洁净药剂灭火系统NFPA标准.docx

1、洁净药剂灭火系统NFPA标准洁净药剂灭火系统标准概述烟烙尽药剂烟烙尽系统是如何工作的人员平安系统应用启动类型适用场所系统限制方案保护区分析方案设计应用方法确定保护区情况确定保护区体积计算所需的烟烙尽药剂量确定所需钢瓶数量计算实际全淹没系数确认实际烟烙尽浓度确定喷嘴位置计算每个喷嘴的流量集流管、孔板及管道布局计算烟烙尽系统性能准备合同图纸通风要求计算补充释放量组合分配系统烟烙尽系统配件设备总述部件清单烟烙尽管路及配件安装安装前检查工作安装指导调试调试前准备工作调试完成调试记录表操作及保养平安条例系统操作系统保养概述本手册旨在提供TMX烟烙尽系统在全淹没灭火应用中有关设计、安装、操作及保养的指示。

2、所有设计需符合NFPA2001标准洁净药剂灭火系统标准烟烙尽药剂组成：氮气 52%2%氩 40%2%二氧化碳 8%+0.5%/-0%最小产品纯度应符合以下压缩气体协会CGA的规定：G-10.1 气态氮 K级G-11.1 气液混合态氩 C级G-6.2 二氧化碳 G级水含量 重量最大占0.005%1.1烟烙尽药剂烟烙尽是一种不燃烧的混合气体，且与大多数物质不发生反响。烟烙尽药剂是自然存在的气体所组成的混合物。其成分为52%氮、40%氩及8%二氧化碳。对臭氧层及周围环境没有损害。烟烙尽灭火系统是通过将氧气含量降低至能抑制燃烧的程度来到达其灭火的目的。当使用烟烙尽进行灭火时，保护区内的人员仍可在氧气含

3、量降低的情况下呼吸。如果氧气含量降低到15%，大多数可燃物质就不会燃烧。烟烙尽药剂会降低氧气含量至大约12.5%，同时增加二氧化碳的含量至约3%。二氧化碳含量的增加会提高人的呼吸频率从而增加吸氧的能力。烟烙尽灭火系统是如何工作的。当在房间内释放烟烙尽药剂进行灭火时，空气含少量烟烙尽药剂被排出保护区外。表表1.2 当在房间内释放烟烙尽药剂进行灭火时，如果只有空气被排出保护区外。490ft3空气 x 20.9%氧气=10.2%氧气510 ft3烟烙尽 x 8%二氧化碳=4.1%二氧化碳表1.3 事实上，当在房间内释放烟烙尽药剂进行灭火时，空气和少量烟烙尽被排出保护区。600ft3空气 x 20.9

4、%氧气=12.6%氧气400 ft3烟烙尽 x 8%二氧化碳=3.2%二氧化碳进入保护区的烟烙尽=全淹没系数=51%滞留在房间内的烟烙尽=设计浓度=40%全淹没系数 设计浓度=被排出的烟烙尽人员平安烟烙尽药剂可在有人员工作的情况下使用。符合EPA协会的SNAP规定和国际认证标准在设计烟烙尽灭火系统时，其设计浓度应限定在图表所示的平安范围内，即要考虑氧气和二氧化碳含量的上下限定。当设计浓度在图表所示的范围内，对人体的呼吸系统没有负面的影响。如超过了图表限定的范围氧气含量过低或二氧化碳含量过高，就需要使用独立的呼吸装置。在氧气稀薄的环境中，防毒面具会丧失其作用。事实上，不管使用何种灭火药剂，由于火

5、灾燃烧所产生的分解物，在进入保护区之前，通常需要进行至少5分钟的通风。如果需要马上进入，就应配备独立的呼吸装置。烟烙尽钢瓶为加压装置，因此在搬动时要格外小心。应防止直接接触高压释放的药剂，以及吸入未稀释的烟烙尽药剂。系统应用烟烙尽系统适用于全淹没灭火。通过管道和喷嘴来向封闭的保护区喷发烟烙尽药剂。在全淹没灭火应用中，保护区应相对密闭以确保在一定时间内保持烟烙尽的浓度，从而到达灭火的目的。同时，保护区也要相对通风，以缓解药剂喷发时所产生的压力增大。启动类型烟烙尽系统有三种主要的启动类型：电动启动、手动启动和气动启动电动启动通过控制盘获UL认证，使用一个电磁阀启动器或者电动销，可以电动启动主钢瓶阀

