气体灭火系统工程设计计算指南

1、气体灭火系统工程设计计算指南 二氧化碳灭火系统 七氟丙烷灭火系统重庆渝捷消防设备有限公司目 录 前言- 高压二氧化碳灭火系统-Ø 设计计算一般步骤-Ø 设计计算实例-Ø 渝捷公司二氧化碳灭火系统组件-10Ø 规范附录-11 七氟丙烷灭火系统-17Ø 设计计算一般步骤-17Ø 设计计算实例-19Ø 渝捷公司七氟丙烷灭火系统组件-23Ø 规范附录-25前 言本手册制定的目的是供用户和工程设计人员选用本公司气体灭火系统产品时作为借鉴和参考。本手册依据GB50163-93二氧化碳灭火系统设计规范（年版）、广东省标准DBJ1

2、5-23-1999七氟丙烷(HFC-227ea洁净气体灭火系统设计规范及重庆渝捷消防公司二氧化碳、七氟丙烷灭火系统说明书编制，并借鉴了本公司多年的工程经验。本手册对应用最广泛的二氧化碳、七氟丙烷灭火系统的全淹没灭火方式作介绍，对于其他类型灭火系统及局部灭火方式，我们欢迎用户和工程设计人员到本公司研讨。本手册介绍如有疏漏之处，一律以相关规范为准。重庆渝捷消防设备有限公司地址：重庆市渝中区大溪沟华信大厦9-7重庆市巴南区金竹工业圆电话63652438传真-mail：cqyjxf 高压二氧化碳灭火系统Ø 设计计算(全淹没的一般步骤一、

3、灭火剂用量计算：1、 据保护对象，确定灭火设计浓度；根据规范附录A选择。2、 计算防护区折算面积；AA30 AO(m3式中：A防护区内侧、底面、顶面的总面积mAO防护区开口总面积m3、 计算防护区容积；V=Vv-Vg (m3式中：V防护区容积m3Vg防护区非、难燃烧体总体积m3、计算防护区灭火剂设计用量；M=Kb(K1 A- K2V (kg式中：Kb物质系数K1面积系数，K1=0.2kg/mK2体积系数，K2=0.7kg/m3、计算系统储存量；MC=M+ MS + Mr (kg式中：MS储瓶内灭火剂剩余量kg, 一般取MS=8%M；Mr管道内灭火剂剩余量kg, 高压系统Mr=0。、选定灭火剂储

4、瓶规格及数量；二氧化碳灭火剂储瓶一般选用70L规格，其额定充装量45kg。N= MC /45二、管网计算：1、设定灭火剂喷放时间；t1min。2、设定喷头布置和数量；根据经验，取二氧化碳喷头安装间距小于6m；3、绘制管网平面布置图和管网系统图；4、计算管道的设计流量Q；5、初选管道通径；D= Kd*Q式中：Kd-管径系数；取值范围1.413.78Q管道设计流量kg/min6、计算管道的计算长度；管道计算长度为管道沿程长度和管件当量长度之和。管件的当量长度见规范附录B。7、计算管道终点压力；根据规范要求，管道起点压力取P0=5.17MPa，后段管道的起点压力取前段管道的终点压力；利用公式计算管道

5、终点Y值，以终点Y值查规范附录D求得管道终点压力P。公式：YZ=Y1+A*L*Q2+B（Z1-Z2）Q2 A=1/（0.8725*10-4*D5.25）B=495/D4 公式由规范（4.0.）式导出式中：Y压力系数（Mpa·Kg/m3），Y1为始端Y值，Y2为终端Y值Z密度系数Z1为始端Z值，Z2为终端Z值L管段计算长度（m）Q管段平均流量（Kg/min）8、计算高程压力损失；Ph=H* Kh （MPa）式中：H喷头高度相对储瓶液面的高度差mKh高程校正系数MPa /m，见规范附录E。9、计算喷头工作压力；P= P Ph式中： P管道终点压力MPa10、验算设计计算结果；计算结果应满

