七氟丙烷灭火系统课程设计

1、武汉科技大学防火防爆安全技术课程设计课题名称：某银行二三层七氟丙烷灭火消防系统设计专业名称：班 级：姓 名：学 号：目录1 前言 12 某银行七氟丙烷灭火系统简介 13 该灭火系统的相关计算 23.1 房间慨况 33.2 防护区设计药剂用量 33.3 气瓶选型及七氟丙烷配置用量 33.4 泄压口 33.5 主干网的平均设计流量 33.6 设计参数汇总 43.7 管径初选 43.8 校核管网 43.9 管网阻力损失计算 63.10 喷头等效空口面积计算及选型 73.11 设备材料清单汇总 84 小结 9参考文献 9、尸 、-前言卤代烷灭火剂灭火效率高、用量省、易汽化、空间淹没性好、洁净、不 导电

2、，对对扑灭高压电火灾尤佳，对油类、有机溶剂、精密仪器、文件档案 等火灾的火灾扑灭均有效。但是由于卤代烷灭火剂灭火过程中要产生卤素原子， 释放到大气中的卤 代烷灭火剂， 在太阳的紫外线辐射作用下， 也能分离出卤素原子， 对大气臭 氧层有破坏作用，所以为了减少这一破坏作用， 1987 年，英美等国家签署 了蒙特利尔条约，明确规定停止生产和使用卤代烷灭火剂， 我国在 1994 年签署该条约。常见的卤代烷灭火剂有七氟丙烷灭火剂。某银行七氟丙烷灭火系统简介1本设计采用了外贮式七氟丙烷灭火系统即备压式七氟丙烷灭火系统。其 特点是将七氟丙烷灭火剂和作为动力气体的氮气分别贮存在不同的容器 内。系统启动时， 高

3、压贮存的动力气体经减压阀减压后进入灭火剂瓶组， 使其内的压力迅速升高，并在灭火剂喷放期间维持一相对稳定的压力， 推动灭火剂快速流向喷嘴，实施喷放灭火。这种方式可根据管网的容积 来确定氮气的贮存量，以保证灭火剂喷放期间喷头的喷放压力。2此方式可大大减少管道内气、液双相流现象的发生，使灭火剂大部分处 于液相流动，改善了灭火剂的流动性能，能够是通径较小的管道输送较 多的灭火剂。以前的同类产品的孔板式减压仅具有静态减压的作用，灭 火剂的输送距离一般在 150m 左右，本系统采用了具有缓慢开启功能的 减压阀，灭火剂的输送距离可达 200m 左右。3 本设计的保护区分为：办公室 1、办公室 2、办公室 3

4、、办公室 4、办 公室 5 、办公室 6、办公室 7、办公区，设一套备压式七氟丙烷灭火系统。 系统采用自动、手动及机械应急启动三种控制方式。保护区均设二路独 立探测回路，当第一路探测器发出火灾信号时，发出警报，指示火灾发 生的部位，提醒工作人员注意；当第二路探测器亦发出火灾信号后，自 动灭火控制器开始进入延时阶段 （0-30s 可调），此阶段用于疏散人员 （声 光报警器等动作）和联动设备的动作（关闭通风空调、防火卷帘门等） ； 延时过后，向该保护区的驱动瓶发出灭火指令，电磁启动器动作打开启 动瓶组，释放启动气体， 通过启动管路打开相应的选择阀和灭火剂瓶组， 释放灭火剂灭火。当报警控制器处于手动

5、状态时，报警控制器只发出报 警信号，不输出动作信号，由值班人员确认火警后，按下报警控制面板 上的应急启动按钮或保护区门口处的紧急启停按钮，即可启动系统喷放 七氟丙烷灭火剂。4本设计采用全淹没管网备压系统，储瓶的增压压力（减压阀出口压力）为 4.2MPa（ 表压 ）。5防护区围护结构及门窗的耐火极限不应低于0.5h ，围护结构及门窗的允许压强不宜小于 1200pa. 储瓶间耐火等级不应低于二级，储瓶间应有单 独的通道，通道应直接通向疏散通道。6. 设计中每个防护区的管道独立，连接至气瓶间，喷头布置尽量保证各喷 头处的压力均衡，类似于游泳池进水管的布置。7. 本系统分有管网系统和柜式七氟丙烷灭火系

