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氣體滅火系統(tǒng)的應(yīng)用與選型

  
評論: 更新日期:2015年05月06日
  國內(nèi)幾種氣體滅火系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)和性能特點
 
氣體滅火系統(tǒng)是以化學(xué)氣體為滅火劑,與探測報警系統(tǒng)相配合形成的自動滅火系統(tǒng)。氣體滅火系統(tǒng)可以用來撲滅固體表面火災(zāi),液體火災(zāi),氣體火災(zāi)和電氣火災(zāi)。氣體滅火系統(tǒng)滅火效率高,速度快,滅火后對物體不損壞,無污染,不留痕跡,開窗通風(fēng)后馬上可以恢復(fù)使用。上述這些優(yōu)點是水噴淋和干粉滅火系統(tǒng)無法作到的,因此,氣體滅火系統(tǒng)自從問世以來就很快得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。
多年來的使用實踐表明,撲滅液體火災(zāi),氣體火災(zāi),電氣火災(zāi)以及固體表面火災(zāi)最為適宜。國家公安部消防局目前公布在國內(nèi)使用的氣體滅火系統(tǒng)有:七氟丙烷(HFC—227ea),三氟甲烷(HFC--23),IG—5641,六氟丙烷(HFC—236),高壓,低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)等。此外還有氣溶膠滅火裝置。
1  .國內(nèi)幾種氣體滅火系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)
 
系統(tǒng)類型
技術(shù)指標(biāo)
三氟甲烷
七氟丙烷
IG--54(煙烙燼)
高壓二氧化碳
滅火劑代號
HFC--23
HFC--227
IG--541
CO2
儲存壓力(200C)MPa
4.2
2.5 4.2  5.6
15
5.17
儲存狀態(tài)
液態(tài)
液態(tài)
氣態(tài)
液態(tài)
最大工作壓力MPa
13.7
4.2 6.7 10.5
17.2
15
使用環(huán)境溫度0C
-20~+50
0~50
0~50
0~49
安全泄放壓力MPPa
18±0.8
5.6±0.6
20±1
17.5±0.75
最大充裝密度Kg/m3
860
950   1120
15MPa
670
設(shè)計濃度(V/V%)
14~23
8~10
35~43
34~75
滅火劑噴放時間 S
≤10
≤10
≤60
≤60
噴頭最低壓力MPa
≥0.9
≥0.8
≥1.9
≥1.4
滅火方式
全淹沒
全淹沒
全淹沒
全淹沒、局部
 
 
2 國內(nèi)幾種氣體滅火系統(tǒng)的主要性能特點
滅火系統(tǒng)類型
主 要 性 能 特 點
三氟甲烷
(1)     滅火速度快,效率高,保護(hù)同樣空間滅火劑用量最少。
(2)     滅火劑價格便宜,工程造價低。
(3)     使用環(huán)境溫度范圍廣,-20~+500C。
(4)     以自身飽和蒸汽壓為噴放動力,液體比重小,因此輸送距離遠(yuǎn),實用于樓層較高,管網(wǎng)較大的工程。
(5)     由于充裝密度?。ǜ邏簾o縫瓶)增加了瓶組數(shù)量。
(6)     潔凈型滅火劑,可用在有人工作的場所。
七氟丙烷
(1)     滅火速度快,效率高,無毒害,潔凈型滅火劑。
(2)     工作壓力低,充裝密度大,可以大容量儲存,特別適用于柜式滅火裝置。
(3)     以充壓氮?dú)庾鳛閲姺艅恿?,所以輸送距離不能太遠(yuǎn)。不適用高樓層,大管網(wǎng)工程。
(4)     使用安全可靠,可以用在經(jīng)常有人工作的場所。
IG--541(煙烙燼)
(1)     滅火劑是環(huán)保型潔凈氣體,不破壞大氣臭氧層。
(2)     無毒害,無氣味,可以使用在有人工作的場所。
(3)     由于是氣態(tài)儲存,滅火時需要的滅火劑濃度高,滅火氣體需要量大,所以滅火劑儲瓶數(shù)量大,工程造價高。
(4)     儲存和工作壓力高,儲存容器和系統(tǒng)管網(wǎng)強(qiáng)度要求高,增加了制造成本。
二氧化碳
(1)     二氧化碳滅火系統(tǒng)具有氣體滅火系統(tǒng)的共同優(yōu)點,技術(shù)成熟,使用安全可靠。
(2)     滅火劑來源廣泛,價格低廉,工程總體造價低。
(3)     二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)的滅火原理主要是物理(冷卻和窒息)滅火原理。
(4)     二氧化碳滅火系統(tǒng)具有全淹沒和局部應(yīng)用兩種方式。
(5)     二氧化碳滅火系統(tǒng)不能使用在經(jīng)常有人工作的場所。
氣溶膠滅火裝置
(1)     氣溶膠屬于非潔凈型滅火劑。不能用來保護(hù)精密儀器,珍貴物品,計算機(jī)房和通訊設(shè)備。
(2)     氣溶膠屬于全淹沒滅火,適用于小型發(fā)電機(jī)房,配電間,電纜溝,電纜夾層等,相對密封的小空間。
(3)     氣溶膠不能用在經(jīng)常有人的場所,不能用于保護(hù)易燃易爆品。
(4)     氣溶膠不能多機(jī)連用保護(hù)大型空間。
 