6、足下列条件：1）、P1.4 MPa11、计算喷头计算面积及喷头规格。F=Qi/ q0 （cm2）式中：Qi喷头设计流量kg/minq0喷头单位等效孔口面积喷射率kg/（min * mm2），根据喷头工作压力对照规范附录F查得。以F值查规范附录H，选用对应喷头规格代号。Ø 设计计算实例 设计计算条件有一发电机房，房间高度为3.9m，长6.4m，宽4m，拟设置用高压二氧化碳灭火系统按全淹没灭火方式进行保护（选用重庆渝捷消防设备有限责任公司产品）。 二氧化碳灭火系统设计计算书一、 计计算依据：、GBJ50193-93二氧化碳灭火系统设计规范(1999年版。二、 设计计算范围：柴油发电机房三

7、、 系统设置方式：采用全淹没灭火方式，设计成单元独立型灭火系统。四、 设计计算过程：（一）、灭火剂用量计算：1、确定设计灭火浓度C及浓度换算系数Kb：根据规范GB50193-93 附表A中规定：C=58% Kb=22、计算防护区折算面积：AA30 AO=(6.9*4+6.9*3.9+4*3.9*2+0=132.4m23、计算防护区空间实际容积：V=6.9*4*3.9100m34、计算灭火剂设计用量：M=Kb（K1A+ K2V）=2（0.2*132.4+0.7*100）193Kg5、计算系统储存量：MC=M+ MS193+0.08* 193=208kg6、选定储瓶规格和数量：选用渝捷公司70LC

8、O2储瓶（型号ZE45），每瓶充装45Kg。N= MC /45=208/454.62瓶，圆整取N=5瓶故实际灭火剂用量为Mc=5*45=225Kg（二）、管网计算：1、设定灭火剂喷放时间t：据规范要求，取t=1min2、设定喷头布置与数量：选用ETY型全淹没喷头，设定用喷头2只，沿长布置喷头。3、绘制管网平面布置图（略）和管网系统图（见附图）：4、计算各管段的设计流量：（）、储瓶出流管（0-1段）：Q0-1=M/5=38.6Kg/min（）、主管（1-2段）：Q1-2= M/t=193/1=193Kg/min（）、支管（2-3段）：Q2-3= Q1-2/2=193/2= 96.5Kg/min5

9、、计算管道通径：据规范公式D= KdQ得（）、储瓶出流管0-1段：DN=19 mm (渝捷公司产品给定（）、主管1-2段：D= 1.8193=25mm 取DN=25mm（）、支管2-3段：D= 1.896.5 = 17.7mm 取DN=20mm6、计算管段的计算长度：（）、0-1段：沿程长度：LY=2m （储瓶至液体单向阀沿长）当量长度：LD=7.5m （储瓶、高压软管、液体单向阀）计算长度：L=2+7.5=9.5m（）、1-2段：沿程长度：LY=2.2+1.8+40=44m当量长度：LD=0.85*2+1.74=3.44m （弯头及三通的侧通）计算长度：L=44+3.4=47.44m（）、2

10、-3段：沿程长度：LY=1.6+0.2=1.8m当量长度：LD=0.67 （弯头）计算长度：L=1.8+0.67=2.47m、算各管段终端压力：根据规范要求,高压二氧化碳灭火系统管网起点压力取P0= 5.17 MPa；利用公式：YZ=Y1+A*L*Q2+B（Z1-Z2）Q2 A=1/（0.8725*10-4*D5.25）B=495/D4 求各管段末端压力：（）、管段0-1：起点压力P0= 5.17Mpa以P0值查规范附录D：得Y0=0，Z0=0则A=1/（0.8725*10-4*195.25）=2.2*10-3B=495/194=3.8*10-3Y1=0+2.2*10-3*9.5*38.62+

11、3.8*10-3（Z1-0）*38.62=31.1+未定项 （因Z1值未知）忽略未定项，以Y1=31.1查附录D得Z1=0.002补充计算未定项：Y1=31.1+3.8*10-3（0.002-0）*38.6231.1以Y1=31.1查附录D得P1=5.13Mpa，Z1=0.02（）、管段1-2：A=1/(0.8725*10-4*255.25=5.2*10-4B=495/254=1.3*10-3Y2=31.1+5.2*10-4*47.44*1932+1.3*10-3（Z2-0.002）*1932=950+未定项忽略未定项，以Y2=950查附录D得Z2=0.86补充计算未定项：Y2=950+1.3

