无管网式气体灭火系统设计.docx
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无管网式气体灭火系统设计
一.
装置简介………………………………………………………………………
1
二.
产品特点………………………………………………………………………
1
三.
灭火机理………………………………………………………………………
2
四.
适用范围………………………………………………………………………
2
五.
装置的控制方式、工作原理及动作控制流程图……………………………
2
六.
装置的主要技术性能指标……………………………………………………
6
七.
柜式装置结构示意图、实体照片及外形尺寸………………………………
7
八.
装置主要部件的技术性能指标………………………………………………
9
九.
装置的设计……………………………………………………………………
16
十.
装置的检查和维护……………………………………………………………
22
十一．
注意事项………………………………………………………………………
24
一、装置简介
柜式七氟丙烷气体灭火装置是一种采用七氟丙烷洁净气体做为灭火剂的一种高效无管网灭火装置。
当火灾发生时，本装置可直接向防护区喷射灭火剂，使灭火剂能迅速、均匀地充满整个防护区，因此灭火效率高、速度快。
同时该装置具有如下特点：
1、保护环境：
装置使用的七氟丙烷灭火剂是无色、无味的气体，其臭氧耗损潜能值（ODP）为零，在ISO认可的洁净气体灭火剂中，其洁净性最好，具有清洁、低毒、电绝缘性能好、灭火效率高等特点，是哈龙灭火剂的理想替代物。
在常温、常压条件下能全部挥发，灭火后无残留物。
2、保护生命安全：
七氟丙烷灭火剂能观察到不良反应的浓度（LOAEL）值为%，而一般七氟丙烷灭火系统的灭火设计浓度为10%以下，因此对人体基本无害。
3、保护财产安全：
装置喷放时温度变化很小，不会对被保护设备构成伤害。
喷放灭火后能全部挥发，无残留物，不会污损被保护设备。
4、装置的灭火剂储瓶和启动气体储瓶置于柜体内，具有外形美观、轻便、可移动、安装简便灵活、占地面积小、维修方便等特点。
由于上述优良的性能，柜式七氟丙烷气体灭火装置已经在各类建设项目中得到了广泛应用。
二、产品特点
GQQ系列柜式七氟丙烷气体灭火装置是经本公司精心研制开发而成的。
其主要特点如下：
1、装置设计合理、先进，装置各部件均采用优质新型抗老化、耐高压、耐腐蚀的材料经过精密的加工工艺制作而成，产品性能优良、密封方式可靠、动作灵活、外形美观、操作维护方便。
2、不需专门的瓶组间、占地面积小。
3、装置各项指标完全符合国家标准GB16670-2006《柜式气体灭火装置》的要求。
各项技术指标均处于国内领先水平，并通过了国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验测试中心的检测。
4、装置的关键部件均设置了防误动作的安全机构，增加了装置的安全性和可靠性。
5、装置曾在各级评比中多次获奖。
并被评定为浙江省工程建设重点推荐名优产品。
6、我公司的GQQ系列柜式七氟丙烷气体灭火装置规格齐全，可根据用户要求及各类工程实际需要灵活的组合。
三、灭火机理
七氟丙烷气体灭火装置的灭火机理主要是化学抑制，即通过惰化火焰中的活性自由基,实现断链灭火。
其次是降温作用，七氟丙烷灭火剂以液态形式存储，喷放时在喷嘴处迅速汽化，可吸收一定的热量，从而降低防护区燃烧物质周围的环境温度。
四、适用范围
七氟丙烷灭火装置适用于扑救下列火灾：
1、电气火灾；
2、固体表面火灾；
3、液体火灾；
4、灭火前能切断气源的气体火灾。
本装置可广泛应用与电子计算机房、电子设备间、数据存储间、控制室、通讯机房、档案库、票据库房、文物资料库房、变配电室、变压器室等场所灭火。
特别是当这些防护区域所处的建筑物内无法设置专用的瓶组间；或虽然有瓶组间，但输送距离较远，不能满足工程设计的要求；或防护区内不便安装系统管网时，使用本装置可以很好的解决这些问题。
