气体灭火系统培训讲义Word文件下载.docx
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7.6.8.1国家、省级或藏书量超过100万册的图书馆的特藏库；
7.6.8.2中央和省级档案馆中的珍藏库和非纸质档案库；
7.6.8.3大、中型博物馆中的珍品库房；
7.6.8.4一级纸、绢质文物的陈列室；
7.6.8.5中央和省级广播电视中心内，面积不小于120m2的音、像制品库房。
2、建规规定
8.5.5下列场所应设置自动灭火系统，且宜采用气体灭火系统：
1国家、省级或人口超过100万的城市广播电视发射塔楼内的微波机房、分米波机房、米波机房、变配电室和不间断电源（UPS）室；
2国际电信局、大区中心、省中心和一万路以上的地区中心内的长途程控交换机房、控制室和信令转接点室；
3两万线以上的市话汇接局和六万门以上的市话端局内的程控交换机房、控制室和信令转接点室；
4中央及省级治安、防灾和网局级及以上的电力等调度指挥中心内的通信机房和控制室；
5主机房建筑面积大于等于140m2的电子计算机房内的主机房和基本工作间的已记录磁（纸）介质库；
6中央和省级广播电视中心内建筑面积不小于120m2的音像制品仓库；
7国家、省级或藏书量超过100万册的图书馆内的特藏库；
中央和省级档案馆内的珍藏库和非纸质档案库；
大、中型博物馆内的珍品仓库；
一级纸绢质文物的陈列室；
8其它特殊重要设备室。
当有备用主机和备用已记录磁（纸）介质，且设置在不同建筑中或同一建筑中的不同防火分区内时，本条第5款规定的部位亦可采用预作用自动喷水灭火系统。
3、公安部规定：
高层民用建筑防火设计规范规定，高层民用建筑的特殊重要设备室应设置气体灭火系统，高层民用建筑中火灾危险性大、发生火灾后对生产和生活严重影响的配电室等，属于特殊重要设备室，应设置气体灭火系统。
二、适用范围
1、气体灭火系统适用于扑救下列火灾：
电气火灾；
固体表面火灾；
液体火灾；
灭火前能切断气源的气体火灾。
2、气体灭火系统的典型应用场所或对象：
电器和电子设备；
通讯设备；
易燃、可燃的液体和气体；
其他高价值的财产和重要部位（图书、档案、票据、文件资料库等）
第二节常用的几种气体灭火系统
常用的气体灭火系统有七氟丙烷灭火系统（HFC-227ea/FM200/C3F7H）、CO2灭火系统、烟烙尽（IG—541）混合气体灭火系统。
类似于气体灭火系统的自动灭火系统有气溶胶灭火系统、、超细干粉灭火系统。
一、七氟丙烷灭火系统
七氟丙烷的灭火机理为抑制化学链反应，七氟丙烷灭火剂通过氮气加压以液态方式储存在容器内，系统在20℃有2.5MPa和4.2MPa两种充装压力，启动时通过增压氮气的压力来推动灭火剂喷放。
七氟丙烷灭火方式的应用主要以全淹没灭火为主，可组成管网灭火系统和无管网灭火系统。
灭火机理：
使保护区冷却：
液态形式存贮，气态形式喷放，液体汽化后吸收大量的热。
灭火剂分裂，灭火剂是由大分子组成的，灭火时分子中一部分键断裂需要吸收热量，同时化学反应链可阻止燃烧。
消耗氧气：
保护区内的喷射和火焰的存在降低的氧气的浓度，从而降低了燃烧的速度。
七氟丙烷灭火系统的优点有：
七氟丙烷灭火剂是毒性较低、无色、无味、无二次污染的气体，对人体产生不良影响的体积浓度临界值为9％，其最小设计灭火浓度为7％，因此，正常情况下对人体不会产生不良影响，可用于经常有人活动的场所，特别是它不破坏大气臭氧层，符合环境要求。
由于灭火浓度较低，因而储瓶数量较少，占地面积也较小，而且各项指标较为合理，系统功能完善、工作准确可靠，长期储存不泄露。
弊端：
