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1、FM2000(七氟丙丙烷)气体体消防设计计的几点体体会众所周知,在在消防领域域应用最广广泛的灭火火剂就是水水。随着国国家经济建建设的迅速速发展,大大批工业和和民用建筑筑尤其是高高层建筑的的不断涌现现,更随着着高科技的的发展,设设备对灭火火剂的要求求越来越高高,对于扑扑灭可燃气气体、可燃燃液体、电电器火灾以以及计算机机房、重要要文物档案案库、通信信广播机房房、微波机机房等不可可式不宜用用水灭火的的火灾,气气体消防作作为最有效效最干净的的灭火手段段,日益受受到重视。其其中,建建筑设计防防火规范)(GGBJ166一87)和和(高层民民用建筑设设计防火规规范)(GGBJ500045-95)已已明确规定
2、定了应设置置气体灭火火系统的场场所。可见见,气体消消防系统在在各类灭火火系统中占占有很重要要的地位。 20世纪以来相继出现了卤代烷及其替代灭火系统和二氧化碳灭火系统。由于我国已加入了蒙特利尔环境保护公约,卤代烷已被消防部门限制使用。所以,目前的气体灭火系统主要有卤代烷替代灭火系统和二氧化碳灭火系统,它们具有灭火迅速、不导电、不污染被保护体的特点,但由于二氧化碳灭火系统本身具有窒息性(即降低空间的含氧量)和冷却作用,因而有较大的副作用,其最小灭火设计浓度为34,超过了人的致死浓度,对人体危害大,不宜用于经常有人停留的场所:而且二氧化碳使用钢瓶数量多,储存空间要求很大,浪费了大量空间。二氧化碳灭火
3、系统在喷放时造成的冷却作用容易产生雾化,冷凝现象,使得电子设备特别是计算机和玻璃产品遭受损坏。灭火时气体喷放时间需60秒以上,相对灭火时间较长,由于这些缺点,限制了二氧化碳灭火系统的使用场所。FM200(七氟丙烷)气体消防克服了前述的不足之处,已被广泛使用。公安部于20011年8月1日发布了公消2001217号(关于进一步加强哈龙替代品及其技术管理的通知,通知中第一推荐M200(七氟丙烷)气体自动灭火系统属于全淹没系统,可队扑灭A,B,C类和电器火灾,可用于保护经常有人的场所。 FM200是碳、氟和氢的化合物,分子式为CF3CHFCF3,密度比空气大六倍,以化学和物理机理相结合进行灭火,不会影
4、响氧的含量,它是一种无色、无味、不导电、无二次污染的灭火剂。国际上有配套的设计和工程规范,全世界已有上万例的成功应用。在我国国,FM2200作为为一种新型型的替代卤卤代烷的洁洁净气体灭灭火剂,由由于其使用用时间不长长,至今设设计施工的的国家规范范还在送审审稿阶段。实实际工程中中FM2000的设计计依据为:七氟丙丙烷洁净气气体灭火系系统设计及及使用暂行行规定,气气体灭火系系统施工及及验收规范范)(GBB502663977),生产产厂家提供供的FM2200系统统的各种技技术数据及及材料。设设计中可参参考:目前前已出台的的地方规范范:广东省省工程建设设地方标准准七氟丙丙烷(HFFC2277ea)洁洁
5、净气体灭灭火系统设设计现范(DDBJ155-23-19999)和上海海地方规程程七氟丙丙烷(HFFC2277ea)洁洁净气体灭灭火系统技技术规程)(DDG/TJJ083307-22002)及及卤代烷烷13011灭火系统统设计现范范。几年来,笔笔者设计了了数个FMM200气气体灭火系系统的项目目,大部分分工程已验验收达标,整整理出设许许过程中的的一些心得得体会,与与同仁探讨讨。以图881为例例,通讯机机房(A区区:净面积积设定为:425mm2,净高高设定为:4.5mm,无吊顶顶,地台高高度:288cm)是是需要设计计FM2000气体灭灭火系统(假假定选用江江苏无锡消消防器材厂厂产品)的的防护区,