五、装置的控制方式、工作原理及动作控制流程图
柜式七氟丙烷气体灭火装置有自动控制、手动控制两种启动方式。
一般情况下应使用手动控制；在保护区无人的情况下可以转换为自动控制。
装置工作原理如下：
1、正常状况下：
（1）七氟丙烷灭火剂（含增压气体）和启动气体被密封在各自的储瓶中，并通过
压力表监测；
（2）启动管路处于常压状态；
（3）如果启动气体出现慢性泄漏，会通过低泄高密阀释放至大气，以避免形成压
力集聚。
2、自动控制方式灭火过程
当灭火控制器的手自动转换开关置于“自动”位置时，针对该防护区的灭火控制方式处于全自动状态。
在此状态下，当灭火控制器接收到同一防护区的两种不同类型火灾探测器同时探测到火险信号时，即向其对应的电磁启动装置发出灭火联动信号，气体灭火装置进入以下灭火控制程序：
（1）立即启动设于对应防护区内外的声光报警器（蜂鸣器及闪灯），向防护区内外的人员发出紧急疏散和气体喷放预警报；
（2）按照预先的设置进入气体喷放前的延时阶段（0～30s可调）；
（3）按照设计的要求，联动关闭该防护区所有影响灭火效果的设备或装置（如关闭泄压口除外的开口，关闭所有关防火阀，关闭空调和通风设备等）；
（4）向FAS系统或综合监控系统发出反馈信号；
（5）延时阶段一结束，立即向灭火装置中对应该防护区电磁启动装置发出灭火指令（DC24V、1.5A）；
（6）电磁启动装置的动作，气体自动灭火装置启动气体存储容器中的启动气体（氮气）释放，启动气体沿启动管路打开相应的灭火气体储瓶容器阀；
（7）灭火剂经喷嘴，喷放到防护区内，实施灭火；
（8）与此同时，在灭火气体压力作用下，压力讯号器动作并将动作信号反馈至灭火控制器。
控制器同时发出联动信号点亮该防护区入口处设置的气体释放指示灯，提醒人员放气勿入。
3、手动控制方式灭火过程
当灭火控制器的手自动转换开关置于“手动”位置时，针对该防护区的灭火控制方式处于手动状态。
在此状态下，灭火控制器只是接收火灾探测器探测到的火险信号，并
联动启动安装于防护区内外的警铃和声光报警器动作，即使在灭火控制器接收到同一防护区内两种不同类型的火灾探测器的火险信号，也不会向相应的电磁启动装置发出灭火联动信号。
此状态下，在需要启动气体灭火装置时，现场操作人员可以手动按下防护区门口设置的紧急启动按钮启动灭火装置，即可进入上述灭火控制程序，释放灭火剂，实施灭火。
这种手动操作方式在灭火控制方式处于自动状态并且防护区内火灾探测器尚未探测到火险信号时同样有效。
这是控制子系统满足“手动优先”的功能。
4、无论灭火控制方式处于“自动”或“手动”状态，并且不管防护区内是否真有
火灾发生，只要防护区的警报装置（警铃或者声光报警器）报警，该防护区内的人员应立即撤离该防护区。
同时对现场情况进行确认，此时如发现是装置误动作，或确有火灾发生但仅使用手提式灭火器和其它移动式灭火设备即可扑灭火灾，可按下设在防护区域门外的紧急停止按钮，可以使装置暂时停止释放灭火剂。
当确认现场火情已经解除的情况下，可持续按下紧急停止按钮直至装置复位。
在装置复位前，如需继续启动气体灭火装置，则只需松开紧急停止按钮即可。
6、无论灭火控制方式处于“自动”或“手动”状态，也无论控制器是否已探测到火险并报警，现场工作人员在感知到气体防护区内火灾发生，并且通过人力采用简单方法已无法扑救时，均可立即按下防护区门外的紧急启动按钮启动灭火装置，实施灭火。
7、装置动作控制流程图如图1。
图1装置动作控制流程图
六、装置的主要技术性能指标
序号
项目
性能指标
1
装置工作压力
公称工作压力+（表压），最大工作压力
2
装置型号、尺寸及对应的储瓶容积
型号
GQQ70/
GQQ70×2/
GQQ90/
GQQ90×2/
GQQ120/
GQQ120×2/
灭火剂储瓶容积
70L
90L
120L
启动气体储瓶容积
2L
2L
2L
3
灭火剂最大充装率
一级增压储存容器：
最大充装率1120kg/m3
4
灭火剂充装量误差
≤0.3kg
5
使用环境条件
环境温度
