七氟丙烷滅火系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、武漢科技大學(xué)防火防爆安全技術(shù)課程設(shè)計(jì)課題名稱(chēng): 某銀行二三層七氟丙烷滅火消防系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng): 安全工程 班 級(jí): 0801 姓 名: 柯琪材 學(xué) 號(hào): 200801145014 指導(dǎo)教師: 吳建星 目 錄1 前言12某銀行七氟丙烷滅火系統(tǒng)簡(jiǎn)介13該滅火系統(tǒng)的相關(guān)計(jì)算23.1房間慨況33.2防護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)藥劑用量33.3氣瓶選型及七氟丙烷配置用量33.4泄壓口33.5主干網(wǎng)的平均設(shè)計(jì)流量33.6設(shè)計(jì)參數(shù)匯總43.7管徑初選43.8校核管網(wǎng)43.9管網(wǎng)阻力損失計(jì)算63.10噴頭等效空口面積計(jì)算及選型73.11設(shè)備材料清單匯總84小結(jié)9參考文獻(xiàn)9一前言鹵代烷滅火劑滅火效率高、用量省、易汽化、空間淹沒(méi)

2、性好、潔凈、不導(dǎo)電，對(duì)對(duì)撲滅高壓電火災(zāi)尤佳，對(duì)油類(lèi)、有機(jī)溶劑、精密儀器、文件檔案等火災(zāi)的火災(zāi)撲滅均有效。但是由于鹵代烷滅火劑滅火過(guò)程中要產(chǎn)生鹵素原子，釋放到大氣中的鹵代烷滅火劑，在太陽(yáng)的紫外線(xiàn)輻射作用下，也能分離出鹵素原子，對(duì)大氣臭氧層有破壞作用，所以為了減少這一破壞作用，1987年，英美等國(guó)家簽署了蒙特利爾條約，明確規(guī)定停止生產(chǎn)和使用鹵代烷滅火劑，我國(guó)在1994年簽署該條約。常見(jiàn)的鹵代烷滅火劑有七氟丙烷滅火劑。二某銀行七氟丙烷滅火系統(tǒng)簡(jiǎn)介1本設(shè)計(jì)采用了外貯式七氟丙烷滅火系統(tǒng)即備壓式七氟丙烷滅火系統(tǒng)。其特點(diǎn)是將七氟丙烷滅火劑和作為動(dòng)力氣體的氮?dú)夥謩e貯存在不同的容器內(nèi)。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，高壓貯存的動(dòng)力

3、氣體經(jīng)減壓閥減壓后進(jìn)入滅火劑瓶組，使其內(nèi)的壓力迅速升高，并在滅火劑噴放期間維持一相對(duì)穩(wěn)定的壓力，推動(dòng)滅火劑快速流向噴嘴，實(shí)施噴放滅火。這種方式可根據(jù)管網(wǎng)的容積來(lái)確定氮?dú)獾馁A存量，以保證滅火劑噴放期間噴頭的噴放壓力。2此方式可大大減少管道內(nèi)氣、液雙相流現(xiàn)象的發(fā)生，使滅火劑大部分處于液相流動(dòng)，改善了滅火劑的流動(dòng)性能，能夠是通徑較小的管道輸送較多的滅火劑。以前的同類(lèi)產(chǎn)品的孔板式減壓僅具有靜態(tài)減壓的作用，滅火劑的輸送距離一般在150m左右，本系統(tǒng)采用了具有緩慢開(kāi)啟功能的減壓閥，滅火劑的輸送距離可達(dá)200m左右。3 本設(shè)計(jì)的保護(hù)區(qū)分為：辦公室1、辦公室2、辦公室3、辦公室4、辦公室5、辦公室6、辦公室7

