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1、 气体灭火系统（IG541、七氟丙烷）生产现状及在消防工程中的应用裴丽萍 1概 述11背景国家对气体灭火系统的应用有明确的规定，GBJ16-87建筑设计防火规范GB50045-95高层民用建筑设计防火规范GBJ98-87人民防空工程设计防火规范等国家标准中要求通讯机房、计算机房、档案库、发电机房、贵重设备室等场所应设置气体灭火设备。最早作为密闭空间的灭火剂哈龙104（四氯化碳），大约于1900年以前开始使用，随后由于其毒性高被高效低毒的哈龙1211、1301所替代。自此哈龙1211、1301作为传统的灭火装置被广泛应用。1974年，美国两位科学家发现氟氯烃（CFC）和哈龙对大气臭氧层有很强的破
2、坏作用，故此1987年，35个国家签署了有关停止生产臭氧损耗物质的蒙特利尔协议书，我国于1991年签约。我国将于2005年停止生产1211灭火剂，于2010年停止生产1301灭火剂。为此世界各国的科学家都在积极寻找能够替代哈龙的新型灭火剂，但作为哈龙的替代物，它必须在下述几方面有较好的性能：清洁；对臭氧层的耗损潜能值（ODP）小；较好的灭火性能；低毒或无毒；合成物在大气中存留寿命（ALT）短；经济。在2001年8月国家消防局下发的217号文件关于进一步加强卤代烷替代品及其替代技术管理的通知上列举出几种政策允许的清洁灭火剂，其中包括三氟甲烷、七氟丙烷、六氟丙烷、氮气、氩气、氮氩混合气体和氮氩CO
3、2混合气体，这几种灭火剂都可以用来替代哈龙。另外，原有的CO2灭火剂，也广泛的应用于固定灭火系统中。最近两年，IG541、七氟丙烷灭火剂由于其可靠的灭火性能、优越的环保特点被广泛的应用于气体灭火系统中，在近四年的实践中这两种灭火系统得到了不断的完善。1 2灭火剂特点121 IG541组成：52%的氮气、40%的氩气和8%的CO2组成，灭火机理：物理方式（冷却灭火，窒熄灭火）特点：6 IG541是一种无色、无味、无毒不导电的混合气体，不破坏大气臭氧层，对环境无任何不利影响；7 灭火过程洁净，灭火后不留痕迹；8 非常适用于长期有人滞留的场所；9 能够长久保持灭火所需的浓度；10 不导电，不含水性物
4、质，不会对电器设备、磁带、资料等造成损害。11 IG541适用于扑救A类表面火灾，B、C类及电气火灾，并且灭火效果优良。122七氟丙烷七氟丙烷也是一种人工合成的灭火剂，属卤代烷烃类灭火剂。灭火机理：主要依靠化学灭火，伴有物理冷却作用。特点:1 储存量大,占地面积小;2 灭火过程清洁、环保;3 不导电，不含水性物质，不会对电器设备、磁带、资料等造成损害。4 七氟丙烷适用于扑救A类表面火灾，B、C类及电气火灾，并且灭火效果优良。在产品方面，执行公安部2002年颁布的GA400-2002气体灭火系统及零部件性能要求和试验方法，在设计、施工、验收方面有各地颁布的地方标准予以规范，如IG541灭火系统有
5、陕西省、上海、北京颁布的地方标准；七氟丙烷有广东省1999年颁布的地方规范以及北京2003年颁布的地方规范。因此，灭火系统的设计、施工、验收中存在着选择系统所执行的标准的问题，迫切需要进行统一。2气体灭火系统的生产情况国内IG541、七氟丙烷灭火系统的生产始于1999年，在生产初期，由于标准、市场、产品配套等多种因素的影响，产量较低，近一两年，七氟丙烷药剂价格回落，IG541的诸多优点被用户认可，目前这两种系统的生产在国内消防厂家均占主导地位。在2003年5月1日起IG541、七氟丙烷灭火系统正式执行GA400-2002气体灭火系统及零部件性能要求和试验方法公安标准，在其生产、试验过程中严格按