-10℃～50℃
相对湿度
5%～95%
地震烈度
≤7度
6
工作电源
AC220V，50Hz
DC24V，1.5A
7
控制方式
自动控制
DC24V，1.5A
手动控制
按下紧急启动按钮，远程启动
8
喷放时间
8～10秒，按照GB50370-2005规范要求。
9
灭火浓度
8～10%，按照GB50370-2005规范要求。
10
浸渍时间
1～20min，按照GB50370-2005规范要求。
11
喷放剩余量
70L储存容器≤㎏/瓶；90L储存容器≤㎏/瓶；
120L储存容器≤㎏/瓶。
12
启动气体
氮气
13
启动气体存储压力
6MPa
七、柜式装置结构示意图、实体照片及外形尺寸
柜式七氟丙烷气体灭火装置内部结构示意图见图2双瓶组柜式装置结构示意图、实体照片和图3单瓶组柜式装置结构示意图、实体照片。
图2双瓶组柜式装置结构示意图、实体照片
1.柜体
2.灭火剂储瓶
3.压力讯号器
4.活接头
5.弯头
6.管路抱卡、螺母
7.喷嘴短管
8.喷嘴及喷嘴罩
9.电磁启动装置
10.固定抱卡、螺栓螺母
11.启动气体储瓶
12.启动管路及管件
13.固定螺栓螺母
14.固定抱卡
图3单瓶组柜式装置结构示意图、实体照片
1.柜体
2.灭火剂储瓶
3.活接头
4.弯头
5.压力讯号器
6.管路抱卡、螺母
7.喷嘴短管
8.喷嘴及喷嘴罩
9.电磁启动装置
10.固定抱卡、螺栓螺母
11.启动气体储瓶
12.启动管路及管件
13.固定螺栓螺母
14.固定抱卡
柜式装置的外形尺寸如下表：
规格型号
外形尺寸（㎜）
（长×宽×高）
规格型号
外形尺寸（㎜）
（长×宽×高）
GQQ70/
550×450×1900
GQQ90×2/
950×450×1900
GQQ70×2/
950×450×1900
GQQ120/
550×450×1900
GQQ90/
550×450×1900
GQQ120×2/
950×450×1900
八、装置主要部件的技术性能指标
1、灭火剂储瓶
该储瓶为可重复充装的钢制储瓶，用于长期储存七氟丙烷灭火剂和增压氮气，并与灭火剂储瓶容器阀相连接。
钢瓶钢印标记符合GB5099的标准和要求。
储瓶上设有耐久的固定铭牌，并标明了每个容器的编号、型号、容积（规格）、灭火剂名称、充装量、充装压力、充装日期、重量以及生产单位、产品编号、出厂日期等。
其主要技术性能指标如下：
型号
容积
（L）
材质
最大充装量
（Kg/m3）
高度/直径（㎜）
公称工作压力（MPa）
最大工作压力（MPa）
HZR-70/
70
16MnR
1120
H=935
φ=362
HZR-90/
90
16MnR
H=1140
φ=362
HZR-120/
120
16MnR
H=1455
φ=362
2、启动气体储瓶
该储瓶为可重复充装的钢制气瓶，用于储存启动气体（氮气），并与电磁启动装置相连。
钢瓶钢印标记符合GB5099的标准和要求。
储瓶上设有耐久的固定铭牌，并标明了每个容器的编号、型号、容积（规格）、启动气体名称、充装压力、充装日期、重量以及生产单位、产品编号、出厂日期等。
其主要技术性能指标如下：
型号
容积
（L）
材质
充装压力
（MPa）
高度/直径（㎜）
公称工作压力（MPa）
最大工作压力（MPa）
HZR-2/6
2
37CrMo
H=315
φ=108
3、灭火剂储瓶容器阀
灭火剂储瓶容器阀装于灭火剂储瓶上，具有封存、释放、充装、超压排放、检漏等功能。
本公司灭火剂储瓶容器阀结构合理、简单紧凑、制造工艺先进，其上设计有充气接口，充装方便。
灭火剂储瓶容器阀上设有压力表及其所配套的检修（维护）阀门、机械应急启动装置、安全泄压装置，同时其上设有安全保险机构，可以有效防止人为误操作和运输安装等过程中出现误动作。
容器阀密封性能优越。
其主要技术性能指标如下：
型号
公称工
作压力（MPa）
最大工
作压力（MPa）
材质
公称
通径
（㎜）
手动
开启力（N）
气动
开启力（MPa）
安全泄压装置动作压力（MPa）
HRF-32/
HPb59-1
32
≤150
≤
