七氟丙烷HFC227ea洁净气体灭火设计规范.docx

1、七氟丙烷HFC227ea洁净气体灭火设计规范七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭火设计规范1 2 3 术语、符号2.1 术语 2.1.1 七氟丙烷灭火系统 HFC227ea extinguishing system七氟丙烷灭火系统有管网灭火系统和预制灭火系统两种，系统由灭火剂储存装置、灭火剂输送管道、阀门、喷嘴、报警与控制装置等全部或部分组成，在规定的时间内向防护区喷射一定浓度的灭火剂，并使其均匀充满整个防护区的灭火系统。2.1.2 防护区 protective space 由固定围护构件围成并满足七氟丙烷系统灭火要求的一个封闭空间。2.1.3 单元独立灭火系统 unit-independ

2、ent system 用一套七氟丙烷储存装置单独保护一个防护区的灭火系统2.1.4 组合分配灭火系统 combined distribution system 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。2.1.5 灭火浓度 agent concentration在101.3KPa大气压和规定的温度条件下，扑灭某种类型的火灾所需要的七氟丙烷与七氟丙烷和空气混合物的最小体积百分比。2.1.6 惰化浓度 inerting concentration 能够惰化可燃性气体与空气混合物防止其发生爆炸所需的灭火剂的最低浓度。2.1.7 抑制时间 inhibition time 维持设计规定的

3、灭火剂浓度保证使火灾完全熄灭所需时间。2.1.8 充装率filling rate 充装在储存装置内的七氟丙烷质量与储存装置的容积之比。2.1.9 喷放时间 spray time 系统喷出95%的灭火剂所需要的时间。2.1.10 泄压口 pressure relief opening 设在防护区外墙或顶部用以泄放防护区内部超压的开口。2.1.11 无毒性反应的最高浓度（NOAEL） no observed adverse effect level未观察到在生理上或毒性反应上产生影响的最高浓度。2.1.12 有毒性反应的最低浓度（LOAEL） lowest observable adverse e

4、ffect level可观察到在生理上或毒性反应上产生影响的最低浓度。2.2 符号表2.2符号符号单位涵义AfM2泄压口面积QKg/s管路设计计算流量PKPa围护结构的允许压强ts系统喷出95%的灭火剂所需要的时间Mkg灭火剂设计用量VM3防护区净容积Sm3/kg灭火剂在环境温度和101.3KPa大气压下的过热蒸汽比容T防护区的环境温度C%(V/V)灭火剂设计浓度PmMPa喷放“中期状态”储存容器内的压力PoMPa储存容器的储存压力VoM3喷放前储存容器气相的容积总和kg/m3灭火剂的液体密度VPM3管网内容积PMPa管段的阻力损失Dmm管道内径QgKg/s支管路计算流量Lm管段的计算长度n个

5、储存容器的数量VbM3单个储存容器的容量kg/m3灭火剂充装率Ng个安装在计算支管下游的喷头数量QcKg/s单个喷头的设计流量Nd段管网计算管段数量PhMPa高程压头gm/s2重大加速度HM喷头高压相对“中期状态”储存容器液面的位差Fccm2喷头孔口面积c喷头流量系数PcMPa喷头工作压力3 系统设计3.1 一般规定3.1.1 防护区应符合下列规定：1 防护区围护结构及门、窗的耐火极限不应低于0.50h，吊顶的耐火极限不应低于0.25h； 2 围护结构及门窗的允许压强不应低于1.2KPa;3 防护区不宜有不能关闭的开口，防护区内与其它空间相通的开口，除泄压口外，应能在灭火剂喷放前自动关闭；否则

