IG-541滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算方法.doc

1、IG-541 滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算方法一前言IG-541 是近年來得到廣泛應(yīng)用的性能較為優(yōu)越的一種“潔凈氣體 ”滅火劑。它是由52%氮?dú)猓?40%氬氣和 8%二氧化碳組成的混合氣體。密度略大于空氣，無毒，無色，無味，惰性，無腐蝕性，且不導(dǎo)電，既不支持燃燒又不和大部分物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，所以可稱為純天然的潔凈氣體滅火劑。IG-541 的滅火機(jī)理屬于物理滅火方式。施放后靠把氧氣濃度降低到不能支持燃燒來撲滅火災(zāi)。正常情況下，室內(nèi)空氣中含有 21%的氧氣和小于 1%的二氧化碳。一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)，如果能將著火房間內(nèi)氧氣的濃度降低到 15%以下，大部分普通可燃物就會(huì)停止燃燒。另一方面，將 IG-541 氣體噴放到

2、保護(hù)區(qū)后，在氧氣濃度降低到 12.5% 以下的同時(shí)，還可使二氧化碳的濃度提高到 4%左右。大氣中二氧化碳濃度的增加可加快人體呼吸速率和加大吸收氧氣的能力。也就是說，用二氧化碳來刺激人體更深和更快的進(jìn)行呼吸，從而可補(bǔ)償環(huán)境氣氛中較低的氧濃度，使處于室內(nèi)的人員生存條件大大改善，不至于因窒息而死亡。由于 IG-541 是由大氣中存在的氣體混合組成的，所以它既沒有臭氧耗損潛能值（ ODP）。也不會(huì)對(duì)地球的溫室效應(yīng)產(chǎn)生影響，更不會(huì)產(chǎn)生具有長久大氣壽命的化學(xué)物質(zhì)。從環(huán)保角度講是一種較為理想的潔凈滅火劑。同時(shí)它也是一種有效的滅火劑，用全淹沒方式能撲滅封閉空間的 A 類表面火， B 類易燃液體火災(zāi)及C 類電氣

3、火災(zāi)。但是，由于 IG-541 是單相氣體滅火劑，所以它不能作局部噴射使用，也不能以滅火器方式使用。與其他氣體滅火系統(tǒng)相比，IG-541 滅火系統(tǒng)所用的滅火劑體積相當(dāng)大，因而需要更多的儲(chǔ)氣瓶和更粗的管道。此外，它的管道壓力也特別高。如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，噴放時(shí)還會(huì)因管道中的 IG-541 氣體流速達(dá)到音速而產(chǎn)生音障，流動(dòng)受到很大的阻力；超過音速時(shí)所產(chǎn)生的爆震還會(huì)使系統(tǒng)遭到破壞。應(yīng)用范圍：IG-541滅火系統(tǒng)適用于撲救下列火災(zāi)：可燃液體和可熔化固體的火災(zāi)；可燃?xì)怏w的火災(zāi)；可燃固體的表面火災(zāi)；電氣火災(zāi)。IG-541滅火系統(tǒng)適用于保護(hù)封閉空間的場所，其典型火災(zāi)危險(xiǎn)場所：電氣和電子設(shè)備室；通訊設(shè)備室；國家

4、保護(hù)文物中的金屬、紙絹質(zhì)制品和音像檔案庫；易燃和可燃液體儲(chǔ)存間；噴放滅火劑之前可切斷可燃、助燃?xì)怏w氣源的可燃?xì)怏w火災(zāi)危險(xiǎn)場所；經(jīng)常有人工作的防護(hù)區(qū)。IG-541不適用于撲救下列火災(zāi)：硝化纖維、火藥等含氧化劑的化學(xué)制品火災(zāi)；鉀、鈉、鎂、鈦、鈾、鋯等活潑金屬火災(zāi)；氫化鉀、氫化鈉等金屬氫化物火災(zāi)。由于 IG-541 滅火系統(tǒng)具有很多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，因而近年來國內(nèi)外使用日益廣泛。但是，如果不能進(jìn)行快速、精確的設(shè)計(jì)計(jì)算，這種系統(tǒng)的滅火可靠性就無法保證。遺憾地是，IG-541 滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法迄今仍被國外個(gè)別產(chǎn)品供應(yīng)商所控制。因此，我國迄今還無法編制出自己的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IG-541 滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

5、方法。不久前，作為地方性工程建設(shè)規(guī)范， 上海市制訂了 “惰性氣體 IG-541滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程”。不過這套技術(shù)規(guī)程中也未能提供管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算方法。因此，我國唯一的這套地方性IG-541 工程設(shè)計(jì)規(guī)程中針對(duì)我國的具體情況還是只能無奈地規(guī)定： “IG-541 系統(tǒng)管網(wǎng)流體計(jì)算應(yīng)為氣體單相流，并宜采用專用的計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算。設(shè)計(jì)單位和產(chǎn)品供應(yīng)商應(yīng)對(duì)計(jì)算結(jié)果負(fù)責(zé)?！痹谶@套規(guī)程的條文說明中又進(jìn)一步說：“這樣的計(jì)算用手工來完成是不可能的。因此規(guī)定宜采用計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算。同時(shí)考慮到這樣的計(jì)算機(jī)軟件并未商業(yè)化，多數(shù)掌握在產(chǎn)品供應(yīng)商手中，一般的設(shè)計(jì)單位暫時(shí)還無法取得。因此規(guī)定設(shè)計(jì)單位和產(chǎn)品供應(yīng)商共同對(duì)計(jì)算結(jié)果負(fù)責(zé)?！?/p>