±
HRF-50/
HPb59-1
50
≤150
≤
±
4、电磁启动装置
电磁启动装置由电磁驱动器和启动容器阀组成，安装在启动气体储瓶上，具有封存、释放、充装、检漏、超压排放等功能，本公司的电磁启动装置结构合理、驱动电流小、驱动力大、可靠耐用。
具有电动和手动两种启动方式，启动后喷出的高压启动气体（氮气）的压力能打开柜式装置灭火剂储瓶容器阀，释放灭火剂。
电磁启动装置上设有压力表及其所配套的检修（维护）阀门、机械应急启动装置。
同时其上设有安全保险机构，可以有效防止人为误操作和运输安装等过程中出现误动作。
本启动装置具有现场检测但不启动装置设备的功能。
其主要技术指标性能如下：
1）电磁驱动器
型号
额定电压（V）
额定电流
（A）
启动力（N）
启动行程（㎜）
DC24
45
6
2）启动容器阀
型号
公称工作压力（MPa）
最大工作压力（MPa）
材质
公称通径（㎜）
泄压装置动作压力（MPa）
HCF-6/6
6MPa
HPb59-1
6
±
5、压力讯号器
压力讯号器主要由阀体、阀芯、弹簧、微动开关和保护罩等部分组成。
采用全封闭结构，只在保护罩上部留有电气接线口，并在接线口设置接线环进行保护。
释放灭火剂使其动作，并将灭火剂释放信号反馈到灭火控制器。
其主要技术性能指标如下：
型号
公称工作压力（MPa）
最大工
作压力（MPa）
动作
压力（MPa）
工作
行程（㎜）
材质
微动开关触点容量
HYQ-10/
1
HPb59-1
DC24V
1A
6、低泄高密阀
低泄高密阀主要由阀体、阀芯、接头和专用密封件组成。
安装在启动管路上，用于排放意外泄漏至启动管路的气体，以防止装置因启动气体慢性泄漏引发的误动作。
正常启动时，该装置自动关闭，不影响装置正常启动。
其主要技术性能指标如下：
型号
启动压力（MPa）
材质
HXF-6/6
HPb59-1
7、启动管路
启动管路是用于输送启动气体的管路，管材为紫铜管。
其质量标准符合现行国家标准《拉制铜管》GB1527和《气体灭火系统及零部件性能要求和试验方法》GA400-2002中的有关规定。
主要技术性能指标如下：
型号
材质
外径×壁厚（㎜）
公称工作压力（MPa）
DN6
紫铜
8×1
6MPa
8、启动管路管件
启动管路的管接件包括气路三通（HQST-6）和气路直通（HQZT-6），与启动管路采用扩口接头连接。
这种接头具有连接牢固、密封性能好、安装方便等优点。
其主要技术性能指标如下：
型号
材质
公称通径（㎜）
公称工作压力（MPa）
HQZT-6
HPb59-1
6
HQST-6
HPb59-1
6
9、喷嘴
喷嘴是气体灭火装置的重要部件之一，安装于柜式装置喷嘴短管的末端，用于向防护区内均匀地喷洒灭火剂。
其主要技术性能指标如下：
型号
材质
保护半径（m）
距遮挡物最小距离（m）
HQZ32
HQZ50
HPb59-1
≤7.5m
10、七氟丙烷灭火剂
七氟丙烷（HFC-227ea）灭火剂的化学分子为CF3CHFCF3，其主要技术指标不低于下表规定：
七氟丙烷灭火剂技术性能表
项 目
技术指标
纯度
＞%
酸度（以HF计）（mg/Kg）
＜1
水含量（mg/Kg）
＜10
蒸发残留物
＜%
悬浮或沉淀物
不可见
七氟丙烷灭火剂物理性质表
项目
符号
数据
单位
化学名称
1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷
卤代烷代号
HFC-227ea
“化学文摘”登记号
CAINDEX
431-89-0
分子式
CF3·CHF·CF3
分子量
MW
常沸点
Tb
?
C
常冰点
Tf
?
C
临界温度
Tc
?
C
临界压力
Pc
kPa
临界比容
Vc
274
cc/mol
临界密度
?
c
621
kg/m3
偏心因子
ω
蒸气压,20?
C
Ps,at20?
C
391
kPa
蒸气密度,20?
C
?
v
kg/m3
蒸气压,25?
C
Ps,at25?
C
kPa
汽化潜热,25?
C
Hv
kJ/kg
液体密度,20?
