七氟丙烷气体消防系统规范.docx
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七氟丙烷气体消防系统规范
七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭
火系统设计规范
七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭火系统设计规范
1 总则
第 1.0.1 条 为了合理设计七氟丙烷灭火系统,减少火灾危害,保护人身及财产的安全,
制定本规范。
第 1.0.2 条 本规范适用于工业和民用建筑中新建、改建、扩建工程设置的七氟丙烷全淹
没灭火系统。
.
第 1.0.3 条 七氟丙烷灭火系统的设计,应做到安全可靠、技术先进、经济合理
第 1.0.4 条 七氟丙烷灭火系统可用于扑救下列火灾:
1、电气火灾;
2、液体火灾或可熔化的固体火灾;
3、固体表面火灾;
4、灭火前应能切断气源的气体火灾。
第 1.0.5 条 七氟丙烷灭火系统不得用于扑救下列物质的火灾:
1、含氧化剂的化学制品及混合物,如硝化纤维、硝酸钠等;
2、活泼金属,如钾、钠、镁、钛、锆、铀等;
3、金属氢化物,如氢化钾、氢化钠等;
4、能自行分解的化学物质,如过氧化氢、联胺等。
第 1.0.6 条 灭火剂七氟丙烷 hfc227ea 的化学分子式为 cf chfcf ,其质量应符合下列技术
33
指标。
性能
纯度
酸度
水含量
不挥发残留物
悬浮或沉淀物
技术指标
≥99.6%(摩尔/摩尔)
≤3ppm
≤10ppm
≤0.01%
不可见
第 1.0.7 条 七氟丙烷灭火系统设计,除执行本规范外,尚应符合现行的有关国家标准的
规定。
2术语、符号
2.1 术语
第 2.1.1 条 防护区
能满足七氟丙烷全淹没灭火系统要求的有限封闭空间。
第 2.1.2 条 全淹没灭火系统
1 / 10
在规定的时间内,向防护区喷射一定浓度的七氟丙烷,并使其均匀地充满整个防护
区的灭火系统。
第 2.1.3 条 预制灭火装置
按一定的应用条件,将七氟丙烷储存装置和喷放喷头等部件预先组合成套的灭火装
置。
第 2.1.4 条 组合分配系统
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
第 2.1.5 条 灭火浓度
在 101kpa 大气压和规定的温度条件下,扑灭某种火灾所需七氟丙烷在空气中的最
小体积百分比。
第 2.1.6 条 惰化浓度
当引火源加入时,在 101kpa 大气压和规定的温度条件下,能抑制空气中任意浓度的
可燃气体或可燃液体蒸汽的燃烧发生所需的七
氟丙烷在空气中的最小体积百分比。
第 2.1.7 条 浸渍时间
在防护区内维持设计规定的七氟丙烷浓度,使火灾完全熄灭所需的时间。
第 2.1.8 条 充装率
充装在储存容器中的七氟丙烷质量与容器的容积之比,单位为 kg/m3。
第 2.1.9 条 泄压口
七氟丙烷喷放时,防止防护区过压的开口。
2.2符号
表 2.2
编号
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6
符号
c
d
fc
fx
g
h
单位
%
mm
cm2
m2
m/s2
m
涵 义
七氟丙烷灭火(或惰化)设计浓度
管道内径
喷头孔口面积
泄压口面积
重力加速度
喷头高度相对“过程中点”时储存容器液面的位
差
2.2.7
2.2.8
2.2.9
k
l
n
/
m
个
海拔高度修正系数
计算管段的计算长度
储存容器的数量
2.2.10
n
d
段
管网计算管段数量
2.2.11
2.2.12
n
p
g
0
个
绝压 mp
a
安装在计算支管流程下游的喷头数量
