高大房间HFC－23气体灭火系统的应用

1、高大房间气体灭火系统的应用【关键词】高大房间,气体灭火【摘要】随着国民经济的发展，新建建筑更加追求美观、多功能，各种新型设备的种类越来越多，设备体积也越来越大，给消防保障工作提出了更多、更新的要求。 随着国民经济的发展，新建建筑更加追求美观、多功能，各种新型设备的种类越来越多，设备体积也越来越大，给消防保障工作提出了更多、更新的要求。下面试着以北京燃气指挥大厅为例，讨论一下气体灭火系统在高大房间的应用。这个指挥大厅承担着北京市燃气集团的生产指挥调度任务，内部设有多种先进的电子设备，尤其是设有一块大型显示屏，屏幕的宽：10.30米，高：4.05米，这样就增加了房间的高度。由于这个指挥大厅要求具有

2、很高的安全保障，因此采用固定气体灭火系统进行保护。指挥大厅按房间高度划分可以分为两个区域，安装显示屏的区域相当于两层的高度，层高为：9.10米，其中吊顶高度：6.40米，面积为：280平方米；另一侧单层层高为：3.60米，面积为：131平方米。本系统有两个气体灭火保护区：分别为指挥调度大厅和调度会商室。调度会商室位于指挥调度大厅单层部分的楼上，面积为128平方米，层高为5.5米。气瓶间位于会商室旁边，是一个宽度只有1.4米，面积为16.5平方米的狭长房间。可以看到指挥调度大厅是一个体积超过2000立方米、吊顶距地面超过6米的高大房间。保护这个空间只能采用全淹没气体灭火系统，指挥调度大厅的装修要

3、求较高，力求美观，不允许在房间的底部设有喷嘴，只能在吊顶上布设喷嘴。根据以上工程具体情况，我们采用了HFC23气体灭火系统。灭火剂三氟甲烷（CHF3）是采用杜邦（DUPONT）公司开发并生产的。采用这种灭火剂的主要原因是由于这种灭火剂的气体密度较低，适用于吊顶高度较高的房间，完全可以将喷嘴设在吊顶上，保护整个指挥调度大厅。三氟甲烷的物理性能：分子量 70.1 沸点（） -82.1 NFPA2001标准状态下的密度（Kg/M3） 1.2507蒸气压（25） 4.73Mpa临界温度 （） 26 NFPA2001ODP 0GWP 9100 IPCC1994年报告值稳定性（年） 264NOAEL 50

4、% NFPA2001LOAEL 50% NFPA2001LG50 65% NFPA2001惰性化浓度（甲烷） 20.20% NFPA2001惰性化浓度（丙烷） 20.20% 灭焰浓度 12.40% 日探公司标准NRL 12.00% NFPA2001NMERI 12.60%Fenwal 12.00%GLCC 12.70%热分解生成气体（10秒喷射） 20-30ppm 日探公司热分解生成气体（30秒喷射） 100200ppm 日探公司三氟甲烷灭火浓度为12.4，取20的安全系数，设计浓度为14.9，灭火剂重量浓度为0.52Kg/ M3。三氟甲烷具有如下特点：首先是具有很高的安全性，对臭氧层没有破坏

5、。原气体的毒性非常低，基本没有安全问题，从它的NOAEL、LOAEL、LG50值就可以看到。另外它的灭火浓度和NOAEL、LOAEL、LG50值相距很远，同时在具体设计过程中，还有一个设计浓度的上限值：23.8，只要低于这个上限值（一般都达不到），保护区内的氧气浓度就可以保持在16以上，更加保证人员的安全。由于蒸气压力高，在常温（20）下具有42Kg/cm2的储存压力，因此不需要氮气加压。由于它的沸点较低（82.1），在低温状态下储存压力非常高，因此还可以适用于寒冷地区的气体灭火保护。气体密度在新型灭火气体中最小，可以适应于吊顶较高的保护区域。三氟甲烷是一种无色无嗅的气体，绝缘性能良好，适应于

6、电气火灾时使用。保护指挥调度大厅这样大空间保护区，最重要的一点是保证在10秒内将灭火剂完全、均匀地喷射到保护区内。经计算大厅的灭火剂用量为1580Kg，在10秒钟内喷射完成，必须合理地布置管路，才能完成。为了保证喷射时间我们按如下方式布置管道和喷嘴，我们将指挥大厅分为三个区域：大厅显示屏区域、吊顶区域、大厅单层区域。将这三个区域单独敷设管路，由集流管上直接分为三条管道，分别送到各个区域。由于本系统为两个保护区（指挥调度大厅和调度会商室），需使用分配组合系统，因此集流管上设有四个选择阀。各区域的管路布置：大厅显示屏区域最重要，因为它的喷气量最大，喷嘴最多，也是重要设备最多的区域，因此我们采用了平

7、衡管路布置，在吊顶上方均匀布置十六个吊顶型喷嘴。在吊顶区域内采用非平衡管路，沿着两侧墙边设置六个侧墙型喷嘴，以躲避吊顶内的风道。大厅单层区域采用非平衡管路布置，在吊顶上布置六个吊顶型喷嘴。经过程序计算，三个区域的管径分别为：大厅显示屏区域主管道DN150、吊顶区域主管道DN100、大厅单层区域DN100。这三根管道同时喷放才能保证灭火剂10秒钟喷射完毕。 为了保证按时喷放灭火剂，就必须有一个完善、可靠的启动方式，根据指挥调度大厅所需的灭火剂的数量1580Kg，可以计算出本系统的气瓶数量为29瓶（55Kg/68升），另一保护区调度会商室需要8瓶灭火剂。气瓶间内储存29瓶灭火剂，在集流管上设有四个

8、选择阀，分别为：指挥大厅的显示屏区域DN150、指挥大厅吊顶区域DN100、指挥大厅单层区域DN100、调度会商室DN80。选择阀下方安装了三个启动气瓶。本系统的启动方式为气动启动方式，由控制盘发出的启动信号打开启动气瓶的瓶头阀，启动气瓶内的气体通过启动管道，依次打开相应区域的选择阀和灭火剂气瓶。本系统为了提供启动的准确性和安全性，为指挥调度大厅这个保护区设置了两个启动气瓶：一个启动气瓶用于打开指挥大厅的三个选择阀，通过启动管道让这三个选择阀同时打开；另一个启动气瓶用于打开灭火剂气瓶，在设备布置方面由于启动气瓶离灭火剂气瓶较远、离选择阀较近，因此可以做到先打开选择阀后打开灭火剂气瓶，使灭火剂能

9、够顺利通过选择阀喷射到指挥调度大厅内。调度会商室保护区设有一个启动气瓶。对于大空间保护区的气体灭火系统还有一点也十分主要，就是排气装置。大空间保护区灭火之后的排气，很难象小型保护区那样采用自然排风的方法，必须使用机械排风。这需要建筑专业和暖通专业的配合，最大的难度在于让相关专业理解机械排风的重要性。灭火之后的废气对人员、设备以及建筑都具有很大的危害性和腐蚀性，应该在灭火之后一小时之内排出，所以排风机、风道、风口应该按照每小时两次以上的换气量进行设计。并且应该考虑火灾发生后正常用电在一小时内不能恢复时，应能通过紧急电源启动排风系统的可能性。另外需注意的是，排风口应布置在保护区的下方。还有就是排风系统的控制及排风管道的阀门释放操作，应在保护区外进行。另