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七氟丙烷系統(tǒng)介紹2七氟丙烷滅火系統(tǒng)(一)七氟丙烷的性質(zhì)及滅火機理(二)系統(tǒng)工作原理及組成(三)系統(tǒng)設(shè)計的一般規(guī)定(四)系統(tǒng)設(shè)計與計算2025/10/213七氟丙烷的性質(zhì)七氟丙烷(HFC227ea,美國商標(biāo)名稱為FM-200)。滅火劑是一種無色、幾乎無味、滅火后無固、液相殘留物,不導(dǎo)電的氣體;化學(xué)分子為CF3CHFCF3,分子量為170;密度大約為空氣的6倍;采用高壓液化儲存。2025/10/214滅火機理
滅火機理為抑制化學(xué)鏈反應(yīng),還兼有以冷卻、降低氧濃度的作用,其滅火原理及滅火效率與鹵代烷(Halon)“1301'’相類似,對于A類和B類火災(zāi)均能起到良好的滅火作用。2025/10/215對環(huán)境的影響七氟丙烷滅火劑不會破壞大氣臭氧層,在大氣中的殘留時間也比較短,其環(huán)保性能明顯優(yōu)于鹵代烷(Halon)“1301”。低2025/10/216對環(huán)境的影響七氟丙烷的毒性較低,對人體產(chǎn)生不良影響的體積濃度臨界值為9%,并允許在濃度為10.5%的情況下使用lmin。七氟丙烷的設(shè)計滅火濃度為7.5%,因此,正常情況下對人體不會產(chǎn)生不良的影響,可用于經(jīng)常有人活動的場所。關(guān)于七氟丙烷滅火劑的毒性及致癌問題,目前國際學(xué)術(shù)界仍有爭議。另外,七氟丙烷在滅火過程中會分解出微量的氫氟酸的有害氣體,散發(fā)著刺鼻的氣味,有一定的腐蝕性。2025/10/217應(yīng)用范圍七氟丙烷滅火劑可以撲救的火災(zāi):A.可燃?xì)怏w火災(zāi),如甲烷、乙烯、煤氣、天然氣等;B.甲、乙、丙類液體火災(zāi),如烴類、醇類、有機溶劑類等;C.可燃固體表面火災(zāi);D.電氣火災(zāi)。防護區(qū)內(nèi)一般含不致發(fā)展成固體深位火災(zāi)的固體燃料、電器設(shè)備或存有少量可燃液體。其典型燃料為:A.PC板:B.絕緣電線電纜;C.散布于各處的紙張、檔案等;D.少量無蓋或翻覆的可燃液體(如酒精、油脂、油漆等)。2025/10/218不適用于如下材料所發(fā)生的火災(zāi)A.無空氣仍能迅速氧化的化學(xué)物質(zhì)的火災(zāi),如硝酸纖維、火藥等火災(zāi);B.活潑金屬的火災(zāi),如鈉、鉀、鎂、鈦和鈾;C.金屬氫化物、強氧化劑、能自燃的物質(zhì)火災(zāi);D.能自行分解的化學(xué)物質(zhì)的火災(zāi),如有機氧化合物和聯(lián)胺。2025/10/219適用的場所
近幾年來,F(xiàn)M-200滅火系統(tǒng)以其優(yōu)越的滅火效能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、通信、醫(yī)療、電力、石油、航空、海洋運輸及民用建筑中的數(shù)據(jù)處理中心;印刷機械;新聞中心;電信通訊設(shè)施;過程控制中心;昂貴的醫(yī)療設(shè)施;貴重的工業(yè)設(shè)備;圖書館、博物館、藝術(shù)館、檔案室;機械人;潔凈室;消聲室;應(yīng)急電力設(shè)施;易燃液體儲存區(qū)等。適用于郵電、通訊機房、計算機房、配電間、電氣老化間、微波載波室、船舶、飛機、火車、汽車的引擎間、貨倉、控制間;船用二氧化碳滅火系統(tǒng)用于海上平臺、船舶機艙、泵倉、貨艙、油倉、發(fā)電間、油漆間、木工間、廚房等處。2025/10/2110毒性在滅火的過程中會產(chǎn)生對人體有傷害的氣體,主要有一氧化碳、氟氰酸以及煙氣。但通過恰當(dāng)?shù)陌惭b、使用、及早探測報警,此類生成物可減至最小。噪音:高速噴射會產(chǎn)生令人吃驚的噪聲;會使直對的物體移動,其渦流可以導(dǎo)致未固定好的紙張和重量輕的物體被卷走。冷凝、能見度:噴出的蒸氣滅火劑遇到物體時會產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象;遇到潮濕空氣時短時間會降低能見度。防護區(qū)也會因缺氧,熱量的副反應(yīng)對人體不利。2025/10/2111人員暴露限制A.9%體積濃度以下,人員暴露無限制;B.大于9%至10.5%,限制人員暴露至1min;C.10.5%以上的體積濃度避免暴露。2025/10/2112根據(jù)美國的EPA環(huán)境保護局SNAP計劃HFC類之評估報告結(jié)果.七氟丙烷滅火劑是眾多鹵代烷(Halon)“1301‘’替代品中較為有效的一種替代品。七氟丙烷在美國、德國、意大利等國家得到廣泛的應(yīng)用,它的專利技術(shù)保護于1998年到期,使其在世界范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用成為可能。我國已經(jīng)推出了《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》。我國的七氟丙烷的生產(chǎn)能力在逐年提高,國外一些著名的消防代理商在幾年前就已將七氟丙烷推向我國市場,所有這一切為七氟丙烷在我國較大規(guī)模的推廣應(yīng)用提供了基礎(chǔ)和保障。發(fā)展前景2025/10/2113系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)
七氟丙烷滅火劑是不導(dǎo)電介質(zhì),不含水性物質(zhì),不含有固體粉塵、油漬,它是液態(tài)儲存,氣態(tài)釋放。噴放后可自然排出或由通風(fēng)系統(tǒng)迅速排除?,F(xiàn)場無殘留物,不會受到污染,善后處理方便。2025/10/2114系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)工作壓力2.5或4.2(MPa)·設(shè)計溫度-20~55(℃)·系統(tǒng)運行/儲存溫度0~55(℃)·系統(tǒng)工作電源AC220(V)、DC24(V)·系統(tǒng)滅火劑噴放時間≤10(s)·系統(tǒng)啟動方式電、氣、機械(自動、手動、應(yīng)急操作)·系統(tǒng)電磁啟動電流0.75(A)·系統(tǒng)氣動啟動壓力≤2(MPa)·系統(tǒng)手動操作力≤50(N)·系統(tǒng)貯存容器容積70、90、120、150、180(L)2025/10/21152025/10/2116七氟丙烷滅火系統(tǒng)組成火災(zāi)探測控制單元包括火災(zāi)探測器、報警控制器、氣體滅火控制盤、聲光報警器、噴灑指示燈、緊急啟動/停止按鈕等。滅火系統(tǒng)單元包括七氟丙烷滅火瓶、鋼瓶架、單向閥、集流管、安全泄放裝置、驅(qū)動裝置、軟管、選擇閥、管網(wǎng)及噴嘴等。