6、应将防护区扩大到与之相通的空间或采取防止或补偿灭火剂流失的措施;4 密封性良好的防护区应设置泄压口，泄压口应设置在防护区室内净高2/3以上，且应高于保护对象，并宜设在外墙上。3.1.2 灭火系统要求：1 当采用管网灭火系统时，需符合下列规定：1） 喷头末端压力应满足3.3.11条；2） 储存容器间至喷头末端的最大距离，储存压力为2.5MPa的不宜大于30m，储存压力为4.2MPa的不宜大于45m。2 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;3 两个或两个以上邻近的防护区，管网可采用组合分配系统。当采用组合分配系统时，应符合下列要求：1) 每个防护区必须

7、单独进行设计;2) 灭火剂设计用量按系统所保护的防护区中灭火剂需要量最大者确定，灭火剂用量较小的防护区应受到安全浓度的制约参照第6.0.1条的规定；3） 选择阀必须在容器阀动作之前或同时打开。 3.1.3 确定灭火剂设计浓度时，应符合以下规定：1 灭火剂设计浓度不应小于灭火浓度的1.2倍或隋化浓度的1.2倍且不应小于7.35%;2 有关场所设计灭火浓度，直接由下列规定确定：1） 通讯机房和电子计算机房，灭火设计浓度宜采用8%；2） 油浸变压器室、带油开关的配电室和自备发电机房的灭火设计浓度宜采用8.3%；3） 图书、档案、票据和文物资库等，灭火设计浓度宜采用10.5%。3 部分可燃物的设计灭火

8、浓度可按附录A确定。附录A中未给出的应经试验确定；4 部分可燃物的设计惰化浓度可按附录B确定，附录B中未给出的应经试验确定。3.1.4 系统的喷放时间，不应大于10S。3.1.5 管网布置应符合下列规定：1 管网不应采用四通分流；2 当采用三通管件分流时，应符合下列规定：1）直通分流，流量小的一侧分流比应不小于25%; 75% 25% 100%2) 侧通分流，流量小的一侧分流比应在10%-25%范围内; 10% 25% 100% 90% 100% 75%3 管网的管道内容积，不应大于该系统充装容量的80%;4 管网布置宜设计为均衡系统应符合下列规定：1) 各个喷头应取相等的设计流量；2) 在管

9、网上从第一分流点至各喷头的管道阻力损失，其相互间差值应小于20%。3.2 灭火剂设计用量3.2.1 灭火剂设计用量按公式（3.2.1）计算确定： M=V/S*C/（100-C） (3.2.1)式中 M灭火剂设计用量（kg）； C灭火剂设计浓度 (%)； V防护区净容积 (m3)； S七氟丙烷热蒸汽在101.3KPa和防护区环境温度下的比容（m3/kg）。3.2.2 在不同环境温度下的过热蒸汽比容，应按下式计算： S=0.2169+0.000513T (3.2.2)式中 T 防护区环境温度 （）。3.2.3 防护区为需不间断保护的重要场所,或在48h内补充灭火剂有困难者，应设置备用量。备用量应为

10、100%灭火剂设计用量。3.3 系统管网计算3.3.1 管网计算时，防护区的环境应为20。3.3.2 灭火剂最大充装密度不应大于1150Kg/m3。3.3.3 系统管网流体计算为双相流，管网内最小流速应使流体保持紊流状态。流体计算宜采用专用设计软件，设计单位和产品供应商应对计算结果负责。3.3.4 当管网计算采用手工计算时，宜用灭火剂喷放50%时的“中期状态”，质量流量和容器压力为基础进行计算。3.3.5 管网计算时，主管路中的流量，按下式计算：Q=M/t （3.3.5）式中 Q 主管道平均设计流量(kg/s)；M 七氟丙烷的灭火设计用量(kg)； t 七氟丙烷的喷放时间 (S)。3.3.6

