《精编》气体灭火系统设计、施工及选型

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1、消防设施专项工程设计人员培训班气体灭火系统设计 施工及选型 四川威龙消防设备有限公司 汪映标 目录 第一部分气体灭火系统概述第二部分气体灭火系统分类第三部分气体灭火的适用范围第四部分各类气体灭火系统介绍第一章二氧化碳灭火系统第一节低压二氧化碳灭火系统第二节高压二氧化碳灭火系统第三节高 低压优缺点对比表 第二章七氟丙烷灭火系统第一节柜式七氟丙烷灭火装置第二节管网式七氟丙烷灭火系统第三节悬挂式七氟丙烷灭火装置第四节柜式 管网式 悬挂式七氟丙烷灭火系统的应用对比第三章IG541灭火系统第四章三氟甲烷灭火系统第五章气溶胶灭火系统第六章SDE灭火系统 一 气体灭火系统的概述 自古以来 在消防领域应用最广

2、泛的灭火剂就是水 随着国家经济建设的迅速发展 大批工业和民用建筑尤其是高层建筑的不断涌现 更随着高科技的发展 各种电子电器设备对灭火剂的要求越来越高 对于扑灭可燃气体 可燃液体以及计算机 重要文物档案 通信广播机房 微波机房等电器火灾 气体灭火系统作为最干净 最有效的手段 日益受到工程技术人员和消防安全人员的重视 我国早期的气体消防主要是卤代烷1211 1301灭火系统 在航空业 大型工业项目与部分重要的民用建筑中得到比较广泛的应用 用以保护高新电子设备和飞机发动机舱 二十世纪八十年代初有关专家研究表明 包括卤代烷灭火剂在内的氯氟烃类物质 在大气中的排放 破坏了地球大气臭氧层 危害人类的生存环

3、境 1990年6月在伦敦由57个国家共同签定了蒙特利尔议定书 明确规定 2005年前全面禁止生产卤代烷1211 1301气体灭火剂 2010年全面禁止使用卤代烷灭火系统 因此 气体灭火系统进入了一个斩新的时代 各类哈龙替代品不断涌现 到目前为止 基本上可分为两大类 一类主要以物理灭火为主 以二氧化碳灭火系统 灭火系统为代表的惰性气体灭火系统 另一类以化学反应灭火为主 主要以七氟丙烷灭火系统 气溶胶灭火系统为代表的卤代烃类物质 气体灭火在我国始于80年代 盛于90年代末21世纪初 气体灭火系统 是指以气体为灭火介质的灭火系统 气体灭火剂可由一种气体组成 也可以由多种气体组成 气体灭火剂按其物理性

4、质可以分为两种类型 即液化气体灭火剂和非液化气体灭火剂 液化气体灭火剂指在室温 20 和容器压力下呈液态的灭火剂 如七氟丙烷灭火剂等卤代烃类物质 非液化气体灭火剂是指在室温 20 和容器压力下呈气态的灭火剂 如IG541灭火剂等惰性气体 这两种灭火剂相比较 液化气体具有较高的沸点和较低的蒸汽压 因而需要用氮气增压 非液化气体具有较低的沸点和较高的蒸气压 灭火剂贮存容器不需增压 另一种比较常用的灭火介质就是二氧化碳 由于二氧化碳对于地上或地下密封性能较好的防护区窨内的A类固体物质表面及部分深位火灾具有较好的灭火性能 加之其来源广泛 价格低廉 电绝缘性高 清洁无污渍 在国外很早就得以应用 自192

5、9年美国首先颁布了世界第一个二氧化碳灭火系统标准 该系统的应用已经历经了半个多世纪 现在美国每年装用的二氧化碳灭火剂量已达4万吨 在德国二氧化碳灭火系统的装设量已占各个灭火系统总量的15 仅次于水喷淋灭火系统的装设量 现在二氧化碳灭火系统在技术上已趋向成熟 我国在80年代比较重视卤代烷灭火系统的开发应用 对于二氧化碳灭火系统的重视不够 近年来由于出现了包括卤代烷灭火剂在内的氟氯烃对 大气的破坏问题 二氧化碳灭火系统将进一步得到推广和使用 近年来的研究表明 包括卤代烷灭火剂在内的氯氟烃类物质在大气中的排放 将导致对地球大气臭氧层的破坏 危害人类生存的环境 1990年6月在伦敦由57个国家共同签订