12、*10-3（0.86-0.002）*1932=991.5以Y2=991.5查附录D得P2=3.2Mpa，Z2=0.93（）、管段2-3：A=1/(0.8725*10-4*205.25=1.7*10-3B=495/204=3.1*10-3Y3=991.5+1.7*10-3*2.47*96.52+3.1*10-3（Z3-0.93）*96.52=1030.6+未定项忽略未定项，以Y3=1030.6查附录D得Z3=0.995补充计算未定项：Y3=1030.6+3.1*10-3（0.995-0.93）*96.52=1032.5以Y3=1032.5查附录D得P3=3.16MPa8、计算高程差压力损失：以P

13、=5.17Mpa查规范附录E得高程差压力损失为0.008Mpa/mPH=3.8*0.008=0.03Mpa9、计算喷头工作压力：Pc= P3- PH =3.16-0.03=3.13MPa10、验算设计计算结果：计算结果应满足下列条件：P1.4 MPa，满足要求，合格。11、计算喷头计算面积及选定喷头规格：（）、以P3=3.13 MPa查规范附录F得喷头单位面积喷射率：q0 =1.153Kg/min·mm2（）、喷头设计流量：Qi= Q2-3=96.5Kg/min（）、计算喷头等效单孔面积：F=Qi/ q0=96.5/1.153=83.7mm2（）、以F=83.7mm2查附录H，选用1

14、3#喷头对照渝捷公司CO2灭火系统说明书喷头型号，13#喷头对应型号为ETY-13。附表1：各种管径下的A、B值：规格DN19DN20DN25DN32DN40DN50DN65DN80DN100A2.2*10-31.7*10-35.2*10-41.4*10-44.5*10-51.4*10-53.5*10-61.2*10-63.6*10-7B3.8*10-33.1*10-31.3*10-34.7*10-41.9*10-47.9*10-52.8*10-51.2*10-55*10-5注：本表为本公司根据公式计算出来的数据。 七氟丙烷灭火系统Ø 设计计算(全淹没的一般步骤一. 灭火剂用量计算：

15、1、 根据保护对象，确定灭火设计浓度C；根据规范附录A选择，其中：1）、图书、挡案、票据、文物资料库等，C=10%2）、油浸变压器、配电房、燃油发电机房，C=8.3%3、通讯机房、电子计算机房，C=8%2、 计算防护区容积V；3、 计算防护区灭火剂设计用量；W=K*V*C/S*(100-C (kg式中：C防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计浓度七氟丙烷蒸汽比容，额定设计温度下，=0.13716m3/kg防护区净容积m3海拔修正系数，查规范附录，一般取=14、 选定灭火剂储瓶规格及数量；七氟丙烷灭火剂储瓶有60L、90L、100L、120L、150L、180L六种规格。5、 计算系统储存量；WC=W

16、+ W1+ W2 (kg式中：W1储瓶内灭火剂剩余量kgW2管道内灭火剂剩余量kg，均衡管网或只含一个封闭空间的防护区的非均衡管网可不计该项。6、 计算储瓶充装率；= WC(n* Vb (kg/m3式中: n储瓶数量Vb储瓶容积m3二. 管网计算：1、 设定灭火剂喷放时间；通讯机房和电子计算机房t不大于S,其他防护区t不大于S。2、 设定喷头布置和数量；当保护高度h<1.5m,喷头保护半径不大于4.5m；当保护高度h1.5m, 喷头保护半径不大于7.5m。3、 绘制管网平面布置图和管网系统图；4、 计算管道平均设计流量Q；5、 初选管道通径DN；按平均设计流量及采用管道阻力损失为0.00

