高压二氧化碳灭火系统设计使用手册.docx
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高压二氧化碳灭火系统设计使用手册
一.主要用途与适用范围
1.概述
高压二氧化碳灭火系统是现今气体灭火系统中发展历史最悠久、灭火技术最成熟的固定式气体灭火系统。
经济发达国家的二氧化碳灭火系统的设置量仅次于洒水灭火系统，为气体灭火系统之最。
二氧化碳灭火剂来源广泛，价格低廉，任何地区均可获取。
“隆华”高压二氧化碳灭火系统是由我国最早研制开发包括卤代烷1211、1301等气体灭火系统在内的一批消防行业专家，结合国内外系统的结构特点，研制出的技术最先进，结构最新颖，性能最可靠的一流产品。
2.适用火灾类别
·液体或可溶化固体火灾，如：
烃类（汽油、煤油、柴油等）
醇类
酮类
酯类
苯类及其它有机溶剂类；
·可燃气体火灾，如：
甲烷、乙烷、丙烷、煤气、天然气等（灭火时应切断气源）；
·可燃固体火灾，如：
固体表面火灾和棉毛、织物、纸张等部分固体深位火灾；
·电气火灾，如：
变压器、电开关、断路器、发电机、电动机、电子设备等。
3.适用的场所
·电子计算机房、通讯机房、变压器室、电器开关和配电室、发电机房、电器仪表室、控制中心、数据打印室、电缆间等。
·汽车库、发动机试验台等。
·油槽、油罐、油泵间、危险品库、静电喷漆间、反应釜、金属轧机、纺织机等。
4.二氧化碳不适合扑救的以下物质火灾
·硝酸纤维和火药；
·活泼金属，如：
锂、钠、钾、镁等；
·金属氢化物；
·能自行分解的化学制品。
二.系统技术参数
1.二氧化碳灭火剂
二氧化碳灭火剂是一种无色、无味、不导电的惰性气体，在不同的条件下可以气、液、固体三种状态存在，同时是一种价格低廉、方便可得的灭火剂，它的密度约为空气的1.5倍，其灭火机理主要是减少火灾区域的氧含量（15%以下），直至窒息灭火。
同时又有隔热降温
的作用。
二氧化碳的参数
分子式：
CO2
分子量：
44.01
纯度：
不小于99.5%（v/v）
水含量：
不大于0.015%（w/w）
含油量：
无油斑
乙醇等其它有机物：
无
密度（0℃液态）：
0.914g/cm3
密度（0℃气态）：
1.977g/L
沸点（760mmHg）：
-72℃
临界温度：
31℃
临界压力：
7.4Mpa
温度：
-56.6℃
三相点：
压力：
0.517Mpa
注：
含水量较高，降低电绝缘性或产生喷放结冰，堵塞阀门和喷嘴，对容器有腐蚀作用。
含醇类有机物会影响灭火效果。
二氧化碳浓度在3%～4%时会使人的呼吸加快，9%浓度时人在10分钟内可能失去知觉，20%浓度时人会在20～30分钟后窒息。
2.系统参数
·系统工作压力15Mpa
·系统储存环境温度0~49（℃）
·保护区环境温度不限
·系统工作电源AC220V、DC24V
·系统灭火剂喷放时间≤1min（深位火灾≤7min）
·系统启动方式电、气、机械（自动、手动、应急操作）
·系统电磁启动电流0.75A
·系统气动启动压力≤2Mpa
·系统手动操作力≤50N
·系统储存容器容积40、68、70、80（L）
三.系统组成
1.“隆华”高压二氧化碳灭火系统组成
“隆华”高压二氧化碳灭火系统主要由火灾探测控制单元（包括火灾探测器、报警控制器、气体灭火控制盘、声光讯响器、喷洒指示灯、紧急启动/停止按钮等）、灭火系统单元（包括CO2灭火瓶、软管、单向阀、集流管、泄漏报警装置、电磁启动器、钢瓶架、选择阀、压力开关、管网及喷嘴等）等组成。
单元独立系统示意图
图中1.喷头2.火灾探测器3.压力开关4.安全阀5.CO2灭火瓶组6.电磁启动器7.启动气瓶
8.报警控制器9.喷洒指示灯10.紧急启动/停止按扭11.声光讯响器（室内室外各一个）
组合分配系统示意图
图中：
1.喷头2.火灾探测器3.压力开关4.安全阀5.气动启动头6.选择阀7.单向阀
8.CO2灭火瓶组9.电磁启动器10.启动气瓶11.报警控制器12.喷洒指示灯
13.紧急启动/停止按扭14.声光讯响器（室内室外各一个）