6、照这一标准控制。气体灭火系统不论其药剂是何种气体，在组成、工作原理诸多方面基本一致，只是根据药剂的不同，其工作压力、通径不同。因此，系统的主要元器件的生产甚至结构都与过去的CO2灭火系统、卤代烷1301灭火系统一致。消防设备的生产厂家在设备、工艺等方面无需多加增添和改动。根据不完全统计，生产IG541、七氟丙烷灭火系统的国内厂家有西安新竹防灾救生设备有限公司、西核卫士（原五二四厂）、南京消防器材厂、杭州新纪元消防有限公司、上海金盾消防有限公司、广东平安、上海万安达、上海倍安消防有限公司、四川消防器材厂、昆山宁华阻燃化学品有限公司、广东番禹胜捷、西安中安消防有限公司、天津消防器材厂、无锡河马消防
7、器材有限公司等。3气体灭火系统在工程中的应用和监督31产品分布及使用场所根据对陕西省十一个地区进行的调查结果表明：除一个地区未设置IG541、七氟丙烷灭火系统外，其余十个地区均设置有这两种系统。另外对陕西境内几个消防厂家这两种产品在全国的使用情况调查，发现IG541、七氟丙烷灭火系统使用的场所为机房、银行、办公楼、图书馆、医院、商业大厦、生产厂房等，保护的物质以机房设备为主，还有资料、档案库、油漆间，仓库等。使用场所的分布情况见图1、图2。从图中可以看出，IG541、七氟丙烷灭火系统多用于计算机房、配电室这些较为重要的场所，这些场所不能用水系统来保护。这些充分体现了，这两种气体系统本身的优越性
8、所在。3 2气体灭火产品市场占有率 根据调查结果表明，IG541七氟丙烷灭火系统在 气体灭火中的市场占有率很高，占主导地位，被用户普遍接受。3 3审核、施工、验收的依据一个灭火系统是否能处于良好的使用状态，关键在于设计、审核、施工、验收各个环节是否有一个科学、合理、可操作的依据。目前，IG541、七氟丙烷这两种灭火系统的设计、审核、施工、验收都没有国家标准可遵循，都在按照各地的地方标准执行。IG541灭火系统规范陕西省颁布的 DB61/296-2002洁净气体IG541灭火系统设计、施工、验收规范，上海市颁布的 GJ/TJ08-306-2001IG-541灭火系统技术规程，北京市颁布的包括DB
9、J01-75-2003洁净气体灭火系统设计、施工、验收规范（包括IG541、三氟甲烷、七氟丙烷灭火系统）七氟丙烷灭火系统规范广东省颁布的DBJ15-23-1999七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火系统设计规范。北京市颁布的包括DBJ01-75-2003洁净气体灭火系统设计、施工、验收规范其中对IG541的规定存在的不同见表1，七氟丙烷的规定存在的不同见表2。表1 IG541规范对照表项 目陕西省标准上海标准北京标准灭火剂设计用量M=klg式中： M全淹没灭火设计用量或惰化设计用量，kg； V防护区净容积，m 3 ； S压力为101.325kPa时，对应防护区最低预期温度时IG541的比
10、容，m 3 /kg；可按下式计算： s=0.649+0.00237 其中:为防护区最低预期温度， C防护区灭火设计浓度或惰化设计浓度，； M=lg式中： M-灭火剂设计用量（m3）； S-IG-541过热蒸汽比容（m3/kg），可由下式近似求得 S=0.65799+0.00239T T-防护区内预期最低环境温度（）； C-灭火剂设计浓度； V-防护区净容积（m3）；VS-20时灭火剂比容，取0.707m3/kg。M=XV 式中：M设计灭火剂用量（m3）； V防护区净容积（m3）； X淹没系数，X=VS/Sln（100/100-C） SIG541过热蒸汽比溶（m3/kg），S=0.65799+0