17、3至0.02MPa/m查图选择管径。6、 计算管道的计算长度L；管道计算长度为管道沿程长度和管件当量长度之和。管件的当量长度见附录。7、 计算管道容积Vp；8、 选用储存容器增压压力P0；管网短，储瓶充装率低时，选P0=2.6 MPa（绝压）管网长，储瓶充装率高时，选P0=4.3MPa（绝压） 9、 计算全部储瓶喷放前气相容积；V0 = n* Vb *(1-/ （m3）式中：七氟丙烷液体密度，20时=1407kg/m3 10、 计算“过程中点”储瓶内压力；Pm= P0 *V0/ (V0+W/2+ Vp （MPa）式中：Vb管网容积m311、 计算管路阻力损失；分段对管道进行阻力损失计算；Pab

18、=(P/L ab*L ab （MPa）式中：Pab计算管段阻力损失MPa(P/L ab计算管段单位长度阻力损失MPamL ab管道计算长度12、 计算高程差压力损失；Ph=10-6*H*g （MPa）式中：H喷头高度相对“过程中点”时储瓶液面的差mg重力加速度9.81 mS13、 计算喷头工作压力；P= Pm (P Ph式中：P管道阻力损失之和MPa14、 验算设计计算结果；计算结果应满足下列条件：1）、P0.8 MPa（绝压）2）、PPm/2（绝压）如不满足上述条件，应减小储瓶充装录或加大管道通径。15、 计算喷头计算面积及喷头规格。F=Q/ q （cm2）式中：Q喷头设计流量kg/Sq喷头

19、单位孔口面积流量kg/S*cm2，根据喷头工作压力对照渝捷公司七氟丙烷灭火系统说明书内喷头流量特性曲线表查得。以F值查渝捷公司七氟丙烷系统喷头型号表，选用对应喷头型号规格。Ø 设计计算实例 设计计算实例有一电子计算机房，房间高度3m，长9m，宽5m，拟设置用七氟丙烷灭火系统按全淹没灭火方式进行保护(选用重庆渝捷消防设备有限公司产品。 七氟丙烷灭火系统设计计算书一. 设计计算依据：、DBJ15-23-1999七氟丙烷HFC-227ea洁净气体灭火系统设计规范。二. 设计计算范围：电子计算机房三. 系统设置方式：采用全淹没灭火方式，设计成单元独立型灭火系统。四. 设计计算过程：（一）、灭

20、火剂用量计算：1、 确定灭火设计浓度：取C=8%2、 计算防护区容积：V=9*5*3=135 m33、 计算防护区灭火剂设计用量：W=K*V*C/S*(100-C1*135*8/0.13716*(100-8 =85.6 kg 4、 选定灭火剂储瓶规格及数量：根据W=85.6 kg，选用100L储瓶1只。5、 计算系统储存量：WC=W+ W1+ W2 W1=4kg，W2=0故：WC=85.6+ 3.5+ 089 kg6、 计算储瓶充装率；= WC/(n* Vb =89/(1*0.1=890kg/m3（二）、管网计算：1、 设定灭火剂喷放时间：计算机房取t=8S 2、 设定喷头布置和数量：选用渝捷

21、公司MPT径向射流型喷头，设定用喷头2只。3、 绘制管网平面布置图（略）和管网系统图（见附图）；4、 计算管道平均设计流量：储瓶出流管0-1：Q0-1= W/n/t=86/1/8=10.75 kg/S主管1-2：Q1-2=W/t=86/8=10.75kg/S支管2-3：Q2-3= Q1-2/2=10.75/2=5.375 kg/S5、 初选管道通径、计算管道的计算长度及容积，附管网参数表如下：管段编号管道通径DN(mm沿程长度L(m计算长度L(m管道截面积(m2管段容积V(m3管网总容积VP(m3主管1-2402028.81.256*10-30.0250.027支管2-3322.34.58.038*10-40.002储瓶出流管0-140略46、 选用储存容器增压压力；选用P0=4.3 MPa（绝压）7、计算全部储瓶喷放前气相容积；V0 = n* Vb *(1-/ 1*0.1*(1-890/1407 =0.037 m38、计算“过程中点”储瓶内压力；Pm= P0 *V0/ (V0+W/2+ Vp=4.3*0.037/(0.03