七氯丙烷灭火专业系统设计标准规范.doc

七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火系统设计规范 （提议草案） 主编单位：深圳市消防局 天津消防科学研究所 1 总则 第1.0.1条 为了合理设计七氟丙烷灭火系统，降低火灾危害，保护人身及财产安全，制订本规范。 第1.0.2条 本规范适适用于工业和民用建筑中新建、改建、扩建工程设置七氟丙烷全淹没灭火系统。 第1.0.3条 七氟丙烷灭火系统设计，应做到安全可靠、技术优异、经济合理.第 1.0.4条 七氟丙烷灭火系统可用于扑救下列火灾： 1、电气火灾； 2、液体火灾或可熔化固体火灾； 3、固体表面火灾； 4、灭火前应能切断气源气体火灾。 第1.0.5条 七氟丙烷灭火系统不得用于扑救下列物质火灾： 1、含氧化剂化学制品及混合物，如硝化纤维、硝酸钠等； 2、活泼金属，如钾、钠、镁、钛、锆、铀等； 3、金属氢化物，如氢化钾、氢化钠等； 4、能自行分解化学物质，如过氧化氢、联胺等。 第1.0.6条 灭火剂七氟丙烷HFC227ea化学分子式为CF3CHFCF3 ，其质量应符合下列技术指标。 性能 技术指标 纯度 99.6%（摩尔/摩尔） 酸度 3ppm 水含量 10ppm 不挥发残留物 0.01% 悬浮或沉淀物 不可见 第1.0.7条 七氟丙烷灭火系统设计，除实施本规范外，尚应符合现行相关国家标准要求。 2 术语、符号 2.1术语 第 2.1.1条 防护区能满足七氟丙烷全淹没灭火系统要求有限封闭空间。 第 2.1.2条 全淹没灭火系统 在要求时间内，向防护区喷射一定浓度七氟丙烷，并使其均匀地充满整个防护区灭火系统。 第 2.1.3条预制灭火装置 按一定应用条件，将七氟丙烷储存装置和喷放喷头等部件预先组合成套灭火装置。 第 2.1.4条 组合分配系统 用一套七氟丙烷储存装置保护两个或两个以上防护区灭火系统 第 2.1.5条灭火浓度 在101Kpa大气压和要求温度条件下，扑灭某种火灾所需七氟丙烷在空气中最小体积百分比。 第 2.1.6条 惰化浓度 当引火源加入时，在101Kpa大气压和要求温度条件下，能抑制空气中任意浓度可燃气体或可燃液体蒸汽燃烧发生所需七氟丙烷在空气中最小体积百分比。 第 2.1.7条 浸渍时间 在防护区内维持设计要求七氟丙烷浓度，使火灾完全熄灭所需时间。 第 2.1.8条充装率 充装在储存容器中七氟丙烷质量和容器容积之比，单位为kg/m3。 第 2.1.9条泄压口 七氟丙烷喷放时，预防防护区过压开口。 22 符号 表2.2 编号 符号 单位 涵 义 2.2.1 C % 七氟丙烷灭火（或惰化）设计浓度 2.2.2 D mm 管道内径 2.2.3 Fc cm2 喷头孔口面积 2.2.4 Fx m2 泄压口面积 2.2.5 g m/s2 重力加速度 2.2.6 H m 喷头高度相对“过程中点”时储存容器液面位差 2.2.7 K / 海拔高度修正系数 2.2.8 L m 计算管段计算长度 2.2.9 n 个 储存容器数量 2.2.10 nd 段 管网计算管段数量 2.2.11 Ng 个 安装在计算支管步骤下游喷头数量 2.2.12 P0 绝压MPa 储存容器额定增压压力 2.2.13 Pc 绝压MPa 喷头工作压力 2.2.14 Pf Pa 围护结构承受内压许可压强 2.2.15 Ph MPa 高程压头 2.2.16 Pm 绝压MPa 喷放“过程中点”储存容器内压力 2.2.17 Qc Kg/s 单个喷头设计流量 2.2.18 Qg Kg/s 支管平均设计流量 2.2.19 Qp Kg/s 管道流量 2.2.20 Qw Kg/s 主干管平均设计流量 2.2.21 Qx Kg/s 七氟丙烷在防护区平均喷放速率 2.2.22 S m3/kg 七氟丙烷过热蒸汽在101Kpa和防护区最低环境温度下比容 2.2.23 T 温度 2.2.24 t s 七氟丙烷喷放时间 2.2.25 V m3 防护区净容积 2.2.26 V0 喷放前全部储存容器内气相总容积 2.2.27 Vb