三氟甲烷灭火系统技术规程.doc

i CECS ：2013 中国工程建设标准化协会标准 三氟甲烷灭火系统技术规程 Technical specification for trifluoromethane extinguishing systems (征求意见稿) 三氟甲烷灭火系统技术规程编制组 2012 年 12 月 ii 前 言 根据中国工程建设标准化协会（2006）建标协字第 28 号文 关于印发中国工程建设标准化协会 2006 年第二批标准制、修 订项目计划的通知要求，由公安部天津消防研究所会同有关单 位共同编制完成三氟甲烷灭火系统技术规程(征求意见稿) 。 在本规程“征求意见稿”起草过程中，编制组进行了调查和 专题研究，总结了我国三氟甲烷灭火系统研究、生产、设计和使 用的科研成果及工程实践经验，参考了国内外相关标准，完成征 求意见稿并经广泛征求意见，在对反馈意见分头处理后，编制组 集体定稿。 本规程共分 7 章 4 个附录，内容包括：总则、术语和符号、 系统设计、系统组件、操作与控制、安全要求、施工及验收、维 护管理和附录等。 本规程主编单位、参编单位和主要起草人名单： 主编单位：公安部天津消防研究所 天津盛达安全科技有限责任公司 参编单位：天津大学环境科学与工程学院 广东省公安消防总队 甘肃省公安消防总队 天津市公安消防总队 云南省公安消防总队 天津市建筑设计院 iii 深圳捷星工程实业有限公司 云南天霄系统集成消防安全技术有限公司 广东胜捷消防企业集团有限公司 广州市番禺振兴消防设备有限公司 国安达消防科技（厦门）有限公司 主要起草人： 三氟甲烷灭火系统技术规程编制组 2012 年 12 月 iv 目目 次次 1 总 则 1 2 术语和符号 2 2.1 术 语.2 2.2 符 号.3 3 系统设计 6 3.1 一般规定6 3.2 设计计算9 4 系统组件 13 4.1 储存装置13 4.2 选择阀14 4.3 管道及其附件14 4.4 喷 头.14 5 操作与控制 15 6 安全要求 16 7 施工及验收、维护管理 17 附录 A 设计浓度 18 附录 B 管网分支结构.19 附录 C Y、Z 和 、q0值 .20 附录 D 等效孔口尺寸 21 本规程用词说明 22 引用标准名录 23 附：条文说明 25 v Contents 1 General provisions.1 2 Terms and symbols2 2.1 Terms2 2.2 Symbols3 3 System design 6 3.1 General requirements6 3.2 Design calculation9 4 System components 13 4.1 Storage devices .13 4.2 Selector valves 14 4.3 Pipes and fittings14 4.4 Nozzles 14 5 Operation and control .15 6 Safety requirements .16 7 Installation, acceptance and maintenance .17 Appendix A Design concentration 18 Appendix B Network branching structure18 Appendix C Value of Y、Z 、 and q018 Appendix D Equivalent orifice size 19 Explanation of wording in this specification 22 List of quoted standards23 vi Attached: Explanations of provisions 24 1 1 总总 则则 1.0.1 为了规范使用三氟甲烷灭火系统，减少火灾危害，保护 人身财产安全和生态环境，制定本规程。 1.0.2 本规程适用于新建、扩建、改建工程及生产和储存装置 中设置的三氟甲烷灭火系统的设计、施工及验收、维护管理。 1.0.3 三氟甲烷灭火系统的设计、施工及验收，应遵循国家的 有关方针和政策，积极采用新材料、新技术、新工艺，做到安全 可靠、技术先进、经济合理。 