该灭火剂在空气中存在时间约为30年，会产生一定的温室效应，而且因为灭火剂的释放必须在十秒种之内完成，达到灭火浓度，否则产生的酸性分解物对人体有害，对被保护设施也有腐蚀性，所以输送距离短，另外灭火剂造价也比较高。
二、CO2灭火系统
CO2是一种能够用于扑救多种类型火灾的灭火剂。
它的灭火作用主要是相对地减少空气中的氧含量，降低燃烧物的温度，使火焰熄灭，是物理形式的灭火剂。
CO2灭火剂以气液两相储存在容器内，高压CO2灭火系统最高储存压力接近15MPa，低压CO2灭火系统最高储存压力通常在2.38MPa。
启动时靠CO2自身的蒸汽压力推动喷放。
应用时可组成全淹没灭火系统和局部应用灭火系统、管网灭火系统和无管网灭火系统。
二氧化碳灭火系统的优点有：
灭火时不污染环境，对保护区不产生腐蚀和破坏作用，它适用于扑救各种可燃、易燃液体和固体物质火灾，CO2灭火系统技术成熟，应用广泛，而且CO2灭火系统能输送较远距离。
其较高的灭火浓度对人非常危险，不宜用于有人场所。
另外，在释放过程中的冷凝现象可能会对电子元件造成损害。
而且，在实际应用中通常采用高压液化储存的高压系统和低温储存的低压系统。
高压储存，需要的瓶组数目多，占地面积大，对运输管道和储存环境温度要求较严格，低压系统需要外设制冷设备，而且两种系统的造价都比较高。
三、烟烙尽（IG—541）
烟烙尽灭火剂由52％氮、40％氩、8％二氧化碳三种气体组成，比空气略重，属于惰性气体灭火剂，以气态储存，其储存压力为15MPa。
烟烙尽的灭火机理是通过降低防护区中的氧气浓度（由空气正常含氧量的21％降至12.5％），使其不能维持燃烧而达到灭火的目的，为物理反应，属被动灭火。
烟烙尽是一种绿色环保型灭火剂，在灭火时不会发生任何化学反应，不污染环境，无毒、无腐蚀，具有良好的电绝缘性能，不会对被保护设备构成危害，也无须延迟喷放，这是其它灭火剂所不具备的特点。
IG541混合气体灭火剂在42.8％的灭火浓度下，人或者动物不会感到不适应，这是由于此时保护区内的二氧化碳含量在4％～5％之间，提高了人或动物的呼吸频率，这样可以使人或动物氧气的摄入量与在正常空气下氧气摄入量保持一致。
另外，混合气体以设计浓度和空气混合后，可以在较长的时间内保持这一灭火浓度，即使保护区没有采取特别的密封措施，系统也能在20分钟后保持灭火所需的浓度。
另外灭火剂价格便宜，输送距离也很长，这对于保护相距较远的保护区十分有利，由于灭火气体可充分与空气混合，故能有效防止复燃。
但因是被动灭火，其灭火效果略差，其高压气态储存方式带来了储瓶数量大，占地面积大，系统造价高的缺点。
四、S型气溶胶灭火系统
S型气溶胶的灭火作用主要是化学方式。
S型气溶胶灭火剂平时以固态常压方式储存在容器内，启动时通过电点火器、引燃剂点燃催化固体气溶胶药柱，从而产生喷放气溶胶。
S型气溶胶灭火方式的应用为全淹没灭火，通常以无管网方式使用。
S型气溶胶灭火系统的优点有：
S型气溶胶灭火剂不破坏臭氧层，不会引起温室效应，灭火效率高，而且是常压储存。
S型气溶胶灭火剂释放时，喷口温度较高，会对喷口前1米内的人员和物体造成伤害，S型气溶胶灭火剂释放后，防护区内能见度比较低，影响人员的逃生，不适用于经常有人停留的场所。
五、超细干粉灭火系统
超细干粉灭火系统的灭火作用主要是化学方式，超细干粉灭火剂在释放前可稳定地储存在储料罐内，火灾发生时用隋性气体驱动粉体释放于着火空间，超细干粉在空气中有很好的分散性和漂浮性，无论喷头位置和喷射方向如何，在很短的时间内，灭火组分颗粒都可以很快地扩散到被保护空间的各个部位，快速地扑灭火灾，并将着火空间保护起来有效地防止火灾复燃。
超细干粉灭火技术的灭火方式为全淹没灭火，通常以无管网方式使用。