4、、辦公區(qū)，設(shè)一套備壓式七氟丙烷滅火系統(tǒng)。系統(tǒng)采用自動(dòng)、手動(dòng)及機(jī)械應(yīng)急啟動(dòng)三種控制方式。保護(hù)區(qū)均設(shè)二路獨(dú)立探測(cè)回路，當(dāng)?shù)谝宦诽綔y(cè)器發(fā)出火災(zāi)信號(hào)時(shí)，發(fā)出警報(bào)，指示火災(zāi)發(fā)生的部位，提醒工作人員注意；當(dāng)?shù)诙诽綔y(cè)器亦發(fā)出火災(zāi)信號(hào)后，自動(dòng)滅火控制器開(kāi)始進(jìn)入延時(shí)階段（0-30s可調(diào)），此階段用于疏散人員（聲光報(bào)警器等動(dòng)作）和聯(lián)動(dòng)設(shè)備的動(dòng)作（關(guān)閉通風(fēng)空調(diào)、防火卷簾門(mén)等）；延時(shí)過(guò)后，向該保護(hù)區(qū)的驅(qū)動(dòng)瓶發(fā)出滅火指令，電磁啟動(dòng)器動(dòng)作打開(kāi)啟動(dòng)瓶組，釋放啟動(dòng)氣體，通過(guò)啟動(dòng)管路打開(kāi)相應(yīng)的選擇閥和滅火劑瓶組，釋放滅火劑滅火。當(dāng)報(bào)警控制器處于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，報(bào)警控制器只發(fā)出報(bào)警信號(hào)，不輸出動(dòng)作信號(hào)，由值班人員確認(rèn)火警后，按下報(bào)

5、警控制面板上的應(yīng)急啟動(dòng)按鈕或保護(hù)區(qū)門(mén)口處的緊急啟停按鈕，即可啟動(dòng)系統(tǒng)噴放七氟丙烷滅火劑。4本設(shè)計(jì)采用全淹沒(méi)管網(wǎng)備壓系統(tǒng)，儲(chǔ)瓶的增壓壓力（減壓閥出口壓力）為4.2MPa(表壓)。5防護(hù)區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門(mén)窗的耐火極限不應(yīng)低于0.5h，圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門(mén)窗的允許壓強(qiáng)不宜小于1200pa.儲(chǔ)瓶間耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)，儲(chǔ)瓶間應(yīng)有單獨(dú)的通道，通道應(yīng)直接通向疏散通道。6. 設(shè)計(jì)中每個(gè)防護(hù)區(qū)的管道獨(dú)立，連接至氣瓶間，噴頭布置盡量保證各噴頭處的壓力均衡，類(lèi)似于游泳池進(jìn)水管的布置。7.本系統(tǒng)分有管網(wǎng)系統(tǒng)和柜式七氟丙烷滅火系統(tǒng)，對(duì)于辦公室1-7和辦公區(qū)用有管網(wǎng)七氟丙烷滅火系統(tǒng)。對(duì)于剩下的3個(gè)辦公區(qū)三.該滅火系統(tǒng)的相關(guān)計(jì)算1.

6、房間概況最大房間面積A=10.8*6=64.8m2房間高度B=3.6m房間容積V=A*B=232.28 m3房間維護(hù)允許內(nèi)壓=1200 Pa海拔修正系數(shù)k=1七氟丙烷過(guò)熱蒸汽在101kpa大氣壓和防護(hù)區(qū)最低環(huán)境溫度下比容s=0.1269+0.000513*T=0.1269+0.000513*20=0.13716 m3/kgT-防護(hù)區(qū)最低環(huán)境溫度，這里取20防護(hù)區(qū)滅火設(shè)計(jì)劑濃度，考慮建筑物防火等級(jí)，參考GB50370-2005，該系統(tǒng)選用10%2.防護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)藥劑用量W=k*v*/s(100-)=188.9kg對(duì)于柜式七氟丙烷滅火系統(tǒng)有：辦公區(qū)1：w= k*v*/s(100-)=68.24kg對(duì)于

7、辦公區(qū)2：w= k*v*/s(100-)=148.7kg對(duì)于辦公區(qū)3：w= k*v*/s(100-)=50.7kg3.氣瓶選型，七氟丙烷配置用量參照廣東勝捷消防公司氣體滅火產(chǎn)品技術(shù)資料選用MJP-150（150L）型鋼瓶3個(gè)，每個(gè)瓶子裝70kg，每個(gè)瓶子藥劑剩余量綜合管網(wǎng)剩余量按5 kg計(jì)算，故本系統(tǒng)滅火劑用量W0=188.9+3*5=203.9 kg4.泄壓口泄壓口面積Fx(m2)=0.15Qx/Pf1/2=0.15*18.89/12001/2 =0.082m2滅火劑在防護(hù)區(qū)的平均噴放速率(kg/s)；這里的Qx =188.9/10=18.89 kg/s5.主干網(wǎng)的平均設(shè)計(jì)流量 Qw =w/