·单元独立系统——一个二氧化碳供应源，通过固定的管网和喷嘴，对一个防护区或保
护对象实施保护。
·组合分配系统——一个二氧化碳供应源，通过固定的管网和喷嘴，对两个或两个以
上的防护区或保护对象实施保护。
2.“隆华”高压二氧化碳系统动作程序
·自动启动——从火灾探测报警、关闭联动设备以及释放灭火剂均由系统自动完成，不需要人员介入的操作与控制方式。
“隆华”高压二氧化碳灭火系统只需要由报警控制器或气体灭火控制盘输出一个启动信号（DC2V0.75A）给电磁启动器，灭火剂将自动喷洒。
·手动启动——人员接到火警信号后，经确认再启动手动按钮，通过报警控制器操作联动设备以及释放灭火剂的操作与控制方式。
·应急操作——人员可以通过系统所设的机械式启动机构，直接释放灭火剂的操作方式。
“隆华”高压二氧化碳灭火系统是在容器阀上直接连接机械应急启动机构。
四.系统部件
“隆华”高压二氧化碳灭火系统主要部件有：
·CO2灭火瓶·压力开关
·电磁启动器·钢瓶架
·启动气瓶·CO2泄漏极限报警装置
·单向阀·集流管
·气控单向阀·集流管安全阀
·金属软管·喷嘴
·选择阀·高压管件
1.CO2灭火瓶
CO2灭火瓶是由灭火剂储存容器、容器阀及所储存的CO2灭火剂组成。
规格型号
项目
EMP40
EMP68
EMP70
EMP80
设计压力（MPa）
20
工作压力（MPa）
15
环境温度（℃）
0~49
灭火瓶容积V（L）
40
68
70
80
灭火瓶外径D（mm）
Φ219
Φ267
Φ267
Φ279
灭火瓶高度H（mm）
1432
1602
1642
1732
灭火瓶净重（Kg）
51
80
82
92
CO2充装量（Kg）
24
40
42
48
灭火剂剩余量（Kg）
1
13
13
18
容器阀公称通径（mm）
15
容器阀当量长度（m）
6（含虹吸管）
容器阀出口螺纹
M27×1.5
安全泄放压力（MPa）
19±0.95
■用途：
平时用来储存CO2灭火剂，火灾发生时将CO2灭火剂释放实施灭火。
■结构：
容器为锰钢或铬钼钢热轧成整体钢瓶。
容器阀采用不锈钢与铜合金金属材料，结构紧凑、流体阻力小、密封性强、安全可靠。
■应用：
通过称重装置（CO2泄漏极限报警装置）悬挂在钢瓶架上，由金属软管、单向阀与集流管相连接。
2.电磁启动器
■用途：
安装在启动气瓶或CO2灭火瓶和选择阀上，按灭火控制指令，启动相应的容器阀和选择阀。
■结构：
由电磁铁执行机构组成，视系统的需要分别可配装手动启动头、气动启动头或气动/手动两用启动头。
结构先进、作用力大、可靠性强、灵活机动。
■应用：
CO2灭火瓶固定在钢瓶架上后安装电磁启动器，安装前应检查保险、安全销及铅封是否完好，顶杆是否复位。
控制线应用锡焊焊接，应加套防护软管。
型号
连接尺寸mm
输出推力N
气动压力MPa
手动操作力N
启动电源
额定电压
额定电流
DT4
M30×15
≥380
2~15
≤50
DC24V
0.75A
■用途：
储存启动气源（氮气）的先导启动气瓶。
■结构：
由容器、容器阀及电磁启动器组成，可视系统需要配装手动启动头或两用启动头，其密封性强、动作灵敏可靠。
■应用：
固定在专用瓶组架上，尽量靠近选择阀和灭火瓶组架。
规格型号
项目
QP4
设计压力（MPa）
15
工作压力（MPa）
4.5
环境温度（℃）
0~49
灭火瓶容积V（L）
4
充装介质
N2
启动电源
DC24V0.75A
气动压力（MPa）
2~15
手动操作力（N）
≤50
4.单向阀
■用途：
安装在CO2集流管上，防止CO2从集流管倒流。
■结构：
由阀体、阀芯和弹簧等件组成。
结构新颖、动作灵活、密封性强、流体阻力小。
■应用：
应定期检查阀芯的灵活性和密封性。
型号
公称通径
mm
设计压力
MPa
当量长度m
进口尺寸
出口尺寸
DF15
15
15
3
M27×1.5
M36×1.5
5.气控单向阀
■用途：
用于系统启动的控制气路上。
■结构：
由阀体、阀芯和弹簧等件组成，结构新颖、动作灵活、密封性强、安装方便。
■应用：