1.0.4 三氟甲烷灭火系统的设计、施工及验收，除应符合本规 程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 2 术语和符号术语和符号 2.1 术术 语语 2.1.1 三氟甲烷灭火系统 trifluoromethane extinguishing system 灭火剂为三氟甲烷的气体灭火系统。 2.1.2 防护区 protected area 满足全淹没灭火系统要求的有限封闭空间。 2.1.3 全淹没灭火系统 total flooding extinguishing system 在规定的时间内，向防护区喷放设计规定用量的灭火剂，并 使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。 2.1.4 保护对象 protected object 局部应用灭火系统保护的目的物。 2.1.5 局部应用灭火系统 local application extinguishing system 以设计喷射率向保护对象直接喷射灭火剂，并持续一定时间 的灭火系统。 2.1.6 组合分配灭火系统 combined distribution extinguishing system 用 1 套灭火剂储存装置通过管网的选择分配，保护 2 个及以 上防护区和/或保护对象的灭火系统。 2.1.7 预制灭火系统 pre-engineered system 按一定的应用条件，将灭火剂储存装置和喷放组件预先设计、 组装成套且具有联动控制功能的灭火系统。 2.1.8 灭火浓度 flame extinguishing concentration 在 101kPa 大气压和规定的温度条件下，扑灭某种火灾所需 灭火剂在空气与灭火剂混合物中的最小体积百分比。 2.1.9 惰化浓度 inerting concentration 3 在 101kPa 大气压和规定的温度条件下，能抑制空气中任意 浓度的可燃气体或易燃可燃液体蒸气的燃烧或爆炸发生所需灭火 剂在空气与灭火剂混合物中最小体积百分比。 2.1.10 浸渍时间 soaking time 在防护区内维持设计规定的灭火剂浓度，使火灾完全熄灭所 需的时间。 2.1.11 充装系数 filling factor 储存容器内灭火剂的质量与容器容积之比。 2.1.12 泄压口 pressure relief opening 灭火剂喷放时，防止防护区内压超过允许压强，泄放压力的 开口。 2.1.13 全淹没灭火系统喷放时间 discharge time of total flooding extinguishing system 从喷头喷出 95灭火剂设计用量所用的时间。 2.1.14 注册数据 registered data 法定机构出具的检验数据。 2.2 符符 号号 AX泄压口面积； C设计浓度； D 管道内径； dT喷头等效孔口直径； F喷头孔口面积； H海拔； i 迭代计算次数； KD管径系数； KH海拔修正系数； KV淹没系数； 4 LJ管道附件当量长度； LY管道几何长度； L管道计算长度； MC灭火剂储存量； MR储存容器内灭火剂剩余量； M灭火剂设计用量； Nb 安装在计算管段下游的喷头数量； N系统喷头数量； 喷头规格代号； Pb计算管段首端节点压力； Pe计算管段末端节点压力； Pe计算管段末端节点校正前压力； PX围护结构的允许压强； Q 管道流量； Q0 干管流量； Qi单个喷头的设计流量； QT喷头流量； q0单位孔口面积的喷放率； S灭火剂比容 ； T防护区最低环境温度； t喷射时间； Vg防护区内柱等建筑结构的总体积 ； Vv防护区容积； V防护区净容积 ； Yb计算管段首端节点压力系数； Ye计算管段末端节点校正前压力系数； Zb计算管段首端节点密度系数； Ze计算管段末端节点校正前密度系数； 管道流向与水平面所成的角； 5 T喷头流量系数； g灭火剂气体密度（kg/m3） ； i计算管段内灭火剂密度； X常态下泄放混合物的密度； 泄压口缩流系数。 6 3 系统设计系统设计 3.1 一般规定一般规定 3.1.1 三氟甲烷灭火系统适用于扑救下列火灾： 1 电气火灾； 2 固体表面火灾； 3 液体火灾或可熔固体火灾； 4 灭火前能切断气源的气体火灾。 3.1.2 三氟甲烷灭火系统不适用于扑救下列火灾： 1 硝化纤维、硝酸钠等氧化剂及含氧化剂的化学制品火灾； 2 活泼金属，如钾、钠、镁、钛、锆、铀等火灾； 3 金属的氢化物，如氢化钾、氢化钠等火灾； 4 能自行分解的化学可燃物质，如过氧化物、联胺等火灾； 5 固体物质深位火灾。 