七氟丙烷气体灭火系统规范.docx

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七氟丙烷气体灭火系统规范

七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火系统设计规范

　　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，减少火灾危害，

保护人身及财产的安全，制定本规范。

　　第 1.0.2 条本规范适用于工业和民用建筑中新建、改建、扩建

工程设置的七氟丙烷全淹没灭火系统。

　　第 1.0.3 条七氟丙烷灭火系统的设计，应做到安全可靠、技术

先进、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、液体火灾或可熔化的固体火灾；

　　3、固体表面火灾；

　　4、灭火前应能切断气源的气体火灾。

　　第 1.0.5 条 七氟丙烷灭火系统不得用于扑救下列物质的火灾：

　　1、含氧化剂的化学制品及混合物，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、能自行分解的化学物质，如过氧化氢、联胺等。

　　第 1.0.6 条灭火剂七氟丙烷 HFC227ea 的化学分子式为

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，除执行本规范外，尚应符

合现行的有关国家标准的规定。

　　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的有限封闭空间。

　　第 2.1.2 条 全淹没灭火系统

　　在规定的时间内，向防护区喷射一定浓度的七氟丙烷，并使其均

匀地充满整个防护区的灭火系统。

　　第 2.1.3 条 预制灭火装置

　　按一定的应用条件，将七氟丙烷储存装置和喷放喷头等部件预先

组合成套的灭火装置。

　　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的灭火系统

　　第 2.1.5 条 灭火浓度

　　在 101Kpa 大气压和规定的温度条件下，扑灭某种火灾所需七氟

丙烷在空气中的最小体积百分比。

　　第 2.1.6 条 惰化浓度

　　当引火源加入时，在 101Kpa 大气压和规定的温度条件下，能抑

制空气中任意浓度的可燃气体或可燃液体蒸汽的燃烧发生所需的七

　　氟丙烷在空气中的最小体积百分比。

　　第 2.1.7 条 浸渍时间

　　在防护区内维持设计规定的七氟丙烷浓度，使火灾完全熄灭所需

的时间。

　　第 2.1.8 条 充装率

　　充装在储存容器中的七氟丙烷质量与容器的容积之比，单位为

kg/m3。

　　第 2.1.9 条 泄压口

　　七氟丙烷喷放时，防止防护区过压的开口。

　　2．2 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”时储存容器液面的位差

　　2.2.7 K / 海拔高度修正系数

　　2.2.8 L m 计算管段的计算长度

　　2.2.9 n 个 储存容器的数量

　　2.2.10 nd 段 管网计算管段数量

　　2.2.11 Ng 个 安装在计算支管流程下游的喷头数量

　　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 围护结构承受内压的允许压强

　　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 单个喷头的设计流量

　　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 七氟丙烷在防护区的平均喷放速率

　　2.2.22 S m3/kg 七氟丙烷过热蒸汽在 101Kpa 和防护区最低环境

温度下的比容

　　2.2.23 T ℃ 温度

　　2.2.24 t s 七氟丙烷的喷放时间

　　2.2.25 V m3 防护区的净容积

　　2.2.26 V0 喷放前全部储存容器内的气相总容积

　　2.2.27 Vb m3 储存容器的容量

　　2.2.28 Vp m3 管网的管道内容积

　　2.2.29 W kg 防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量

　　2.2.30 γ Kg/ m3 七氟丙烷液体密度

　　2.2.31 η Kg/ m3 七氟丙烷充装率

　　2.2.32 μc / 喷头流量系数

　　2.2.33 ΔP MPa 计算管段阻力损失

　　3 防护区

　　第 3.0.1 条 防护区的划分，应符合下列规定：

　　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

500m2；容积不宜大于 2000m3；

　　3、当采用预制灭火装置时，一个防护区的面积不宜大于

100m2；容积不宜大于 300m3；

　　第 3.0.2 条 防护区的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；

　　第 3.0.4 条防护区围护结构承受内压的允许压强，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。

　　第 3.0.6 条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=0.15Q/（Pf0.5 ） （3.0.6）

