三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

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1、三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討南京理工大學(xué)路景志江蘇省消防局唐曉亮摘要：本文論述了三氟甲烷（HFC-23）氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)中滅火劑用量計(jì)算，管網(wǎng)壓力損失計(jì)算及噴頭型號(hào)的選擇方法。關(guān)鍵詞：三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算前言三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)是以三氟甲烷為滅火劑的自動(dòng)滅火系統(tǒng)。三氟甲烷（HFC-23）是一種無色無味的氣體，是潔凈的氣態(tài)化學(xué)滅火劑。它不含溴元素和氯元素，對(duì)大氣中的臭氧層無破壞作用，（即ODP=0），是哈龍產(chǎn)品優(yōu)秀的替代物之一。試驗(yàn)證明，三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)可以用來?yè)錅绻腆w表面火災(zāi)，可燃液體火災(zāi)、可燃?xì)怏w火災(zāi)和電氣火災(zāi)。三氟甲烷不導(dǎo)電，絕緣性好，特別是用來?yè)錅缤ㄓ崣C(jī)房、電氣設(shè)備

2、、磁帶和資料等保護(hù)區(qū)的火災(zāi)更為有利。三氟甲烷氣體是新型、高效、低毒滅火劑，NOAEL>50，遠(yuǎn)超過其滅火濃度，是哈龍?zhí)娲分凶畎踩臏缁饎?，可以用在有人工作的?chǎng)所。三氟甲烷滅火劑是液態(tài)貯存，氣態(tài)釋放，貯瓶間占用空間少，工程造價(jià)低，是惰性氣體滅火系統(tǒng)（如IG541）不能比擬的。三氟甲烷蒸氣壓力高，不需要氮?dú)饧訅嚎勺孕袊姺?，該氣體密度小，可適用于樓層很高和管網(wǎng)很大的工程，這是七氟丙烷滅火系統(tǒng)不能相比的。三氟甲烷不含固體粉塵油漬和腐蝕性膠狀物，滅火后現(xiàn)場(chǎng)沒有殘留物，不會(huì)造成對(duì)設(shè)備的污染或腐蝕。是氣溶膠滅火系統(tǒng)（如EBM、SDE等）難以做到的。此外，三氟甲烷滅火系統(tǒng)使用溫度范圍廣，環(huán)境溫度為

3、-20℃～50℃，在我國(guó)北方廣大寒冷地區(qū)使用，更能發(fā)揮其優(yōu)越性?？傊?，三氟甲烷滅火系統(tǒng)具有優(yōu)良的綜合性能，它使用方便，經(jīng)濟(jì)、合理，是哈龍?zhí)娲分凶顑?yōu)者。一、三氟甲烷的滅火原理及物理性能三氟甲烷滅火劑是一種化學(xué)滅火劑，它能在火焰的高溫中分解產(chǎn)生活性游離基，這些游離基參與物質(zhì)燃燒過程中的化學(xué)反應(yīng)，清除維持燃燒所必須的活性游離基OH、H等，并生成穩(wěn)定的分子，如HO、CO以及活性較低的游離基R等，從而對(duì)燃燒反應(yīng)起抑制作用，并使燃燒過程中的連鎖反應(yīng)鏈中斷而滅火。也就是說，這類滅火劑對(duì)物質(zhì)燃燒的化學(xué)反應(yīng)歷程實(shí)際上起著負(fù)催化劑的作用。滅火作用主要是化學(xué)作用過程。三氟甲烷（HFC-23）滅火劑是一種

4、無色無味的氣體，是潔凈的氣態(tài)化學(xué)滅火劑。它不含溴元素和氯元素，對(duì)大氣中的臭氧層無破壞作用，（即ODP=0），是哈龍產(chǎn)品優(yōu)秀的替代物之一。滅火藥劑HFC-23產(chǎn)品名稱FE-23開發(fā)者DUPONT分子式CHF3分子量70.01沸點(diǎn)℃-82臨界溫度℃25.9蒸發(fā)潛熱Kcal/Kg57.2滅焰濃度12.40%設(shè)計(jì)濃度14.90%滅火劑量（Kg/m3）0.52設(shè)計(jì)的上限濃度23.80%氧氣濃度16.00%ODP值0NOAEL50LOAEL>50LO50>65最大工作壓力（50℃）137Kgf/cm2噴射時(shí)間10秒充填比1.2~1.5二、防護(hù)區(qū)的劃分與管網(wǎng)布設(shè)1、防護(hù)區(qū)設(shè)置要求三氟甲烷的防護(hù)區(qū)為

