管网设计方案七氟丙烷.doc

中山检测中心气体灭火系统

方案建议书

文档日期: 2023-08

目 录
气体自动消防灭火系统 3
1.1 设计依据 3
1.2 设计目的 3
1.3 七氟丙烷简介 4
特点 4
系统重要组件 5
1.4 系统设计方案 15
1.4.1 基本设计参数 15
1.4.2 系统设计方案 16
气体自动消防灭火系统
气体消防系统属于专业化很强的系统，要结合大楼的消防系统进行统一的报验与施工。该项目需作气体保护的范围涉及网络机房、档案室1和档案室2，根据建筑自身结构特点，因此分为3个保护区进行保护，采用组合分派方案。
1.1 设计依据
1、GB50263-97《气体灭火系统施工及验收规范》
2、GB50116-98《灭火自动报警系统设计规范》
3、《建筑灭火器配置设计规范》
4、美国防火学会NFPA2023标准（即洁净气体灭火系统标准）
1.2 设计目的
为了防止火灾对机房、监控室和会议室的危害，机房、监控室和会议室须采用必要的防火措施。这些措施大体可分为三类：机房等建筑的防火措施；报警设备和灭火设备；加强防火管理。本方案仅根据前2类措施进行设计。
根据“建筑设计防火规范”（GBJ16-87）中规定：在机房等保护区必须设立火灾自控报警装置系统。消防报警系统要做到及时准确地监测出火灾，且通过联动系统限制火灾的蔓延，把火灾控制在最小的范围内。气体灭火系统要能及时启动灭火，控制送风、排烟，减少人员伤亡和财产损失。
为了初期发现火灾，使火灾控制在初始阶段，必须对机房等保护区进行经常性的监视。为此，需要安装自动火灾探测器，当出现火灾时自动报警。在机房等保护区里自动火灾探测器应设在房顶或天花板向室内的一侧，同时在人员不经常出入或视线达不到的地方，都应装置探测器。
对于设立在机房等保护区的探测器，建议为灵敏度高档和中档分开布置，联合使用。不要使用延时工作方式的火灾探测器，以及早测出火灾的发生，及时联合提出火灾报警；并通过联动系统启动气体灭火。当一个探测器报警时，控制器和主机上均须有报警显示，同时控制器向现场发出警铃报警。接到第二个探测器报警后，机房等保护区安装的蜂鸣器和闪光灯须发出信号报警，人员立即疏散，此时自动关闭机房等保护区内的防火阀和空调风 阀 等联动设备，堵死风口。延时30秒后自动打开气瓶进行灭火，10秒所有喷出。房间门前气体释放显示器和控制器上指示灯同时显示。
遇有人员在机房等保护区工作时，应将门前安装的自动开关自由状态转为手动操作，避免机房内有人工作时喷气。此外，门侧 还须安装了手动放气开关，当发生火灾紧急情况时，打开开关盖板，按下红色按钮，立刻喷出气体以紧急灭火。
1.3 七 氟 丙 烷 简介

特点
为保护大气层，根据蒙特利尔公约议定书，自1993年12月31日起严禁生产HALON1301气体灭火剂，而从2023年严禁使用HALON类型灭火剂。现在一种新型灭火 剂 七 氟 丙烷已投入生产并为客户提供满意的服务。
七 氟 丙烷是一种新型灭火剂，它无色、无味，在一定压强下呈液态储存，通
过与氧气发生化学反映，切断燃烧链，以达成灭火目的。

优点为：
u 能灭A、B、C型火灾
u 对臭氧层无破坏
u 不导电，没有残留物，合用于扑灭电器火灾，涉及：变电所、计算机房、金库、情报档案室等
u 灭火高效，迅速
u 毒性低，可以应用于有人值守场合，例如：机房、机舱、作战指挥室等处
u 七 氟丙烷是一种纯净化合物而非混合物,在我们的设计浓度下对人体是无毒害的,并已在医疗领域得到应用.七氟 丙烷在相对低浓度的条件下就可以扑灭火灾.其灭火原理为化学作用,即中止火焰的链式反映,其灭火速度和灭火效能远远高于混合气体的物理灭火方式.使用七 氟丙烷灭火浓度规定仅为5.8%,因此可以避免在锅炉房发电机房等高热引起的环境压力过高而带来的不利影响.同时七氟丙烷系统能很经济的用较大的容器存储,占用最少的空间以便于平常的维护和保养.
u 七 氟丙烷是一种低压系统,其工作压力只有42BAR,这样可以大大提高施工的可靠性和稳定性以减少压力阀,电磁阀,系统管道等一些设备因高压而导致的过早损坏。
系统重要组件