6、。当报警系统发出信号，反响到控制盘，进而启动电动启动器。电磁启动器在动作后可以复位，因而可以进行屡次系统检查。电动销设计为一次性使用，在动作后，需要进行更换。这些装置都是由控制盘发出电子信号来驱动的。中选择电动启动这种模式时，系统也应配备手动释放模式以备用。手动启动手动启动是通过手动/气动启动器的杠杆来实现的。手动/气动启动器通过一个相当于适配器的反压启动器安装在瓶头阀上。拉动杠杆，瓶头阀翻开，烟烙尽药剂经由管道和喷嘴释放出来。气动启动气动启动是通过装有加压至70Bar1015psi氮气的5升引导钢瓶来实现的。手动/气动启动器是通过一个反压启动器安装在主钢瓶阀上，气体压力推动气动启动器内的活塞

7、下移，从而翻开瓶头阀，烟烙尽药剂经由管道和喷嘴释放出来。烟烙尽灭火系统适用场所：烟烙尽灭火系统能在许多场所中平安使用，例如：-舰船应用 -控制室-航空 -效劳/电缆道-涡流机 -电信-计算机室 -齿轮室-电机室 -博物馆系统限制储存烟烙尽钢瓶的温度范围为0-54(32F-130F)最小设计浓度 37.5%在有人员存在的区域，最大设计浓度 42.9%喷嘴覆盖范围 x 23ft x 23ft保护区最小高度 25cm10inches集流管 同一集流管上的烟烙尽钢瓶必须是同一规格降压孔距离第一个弯头或三通的最小距离为十倍的管道直径。系统启动后，为使保护区内的氧气浓度到达14%，烟烙尽药剂的释放时间不应

8、少于30秒，但不超过60秒。最小喷嘴压力 19bar275psi最大的管道容积 / 钢瓶容积 66%TMX 烟烙尽系统只能使用CAPS电脑程序来进行计算。表1 管道最大及最小流速表方案保护区分析总述在进行防火保护时，正确认识保护区的情况非常重要。要对保护区做完善的调查，以确定使用烟烙尽进行灭火保护是否适宜。要全面分析保护区情况，以确定所需的消防保护。考虑所有的因素，并记录有关的信息。这些信息用来确定烟烙尽灭火系统的尺寸和位置。系统安装后，假设保护区的情况发生任何变动，都需要参考这些信息。记录保护区的尺寸、保护区内障碍物、开口以及任何能影响到系统运作的因素。保护区只能由烟烙尽系统进行防火保护，不

9、能含有其它灭火气体。保护区类型简明描述保护区的类型。如可能，要记录保护内任何设备的厂家型号。并对保护区内任何特殊的地方进行标注。保护区整体性测试应进行保护区整体性测试，以确定保护区的自然通风区域及烟烙尽药剂在保护区内的滞留时间。本手册的设计局部章有对通风区域的具体要求。NFPA 2001，附录B中的保护区整体性测试程序会提供有关整体测试的详细资料。考察整个保护区来确定主要的可关闭和不可关闭的开口。在进行测试前，要关闭空调和排烟阀等。任何大的未关闭的开口都会导致测试失败。因此在测试前，要事先关闭类似的开口。保护区环境如果保护区被设计为防爆型，那么控制系统、释放装置以及电动启动器必须安装在保护区外

10、。系统采取远程控制方式。只有探测器、分配管和其它非电子部件可以安装在保护区内，否那么，必须使用防爆部件。方案火灾类型烟烙尽系统必须配备自动早期火灾探测系统用以防止保护区发生深层火灾。烟烙尽灭火系统适用于以下火灾：A级-外表火灾普通可燃物质形成的火灾。如木材、衣物、纸张、橡胶和多种塑料制品。B级-可燃液体火灾可燃液体、油类、油脂、柏油、油漆及可燃气体等形成的火灾。C级-电气火灾由电气设备形成的火灾。在这种火灾保护中，选择不导电的灭火介质很重要烟烙尽不适用于以下类型火灾中：D级-可燃金属活泼金属，如钠、钾、镁、钛和锆或者是自身能生成氧气的化学物质，如硝酸纤维或者金属氢化物通风情况在全淹没灭火系统中