3.1.3 启动灭火系统之前或同时，必须切断可燃、助燃气体的 气源。 3.1.4 防护区应符合下列要求： 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，应合为一个防护区。 2 防护区围护结构承受内压的允许压强，不宜低于 1 200 Pa。 3 防护区围护结构及门窗的耐火极限均不应低于 0.5 h，吊 顶的耐火极限不应低于 0.25 h。 7 4 灭火时防护区应保持密封条件，除泄压口外，其他开口 及用于该防护区的通风机和通风管道中的防火阀等在喷放灭火剂 前，应能自动关闭。 3.1.5 全淹没灭火系统设计应符合下列规定： 1 存在可燃气体、可燃易燃液体蒸气爆炸危险的防护区， 应采用惰化设计浓度；其他火灾危险的防护区，应采用灭火设计 浓度。 2 灭火设计浓度不应小于 1.3 倍灭火浓度，实际应用浓度不 应大于灭火设计浓度的 1.1 倍；惰化设计浓度不应小于 1.1 倍惰 化浓度。 3 几种可燃物共存时，设计浓度应按其中最大者确定。 4 设计浓度可按附录 A 取值。 5 全淹没喷头类型、数量及其布置应使防护区内的灭火剂 分布均匀，并使喷放不引起易燃液体飞溅。喷头宜贴近防护区顶 面，距顶面的距离不宜大于 0.5m。 6 喷放时间不应大于 10s；木材、纸张、织物等固体表面火 灾，宜采用 20min；其他火灾浸渍时间不应小于 10 min。 7 同一防护区，当设计 2 套及以上管网时，集流管可分别 设置，系统启动装置必须共用。各管网上喷头流量均应按同一设 计浓度、同一喷放时间进行设计。 8 防护区应设置泄压装置，其位置应在防护区净高的 2/3 以 上，并宜设在外墙上。 9 1 个防护区设置的预制灭火系统不得超过 10 套；当设置 2 套及以上时，必须能同时启动，其动作响应时差不得大于 2s。 3.1.6 保护对象应符合下列要求： 1 保护对象周围的空气流动速度不应大于厂家灭火注册数 据。 2 当保护对象为可燃液体时，液面至容器缘口的距离不得 8 小于 150 mm。 3.1.7 局部应用灭火系统设计应符合下列规定： 1 保护对象计算面积应按被保护对象水平投影面四周外扩 1m计算。 2 在喷头和保护对象之间，喷头喷射角范围内不应有遮挡 物。 3 局部应用喷头选择应依据厂家注册数据，喷头到被保护 对象表面距离、喷头射程、保护面积和设计流量（喷射速率）综 合确定。 4 喷头布置应遵循使计算面积内不留空白原则。 5 设计喷射时间不应小于30 s；有下列情况之一者，应根据 试验结果增加喷射时间： 1）对于需要较长的冷却期，以防止复燃的任何危险的情 况。 2）对于燃点温度低于沸点温度的液体和可熔化固体的火 灾。 3.1.8 2 个及以上的防护区或保护对象，可采用组合分配系统。 1 个组合分配系统所保护的防护区和/或保护对象不应超过 5 个。 组合分配系统的灭火剂储存量，应按储存量最多的防护区或 保护对象确定。 31.9 灭火系统在 72h 内不能重新恢复工作时，或不能间断保 护时，应按该系统储存量的 100%设置备用量。 3.1.10 管网布置应符合下列规定： 1 管网布置宜设计为均衡系统，均衡系统的管网布置应符 合下列规定： 1）各个喷头平均设计流量应相等； 2）管网的第 1 分流点至各喷头的管道等效长度间的最大 差值不应大于 10 %。 9 2 管网中不得采用四通管件分流。 3 三通分流应在同一水平面，各管道附件中点之间的距 离应大于 10 倍管道内径，见附录 B。 4 三通直流流量与支流流量比不应大于 85/15。 3.1.11 压力计算应符合下列规定： 1 管网起点应取虹吸管下端，管网起点计算压力应取 3.73 MPa。 2 管道节点压力计算可按本规程第 3.2.5 条执行。 3 计算得喷头入口压力不得小于 1.0 MPa。 3.2 设计计算设计计算 3.2.1 灭火剂设计用量应按下列公式计算： M = (3.2.1-1) 1 i VH N i Qt VKK 局部应用 全淹没 KH(-1000H4500)=5.440210-9H2 -1.204810-4H+1 (3.2.1-2) KV= (3.2.1-3) C C 100S V S=0.3164+0.0012T (3.2.1-4) V=VV-Vg (3.2.1-5) 式中：M灭火剂设计用量 (kg)； KH海拔修正系数； KV淹没系数 (kg/ m3)； V防护区净容积 (m3)； N系统喷头数量； Qi单个喷头的设计流量 (kg/s)，取生产厂家注册数据； 10 t喷射时间 (s)； C设计浓度 (%)； S灭火剂比容 (m3/kg)； T防护区最低环境温度 ()； H海拔 (m)； Vv防护区容积 (m3)； Vg防护区内建筑结构的总体积 (m3)。 