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1、第七章气体灭火系统,气体灭火系统是以某些气体作为灭火介质，通过这些气体在整个防护区内或保护对象周围的局部区域建立起灭火浓度实现灭火。,气体灭火系统,一.气体灭火系统的组成和作用原理 二.防护区及灭火剂用量 三.气体灭火系统的设计与计算 四.气体灭火系统设计示例,气体灭火系统的组成和作用原理,1、气体系统的组成 气体灭火系统一般由灭火剂储存瓶组、液流单向阀、气流单向阀、压力开关、选择阀、阀驱动装置、喷头、集流管、释放管网及报警灭火控制器等组成。,火灾,探测器,人,控制中心,储瓶,灭火,喷头,压力开关,联动装置,报警,管网,反馈信号,延时30S自动启动,手动启动,气体灭火系统的组成和作用原理,2、
2、气体系统的工作原理,适宜用气体灭火系统扑救的火灾 1）液体火灾或石蜡、沥青等可熔化的固体火灾 2）气体火灾 3）固体表面火灾及棉毛、织物、纸张等部分深位火灾 4）电气设备火灾,气体灭火系统的组成和作用原理,3、气体系统的适用范围,.灭火剂储存容器.容器阀.汇集管.单向阀.连接软管.启动气瓶.选择阀.管道.喷嘴.火灾报警装置,气体灭火系统的组成和作用原理,4、主要组件,灭火剂储存容器 灭火剂储存容器长期处于 充压工作状态，它是气体灭 火系统的主要组件之一，对 系统能否正常工作影响很大 。灭火剂储存容器既要储存 灭火剂，同时又是系统工作 的动力源，为系统正常工作 提供足够的压力。,气体灭火系统的组
3、成和作用原理,容器阀 容器阀是指安装在灭 火剂储存容器出口的控 制阀门，其作用是平时 用来封存灭火剂，火灾 时自动或手动开启释放 灭火剂,气体灭火系统的组成和作用原理,集流管：安装在瓶组架中上，各灭火瓶的灭火剂汇集到集流管后，在通过各对应的区域的选择阀和分支管网输送到防护区,气体灭火系统的组成和作用原理,单向阀 单向阀是用来控制介质流向的。单向阀分为液流单向阀和气流单向阀。液流单向阀可防止灭火剂回流到空瓶或从卸下的储瓶接口处泄漏灭火剂。气流单向阀用以控制启动气体来开启相应阀门。,气体灭火系统的组成和作用原理,软管：用于连接容器阀与集流管，其输送灭火剂和减少灭火剂释放时引起震动的作用,气体灭火系
4、统的组成和作用原理,启动气瓶：由多功能电控头，可通过电、气、手动等多种功能打开，并通过管路与选择阀及容器阀相连，提供启动气源，对防护区进行灭火控制。,气体灭火系统的组成和作用原理,选择阀 选择阀是组合分配系统中用来控制灭火剂释放到起火防护区的阀门。选择阀平时都是关闭的，选择阀的启动方式有气动式和电动式。无论电动式或是气动式选择阀，均应设手动执行机构，以便在自动失灵时，仍能将阀门打开。该选择阀是一种气动快开阀，其工作原理为当控制气体推动驱动气缸活塞，带动曲柄动作，使转轴旋转，主阀处于可开启状态，在灭火剂压力作用下主阀打开，释放灭火剂，应急时，可直接扳动手柄打开选择阀，释放灭火剂。,气体灭火系统的
5、组成和作用原理,喷嘴 喷嘴是安装在灭火释 放管道的末端，用来控 制灭火剂的释放速度和 喷射方向，将灭火剂释 放到防护区的关键组件。 因灭火剂的不同，喷头 有各种类型。但基本要 求是必须保证耐压、耐 腐蚀，具有一定强度 。,气体灭火系统的组成和作用原理,管道 作用：输送灭火剂 管道材料：采用无缝钢管。对镀锌层有腐蚀的环境，采用不锈钢管、铜管。 管道附件：有三通、弯头、接头、堵头，根据连接管道材料的壁厚进行选择，连接应具有良好的密封性能和强度。,气体灭火系统的组成和作用原理,自动报警系统 ：通过其探测火灾并监控气体灭火系统，实现气体灭火系统的自动启动。火灾自动报警系统可以单独设置，最好利用建筑物的