 氣體滅火系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和典型場所
在國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GBJ16--87(2006版)和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045--95(2005版)中對氣體滅火系統(tǒng)的應(yīng)用場所及使用范圍作了規(guī)定。為了便于使用,現(xiàn)將氣體滅火系統(tǒng)典型使用場所列
防火對象分類
典     型     場    所
帶電設(shè)備室
發(fā)電機(jī)房、變壓器室、電池室、變配電室、電器室、UPS電源室等。
通信設(shè)備室
通訊機(jī)房、無線機(jī)房、電話交換機(jī)房、磁力辦公桌室、電傳室、電話交換臺、通訊調(diào)整機(jī)房、數(shù)據(jù)印刷室、電子計算機(jī)房等。
機(jī)械設(shè)備室
電梯機(jī)械室、空調(diào)機(jī)械室、燃油鍋爐房、熱源機(jī)械室、泵房、制冷機(jī)房、冷溫水機(jī)房等。
加工作業(yè)室
光學(xué)安裝室、噴漆工作室、金屬加工室、發(fā)貨室、包裝室、印刷室、描圖室、制造設(shè)備室、焊接室、腐蝕室、切割室等。
圖書館、博物館
書庫、資料室、文件庫、圖書室、病歷室、美術(shù)品保管庫、重要文物保管庫、閱覽室等。
廣播、電視設(shè)施
電視實況轉(zhuǎn)播室、播音室、照明控制室、遙控中心、調(diào)整室、控制 室、音響器材室、廣播器材室、放影室、轉(zhuǎn)播室、調(diào)光室、VTR等。
航空管 、控中心
管制室、電力控制室、操作室、控制室、動力計器室、中央管理室。
倉     庫
架式倉庫、冷凍庫、冷藏室、保冷庫、包裝倉庫、紙庫、煙草庫、皮毛庫、紡織品庫、垃圾室、收藏室等。
研究實驗室
實驗室、技師房、研究室、開發(fā)室、分析室、試驗室、殺菌室、電波暗室、病理室、CT室、X光室等。
通用保護(hù)場所
鍋爐房、焚燒室、燃料泵房、供暖機(jī)械室、水蒸氣汽輪機(jī)室、燃?xì)鈿廨啓C(jī)、鑄造室、干燥室、城市管道煤氣站、集中加油設(shè)備、LPG家具室。
室內(nèi)儲藏室
室內(nèi)油罐儲藏所、室內(nèi)油罐室、地下油罐豎井等。
電 纜 室
EPS(傳動軸)、共用電纜槽、電纜井、電纜溝、地下豎井、FDM室、局內(nèi)互通電纜室等。
影象品保管室
膠片保管室、錄象帶室、影碟庫房等。
停車場與汽車庫
自動式平地停車場、機(jī)械式立體車庫、斜坡式、車道式停車場等。
展覽館、檔案館
展覽大廳、資料存儲室、珍品暫存庫、檔案資料室、檔案庫等。
汽車修配廠
汽車修配車間、汽車研究室、汽車收藏室等。
印刷行業(yè)場所
印刷機(jī)房、轉(zhuǎn)動機(jī)房、制版室、成品倉庫、裝訂間等。
 金融業(yè)、保險業(yè)
電子計算機(jī)房、管理監(jiān)控中心、業(yè)務(wù)檔案室、金庫、帳庫等。
艦   船
機(jī)倉、貨倉、作戰(zhàn)指揮室。
 