3.2.2 管道流量计算应按符合下列规定： 1 全淹没灭火系统支管流量按比例分配，干管流量按下式 计算： Q0 =0.95M/t (3.2.2-1) 2 局部应用灭火系统管道流量应按下式计算： Q= (3.2.2-2) b N i i Q 1 式中：Q0 干管流量 (kg/s)； Q 管道流量 (kg/s)； Nb 安装在计算管段下游的喷头数量。 3.2.3 管道尺寸可按下列公式计算： D = KDQ0.5 (3.2.3-1) L=LY+LJ (3.2.3-2) LJ=f(D) (3.2.3-3) 式中：D 管道内径(mm)，取系列值； KD管径系数，取值范围 921 ； Q管道流量(kg/s)； L管道计算长度，m； LY管道几何长度，m； LJ管道附件当量长度，m，取厂家注册值。 3.2.4 灭火剂储存量应按下列公式计算： 11 MC=M+ MR (3.2.4) 式中：MC灭火剂储存量(kg)； MR储存容器内灭火剂剩余量(kg)。 3.2.5 管道节点压力可按下式计算： Pe= Pe - 9.8110-6 iLy sin (3.2.5-1) Pe =fP(Ye ) （按附录 C 取值） (3.2.5-2) Ye =Yb+ +(Ze-Zb) 25.58 2 10424.2D QL 4 26 10782.1 D Q (3.2.5-3) Ze =fZ(Ye) （按附录 C 取值） （3.2.5-4) i =f(Pb+Pe)/2 （按附录 C 取值） (3.2.5-5) 式中：Pe计算管段末端节点压力（MPa） ； Pe计算管段末端节点校正前压力（MPa） ； Ye计算管段末端节点校正前压力系数（MPakg/m3） ； Yb计算管段首端节点压力系数（MPakg/m3） ； Ze计算管段末端节点校正前密度系数； Zb计算管段首端节点密度系数； Pb计算管段首端节点压力（MPa） ； i计算管段内灭火剂密度（kg/m3） ； 管道流向与水平面所成的角() ，取90； Q管道流量（kg/s） ； 相对误差； i 迭代计算次数。 3.2.6 喷头尺寸可按下列公式计算： F = QT/q0 (3.2.6-1) q0 = f(PT) (3.2.6-2) = dT/0.79375 (3.2.6-3) 12 dT = 4 TF/(0.98)0.5 (3.2.6-4) 式中：F喷头孔口面积（mm2） ； QT喷头流量（kg/s） ； q0在 PT压力下，单位孔口面积的喷放率（kg/(smm2)） ， 按附录 C 取值； 喷头规格代号，按附录 D 取值； dT喷头等效孔口直径（mm） ； T喷头流量系数，取厂家注册数据。 3.2.7 泄压口面积可按下式计算： AX = (3.2.7-1) XXg P Q /2 0 X2.9334 C1.204(1-C) (3.2.7-2) 式中：AX泄压口面积（m2） ； X常态下泄放混合物的密度（kg/m3） ； PX围护结构的允许压强（Pa） 。 g灭火剂气体密度（kg/m3） ，取 2.9334 ； 泄压口缩流系数，取厂家注册数据。 13 4 系统组件系统组件 4.1 储存装置储存装置 4.1.1 管网灭火系统储存装置应由储存容器、容器阀、高压软 管、单向阀、安全泄放装置、集流管和检漏装置等组成。 预制灭火系统应由储存容器、容器阀、检漏装置、安全泄放 装置和喷放组件等组成。 4.1.2 储存容器及其组件的公称工作压力不应小于系统最大工 作压力；储存容器的充装密度不得大于 760kg/m3。储存容器或容 器阀上应设安全泄放装置，安全泄放装置的动作压力，应符合 气体灭火系统及部件GB25972 规定。 4.1.3 储存装置的设置应符合下列规定： 1 储存装置宜设在专用储存容器间内，局部应用灭火系统 的储存装置可设置在固定的安全围栏内。 2 同一防护区或保护对象的各储存容器，其规格、尺寸、 灭火剂充装量应一致。 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、充装量和充装日期等。 