　　 式中 Fx --- 泄压口面积（m2）

　　 Q ---七氟丙烷在防护区的平均喷放速率（kg/s）

　　 Pf ---- 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。

　　第 3.0.7 条 两个或两个以上邻近的防护区，宜采用组合分配系

统。

　　4 七氟丙烷设计用量

　　第一节 一般规定

　　第 4.1.1 条 采用七氟丙烷灭火系统保护的防护区，其七氟丙烷

设计用量，应根据防护区可燃物相应的灭火设计浓度或惰化设

　　计浓度惊计算确定。

　　第 4.1.2 条某物的灭火设计浓度不应小于该物灭火浓度的 1.2

倍，某物的惰化设计浓度不应小于该物浓度的 1.1 倍。

　　 有关可燃物的灭火设计浓度，可按附表 A 中附表 A-1、附表 A-2

上所给出的灭火浓度进行确定；

　　 有关可燃物的惰化设计浓度，可按附表 A 中附表 A-3 上所给出

的惰化浓度进行确定；

　　 附表 A 中未给出的，应经实验确定。

　　第 4.1.3 条有爆炸危险的气体、液体类火灾的防护区，应采用

惰化设计浓度；无爆炸危险的气体、液体类火灾和固体类火灾的防护

区，应采用灭火设计浓度。

　　第 4.1.4 条当几种可燃物共存或混合时，其灭火设计浓度或惰

化设计浓度，应按其中最大的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

烷的灭火设计浓度宜采用 10%。

　　第 4.1.6 条油浸变压器、带油开关的配电室和自备发电机房等

防护区，七氟丙烷的灭火设计浓度宜采用 8.3%。

　　第 4.1.7 条通讯机房和电子计算机房等防护区，七氟丙烷的灭

火设计浓度宜采用 8%。

　　第 4.1.8 条 七氟丙烷灭火时的浸渍时间，应符合下列规定：

　　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、扑救其他固体火灾时，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

的比容（m3/Kg）

　　 V ---- 防护区的净容积（m3）

　　 K ---- 海拔修正系数，按附录 B 的规定采用。

　　第 4.2.2 条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 （4.2.2）

　　 式中 T --- 温度（℃）

　　 K1 ---- 0.1269

　　 K2 ---- 0.000513

　　第 4.2.3 条系统的设置用量，应为防护区灭火设计用量（或惰

化设计用量）与系统中喷放不尽的剩余量之和。

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。

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 支点后各支管的长度，

分别取各长支管与最短支管长度的差值为计算长度，计算出的各长支

管末段的内容积量，应为管网内的容积剩余量。

　　第 4.2.4 条当系统为组合分配系统时，系统设置用量中有关防

护区灭火设计用量的部分，应采用该组合中某个防护区设计用量最大

者替代。

　　第 4.2.5 条用于需不间断保护的防护区的灭火系统和超过 8 个

防护区组合成的组合分配系统，应设七氟丙烷备用量，备用量按原设

置用量的 100%确定。

　　第五章 系统设计与管网计算

　　5.1 系统设计

　　第 5.1.1 条 系统设计与管网计算的设计额定温度，应为 20℃。

　　第 5.1.2 条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%（m3/m3）。

　　 额定增压压力分为两级，应符合下列规定：

　　 一级 2.5±0.125Mpa（表压）

　　 二级 4.2±0.125Mpa（表压）

　　第 5.1.3 条储存容器中七氟丙烷的充装率，不应大于

1150Kg/m3。

　　第 5.1.4 条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%。

　　第 5.1.5 条 管网布置设计为均衡系统，应符合下列规定：

　　 1、各个喷头，应取相等设计流量；

　　 2、在管网上，从第 1 分流点至各喷头的管道阻力损失，其相互

间的最大差值不应大于 20%；

　　第 5.1.6 条七氟丙烷的喷放时间，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，不应采用四通管件进行分流。