m3 储存容器容量 2.2.28 Vp m3 管网管道内容积 2.2.29 W kg 防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量 2.2.30 Kg/ m3 七氟丙烷液体密度 2.2.31 Kg/ m3 七氟丙烷充装率 2.2.32 c / 喷头流量系数 2.2.33 P MPa 计算管段阻力损失 3 防护区 第 3.0.1条防护区划分，应符合下列要求： 1、防护区宜以固定单个封闭空间划分；当同一区间吊顶和地板下需同时保护时，可合为一个防护区； 2、当采取管网灭火系统时，一个防护区面积不宜大于500m2；容积不宜大于m3； 3、当采取预制灭火装置时，一个防护区面积不宜大于100m2；容积不宜大于300m3； 第3.0.2条 防护区最低环境温度不应低于-10。 第3.0.3条防护区围护结构及门窗耐火极限均不应低于0.5h；吊顶耐火极限不应低于0.25h； 第3.0.4条防护区围护结构承受内压许可压强，不宜低于1.2 KPa 。 第3.0.5条 防护区灭火时应保持封闭条件，除泄压口以外开口，和用于该防护区通风机和通风管道中防火阀，在喷 放七氟丙烷前，应做到关闭。 第3.0.6条防护区泄压口宜设在外墙上，应在防护区净高2/3以上。 泄压口面积，按下式计算： Fx=0.15Q/(Pf0.5 ) (3.0.6) 式中 Fx - 泄压口面积（m2） Q -七氟丙烷在防护区平均喷放速率（kg/s） Pf - 围护结构承受内压许可压强（Pa） 当设有外开门弹性闭门器或弹簧门防护区，其开口面积大于泄压口计算面积，不须另设泄压口。 第 3.0.7条两个或两个以上邻近防护区，宜采取组合分配系统。 4 七氟丙烷设计用量 第一节 通常要求第 4.1.1条采取七氟丙烷灭火系统保护防护区，其七氟丙烷设计用量，应依据防护区可燃物对应灭火设计浓度或惰化设 计浓度惊计算确定。 第4.1.2条某物灭火设计浓度不应小于该物灭火浓度1.2倍，某物惰化设计浓度不应小于该物浓度1.1倍。 相关可燃物灭火设计浓度，可按附表A中附表A-1、附表A-2上所给出灭火浓度进行确定； 相关可燃物惰化设计浓度，可按附表A中附表A-3上所给出惰化浓度进行确定； 附表A中未给出，应经试验确定。 第4.1.3条 有爆炸危险气体、液体类火灾防护区，应采取惰化设计浓度；无爆炸危险气体、液体类火灾和固体类火灾 防护区，应采取灭火设计浓度。 第4.1.4条 当多个可燃物共存或混合时，其灭火设计浓度或惰化设计浓度，应按其中最大灭火浓度或惰化浓度确定。 第4.1.5条 图书、档案、票据和文物资料库等防护区，七氟丙烷灭火设计浓度宜采取10%。 第4.1.6条 油浸变压器、带油开关配电室和自备发电机房等防护区，七氟丙烷灭火设计浓度宜采取8.3%。 第4.1.7条 通讯机房和电子计算机房等防护区，七氟丙烷灭火设计浓度宜采取8%。 第4.1.8条 七氟丙烷灭火时浸渍时间，应符合下列要求： 1、扑救木材、纸张、织物类等固体火灾时，不宜小于20min； 2、扑救通讯机房、电子计算机房等防护区火灾时，不宜小于3min； 3、扑救其它固体火灾时，不宜小于10min； 4、扑救气体和液体火灾时，不宜小于1min； 第二节 设计用量 第4.2.1条 防护区灭火设计用量或惰化设计用量应按下式计算： (4.2.1) 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（%） S- 七氟丙烷过热蒸气在101KP a和防护区最低环境温度下比容（m3/Kg） V- 防护区净容积（m3） K- 海拔修正系数，按附录B要求采取。 第4.2.2条 七氟丙烷在不一样温度下过热蒸气比容，应按下式计算： S=K1+K2 (4.2.2) 式中 T- 温度（） K1- 0.1269 K2- 0.000513 第4.2.3条系统设置用量，应为防护区灭火设计用量（或惰化设计用量）和系统中喷放不尽剩下量之和。 喷放不尽剩下量，应包含储存容器内剩下量和管网内剩下量。 