储存容器额定增压压力
2.2.13
p
c
绝压 mp
a
喷头工作压力
2.2.14
p
f
p
a
围护结构承受内压的允许压强
2.2.15
p
h
mp
a
高程压头
2.2.16
p
m
绝压 mp
a
喷放“过程中点”储存容器内压力
2.2.17
q
c
kg/s
单个喷头的设计流量
2 / 10
2.2.18
2.2.19
2.2.20
2.2.21
2.2.22
q
g
q
p
q
w
q
x
s
kg/s
kg/s
kg/s
kg/s
m3/kg
支管平均设计流量
管道流量
主干管平均设计流量
七氟丙烷在防护区的平均喷放速率
七氟丙烷过热蒸汽在 101kpa 和防护区最低环境温
度下的比容
2.2.23
2.2.24
2.2.25
2.2.26
2.2.27
2.2.28
2.2.29
2.2.30
2.2.31
t
t
v
v
0
v
b
v
p
w
γ
η
℃
s
m3
m3
m3
kg
kg/ m3
kg/ m3
温度
七氟丙烷的喷放时间
防护区的净容积
喷放前全部储存容器内的气相总容积
储存容器的容量
管网的管道内容积
防护区七氟丙烷灭火(或惰化)设计用量
七氟丙烷液体密度
七氟丙烷充装率
2.2.32
μ
c
/
喷头流量系数
2.2.33
Δp
mp
a
计算管段阻力损失
f ---- 围护结构承受内压的允许压强(pa)
3 防护区
第 3.0.1 条防护区的划分,应符合下列规定:
1、防护区宜以固定的单个封闭空间划分;当同一区间的吊顶和地板下需同时保护时,
可合为一个防护区;
2、当采用管网灭火系统时,一个防护区的面积不宜大于 500m2;容积不宜大于 2000m3;
3、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;
第 3.0.2 条 防护区的最低环境温度不应低于-10℃。
第 3.0.3 条 防护区围护结构及门窗的耐火极限均不应低于 0.5h;吊顶的耐火极限不应低
于 0.25h;
第 3.0.4 条 防护区围护结构承受内压的允许压强,不宜低于 1.2 kp 。
a
第 3.0.5 条 防护区灭火时应保持封闭条件,除泄压口以外的开口,以及用于该防护区的
通风机和通风管道中的防火阀,在喷
放七氟丙烷前,应做到关闭。
第 3.0.6 条防护区的泄压口宜设在外墙上,应位于防护区净高的 2/3 以上。
泄压口面积,按下式计算:
fx=0.15q/(p 0.5 )(3.0.6)
f
式中 fx --- 泄压口面积(m2)
q ---七氟丙烷在防护区的平均喷放速率(kg/s)
p
当设有外开门弹性闭门器或弹簧门的防护区,其开口面积不小于泄压口计算面积的,
不须另设泄压口。
第 3.0.7 条 两个或两个以上邻近的防护区,宜采用组合分配系统。
4 七氟丙烷设计用量
第一节 一般规定
3 / 10
第 4.1.1 条 采用七氟丙烷灭火系统保护的防护区,其七氟丙烷设计用量,应根据防护区
可燃物相应的灭火设计浓度或惰化设
计浓度惊计算确定。
第 4.1.2 条某物的灭火设计浓度不应小于该物灭火浓度的 1.2 倍,某物的惰化设计浓
度不应小于该物浓度的 1.1 倍。
有关可燃物的灭火设计浓度,可按附表 a 中附表 a-1、附表 a-2 上所给出的灭火浓
度进行确定;
有关可燃物的惰化设计浓度,可按附表 a 中附表 a-3 上所给出的惰化浓度进行确定;
附表 a 中未给出的,应经实验确定。
第 4.1.3 条有爆炸危险的气体、液体类火灾的防护区,应采用惰化设计浓度;无爆炸危
险的气体、液体类火灾和固体类火灾的
防护区,应采用灭火设计浓度。
第 4.1.4 条当几种可燃物共存或混合时,其灭火设计浓度或惰化设计浓度,应按其中最