2025/10/2117系統(tǒng)的構(gòu)成和控制方式1)按儲壓等級分類可分為三種系統(tǒng),其儲壓等級分別為5.6MPa、4.2MPa和2.5MPa;2)按防護區(qū)的特征和滅火方式分類只有全淹沒滅火系統(tǒng)一種;3)按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點分類可分為管網(wǎng)輸送系統(tǒng)和無管網(wǎng)滅火裝置,而管網(wǎng)輸送系統(tǒng)又可分為組合分配系統(tǒng)和單元獨立系統(tǒng);4)按管網(wǎng)的布置形式分類可分為均衡管網(wǎng)系統(tǒng)和非均衡管網(wǎng)系統(tǒng)。2025/10/2118單元獨立系統(tǒng)—一個七氟丙烷供應(yīng)源,通過固定的管網(wǎng)和噴嘴,對一個防護區(qū)或保護對象實施保護;組合分配系統(tǒng)—一個七氟丙烷供應(yīng)源,通過區(qū)域選擇閥、固定的管網(wǎng)和噴嘴,對兩個或兩個以上的防護區(qū)或保護對象實施保護。無管網(wǎng)滅火裝置—七氟丙烷無管網(wǎng)滅火裝置是由一個滅火劑儲瓶組、電動啟動單元、反饋裝置、噴嘴、箱體等組件集成的結(jié)構(gòu)緊湊、外型美觀的滅火裝置。它可與火災(zāi)探測器、滅火控制器組成自動滅火裝置,具有自動、手動、應(yīng)急操作三種啟動方式。系統(tǒng)的分類2025/10/21單元獨立系統(tǒng)2025/10/2119202025/10/21裝置組成2025/10/2121七氟丙烷系統(tǒng)的原理圖2025/10/2122七氟丙烷組合分配滅火系統(tǒng)圖2025/10/2123七氟丙烷滅火系統(tǒng)的程序控制圖2025/10/212425系統(tǒng)的控制方式自動控制:應(yīng)將滅火控制盤的控制方式選擇鍵撥到“自動”位置。手動控制:將滅火控制盤(或自動/手動轉(zhuǎn)換裝置)的控制方式選擇鍵撥到“手動”位置。應(yīng)急操作:2025/10/2126自動控制保護區(qū)有火災(zāi)發(fā)生,火災(zāi)探測器接收到火情信息并經(jīng)甄別后,由報警和滅火控制系統(tǒng)發(fā)出聲、光報警及下達滅火指令。從而按下列程序工作:完成“聯(lián)動設(shè)備”的啟動(如停電、停止通風(fēng)及關(guān)閉門窗等),延遲0-30s通電打開電磁啟動器;繼而依次打開N2啟動瓶瓶頭閥、分區(qū)選擇閥和各七氟丙烷儲瓶瓶頭閥,釋放七氟丙烷實施滅火。2025/10/2127手動控制將滅火控制盤(或自動/手動轉(zhuǎn)換裝置)的控制方式選擇鍵撥到“手動”位置。此時自動控制無從執(zhí)行。人為發(fā)覺火災(zāi)或火災(zāi)報警系統(tǒng)發(fā)出火災(zāi)信息,即可操作滅火控制盤上的(或另設(shè)的)滅火手動按鈕,仍將按上述既定程序?qū)嵤缁?。一般情況,手動滅火控制大都在保護區(qū)現(xiàn)場執(zhí)行。保護區(qū)門外設(shè)有手動控制盒。有的手動控制盒內(nèi)還設(shè)緊急停止按鈕,用它可停止執(zhí)行“自動控制”滅火指令(只要是在延遲時間終了前)。2025/10/2128應(yīng)急操作假若火災(zāi)報警系統(tǒng)、滅火控制系統(tǒng)發(fā)生什么故障,不能投入工作,此時人為發(fā)現(xiàn)火情,欲啟動滅火系統(tǒng)執(zhí)行滅火行動的話,就應(yīng)通知人員撤離保護區(qū),人為啟動“聯(lián)動設(shè)備”;爾后才執(zhí)行滅火行動;拔下電磁啟動器上的保險蓋,壓下電磁鐵芯軸。這樣就打開了N2啟動瓶瓶頭閥,繼而像“自動控制”程序一樣,會將相應(yīng)的選擇閥、七氟丙烷儲瓶瓶頭閥打開,釋放七氟丙烷實施滅火。2025/10/2129注意:滅火設(shè)計濃度大于9%的防護區(qū),應(yīng)增設(shè)手動與自動控制的轉(zhuǎn)換裝置。當(dāng)有人進入防護區(qū)時,將滅火系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到手動控制位;當(dāng)人離開時,恢復(fù)到自動控制位。應(yīng)急操作2025/10/2130系統(tǒng)設(shè)計的基本要求防護區(qū)的設(shè)置要求
防護區(qū)宜以固定的單個封閉空間劃分,當(dāng)同一區(qū)間的吊頂層和地板下需同時保護時,可合為一防護區(qū)。當(dāng)采用管網(wǎng)滅火系統(tǒng)時,一個防護區(qū)的面積不宜大于800m2,容積不宜大于3600m3。當(dāng)采用無管網(wǎng)滅火裝置時,一個防護區(qū)的面積不應(yīng)大于500m2,容積不宜大于1600m3。防護區(qū)的最低環(huán)境溫度不應(yīng)低于-10℃,系統(tǒng)設(shè)計額定溫度為20℃。防護區(qū)滅火時應(yīng)保持封閉條件,除泄壓口以外的開口、防火閥等開口,在噴放七氟丙烷前應(yīng)做到關(guān)閉。防護區(qū)的泄壓口宜設(shè)在外墻上,應(yīng)位于防護區(qū)凈高的2/3以上。當(dāng)設(shè)有外門彈性閉門器或彈簧門的防護區(qū),其開口面積不小于泄壓口計算面積的,不需另設(shè)泄壓口。2025/10/2131防護區(qū)的設(shè)置要求
泄壓口的面積可按下式計算:防護區(qū)應(yīng)有足夠的疏散通道和出口,保證人員在30s內(nèi)撤出防護區(qū)。當(dāng)防護區(qū)內(nèi)的工作人員不能在30s內(nèi)撤出時,防護區(qū)七氟丙烷的設(shè)計濃度不應(yīng)大于9%。2025/10/2132儲存裝置七氟丙烷儲存裝置分為三個儲壓等級:環(huán)境溫度為20℃時,儲存壓力分別為2.5MPa、4.2MPa和5.6MPa。七氟丙烷儲存裝置由儲存容器、容器閥、單向閥和集流管等組成。無管網(wǎng)裝置由儲存容器、容器閥等組成。2025/10/2133儲存裝置在儲存容器或容器閥上,應(yīng)設(shè)安全泄壓閥裝置和壓力表。組合分配系統(tǒng)的集流管,應(yīng)設(shè)安全泄壓閥裝置。安全泄壓閥的動作壓力,應(yīng)符合規(guī)定,