11、，要特别考虑保护区的通风情况。如可能，在烟烙尽灭火系统启动的同时或之前，要关闭或隔断通风系统。在任何需要阻挡火灾蔓延至保护区的地方，要考虑安装防火阀，以加强灭火保护的有效性。保护区内的电器情况在烟烙尽灭火系统释放前，要切断任何与保护区相连的电源供给，以消除由电力引发火灾的潜在危险。温度范围必须确定以下温度范围，以保证烟烙尽灭火系统及报警/控制部件的妥善安装及正常运作。.1保护区确定保护区的设计温度和最大温度。此为分配管道和探头的温度范围。只有烟烙尽药剂钢瓶、控制系统以及配件安装在保护区外。在计算所需药剂量时，要考虑保护区内的预计设计温度。在最高预计温度时，计算烟烙尽浓度，确保不超过NFPA20

12、01中所示的NOAEL值，即烟烙尽设计浓度为43%。.2烟烙尽药剂钢瓶烟烙尽钢瓶必须在室内放置。温度范围在0-54(32F-130F)扣减体积观察保护区内的情况，在整个保护区体积中扣减固定的，不可移动的物件，如梁、柱子和永久分隔物的体积。其它可能影响到系统方案的因素在彻底分析保护区情况时，需要考虑以下因素：.1标牌要安装醒目的标志，确保所有人员，包括有听觉和视觉障碍的人，都能认识到系统的运作情况。.2后备系统假设要求安装后备系统，确定此后备系统是否永久连接且安装在建筑物内。提供后备系统会增加工程的预算。.3烟烙尽钢瓶及配件位置钢瓶及启动装置一定不能露天放置。与业主协商，选择符合以下条件的放置位

13、置：在规定的存放钢瓶的温度范围内不超过管道限制配件不会被损坏能安装手动释放装置且便于操作.4药剂释放测试确定是否需要进行药剂释放测试，在测试前，要进行准备工作，且要考虑进行释放测试会增加工程的预算。.5消防政府部门联络业主和消防政府部门，就以下方面制定具体的要求：探头的最大/最小间距可接受的报警和控制系统类型验收或者监控释放测试确定是否需要后备系统设计在完成方案后，就要按照表3-1的流程来进行系统设计。烟烙尽系统的应用方法烟烙尽系统只用于全淹没灭火，不能用于局部灭火保护。图3-1设计流程图确定保护区计算保护区体积计算所需烟烙尽药剂量药剂量=全淹没系数x 保护区体积确定所需钢瓶数量钢瓶数量=所需

14、药剂量/单个钢瓶的容积计算实际全淹没系数确定喷嘴位置计算每个喷嘴的流量确定集流管、孔板和分配管道的布局预测管道规格绘制系统管道布局，输入CAPS程序计算机计算管道、孔板和喷嘴规格，氧气浓度及释放时间检查最终设计浓度和氧气含量准备合同图纸确定通风要求总述在确定保护区时，要考虑以下几个方面：确定保护区内可能助长燃烧的燃料。确定保护区内能影响到烟烙尽系统正常运作的可关闭和不可关闭的开口决定烟烙尽系统是否设计为普通灭火型还是高强度灭火型选择适宜的全淹没系数/设计浓度决定保护区内的设计温度空间以下空间必须处于保护：1.所有的地板下空间2.超过800mm的天棚上空间3.缺乏800mm的棚上空间，假设存在以