11、管网中支管的平均设计流量，按下式计算：Qg= (3.3.6) 式中 Qg支管平均设计流量（kg/s）； Ng在计算流程下游的喷头数量（个）；Qc喷头的设计流量（kg/s）。3.3.7 喷放“中期状态”容器压力直接进行计算: Pm = PoVo/(Vo+M/2+Vp) (3.3.7)式中 Pm喷放“中期状态”储存容器内压力（绝对压力 MPa）； （绝对压力=表压+0.1013MPa） Po贮存容器贮存压力(绝对压力 MPa)；Vo喷放前，全部储存容器内的总容积 (m3);其中 V0= nVb (1- /R)式中 n储存容器的数量(个)； Vb单个容器的容量(m3)；七氟丙烷充装率(kg/m3)；

12、七氟丙烷液体密度(kg/m3),20OC时为1407；Vp管网的管道内容积(m3)。3.3.8 七氟丙烷流经镀锌钢管的阻力损失，按下式计算或按图3.3.8确定: P=5.75*105Qg2/（1.74+2D/0.12）2D5*L (3.3.8)式中 P计算管段的阻力损失(MPa)；L计算管段的计算长度 (包括附件当量长度)（m）；Qg管道流量(kg/s)；D管道内径(mm)。3.3.9 喷头工作压力按下式计算: Pc=Pm-Ph （3.3.9） 式中 PC喷头工作压力(绝对压力 MPa)；Pm-喷放“中期状态”贮存装置内压力（绝对压力 MPa）； -系统流程阻力总损失 ；Nd-管网计算管数的数

13、量 ；Ph高程压力(MPa)。3.3.10 高程压头按下式计算 Ph=10-6*H*g （3.3.10）式中 H高程变化值向上取正直，向下取负值；管段高程变化开始端处七氟丙烷的密度（kg/m3）；g-重力加速度 （m/s2）。3.3.11 喷头工作压力计算结果应符合下列规定：1 当工作压力为 4.2MPa 时 Pc0.8 MPa (绝对压力 )；2 当工作压力为 2.5MPa时 Pc0.5 MPa(绝对压力)；3 Pc Pm/2 。 3.3.12 喷头孔口面积按下式计算： Fc=10Qc/C（2Pc）1/2 (3.3.12) 式中 Fc 喷头孔口面积(cm2) ; Qc 喷头设计流量(kg/s

14、) ; 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(由供应商提供)。3.3.13 泄压口的最小面积，根据下式计算确定： Af=0.15Q/P1/2 (3.3.13)式中 Af 泄压口面积(m2);Q灭火剂在防护区的计算流量(kg/s);P维护结构承受内压的允许压强 (KPa)。4 系统组件1. 1储存装置4.1.1 储存装置宜由储存容器、容器阀、排放软管、单向阀、安全泄压阀、集流管等组成。储存装置应安装在环境温度0-50范围内。4.1.2 储存容器应压力指示器。4.1.3 储存容器应能承受最高环境温度下灭火剂的储存压力，储存容器上应设安全泄压装置和压力

15、表，安全泄压装置的动作压力应符合下列规定：1 储存压力为2.5MPa时，应为4.80.4 MPa；2 储存压力为4.2MPa时，应为 6.80.4MPa。4.1.4储存容器的设置应符合下列规定：1. 储存容器应设置在防护区外专用的储存容器间内。2. 同一集流管上的储存容器，其规格、尺寸、灭火剂充装量、充装压力均应相同；3. 储存容器上应设耐久的固定标牌，标明每个储存容器的编号、容积、灭火剂名称、充装压力和充装日期等； 4. 储存容器安装应能便于再充装和装卸，宜留出不小于1m的操作间距；5. 储存容器应固定牢固。采用固定支架固定时宜背靠背安装；采用固定夹固定时，可单排或双排安装；6. 储存容器间

16、宜靠近防护区，或有人值班处，其出口应直通室外或疏散走道；7. 储存容器间的室内温度应为050，并应保持干燥和良好通风，避免阳光直接照射；8. 设在地下、半地下、或无可开启窗扇的储存容器间应设置机械通风换气装置。4.1.5 备用量的储存容器应与系统管网相连，应能与主储存容器切换使用。4.1.6 储存容器采用氮气（N2）增压，其含水率不应大于0.006%。4.2 阀门和喷嘴4.2.1 组合分配系统中，每个防护区应设置能自动启动的选择阀，选择阀应备有手动启动装置，选择阀的公称直径宜与灭火剂输送主干管道的公称直径相同。选择阀的安装位置应便于操作和维护检查，宜集中安装在储存容器间内，并应设有标明防护区名