超细干粉灭火剂对大气环境无不良影响，既不会破坏臭氧层，也不会产生温室效应，具有无腐蚀、无污染，对人无毒、无害的特点；
而且不附带二次危害，保证了应用的安全性；
其灭火效率高、速度快、且易清除；
其价格也比较低廉。
超细干粉喷放时防护区内能见度比较底，影响人员逃生，不适用于经常有人停留的场所。
几种常用的气体灭火系统比较表
产品名称
性能指标
CO2
七氟丙烷（FM200）
S型气溶胶
超细干粉
烟烙尽（IG—541）
灭火效率
低
高
贮存状况
压力容器
常温常压
工程造价
较低
维护管理
复杂
简单
毒性
窒息
低毒
无
二次伤害
ODP（对臭氧层的损害潜能值）
GWP（温室效应潜能值）
1
0.6
ALT（合成物在大气中存留的寿命）
31
灭火机理
物理
化学
物理化学
发展程度
成熟
成型
正在发展
第三节常用的几种气体灭火系统设计
一、一般规定
1、采用气体灭火系统保护的防护区，其灭火设计用量或惰化设计用量，应根据防护区内可燃物相应的灭火设计浓度或惰化设计浓度经计算确定。
2、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
3、几种可燃物共存或混合时，灭火设计浓度或惰化设计浓度，应按其中最大的灭火设计浓度或惰化设计浓度确定。
4、两个或两个以上的防护区采用组合分配系统时，一个组合分配系统所保护的防护区不应超过8个。
5、组合分配系统的灭火剂储存量，应按储存量最大的防护区确定。
6、灭火系统的灭火剂储存量，应为防护区的灭火设计用量与储存容器内的灭火剂剩余量和管网内的灭火剂剩余量之和。
7、灭火系统的储存装置72小时内不能重新充装恢复工作的，应按系统原储存量的100%设置备用量。
8、灭火系统的设计温度，应采用20℃。
9、一个防护区设置的预制灭火系统，其装置数量不宜超过10台。
10、同一防护区内的预制灭火系统装置多于1台时，必须能同时启动,其动作响应时差不得大于2s。
11、单台热气溶胶预制灭火系统装置的保护容积不应大于160m3；
设置多台装置时，其相互间的距离不得大于10m。
12、采用热气溶胶预制灭火系统的防护区，其高度不宜大于6.0m。
13、热气溶胶预制灭火系统装置的喷口宜高于防护区地面2.0m。
14、热气溶胶预制灭火系统不应设置在人员密集场所、有爆炸危险性的场所及有超净要求的场所。
15、防护区划分应符合下列规定：
1）、防护区宜以单个封闭空间划分；
同一区间的吊顶层和地板下需同时保护时，可合为一个防护区；
2）、采用管网灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于800m2，且容积不宜大于3600m3；
3）、采用预制灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于500m2，且容积不宜大于1600m3。
16、防护区应设置泄压口，七氟丙烷灭火系统的泄压口应位于防护区净高的2/3以上。
17、防护区维护结构的耐火极限不应低于0.5H，吊顶的耐火极限不应低于0.25H。
18、防护区的维护结构承受内压的允许强不应小于1200Pa。
17、喷放灭火剂前，防护区内除泄压口外的开口应能自行关闭。
18、防护区的最低环境温度不应低于-10℃。
三、七氟丙烷气体灭火系统设计
1、图书、档案、票据和文物资料库等防护区，灭火设计浓度宜采用10%。
2、油浸变压器室、带油开关的配电室和自备发电机房等防护区，灭火设计浓度宜采用9%。
3、通讯机房和电子计算机房等防护区，灭火设计浓度宜采用8%。
4、防护区实际应用的浓度不应大于灭火设计浓度的1.1倍。