6、火灾自动报警系统集中控制。气体灭火 系统还应有监测系统工作状态有流量或压力监测装置，常用的监测装置是压力开关。,气体灭火系统的组成和作用原理,二.防护区及灭火剂用量,一、系统防护区的要求 （一）防护区的设置要求 1.防护区宜以单个封闭空间划分； 2.采用管网灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于800m2，且容积不宜大干3600m3； 3.采用预制灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于500m2，且容积不宜大于1600m3；,4.防护区应设置泄压口，。 5.防护区设置的泄压口，宜设在外墙上，泄压口面积按相应气体灭火系统设计规定计算 6.单台热气溶胶预制灭火系统装置的保护容积不应大于160m3；设置
7、多台装置时,其相互间的距离不得大于10m。采用热气溶胶预制灭火系统的防护区，其高度不宜大于6.0m。,二氧化碳灭火剂用量计算 （一）全淹没二氧化碳灭火系统灭火剂用量 灭火剂用量计算包括设计用量、剩余量和储存量的确定。 1.设计用量 MKb(0.2A+0.7V) A=Av+30A0 V=Vv-Vg M包括了灭火用量和开口流失补偿量。,二.防护区及灭火剂用量,2.剩余量 全淹没二氧化碳灭火系统的剩余量一般不详细计算，取设计用量的10即可。 3.储存量 二氧化碳灭火系统的储存量应为设计用量和剩余用量之和。 Mb=M Ms1.1W,（二）局部应用CO2系统灭火剂用量,1、设计用量 面积法： M=NQi
8、t 体积法： M=Vtqvt Vt保护对象计算体积（采用设定的封闭罩体积） qv二氧化碳体积喷射强度 qvKb(16-12Ap/At),二.防护区及灭火剂用量,2. CO2管道蒸发量 当管道设在环境温度超过45 的场所且无绝热保护层时，应考虑CO2 管道中的蒸发量。因为对于局部应用CO2灭火系统，只有液态和固态CO2才能有效灭火。 CO2在管道中的蒸发量按下式计算： MV=mgCp(T1-T2)/H HCO2 的蒸发潜热，高压系统，H=150.7kJ/kg，低压系统H=276.3kJ/kg， T2CO2 的平均温度，高压系统， T215.5 ，低压系统T2-20.6 ,二.防护区及灭火剂用量,
9、3. CO2储存量 裕度系数，高压系统取1.4，低压系统取1.1； 局部应用二氧化碳灭火系统设计用量（kg）； 二氧化碳在管道中的蒸发量（kg）。,二.防护区及灭火剂用量,4.系统剩余量 储存容器内灭火剂剩余量（kg）； 灭火剂液态密度（kg/m3）； 储存容器导液管入口以下部分容器的容积（m3）。,二.防护区及灭火剂用量,七氟丙烷灭火剂用量计算 1.设计用量 灭火设计用量或惰化设计用量(kg)； 灭火设计浓度或惰化设计浓度(%)； S灭火剂过热蒸气在101kPa大气压和防护区最低环境温度下的质量体积 (m3/kg)； 防护区净容积(m3)； K海拔高度修正系数，可按本规范附录B的规定取值。其
10、中： ，式中： T-防护区最低环境温度()。,二.防护区及灭火剂用量,2.储存量 系统灭火剂储存量(kg)； 储存容器内的灭火剂剩余量(kg)； 储存容器内的灭火剂剩余量，可按储存容器内引升管管口以下的容器容积量换算； 管道内的灭火剂剩余量(kg), 均衡管网和只含一个封闭空间的非均衡管网，其管网内的灭火剂剩余量均可不计。防护区中含两个或两个以上封闭空间的非均衡管网，其管网内的灭火剂剩余量，可按各支管与最短支管之间长度差值的容积量计算,二.防护区及灭火剂用量,IG541灭火剂用量计算 1.设计用量 灭火设计用量或惰化设计用量(kg)； 灭火设计浓度或惰化设计浓度(%)； S灭火剂气体在101k
11、Pa大气压和防护区最低环境温度下的质量体积 (m3/kg)； 防护区净容积(m3)； K海拔高度修正系数。 其中： 式中： 防护区最低环境温度()。,二.防护区及灭火剂用量,2.储存量 系统灭火剂剩余量(kg)； 系统全部储存容器的总容积(m3)； 管网的管道内容积(m3)。,二.防护区及灭火剂用量,3.无管网灭火系统灭火剂用量为设计灭火用量和流失补偿量之和。设计灭火用量计算 容积系数；当V100 m3时， =1.2；当V100 m3时， =1； 重要系数；电子计算机房、通讯机房、变（配）电室等， =1； 文物档案、图书等， =1.5。,二.防护区及灭火剂用量,三.气体灭火系统的设计与计算,一