编制气控管路采用卡套式管接头连接，气控管采用φ6×1/T3紫铜管，管端部要求垂直，不应有毛刺和缩孔现象，要保证其圆度，定期检查阀芯的灵活性和密封性。
型号
公称通径
mm
设计压力
MPa
最小开启
压力MPa
进出口尺寸
QDF4
4
15
≤0.5
M12×1.5
6.金属软管
■用途：
用于容器阀与单向阀之间的柔性连接，缓解CO2灭火剂的流动冲击，便于称重装置的测量。
■结构：
采用不锈钢波纹管和不锈钢丝网制作，两端采用球面密封形式。
■应用：
结构紧凑、耐压强度高、柔性好、密封性强。
安装时注意不得形成锐角和扭曲。
型号
公称通径
mm
设计压力
MPa
长度m
当量长度
m
进出口尺寸
QDF4
4
15
0.3
0.6
M27×1.5
7.选择阀
■用途：
CO2灭火系统组合成分配系统时设此阀，引导灭火剂流向对应的保护区。
■结构：
采用不锈钢和铜合金材料制作，结构新颖独特、体积小、重量轻，数百次启动能保证动作灵活，复位后密封可靠。
■应用：
选择阀安装高度为1.7m，两阀之间距离应不小于400mm，选择阀牢固的固定在管路上后，再安装电磁启动器，释放后应由人工进行复位。
型号
公称通径mm
设计压力MPa
当量长度m
进出口尺寸
外形尺寸mm
L
H
D
XZF40
40
15
5
Rc11/2＂
204
97
122
XZF50
50
15
6
Rc2＂
226
107
141
XZF65
65
15
7.5
Rc21/2＂
252
120
166
XZF80
80
15
9
Rc3＂
286
132
202
XZF100
100
15
11
Rc4＂
314
146
230
8.压力开关
■用途：
安装在选择阀的出气口一端（无选择阀的独立系统可安装在集流管上），当释放CO2灭火剂时，压力开关动作，将信号送到放气灯、声光报警器和控制中心等部位。
■结构：
由阀体、活塞和微动开关等组成。
体积小、重量轻、灵活可靠。
■应用：
应在安装前检查活塞的动作情况，测量微开关的动作情况，安装时切记不得使壳体受力。
型号
公称通径mm
设计压力MPa
最小动作压力MPa
连接尺寸
接点电流
电压
YK24
4
15
0.2
R1/4＂
DC24V≯1A
9.钢瓶架
■用途：
用于固定CO2灭火瓶组，可分为3~8瓶为一组架。
■结构：
钢瓶架采用钢板和方管材料，制作精湛美观、牢固可靠。
■应用：
钢瓶架可以拆装运送，现场组装，场地应平整光滑，必要时可用地脚螺栓将集流管和称重梁固定在钢瓶架上方，组装时注意调整钢瓶架的垂直度。
规格
项目
40
68
70
80
钢瓶容积V（L）
40
68
70
80
容器间距（mm）
240
288
288
300
钢瓶架长度L（mm）
340+240×（n-1）
388+288×（n-1）
400+300×（n-1）
钢瓶架宽度B（mm）
340
钢瓶架高度H（mm）
1760
1930
1970
2060
10.CO2泄漏极限报警装置
■用途：
循检CO2灭火瓶的泄漏情况，当发现CO2泄漏量达到充装量的10%时，将发出报警信号，检修人员应及时予以补充。
■结构：
由称重检漏装置、吊具和报警器输出三部分组成。
■应用：
详见《CO2泄漏极限报警装置使用说明书》
型号
量程Kg
电源
显示分辨率KGF
系统精度
继电器触点容量
SLB10
200
DC24V
0.1
0.5%
DC24V/1A
11.集流管
■用途：
汇集多个容器的CO2灭火剂，再经主干管输送到保护区的汇流管路。
■结构：
集流管由无缝钢管、接头等经焊接而成。
整体镀锌处理。
接单向阀的接头可根据需要制作成单排或双排。
■应用：
集流管应牢固的固定在钢瓶架上，使用标准的“U”螺栓连接，接单向阀的接头朝向可视金属软管的弯曲度进行调整。
集流管的后端可接安全阀。
规格
项目
40
68
70
80
钢瓶容积V（L）
40
68
70
80
钢瓶外径D（mm）
Φ219
Φ267
Φ267
Φ279
钢瓶间距B1（mm）
240
288
300
终端距B2（mm）
290
314
320
