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七氟丙烷机房气体灭火系统设计

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摘要:1.灭火剂 七氟丙烷HFC227ea的化学分子式为CF 3 CHFCF 3 ,其质量应符合相应安全的技术指标。 2.防护区 防护区的划分应符合以下要求。 (1)防护区宜以固定的单个封闭空间划分;当同一区间的吊顶和地板下需同时保护时,可合为一个防护区。 (2)当采用管网灭火系统
 1.灭火剂
  七氟丙烷HFC227ea的化学分子式为CF3CHFCF3,其质量应符合相应安全的技术指标。
  2.防护区
  防护区的划分应符合以下要求。
  (1)防护区宜以固定的单个封闭空间划分;当同一区间的吊顶和地板下需同时保护时,可合为一个防护区。
  (2)当采用管网灭火系统时,一个防护区的面积不宜大于800㎡;容积不宜大于3600m3
  (3)当采用预制灭火装置时,一个防护区的面积不宜大于500㎡;容积不宜大于1600m3
  (4)防护区的最低环境温度不应低于-l0℃。
  (5)防护区围护结构及门窗的耐火极限均不应低于0.5h;吊顶的耐火极限不应低于0.25h。
  (6)防护区围护结构承受内压的允许压强,不宜低于1.2kpa。
  (7)防护区灭火时应保持封闭条件,除泄压口以外的开口,以及用于该防护区的通风机和通风管道中的防火阀,在喷放七氟丙烷前,应做到关闭。
  (8)防护区的泄压口宜设在外墙上,应位于防护区净高的2/3以上。
  泄压口面积按下式计算:
  Fx=0.l5*Q/(Pfx0.5)
  式中Fx----泄压口面积(mz);
  Q一一七氟丙烷在防护区的平均喷放速率(kg/s);
  Pf一一围护结构承受内压的允许压强(Pa)。
  当设有外开门弹性闭门器或弹簧门的防护区,其开口面积不小于泄压口计算面积的,不须另设泄压口。
  (9)两个或两个以上邻近的防护区,宜采用组合分配系统。
  3.设计浓度
  七氟丙烷的灭火设计浓度宜采用8%。
  4.浸渍时间
  七氟丙烷灭火时的浸渍时间,不宜小于3分钟。
  5.设计用量
  灭火系统的设计总用量,应为防护区灭火设计用量与系统中喷放不尽的剩余量之和。
  (1)防护区灭火设计用量应按下式计算:
  W=K*(V/S)*C/(100-C)式中W一一防护区七氟丙烷灭火设计用量(kg);
  C----氟丙烷灭火设计浓度(%);
  S一-七氟丙烷过热蒸气在101kpa和防护区最低环境温度下的比容(m3/kg);
  V----防护区的净容积(m3);
  K一一海拔修正系数。
  七氟丙烷在不同温度下的过热蒸气比容,应按下式计算:S=K1+K2*T
  式中T一-温度(C);
  K1---0.1269
  K2一一0.000513
  (2)喷放不尽的剩余量,应包括储存容器内剩余量和管网内的剩余量。
  1)储存容器内的剩余量,可按储存容器内引升管管口以下的容器容积计算。
  2)均衡管网和只含一个封闭空间的防护区的非均衡管网,其管道内的剩余量,均可不计。
  3)防护区中含两个或两个以上封闭空间的非均衡管网,其管网内的剩余量,可按管网第1支点后各文管的长度,分别取各长支管与最短文管长度的差值为计算长度,计算出的各长文管末段的内容积量,应为管网内的容积剩余量。
  (3)当灭火系统为组合分配系统时,设计总用量中有关防护区灭火设计用量的部分,应采用该组合中防护区设计用量最大者替代。
  用于需不间断保护的防护区灭火系统和超过8个防护区组合成的组合分配系统,应设七氟丙烷备用量,备用量按100%确定。
  6.七氟丙烷输送
  七氟丙烷灭火系统应采用氮气增压输送,氮气的含水量不应大于0.006%。额定增压压力分为两级,应符合以下要求:a一级2.5士0.125MPa(表压);b二级4.2士0.125MPa(表压)
  7.充装率
  储存容器中七氟丙烷的充装率,不应大于1150kg/m3。这是150/CD/14520标准规定容器中七氟丙烷的充装率,不过在系统设计中为满足各项设计条件,七氟丙烷充装率是很难达到这个上限值;这个上限是从系统的安装角度上规定的,并非是设计推荐的应用数据。在初选储存容器的充装率时,建议采用844kg/m3左右。
  8.管道内容积
  系统管网的管道内容积,不宜大于该系统七氟丙烷充装容积量的80%。
  9.喷放时间
  在主机房防护区,不宜大于7s;其它防护区,不应大于10s。
  10.管网
  (1)管道。管网管道及其附件应能承受最高环境温度下的工作压力,并应符合以下要求。
  1)输送七氟丙烷的管道应采用无缝内外镀锌钢管。
  2)输送启动气体的管道,宜采用铜管。
  3)管道的连接当公称直径小于或等于80mm时,宜采用螺纹连接:大于80mm时,宜采用法兰连接.
  4)管网布置设计为均衡系统时,各个喷头,应取相等设计流量;从第1分流点至各喷头的管道阻力损失,其相互间的最大差值不应大于20%;不能采用四通管件进行分流。(七氟丙烷灭火系统管网的布置应尽量采用均衡系统,因为均衡布置可以使灭火剂在防护区均匀分布,有利于灭火;可以不考虑灭火剂在管网中的剩余量,节约灭火剂;另外还可以简化管网计算,统一喷头规格。)
  (2)喷头。喷头设计应符合以下要求。
  1)贴近防护区顶面安装,距顶面的最大距离不应大于0.5m。
  2)喷头最大保护高度,不宜大于5.0;最小保护高度,不宜小于0.5m。
  3)当防护区高度h≤l.5m时,喷头的保护半径,不应大于3.5m;时,当防护区高度h≥l.5m时,喷头的保护半径保护半径,不应大于5.0m。
  4)喷头应以其喷射流量和保护半径进行合理配置,满足七氟丙烷在防护区均匀分布的要求。(3)管网计算。管网计算中有两大难点:一是管道流量,二是管道压力的确定。
  由于七氟丙烷灭火系统采用了氮气增压输送,氮气增压方法是采用的定容积酌密封蓄压方式,在七氟丙烷喷放过程中无氮气补充增压。这样的管流计算是比较复杂的。
  工程上一般可以沿用卤代烷灭火系统的惯用做法,以平均流量(即喷头喷放流量的50%)为瞬时流量;依据流体力学管流阻力损失计算基本公式和阻力平方区的尼姑拉茨公式计算管道压力,确定管网申各段管道直径。

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