6、统， 对于办公室 1-7 和办公区 用有管网七氟丙烷灭火系统。对于剩下的 3 个办公区.该灭火系统的相关计算1. 房间概况最大房间面积 A=10.8*6=64.8 m2房间高度 B=3.6m房间容积 V=A*B=232.28 m3房间维护允许内压 Pf =1200 Pa海拔修正系数 k=1七氟丙烷 过热蒸汽在 101kpa 大气压和防 护区最 低环境温 度下比容 s=0.1269+0.000513*T=0.1269+0.000513*20=0.13716 m3/kgT-防护区最低环境温度，这里取 20 C防护区灭火设计剂浓度Ci，考虑建筑物防火等级，参考GB50370-2005,该系统选用 1

7、0%2. 防护区设计药剂用量W=k*v* G/s(100- G)=188.9kg对于柜式七氟丙烷灭火系统有：办公区 1 : w= k*v* Ci/s(100- Cj=68.24kg对于办公区 2 : w= k*v* C1/s(100- C1)=148.7kg对于办公区 3 : w= k*v* G/s(100- Cj=50.7kg3. 气瓶选型，七氟丙烷配置用量参照广东胜捷消防公司气体灭火产品技术资料选用 MJP-150 ( 150L)型钢 瓶3个，每个瓶子装70kg，每个瓶子药剂剩余量综合管网剩余量按 5 kg 计算，故本系统灭火剂用量W°=188.9+3*5=203.9 kg4.

8、泄压口泄压口面积 Fx(m2)=0.15Q x/Pf1/2 =0.15*18.89/12001/2 =0.082 m2Qx 灭火剂在防护区的平均喷放速率(kg/s)；这里的Qx =188.9/10=18.89 kg/s5. 主干网的平均设计流量Qw =w/t=188.9/10=18.89 kg/st-灭火剂喷放时间，本系统按10s计算；w-防护区灭火设计药剂用量6. 设计参数汇总表1设计主要参数系统防 护 区面积(m2)高度(m)设计浓度%设 计 喷 放 时 间s设 计 抑 制 时 间 min七氟丙 烷设计 用量kg七氟 丙烷 实际 用量kg使用 的储 瓶数(不 含备 用)个每 瓶 充 装 量

9、kg储 瓶 容积L泄压 口面 积m2办 公 室43.23.61010201262103701500.0657-办 公 室664.83.6101020188.92103701500.082办 公 室364.83.6101020188.92103701500.082办 公 室564.83.6101020188.92103701500.082本 公 司264.83.6101020188.92103701500.082办 公 室464.83.6101020188.92103701500.082办 公 室164.83.6101020188.92103701500.082办 公 区43.23.610102

10、0126210371500.0657. 管径初选当 Q 6.0kg/s时，D 12 20 . Q ；当 6.0kg/s Q 160.0kg/s 时，D 8 16 Q ；对于办公室7和办公区的支管，有Q=126/10=12.6 kg/s, 取D=40mm ;对于办公室 1 , 2,3,4,5,6 的支管有 Q=188.9/10=18.89 kg/s ,取D=50mm;8. 校核管网过程中点时储存容器内压力(绝对压力)Pm=PoVo/(Vo+W/2 Y+Vp)Vo=nV b(1- n YVo喷放前全部储存容器内的气相总容积m 3Vb-储存容器的容量m3 =0.15n-储存容器的个书 n=3耳一充装

11、量 kg/m 3n=70kg/150L=466.7 kg/mY-七氟丙烷液体密度20°C时为1407kg/m 3V0=nV b(1- n Y=3*0.15*(1-466.7/1407)=0.3 m 3P0灭火剂储存容器增压压力(绝对压力)4.2+0.1=4.3MPaVp 管网的管道内容积：L1=DN50，管道总长=(4.125+10.8+9+1.8+4+3) *6=196.35mL2=DN40,管道总长=(1.8+4+3+9+10.8) *2=65.45m故可以得出 Vp=0.468 m2 ；Pm=P°V0/(V0+W/2 y+V p)=1.545MPa ;9. 管网阻力损

12、失计算采用镀锌(无缝)钢管时有：ZP/L=5.75*10 5Q2/ 1.74+2*lg(D/0.12) 2*D 5汕一计算管段阻力损失MPaL-管道计算长度m为沿程长度与局部损失当量长度之和Q管道设计流量kg/sD管道内径mm结合表2 局部阻力损失当量长度(m)公称通径(mm)局部阻力损失当量长度90。弯头直通三通直路90°分支路201.50.20.51.7251.80.20.62.0322.20.30.72.5402.80.30.93.2503.50.41.14.0654.50.51.45.0805.20.61.75.81006.40.72.17.3高程压头Ph 10 6 g式中H

