资源描述
气体灭火系统（IG541、七氟丙烷）
生产现状及在消防工程中应用
裴丽萍
1．概 述
1．1背景
国家对气体灭火系统应用有明确规定，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》等国标中规定通讯机房、计算机房、档案库、发电机房、贵重设备室等场合应设立气体灭火设备。
最早作为密闭空间灭火剂哈龙104（四氯化碳），大概于19此前开始使用，随后由于其毒性高被高效低毒哈龙1211、1301所代替。自此哈龙1211、1301作为老式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破坏作用，故此1987年，35个国家订立了关于停止生产臭氧损耗物质蒙特利尔合同书，国内于1991年签约。国内将于停止生产1211灭火剂，于停止生产1301灭火剂。为此世界各国科学家都在积极寻找可以代替哈龙新型灭火剂，但作为哈龙代替物，它必要在下述几方面有较好性能：①清洁；②对臭氧层耗损潜能值（ODP）小；③较好灭火性能；④低毒或无毒；⑤合成物在大气中存留寿命（ALT）短；⑥经济。
在8月国家消防局下发217号文献《关于进一步加强卤代烷代替品及其代替技术管理告知》上列举出几种政策容许清洁灭火剂，其中涉及三氟甲烷、七氟丙烷、六氟丙烷、氮气、氩气、氮氩混合气体和氮氩CO2混合气体，这几种灭火剂都可以用来代替哈龙。此外，原有CO2灭火剂，也广泛应用于固定灭火系统中。
近来两年，IG541、七氟丙烷灭火剂由于其可靠灭火性能、优越环保特点被广泛应用于气体灭火系统中，在近四年实践中这两种灭火系统得到了不断完善。
1 2灭火剂特点
1．2．1 IG541
构成：52%氮气、40%氩气和8%CO2构成，
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 灭火过程干净，灭火后不留痕迹；
8 非常合用于长期有人滞留场合；
9 可以长期保持灭火所需浓度；
10 不导电，不含水性物质，不会对电器设备、磁带、资料等导致损害。
11 IG541合用于扑救A类表面火灾，B、C类及电气火灾，并且灭火效果优良。
1．2．2七氟丙烷
七氟丙烷也是一种人工合成灭火剂，属卤代烷烃类灭火剂。
灭火机理：重要依托化学灭火，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、资料等导致损害。
4 七氟丙烷合用于扑救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，执行公安部颁布GA400-《气体灭火系统及零部件性能规定和实验办法》，在设计、施工、验收方面有各地颁布地方原则予以规范，如IG541灭火系统有陕西省、上海、北京颁布地方原则；七氟丙烷有广东省1999年颁布地方规范以及北京颁布地方规范。因而，灭火系统设计、施工、验收中存在着选取系统所执行原则问题，迫切需要进行统一。
2．气体灭火系统生产状况
国内IG541、七氟丙烷灭火系统生产始于1999年，在生产初期，由于原则、市场、产品配套等各种因素影响，产量较低，近一两年，七氟丙烷药剂价格回落，IG541诸多长处被顾客承认，当前这两种系统生产在国内消防厂家均占主导地位。
在5月1日起IG541、七氟丙烷灭火系统正式执行GA400-《气体灭火系统及零部件性能规定和实验办法》公安原则，在其生产、实验过程中严格按照这一原则控制。
气体灭火系统无论其药剂是何种气体，在构成、工作原理诸多方面基本一致，只是依照药剂不同，其工作压力、通径不同。因而，系统重要元器件生产甚至构造都与过去CO2灭火系统、卤代烷1301灭火系统一致。消防设备生产厂家在设备、工艺等方面无需多加增添和改动。
依照不完全记录，生产IG541、七氟丙烷灭火系统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、无锡河马消防器材有限公司等。
3．气体灭火系统在工程中应用和监督
3．1产品分布及使用场合
依照对陕西省十一种地区进行调查成果表白：除一种地区未设立IG541、七氟丙烷灭火系统外，别的十个地区均设立有这两种系统。此外对陕西境内几种消防厂家这两种产品在全国使用状况调查，发现IG541、七氟丙烷灭火系统使用场合为机房、银行、办公楼、图书馆、医院、商业大厦、生产厂房等，保护物质以机房设备为主，尚有资料、档案库、油漆间，仓库等。使用场合分布状况见图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场合，这些场合不能用水系统来保护。这些充分体现了，这两种气体系统自身优越性所在。
3 2气体灭火产品市场占有率
依照调查成果表白，IG541七氟丙烷灭火系统在 气体灭火中市场占有率很高，占主导地位，被顾客普遍接受。
3 3审核、施工、验收根据
一种灭火系统与否能处在良好使用状态，核心在于设计、审核、施工、验收各个环节与否有一种科学、合理、可操作根据。
当前，IG541、七氟丙烷这两种灭火系统设计、审核、施工、验收都没有国标可遵循，都在按照各地地方原则执行。
IG541灭火系统规范
陕西省颁布 DB61/296-《干净气体IG541灭火系统设计、施工、验收规范》，
上海市颁布 GJ/TJ08-306-《IG-541灭火系统技术规程》，
北京市颁布涉及DBJ01-75-《干净气体灭火系统设计、施工、验收规范》（涉及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DBJ15-23-1999《七氟丙烷（HFC-227ea）干净气体灭火系统设计规范》。