1、储存容器内剩下量，可按储存容器内引升管管口以下容器容积计算。 2、均衡管网和只含一个封闭空间防护区非均衡管网，其管道内剩下量，均可不计。 防护区中含两个或两个以上封闭空间非均衡管网，其管网内剩下量，可按管网第1支点后各支管长度，分 别取各长支管和最短支管长度差值为计算长度，计算出各长支管末段内容积量，应为管网内容积剩下量。 第4.2.4条当系统为组合分配系统时，系统设置用量中相关防护区灭火设计用量部分，应采取该组合中某个防护区设计用量 最大者替换。 第4.2.5条用于需不间断保护防护区灭火系统和超出8个防护区组合成组合分配系统，应设七氟丙烷备用量，备用量按 原设置用量100%确定。 第五章 系统设计和管网计算 5.1系统设计 第5.1.1条 系统设计和管网计算设计额定温度，应为20。 第5.1.2条 七氟丙烷灭火系统应采取氮气增压输送，氮气含水量不应大于0.006%（m3/m3）。 额定增压压力分为两级，应符合下列要求： 一级 2.50.125Mpa（表压） 二级 4.20.125Mpa（表压） 第5.1.3条储存容器中七氟丙烷充装率，不应大于1150Kg/m3。 第5.1.4条系统管网管道内容积，不宜大于该系统七氟丙烷充装容积量80%。 第5.1.5条管网部署设计为均衡系统，应符合下列要求： 1、各个喷头，应取相等设计流量； 2、在管网上，从第1分流点至各喷头管道阻力损失，其相互间最大差值不应大于20%； 第5.1.6条七氟丙烷喷放时间，在通讯机房和电子计算机房等防护区，不宜大于7s；在其它防护区，不应大于10s。 第5.1.7条在管网上，不应采取四通管件进行分流。 5.2 管网计算 第5.2.1条管网计算时，各管道中工质流量，宜采取平均设计流量。 第5.2.2条管网中主干管平均设计流量，应按下式计算： Qw=W/t （5.2.2） 式中 QW-主干管平均设计流量（Kg/s）； W-防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量（kg）； T-七氟丙烷喷放时间（S）； 第5.2.3条管网中支管平均设计流量 ，应按下式计算： (5.2.3) 式中 Qg-支管平均设计流量（Kg/s）； Ng -安装在计算支管步骤下游喷头数量（个）； Qc -单个喷头设计流量（Kg/S）。 第5.2.4条 宜采取喷放七氟丙烷设计用量50%时“过程中点”容器压力和该点瞬时流量进行管网计算。宜认定该瞬时流量等 于平均设计流量。 第5.2.5条喷放“过程中点”容器压力，宜按下式计算： (5.2.5) 式中 Pm-喷放“过程中点”储存容器内压力（绝压，MPa）,(绝压=表压+0.101MPa)； P0-储存容器额定增压压力（绝压，Mpa）； V0-喷放前，全部储存容器内气相总容积（m3）； W-防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量（Kg） -七氟丙烷液体密度（Kg/m3）,(20时，为1407)； Vp -管网管道容积（m3）。 其中， V 0=nVb(1-/) (5.2.5.1) 式中 n- 储存容器数量（个） Vb-储存容器容量（m3） -七氟丙烷充装率（Kg/m3） 第5.2.6条七氟丙烷管流采取镀锌钢管阻力损失，可按下式计算，或按图5.2.6确定。 (5.2.6) 式中 P- 计算管段阻力损失（MPa） L- 计算管段计算长度（m） Qp- 管道流量（kg/s） D- 管道内径（mm） 第5.2.7条初选管径，可按平均设计流量及采取管道阻力损失0.003至0.02 Mpa/m进行计算（见图5.2.6）。 