15、下情况：a)棚上有需保护的物品b)棚内有通往主保护区的不可关闭的开口c)棚上空间是通风系统的一局部确定保护区体积用内部尺寸计算保护区体积。扣减不可移动的固体物件，如梁和柱子的体积，来计算保护区的净体积。计算所需烟烙尽药剂量正确的系统设计会确保在烟烙尽药剂释放后，保护区内烟烙尽的浓度不低于最小设计浓度。由于在烟烙尽释放过程中，空气和少量烟烙尽被排出保护区，所以在计算实际所需药剂量时，要考虑一定的补充量。使用全淹没系数来计算实际所需烟烙尽药剂量。全淹没系数乘以保护区体积即可得出确保最小设计浓度的烟烙尽药剂量。结合表和来选择在保护区设计温度下，能确保最小设计浓度的全淹没系数。例：计算机程序保护区净体

16、积116m3设计温度 =70F 21设计浓度 =40%所需烟烙尽药剂量=保护区净体积 x 全淹没系数 =2096 cu.ft3表3.1普通灭火型全淹没系数 全淹没系数设计浓度%氧气含量%CO2含量%锅炉室齿轮室计算机程序平安窗限制10% O2限制5% CO2限制如果表内没有保护区内油料的类型，请向生产商咨询有关的信息全淹没系数设计浓度%氧气含量%CO2含量%Methane/空气混合气Propane/空气混合气涡轮机室如果全淹没系数高于即氧气含量低于12%，且在120秒内，能完成对保护区的疏散，烟烙尽系统可以设定为自动模式。如果不能完成疏散，在有人员工作的保护区，烟烙尽灭火系统必须设定为手动操作

17、。表药剂释放后，保护区内各种气体含量表全淹没系数：烟烙尽IG-541-公制高度影响因素在计算出保护区内所需药剂量后，就需要考虑系统安装地点的高度对所需药剂量的影响。如果高度在海拔高度和914米3000ft之间，药剂量可以不做调整。假设低于或高于这个范围，就需要根据表内提供的调整系数乘以所需药剂量得出新的药剂充装量。表高度调整系数图3-2烟烙尽系统设计安装窗确定所需烟烙尽钢瓶数用所需烟烙尽药剂量除以钢瓶实际容量可得出所需钢瓶的数量。钢瓶规格为80L，可存储3445ft3的药剂例：所需烟烙尽药剂量=2096 ft359.4 m3如使用80L钢瓶，每个钢瓶存储3445ft3的药剂2096 ft3/4

18、45 ft3钢瓶四舍五入需要5个80L的钢瓶假设保护区体积大于2000m370629ft3，且烟烙尽钢瓶放置在保护区外，那么所需烟烙尽药剂量要包括钢瓶和保护区外分配管的内容积。计算实际全淹没系数钢瓶数乘以钢瓶容积得出实际释放在保护区内的药剂量。实际药剂量除以保护区净体积可得出实际全淹没系数。例：5 x 445 ft3=2225 ft332225 ft3/4110 ft3检查实际烟烙尽设计浓度在最大预计温度下，确认得出的设计浓度是否在37.5%-42.9%这个可接受的范围内。参见表，使用计算出的实际全淹没系数。如果实际设计浓度超过42.9%，淹没系数大于，有人员工作的保护区必须采取手动控制保护方

19、式。假设保护区内有无人工作的地板下空间，系统的管道可设计为在有人员工作的区域保持实际全淹没系数低于，把剩余烟烙尽药剂导入无人工作的地板下区域。确定喷嘴位置喷嘴可以在保护区中央均匀分布，但需要考虑以下规定：喷嘴最多喷放50m3(1765ft3)烟烙尽药剂最大覆盖面积：房间内49 m2(527ft2)地板下20 m2(215ft2)1m高喷嘴最大高度：4m13ft。假设高度更高，要另安装一排喷嘴假设有梁或电缆槽阻隔烟烙尽药剂和空气的混合，就需要增加喷嘴计算每个喷嘴的流量根据以下步骤来计算每个喷嘴的流量a)保护区体积乘以实际全淹没系数见，得出要释放的药剂量b)用药剂量除以喷嘴数量就得出每个喷嘴释放的