5、在通讯机房和电子计算机房等防护区，设计喷放时间不应大于8s；
在其它防护区，设计喷放时间不应大于10s。
6、设计灭火用量及灭火剂储存量计算：
6.1防护区灭火设计用量或惰化设计用量，应按下式计算：
式中
——
灭火剂设计剂用量或惰化设计用量（kg）；
灭火剂设计剂浓度或惰化设计浓度（%）；
灭火剂过热蒸汽在101KPa大气压和防护区最低环境温度下的比容（m3/kg）；
防护区的净容积（m3）；
海拔高度修正系数，在海拔高度不超过±
1000米范围内，取K=1。
6.2灭火剂过热蒸汽在101KPa大气压和防护区最低环境温度下的比容，应按下式计算：
防护区最低环境温度（℃）。
当设计浓度为8%时：
W=0.6339·
V（最低环境温度T取20℃）
当设计浓度为9%时：
W=0.7211·
当设计浓度为10%时：
W=0.811·
6.3系统灭火剂充装量按下式计算：
W0=W+△W1+△W2
式中W0—系统灭火剂储存量（kg）；
△W1—储存容器内的灭火剂剩余量（kg）；
△W2—管道内的灭火剂剩余量（kg）。
无管网式七氟丙烷灭火系统，△W1取3～5kg/瓶,△W2为0；
管网式七氟丙烷灭火系统，△W1取3～5kg/瓶,△W2按管网各支管与最短支管之间长度差值的容积量计算。
四、S型气溶胶灭火系统设计
1、S型气溶胶预制灭火系统的灭火设计密度不应小于灭火密度的1.3倍。
2、S型热气溶胶灭固体表面火灾的灭火密度为100g/m3。
3、通讯机房和电子计算机房等场所的电气设备火灾，S型热气溶胶的灭火设计密度不应小于130g/m3。
4、电缆隧道（夹层、井）及自备发电机房火灾，S型热气溶胶的灭火设计密度不应小于140g/m3。
5、在通讯机房、电子计算机房等防护区,灭火剂喷放时间不应大于90s,喷口温度不应大于150℃;
在其他防护区，喷放时间不应大于120s,喷口温度不应大于180℃。
6、灭火设计用量应按下式计算：
灭火剂设计用量（kg）；
灭火剂设计密度（kg/m3）；
防护区净容积（m3）；
容积修正系数。
＜500m3,
＝1.0；
500m3≤
＜1000m3,
＝1.1；
≥1000m3,
＝1.2。
五、超细干粉灭火系统设计
1、超细干粉灭火剂的最小灭火浓度为0.06kg/m3。
2、一般防护区，超细干粉灭火剂全淹没设计浓度不应小于最小灭火浓度的1.2倍；
油库、图书、档案库和文物资料库、电缆隧道等易产生复燃的场所，灭火剂全淹没设计浓度不应小于最小灭火浓度的1.5倍。
3、设计灭火用量及灭火剂储存量计算：
3.1超细干粉灭火剂设计用量m按下式计算：
灭火剂设计浓度（kg/m3）；
3.2超细干粉灭火剂实际用量M按下式计算：
灭火剂实际用量（kg）；
灭火剂剩余量（kg）；
3.3超细干粉灭火剂剩余量
按下式计算：
灭火剂喷射剩余率（%）；
第四节FM200气体灭火的组成与分类
一、系统组成：
FM200自动灭火系统由火灾报警系统、灭火控制系统、和灭火装置三大部分组成。
灭火装置由灭火储存装置和管网系统组成。
二、系统分类
该系统为全淹没系统，全淹没系统是指可扑灭保护区空高内任何一点火灾的一套装置。
全淹没系统分类：
1）单元独立系统：
是指用一套灭火剂储存装置保护一个防护区的管网灭火系统。
由灭火剂瓶组（由容器和容器阀组成）、高压管、液体单向阀、集流管、安全泻压装置、压力反馈装置、启动瓶组钢瓶（由容器、电磁启动装置组成）、喷头和气体输送管道等组成。
与火灾探测器、灭火控制器组成自动灭火装置，具有自动、手动、应急操作三种启动方式。
2）组合分配系统：
是指用一套灭火剂储存装置保护二个及二个以上防护区的管网灭火系统。
3）无管网灭火系统:
一种预制的\全淹没系统,独立成套.