大的灭火浓度或惰化浓度确定。
第 4.1.5 条图书、档案、票据和文物资料库等防护区,七氟丙烷的灭火设计浓度宜采
用 10%。
第 4.1.6 条油浸变压器、带油开关的配电室和自备发电机房等防护区,七氟丙烷的灭火
设计浓度宜采用 8.3%。
第 4.1.7 条通讯机房和电子计算机房等防护区,七氟丙烷的灭火设计浓度宜采用 8%。
第 4.1.8 条七氟丙烷灭火时的浸渍时间,应符合下列规定:
1、扑救木材、纸张、织物类等固体火灾时,不宜小于 20min;
2、扑救通讯机房、电子计算机房等防护区火灾时,不宜小于 3min;
3、扑救其他固体火灾时,不宜小于 10min;
4、扑救气体和液体火灾时,不宜小于 1min;
第二节 设计用量
第 4.2.1 条防护区灭火设计用量或惰化设计用量应按下式计算:
(4.2.1)
式中 w --- 防护区七氟丙烷灭火(或惰化)设计用量(kg)
c ----七氟丙烷灭火(或惰化)设计浓度(%)
s ----七氟丙烷过热蒸气在 101kp a 和防护区最低环境温度下的比容(m3/kg)
v ----防护区的净容积(m3)
k ----海拔修正系数,按附录 b 的规定采用。
第 4.2.2 条七氟丙烷在不同温度下的过热蒸气比容,应按下式计算:
s=k1+k2(4.2.2)
式中 t --- 温度(℃)
k1 ----0.1269
k2 ----0.000513
第 4.2.3 条 系统的设置用量,应为防护区灭火设计用量(或惰化设计用量)与系统中喷
放不尽的剩余量之和。
喷放不尽的剩余量,应包括储存容器内剩余量和管网内的剩余量。
1、储存容器内的剩余量,可按储存容器内引升管管口以下的容器容积计算。
2、均衡管网和只含一个封闭空间的防护区的非均衡管网,其管道内的剩余量,均可不
计。
4 / 10
防护区中含两个或两个以上封闭空间的非均衡管网,其管网内的剩余量,可按管网第 1
支点后各支管的长度,分
别取各长支管与最短支管长度的差值为计算长度,计算出的各长支管末段的内容积量,
应为管网内的容积剩余量。
第 4.2.4 条 当系统为组合分配系统时,系统设置用量中有关防护区灭火设计用量的部分,
应采用该组合中某个防护区设计用量
最大者替代。
第 4.2.5 条 用于需不间断保护的防护区的灭火系统和超过 8 个防护区组合成的组合分配
系统,应设七氟丙烷备用量,备用量按
原设置用量的 100%确定。
第五章 系统设计与管网计算
5.1 系统设计
第 5.1.1 条 系统设计与管网计算的设计额定温度,应为 20℃。
第 5.1.2 条 七氟丙烷灭火系统应采用氮气增压输送,氮气的含水量不应大于 0.006%
(m3/m3)。
额定增压压力分为两级,应符合下列规定:
一级 2.5±0.125mpa(表压)
二级 4.2±0.125mpa(表压)
第 5.1.3 条 储存容器中七氟丙烷的充装率,不应大于 1150kg/m3。
第 5.1.4 条 系统管网的管道内容积,不宜大于该系统七氟丙烷充装容积量的 80%。
第 5.1.5 条 管网布置设计为均衡系统,应符合下列规定:
1、各个喷头,应取相等设计流量;
2、在管网上,从第 1 分流点至各喷头的管道阻力损失,其相互间的最大差值
不应大于 20%;
第 5.1.6 条 七氟丙烷的喷放时间,在通讯机房和电子计算机房等防护区,不宜大于 7s;
在其它防护区,不应大于 10s。
第 5.1.7 条 在管网上,不应采用四通管件进行分流。
5.2 管网计算
第 5.2.1 条 管网计算时,各管道中工质的流量,宜采用平均设计流量。
第 5.2.2 条 管网中主干管的平均设计流量,应按下式计算:
q =w/t(5.2.2)
w
式中 q -----主干管平均设计流量(kg/s);
w