1)儲存壓力為2.5MPa時,應(yīng)為4.8±0.4MPa2)儲存壓力為4.2MPa時,應(yīng)為6.8±0.4MPa。2025/10/2134儲存裝置儲存容器中七氟丙烷的充裝密度,不應(yīng)大于1150kg/m3。在容器閥和集流管之間的管道上應(yīng)設(shè)單向閥,單向閥與容器閥或單向閥與集流管之間應(yīng)采用軟管連接。儲存容器和集流管應(yīng)采用支架固定。備用量的儲存容器與主用量的儲存容器應(yīng)連接在同一集流管上,并能切換使用。2025/10/2135儲存裝置在儲存裝置上應(yīng)設(shè)耐用的固定表牌。標(biāo)明每個容器的編號、皮重、滅火劑名稱、充裝量、充裝日期和儲存壓力等。儲存裝置宜設(shè)在靠近防護區(qū)的專用儲瓶間內(nèi)。該房間的耐火等級不應(yīng)低于二級。室溫應(yīng)為-10~50℃,應(yīng)有直接通向室外或疏散走道的出口。儲存裝置的布置,應(yīng)便于操作、維修及防止陽光照射。操作面距墻面或兩操作面之間的距離,不宜小于1m。2025/10/2136管道部件與管道在通向每個防護區(qū)的滅火系統(tǒng)主管道上,應(yīng)設(shè)壓力信號器或流量信號器。在組合分配系統(tǒng)中,相對于每個防護區(qū)應(yīng)設(shè)置控制滅火劑流向的選擇閥,其公稱直徑應(yīng)與該防護區(qū)滅火系統(tǒng)的主管道公稱直徑相等。選擇閥的位置應(yīng)靠近儲存容器且便于操作,選擇閥宜設(shè)有指明其工作防護區(qū)的表牌。2025/10/2137噴頭噴頭宜貼近防護區(qū)頂面安裝,距頂面的最大距離不應(yīng)大于0.5m。噴頭的保護高度和保護半徑,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)最大保護高度,不宜大于6.5m;2)最小保護高度,不應(yīng)小于0.3m;
3)當(dāng)防護區(qū)高度h<1.5m時,噴頭的保護半徑,不應(yīng)大于4.5m;
4)當(dāng)防護區(qū)高度h≥1.5m時,噴頭的保護半徑,不應(yīng)大于7.5m;2025/10/2138噴頭噴頭應(yīng)以其噴射流量和保護半徑進行合理配置,滿足七氟丙烷在防護區(qū)均勻分布的要求。噴頭應(yīng)有表示其型號、規(guī)格的永久性標(biāo)志。設(shè)置在有粉塵的防護區(qū)的噴頭,應(yīng)增設(shè)在噴射時自行脫落的防塵罩。2025/10/2139管網(wǎng)管道及管道附件輸送七氟丙烷的管道應(yīng)采用無縫鋼管。其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《冷拔或冷軋精密無縫鋼管》和《無縫鋼管》等的規(guī)定,無縫鋼管內(nèi)外應(yīng)鍍鋅。輸送七氟丙烷的管道安裝在有腐蝕鍍鋅層的場所,宜采用不銹鋼管。其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《不銹鋼無縫鋼管》的規(guī)定。2025/10/2140輸送啟動氣體的管道,宜采用銅管,其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《拉制銅管》的規(guī)定管道的連接,當(dāng)公稱直徑小于或等于80mm時,宜采用螺紋連接:大于80mm時,宜采用法蘭連接。鋼制管道附件應(yīng)內(nèi)外鍍鋅。在有腐蝕鍍鋅層介質(zhì)的場所,應(yīng)采用銅合金或不銹鋼的管道附件。管網(wǎng)管道及管道附件2025/10/2141上節(jié)課重點內(nèi)容復(fù)習(xí)FM-200滅火系統(tǒng)的構(gòu)成和系統(tǒng)主要組件的作用FM-200滅火系統(tǒng)控制方式FM-200滅火系統(tǒng)的動作過程FM-200滅火系統(tǒng)設(shè)計的基本要求(防護區(qū)、儲存裝置、系統(tǒng)管道及其部件、噴頭)2025/10/2142系統(tǒng)設(shè)計一般規(guī)定采用七氟丙烷滅火系統(tǒng)保護的防護區(qū),其七氟丙烷設(shè)計用量,應(yīng)根據(jù)防護區(qū)內(nèi)可燃物相應(yīng)的滅火設(shè)計濃度或惰化設(shè)計濃度經(jīng)計算確定。有爆炸危險的氣體、液體類火災(zāi)的防護區(qū),應(yīng)采用惰化設(shè)計濃度;無爆炸危險的氣體、液體類火災(zāi)和固體類火災(zāi)的防護區(qū),應(yīng)采用滅火設(shè)計濃度。惰化設(shè)計濃度:當(dāng)引火源加入時,在101KPa大氣壓和規(guī)定的溫度條件下,能抑制空氣中任意濃度的可燃?xì)怏w或可燃液體蒸汽的燃燒發(fā)生所需的七氟丙烷在空氣中的最小體積百分比。2025/10/2143系統(tǒng)設(shè)計計算一般規(guī)定七氟丙烷滅火系統(tǒng)的滅火設(shè)計濃度不應(yīng)小于滅火濃度的1.3倍,惰化設(shè)計濃度不應(yīng)小于惰化濃度的1.1倍。固體表面火災(zāi)的滅火濃度為5.8%,其它滅火濃度可按本規(guī)范附錄A中附表A-1的規(guī)定取值,惰化濃度可按本規(guī)范附錄A中附表A-2的規(guī)定取值。本規(guī)范附錄A中未列出的,應(yīng)經(jīng)試驗確定。2025/10/21可燃物的七氟丙烷滅火濃度可燃物滅火濃度(%)可燃物滅火濃度(%)甲烷6.2異丙醇7.3乙烷7.5丁醇7.1丙烷6.3甲乙酮6.7庚烷5.8甲基異丁酮6.6正庚烷6.5丙酮6.5硝基甲烷10.1環(huán)戊酮6.7甲苯5.1四氫呋喃7.2二甲苯5.3嗎啉7.3乙腈3.7汽油(無鉛,7.8%乙醇)6.5乙基醋酸脂5.6航空燃料汽油6.7丁基醋酸脂6.62號柴油6.7甲醇9.9噴氣式發(fā)動機燃料(-4)6.6乙醇7.6噴氣式發(fā)動機燃料(-5)6.6乙二醇7.8變壓器油6.92025/10/214445可燃物惰化濃度(%)甲烷8.0二氯甲烷3.51.1-二氟乙烷8.61-氯-1.1-二氟乙烷2.6丙烷11.61-丁烷11.3戊烷11.6乙烯氧化物13.6可燃物的七氟丙烷惰化濃度2025/10/21圖書、檔案、票據(jù)和文物資料庫等防護區(qū),滅火設(shè)計濃度宜采用10%。油浸變壓器室、帶油開關(guān)的配電室和自備發(fā)電機房等防護區(qū),滅火設(shè)計濃度宜采用9%。通訊機房和電子計算機房等防護區(qū),滅火設(shè)計濃度宜采用8%。防護區(qū)實際應(yīng)用的濃度不應(yīng)大于滅火設(shè)計濃度的1.1倍。
當(dāng)幾種可燃物共存或混合時,其滅火設(shè)計濃度或惰化設(shè)計濃度,應(yīng)按其中最大的滅火濃度或惰化濃度確定。2025/10/214647七氟丙烷的噴放時間在通訊機房和電子計算機房等防護區(qū),設(shè)計噴放時間不應(yīng)大于8s;在其它防護區(qū),設(shè)計噴放時間不應(yīng)大于10s。2025/10/2148七氟丙烷滅火時的浸漬時間木材、紙張、織物等固體表面火災(zāi),宜采用20min;通訊機房、電子計算機房內(nèi)的電氣設(shè)備火災(zāi),應(yīng)采用5min;其它固體表面火災(zāi),宜采用10min;氣體和液體火災(zāi),不應(yīng)小于1min。浸漬時間Soakingtime在防護區(qū)內(nèi)維持設(shè)計規(guī)定的滅火劑濃度,使火災(zāi)完全熄滅所需的時間。2025/10/2149設(shè)計用量防護區(qū)滅火設(shè)計用量或惰化設(shè)計用量按下式計算七氟丙烷在不同溫度下的過熱蒸汽比容,按下式計算2025/10/2150儲存用量系統(tǒng)的儲存用量應(yīng)為防護區(qū)滅火設(shè)計用量(或惰化設(shè)計用量)、儲存容器內(nèi)的剩余量和管網(wǎng)內(nèi)的剩余量之和。