8、t=188.9/10=18.89 kg/st-滅火劑噴放時(shí)間，本系統(tǒng)按10s計(jì)算；w-防護(hù)區(qū)滅火設(shè)計(jì)藥劑用量6.設(shè)計(jì)參數(shù)匯總表1 設(shè)計(jì)主要參數(shù)系統(tǒng)防護(hù)區(qū)面積（m2）高度（m）設(shè)計(jì)濃度%設(shè)計(jì)噴放時(shí)間s設(shè)計(jì)抑制時(shí)間min七氟丙烷設(shè)計(jì)用量kg七氟丙烷實(shí)際用量kg使用的儲(chǔ)瓶數(shù)（不含備用）個(gè)每瓶充裝量kg儲(chǔ)瓶容積L泄壓口面積m2-辦公室743.23.61010201262103701500.065辦公室664.83.6101020188.92103701500.082辦公室364.83.6101020188.92103701500.082辦公室564.83.6101020188.92103701500.

9、082本公司264.83.6101020188.92103701500.082辦公室464.83.6101020188.92103701500.082辦公室164.83.6101020188.92103701500.082辦公區(qū)43.23.6101020126210371500.0657.管徑初選當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，； 對(duì)于辦公室7和辦公區(qū)的支管，有Q=126/10=12.6 kg/s,取D=40mm； 對(duì)于辦公室1，2,3,4,5,6的支管有Q=188.9/10=18.89 kg/s，取D=50mm; 8.校核管網(wǎng) 過(guò)程中點(diǎn)時(shí)儲(chǔ)存容器內(nèi)壓力(絕對(duì)壓力)Pm=P0V0/(V0+W/2+Vp) V0=

10、nVb(1-/) V0噴放前全部?jī)?chǔ)存容器內(nèi)的氣相總?cè)莘em3Vb-儲(chǔ)存容器的容量m3 =0.15n-儲(chǔ)存容器的個(gè)書(shū) n=3充裝量kg/m3 =70kg/150L=466.7 kg/m3-七氟丙烷液體密度200C時(shí)為1407kg/m3V0=nVb(1-/)=3*0.15*(1-466.7/1407)=0.3 m3P0滅火劑儲(chǔ)存容器增壓壓力(絕對(duì)壓力)4.2+0.1=4.3MPaVp管網(wǎng)的管道內(nèi)容積 ： L1=DN50，管道總長(zhǎng)=（4.125+10.8+9+1.8+4+3）*6=196.35mL2=DN40,管道總長(zhǎng)=（1.8+4+3+9+10.8）*2=65.45m故可以得出Vp=0.468 m2

11、 ； Pm=P0V0/(V0+W/2+Vp)=1.545MPa；9.管網(wǎng)阻力損失計(jì)算采用鍍鋅（無(wú)縫）鋼管時(shí)有：P/L=5.75*105Q2/ 1.74+2*lg(D/0.12) 2*D5P計(jì)算管段阻力損失MPaL-管道計(jì)算長(zhǎng)度m 為沿程長(zhǎng)度與局部損失當(dāng)量長(zhǎng)度之和Q管道設(shè)計(jì)流量kg/sD管道內(nèi)徑mm結(jié)合 表2 局部阻力損失當(dāng)量長(zhǎng)度（m）公稱(chēng)通徑(mm)局部阻力損失當(dāng)量長(zhǎng)度90°彎頭直通三通直路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

12、.20.61.75.81006.40.72.17.3高程壓頭式中過(guò)程中點(diǎn)時(shí)，噴頭高度相對(duì)儲(chǔ)存容器內(nèi)液面的位差（單位：m）重力加速度(m/s2)Ph=0.0455MPa對(duì)于辦公室7有：P=0.0194*（4+1.8+4+3+3*2.2）=0.380MPa節(jié)點(diǎn)處噴頭工作壓力Pc =1.545-0.380-0.0455=1.120MPa系統(tǒng)壓力屬于二級(jí)增壓，即有Pc>0.7MPa，2Pc> Pm故該管網(wǎng)管道選型滿(mǎn)足規(guī)范要求 對(duì)于辦公室3和辦公室6有：P=0.0135*（4+9+4+2.8*3+3）=0.383MPa節(jié)點(diǎn)處噴頭工作壓力Pc =1.545-0.383-0.0455=1.117