第5.2.8条喷头工作压力，应按下式计算： (5.2.8) 式中 Pc- 喷头工作压力（绝压，MPa）； Pm- 喷放“过程中点”储存容器内压力（绝压，MPa）； - 系统步骤阻力总损失（MPa）； Nd- 管网计算管段数量； Ph- 高程压头（MPa） 第5.2.9条 高程压头，应按下式计算： P h=10-6 H g (5.2.9) 式中 H- 喷头高度相对“过程中点”时储存容器液面位差； - 七氟丙烷液体密度（kg/m3）； g- 重力加速度（m/s2） 第5.2.10条 喷头工作压力计算结果，应符合下列要求： 1、通常，Pc0.8（绝压，MPa），最小，Pc0.5（绝压，MPa）； 2、PcPm/2（绝压，MPa）， 第5.2.11条喷头孔口面积，可按下式计算： (5.2.11) 式中 Fc- 喷头孔口面积（cm2） Qc- 喷头设计流量（kg/s） - 七氟丙烷液体密度（kg/m3）； Pc- 喷头工作压力（表压，MPa）； c- 喷头流量系数。 第5.2.12条喷头流量系数，由储存容器充装压力和喷头孔口结构等原因决定，应试验得出。 6 系统组件 6.1 储存装置 第6.1.1条灭火系统储存装置应由储存容器、容器阀、单向阀和集流管等组成。预制灭火装置储存装置，应由储存容器、容器阀组成。 第6.1.2条在储存容器或容器阀上，应设安全泻压装置和压力表。组合分配系统集流管，应设安全泻压装置。安全泻压装置动作压力，应符合下列要求： 1、储存压力为2.5 Mpa时，应为4.80.4 Mpa； 2、储存压力为4.2 Mpa时，应为6.80.4 Mpa； 第6.1.3条在容器阀和集流管之间管道上应设单向阀。单向阀和容器阀或单向阀和集流管之间应采取软管连接。储存容器 和集流管应采取支架固定。 第6.1.4条备用量储存容器和主用量储存容器应连接在同一集流管上，并能切换使用。 第6.1.5条 在储存装置上应设耐用固定标牌。标明每个容器编号、皮重、灭火剂名称、充装量、充装日期和储存压力等。 第6.1.6条储存装置宜设在靠近防护区专用储瓶间内。该房间耐火等级不应低于二级，室温应为-1050，应有直接通 向室外或疏散走道出口。 第6.1.7条储存装置部署，应便于操作、维修及预防阳光照射。操作面距墙面或两操作面之间距离，不宜小于1m。 6.2 管道部件和管道 第6.2.1条在通向每个防护区灭火系统主管道上，应设压力讯号器或流量讯号器。 第6.2.2条在组合分配系统中，相对于每个防护区应设置控制灭火剂流向选择阀，其公称直径应和该防护区灭火系统主 管道公称直径相等。 选择阀位置应靠近储存容器且便于操作。选择阀宜设有指明其工作防护区标牌。 第6.2.3条喷头宜贴近防护区顶面安装，距顶面最大距离不应大于0.5m。 喷头保护高度和保护半径，应符合下列要求： 1、最大保护高度，不宜大于5.0m； 2、最小保护高度，不宜小于0.5m； 3、当防护区高度h1.5m时，喷头保护半径，不应大于3.5m； 4、当防护区高度h1.5m时，喷头保护半径，不应大于5.0m； 第6.2.4条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要求。 第6.2.5条喷头应有表示其型号、规格永久性标志。 设置在有粉尘防护区喷头，应增设在喷射时自行脱落防尘罩。 第6.2.6条管网管道及管道附件应能承受最高环境温度下工作压力，并应符合下列要求： 1、输送七氟丙烷管道应采取无缝钢管。其质量应符号现行国家标准冷拔或冷扎精密无缝钢管和无缝钢管等要求。 无缝钢管内外应镀锌。 2、输送七氟丙烷管道安装在有腐蚀镀锌层场所，宜采取不锈钢管。其质量应符合现行国家标准不锈钢无缝钢管要求。 3、输送开启气体管道，宜采取铜管，其质量应符合国家标准拉制铜管要求。 4、管道连接，当公称直径小于或等于80mm时，宜采取螺纹连接年；大于80mm时，宜采使用方法兰连接。钢制管道附件应内外 镀锌。在有腐蚀镀锌层介质场所，应采取铜合金或不锈钢管道附件。 7 操作和控制 第7.0.1条采取七氟丙烷灭火系统和预制灭火装置防护区，应按现行国家标准火灾自动报警系统设计规范要求设置火 灾自动报警系统。探测灵敏度宜采取一级。 第7.0.2条灭火系统应设自动控制、手动控制和机械应急操作三种开启方法。设置在防护区内预制灭火装置应有自动控制和 手动控制两种开启方法。 在自动控制程序中，应安排030s 可调延迟喷射步骤。延迟时间设置，应依据人员安全立即撤离防护区需要；对于平时无人工作防护区，可设为0s。 