4 储存装置的布置应便于操作、维修及安装，操作面之间 的距离不宜小于 1 m，且不应小于储存容器外径的 1.5 倍。 4.1.4 备用量的储存容器应与主用量的储存容器连接在同一系 统管网上，并应能切换使用。 4.1.5 在容器阀和集流管之间的管道上应设置单向阀；容器阀 与集流管之间应采用高压软管连接。在集流管的封闭管段上应设 置安全泄放装置，其泄压动作压力应符合气体灭火系统及部件 GB25972 的规定。 14 4.1.6 专用的储存容器间应符合惰性气体灭火系统技术规程 CECS 312:2012 第 4.1.5 条的规定。 4.1.6 固定的安全围栏应符合 CECS312:2012 第 4.1.6 条的规定。 4.2 选择阀选择阀 4.2.1 选择阀应符合 CECS312:2012 第 4.2 节的规定。 4.3 管道及其附件管道及其附件 4.3.1 管道及其附件应符合 CECS312:2012 第 4.3 节的规定。 4.4 喷喷 头头 4.4.1 喷头应符合 CECS312:2012 第 4.4 节的规定 15 5 操作与控制操作与控制 5.0.1 操作与控制应符合气体灭火系统设计规范GB50370 的有关规定。 16 6 安全要求安全要求 6.0.1 安全要求应按 GB50370 的规定采用。 17 7 施工及验收、维护管理 7.0.1 三氟甲烷灭火系统的施工及验收应按气体灭火系统施 工及验收规范GB 50263 的规定采用。维护管理内容按 GB 50263 中高压二氧化碳灭火系统的要求执行。 7.0.2 灭火系统管道的水压强度试验压力应取 13.7 MPa；气压 强度试验压力取 10.96 MPa。气密性试验压力应取水压强度试验 压力的 2/3。 18 附录附录 A 设计浓度设计浓度 三氟甲烷 HFC-23 设计浓度可按表 A 取值；表内未列出的物 质，应经试验确定其灭火浓度或惰化浓度，然后乘以安全系数得 灭火设计浓度或惰化设计浓度。 表 A. 设计浓度 可燃物 灭火设计浓度 （%） 惰化设计浓度 （%） 甲烷 22.2 丙烷 18.522.2 丙酮17.2 乙醇 20.9 乙酸乙酯 17.4 煤油17.2 甲醇 23.7 甲苯 13.7 变压器油 16.2 A 类危险物表面火灾 19.5 机房、通讯机房 16.2 19 附录附录 B B 管道分支结构管道分支结构 (a)(b) (c)(d) (e)(f) (g) 当采用文丘里 管时，L10D 90 L10D 0 90 0 管道附件中点之间的距离应大于 10 倍管道内径（10D） 20 附录附录 C Y、Z、和和 q0值值 表 C Y、Z、和q0值 P(MPa) Y(MPakg/m3) Z(kg/m3) q0(kg/(smm2) 3.7300879.94280.078 3.726.13350.0081862.34730.0772 3.6109.53000.0355806.21720.0736 3.5187.49890.0636753.74690.0702 3.4260.39230.0926704.6650.0669 3.3328.53640.1225658.71810.0636 3.2392.23250.1533615.66990.0605 3.1451.75960.1850575.30080.0576 3507.37520.2178537.40700.0547 2.9559.31720.2517501.79980.0519 2.8607.80560.2868468.30520.0493 2.7653.04330.3232436.76270.0467 2.6695.21830.3609407.02540.0442 2.5734.50410.4001378.95830.0418 2.4771.06150.4409352.43870.0395 2.3805.03960.4835327.35460.0372 2.2836.57690.5280303.60460.0350 2.1865.80200.5745281.09700.0329 2892.83490.6233259.74900.0308 1.9917.78790.6746239.48630.0288 1.8940.76610.7286220.24230.0268 1.7961.86840.7858201.95730.0249 1.6981.18780.8464184.57780.0231 1.5998.81250.9109168.05630.0213 1.41014.82620.9799152.34980.0195 1.31029.30841.0540137.41980.0178 1.21042.33491.1341123.23130.0161 1.11053.97831.2211109.75240.0145 1.01064.30801.316496.9530.0129 注：i管段内灭火剂密度，(kg/m3)；q0单位孔口面积的喷放率， (kg/(smm2)，其中流量系数为 0.98。 