6、通通过计算过过程,笔者者得出一些些结论。(一)防防护区的基基本参数:防护护区的净面面积:F425mm2,净高高:H=44.5m,防防护区的体体积:V=4255455=19112m2防防护区的保保护对象:电子计算算机房设设计灭火浓浓度:8;喷放时时间:77S;浸渍渍时间:33min喷喷头的最大大保护高度度:不宜大大于5.00m,最小小保护高度度:不应小小于033m地地台内不需需设喷头,故故本例仅做做一层喷头头即可。小结:防护区的的基本参数数是气体消消防设计的的前提条件件。防护区区是指能满满足气体灭灭火要求的的有限封闭闭空间,封封闭结构是是难燃烧体体或非燃烧烧体,且该该空间内能能将该灭火火剂浓度保
7、保持一段时时间。规范范对防护区区有环境温温度、大小小、围护结结构的耐火火性能、耐耐压性能、防防护区开口口、机械通通风、生产产操作、地地压、安全全等多方面面的要求,根根据这些要要求由相相关专业配配合实现。防防护区的大大小是出于于安全方面面的考虑,根根据人员疏疏散要求,报报警后疏散散时间不大大于30SS,防护区区面积不能能太大。根根据广东省省工程建设设地方标准准七氟丙丙烷(HFFC2277ea)洁洁净气体灭灭火系统设设计现范)(DDBJ155-23-19999)规定:当采用无无管网装置置时,单个个防护区的的面积不宜宜超过1000m2,容容积不宜超超过3000m3;采采用有管网网灭火系统统时,单个个
8、防护区的的面积不宜宜超过5000m2,容容积不宜超超过20000m3:大于以上上规定时,宜宜采用分隔隔的方法,由由于防护区区围护结构构的特殊要要求,设计计者在划分分单个防护护区时,应应综合考虑虑使用功能能分区因素素。(二二)设计用用且计算:(计算草草图详图882)1设设计用量:W=(KKVS)*C(1000-C)(1*119125/0137116)*88/(10008)12122.48kkg(本公公式中各参参数的意义义均可查相相关规范,基基本常量系系数均有表表可查,本本文中不再再赘述,以以下令同。)2初选钢瓶数:根据计算经验,每瓶药剂量在45kg左右,故n=1212.48/4548/4527瓶
9、3验算初选瓶组数是否满足设计要求:以下计算表格(表一)即为计算过程,至于计算步骤中的细节非本文论述的重点,不再赘述。4、表表二小结:该表表示示因增加瓶瓶组数而减减少充装密密度是最直直接最有效效的调整方方法。5、表四四小结:该该表表示因因放大干管管的管径大大幅度减少少了“损失失”,管网网内容积增增加和过程程中点的储储瓶内压力力降低的幅幅度相对小小,计算结结果表明放放大干管的的管径,效效果很明显显的达到了了减少钢瓶瓶数的目的的。仅用初初选的277瓶即可,因因为,瓶FFM2000的气瓶价价约为3万万元,DNN150的的无缝钢管管约3000元/米,所所以从工程程造价考虑虑,放大干干管的管径径是首选的的
10、调整方法法。66、表三小小结:该表表以放大支支管的管径径减少损失失的同时,管管网内容积积增加,过过程中点的的储瓶内压压力降低,计计算结果表表明放大支支管的管径径,难以达达到减少钢钢瓶数的目目的。所以以建议不要要用此法进进行调整计计算。表一表二表三表四管径计算管段流量(kgg/s)管径(mmm)同左管径管径f-g(12122 .488/7)=173.21DN1255-DN1500f-e173.221(/22)=866.61DN1000-DN1255d-e(86.661/2)=43.31DN80DN1000/c-d(43.331/2)=21.66DN65DN80/b-c(21.666/2)=10.