北京市颁布涉及DBJ01-75-《干净气体灭火系统设计、施工、验收规范》
其中对IG541规定存在不同见表1，七氟丙烷规定存在不同见表2。
表1 IG541规范对照表
项 目
陕西省原则
上海原则
北京原则
灭火剂设计用量
M=k··lg式中： M──全沉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，相应防护区最低预期温度时IG541比容，m 3 /kg；可按下式计算： s=0.649+0.00237θ 其中:θ──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—沉没系数，X=VS/S×ln（100/100-C） S—IG541过热蒸汽比溶（m3/kg），S=0.65799+0.00239T；T—防护区环境温度（℃） C—灭火剂设计灭火浓度（%V/V）
系统备用量设立
8个防护区以上
当防护区为不间断保护重要场合，或者在48小时内补充灭火剂有困难者，应设立备用量
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/m3 无管网 100m2/300m3
泄压口
A=式中：A──喷头孔口面积，mm2； Qp──单个喷头平均设计流量，kg/min； pc──喷头入口压力，MPa； ρc──喷头入口处IG541密度，kg/m3。
Af=0.0135Q/P1/2 式中： Af-泄压口面积（m2）； Q-防护区内IG-541峰值流量（m3/min）， P-围护构造承受内压容许压强（Pa），
Ai=KQ/Pi1/2 式中： Ai—泄压口面积（m3） K—泄压口面积系数； Q—灭火剂在防护区喷放速率m3/min； Pi—围护构造承受内压容许压强（Pa）。
喷头安装最大高度
4m
6m
无
喷头入口前最小压力
2.3MPa
1.9MPa
2.2MPa
管网计算公式
有
无
无
表2 七氟丙烷规范对照表
项 目
广东省原则
北京原则
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比热容积（m3/Kg）； V—防护区净容积（m3）。 K—海拔高度修正系数，按附录B规定取值。
W=式中：W—七氟丙烷设计灭火用量（Kg）； C—七氟丙烷设计灭火浓度（%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比热容积（m3/Kg），SV=0.1269+0.000513T，T—防护区环境温度（℃）； V—防护区净容积（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
系统备用量设立
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/m3 无管网 100m2/300m3
管网系统500m2/m3 无管网 100m2/300m3
喷头保护高度
不适当不不大于5m，不应不大于0.3m
距顶棚最大距离不适当不不大于0.5m
喷头工作压力
不不大于等于0.5MPa（绝对压力）
不得低于0.7MPa
“过程中点”压力计算公式
Pm=
Pm=
当前，在IG541灭火系统使用中，依照工程所属地区选取不同原则；对于七氟丙烷灭火系统，由于北京规范实行时间不长，各地多使用广东省原则。
3．4设立IG541、七氟丙烷灭火系统防护区状况分析
依照调查可以得出，设立IG541、七氟丙烷灭火系统防护区容积大小分布，见图4图5。
对于这两种气体灭火系统，无论是哪个规范，对防护区净容积均有规定，（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50～1000m3之间。阐明规范规定基本上满足实际需要。在实际工程中，也存在防护区容积超过规范规定，在此状况下，普通采用二次分割或双路管道进一步防护区予以解决。
3．5系统验收及运营状况
依照对陕西省内十一种地区进行调查，设立IG541、七氟丙烷灭火系统场合，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灭火系统验收均采用陕西省地方原则DB61/296-，七氟丙烷灭火系统执行广东省地方原则DBJ15-23-1999。已经验收灭火系统运营良好。
4。展望和建议
当前IG541、七氟丙烷灭火系统应用存在两方面问题。
14 所述产品生产、检查执行GA400-原则，而设计、审核、施工及验收没有国标可以参照，各地执行不同地标，并且有关条款有差别，这些差别，有还属于核心条款，不便于执行和统一，如：管网计算办法、备用量设立、灭火浓度选用等等。建议尽快出台有关国标。
15 灭火系统生产厂家较多，其中不乏有鱼龙混杂。系统密封性和可靠性非常核心，特别是IG541灭火系统，如何保证系统高压储存和运营可靠性，不是厂家获得了形式承认就能解决问题。产品质量控制不但需要公司自身完整质量控制体系，还应当有监督机构定期和不定期审查，以保证灭火设施有效性。
IG541、七氟丙烷灭火系统已经在市场上使用了几年，在技术及市场方面都较为成熟，若能尽快完善在规范方面局限性，加强产品质量监控，加上自身特性和良好灭火效果，将是其他灭火系统取代不了，在气体消防领域占有相称大市场份额。
发布人：mxlly 发布时间：-8-8 11:33:13 浏览次数：476
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