儲存容器內(nèi)的剩余量,可按儲存容器內(nèi)引升管管口以下的容器容積量換算。均衡管網(wǎng)和只含一個封閉空間的非均衡管網(wǎng),其管網(wǎng)內(nèi)的剩余量均可不計。防護區(qū)中含兩個或兩個以上封閉空間的非均衡管網(wǎng),其管網(wǎng)內(nèi)的剩余量,按各支管與最短支管之間長度差值的容積量計算。2025/10/2151管網(wǎng)布置宜設(shè)計為均衡系統(tǒng),并應(yīng)符合下列規(guī)定:1噴頭設(shè)計流量應(yīng)相等;2管網(wǎng)的第1分流點至各噴頭的管道阻力損失,其相互間的最大差值不應(yīng)大于20%。儲存用量2025/10/21非均衡管網(wǎng)內(nèi)剩余量的計算從管網(wǎng)第一分支點計算各支管的長度,分別取各長支管與最短支管長度的差值為計算剩余量的長度;各長支管在末段的內(nèi)容積量,等于滅火劑在管網(wǎng)內(nèi)剩余量的體積量。其中bc<bd,bx=bc及ab+bc=ae+ex2噴放時,系統(tǒng)管網(wǎng)里七氟丙烷剩余量(容積量)等于管道xd段、x2f段、fg段與fh段的管道內(nèi)容積之和;2025/10/215253當(dāng)系統(tǒng)為組合分配系統(tǒng)時,滅火設(shè)計用量應(yīng)采用滅火設(shè)計用量最大的一個防護區(qū)的用量。需要不間斷保護的防護區(qū)的滅火系統(tǒng)或超過8個防護區(qū)的組合分配系統(tǒng),應(yīng)設(shè)備用量,備用量應(yīng)按儲存用量的100%確定。非均衡管網(wǎng)內(nèi)剩余量的計算2025/10/2154七氟丙烷20℃時的蒸氣壓為0.39MPa(絕對壓力),七氟丙烷在環(huán)境溫度下儲存,其自身蒸氣壓不足以將滅火劑從滅火系統(tǒng)中輸送噴放到防護區(qū)。為此,只有在儲存容器中采用其它氣體給滅火劑增壓。規(guī)定采用的增壓氣體為氮氣,并規(guī)定了它的允許含水量。七氟丙烷滅火系統(tǒng)應(yīng)采用氮氣增壓輸送。氮氣的含水量不應(yīng)大于0.006%。FM-200滅火系統(tǒng)的啟動氣體2025/10/2155選擇儲存容器的幾個原則儲存壓力的確定儲存容器充裝密度的確定儲存容器體積的確定2025/10/21儲存容器的增壓壓力宜分為三級,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1一級2.5+0.1MPa;(絕對壓力)
2二級4.2+0.1MPa;(絕對壓力)
3三級5.6+0.1MPa。(絕對壓力)系統(tǒng)管網(wǎng)長、流損大的,可選用4.2MPa及5.6MPa增壓級;管網(wǎng)短、流損小的,可選用2.5MPa增壓級。2.5MPa及4.2MPa是等同采用了ISO/14520及NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定;增加的5.6MPa增壓級是為了滿足我國最通常采用的組合分配系統(tǒng)的設(shè)計需要,在一些距離儲瓶間較遠防護區(qū)也能達到噴射時間不大于8s的設(shè)計條件。2025/10/215657儲存容器充裝密度的確定充裝密度是指儲存容器內(nèi)滅火劑的質(zhì)量與容器容積之比。在實際設(shè)計中,應(yīng)在此前提下選用大小適中的充裝密度。充裝密度太小,所需要的儲存容器的數(shù)量就比較多,增加工程造價;充裝密度太大,危及儲存容器的使用安全。2025/10/2158七氟丙烷單位容積的充裝量應(yīng)符合下列規(guī)定:
1一級增壓儲存容器,不應(yīng)大于1120kg/m3;
2二級增壓焊接結(jié)構(gòu)儲存容器,不應(yīng)大于950kg/m3;
3二級增壓無縫結(jié)構(gòu)儲存容器,不應(yīng)大于1120kg/m3;
4三級增壓儲存容器,不應(yīng)大于1080kg/m3。系統(tǒng)計算過程中初選充裝量,建議采用800~900kg/m3。儲存容器充裝密度的確定2025/10/2159儲存容器體積的確定儲存容器按下式確定2025/10/2160管網(wǎng)布置和管網(wǎng)計算管網(wǎng)布置管網(wǎng)設(shè)計流量計算管網(wǎng)水力計算初選管徑噴頭工作壓力計算高程壓頭計算噴頭工作壓力校核噴頭孔口面積的確定噴頭流量系數(shù)2025/10/2161管網(wǎng)布置管網(wǎng)宜布置成均衡系統(tǒng),并應(yīng)符合下列規(guī)定:A.各個噴頭設(shè)計流量應(yīng)相等;B.管網(wǎng)上從第1分流點至各噴頭的管道阻力損失,其相互間的最大差值不應(yīng)大于20%。C.系統(tǒng)管網(wǎng)的管道內(nèi)容積,不宜大于該系統(tǒng)七氟丙烷充裝容積量的80%。D.管網(wǎng)中不應(yīng)采用四通管件進行分流。2025/10/2162管網(wǎng)設(shè)計流量計算管網(wǎng)中干管的設(shè)計流量按下式計算:管網(wǎng)中噴頭的設(shè)計流量管網(wǎng)中支管的設(shè)計流量2025/10/2163管網(wǎng)水力計算一般采用噴放“過程中點(七氟丙烷設(shè)計用量噴放50%)”的容器壓力和該點瞬時流量進行管網(wǎng)計算,并假定該瞬時流量等于平均設(shè)計流量。2025/10/2164噴放“過程中點”容器壓力Pm-噴放過程中點儲存容器內(nèi)絕對壓力(MPa)
(絕對壓力=表壓+0.101MPa);P0-儲存容器額定增壓的絕對壓力(MPa);V0-噴放前儲存容器內(nèi)的氣相總?cè)莘e;W-防護區(qū)七氟丙烷滅火(或惰化)設(shè)計用量;γ-七氟丙烷液體密度()(20℃時,為1407);2025/10/2165Vp-管網(wǎng)管道的內(nèi)容積式中:n——儲存容器的數(shù)量;
Vb——儲存容器的容積;
η——七氟丙烷充裝密度。噴放“過程中點”容器壓力2025/10/2166七氟丙烷在鍍鋅鋼管中流動的阻力損失2025/10/2167管件的局部阻力損失當(dāng)量長度規(guī)格ND(mm)20253240506580法蘭100法蘭125當(dāng)量長度(m)0.670.851.131.311.682.012.501.702.10螺紋接口彎頭局部損失當(dāng)量長度2025/10/2168管件的局部阻力損失當(dāng)量長度規(guī)格(mm)2025324050當(dāng)量長度(m)直路支路直路支路直路支路直路支路直路支路0.270.850.341.070.461.40.521.650.672.1規(guī)格(mm)6580法蘭100法蘭125當(dāng)量長度(m)直路支路直路支路直路支路直路支路0.822.51.013.111.404.11.765.1螺紋接口三通局部損失當(dāng)量長度2025/10/2169管件的局部阻力損失當(dāng)量長度規(guī)格(mm)25×2032×2532×2040×3240×25當(dāng)量長度(m)0.20.20.40.30.4規(guī)格(mm)50×4050×3265×5065×4080×65當(dāng)量長度(m)0.30.50.40.60.5規(guī)格(mm)80×50法蘭100×80法蘭100×65法蘭125×100法蘭125×80當(dāng)量長度(m)0.70.60.90.81.1螺紋接口縮徑接頭局部損失當(dāng)量長度2025/10/21