11、83DN50DN65/a-b(10.883/2)=5.442DN40DN50/储瓶内剩余余量(kgg)273.5=944.5313.5=1008.5303.5=1005273.5=944.5充装密度(kkg/m33)12122.48+94.55+0)/(0.007277)=6991.533(12112.488+1088.5+00)/(00.0731)=6088.75627.337691.553管网内容积积计算管段管长(m)管径(mmm)单位容积(ddm3/m)容积(dmm3)同左容积管径单位容积容积f-g24.7DN125512.277303.0069-DN150017.666436.220f
12、-e27.3DN10008.33227.4409-DN125512.277334.997d-e16.4DN804.9080.366136.661/c-d26.4DN653.4290.299129.336/b-c32.8DN501.9664.299112.118/a-b59.2DN401.1970.455116.003/小计835.88610251076.56管网损失计计算(钢瓶瓶间损失约约为0.003MPaa)管段管径(mmm)P/L(MPa/m)当量长度(mm)损失MPaa同左P/L当量长度损失管径PL当量长度损失f-gDN12550.0156.9000.5699/DN15000.00556
13、3.7000.3199f-eDN10000.0088528.8550.2455/DN12550.004441.3550.1655d-eDN800.006610.50.06330.0011511.40.0177/11.0000.0666c-dDN650.004458.800.04000.001129.700.0122/b-cDN500.00446.450.02660.001129.500.0111/a-bDN400.003323.300.01110.001125.750.0077/0.86110.6266全部储瓶的的气相总容容积V0=nVbb(1-NN/r)=2700.07(1-6691.553
14、/14407)=0.9661m31.2311m31。1644m30.9611m3过程中点的的储瓶内压压力:Pmm=p0V0/(V0+WW/2r+Vp)=4.30.9661/(00.9611+(12212.448+944.5)/(211407)+0.953)=1.8827MPPa2.0877Mpa1.8844MPa1.6522Mpa高程压头PPh=100-6rHg10-614077499.8=00.0555MPa同左同左同左喷头工作压压力力:PPc=Pmm-(PPhh)1.8277-(0.953+0.033+0.1110)=0.7889MPaa1.0499MP0.9377MPa0.9411MPa
15、结论Ph0.5MPaaPc(PPm/2)=0.9114不能满满足要求,应应重新调整整计算Ph0.5MPaaPc(Pm/22)=1.044能能满足要求求Ph0.5MPaaPc(Pm/22)=0。9924不能能满足要求求,应重新新调整计算算Ph0.5MPaaPc(Pm/22)=0.826能能满足要求求小结:1)气气体消防系系统计算过过程繁琐,需需要不断调调整计算,各各个计算数数据都是息息息相关的的,一个数数据的改变变都需要重重新校核计计算结果。所所以,在施施工现场,应应要求施工工单位严格格按设计图图纸中的管管道位置施施工,当与与其它管道道矛盾时,应应遵循其它它管道让气气体管道的的原则。2)充充装率
16、是计计算的灵魂魂数据,当当采用选择择组合分配配系统保护护灭火时,若若系统中灭灭火设计用用量最大的的防护区与与其它防护护区的体积积相差较多多时,在按按最大防护护区的用量量计算选择择好气瓶的的充装率后后,应校核核其他防护护区的实际际灭火浓度度,若灭火火浓度超过过12,不不仅对人员员的身体健健康有害而而且防护区区的维护结结构易被破破坏。所以以,当核核核其他防护护区的灭火火浓度超过过12时时;应增加加气瓶数量量,降低气气体的充装装率。3)本例例喷头布置置成均衡系系统,管网网内的剩余余量不计。防防护区中含含两个或两两个以上封封闭空间的的非均衡管管网,应计计算管网内内的容积剩剩余量。所所以,即使使两个防护
17、护区的面积积,容积一一样,平面面却不一样样,导致管管网布置不不一样,管管网内的容容积剩余量量不一样,也也会导致气气瓶设计用用量不一样样。设计时时系统应优优先考虑设设计威均衡衡系统。4)当当计算结果果不能满足足要求时,可可以从以下下几个方面面进行调整整:aa按表一一的方法逐逐瓶增加瓶瓶组数,减减少充装密密度,直至至31瓶方方能满足设设计要求,见见表二。b将将钢瓶数减减少至300瓶,放大大支管管径径,看能否否满足计算算要求,见见表三;c选选用初选瓶瓶组27瓶瓶,放大干干管管径,看看能否满足足计算要求求,见表四四。(三三)结论:FMM200是是一种现代代化消防设设备,是优优异洁净灭灭火系统的的代名词
18、。设设许计算过过程中,系系统应优先先考虑设许许成均衡管管网,当初初选的瓶组组数不能满满足设计要要求时,应应首先考虑虑放大干管管的管径,如如果结果仍仍不能满足足要求,则则逐瓶增加加瓶组数减减少充装密密度直至满满足设计要要求。充装装率是计算算的灵魂数数据,当采采用选择组组合分配系系统保护灭灭火时,应应校核其他他防护区的的实际灭火火浓度,通通过降低充充装率,使使每个防护护区的实际际灭火浓度度小于122。气体消防防已成为国国内外的热热门话题和和重要的研研究课题。FFM2000做为洁净净灭火剂更更是大有作作为,随着着FM2000国家规规范的出台台,FM2200的设设计会日趋趋成熟。愿愿本文的只只言片语能能引发同仁仁的探讨兴兴趣,不当当之处,敬敬请专家同同仁指正