三、组合分配系统
1．系统组成：
由灭火剂瓶组（由容器和容器阀组成）、高压管、液体单向阀、集流管、安全泄压装置、选择阀、气体单向阀、压力反馈装置、启动瓶组钢瓶（由容器、电磁启动装置组成）、喷头和气体输送管道等组成。
2、系统工作原理:
当选择阀对应的防护区发生火警，选择阀对应的驱动瓶打开，驱动气体通过控制管路，由启动汽缸把选择阀打开，同时，通过相应的气体单项阀去启动容器阀，灭火剂通过集流管、选择阀及管网释放。
3、系统主要部件：
1）．容器阀：
用来控制储气瓶内灭火剂排放的专用门，其启动方式有电动启动、气动气动以及应急机械启动，气动启动由驱动瓶组内的高压氮气所控制。
最大的工作压力5.3MPa，最小启动开启压力3.0Mpa。
2）．FM200瓶组：
用于储存及释放灭火剂的主要部件，按设计要求充装FM200气体和氮气，设计压力5.6Mpa。
3）．驱动瓶组及驱动阀。
驱动瓶用于封存气动氮气设计压力6.0MPa，驱动阀是实现电驱动和气动驱动的控制部件。
电磁启动器，火警时候，火灾控制器输出直流电流，启动电磁铁，电磁铁启动释放结构，使动作机构动作，闸刀刺破驱动阀门密封膜片，释放出控制气体。
紧急情况时，可用手指拉住保险扣拉手，将保险扣拉出，排击手动按钮，即可使动作机构动作，闸刀刺破驱动阀门密封膜片，释放出控制气体。
气启动器，由汽缸、活塞动作机构，自动复位机构组成。
火警时，控制气体，经气控管道进入气启动器即可使动作机构动作，闸刀刺破驱动阀门密封膜片，释放出控制气体。
4）、气体单向阀：
用于组合分配系统，火警时，相应的驱动瓶打开后，气体通过选择阀汽缸，打开选择阀继续通过气体单项阀进入气控管路，打开气体储存瓶。
5）、液体单向阀：
安装在集流管上，通过高压软管与储气瓶连接。
灭火剂通过液体单向阀进入集流管。
6）、安全阀，安装在集流管上，对集流管起过流保护作用。
7）．选择阀；
用于控制灭火剂喷向指定保护区域的控制部件。
紧急情况时，也可以手动扳动手柄，打开选择阀。
8）、集流管是灭火剂释放后的汇合管件，设计工作压力5.3Mpa。
9）、压力讯号发生器：
将系统中容器阀，或选择阀打开的信号反馈到自动控制部分的部件。
10）、高压软管：
系统中连接集流管与液体单向阀的连接管路，起到压力缓冲作用，采用软管连接给系统安装带来了很大的方便，同时增加了密封的可靠性。
11）．控制管路及管接头。
A控制气管，连接驱动阀与气启动器、选择阀汽缸之间的控制管路。
公称通径为φ6。
B低压泄漏阀用于释放驱动阀慢性泄漏出的驱动气体，防止驱动气体在控制管路中积聚，使气启动器误动作，当控制管路的压力值达到一定值（0.2MP）时，低压泄漏阀将自动关闭。
C三通连接头：
用于瓶组间的控制气管连接。
12）、气体管道连接件：
内外表面镀锌，设计压力15Mpa，经22.5Mpa水压强度试验。
13）、均为360度四孔全淹没喷头，喷头可以为带表面装饰罩及不带表面装饰罩。
4、系统参数：
充装密度≤1.15KG/L；
气瓶容积：
灭火剂储存瓶：
40L，70L，90L，120L，150L，180L。
启动钢瓶：
4L，7L，27L。
充装压力：
4.2MPa
最大压力5.3MPa
启动方式：
电启动
气动方式：
气体压力≥3.0MPa
应急机械手动启动：
机械操作力≤150N
启动气源：
氮气
工作压力：
6.0MPa
灭火剂喷放时间≤10S
选择阀安装高度≈900mm
三、无管网灭火系统
1）柜式灭火装置
优点：
施工、安装方便；
无需专用储瓶间。
使用灵活，外型美观。
适用于以下场所：
防护区容积小于300M2，面积小于100M2。
防护区要求装饰性高，不便或无法安装管网的防护区。
2）悬挂式灭火装置，适用于防护区面积较小的场所。
技术参数：
瓶组充装压力2.5Mpa，灭火器工作电源24V，1.0-1.2A。
第五节气体灭火系统的操作与控制
一、《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005中规定：
5.0.1采用气体灭火系统的防护区，应设置火灾自动报警系统，其设计应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116的规定，并应选用灵敏度级别高的火灾探测器。
5.0.2管网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。
预制灭火系统应设自动控制和手动控制两种启动方式。
5.0.3采用自动控制启动方式时，根据人员安全撤离防护区的需要，应有不大于30S的可控延迟喷射；
对于平时无人工作的防护区，可设置为无延迟的喷射。
5.0.4灭火设计浓度或实际使用浓度大于无毒害反应浓度（NOAEL浓度）的防护区和采用热气溶胶预制灭火系统的防护区，应设置手动与自动控制的转换装置。
当人员进入防护区时，应能恢复为自动控制方式。
防护区内外应设手动、自动控制状态的显示装置。
5.0.5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控制的转换装置应设在防护区疏散出口的门外便于
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