21 附录附录 D 等效孔口尺寸等效孔口尺寸 表 D 等效孔口尺寸 喷头规格代号等效单孔直径d（mm）等效孔口面积F（mm2） 10.790.49 1.51.191.11 21.591.98 2.51.983.09 32.384.45 3.52.786.06 43.187.92 4.53.5710.00 53.9712.37 5.54.3714.97 64.7617.81 6.55.1620.90 75.5624.25 7.55.9527.83 86.3531.67 8.56.7535.75 97.1440.08 9.57.5444.66 107.9449.48 118.7359.87 129.5371.26 1310.3283.63 1411.1196.99 1511.91111.34 1612.70126.68 1814.29160.33 2015.88197.94 2217.46239.50 2419.05285.03 3225.40506.71 4838.101140.09 6450.802026.83 22 本规程用词说明本规程用词说明 1 为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度 不同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的用词： 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“不得” 。 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词： 正面词采用“宜” ，反面词采用“不宜” 。 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用 “可” 。 2 本规程中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为 “应符合的规定”或“应按执行” 。 23 引用标准名录引用标准名录 气体灭火系统施工及验收规范 GB 50263 气体灭火系统设计规范 GB 50370 惰性气体灭火系统技术规程 CECS312:2012 气体灭火系统及部件 GB 25972 24 中国工程建设标准化协会标准 三氟甲烷灭火系统技术规程 CECS ：2013 条条 文文 说说 明明 25 目 录 3 统设计统设计 29 3.1 一般规定29 3.2 设计计算29 4 系统组件系统组件 37 4.1 储存装置37 7 施工及验收、维护管理施工及验收、维护管理 38 26 3 统设计统设计 3.1 一般规定一般规定 3.1.1 和 3.1.2 这两条内容等效采用气体灭火系统物理性能 及系统设计第 1 部分：般要求ISO14520-1:2006 和洁 净灭火剂灭火系统NFPA2001:2008 标准的技术内涵；沿用了我 国气体灭火系统国家标准的表述方式。 应该注意：凡纸张、木材、塑料、电器等固体类火灾，本规 程都指扑救表面火灾而言，所作的技术规定和给定的技术数据， 都是在此前提下给出的；也就是说，本规程的规定不适用于固体 深位火灾。 3.1.3 参照二氧化碳灭火系统设计规范GB50193-93 制定。 3.1.4 和 3.1.5 参照 NFPA2001:2008 和气体灭火系统设计规 范GB50370-2005 制定。 3.1.6 和 3.1.7 ISO14520-2006:2006 中未提及局部应用灭火系 统，NFPA2001:2008 提及局部应用灭火系统，但很原则。本条参 照 NFPA2001:2008 和二氧化碳灭火系统NFPA12:2005 制定。 3.1.8 参照 GB50193-93 制定。 3.1.9 等效采用 GB50370-2005。 