 
三.目前國內(nèi)現(xiàn)有幾種氣體滅火劑使用性能比較:
 
滅 火 系 統(tǒng)
哈龍滅火系統(tǒng)
三氟甲烷
七氟丙烷
二氧化碳
煙烙盡
滅 火 劑
1301
HFC-23
HFC-227ea
CO2
IG541
滅 火 效 率
滅焰濃度
 3.5%
12.4%
6.4%
20%
35.5%
設(shè)計濃度
 5.0%
16.2%
8%
34%
37.5%
滅火系數(shù)
0.32Kg/m3
0.567Kg/m3
0.634Kg/m3
0.8Kg/m3
0.47m3/m3
儲瓶比例(等容積)
1.0
1.6
1.7
2.8
7.2
NOAEL
5%
50%
9%
----
43%
LOAEL
7.5%
65%
10.5%
----
52%
安全系數(shù)
1.5
2.8
1.3
----
1.2
使 用 場 所
有人
有人
有人
無人
有人
使 用 環(huán) 境
-10`~500C
-20~500C
-10~500C
0~49 0C
0~500C
保 護(hù) 區(qū)
≤2000m3
≤4000m3
≤3600m3
———
≤3600m3
≤500m2
≤1000m2
≤800m2
———
≤800m2
四.氣體滅火系統(tǒng)在工程應(yīng)用中的選型原則
合理地正確地選擇氣體滅火系統(tǒng)是建筑防火設(shè)計中的重要問題之一。通常情況下,應(yīng)按如下原則進(jìn)行:首先要滿足使用場所要求;其二要滿足滅火效率要求;其三要滿足使用安全要求;最后還要滿足綜合造價要求。
1.所選用的氣體滅火設(shè)備應(yīng)滿足該保護(hù)區(qū)域內(nèi)被保護(hù)物質(zhì)的要求
(1)對于經(jīng)常有人的工作場所和不能離人操作的防護(hù)區(qū)域,如監(jiān)控中心、
計算機(jī)房、通訊機(jī)房、電子設(shè)備和精密儀器操作室、作戰(zhàn)指揮中心等場所,就應(yīng)首先選取對人身無毒害的,安全系數(shù)較高的潔凈氣體滅火系統(tǒng)。如三氟甲烷滅火系統(tǒng)、七氟丙烷滅火系統(tǒng)、或IG-541滅火系統(tǒng)。
(2)對于要求滅火劑潔凈程度高、滅火后對被保護(hù)物沒有影響、無滅火殘留痕跡的保護(hù)區(qū),如精密儀器間、文物珍品是、博物館、銀行金庫、帳庫等場所,就不能選用氣溶膠類滅火系統(tǒng)。
(3)對于一些有特殊要求的保護(hù)區(qū),如保護(hù)區(qū)面積很大、相互距離較遠(yuǎn)、樓層相差很高、使得管網(wǎng)系統(tǒng)較大、輸送距離較遠(yuǎn)時,就應(yīng)選擇三氟甲烷、二氧化碳或IG-541滅火系統(tǒng),而最好不要選用七氟丙烷滅火系統(tǒng)。
(4)當(dāng)保護(hù)區(qū)是非封閉型的自動生產(chǎn)線、貨物傳送帶、移動性產(chǎn)品加工間 等(如噴漆生產(chǎn)線、金屬軋制設(shè)備、印刷生產(chǎn)線、汽車裝配流水線等),需要采用局部保護(hù)方式進(jìn)行滅火,目前唯一能當(dāng)此任的只有二氧化碳滅火系統(tǒng)。
(5)對于經(jīng)常無人工作的封閉型保護(hù)區(qū),如電纜溝、電纜隧道、電纜井、變配電室等,可以選用滅火效率高、價格低廉的二氧化碳滅火系統(tǒng)。當(dāng)保護(hù)區(qū)容積較小時,也可以選用氣溶膠滅火裝置。                                        (6)對于滅火后潔凈程度要求較高的帶電工作場所,就不能選用滅火后生成物存在有導(dǎo)電離子的滅火設(shè)備。                                                          2  所選用的氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)能滿足該保護(hù)區(qū)滅火 效率的要求