5、全淹沒系統(tǒng)防護(hù)區(qū)。所謂防護(hù)區(qū)是指能滿足滅火系統(tǒng)要求的有限封閉空間。防護(hù)區(qū)的劃分應(yīng)根據(jù)封閉空間的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、數(shù)量和位置來確定。若相鄰的兩個(gè)或兩個(gè)以上封閉空間之間的隔斷不能阻止滅火劑流失而影響滅火效果，或不能阻止火災(zāi)蔓延，則應(yīng)將這些封閉空間劃分為一個(gè)防護(hù)區(qū)。三氟甲烷由于沸點(diǎn)低，液體密度和粘度小，輸送壓力高，所以傳送距離遠(yuǎn)。一般對(duì)保護(hù)區(qū)的大小、管網(wǎng)長(zhǎng)度和樓層高度無嚴(yán)格要求。經(jīng)過最遠(yuǎn)點(diǎn)噴頭壓力計(jì)算，只要滿足設(shè)計(jì)要求即可。對(duì)防護(hù)區(qū)環(huán)境溫度要求，一般認(rèn)為當(dāng)防護(hù)區(qū)內(nèi)溫度低于滅火劑沸點(diǎn)時(shí)，施放的滅火劑將以液態(tài)形式存在。防護(hù)區(qū)的溫度越低，滅火劑的汽化速度慢，這勢(shì)必延長(zhǎng)滅火劑在防護(hù)區(qū)內(nèi)均化分布時(shí)間，即影響

6、了它和火焰接觸、分解的時(shí)間，降低了滅火速度。同時(shí)，還會(huì)造成滅火劑的流失。為了保證全淹沒系統(tǒng)都能將建筑物內(nèi)的火災(zāi)全部撲滅，防護(hù)區(qū)的建筑物構(gòu)件應(yīng)有足夠的耐火時(shí)間，以保證在完全滅火所需時(shí)間內(nèi)，不致使初起火災(zāi)蔓延成大火。完成滅火所需要的時(shí)間，一般包括火災(zāi)探測(cè)時(shí)間、探測(cè)出火災(zāi)后到施放滅火劑之前的延時(shí)時(shí)間、施放滅火劑時(shí)間、保持滅火劑設(shè)計(jì)濃度的浸漬時(shí)間。保持滅火劑設(shè)計(jì)濃度所需浸漬時(shí)間如下表所示。若建筑物的耐火極限低于這一時(shí)間，則有可能在火災(zāi)撲滅前被燒壞，使防護(hù)區(qū)的密閉性受到破壞，造成滅火劑流失而導(dǎo)致滅火失敗。各種滅火劑保持設(shè)計(jì)濃度所需浸漬時(shí)間滅火劑名稱火災(zāi)類別浸漬時(shí)間HFC-227HFC-2313

7、011211可燃固體表面火災(zāi)≥10可燃?xì)怏w及甲、乙、丙液體火災(zāi)，電氣火災(zāi)≥1二氧化碳部分電氣火災(zāi)≥10固體深位火災(zāi)≥20為了防止保護(hù)區(qū)外發(fā)生的火災(zāi)蔓延到防護(hù)區(qū)內(nèi)，防護(hù)區(qū)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門窗的耐火極限不應(yīng)低于0.50h，吊頂內(nèi)不低于0.25h。防護(hù)區(qū)應(yīng)為密閉形式，如必須開口時(shí)，應(yīng)設(shè)置自動(dòng)關(guān)閉裝置，開口面積不應(yīng)大于防護(hù)區(qū)總表面積的3%，且開口不應(yīng)設(shè)在底面。在一個(gè)密閉的防護(hù)區(qū)內(nèi)迅速施放入大量的氣體滅火劑時(shí)，空間內(nèi)的壓強(qiáng)將會(huì)迅速增加。如果防護(hù)區(qū)建筑構(gòu)件不能承受這個(gè)壓強(qiáng)