　　5.2 管网计算

　　第 5.2.1 条管网计算时，各管道中工质的流量，宜采用平均设

计流量。

　　第 5.2.2 条 管网中主干管的平均设计流量，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------防护区七氟丙烷的灭火（或惰化）设计用量（kg）；

　　T-------七氟丙烷的喷放时间（S）；

　　第 5.2.3 条 管网中支管的平均设计流量 ，应按下式计算：

　　 （5.2.3）

　　式中 Qg-----支管平均设计流量（Kg/s）；

　　Ng ------安装在计算支管流程下游的喷头数量（个）；

　　Qc -------单个喷头的设计流量（Kg/S）。

　　第 5.2.4 条宜采用喷放七氟丙烷设计用量 50%时的“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，全部储存容器内的气相总容积（m3）；

　　W--------防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量（Kg）

　　γ --------七氟丙烷液体密度（Kg/m3）,（20℃时，为 1407）；

　　Vp -------管网管道的容积（m3）。

　　 其中， V 0=n·Vb（1-η/γ） （5.2.5.1）

　　式中 n----- 储存容器的数量（个）

　　Vb-----储存容器的容量（m3）

　　η------七氟丙烷充装率（Kg/m3）

　　第 5.2.6 条七氟丙烷管流采用镀锌钢管的阻力损失，可按下式

计算，或按图 5.2.6 确定。

　　 （5.2.6）

　　式中 ΔP--- 计算管段阻力损失（MPa）

　　 L ---- 计算管段的计算长度（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用管道阻力损失

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）；

　　∑---- 系统流程阻力总损失（MPa）；

　　Nd---- 管网计算管段的数量；

　　Ph ---- 高程压头（MPa）

　　第 5.2.9 条 高程压头，应按下式计算：

　　 P h=10-6γ· H · g （5.2.9）

　　 式中 H--- 喷头高度相对“过程中点”时储存容器液面的位差；

　　 γ --- 七氟丙烷液体密度（kg/m3）；

　　 g ---- 重力加速度（m/s2）

　　第 5.2.10 条 喷头工作压力的计算结果，应符合下列规定：

　　1、一般，Pc≥0.8（绝压，MPa），最小，Pc≥0.5（绝压，MPa）；

　　2、Pc≥Pm/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）

　　 γ --- 七氟丙烷液体密度（kg/m3）；

　　 Pc --- 喷头工作压力（表压，MPa）；

　　 μc --- 喷头流量系数。

　　第 5.2.12 条 喷头流量系数，由储存容器的充装压力与喷头孔口

结构等因素决定，应试验得出。

　　6 系统组件

　　6.1 储存装置

　　第 6.1.1 条灭火系统的储存装置应由储存容器、容器阀、单向

阀和集流管等组成。

　　预制灭火装置的储存装置，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。

组合分配系统的集流管，应设安全泻压装置。

　　安全泻压装置的动作压力，应符合下列规定：

　　1、储存压力为 2.5 Mpa 时，应为 4.8±0.4 Mpa；

　　2、储存压力为 4.2 Mpa 时，应为 6.8±0.4 Mpa；

　　第 6.1.3 条在容器阀和集流管之间的管道上应设单向阀。

单向

阀与容器阀或单向阀与集流管之间应采用软管连接。

储存容器

　　 和集流管应采用支架固定。

　　第 6.1.4 条备用量的储存容器与主用量的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的固定标牌。

标明每个容器

的编号、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的专用储瓶间内。

该房

间的耐火等级不应低于二级，室温应为-10~50℃，应有直接通

　　 向室外或疏散走道的出口。

　　第 6.1.7 条储存装置的布置，应便于操作、维修及防止阳光照

射。

操作面距墙面或两操作面之间的距离，不宜小于 1m。

　　6.2 管道部件与管道

　　第 6.2.1 条在通向每个防护区的灭火系统主管道上，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

灭火剂流向的选择阀，其公称直径应与该防护区灭火系统的主管道公

称直径相等。

选择阀的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的标牌。

　　第 6.2.3 条喷头宜贴近防护区顶面安装，距顶面的最大距离不

应大于 0.5m。

　　 喷头的保护高度和保护半径，应符合下列规定：

　　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 h<1.5m 时，喷头的保护半径，不应大于

3.5m；

　　4、当防护区高度 h≥1.5m 时，喷头的保护半径，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的要求。