13、 过程中点时，喷头高度相对储存容器内液面的位差(单位：m)g重力加速度(m/s 2)Ph=0.0455MPa对于办公室7有：ZP=0.0194*( 4+1.8+4+3+3*2.2)=0.380MPa节点处喷头工作压力 Pc =1.545-0.380-0.0455=1.120MPa系统压力属于二级增压，即有 Pc>0.7MPa，2Pc> Pm故该管网管道选型满足规范要求对于办公室3和办公室6有：ZP=0.0135*( 4+9+4+2.8*3+3)=0.383MPa节点处喷头工作压力 Pc =1.545-0.383-0.0455=1.117MPa系统压力属于二级增压，即有 Pc>

14、0.7MPa，2Pc> Pm故该管网管道选型满足规范要求对于办公室2和办公室5有：ZP=0.0135*( 4+10.8+9+1.8+4+3+2.8*3)=0.554MPa节点处喷头工作压力 Pc =1.545-0.554-0.0455=0.946MPa系统压力属于二级增压，即有 Pc>0.7MPa，2Pc> Pm故该管网管道选型满足规范要求对于办公室1和办公室4有：ZP=0.0135*( 4+10.8+10.8+9+1.8+4+3+2.8*3)=0.670MPa节点处喷头工作压力 Pc =1.545-0.670-0.0455=0.830MPa系统压力属于二级增压，即有 Pc&

15、gt;0.7MPa，2Pc> Pm故该管网管道选型满足规范要求对于办公区有：ZP=0.0194*( 4+9*2+10.8*2+2.2*3+1.8+4+3)=0.714MPa节点处喷头工作压力 Pc =1.545-0.714-0.0455=0.786MPa系统压力属于二级增压，即有 Pc>0.7MPa , 2Pc> Pm故该管网管道选型满足规范要求10. 喷头等效空口面积计算喷头等效孔口面积应按下式计算：Fc Qc(3317)qc式中Fc 喷头等效孔口面积(cm2)；qc等效孔口单位面积喷射率(kg/s)/cm 2，可按本规范附录C采用。根据GB50370-2005有喷头保护高

16、度不宜大于6.5m，最大保护高度不宜 小于0.3m ;安装高度小于1.5m时，保护半径不宜大于4.5m，安装高度 不小于1.5m时，保护半径不宜大于7.5m，本工程安装高度定位3.3m 故对于办公室7 :查附录表C-2，增压压力为4.2MPa时，qc =4.85(kg/s)/cm 2Qc =126/10=12.6 kg/s ，Fc =12.6/4.85=2.60cm2根据附录D喷头规格和等效孔口面积应选择喷头规格代号为24，数量1个对于办公室3,6有:查附录表C-2，增压压力为4.2MPa时，=4.25(kg/s)/cm2Qc =188.9/10=18.89kg/s，Fc =18.89/4.2

17、5=4.44cm2根据附录D喷头规格和等效孔口面积应选择喷头规格代号为22，数量2个对于办公室2,5有：查附录表C-2，增压压力为4.2MPa时，qc =3.5(kg/s)/cm 2Qc =188.9/10=18.89kg/s， Fc =18.89/3.5=5.39 cm 2根据附录D喷头规格和等效孔口面积应选择喷头规格代号为22，数量2个对于办公室1,4有：查附录表C-2，增压压力为4.2MPa时，=3.05(kg/s)/cm2Qc =188.9/10=18.84kg/s， Fc =18.84/3.05=6.18 cm 2根据附录D喷头规格和等效孔口面积应选择喷头规格代号为26，数量2个对于

18、办公区有：查附录表C-2，增压压力为4.2MPa时，q。=3.5(kg/s)/cm2、Qc =126/10=12.6 kg/s ，Fc =12.6/3.5=3.6 cm 2根据附录D喷头规格和等效孔口面积应选择喷头规格代号为28，数量1个11. 设备材料清单汇总序号设备名称型号规格单位数量1150L储存装置MRJ-150-6瓶数32N2启动瓶MQP-8瓶数13电磁起动器SDF个14火火药剂HFC-227eaKg471.545高压释放软管MRG-50条36液流单向阀MYD-50个37低压泄漏阀个18集流管ZEJG-80/3根19控制气管QKG瓶数310压力信号器MYQ个111安全阀GFA个112储存瓶架MRJ-150-6套113喷头22个614喷头24个115喷头26个216喷头28个117管道DN40m65.4518管道DN50m196.351990。弯头r/d=1 ， r=40个62090。弯头r/d=1 ， r=50个182190。三通40 M0 X100个62290。三通50 X50 X100个223柜式气体灭火器ZMX-100个224柜式气体灭火器ZMX-150个1四小结七氟丙烷灭火系统的设计计算过程较复杂，设计过程中要注意结合相关 标准和公式，对于每一个管网应注意各个管网的阻力损失及高程损失，计算出喷头压力，参照国家标准，验算