● 钢瓶

海 烙HFC-227ea瓶 组（70L）
钢瓶在工厂 里 充 装了海 烙（HERO）HFC-227ea药剂。用单个钢瓶或集流 管组合起来的多个钢瓶以达成全淹没所需要的药剂量。钢瓶发运时每个钢瓶上都带有运送帽，运送帽 在运送过程中可完全地覆盖和保护阀门。

● 容器阀/先导阀/专用扳手

海烙HFC-227ea容器阀

海烙HFC-227ea先导阀
海烙HFC-227ea专用扳手

● 启动瓶/电磁瓶头阀
海 烙HFC-227ea氮气启动瓶
电磁 瓶 头 阀

启动钢瓶内充装氮气，用于启动自动灭火系统时打开选择阀 及 灭 火 剂 储 瓶容器阀。启动钢瓶容积分为4L、7L和40L。
注：启动 阀 上 保险冒重要是为了防止 瓶 组在运送或移动过程中产生误动作。启动瓶 组在现场安装调试完毕，应拿下保险冒,拧上电池铁 .
当发生火警时由火灾报警控制器输出的直流电流DC24V、1.5A启动电磁铁，电磁铁启动释放闸刀刺破电磁瓶 头 阀的 泄 放膜片，释放出驱动气体。驱动气体经启动管路打开选择阀，然后打开相应保护区域的灭火 剂 瓶 组 ，从而完毕系统整个启动方式。
紧急情况时，可用手指拉住保险扣拉手，将保险扣拉出，拍击手动按钮，可使释放闸刀刺破容器阀的 泄放 膜片，释放出驱动气体。

● 选择阀
选择阀工作原理：
当选择阀相应的防 护 区 发 生 火 情时，火灾报警控制器输出直流电打开相应的 驱动瓶组，驱动气体通过控制管路，把选择阀打开，再通过控制管路打开容器阀，海 烙（HERO）HFC-227ea气体经集 流管、选择阀、减压装置及管网释放到防护区。
机械应急操作时,按箭头方向转动手柄.
海 烙HFC-227ea选择阀
注意事项：非紧急情况时，严禁人员扳动手柄， 以免导致误动作

● 减压装置

为了减少系统管网压力,增长系统管网的安全性,限制 海烙（HERO）HFC-227ea药剂的流动,需加装减压装置,以减小该装置下游的药剂压力.该装置具有一个打孔不锈钢板,其孔径由水力计算来拟定,孔板上提供了易见的孔径尺寸。有5种活 接式连接的减压装置：1英寸、1 1/4英寸、1 1/2英寸、2英寸、2 1/2英寸；有2种法兰式连接的减压装置：3英寸、4英寸。
减压装置是用来对储瓶内的高压灭火剂在排出过程中进行减压，以减小高压气体对管路的影响，减压装置可对系统的喷射时间进行调节。

● 喷 嘴

喷嘴用于控制用钢瓶内贮存压力喷放海烙（HERO）HFC-227ea药剂。现有五种尺寸的喷嘴。系统设计有不同的孔径尺寸用于不同的流量和分布图型。喷嘴的选择依据所保护的防护 区域和位置。喷嘴减压孔径根据水力计算求得。

● 喷嘴挡流罩
海烙（HERO）HFC-227ea系统喷嘴导流罩用于控制药剂的喷放特性曲线，导流罩用防止药剂喷射到吊顶和易碎的灯具上，避免使其损坏。
导流罩为钢制，喷有防腐蚀的白色漆。

● 气控单向阀
气控单向阀用于组合分派系统，当防护区发生火警，相应的氮气启动钢瓶打开后，气体通过选择阀气缸，打开选择阀，然后通过气体单向阀进入气控管路，打开相应的海烙（HERO）HFC-227ea储瓶，而其它分路选择阀和相应的海烙（HERO）HFC-227ea储瓶不应打开，以达成组合分派功能。

● 压力信号器

压力信号器在单元独立系统中安装于集流管上，在组合分派系统中,安装于各选择阀的下哟游干管上.平时开关触点开路，在释放海烙（HERO）HFC-227ea气体时管网压力推动压力信号器的活塞，接通开关，送出工作信号到灭火控制系统，显示系统已启动。

● 安全阀

安全阀安装在集流管上,当选择阀因故未能启动或者系统管路堵塞,压力过高时，安全膜片会自动被冲破泄压，从而保证整个系统安全。

● 高压软管
高 压 软 管
高压软管是容器阀与单向阀之间的连接管路,起压力缓冲作用.