20、流量集流管、孔板和管道的布局烟烙尽灭火系统应用50mm2inDN集流管，这种集流管可带20个钢瓶。因为钢瓶中储存的烟烙尽药剂压力为150bar(2175psi)，在集流管中会产生大约135bars1958psi的运作压力，因此所有系统都需要安装孔板来降低集流管的压力。在孔板下游，压力降低至缺乏60bar(870psi)。要对管道进行液压计算以确保喷嘴最小压力为20bars(290psi)。1)一个50mm2in直集流管最多能带20个钢瓶2)孔板前后的管道长度应等同于10倍的管道直径。孔板下游连接500mm长50mm N.B.直管道以确保压力降低。3)假设系统内有选择阀，孔板应安装在选择阀上游。

21、管道在孔板和喷嘴在之间平行分布。根据以前计算出来的烟烙尽流速来估计管道规格。为大型系统或/和有较长管道的系统做烟烙尽灭火设计时，要选择尺寸大一号的管道。表烟烙尽灭火系统管道规格估算表3-3至表3-5为不同系统中，集流管和孔板连接情况的图示计算烟烙尽系统性能把数据输入烟烙尽计算程序，并运行程序。电脑程序会根据输入的资料和信息分析系统性能，反复完善系统，优化管道规格。结论会储存在输出文件中。具体信息参见CAPS电脑程序。准备合同图纸管路图是计算设计工作的一局部。必须包含以下信息：管道直径喷嘴流速节点数合同单号系统标题日期是最初设计图纸、修改图纸还是竣工图纸参考号/工程师名称总体安排图纸必须提供比例

22、图纸和保护区的相关信息：主要结构特征 比例管道线路图支架位置及具体细节管道规格钢瓶组位置集流管位置孔板位置专用材料清单通风要求在大多数保护区内，烟烙尽的滞留性要比二氧化碳等其它灭火药剂要好得多。因为烟烙尽的比重和空气比重大致相同。所以保护区不需要特别严格的密闭。烟烙尽药剂释放时，空气被排出保护区，大于最小规格的通风口有助于防止保护区内高压和对保护区造成的潜在危害。有关通风要求的公式研究说明在药剂释放后2 - 4秒间，会产生瞬间高压。但这种高压很快会消失用以下公式来研究这种高压A为最小通风区域m2Q为烟烙尽流速m3/sec。研究说明在产生高压时，流速等于整个贮备药剂的2.5%假设在标准释放速度和

23、全淹没系数为51%的情况下P为墙体可承受压力保护区内墙体的可承受压力如下：普通建筑2)轻型建筑如隔墙2)VS为21(70F)时，烟烙尽药剂和空气混合气的蒸汽比容。 空气 烟烙尽全淹没系数为51%，设计浓度为40%，烟烙尽/空气蒸汽比容=60%空气：40%烟烙尽=0.748 21注：有关有棚上和地板下空间的保护区的通风情况，请参见例：保护区体积：5120ft3(145m3)对于轻型建筑，能承受的压力为5.2 lb/ft2 (250pa)全淹没系数：使氧气浓度到达15%的标准释放时间缺乏60秒。所需烟烙尽药剂量：5120ft3 x 0.51=2612ft3(3)一个80L的钢瓶储存445ft33烟

24、烙尽药剂钢瓶数量=2612ft3/445 ft3钢瓶四舍五入为6个钢瓶实际烟烙尽药剂量 = 2670 ft3(3)实际全淹没系数产生瞬间高压时，烟烙尽药剂流速为Q = 2 670 ft3 = 66.7cu.ft./sec.(3/sec)用以下公式来计算所需最小通风区域.保护区可承受的压力业主必须提供保护区所能承受的不会对其造成损害的压力数值。标准建筑和轻型建筑所能承受的墙体压力分别为500pa(/ft2)和250 pa(/ft2)，此数据仅供参考。某些结构所能承受的压力可能更低，尤其是棚上空间不受保护的吊顶。我们不能决定保护区所能承受的压力，这个数值必须由业主来提供。如果业主未要求安装减压阀，