集流管总长L（mm）
480+240×（n-1）
548+288×（n-1）
560+300×（n-1）
设计压力（MPa）
15
公称通径（mm）
50
出口尺寸
R2＂
注：
1.n=容器数量；2.定货时应注明单双排，每排容器数量及有无安全泄压口。
12.集流管安全阀
■用途：
安装在集流管上。
由于组合分配系统采用了选择阀，使集流管形成封闭管段一旦有
CO2积存，由于温度的原因形成很高的压力，为此在集流管后端设置安全阀。
■结构：
由阀体和安全膜片组成。
结构新颖、安全可靠。
■应用：
安全阀的出口端螺纹可接管引向室外，避免伤害人员。
型号
公称通径
mm
设计压力
MPa
泄压动作压力MPa
进出口尺寸
JGA15
8
15
15±0.75
R3/4＂
13.喷嘴
喷嘴是系统的关键部件之一。
其规格应根据保护区的具体情况设计计算确定。
型号
等效孔口面积mm2
连接尺寸Rc
安装高度m
保护半径m
外型尺寸mm
D
d
H
PZ-4
7.94
1/2＂
0.5~4.5
3
Φ140
Φ26
45
PZ-5
12.39
PZ-6
17.81
PZ-7
24.26
PZ-8
31.68
PZ-9
40.06
PZ-10
49.48
3/4＂
3.5
Φ33
52
PZ-11
59.87
PZ-12
71.29
PZ-13
83.61
1~5
PZ-14
96.97
PZ-15
111.29
PZ-16
126.71
1＂
1~6
Φ160
Φ40
56
PZ-18
160.32
PZ-20
197.94
PZ-22
239.48
11/4＂
1~8
Φ48
65
PZ-24
285.03
PZ-32
506.45
11/2＂
Φ180
Φ53
68
公称通径
（mm）
连接螺纹
Rc
尺寸（mm）
D
L
L1
L2
15
1/2
Φ38
52
26
38
20
3/4
Φ46
62
31
46
25
1
Φ56
72
36
56
32
11/4
Φ62
84
42
62
40
11/2
Φ75
92
46
75
50
2
Φ84
112
56
84
65
21/2
Φ102
136
68
102
80
3
Φ121
158
79
121
100
4
Φ152
194
97
152
14.高压管件
高压管件等径三通
公称通径
（mm）
连接螺纹
Rc
尺寸（mm）
D
L
L1
L2
15
1/2
Φ38
45
26
38
20
3/4
Φ46
54
31
46
25
1
Φ56
64
36
56
32
11/4
Φ62
73
42
62
40
11/2
Φ75
83.5
46
75
50
2
Φ84
98
56
84
65
21/2
Φ102
119
68
102
80
3
Φ121
139.5
79
121
100
4
Φ152
173
97
152
高压管件等径弯头
公称通径
（mm）
连接螺纹
Rc
尺寸（mm）
D
L
L1
15
1/2
Φ38
48
38
20
3/4
Φ46
51
46
25
1
Φ56
60
56
32
11/4
Φ62
67
62
40
11/2
Φ75
79
75
50
2
Φ84
86
84
65
21/2
Φ102
92
102
80
3
Φ121
108
121
100
4
Φ152
121
152
高压管件管箍
公称通径
（mm）
连接螺纹
d1×d2（Rc）
尺寸（mm）
D1
D2
L
L1
15×20
1/2×3/4
Φ38
Φ46
60
29
15×25
1/2×1
Φ38
Φ56
64
31
15×32
1/2×11/4
Φ38
Φ62
74
31
15×40
1/2×11/2
Φ38
Φ75
78
33
20×25
3/4×1
Φ46
Φ56
68
33
20×32
3/4×11/4
Φ46
Φ62
76
35
20×40
3/4×11/2
Φ46
Φ75
82
35
25×32
1×11/4
Φ56
Φ62
82
38
25×40
1×11/2
Φ56
Φ75
86
38
25×50
1×2
Φ56
Φ84