w------防护区七氟丙烷的灭火(或惰化)设计用量(kg);
t-------七氟丙烷的喷放时间(s);
第 5.2.3 条 管网中支管的平均设计流量 ,应按下式计算:
(5.2.3)
式中 q -----支管平均设计流量(kg/s);
g
n ------安装在计算支管流程下游的喷头数量(个);
g
q -------单个喷头的设计流量(kg/s)。
c
第 5.2.4 条 宜采用喷放七氟丙烷设计用量 50%时的“过程中点”容器压力和该点瞬时流
量进行管网计算。
宜认定该瞬时流量等
于平均设计流量。
第 5.2.5 条 喷放“过程中点”容器压力,宜按下式计算:
5 / 10
(5.2.5)
式中 p -----喷放“过程中点”储存容器内压力(绝压,mpa),(绝压=表压+0.101mpa);
m
p ------储存容器额定增压压力(绝压,mpa);
0
v -------喷放前,全部储存容器内的气相总容积(m3);
0
w--------防护区七氟丙烷灭火(或惰化)设计用量(kg)
γ --------七氟丙烷液体密度(kg/m3),(20℃时,为 1407);
v -------管网管道的容积(m3)。
p
其中, v =n·v (1-η/γ)(5.2.5.1)
0b
式中 n----- 储存容器的数量(个)
v -----储存容器的容量(m3)
b
η------七氟丙烷充装率(kg/m3)
第 5.2.6 条 七氟丙烷管流采用镀锌钢管的阻力损失,可按下式计算,或按图 5.2.6 确定。
(5.2.6)
式中 Δp---计算管段阻力损失(mpa)
l ----计算管段的计算长度(m)
qp ----管道流量(kg/s)
d ----管道内径(mm)
第 5.2.7 条 初选管径,可按平均设计流量及采用管道阻力损失 0.003 至 0.02 mpa/m 进行
计算(见图 5.2.6)。
第 5.2.8 条 喷头工作压力,应按下式计算:
(5.2.8)
式中 pc --- 喷头工作压力(绝压,mpa);
pm---喷放“过程中点”储存容器内压力(绝压,mpa);
∑----系统流程阻力总损失(mpa);
n ----管网计算管段的数量;
d
p ----高程压头(mpa)
h
第 5.2.9 条 高程压头,应按下式计算:
p =10-6γ· h · g(5.2.9)
h
式中 h---喷头高度相对“过程中点”时储存容器液面的位差;
γ --- 七氟丙烷液体密度(kg/m3);
g ----重力加速度(m/s2)
第 5.2.10 条 喷头工作压力的计算结果,应符合下列规定:
1、一般,pc≥0.8(绝压,mpa),最小,pc≥0.5(绝压,mpa);
2、p ≥p /2(绝压,mpa),
cm
第 5.2.11 条 喷头孔口面积,可按下式计算:
(5.2.11)
式中 fc---喷头孔口面积(cm2)
qc---喷头设计流量(kg/s)
6 / 10
γ ---七氟丙烷液体密度(kg/m3);
pc ---喷头工作压力(表压,mpa);
μc --- 喷头流量系数。
第 5.2.12 条 喷头流量系数,由储存容器的充装压力与喷头孔口结构等因素决定,应试
验得出。
6系统组件
6.1储存装置
第 6.1.1 条 灭火系统的储存装置应由储存容器、容器阀、单向阀和集流管等组成。
预制灭火装置的储存装置,应由储存容器、容器阀组成。
第 6.1.2 条 在储存容器或容器阀上,应设安全泻压装置和压力表。
组合分配系统的集流
管,应设安全泻压装置。
安全泻压装置的动作压力,应符合下列规定:
1、储存压力为 2.5 mpa 时,应为 4.8±0.4 mpa;
2、储存压力为 4.2 mpa 时,应为 6.8±0.4 mpa;