17、称的永久性标牌。当一个防护区设有二个以上选择阀时，应有确保手动启动装置同时开启的措施。4.2.2 对于主、备用系统或组合分配系统，应在集流管上的封闭管段上设置安全泄压装置。4.2.3 喷嘴的布置应确保灭火剂能在防护区内均匀分布。4.3 管道及其附件4.3.1 灭火剂输送管道应采用GB/T 8163输送流体用无缝钢管中规定的无缝钢管，其规格应符合本技术规程附录C的要求。4.3.2 灭火剂输送管道内外表面应作镀锌防腐处理，并应采用热浸镀锌法。镀锌层的质量可参照GB/T 3091低压流体输送用镀锌焊接钢管的规定。4.3.3 对镀锌层有腐蚀的环境，管道可采用不锈钢管、铜管或其他抗腐蚀材料。4.3.4

18、启动气体输送管道宜采用铜管或不锈钢管，且应能承受相应启动气体的最高储存压力。4.3.5 灭火剂输送管道可采用螺纹连接、法兰连接或焊接。公称直径等于或小于80mm的管道，宜采用螺纹连接；公称直径大于80mm的管道，宜采用法兰连接。4.3.6 灭火剂输送管道采用螺纹连接时，应采用GB/T 1271660圆锥管螺纹中规定的螺纹。4.3.7 灭火剂输送管道采用法兰连接时，应采用JB /82.2凹凸面对焊钢制管法兰中规定的法兰，并应采用金属齿形垫片。4.3.8 灭火剂输送管道与选择阀采用法兰连接时，法兰的密封面形式和压力等级应与选择阀本身的技术要求相符。4.3.9 灭火剂输送管道不宜穿越沉降缝、变形缝，

19、当必须穿越时应有可靠的抗沉降和变形措施。灭火剂输送管道不应设置在露天。4.3.10 灭火剂输送管道应设固定支架固定，支、吊架的安装应符合以下要求：1. 管道应固定牢靠，管道支、吊架的最大间距应符合表4.3.12的规定；2. 管道末端喷嘴处应采用支架固定，支架与喷嘴间的管道长度不应大于300 mm；3. 公称直径大于或等于50 mm的主干管道，垂直方向和水平方向至少应各安装一个防晃支架。当穿过建筑物楼层时，每层应设一个防晃支架。当水平管道改变方向时，应设防晃支架。表4.3.12 灭火剂输送管道固定支吊架的最大距离管道公称直径（mm）1520253240506580100125150最大间距（m）

20、1.51.82.12.42.73.43.53.74.34.75.25 操作与控制5.1.1 管网灭火系统应同时具有自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式。在防护区内设置的预制灭火装置应有自动控制和手动控制二种启动方式。5.1.2 自动控制应具有自动探测火灾和自动启动系统的功能。5.1.3 灭火系统的自动控制应在收到防护区内两个独立的火灾报警信号后才能启动。自动控制启动时可以设置最长为30s的延时，以使防护区内人员撤离和关闭通风管道中的防火阀。5.1.4 在有架空地板和吊顶的防护区域，如架空地板和吊顶内也需要加以保护，应在其中设置火灾探测器。5.1.5 每一个防护区应设置一个手动/自动选择