11、.00239T；T防护区的环境温度（） C灭火剂设计灭火浓度（%V/V）系统备用量设置8个防护区以上当防护区为不间断保护的重要场所，或者在48小时内补充灭火剂有困难者，应设置备用量8个及8个以上防护区有人区域最大设计浓度42.8%43%43%防护区面积及体积管网系统800m2/3000m3 无管网 100m2/400m3无管网系统500m2/2000m3 无管网 100m2/300m3泄压口A=式中：A喷头孔口面积，mm2； Qp单个喷头的平均设计流量，kg/min； pc喷头入口压力，MPa； c喷头入口处IG541的密度，kg/m3。Af=0.0135Q/P1/2 式中： Af-泄压口面积
12、（m2）； Q-防护区内IG-541的峰值流量（m3/min）， P-围护结构承受内压的允许压强（Pa），Ai=KQ/Pi1/2 式中： Ai泄压口面积（m3） K泄压口面积系数； Q灭火剂在防护区的喷放速率m3/min； Pi围护结构承受内压的允许压强（Pa）。喷头安装的最大高度4m6m无喷头入口前的最小压力2.3MPa1.9MPa2.2MPa管网计算公式有无无表2 七氟丙烷规范对照表项 目广东省标准北京标准灭火剂设计用量W=K式中：W防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量（Kg）； C七氟丙烷灭火（或惰化）设计浓度（%）； SV七氟丙烷过热蒸气在101 Kpa和防护区最低环境温度下的比热容积
13、（m3/Kg）； V防护区的净容积（m3）。 K海拔高度修正系数，按附录B的规定取值。W=式中：W七氟丙烷的设计灭火用量（Kg）； C七氟丙烷的设计灭火浓度（%v/v）； SV七氟丙烷过热蒸气在101.3Kpa和防护区最低环境温度下的比热容积（m3/Kg），SV=0.1269+0.000513T，T防护区的环境温度（）； V防护区的净容积（m3）。计算机房设计浓度8%7.5%配电室设计浓度8.3%8.6%施工及验收无有系统备用量设置8个防护区以上8个及8个以上防护区防护区面积及体积管网系统500m2/2000m3 无管网 100m2/300m3管网系统500m2/2000m3 无管网 100m
14、2/300m3喷头的保护高度不宜大于5m，不应小于0.3m距顶棚的最大距离不宜大于0.5m喷头的工作压力大于等于0.5MPa（绝对压力）不得低于0.7MPa“过程中点”压力计算公式Pm=Pm=目前，在IG541灭火系统的使用中，根据工程所属的地域选择不同的标准；对于七氟丙烷灭火系统，由于北京的规范实施时间不长，各地多使用广东省的标准。34设置IG541、七氟丙烷灭火系统的防护区情况分析根据调查可以得出，设置IG541、七氟丙烷灭火系统防护区的容积大小分布，见图4图5。对于这两种气体灭火系统，不论是哪个规范，对防护区的净容积都有规定，（见表1.表2），如图4、图5所示，IG541、七氟丙烷灭火系统应用中，防护区容积集中在501000m3之间。说明规范的规定基本上满足实际需要。在实际的工程中，也存在防护区容积超过规范的规定，在此情况下，一般采用二次分割或双路管道深入防护区予以解决。35系统的验收及运行情况根据对陕西省内的十一个地区进行调查，设置IG541、七氟丙烷灭火系统的场所，有95%已经验收完毕，5%正在验收中，一次验收合格率为75%。在陕西省内，IG541灭火系统的验收均采用陕西省地方标准DB61/296-2002，七氟丙烷灭火系统执行广东省地方标准DBJ15-23-1999。已经验收的灭火系统运行良好。4。展望