滅火 效率要求主要是指在規(guī)定的時間內(nèi)能迅速將火熄滅。這就要求在滿足上述要求的前提下,所選用的滅火系統(tǒng)要滅火效率高、滅火速度快、滅火劑用量少。對于同樣大小的保護(hù)區(qū)、同樣的被保護(hù)物質(zhì),使用的滅火劑越 少,需要的儲瓶也就越少,設(shè)備的一次性投資就低。這里需要指出的是,滅火劑的滅火效率不能單純從該滅火劑的滅火濃度來判斷。因為滅火濃度給出的是滅火氣體的體積比,而不同的滅火劑單位質(zhì)量的氣體生成量是不一樣的。例如,100Kg的三氟甲烷滅火劑可以產(chǎn)生34.04m3的可滅火氣體,而100Kg的七氟丙烷滅火劑只能產(chǎn)生13.71m3的可滅火氣體。相反,由于不同滅火劑的密度不同、充裝比不同,同樣容積的鋼瓶中的滅火劑充裝質(zhì)量也不相同。因此,在選擇滅火系統(tǒng)時要充分考慮這些因素。
3所選擇的氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)能滿足使用安全性要求
在選用氣體滅火系統(tǒng)時,除滿足上述兩項要求外,還應(yīng)作到滅火后無污染、毒性小、安全系數(shù)大。安全性要求主要有兩方面:一方面是對人體生命的保護(hù),另一方面是對所保護(hù)財產(chǎn)物品的保護(hù)。
對人體生命的保護(hù)主要表現(xiàn)在所選用的滅火劑滅火過程中和滅火后對人體的毒害程度。通常認(rèn)為滅火劑的設(shè)計濃度小于該滅火劑對人體無害的最高濃度(NOAEL),就認(rèn)為是安全的。例如,七氟丙烷滅火劑的設(shè)計濃度為8%,無毒性反應(yīng)的最高濃度NOAER=9%,有毒反應(yīng)的最低濃度LOAER=10.5%;三氟甲烷的設(shè)計濃度為16.2%,NOAER=50%,LOAER=65%; IG-541的設(shè)計濃度為37%,NOAER=43%,LOAER=52%。因此,通常認(rèn)為以上三種滅火劑可以用在有人工作的場所。二氧化碳的最低設(shè)計濃度為34%,而其對人體生命的致死濃度約為20%,顯然,二氧化碳滅火系統(tǒng)不能用在有人工作的場所。應(yīng)當(dāng)指出的是,盡管前面三種滅火劑都可以用在有人工作的場所,但其安全程度也是不同的。在選用時應(yīng)根據(jù)不同要求有區(qū)別的選擇。
對被保護(hù)物體的安全要求主要是指滅火系統(tǒng)在滅火后,對物體不造成損壞、腐蝕、污染或影響使用等不良后果。
4所選用的滅火系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性要求---綜合造價最低
選擇滅火系統(tǒng)時,在滿足以上三項要求的基礎(chǔ)上,最終還要滿足工程造價最低的要求。現(xiàn)在評價工程的優(yōu)劣主要看其性價比。所選用的滅火系統(tǒng)能滿足前面三條,才能作到性能優(yōu)良,滿足第四條(綜合造價最低)才能得到好的性價比。
氣體滅火系統(tǒng)的工程造價主要由一次性投資和日常維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用組成。其中一次性投資占絕大部分。一次性投資中主要有滅火劑費(fèi)、設(shè)備費(fèi)、附件及專用工具費(fèi)和設(shè)備用房投資費(fèi)用。同樣一個氣體滅火工程,滅火劑用量越少,其設(shè)備投資也越少,相應(yīng)的附件、專用工具和設(shè)備占地用房也就越少,以后的日常維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)也就越低。
總之,在選擇氣體滅火系統(tǒng)時,應(yīng)根據(jù)實際情況,進(jìn)行充分的比較,在保證使用性能的前提下,盡可能作到工程總造價低。
 
參考文獻(xiàn)
【1】   ISO14520《氣體滅火系統(tǒng)物理性能和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》
【2】   NFPA2001(1996年版)《潔凈滅火劑和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》
【3】   日本日探株式會社《三氟甲烷滅火系統(tǒng)技術(shù)說明書》
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