21、开关，选择开关上的手动和自动位置应有明显的标识。当选择开关处于手动位置时，选择开关上宜有明显的警告指示灯。5.1.6 防护区入口处应设置紧急停止喷放装置。紧急停止喷放装置应选用能防止误操作的类型。在所有的情况下，手动启动控制应优先于紧急停止功能。5.1.7 机械应急操作装置宜设置在储存容器间内。5.1.8 组合分配系统选择阀应在灭火剂释放之前或同时开启。5.1.9 当采用气体驱动钢瓶作为启动动力源时，应保证系统操作与控制所需的压力和用气量。5.1.10 灭火系统的驱动控制盘宜设置在经常有人的场所，并尽量靠近防护区。驱动控制盘应符合国家固定灭火系统驱动控制装置标准。5.1.11 当防护区内设置的

22、火灾探测器直接连接至驱动控制盘时，驱动控制盘应能向消防控制中心反馈防护区的火警信号、灭火剂喷放信号和系统故障信号。5.1.12 防护区应设置火灾报警与灭火剂释放的报警信号。火灾报警信号应设置在防护区内； 火警信号可采用声、光组合报警信号。灭火剂释放信号应设置在防护区外，可采用光报警信号。5.1.13 手动操作装置的安装高度为中心距地1.5m。驱动控制盘应保证正面信号显示位置距地1.5m。声、光报警装置宜安装在防护区出入口门框的上方。6 安全要求6.0.1 防护区内的灭火浓度应校核设计最高环境温度下的最大灭火浓度，并应符合以下规定：1. 对于经常有人工作的防护区，防护区内最大浓度不应超过表6.0

23、.1中的NOAEL值。2. 对于经常无人工作的防护区，或平时虽有人工作但能保证在系统报警后最长30s延时结束前撤离的防护区，防护区内灭火剂最大浓度不宜超过表6.0.1中的LOAEL值。表6.0.1 七氟丙烷的生理毒性指标（V/V%）灭火剂名称NOAELLOAEL七氟丙烷9.010.56.1.2 防护区内应设安全通道和出口以保证人员在30s内撤离防护区。6.1.3 防护区应设置火灾和灭火剂释放的报警信号。防护区内的疏散通道与出口应设置应急照明装置和灯光疏散指示标志。6.1.4 防护区的门应向疏散方向开启并能自动关闭，疏散出口的门在任何情况下均应能从防护区内打开。6.1.5 防护区应设置通风换气设

24、施，可采用开启外窗自然通风、机械排风装置的方法，排风口应直通室外。6.1.6 系统组件与带电设备应保持不小于表6.0.6中最小间距的距离规定。6.1.7 当系统管道设置在可燃气体、蒸汽或有爆炸危险场所时应设防静电接地。6.1.8 防护区内外应设置提示防护区内采用七氟丙烷灭火系统保护的警告标志。表6.0.6 灭火系统零部件和灭火剂输送管道与带电设备之间的最小间距带电设备额定电压（kV）最小间距（m）与未屏蔽带电导体与未接地绝缘支撑体102.602.5352.901103.352204.30注：绝缘体包括所有形式的绝缘支架和悬挂的绝缘体、绝缘套管、电缆密封端等。7 施工7.1 施工前准备7.1.1

25、 施工前应具备下列技术资料1. 施工设计图、设计说明书、系统及主要组件的使用维护说明书和安装手册；2. 系统组件的出厂合格证（或质量保证书）、国家检测中心出具的型式检验报告、管道及配件的出厂检验报告与合格证、进口产品的原产地证书。7.1.2 施工应具备下列条件1. 防护区和储存间设置条件与设计相符；2. 系统组件与主要材料齐全，且品种、型号、规格符合设计要求；3. 系统所需的预埋件和预留孔洞符合设计要求。7.1.3 施工前应进行系统组件检查1. 外观检查，应符合下列规定：1) 无碰撞变形及机械性损伤；2) 表面涂层完好；3) 外露接口设有防护装置且封闭良好，接口螺纹和法兰密封面无损伤；4) 铭