6、了蒙特利尔议定书 决定2000年完全停止生产和使用氟里昂 卤代烷和四氯化碳 对于人均消耗低于0 3公斤的发展中国家这一期限可延迟到2010年 我国于1991年6月加入了 蒙特利尔议定书 修正案 缔约国行列 并将逐渐减少哈龙的产量 到2005年实现完全停止生产 消耗哈龙 因此卤代烷灭火剂逐步被淘汰将是大势所趋 目前 关于卤代烷灭火剂的替代物 新型的清净气体灭火剂和相应的灭火系统的研究已经历了10年时间 所谓的洁净气体 是指既具备了哈龙灭火剂所具有的不污染补保护对象的特点 又不会大气臭氧层 附表一 几种清洁灭火剂在我国的政策允许情况 第二部分气体灭火系统的分类及性能 第三部分气体灭火系统的应用对比

7、 一 气体消防设置场所一般来讲气体灭火系统只用来保护建 构筑物内部发生的火灾 而建 构筑物本身发生的火灾 宜用其它方法扑救 1 当一个具有火灾危险性的场所要求 1 使用不污染被保护物的 清洁 灭火剂 2 有电气危险而要求使用不导电的灭火剂 3 有贵重设备 物品 要求使用能够迅速灭火的高效灭火剂 4 不宜或难以使用其它类型的灭火剂时 宜采用气体灭火系统 二 气体灭火系统的设计依据 GBJ16 87 建筑设计防火规范 GB50045 95 高层民用建筑设计防火规范 相关行业的行业标准三 在国家标准 建筑设计防火规范 GBJ16 87 中第8 7 5条和第8 7 5A条规定一些典型场所应设气体灭火系

8、统 第8 7 5条下列部位应设置气体灭火系统 一 省级或超过100万人口城市广播电视发射塔楼内的微波机房 分米波机房 米波机房 变配电室和不间断源 UPS 室 二 国际电信局 大区中心 省中心和一万路以上的地区中心的长途程控交换机房 控制室和信令转接点室 三 二万以上的市话汇接局和六万以上的市话端局程控交换机房 控制室和信令转接点室 四 中央及省级治安 防灾和网局级以上的电力等调度指挥中心的通信机房和控制室 五 其它特殊重要设备室 注 当有备用主机和备用已记录磁 纸介质且设置在不同建筑中 或同一建筑中的不同防火分区时 本条第五款规定的部位可采用预作用自动喷水灭火系统 第8 7 5A条下列部位应

9、设置二氧化碳等气体灭火系统 但不得采用卤代烷1211 1301灭火系统 一 省级或藏书量超过100万册的图书馆的特藏库 二 中央和省级档案馆中的珍藏库和非纸质档案库 三 大 中型博物馆的珍品库房 四 一级纸 绢质文物的陈列室 五 中央和省级广播电视中心内 面积不小于120 的音 像制品库房 在国家标准 高层民用建筑设计防火规范 GB50045 95 中第7 6 7条和7 6 8条对应设气体灭火系统的一些典型场所作出了规定 7 6 7高层建筑的下列房间 应设置气体灭火系统 7 6 7 1主机房建筑面积不小于140 的电子计算机房中的主机房和基本工作间的已记录磁 纸介质库 7 6 7 2省级或超过

10、100万人口的城市 其广播电视发射塔楼内的微波机房 分米波机房 米波机房 变 配电室和不间断源 UPS 室 7 6 7 3国际电信局 大区中心 省中心和一万路以上的地区中心的长途通讯机房 控制室和信令转接点室 7 6 7 4二万以上的市话汇接局和六万以上的市话端局程控交换机房 控制室和信令转接点室 7 6 7 5中央及省级治安 防灾和网 局级以上的电力等调度指挥中心的通信机房和控制室 7 6 7 6其它特殊重要设备室 注 当有备用主机和备用已记录磁 纸介质且设置在不同建筑中 或同一建筑中的不同防火分区时 7 6 7 1条中指定的房间可采用预作用自动喷水灭火系统 7 6 8高层建筑的下列房间应设

11、置气体灭火系统 但不得采用卤代烷1211 1301灭火系统 7 6 8 1国家 省级或藏书量超过100万册的图书馆的特藏库 7 6 8 2中央和省级档案馆中的珍藏库和非纸质档案库 7 6 8 3大 中型博物馆的珍品库房 7 6 8 4一级纸 绢质文物的陈列室 7 6 8 5中央和省级广播电视中心内 面积不小于120 的音 像制品库房 气体灭火系统在钢铁冶金行业的应用 钢铁冶金固定式灭火系统配置表 钢铁冶金企业设计防火规范GB50XXX 2005 钢铁冶金企业设计防火规范GB50XXX 2005 钢铁冶金企业设计防火规范GB50XXX 2005 几种常见气体灭火系统应用情况 几种常见气体灭火系统