● 集流管
集流管用来汇集储瓶的海烙(HERO) HFC-227ea气体灭火剂，向防护区施放，集流管上安全阀是用来防止集流管超压，起保护作用。同一集流管上储存容器，其规格型号、尺寸、灭火剂充装量、额定充装压力均应相同。集流管出厂前经水压强度实验及气密性实验。

● 瓶组架
海烙(HERO) HFC-227ea钢瓶存放时需一个独立的储瓶间，储瓶间不能设在气体保护区域内，储瓶一定不能放在火灾和爆炸直接影响到的地方。
储瓶的安装应能在使用后再充装时容易装卸。不要把储瓶安装在太阳光能直接照射到的地方。假如固定牢固，储瓶亦可水平安装。
海烙（HERO）HFC-227ea钢瓶架分为五种：
1、无固定架的单个钢瓶
2、无固定架的单行钢瓶组
3、无固定架的双排钢瓶组
4、具有固定架的单排背靠背
5、具有固定架的双排背靠背

无固定架的单个钢瓶 无固定架的单行钢瓶组
无固定架的双排钢瓶组
具有固定架的单排背靠背

具有固定架的双排背靠背
1.4 系统设计方案
1.4.1 基本设计参数
根据《七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火系统设计规范》第4.1.5条，网络机房等保护区的七氟丙烷的灭火设计浓度为8%，档案室1、2的七氟丙烷的灭火设计浓度为10%，气体喷放时间限于10秒内。
根据《规范》的规定，存放气体钢瓶组的房间（钢瓶间）都应当是一个独立的房间，设在各个保护区域外，并且有直接通向疏散走道的出口，设有可关闭的门。保护区出口的门应朝外开并可以自动关闭。防护区应设立泄压口，泄压口宜设在防护区室内净高2/3以上，且应高于保护对象，并宜设在外墙上。泄压口宜具有泄放多余压力后自动关闭以及防止火灾蔓延的性能。
喷嘴的布置使灭火剂均匀分布，喷嘴的最小设计压力1.4Mpa，喷嘴孔径与管道直径之比为20~70%。
1.4.2 系统设计方案
七氟丙烷灭火机理与卤代烷系列灭火剂的灭火机理相似，属于化学灭火的范畴，通过灭火剂的热分解产生含氟的自由基，与燃烧反映过程中产生支链反映的H+、OH-、O2-活性自由基发气愤相作用，从而克制燃烧过程中化学反映来实行灭火。七氟丙烷灭火系统具有良好的灭火效率，灭火速度快、效果好，灭火浓度（8-10%）低，基本接近哈龙1301灭火系统的灭火浓度（5-8%）。
根据图纸规定，我们将对上述机房等保护区进行气体保护，以保证这些重要部位在火灾发生后可以迅速有效地实行气体灭火，并使所有的设备设施、档案资料等不受影响。本次气体灭火的保护区设三个保护区。
采用组合分派系统，取最大保护区体积为2298.91立方米，按灭火浓度10%计算，共需使用七氟丙烷灭火药剂1863公斤，采用18组120L钢瓶，每瓶充装104公斤，既使用药剂1872公斤。
系统采用全淹没灭火系统，钢瓶与管网及喷嘴永久连接，用喷嘴将灭火剂喷放到保护区的封闭空间里，使得封闭空间内达成所规定的七氟丙烷灭火浓度。
1.4.2.1 气体释放的三种控制方式
自动控制：
在保护区内设立有高灵敏度烟感探测器及温感探测器。保护区域内的探测器都被提成两个独立的报警区域。发生火灾时，当高灵敏度烟感报警时，设在保护区域内的警铃将动作提醒有火警出现，若火情进一步发展，至使温感也报警后，设在保护区域内外的声光报警器将动作，在通过30秒延时后，送出灭火释放信号，启动七氟丙烷引导钢瓶上的电磁启动器和相应保护区域的选择阀，使七氟丙烷气体沿管道和喷头输送到相应的指定的保护区域灭火。一旦七氟丙烷气体释放后，设在管道上的压力开关会将灭火剂已经释放的信号反映至控制盘，并通过模块将该信号送回消防控制中心的火灾报警系统。而保护区域门外的声光报警器，在灭火期间将一直工作，警告所有人员不能进入保护区域，直至确认火灾已经扑灭，在气体释放后自动启动门外的气体释放指示灯。当七氟丙烷气体灭火系统的控制盘启动所有警铃、声光报警器后，在系统处在延时阶段，此时如发现是系统误动作，或确有火灾发生但仅使用手提式灭火器和其他移动式灭火设备即可扑灭火灾，可以按下紧急停止按钮使系统暂时停止释放气体。在保护区域的每一个出入口外侧，都会设立一个声光报警器，而警铃则设在每个出入口的内侧。
手动控制:
保护区外设立紧急手动释放器按钮，当发现火情时，可在烟感及温感未报警之前，手动释放七氟丙烷气体，达成灭火作用。
应急操作：
应急操作事实上是机械方式的操作，只有当自动控制和手动控制均失灵时，才需要采用应急操作。此时可通过操作设在钢瓶间内引导钢瓶上的手动启动器，在气动的作用下同时打开七氟丙烷钢瓶和相相应的选择阀，将七氟丙烷气体释放到相相应的保护区内，达成灭火目的。