第 6.1.3 条 在容器阀和集流管之间的管道上应设单向阀。
单向阀与容器阀或单向阀与集
流管之间应采用软管连接。
储存容器
和集流管应采用支架固定。
第 6.1.4 条 备用量的储存容器与主用量的储存容器应连接在同一集流管上,并能切换使
用。
第 6.1.5 条 在储存装置上应设耐用的固定标牌。
标明每个容器的编号、皮重、灭火剂名
称、充装量、充装日期和储存压力等。
第 6.1.6 条 储存装置宜设在靠近防护区的专用储瓶间内。
该房间的耐火等级不应低于二
级,室温应为-10~50℃,应有直接通
向室外或疏散走道的出口。
第 6.1.7 条 储存装置的布置,应便于操作、维修及防止阳光照射。
操作面距墙面或两操
作面之间的距离,不宜小于 1m。
6.2 管道部件与管道
第 6.2.1 条 在通向每个防护区的灭火系统主管道上,应设压力讯号器或流量讯号器。
第 6.2.2 条 在组合分配系统中,相对于每个防护区应设置控制灭火剂流向的选择阀,其
公称直径应与该防护区灭火系统的主
管道公称直径相等。
选择阀的位置应靠近储存容器且便于操作。
选择阀宜设有指明其工作防护区的标牌。
第 6.2.3 条 喷头宜贴近防护区顶面安装,距顶面的最大距离不应大于 0.5m。
喷头的保护高度和保护半径,应符合下列规定:
1、最大保护高度,不宜大于 5.0m;
2、最小保护高度,不宜小于 0.5m;
3、当防护区高度 h<1.5m 时,喷头的保护半径,不应大于 3.5m;
4、当防护区高度 h≥1.5m 时,喷头的保护半径,不应大于 5.0m;
第 6.2.4 条 喷头应以其喷射流量和保护半径进行合理配置,满足七氟丙烷在防护区均匀
分布的要求。
第 6.2.5 条 喷头应有表示其型号、规格的永久性标志。
设置在有粉尘的防护区的喷头,应增设在喷射时自行脱落的防尘罩。
第 6.2.6 条 管网管道及管道附件应能承受最高环境温度下的工作压力,并应符合下列规
定:
7 / 10
1、输送七氟丙烷的管道应采用无缝钢管。
其质量应符号现行国家标准《冷拔或冷扎精
密无缝钢管》和《无缝钢管》等的规定。
无缝钢管内外应镀锌。
2、输送七氟丙烷的管道安装在有腐蚀镀锌层的场所,宜采用不锈钢管。
其质量应符合
现行国家标准《不锈钢无缝钢管》的规定。
3、输送启动气体的管道,宜采用铜管,其质量应符合国家标准《拉制铜管》的规定。
4、管道的连接,当公称直径小于或等于 80mm 时,宜采用螺纹连接年;大于 80mm 时,
宜采用法兰连接。
钢制管道附件应内外
镀锌。
在有腐蚀镀锌层介质的场所,应采用铜合金或不锈钢的管道附件。
7 操作与控制
第 7.0.1 条 采用七氟丙烷灭火系统和预制灭火装置的防护区,应按现行国家标准《火灾
自动报警系统设计规范》的规定设置火
灾自动报警系统。
探测的灵敏度宜采用一级。
第 7.0.2 条 灭火系统应设自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式。
设置在防
护区内的预制灭火装置应有自动控制和
手动控制两种启动方式。
在自动控制程序中,应安排 0~30s 可调的延迟喷射的环节。
延迟时间的设置,应根
据人员安全尽快撤离防护区的需要;对于平
时无人工作的防护区,可设为 0s。
在灭火设计浓度大于 9%的防护区,应增设手动与自动控制的转换装置,当有人进
入防护区时,将灭火系统转换到手动控制位;
当人离开时,恢复到自动控制位。
第 7.0.3 条 自动控制装置应在接到两个独立的火灾信号后才能启动。
手动控制装置和手
动与自动转换装置应设在防护区疏散出
口的门外便于操作的地方。
机械应急操作装置应设在储瓶间内或防护区疏散出口
门外便于操作的地方;并且,其操
作方式应经两步完成。