　　第 6.2.5 条喷头应有表示其型号、规格的永久性标志。

设置在

有粉尘的防护区的喷头，应增设在喷射时自行脱落的防尘罩。

　　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的工

作压力，并应符合下列规定：

　　1、输送七氟丙烷的管道应采用无缝钢管。

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》等的规定。

　　 无缝钢管内外应镀锌。

　　2、输送七氟丙烷的管道安装在有腐蚀镀锌层的场所，宜采用不

锈钢管。

其质量应符合现行国家标准《不锈钢无缝钢管》的规定。

　　3、输送启动气体的管道，宜采用铜管，其质量应符合国家标准

《拉制铜管》的规定。

　　4、管道的连接，当公称直径小于或等于 80mm 时，宜采用螺纹连

接年；大于 80mm 时，宜采用法兰连接。

钢制管道附件应内外镀锌。

在有腐蚀镀锌层介质的场所，应采用铜合金或不锈钢的管道附件。

　　7 操作与控制

　　第 7.0.1 条采用七氟丙烷灭火系统和预制灭火装置的防护区，

应按现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》的规定设置火灾自

动报警系统。

探测的灵敏度宜采用一级。

　　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

三种启动方式。

设置在防护区内的预制灭火装置应有自动控制和手动

控制两种启动方式。

在自动控制程序中，应安排 0~30s可调的延迟

喷射的环节。

延迟时间的设置，应根据人员安全尽快撤离防护区的需

要；对于平时无人工作的防护区，可设为 0s。

在灭火设计浓度大于 9%的

防护区，应增设手动与自动控制的转换装置，当有人进入防护区时，

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的火灾信号后才能

启动。

手动控制装置和手动与自动转换装置应设在防护区疏散出口的

门外便于操作的地方。

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的地方；并且，其操作方式应经两步完成。

　　第 7.0.4 条灭火系统与预制灭火装置的操作与控制，应包括对

需联动的开口封闭装置、通风机和防火阀等设备的操作与控制。

设有

消防控制中心的场所，各防护区灭火控制系统的动作信息，应传送给

消防控制中心。

这些信息包括火灾信息捕获灭火动作、手动与自动

转换和系统故障等。

　　第 7.0.5 条灭火系统和预制灭火装置的供电，应符合现行国家

防火标准的规定；采用气动力源时应保证系统操作和控制需要的压力

和气量。

　　8 安全要求

　　第 8.0.1 条 防护区应有足够宽的疏散通道和出口，保证人员在

30S 内能撤出防护区。

　　第 8.0.2 条经常有人工作的防护区，当人员不能在 30S 内撤出

时，防护区七氟丙烷的灭火设计浓度必须不大与 9%。

　　第 8.0.3 条防护区的疏散通道及出口，应设应急照明与疏散指

示标志。

防护区内应设火灾声报警器，必要时，可增设闪光报警器。

防护区的入口处应设火灾声、光报警器和灭火剂喷放指示的门灯，以

及防护区采用了七氟丙烷保护的标志牌。

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 条防护区的门应向外开启，并能自行关闭；疏散出口

的门，必须能从防护区内打开。

　　第 8.0.5 条灭火后的防护区应通风换气，地下防护区和无窗或

设固定窗扇的地上防护区，应设机械排风装置，排风口宜设在防护区

的下部并应直通室外。

　　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的场所的管网系统，应设防静电

接地。

　　第 8.0.8 条设有七氟丙烷灭火系统的建筑物，宜配置空气或氧

气呼吸器。

　　附录 A 可燃物的七氟丙烷 HFC –227ea 灭火浓度与惰化浓度

　　可燃物的七氟丙烷 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 类危险物表面火灾的七氟丙烷 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

　　可燃物的七氟丙烷 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 0.8