26、牌清晰；5) 同一集流管的灭火剂储存容器规格应一致。2. 检查灭火剂储存容器内的储存压力应符合正常值：1) 实际压力不应低于相应温度下的储存压力，且不应超过5；2) 不同环境温度下灭火剂储存压力应按附录D确定。3. 系统安装前应对驱动装置进行检查，并符合下列规定:1) 电磁驱动装置的电源、电压应符合设计要求；电磁驱动装置应满足系统启动要求，且动作灵活无卡阻；2) 气动驱动装置或储存容器的气体压力和气量应符合设计要求，单向阀阀芯应启闭灵活无卡阻。4. 管道安装前管口应倒角，管道应清理和吹净。7.2 安装7.2.1 施工应按设计施工图纸和相应的技术文件进行。当需要进行修改时，应经原设计单位同意。7

27、.2.2 施工应按本规程附录E（01、02、03）规定的内容做好施工记录。防护区内的隐蔽工程应按附录F规定的内容做好隐蔽工程记录。7.2.3 灭火剂储存容器的安装应符合下列规定：1 储存容器上的压力指示器应朝向操作面，安装高度和方向应一致；2 储存容器正面应有灭火剂名称标志和储存容器编号，进口产品宜增设中文标识。7.2.4 气动启动管网的安装应符合下列规定：1 启动管网位置从释放装置的气体出口到各储存容器的距离，应满足系统生产厂商产品的技术要求；2 用螺纹连接的管件，宜采用扩口式管件连接或密封带、密封胶密封，但螺纹的前二牙不应有密封材料，以免堵塞管道；3 启动管网应固定牢靠，必要时应设固定支架

28、和防晃支架。7.2.5 集流管的安装应符合下列规定：1 集流管应有单独进行水压强度试验和气压严密性试验的报告。2 水压强度试验压力应为储存压力的1.5倍，保压10min，以压力不降、无渗漏为合格；3 气压严密性试验压力与储存压力相同。试验时应逐步缓慢增加压力，当压力升至试验压力的50%时，如未发现异状或泄漏，继续按试验压力的10%逐级升压，每级稳压3min，直至试验压力。稳压5min后，以发泡剂检查不泄漏为合格；4 集流管的安装高度应根据储存容器的高度确定，并应用支框架牢固固定；5 集流管的端部宜装螺纹管帽、法兰及法兰盖作集污器。7.2.6 灭火剂输送管道安装应符合下列规定：1 管道穿过墙壁、

29、楼板处应安装套管。穿墙套管的长度应和墙厚相等，穿过楼板的套管应高出楼面50mm。管道与套管间的空隙应用柔性不燃烧材料填实；2 管道应固定牢靠，管道支、吊架的最大间距应符合表4.3.8的规定；3 所有管道的末端应安装一个长度为50mm的螺纹管帽作集污器；4 管道末端及喷嘴处应采用支架固定，支架与喷嘴间的管道长度不应大于300mm，且不应有阻挡喷嘴喷放灭火剂；5 管道变径可采用异径套筒、异径管、异径三通或异径弯头；6 用螺纹连接的管件，应符合第7.2.4（2）条的规定。7.2.7 选择阀的安装应符合下列规定：1 选择阀应有强度试验报告，试验方法与7.2.5的1-2条相同；2 选择阀的操作手柄应安装在操作面一侧，当安装高度超过1.7m时应采取便于手动操作的措施；3 采用螺纹连接的选择阀，其与管道连接处宜采用活接头。7.2.8 驱动装置的安装应符合下列规定：1. 电磁驱动装置的电气连接线应沿储存容器的支、框架或墙面固定；2. 拉索式手动驱动装置应固定牢靠，动作灵活，在行程范围内不应有障碍物。7.2.9 灭火剂输送管道的试压、吹扫和涂漆。1 灭火剂输送管道安装完毕后应进行水压强度试验和气压严密性试验，并应符合下列要求：1) 水压强度试验的试验压力，应为储存压力的1.5倍，稳压5min，检查管道各连接处应无明显滴漏，目测管道无明显变形