第 7.0.4 条 灭火系统与预制灭火装置的操作与控制,应包括对需联动的开口封闭装置、
通风机和防火阀等设备的操作与控制。
设有消防控制中心的场所,各防护区灭火控制系统的动作信息,应传送给消防控制
中心。
这些信息包括火灾信息捕 获灭火动
作、手动与自动转换和系统故障等。
第 7.0.5 条 灭火系统和预制灭火装置的供电,应符合现行国家防火标准的规定;采用气
动力源时应保证系统操作和控制需要的
压力和气量。
8 安全要求
第 8.0.1 条 防护区应有足够宽的疏散通道和出口,保证人员在 30s 内能撤出防护区。
第 8.0.2 条 经常有人工作的防护区,当人员不能在 30s 内撤出时,防护区七氟丙烷的灭
火设计浓度必须不大与 9%。
第 8.0.3 条 防护区的疏散通道及出口,应设应急照明与疏散指示标志。
防护区内应设火
灾声报警器,必要时,可增设闪光报警器。
防护区的入口处应设火灾声、光报警器和灭火剂喷放指示的门灯,以及防护区采
用了七氟丙烷保护的标志牌。
喷放门灯指示,应保持
到防护区通风换气后手动去除。
8 / 10
第 8.0.4 条 防护区的门应向外开启,并能自行关闭;疏散出口的门,必须能从防护区内
打开。
第 8.0.5 条 灭火后的防护区应通风换气,地下防护区和无窗或设固定窗扇的地上防护区,
应设机械排风装置,排风口宜设在防
护区的下部并应直通室外。
第 8.0.6 条 地下储瓶间应设机械排风装置,排风口应设下部直通室外。
第 8.0.7 条 凡经过有爆炸危险的场所的管网系统,应设防静电接地。
第 8.0.8 条 设有七氟丙烷灭火系统的建筑物,宜配置空气或氧气呼吸器。
附录 a 可燃物的七氟丙烷 hfc ╟227ea 灭火浓度与惰化浓度
可燃物的七氟丙烷 hfc ╟227ea 灭火浓度附表 a-1
可燃物
灭火浓
可燃物
灭火浓度 %
度%
丙酮
乙腈
av 汽油
丁醇
丁基醋酸脂
环戊酮
2 号柴油
乙烷
乙醇
乙基醋酸脂
乙二醇
汽油(无铅,7.8%乙醇)
庚烷
1 号水力流体
异丙醇
6.8
3.7
6.7
7.1
6.6
6.7
6.7
7.5
8.1
5.6
7.8
6.5
5.8
5.8
7.3
jp-4
jp-5
甲烷
甲醇
甲乙酮
甲基异丁酮
吗啉
硝基甲烷
丙烷
pyrollidine
四氢呋喃
甲苯
变压器油
涡轮液压油
二甲苯
6.6
6.6
6.2
10.2
6.7
6.6
7.3
10.1
6.3
7.0
7.2
5.8
6.9
5.1
5.3
a 类危险物表面火灾的七氟丙烷 hfc-227ea 灭火浓度附表 a-2
火灾
a 类危险物表面火灾
灭火浓度%
5.8
可燃物的七氟丙烷 hfc-227ea 惰化浓度附表 a-3
可燃物
1-丁烷
1-氯-1.1-二氟乙烷
1.1-二氟乙烷
二氯甲烷
乙烯氧化物
甲烷
戊烷
灭火浓度%
11.3
2.6
8.6
3.5
13.6
8.0
11.6
9 / 10
丙烷
附录 b 海拔高度修正系数
海拔高度修正系数附表 b
海拔高度
-1000
0
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
11.6
修正系数
1.130
1.000
0.885
0.830
0.785
0.735
0.690
0.650
0.610
0.565
附录 c 本规范用词说明
第 c.0.1 条 执行本规范条文时,对要求严格程度的用词作如下规定,以便执行时区别对
待。
1、表示很严格,非这样不可的用词:
正面词采用“必须”;
反面词采用“严禁”。
2、表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:
正面词采用“应”;
反面词采用“不应”或“不