3.1.10 参照 GB50370-2005 和干粉灭火系统设计规范 GB50347-2004 制定。 3.1.11 参照 GB50193-93 制定。是否增加来源。 27 3.2 设计计算设计计算 3.2.1 和 3.2.2 全淹没灭火系统计算式等效采用 ISO14520，局 部应用灭火系统计算式等效采用 GB50193。 3.2.4 参照 GB50193-93 制定。 3.2.5 本条为管网系统压力计算。管网系统压力和流量密切相 关，它们之间的关系推导可参考如下： 三氟甲烷在高压储瓶与低压储瓶灭火系统管道内流动均是气 液两相流，这是考虑三氟甲烷阻力损失计算方法的基础。根据气 液两相流理论，以可压缩流体等熵流动并计入摩擦损失为假设条 件去建立管段中的三氟甲烷运动方程式。 为方便起见，在管道中取长度为 dl 的微元管段，可研究在这 微元管段中定常流动的气液流所受的作用力，其中摩擦力与管壁 切向应力有关，见图 1。 图 1 微元管段 根据动量定理，有： FvvQ 12 式中：流体密度， 流量，Q 流段前断面平均流速， 1 v 28 流段后断面平均流速， 2 v 流段上的外力。F 将上式分别代入对应量，并略去二阶以上的小量，同时考虑 管段切向应力（其中为沿程阻力系数）以及动能修 2 0 8 v 正系数对动能的影响，整理可得下式： = 2 1 p p dp 2 2 4 2 2 1 2 1 D Q dl D d l l 令，并将其定义为压力系数， 2 1 p p e dpY ,并将其定义为密度系数， 2 1 2 1 ln d Ze 式中：20时的初始喷放压力（MPa） 1 P 管道内任一点的压力（MPa） 2 P 压力为处的三氟甲烷密度（kg/m3） 1 1 P 压力为处的三氟甲烷密度（kg/m3） 2 2 P 分别将、代入上式可得： e Y e Z 2 2 4 2 2 1 D Q dl D ZY l l ee 可令，易知就是管段计算长度，从而， 2 1 l l dlLL LDZ YD Q e e 816 52 2 根据希弗林松公式，圆管紊流沿程阻力系数 25 . 0 11 . 0 D k 式中：工业管道当量粗糙度，mm；k 29 管径，单位为 mm。D 对于的取值一般为 1.051.10，为了安全起见，考虑消防 喷管的湍流程度可知管道中三氟甲烷做紊流流动，紊流中每个断 面流速越均匀化，就越接近 1.0，故可考虑取为 1.05。 分别代入与的取值并考虑变量单位，最终得出管道平均计算 流量的计算公式为： LZD YD Q e e 25 . 1 25 . 5 8 2 0432 . 0 10424 . 2 式中：流量，kg/sQ 管径，mm D 压力系数，MPakg/m3 e Y 密度系数 e Z 管道计算长度，mL 任一管段末端的节点校正前压力系数设定为，管段首端节 e Y 点的压力系数设定为，且同时设定管段首端节点密度系数和末 b Y 端节点校正前密度系数为和。将和 b Z e Z be YYY 同时代入上式可得： be ZZZ )( 10424 . 2 0432 . 0 10424 . 2 48 2 25 . 5 8 2 bebe ZZ D Q D QL YY 管道内三氟甲烷压力系数和密度系数的计算。 将上述压力和密度的关系式分别代入公式中 2 1 p p e dpY 即可计算各被测点的压力系数。 30 同理，对于密度系数的计算，在特定 2 1 2 1 ln d Ze 充装系数下，起始喷放压力已知，且此时的初始喷放点密度已知， 只要算出管路中不同点的对应密度，便可得密度系数值。 3.2.7 参照惰性气体灭火系统技术规程CECS312:2012 制定。 泄压口缩流系数 随泄压口大小及墙壁厚度不同而改变，一般情 况下 取 0.6。 下面用一个实例，介绍三氟甲烷灭火系统设计的计算演算下面用一个实例，介绍三氟甲烷灭火系统设计的计算演算： 有一通讯机房，长 11m，宽 5.2 米，高 3.6m，海拔 1000m。 设计采用三氟甲烷灭火系统进行保护。 