鍍鋅鋼管阻力損失與七氟丙烷流量的關(guān)系2025/10/217071初選管徑;
當(dāng)當(dāng)2025/10/2172噴頭工作壓力計算Pc—噴頭工作絕對壓力;Pm—噴放過程中點儲存容器內(nèi)絕對壓力;∑△P—系統(tǒng)流程阻力總損失;Ph—高程壓頭。2025/10/2173高程壓頭計算H—噴頭高度相對“過程中點”時儲存容器液面的位差,m。2025/10/2174噴頭工作壓力校核1一級增壓儲存容器的系統(tǒng)Pc≥0.6(MPa,絕對壓力);二級增壓儲存容器的系統(tǒng)Pc≥0.7(MPa,絕對壓力);三級增壓儲存容器的系統(tǒng)Pc≥0.8(MPa,絕對壓力)。2
Pc≥Pm/2(MPa,絕對壓力)。2025/10/2175噴頭孔口面積的確定可根據(jù)Pc,查圖4-5或按下式計算噴頭孔口面積2025/10/2176有一通訊機房,房高3.2m,長14m,寬7m,設(shè)七氟丙烷滅火系統(tǒng)進行保護(引入的部件的有關(guān)數(shù)據(jù)是取用天津盛達安全科技實業(yè)公司的ZYJ-100系列產(chǎn)品)。例題12025/10/21繪出系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖dcb’ab2025/10/21771)確定滅火設(shè)計濃度依據(jù)本《規(guī)范》中規(guī)定,取C1=8%2)計算保護空間實際容積V=3.2×14×7=313.6(m3)3)計算滅火劑設(shè)計用量依據(jù)本《規(guī)范》中規(guī)定,,其中,K=1;S=0.1269+0.000513×20(℃)=0.13716(m3/kg)2025/10/21784)設(shè)定滅火劑噴放時間依據(jù)本《規(guī)范》中規(guī)定,取t=7s5)設(shè)定噴頭布置與數(shù)量選用JP型噴頭,其保護半徑R=7.5m故設(shè)定噴頭為2只;按保護區(qū)平面均勻布置噴頭;6)選定滅火劑儲存容器規(guī)格及數(shù)量根據(jù)W=198.8kg,選用100升的JR-100/54儲存容器3只。
2025/10/21797)計算管道平均設(shè)計流量主干管:支管:Qg=Qw/2=14.2(kg/s)儲存容器出流管:8)選擇管網(wǎng)管道通徑以管道平均設(shè)計流量,依據(jù)本《規(guī)范》條文說明3.3.15第6款中圖3.3.15-1選取,其結(jié)果,標(biāo)在管網(wǎng)計算圖上。2025/10/2180繪出系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖dcb’ab2025/10/21819)計算充裝率系統(tǒng)儲存量:管網(wǎng)內(nèi)剩余量:=0儲存容器內(nèi)剩余量:=n×3.5=3×3.5=10.5(kg)充裝率:10)計算管網(wǎng)管道內(nèi)容積先按管道內(nèi)徑求出單位長度的內(nèi)容積,然后依據(jù)管網(wǎng)計算圖上管段長度求算:Vp=29×3.42+7.4×1.96=113.7(dm3)2025/10/218211)選用額定增壓壓力依據(jù)本《規(guī)范》中規(guī)定,選用P0=4.3MPa(絕對壓力)。12)計算全部儲存容器氣相總?cè)莘e依據(jù)本《規(guī)范》公式
=3×0.1(1-697.7/1407)=0.1512(m3)13)計算“過程中點”儲存容器內(nèi)壓力依據(jù)本《規(guī)范》公式=(4.3×0.1512)/[0.1512+198.8/(2×1407)+0.1137]=1.938(MPa,絕對壓力)2025/10/218314)計算管路損失(1)a-b段以Qp=9.47kg/s及Dn=40mm,查圖3.3.15-1得:(ΔP/L)ab=0.0103MPa/m計算長度Lab=3.6+3.5+0.5=7.6(m)ΔPab=(ΔP/L)ab×Lab=0.0103×7.6=0.0783(MPa)(2)b-b’段以0.55Qw=15.6kg/s及DN=65mm,查圖3.3.15-1得:(ΔP/L)bb’=0.0022MPa/m計算長度Lbb’=0.8(m)ΔPbb’=(ΔP/L)bb’×Lbb’=0.0022×0.8=0.00176(MPa)2025/10/2184
鍍鋅鋼管阻力損失與七氟丙烷流量的關(guān)系2025/10/2185(3)b’-c段以Qw=28.4kg/s及DN=65mm,查圖3.3.15-1得:(ΔP/L)b’c=0.008MPa/m計算長度Lb’c=0.4+4.5+1.5+4.5+26=36.9(m)ΔPb’c=(ΔP/L)b’c×Lb’c=0.008×36.9=0.2952(MPa)(4)c-d段以Qg=14.2kg/s及DN=50mm,查圖3.3.15-1得:(ΔP/L)cd=0.009MPa/m計算長度Lcd=5+0.4+3.5+3.5+0.2=12.6(m)ΔPcd=(ΔP/L)cd×Lcd=0.009×12.6=0.1134(MPa)2025/10/2186875)求得管路總損失:=ΔPab+ΔPbb’+ΔPb’c+ΔPcd=0.4887(MPa)15)計算高程壓頭依據(jù)本《規(guī)范》中公式,其中,H=2.8m(“過程中點”時,噴頭高度相對儲存容器內(nèi)液面的位差)∴=10-6×1407×2.8×9.81=0.0386(MPa)2025/10/218816)計算噴頭工作壓力依據(jù)本《規(guī)范》中公式,=1.938-0.4887-0.0386=1.411(MPa,絕對壓力)17)驗算設(shè)計計算結(jié)果依據(jù)本《規(guī)范》的規(guī)定,應(yīng)滿足下列條件:(1)Pc≥0.7(MPa,絕對壓力);(2)Pc≥Pm/2=1.938/2=0.969(MPa,絕對壓力)。皆滿足,合格。2025/10/218918)計算噴頭等效孔口面積及確定噴頭規(guī)格以Pc=1.411MPa從本《規(guī)范》附錄C表C-2中查得,噴頭等效孔口單位面積噴射率:qc=3.1[(kg/s)/cm2]又,噴頭平均設(shè)計流量:Qc=W/2=14.2kg/s由本《規(guī)范》中公式求得噴頭等效孔口面積:Fc=Qc/qc=14.2/3.1=4.58(cm2)由此,即可依據(jù)求得的值,從產(chǎn)品規(guī)格中選用與該值相等(偏差+9~-3%)、性能跟設(shè)計一致的噴頭為JP-30。2025/10/2190例題2有一通訊機房,房高3.2m,長10m,寬6m,要求采用七氟丙烷滅火系統(tǒng)保護。1)通訊機房滅火設(shè)計濃度C=8%,滅火劑噴放時間7s。