C
?
l
1407
kg/m3
液体粘度,25?
C
?
l
CP
液体导热系数,25?
C
Kl
M/?
C/W
七氟丙烷灭火剂的饱和汽相性质表
温度
T
蒸气压
密度
焓
熵
内能
饱和热容
音速
[C]
[K]
[Pa]
[kg/m3]
[J/kg]
[J/K/kg]
[J/kg]
[J/K/kg]
[m/s]
-50
149,313
138,558
-45
152,490
141,533
-40
155,687
144,536
-35
158,900
147,565
-30
162,124
150,616
-25
165,357
153,686
-20
168,593
156,772
七氟丙烷灭火剂的饱和汽相性质表（续）
温度
T
蒸气压
密度
焓
熵
内能
饱和热容
音速
[C]
[K]
[Pa]
[kg/m3]
[J/kg]
[J/K/kg]
[J/kg]
[J/K/kg]
[m/s]
-15
171,830
159,872
-10
175,063
162,981
-5
178,287
166,098
0
181,500
169,217
5
184,695
172,337
10
187,869
175,453
15
191,016
178,561
20
194,130
181,656
25
197,206
184,735
30
200,237
187,790
七氟丙烷灭火剂的饱和液相性质表
温度
T
蒸气压
密度
焓
熵
内能
饱和热容
音速
[C]
[K]
[Pa]
[kg/m3]
[J/kg]
[J/K/kg]
[J/kg]
[J/K/kg]
[m/s]
-50
18,265
5,816
5,805
-45
24,548
10,970
10,956
-40
32,495
16,165
16,145
-35
42,411
21,399
21,373
-30
54,629
26,673
26,639
-25
69,509
31,986
31,943
-20
87,434
37,340
37,285
-15
108,812
42,735
42,665
-10
134,071
48,171
48,085
-5
163,658
53,651
53,544
0
198,037
59,175
59,044
5
237,689
64,745
64,586
10
283,110
70,364
70,171
15
334,812
76,034
75,803
20
393,322
81,758
81,482
25
459,186
87,539
87,212
30
532,967
93,381
92,996
11、增压和启动气体
七氟丙烷灭火剂自身的储存压力很小，无法在自身压力的作用下喷放至防护区，因此必须通过某种气体进行增压才能达到七氟丙烷灭火剂按时足量喷放的目的。
而这种增压气体通常选用纯氮。
在七氟丙烷灭火剂充装至灭火剂储瓶后再将纯氮充装进至该储瓶内，直至压力达到装置规定的的工作压力。
这样装置在喷放是就可以依靠纯氮压力将灭火剂从储瓶内压出，并喷放至防护区。
气体灭火装置中的启动气体一般也采用纯氮。
将纯氮按照压力充装至启动气体储瓶内。
当启动气体储瓶上的电磁启动装置动作后，储瓶内的高压氮气释放，并通过启动管路打开柜式装置的灭火剂储瓶容器阀等组件，启动气体灭火装置，实施灭火。
为了保证灭火剂的质量以及装置的灭火效果，增压和启动气体用氮气的含水量不大于%。
九、装置的设计
1、设计依据
1）国家标准GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》；
2）国家标准CB50263-2007《气体灭火系统施工及验收规范》；
3）国家现行其他相关的规范、标准、规则等。
2、设计条件
1）保护对象（用于按照有关规范选定灭火设计浓度C1）；
2）防护区的尺寸（用于计算防护区的净容积V）；
3）防护区的最低和最高环境温度（用于计算七氟丙烷灭火剂的蒸汽比容S）；
4）防护区所处的海拔高度（选定海拔高度修正系数K）；
3、设计过程
1）提出系统对防护区的要求；
2）根据保护对象确定灭火浓度；
3）计算防护区净容积；
4）计算灭火剂设计用量；
5）确定装置灭火喷放时间；
6）选定灭火剂储瓶规格及数量；
7）选定柜式装置的型号及数量；
8）计算灭火剂存储用量及储瓶的充装率；
9）灭火剂实际应用浓度的校核；
10）计算防护区泄压口面积。
4、系统对防护区和储瓶间的要求
1）防护区宜以单个封闭空间划分；同一区间的吊顶上和地板下需同时保护时，可合为一个防护区。
2）一个防护区的面积不宜大于500㎡，且容积不宜大于1600m3。
3）防护区应实行完全的防火分隔。
防护区围护结构及门窗的耐火极限均不宜低于
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