1）确定灭火设计浓度 依据本规程附录 A 中规定，取=16.2%C 2）计算保护空间实际容积 =115.23.6=205.92(m3)V 3）计算灭火剂设计用量 依据本规程中规定，M=KHKVV，其中 924 2 9343 3 3 5.4402 101.2048 101 5.4402 10101.2048 10101 0.8850 0.31640.0012 0.31640.001220 0.3404m / kg 1 100 16.21 10016.20.3404 0.5679(kg / m ) H V KHH ST C K C S A （ （ （ 31 HV 0.88500.5679205.92 103.50 kg MKK V （ 4）设定灭火剂喷放时间 依据本规程中规定，取 =10st 5）设定喷头布置与数量 设定喷头为 2 只；按保护区平面均匀布置喷头 6）选定灭火剂储存容器规格，数量及灭火剂储存量 根据 M=103.50kg，选用 70L 储存容器 2 只，瓶底余量取 1.4kg/瓶。则灭火剂储存量：MC= 103.50+21.4+0=106.3（kg） 每只储存容器内灭火剂储存量为 53.15kg，充装系数 760kg/m3。 7）绘出系统管网计算图（图 2） b a d e c 计算长度(2+0.5)m 含高压软管DN32 计算长度(2.5+1.5)m 含引升管DN32 2m 0.6m0.7m 1.2m 2.75m2.75m 20m 图 2 管网计算图 8）计算管网中设计流量 32 主干管： 0 0.95/ 0.95 103.5/10 9.82(kg / s) QMt 支管： 0 / 2 9.82 / 2 4.91(kg / s) g QQ 储存容器出流量： 2 103.5 2 10 5.81(kg / s) p M Q t 9）计算管径（KD=12） D= KDQ00.5=129.820.5=37.6（mm） 选择 DN40 管道 D= KDQg0.5=124.910.5=26.6（mm） 选择 DN32 管道 10）计算管道长度（当量长度按附录 B 取值） ab 段：计算长度 Lab=2.5+1.5+2+0.5=6.5（m） bc 段：计算长度 Lbc=0.6（m） cd 段：计算长度 Lcd=0.7+1.2+20+1.6+1.6=25.1（m） de 段：计算长度 Lde=2.75+1.4+3.1=7.25（m） 12）计算管道压力损失 ab 段： 由附表 C 可查得，Ya0，Za=0，Pa=3.73MPa 33 262 85.254 262 85.254 1.782 10 2.424 10 6.55.181.782 105.18 0(0) 2.424 103232 90.16 baba b b LQQ YYZZ DD Z Z 未定项（因未定），忽略未定项。 以 Y b=90.16（MPakg/m3）查附表 C 可得 Zb=0.0291。补充 计算未定项 62 4 62 4 3 1.782 10 1.782 105.18 90.16(0.02910) 32 91.48 (MPa kg / m ) bbba Q YYZZ D A 由附表 C 可查得，Pb=3.62MPa P 2 3.733.62 2 3.68MPa ab PP P （） 由附表 C 可查得，i=851.1213（kg/m3） 6 hY 6 bbh 9.81 10sin 9.81 10851.12132 0.02 (MPa) 3.623.60 3.60(MPa) i PL PPP bc 段： 依据 Pb =3.60MPa，由附表 C 可查得，Y b=109.53, Zb=0.0355 34 262 85.254 262 85.254 1.782 10 2.424 10 0.65.181.782 105.18 109.53(0.0355) 2.424 104040 112.11 cbcb c c LQQ YYZZ DD Z Z 未定项（因未定），忽略未定项。 以 Y c=112.11（MPakg/m3）查附表 C 可得 Zc=0.0364。补 充计算未定项 62 4 62 4 3 1.782 10 1.782 105.18 112.11(0.03640.0355) 40 112.13 (MPa kg / m ) cccb Q YYZZ D A 由附表 C 可查得，Pc=3.60（MPa） cd 段： 262 85.254 262 85.254 1.782 10 2.424 10 25.1 9.821.782 109.82 112.13(0.0364) 2.424 104040 499.83 dcdc d d LQQ YYZZ DD Z Z 未定项（因未定），忽略未定项。 以 Y c=499.83（Mpakg/m3）查附表 C 可得