保護空間實際容積:2025/10/21七氟丙烷滅火系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖2025/10/2191922)計算滅火劑設(shè)計用量。按公式4-2計算:2025/10/21933)選定滅火劑儲瓶規(guī)格及數(shù)量。根據(jù)W=121.72kg,選用JP-100/54儲瓶2只,儲瓶增壓壓力P0=4.3MPa(絕對壓力)。4)噴頭布置與數(shù)量。選用JP型噴頭,其保護半徑5m,選用2個噴頭,并按保護區(qū)平面均勻噴灑布置噴頭。5)繪出系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖4-6。2025/10/21946)計算管道平均設(shè)計流量。1.主干管:2.支管:3.儲瓶出流管:2025/10/21957)估算管網(wǎng)管道直徑。根據(jù)管道平均設(shè)計流量,查圖4-4,得各管段管徑,將結(jié)果標(biāo)在管網(wǎng)計算圖上。2025/10/21七氟丙烷滅火系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖2025/10/2196978)計算充裝密度:系統(tǒng)設(shè)置用量:儲瓶內(nèi)剩余量:管網(wǎng)內(nèi)剩余量充裝密度2025/10/21989)計算管網(wǎng)內(nèi)容積:依據(jù)管網(wǎng)計算圖,查表4-19得各管段的單位長度的容積10)計算全部儲瓶氣相總?cè)莘e,2025/10/219911)計算“過程中點”儲瓶內(nèi)壓力。2025/10/2110012)計算管路阻力損失A.a-b段以Qp=8.69kg/s及DN=40mm,查圖4-4得計算長度2025/10/21101
鍍鋅鋼管阻力損失與七氟丙烷流量的關(guān)系2025/10/21102B.b-c段以Qp=17.38kg/s及DN=50mm,查圖4-4得計算長度2025/10/21103C.c-d段以及查圖4-4得計算長度求得管路總損失:2025/10/2110413)計算高程壓頭,根據(jù)公式4-11計算其中,H=2.8m(噴頭高度相對“過程中點”儲瓶液面的位差)。2025/10/2110514)計算噴頭工作壓力,根據(jù)公式4-1015)驗算設(shè)計計算結(jié)果Pc≥0.5MPa(絕壓)Pc≥Pm/2=1.932/2=0.966MPa(絕壓)皆滿足,符合要求。2025/10/2110616)計算噴頭計算面積及確定噴頭規(guī)格:以從圖4-5中查得,噴頭計算單位面積流量故求得噴頭計算面積:查表4-14,選用JP-26型噴頭2個。2025/10/21例題3工程概況中國移動通信集團唐山移動局綜合樓地上五層,總建筑面積約5000平方米,建筑高度18米,層高3.5米。一旦發(fā)生火災(zāi),造成的直接經(jīng)濟損失大,間接經(jīng)濟損失難以估計。其中一至四層的電力室、測量室、程控機房、傳輸室、監(jiān)控室、長途機房室、交換機房共七個防護區(qū)需設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)保護。該消防工程為改造項目,本著安全、可靠、經(jīng)濟的原則選擇合適的氣體滅火系統(tǒng)進行設(shè)計。1072025/10/21滅火劑的選擇
可使用高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)、七氟丙烷(FM-200)滅火系統(tǒng)和混合氣體(IG541)滅火系統(tǒng)。但由于某些防護區(qū)內(nèi)經(jīng)常有人員值守,在考慮各種滅火劑對人員的傷害作用及環(huán)境因素、工程造價等方面后,選擇七氟丙烷(FM-200)滅火系統(tǒng),根據(jù)相關(guān)規(guī)定進行系統(tǒng)設(shè)計。1082025/10/21各防護區(qū)基本情況見表
2025/10/21109由于各防護區(qū)內(nèi)無吊頂,地板高度為150mm且各種電纜較多,其中多為國際線路和重要的通訊光纜,系統(tǒng)安裝不能影響正常的工作業(yè)務(wù)。因此,系統(tǒng)設(shè)計不考慮地板下安裝噴頭,按各防護區(qū)的總?cè)莘e計算滅火劑用量,滿足相關(guān)規(guī)范的要求。同時,防護區(qū)內(nèi)管道的布置采用均衡系統(tǒng)布置,既可省去管網(wǎng)內(nèi)滅火劑的剩余量,降低工程造價,也能減少系統(tǒng)安裝時的工作量。1102025/10/21防護區(qū)的基本要求
采用全淹沒滅火系統(tǒng)的防護區(qū),應(yīng)符合下列規(guī)定:1.對氣體、液體、電氣火災(zāi)和固體表面火災(zāi),在噴放滅火劑應(yīng)自動關(guān)閉除泄壓口以外的所有開口,且開口不應(yīng)設(shè)在底面,應(yīng)位于防護區(qū)凈高2/3以上。2.防護區(qū)的維護結(jié)構(gòu)及門、窗的耐火極限不應(yīng)低于0.50h,吊頂?shù)哪突饦O限不應(yīng)低于0.25h。3.圍護結(jié)構(gòu)及門窗的允許壓強不宜低于1200Pa。4.防護區(qū)用的通風(fēng)機和通風(fēng)管道中的防火閥,在噴放滅火劑前應(yīng)自動關(guān)閉。1112025/10/21防護區(qū)的基本要求5.啟動釋放滅火劑之前或同時,必須切斷可燃、助燃?xì)怏w的氣源。6.組合分配系統(tǒng)的滅火劑儲存量,不應(yīng)小于所需儲存量最大的一個防護區(qū)或保護對象的儲存量。7.當(dāng)組合分配系統(tǒng)保護8個以上及用于需要不間斷保護的防護區(qū)或保護對象時應(yīng)有備用量,備用量不應(yīng)小于系統(tǒng)設(shè)計的儲存量。8.對于設(shè)置備用量儲存容器的系統(tǒng),備用量的儲存容器應(yīng)與系統(tǒng)管網(wǎng)相連,應(yīng)能與主儲存容器切換使用。1122025/10/21系統(tǒng)設(shè)計計算防護區(qū)的劃分,共計七個獨立的滅火保護區(qū)。系統(tǒng)設(shè)計采用一套滅火劑儲存裝置,按組合分配型式對各防護區(qū)進行保護。其優(yōu)點是減少滅火劑的用量,提高滅火劑的利用率,既節(jié)省設(shè)備費用又能達到有效保護防護區(qū)的目的。各防護區(qū)采用全淹沒滅火方式,即在規(guī)定的時間內(nèi),向防護區(qū)噴射一定濃度的滅火劑,并使其用量均勻地充滿整個防護區(qū)的滅火系統(tǒng)。在確定儲瓶間鋼瓶數(shù)量以及滅火劑計用量時,應(yīng)該考慮兩個因素:一個是各分區(qū)氣體設(shè)計用量,另一個是各分區(qū)的阻力損失。滅火劑設(shè)計用量必須要滿足用量最大的那個防護區(qū),但同時噴頭的工作壓力還必須滿足相應(yīng)規(guī)范及產(chǎn)品性能的要求。1132025/10/21依據(jù)防護區(qū)基本情況表,采用組合分配型式進行保護,按相關(guān)規(guī)范的要求,一組系統(tǒng)儲存裝置最多可保護八個防護區(qū),因此,該整個工程采用一套滅火劑儲存裝置是可行的。滅火劑儲瓶和氮氣啟動瓶的瓶站設(shè)置在二層專用房間內(nèi)。繪制系統(tǒng)設(shè)計圖和軸側(cè)圖氣-01、氣-02、氣-03、氣-04、氣-05、氣-06、氣-07及滅火劑儲瓶連接圖氣-08。按系統(tǒng)設(shè)計的平面圖和軸側(cè)圖以最大防護區(qū)(Q3)的面積和容積進行滅火劑設(shè)計用量的計算。114系統(tǒng)設(shè)計計算2025/10/211.二層程控機房(Q3)