12、、设计计算要求 （一）设计计算参数确定 1、储存压力指系统启动前灭火剂储存容器内具有的设计压力。 高压CO2灭火系统取5.17MPa 低压CO2灭火系统取2.02.2MPa IG541一级储存压力为15 Mpa IG541二级储存压力为20 MPa。 七氟丙烷一级：储存压力2.5+0.2 MPa（表压） 七氟丙烷二级：储存压力4.2+0.2 MPa（表压） 七氟丙烷三级：储存压力5.6+0.2 MPa（表压）。,2、充装率储存容器内灭火剂的质量与储存容器体积之比，kg/L。 CO2充装率应为0.60.67 kg/L 储存容器工作压力不小于20MPa时，充装率可为0.75 kg/L IG541一
13、级充压储瓶充装率不大于 211.15 kg/m3，二级充压储瓶充装 率不大于281.06 kg/m3。 七氟丙烷灭火系统充装率。七 氟丙烷灭火系统的充装率不大于 1150 kg/m3。,3、灭火剂的喷射时间全部喷嘴开始喷射液态灭火剂至其中任何一个喷嘴喷射驱动气体为止的一段时间间隔。 （1）全淹没CO2灭火系统的灭火剂喷射时间 一般不应大于1min，当扑救固体深位火灾时，喷射时间不应大于7min，并应在2min内使CO2的浓度达到30。 （2）局部应用CO2灭火系统的灭火剂喷射时间 一般不应大于0.5min，当扑救燃点低于沸点温度的液体火灾，喷射时间不应小于1.5min. (3) IG541灭火
14、系统灭火剂喷射时间。当IG541混合气体灭火剂喷放至设计用量的95%时，其喷放时间不应大于60s，且不应小于48s。,(4)七氟丙烷灭火系统灭火剂喷射时间。七氟丙烷灭火系统灭火剂喷射时间，在通讯机房和电子计算机房等防护区，设计喷放时间不应大于8s，在其他防护区，设计喷放时间不应大于10s。,4、灭火剂抑制时间防护区内的被保护物完全浸没在保持着灭火剂设计浓度的混合气体中的时间， (1)二氧化碳灭火剂浸渍时间：对于扑救固体物质火灾，灭火剂浸渍时间不应小于10min，可燃气体火灾和甲、乙、丙类液体火灾，必须大于1min。 （2）IG541系统灭火浸渍时间应符合下列规定：木材 、纸张、织物等固体表面火
15、灾，宜采用20min；通讯机房、电子计算机房内的电气设备火灾，宜采用10min；其他固体表面火灾，宜采用10min。 （3）七氟丙烷灭火剂浸渍时间应符合下列规定木材 、纸张、织物等固体表面火灾，宜采用20min；通讯机房、电子计算机房内的电气设备火灾，宜采用5min；其他固体表面火灾，宜采用10min；气体和液体火灾，不应小于1 min。,5.系统主干管的平均设计流量,-系统平均设计流量，kg/s -灭火剂设计用量，kg -灭火剂喷射时间，s,三.气体灭火系统的设计与计算,T,5.系统支管的平均设计流量,支管平均设计流量（kg/s）； 安装在计算支管下游的喷头数量（个）； 第i个喷头的设计流量（kg/s）。,三.气体灭火系统的设计与计算,6.管道直径确定,CO2管道内径按下式计算： 管道内径（mm）； 管径系数，取值范围1.41-3.78； 管道流量（kg/min），为所负担的喷头流量之和,三.气体灭火系统的设计与计算,6.管道直径确定,IG541灭火系统管道直径按下式计算： 管道内径(mm)； 管道设计流量（kg/s）。,三.气体灭火系统的设计与计算,6.管道直径确定,七氟丙烷灭火系统管道直径按下式计算： 当Q 6.0kg/s 时，D=（1220） 当6.0kg/sQ160.0 kg/s时，D=(816),三.气体灭火系统的设计与计算,7.系统工作压力,（