98
43
32×40
11/4×11/2
Φ62
Φ75
92
43
32×50
11/4×2
Φ62
Φ84
104
47
32×65
11/4×21/2
Φ62
Φ102
118
50
40×50
11/2×2
Φ75
Φ84
104
51
40×65
11/2×21/2
Φ75
Φ102
120
54
50×65
2×21/2
Φ84
Φ102
130
61
50×80
2×3
Φ84
Φ121
140
64
65×80
21/2×3
Φ102
Φ121
148
70
65×100
21/2×4
Φ102
Φ152
174
77
80×100
3×4
Φ121
Φ152
178
84
高压管件异径三通
公称通径
（mm）
连接螺纹
d1×d2（Rc）
尺寸（mm）
D1
D2
L
L1
15×20
1/2×3/4
Φ38
Φ46
53
29
15×25
1/2×1
Φ38
Φ56
60
31
15×32
1/2×11/4
Φ38
Φ62
68
31
15×40
1/2×11/2
Φ38
Φ75
76.5
33
20×25
3/4×1
Φ46
Φ56
62
33
20×32
3/4×11/4
Φ46
Φ62
68
35
20×40
3/4×11/2
Φ46
Φ75
78.5
35
25×32
1×11/4
Φ56
Φ62
72
38
25×40
1×11/2
Φ56
Φ75
80.5
38
25×50
1×2
Φ56
Φ84
91
43
32×40
11/4×11/2
Φ62
Φ75
83.5
43
32×50
11/4×2
Φ62
Φ84
94
47
32×65
11/4×21/2
Φ62
Φ102
110
50
40×50
11/2×2
Φ75
Φ84
94
51
40×65
11/2×21/2
Φ75
Φ102
111
54
50×65
2×21/2
Φ84
Φ102
116
61
50×80
2×3
Φ84
Φ121
130.5
64
65×80
21/2×3
Φ102
Φ121
134.5
70
65×100
21/2×4
Φ102
Φ152
163
77
80×100
3×4
Φ121
Φ152
165
84
高压管件异径弯头
五.系统设计
较为完整的设计应详细地表明危险对象和被提供的系统。
危险对象指防护区和保护对象的大小、位置，火灾类型以及可能暴露于火灾危险的其它物质。
同时，应考虑人员从防护区的撤离出口，其应与人数和系统的延迟时间相适应。
应清楚表示二氧化碳储存间的位置，火灾探测控制单元的位置，瓶组、阀门、管道、喷嘴的规格、位置和尺寸以及一些辅助设备。
还有灭火剂用量、压力降等详细计算。
为了合理的设计“隆华”高压二氧化碳灭火系统，应遵循GB50193-93《二氧化碳灭火系统设计规范》（1999年修订版）和以下阐述步骤。
1.全淹没灭火系统
■二氧化碳设计用量按下式计算
M=Kb（0.2A+0.7V）；
（1）
A=AV+30A0；
（2）
V=VV-Vg；（3）
式中M---二氧化碳设计用量（kg）；A0---开口总面积（m2）；
Kb---物质系数（见附表5-1）；V---防护区的净容积（m3）；
A---折算面积（m2）；VV---防护区的容积（m3）；
AV---防护区的内侧面、底面、顶面（包括其中的开口）的总面积（m2）；
Vg---防护区内非燃烧体和难燃烧体的总体积（m3）；
常数0.2（kg/m2）---面积系数；常数0.7（kg/m3）---体积系数；
当防护区的环境温度超过100℃或低于20℃时，每超过5℃或降低1℃时二氧化碳灭火用量应增加2%。
■高压储存容器数量的确定
Np=Mc/（a
V0）（4）
式中：
Np---储存容器数（个）；
Mc---容器储存量（kg）；
a---充装系数（kg/L），一般取0.60kg/L；
V0---单个容器容积（L）；
■泻压口面积可按下式计算：
AX=0.0076（Qt/
）（5
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