1)按照規(guī)范,通訊機房和電子計算機房的滅火設(shè)計濃度C=8.0%,噴射時間t=7秒,保護空間實際容積為:V=964m32)計算滅火劑設(shè)計用量。根據(jù)公式:
W=(KV/S)×C/(100-C)式中:W—防護區(qū)七氟丙烷設(shè)計用量(kg);
S—七氟丙烷過熱蒸汽在101Kpa和防護區(qū)最低溫度下的比容(m3/kg),
S=K1+K2T
其中:K1=0.1269K2=0.000513T—溫度(OC)
S=0.1269+0.000513×20(OC)=0.137(m3/kg)V—防護區(qū)凈容積(m3);
K—海拔高度修正系數(shù),取K=12025/10/21115對V的選取有一點需要特別說明的地方:在確定儲瓶間鋼瓶數(shù)量以及滅火劑用量時,應(yīng)該考慮到滅火劑設(shè)計用量必須要滿足用量最大的那個防護區(qū),但是同時噴頭的工作壓力還必須滿足規(guī)范的要求(噴頭的工作壓力跟鋼瓶的數(shù)量成正比)。二層程控機房(Q3)的滅火劑設(shè)計用量無疑應(yīng)該是這七個防護區(qū)最多的,但如果噴頭的工作壓力也按該區(qū)進行確定的話,那么其它防護區(qū)的噴頭工作壓力將不一定保證滿足要求,因為七區(qū)(Q7)的管路損失比三區(qū)(Q3)的大。在經(jīng)過計算和比較后,采用了一個能同時達到兩個要求又不浪費鋼瓶和滅火劑的方法,滅火劑設(shè)計用量按照三區(qū)來取,但是在驗算噴頭工作壓力時按照七區(qū)來算,這樣設(shè)計用量得到了保證,噴頭工作壓力也得到了保證最大滅火劑量W=(964/0.137)×8.0/(100-8.0)=612(kg)。2025/10/211163)選定滅火劑儲瓶規(guī)格及數(shù)量。根據(jù)W=612kg,選用JR-70/54儲瓶15只,儲瓶增壓壓力為4.2MPa。4)噴頭布置與數(shù)量。選用JP型噴頭,其保護半徑R=5m,選用八個噴頭,并按保護區(qū)平面均勻噴灑布置噴頭,見設(shè)計圖氣-01。5)繪出系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖,見設(shè)計圖氣-06。1172025/10/21首層管網(wǎng)平面布置圖2025/10/21118二層管網(wǎng)平面布置圖2025/10/211191202025/10/216)計算管道平均設(shè)計流量。①主干管:Q2-3=W/t=612/7=87.4(kg/s)②支管:Q3-4=87.4/2=43.7(kg/s)Q4-5=43.7/2=21.9(kg/s)Q5-6=21.9/2=10.9(kg/s)③儲瓶出流管:
Q1-2=W/nt=612/(15×7)=5.8(kg/s)7)估算管網(wǎng)管道直徑。根據(jù)管道平均設(shè)計流量,查圖,得各管段管徑,將結(jié)果標(biāo)在管網(wǎng)計算圖氣-06上。1212025/10/218)計算充裝密度:系統(tǒng)設(shè)置用量:Ws=W+W1+W2式中:W1—儲瓶內(nèi)剩余量;W2—管網(wǎng)內(nèi)剩余量。根據(jù)系統(tǒng)要求取如下數(shù)據(jù)代入式中,得W1+W2=W×8%=612×8%=49.0(kg)Ws=612+49.0=661.0(kg)η=Ws/Vb×n=661.0/15×0.07=629.5(kg/m3)1222025/10/219)計算管網(wǎng)內(nèi)容積:依據(jù)管網(wǎng)計算圖,得各管段的單位長度的容積Vp=8.33×(1.5+1.5+0.5+10+9.5+8)+4.9×9+3.42×16+1.19×20=380dm3≈0.38m310)計算管網(wǎng)內(nèi)全部儲瓶氣相總?cè)莘e
V0=n×Vb(1-η/r)式中:Vb—儲存容器的容量(m3);n—充裝率;r—七氟丙烷液體密度,常溫下為1407kg/m3。根據(jù)系統(tǒng)各項數(shù)值V0=15×0.07(1-661.0/1407)=0.56m3。1232025/10/2111)計算“過程中點”儲瓶壓力,根據(jù)公式
Pm=P0V0/(V0+W/2r+Vp)式中:Pm—噴放“過程中點”儲存容器內(nèi)絕對壓力(MPa);P0—儲存容器額定增壓的絕對壓力(MPa)。Pm=(4.3×0.56)/(0.56+661/2×1407+0.38)≈2.05(MPa)1242025/10/2112)計算管路阻力損失管段1-2Q1-2=8.87kg/s,DN=40mm,查圖得(ΔP/L)1-2=0.0083MPa/mL1-2=3.6+3.5+0.5=7.6(m)ΔP1-2=0.0083×7.6=0.063(MPa)管段2-3Q2-3=88.76kg/s,DN=100mm,查圖得(ΔP/L)2-3=0.0088MPa/mL2-3=10+6.4×4+31=66.6(m)ΔP2-3=66.6×0.0088≈0.586(MPa)1252025/10/2112)計算管路阻力損失管段3-4Q3-4=44.38kg/s,DN=80mm,查圖得(ΔP/L)3-4=0.0075MPaL3-4=4.5+7.3+0.6=12.4(m)P3-4=12.4×0.0075=0.093(MPa)管段4-5Q4-5=22.19kg/s,DN=65mm,查圖得(ΔP/L)4-5=0.0041MPaL4-5=4+5.8+0.5=10.3(m)P4-5=0.004110.3≈0.042(MPa)1262025/10/2112)計算管路阻力損失管段5-6Q5-6=11.09kg/s,DN=40mm,查圖得(ΔP/L)5-6=0.011MpaL5-6=2.5+0.6+5=8.1(m)ΔP5-6=0.011×8.1=0.089(MPa)求得管路總損失:∑ΔP1=ΔP1-2+ΔP2-3+ΔP3-4+ΔP4-5+ΔP5-6=0.063+0.586+0.093+0.042+0.089≈0.87(MPa)1272025/10/2113)計算高程壓頭Ph=10-6r×H×g式中:Ph—高程壓頭(MPa);H—噴頭高度相對“過程中點”儲存容器液面的位差,按經(jīng)驗,“過程中點”儲存容器液面高度取0.2m;g—重力加速度(kg/m3)。