6、我們是首批通過國家認(rèn)證的63 家軟件企業(yè)之一， 也是國內(nèi)唯一專業(yè)從事消防工程軟件開發(fā)的單位。對(duì)于IG-541 滅火系統(tǒng)，我們的主要任務(wù)就要要打破國際壟斷，獨(dú)立解決問題并取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，使我國的IG-541 滅火系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)、更可靠、更迅速地獨(dú)立自主地發(fā)展起來。我們希望我國的 IG-541 滅火系統(tǒng)硬件生產(chǎn)企業(yè)能和我們共同努力，盡快地打破 IG-541技術(shù)的國際壟斷?，F(xiàn)在，我們自主研究開發(fā)的這套 IG-541 滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和在此基礎(chǔ)上開發(fā)的 IG-541 滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算軟件已經(jīng)獲得了知識(shí)產(chǎn)權(quán)；即將投放市場。二、系統(tǒng)組件及要求1.系統(tǒng)組件IG-541 全淹沒滅火系統(tǒng)主要由儲(chǔ)存鋼瓶，鋼瓶

7、架，啟動(dòng)鋼瓶，減壓裝置，選擇閥組成。儲(chǔ)存裝置宜由儲(chǔ)存容器、容器閥、高壓軟管、單向閥、安全泄壓閥、集流管和壓力指示器等組成并由支架固定。2.組件的基本要求A儲(chǔ)存容器應(yīng)能承受最高環(huán)境溫度下滅火劑的儲(chǔ)存壓力，儲(chǔ)存容器上應(yīng)設(shè)泄壓裝置。對(duì)于主、備用系統(tǒng)或組合分配系統(tǒng)，應(yīng)在集流管上的封閉管段上設(shè)置安全泄壓裝置。當(dāng)儲(chǔ)存絕對(duì)壓力為15MPa（20）時(shí)，其泄壓動(dòng)作壓力值應(yīng)為20.625 1.031MPa。B儲(chǔ)存容器應(yīng)設(shè)壓力指示器。 當(dāng)儲(chǔ)存容器中充裝的IG-541 壓力損失超過 10%時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充。C備用量的儲(chǔ)存容器應(yīng)與系統(tǒng)管網(wǎng)相連，應(yīng)能與主儲(chǔ)存容器切換使用。D儲(chǔ)存容器上應(yīng)設(shè)耐久的固定標(biāo)牌， 標(biāo)明每個(gè)儲(chǔ)存容器的

8、編號(hào)、 容積、充裝壓力和充裝日期等。E儲(chǔ)存容器間宜靠近防護(hù)區(qū)或有人值班處，其出口應(yīng)直通室外或疏散走道；儲(chǔ)存容器間的室內(nèi)溫度應(yīng)為0-50，并應(yīng)保持干燥和良好通風(fēng)，避免陽光直接照射；F組合分配系統(tǒng)中，每個(gè)防護(hù)區(qū)都應(yīng)設(shè)置能自動(dòng)啟動(dòng)的選擇閥。當(dāng)一個(gè)防護(hù)區(qū)設(shè)有二個(gè)以上選擇閥時(shí)，應(yīng)有確保手動(dòng)啟動(dòng)裝置同時(shí)開啟的措施。G滅火劑輸送管道應(yīng)采用GB/T8163輸送流體用無縫鋼管 。H.滅火劑輸送管道可采用螺紋連接、法蘭連接或焊接。公稱直徑等于或小于 80mm 的管道，宜采用螺紋連接；公稱直徑大于 80mm 的管道，宜采用法蘭連接。三、防護(hù)區(qū)1.防護(hù)區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門、窗的耐火極限不應(yīng)低于 0.50h，吊頂?shù)哪突饦O限不

9、應(yīng)低于 0.25h；防護(hù)結(jié)構(gòu)及門窗的允許壓強(qiáng)不宜低于 1.2kPa；2.防護(hù)區(qū)不宜有不能關(guān)閉的開口。開口面積應(yīng)小于防護(hù)區(qū)總表面積的3%，且不能設(shè)置在底面。防護(hù)區(qū)內(nèi)與其它空間相通的開口，除泄壓口外，應(yīng)能在滅火劑噴放前自動(dòng)關(guān)閉；否則應(yīng)將防護(hù)區(qū)擴(kuò)大到與之相通的空間或采取防止或補(bǔ)償滅火劑流失的措施；3.應(yīng)確定防護(hù)區(qū)預(yù)期最高和最低環(huán)境溫度，以計(jì)算所需要的滅火劑量。對(duì)于通常有人工作的防護(hù)區(qū)應(yīng)注意在預(yù)期最高環(huán)境溫度時(shí)計(jì)算的濃度值不應(yīng)超過規(guī)定的無毒性反應(yīng)的最高濃度（ NOAEL）。四、泄壓口密閉性良好的防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置泄壓口，泄壓口應(yīng)設(shè)置在防護(hù)區(qū)室內(nèi)凈高 2/3 以上，且應(yīng)高于保護(hù)對(duì)象，并宜設(shè)在外墻上。泄壓口宜具有泄放多余壓力后自動(dòng)關(guān)閉以及防止火災(zāi)蔓延的性能。泄壓口的最小面積：Asubf/sub=0.0135Q/Psub1/sub/2式中： Asubf/sub 泄壓口面積（ msup2/sup ）；Q防護(hù)區(qū)內(nèi) IG-541的峰值流量（ msup3/sup/min ）Q=GMsub0/sub/t其中 G=2.7Msub0/sub （msup3/sup ）為滅火劑的實(shí)際充裝量t（min）為噴射時(shí)間；P圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓的允許壓強(qiáng)（ Pa）根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型確定，一般輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)為 1.20kPa，中型圍護(hù)結(jié)構(gòu)為 2.4kPa，重型圍護(hù)結(jié)構(gòu)為4.8kPa。五、組合分配系統(tǒng)的要求1.每個(gè)防