在灭火设计浓度大于9%防护区，应增设手动和自动控制转换装置，当有些人进入防护区时，将灭火系统转换到手动控制位；当人离开时，恢复到自动控制位。 第7.0.3条自动控制装置应在接到两个独立火灾信号后才能开启。手动控制装置和手动和自动转换装置应设在防护区疏散出 口门外便于操作地方。机械应急操作装置应设在储瓶间内或防护区疏散出口门外便于操作地方；而且，其操 作方法应经两步完成。 第7.0.4条 灭火系统和预制灭火装置操作和控制，应包含对需联动开口封闭装置、通风机和防火阀等设备操作和控制。 设有消防控制中心场所，各防护区灭火控制系统动作信息，应传送给消防控制中心。这些信息包含火灾信息捕 获灭火动作、手动和自动转换和系统故障等。 第7.0.5条灭火系统和预制灭火装置供电，应符合现行国家防火标准要求；采取气动力源时应确保系统操作和控制需要 压力和气量。 8 安全要求 第8.0.1条防护区应有足够宽疏散通道和出口，确保人员在30S内能撤出防护区。 第8.0.2条常常有些人工作防护区，当人员不能在30S内撤出时，防护区七氟丙烷灭火设计浓度必需不大和9%。 第8.0.3条防护区疏散通道及出口，应设应急照明和疏散指示标志。防护区内应设火灾声报警器，必需时，可增设闪光报警器。 防护区入口处应设火灾声、光报警器和灭火剂喷放指示门灯，和防护区采取了七氟丙烷保护标志牌。喷放门灯指示，应保持到防护区通风换气后手动去除。 第8.0.4条防护区门应向外开启，并能自行关闭；疏散出口门，必需能从防护区内打开。 第8.0.5条灭火后防护区应通风换气，地下防护区和无窗或设固定窗扇地上防护区，应设机械排风装置，排风口宜设在防 护区下部并应直通室外。 第8.0.6条地下储瓶间应设机械排风装置，排风口应设下部直通室外。 第8.0.7条凡经过有爆炸危险场所管网系统，应设防静电接地。 第8.0.8条设有七氟丙烷灭火系统建筑物，宜配置空气或氧气呼吸器。 附录A 可燃物七氟丙烷HFC 227ea灭火浓度和惰化浓度 可燃物七氟丙烷HFC 227ea灭火浓度 附表A-1 可燃物 灭火浓度% 可燃物 灭火浓度 % 丙酮 6.8 JP-4 6.6 乙腈 3.7 JP-5 6.6 AV汽油 6.7 甲烷 6.2 丁醇 7.1 甲醇 10.2 丁基醋酸脂 6.6 甲乙酮 6.7 环戊酮 6.7 甲基异丁酮 6.6 2号柴油 6.7 吗啉 7.3 乙烷 7.5 硝基甲烷 10.1 乙醇 8.1 丙烷 6.3 乙基醋酸脂 5.6 pyrollidine 7.0 乙二醇 7.8 四氢呋喃 7.2 汽油（无铅，7.8%乙醇） 6.5 甲苯 5.8 庚烷 5.8 变压器油 6.9 1号水力流体 5.8 涡轮液压油 5.1 异丙醇 7.3 二甲苯 5.3 A类危险物表面火灾七氟丙烷HFC-227ea灭火浓度 附表A-2 火灾 灭火浓度% A类危险物表面火灾 5.8 可燃物七氟丙烷HFC-227ea惰化浓度 附表A-3 可燃物 灭火浓度% 1-丁烷 11.3 1-氯-1.1-二氟乙烷 2.6 1.1-二氟乙烷 8.6 二氯甲烷 3.5 乙烯氧化物 13.6 甲烷 8.0 戊烷 11.6 丙烷 11.6 附录B 海拔高度修正系数海拔高度修正系数 附表B 海拔高度 修正系数 -1000 1.130 0 1.000 1000 0.885 1500 0.830 0.785 2500 0.735 3000 0.690 3500 0.650 4000 0.610 4500 0.565 附录C 本规范用词说明 第C.0.1条 实施本规范条文时，对要求严格程度用词作以下要求，方便实施时区分对待。 1、表示很严格，非这么不可用词： 正面词采取“必需”； 反面词采取“严禁”。 2、表示严格，在正常情况下均应这么做用词： 正面词采取“应”； 反面词采取“不应”或“不得”。 3、表示许可稍有选择，在条件许可时首先应这么做用词： 正面词采取“宜”或“可”； 反面词采取“不宜”。 第C.0.2 条 条文中要求应按指定标准，规范实施时，写法为“应符合.要求”或“应按.实施”。