Ph=10-6×1407×2.8×9.81=0.04(MPa)1282025/10/2114)計算噴頭工作壓力Pc=Pm-(∑ΔP1+Ph)=2.05-0.87-0.0386≈1.14(MPa)129①Pc≥0.5MPa;②Pc≥Pm/2=2.05/2=1.03MPa;③各個噴頭設(shè)計流量相等;④管網(wǎng)從第一分流點至各噴頭的管道阻力損失,其相互間的最大差值不會大于20%;⑤系統(tǒng)管網(wǎng)的管道內(nèi)容積,不大于本系統(tǒng)七氟丙烷充裝容積量的80%;以上各條件皆滿足,符合要求,故設(shè)計合理,且管網(wǎng)為均衡系統(tǒng)。2025/10/2116)計算噴頭計算面積及確定噴頭規(guī)格由Pc=1.14Mpa,查圖得噴頭計算單位面積流量qc=2.1kg/(s.cm2),噴頭平均設(shè)計流量Qc=11.09kg/s,得噴頭計算面積:Fc=Qc/qc=11.09/2.1≈5.28(cm2)查附錄表一,選用JP-34型噴頭8個1302025/10/212.電力室(Q7)1)四層電力室位置在該系統(tǒng)最遠端,其管網(wǎng)壓力降應(yīng)最大,需核算噴頭入口壓力。滅火濃度C=8.0%,滅火時間t=7秒。保護空間實際容積為:V=642.6m3。2)計算滅火劑設(shè)計用量。根據(jù)公式:
W=(KV/S)×C/(100-C)式中:K=1;S=0.1269+0.000513×20(℃)=0.13716(m3/kg)。得,W=(595.35/0.13716)×8.0/(100-8.0)=407.39(kg)1312025/10/213)選定滅火劑儲瓶規(guī)格及數(shù)量。因為系統(tǒng)采用組合分配型式,根據(jù)W=407.39kg,選用JR-70儲瓶9只,儲瓶增壓壓力為4.2MPa(絕對壓力)。4)噴頭布置與數(shù)量。選用JP型四個噴頭,其保護半徑R=5m,并按保護區(qū)平面均勻噴灑布置噴頭,具體布置設(shè)計圖氣-04。5)繪出系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖氣-07。1322025/10/211332025/10/211342025/10/216)計算管道平均設(shè)計流量。①主干管:Q⑵-⑶=W/t=407.39/7=58.19(kg/s)②支管:Q⑶-⑷=58.19/2=29.1(kg/s)Q⑷-⑸=29.1/2=14.55(kg/s)③儲瓶出流管:Q⑴-⑵=W/nt=407.39/8×7=7.27(kg/s)7)估算管網(wǎng)管道直徑。根據(jù)管道平均設(shè)計流量,查圖,得各管段管徑,將結(jié)果標(biāo)在管網(wǎng)計算圖氣-07上。1352025/10/218)充裝密度:由于采用同一組規(guī)格型號的儲存容器,所以η=639(kg/m3)9)計算管網(wǎng)內(nèi)容積:依據(jù)管網(wǎng)計算圖,得各管段的單位長度的容積Vp=8.331.5+4.9×14+3.426.5+1.19×18=179.5115+43.61+33.516+32.13=1253dm3≈0.125m31362025/10/2110)計算管網(wǎng)內(nèi)全部儲瓶氣相總?cè)莘eV0=n×Vb(1-η/r)=8×0.07(1-639/1407)=0.31m311)計算“過程中點”儲瓶壓力,根據(jù)公式Pm=P0V0/(V0+W/2r+Vp)=(4.3×0.31)/(0.31+639/2×1407+0.125)=2.01(MPa)1372025/10/2112)計算管路阻力損失管段(1)-(2)Q1-2=7.27kg/s,DN=40mm,(ΔP/L)1-2=0.0046MPa/mΔP⑴-⑵=0.0046×7.6=0.035(MPa)管段(2)-(3)Q⑵-⑶=58.19kg/s,DN=80mm,(ΔP/L)⑵-⑶=0.015MPa/mL⑵-⑶=5+6+3+9+5.2=28.2(m)ΔP⑵-⑶=28.2×0.015≈0.423(MPa)管段(3)-(4)Q⑶-⑷=29.16kg/s,DN=65mm,(ΔP/L)⑶-⑷=0.0085MPa/mΔP⑶-⑷=ΔP3-4=3.5×0.0085=0.0298(MPa)1382025/10/21管段(4)-(5)(ΔP/L)⑶-⑷=0.022MPa/mΔP⑷-⑸=ΔP4-5=4.5×0.022=0.099(MPa)求得管路總損失:∑ΔP=ΔP⑴-⑵+ΔP⑵-⑶+ΔP⑶-⑷+ΔP⑷-⑸=0.035+0.423+0.0298+0.099≈0.587(MPa)13913)計算高程壓頭Ph=10-6γ×H×g=0.087(MPa)14)計算噴頭工作壓力,根據(jù)公式:Pc=Pm-(∑ΔP+Ph)=2.01-0.587-0.087≈1.33(MPa)2025/10/2115)驗算設(shè)計結(jié)果①Pc≥0.5MPa;②Pc≥Pm/2=2.01/2=1.005MPa;③各個噴頭設(shè)計流量相等;④管網(wǎng)從第一分流點至各噴頭的管道阻力損失,其相互間的最大差值不大于20%;⑤系統(tǒng)管網(wǎng)的管道內(nèi)容積,不大于本系統(tǒng)七氟丙烷充裝容積量的80%;以上各條件皆滿足,符合要求,故設(shè)計合理,且管網(wǎng)為均衡系統(tǒng)。1402025/10/2116)計算噴頭計算面積及確定噴頭規(guī)格由Pc=1.33MPa,查圖得噴頭計算單位面積流量qc=2.5kg/(s.cm2),其中噴頭平均設(shè)計流量Qc=14.55kg/s,求得噴頭計算面積:Fc=Qc/qc=14.55/2.5=5.82(cm2)查表,選用JP-34型噴頭4個。1412025/10/21各防護區(qū)計算結(jié)果見表2025/10/211422025/10/21143本次設(shè)計的建筑是汕尾市長途通信樞紐樓,高27.5m,屬高層建筑。該建筑共8層,除一層高3.7m外,其余各層均為3.4m。一層有三個房間,為低壓配電室﹑備用高壓配電室和電源室,房間凈寬均為11.65m,長度分別為14.2m﹑11.7m和10.9m;二﹑四﹑六﹑八層都為一個房間,二層為網(wǎng)間接口局﹑四層為長途傳輸中心﹑六層為數(shù)據(jù)機房﹑八層為發(fā)展機房,房間尺寸為凈寬11.65m,凈長44.7m;三﹑五﹑七層都為兩個房間,三層為長途交換機房和電源室,五層為長途傳輸中心和電源室,七層為計算機中心和電源室,電源室尺寸為凈寬11.65m,凈長10.7m,三層長途交換機房﹑五層長途傳輸中心﹑七層計算機中心尺寸均為凈寬11.65m,凈長30.2m。依據(jù)建筑的具體情況,對其進行氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計,自動報警系統(tǒng)設(shè)計,安全疏散分析及對所做的設(shè)計進行工程預(yù)算。設(shè)計實例42025/10/21144設(shè)計計算結(jié)合七氟丙烷滅火系統(tǒng)中噴頭對壓力的要求,對建筑的每兩層設(shè)置一套組合分配系統(tǒng),共用一個鋼瓶間,即在一﹑三﹑五﹑七層設(shè)置鋼瓶間,分別保護一二層﹑三四層﹑五六層
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