12、应用对比 几种常见气体灭火系统可应用的行业情况 第四部分各种气体灭火系统的简介 第一章 二氧化碳灭火系统 一 概述 二氧化碳是一种无色 无味 不导电 性能稳定 无环境污染 能够用于扑救多种火灾的洁净灭火剂 作为一种优良的灭火手段 在工业发达国家应用相当广泛 加之其来源广 成本低 适用范围广等特点 已普遍地应用于许多具有火灾危险的重要场所 国外早在二十年代就将CO2应用于消防行业 是开发应用最早的气体灭火技术 之一 我国约于八十年代开始应用 随着现代化建设的迅速发展 二氧化碳灭火技术已十分成熟 其灭火效能已被长期应用的效果所证明 在在众多灭火系统中 二氧化碳灭火系统的装设量已达装设总量的15 以

13、上 是仅次于水灭火系统的第二大灭火系统 常温条件下 CO2的物态为气相 它的临界温度是31 4 临界压力为7 4MPa 绝压 固 气 液三相点为 56 6 该点压力为0 52MPa 绝对压力 在这个温度下 液相不复存在 在这个温度上 固相不复存在 存于低温容器中的CO2是以气 液两相共存 温度 18 压力2 17MPa 其压力随温度的升高而增加 二 适用性能根据二氧化碳的特性及灭火方式 二氧化碳灭火系统可用于扑救 A类 表面火及棉毛 织物 纸张等部分固体深位火灾 B类 灭火前能切断气源的气体火灾 C类 液体火灾或石蜡 沥青等可溶化的固体火灾 及电气火灾 不适宜用于保护经常有人场所 近年 工业发

14、达国家正在扩大二氧化碳灭火系统的应用领域 其保护对象包括电子计算机房 通讯中心 微波站 图书馆 档案馆 博物馆 艺术馆 发电机房 电力 变电站 应急电力设施 轧机 烤漆生产线 印刷机 棉花 烟草 纺织 印染 数据处理中心 过程控制中心 粮食加工的原料及成品库房 易燃液体储存区等建筑物内重点部位的防护设施 二氧化碳灭火系统的长处 最适宜于扑救生产作业火灾危险场所的火灾 最适宜于扑救忌水物质可能发展成深位火灾的火灾 在各类气体灭火系统中 它最适用于扑救局部应用灭火方式的火灾 三 灭火原理二氧化碳灭火作用主要是窒息 其次是冷却 火灾时二氧化碳被系统释放出来 因压力骤降 二氧化碳迅速由液态转变为气态

15、一方面 它分布于燃烧物的周围 稀释周围空气中的氧气含量 使之减少到15 以下 氧气含量的降低会使燃烧时热的产生率减小 当热产生率减小到低于热散失率的程度 火焰就会熄灭 这就是窒息作用 另一方面 因热焓降低 温度会急剧下降 降至 56 6 以下 气相的二氧化碳有一部分会转变为微粒的固体粒子 固相 干冰 此时干冰的温度一般在 78 干冰吸收周围的热量而升华 即产生冷却燃烧物的作用 这就是冷却作用 四 灭火方式二氧化碳灭火系统针对保护对象的不同 采用不同的灭火方法 一种为全淹没灭火方式 另一种为局部应用灭火方式 1 全淹没灭火方式二氧化碳从储存容器中释放出来 液态的二氧化碳大部分迅速被汽化 大约1k

16、g液态二氧化碳会产生0 5m3的二氧化碳气体 它在被保护的封闭空间里扩散开来 直至充满全部空间 形成均一且高过于所有被保护物质要求的灭火浓度 此时能将任意部位的火灾扑灭 这一灭火方式称全淹没灭火方式 用于这种灭火方式的系统构成 称为全淹没灭火系统 这种灭火方式适用于具备封闭条件的空间内陈设物的整体保护 在事先不可预计到火灾产生的部位与范围 采用全淹没这种灭火方式尤为必要 例如应用于电子计算机房 图书库房等场所的保护 2 局部应用灭火方式与全淹没灭火方式不同 局部应用灭火方式是采用专门的喷头 使喷放出来的液态二氧化碳能直接 集中地施放到正在燃烧的物体上 因此要求喷放的液态二氧化碳能穿透火焰 并在燃烧物表面上达到一定的供给强度 延续一定的时间 这样才能使得燃烧熄灭 根据这一灭火技术要求 二氧化碳若是以气相喷放显然难以达到目的 所以局部应用灭火系统将会在工业领域得到广泛应用 其原因为 二氧化碳局部应用灭火方式技术已趋成熟 有充分的应用数据 开口越大 二氧化碳局部应用灭火方式比全淹没方式更为节省 全淹没灭火方式需要保护对象有较好的封闭条件 而局部应用灭火方式无需这样的条件 但需注意 二氧化碳局