25、就必须认真研究每个保护区，并进行整体性测试以确定实际通风区域。所有合同文件都必须有文本形式记录，以确保履行了正确的设计程序。吊顶为了防止在烟烙尽药剂喷放过程中吊顶脱离，保护区的吊顶必须安装牢固。所有天花瓦都要带固定夹，以防在药剂释放过程中由于气流冲击而移位。带棚上和地板下空间的保护区从理论上讲，保护区的每个局部，主空间，棚上空间，地板下空间都需要进行单独的通风计算。如果自然通风不充分，每个空间都应该配备独立的泄压口。事实上，大多数业主只希望在主空间安装一个或两个泄压口。而天棚和地板下的压力增大后，就会进入主空间，然后由主泄压口排出。有火灾保护的天棚/地板下空间根据天棚/地板下空间的体积，由电脑

26、程序计算其所需的通风面积。不受火灾保护的天棚/地板下空间对保护区天棚/地板下的空间进行防火保护是很必要的。但如果这些棚上和地板下空间不仅是保护区的一局部，而且是其它房间的一局部时，可以考虑不对这些空间进行保护。业主必须提供保护区所能承受的不会对其造成损害的压力数值。当未对棚上空间进行防火保护时，吊顶必须安装牢固并用交叉房梁加固，以防止其中心部位弯曲。吊顶的建筑结构相对薄弱，不能承受太大的压力。作为可拆卸的建筑结构，中心部位有可能弯曲。吊架拉杆可防止吊顶向上移动并支撑天花板的重量。不对吊顶上空间进行防火保护是最有风险的方案。有关这种情况下的压力通风问题，请联系TSP技术效劳部。假设不受防火保护的

27、空间受到损害，会使保护区内烟烙尽药剂泄露，从而导致保护区内的药剂浓度降低。整体性测试并不是所有的保护区都需要安装减压阀，但是每个保护区都需要进行整体性测试，以确定其实际通风面积。实践说明如果没有进行特别的密闭，小型和中型保护区通常有足够的自然通风。而大型保护区需安装20个以上钢瓶一般需要安装减压阀，因为大型保护区的外表面积与体积的比率相比照拟低。假设自然通风面积大于所需最小通风面积时，使用整体性测试程序来确定烟烙尽药剂在保护区内的滞留时间。假设滞留时间超过10分钟，那么保护区一般不需要进行密闭工作。假设滞留时间不超过10分钟，那么保护区需要进行进一步密闭。在密闭工作完成后，要重新对保护区进行整

28、体性测试，以确保烟烙尽的滞留时间可以到达10分钟，同时要留有足够的通风面积以防止保护区内的压力过大。要反复进行这种测试直到保护区内的情况符合标准。参见NFPA2001，附录B有关整体性测试的详细信息。通风口位置对于通风口的位置，我们首先要寻找最正确的方案。设置在保护区下部的通风口应该是最有效的。但只要不是紧靠喷嘴的旁边，所有的位置都可以考虑。喷嘴从侧面喷发烟烙尽，并借助墙体来反射灭火药剂。把通风口分开，可以有效缓解局部压力增大。如可能，通风口应尽量设置在外墙上，这样可以使空气/烟烙尽和其它火灾产生的气体直接排放出去，而不进入附近的保护区。假设通风口不能设置在外墙上，就需考虑连接烟道，以确保空气

29、/烟烙尽和其它火灾产生的气体不进入附近的保护区。通风要求业主/建筑师必须提供保护区所能承受的不会对其造成损害的压力数值。这意味着业主必须了解烟烙尽药剂释放时，能导致压力增大这一情况，并确认建筑结构可以承受这一压力。实际通风面积必须符合设计手册的要求。所有的合同文件必须保存文本证据，以确认遵循了正确的设计程序。表3-7通风口的最正确位置表3-8通风口位置的典型设置计算补充释放量为确保正确计算补充释放量，必须进行整体性测试。该测试的结果可用来分析烟烙尽药剂的滞留时间并确定药剂泄露后，要保持保护区内设计浓度的有关情况。整体性测试软件要提供以下信息：流速指数：n流速系数：CL/sec烟烙尽气柱压力：PPa流速：QL/secQ=CPn例： =225L/sec药剂滞留时间为分钟，如果设计需要滞留10分钟，那么就需要增加烟烙尽药剂喷放时间分钟，流速为225