13、MPa系統(tǒng)壓力屬于二級(jí)增壓，即有Pc>0.7MPa，2Pc> Pm故該管網(wǎng)管道選型滿(mǎn)足規(guī)范要求 對(duì)于辦公室2和辦公室5有：P=0.0135*（4+10.8+9+1.8+4+3+2.8*3）=0.554MPa節(jié)點(diǎn)處噴頭工作壓力Pc =1.545-0.554-0.0455=0.946MPa系統(tǒng)壓力屬于二級(jí)增壓，即有Pc>0.7MPa，2Pc> Pm故該管網(wǎng)管道選型滿(mǎn)足規(guī)范要求 對(duì)于辦公室1和辦公室4有：P=0.0135*（4+10.8+10.8+9+1.8+4+3+2.8*3）=0.670MPa節(jié)點(diǎn)處噴頭工作壓力Pc =1.545-0.670-0.0455=0.830MPa

14、系統(tǒng)壓力屬于二級(jí)增壓，即有Pc>0.7MPa，2Pc> Pm故該管網(wǎng)管道選型滿(mǎn)足規(guī)范要求 對(duì)于辦公區(qū)有：P=0.0194*（4+9*2+10.8*2+2.2*3+1.8+4+3）=0.714MPa節(jié)點(diǎn)處噴頭工作壓力Pc =1.545-0.714-0.0455=0.786MPa系統(tǒng)壓力屬于二級(jí)增壓，即有Pc>0.7MPa，2Pc> Pm故該管網(wǎng)管道選型滿(mǎn)足規(guī)范要求 10.噴頭等效空口面積計(jì)算噴頭等效孔口面積應(yīng)按下式計(jì)算：()式中噴頭等效孔口面積(cm2)；等效孔口單位面積噴射率(kg/s)/cm2，可按本規(guī)范附錄C采用。 根據(jù)GB50370-2005有噴頭保護(hù)高度不宜大于

15、6.5m，最大保護(hù)高度不宜小于0.3m；安裝高度小于1.5m時(shí)，保護(hù)半徑不宜大于4.5m，安裝高度不小于1.5m時(shí)，保護(hù)半徑不宜大于7.5m，本工程安裝高度定位3.3m 故對(duì)于辦公室7： 查附錄表C-2，增壓壓力為4.2MPa時(shí)， =4.85(kg/s)/cm2Qc =126/10=12.6 kg/s， =12.6/4.85=2.60cm2 根據(jù)附錄D 噴頭規(guī)格和等效孔口面積應(yīng)選擇噴頭規(guī)格代號(hào)為24，數(shù)量1個(gè)對(duì)于辦公室3,6有：查附錄表C-2，增壓壓力為4.2MPa時(shí)， =4.25(kg/s)/cm2Qc =188.9/10=18.89kg/s， =18.89/4.25=4.44cm2 根據(jù)附

16、錄D噴頭規(guī)格和等效孔口面積應(yīng)選擇噴頭規(guī)格代號(hào)為22，數(shù)量2個(gè)對(duì)于辦公室2,5有：查附錄表C-2，增壓壓力為4.2MPa時(shí)， =3.5(kg/s)/cm2Qc =188.9/10=18.89kg/s， =18.89/3.5=5.39 cm2根據(jù)附錄D噴頭規(guī)格和等效孔口面積應(yīng)選擇噴頭規(guī)格代號(hào)為22，數(shù)量2個(gè)對(duì)于辦公室1,4有：查附錄表C-2，增壓壓力為4.2MPa時(shí)， =3.05(kg/s)/cm2Qc =188.9/10=18.84kg/s， =18.84/3.05=6.18 cm2根據(jù)附錄D噴頭規(guī)格和等效孔口面積應(yīng)選擇噴頭規(guī)格代號(hào)為26，數(shù)量2個(gè)對(duì)于辦公區(qū)有：查附錄表C-2，增壓壓力為4.2M

17、Pa時(shí)， =3.5(kg/s)/cm2、Qc =126/10=12.6 kg/s， =12.6/3.5=3.6 cm2根據(jù)附錄D噴頭規(guī)格和等效孔口面積應(yīng)選擇噴頭規(guī)格代號(hào)為28，數(shù)量1個(gè)11.設(shè)備材料清單匯總 序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量1150L儲(chǔ)存裝置MRJ-150-6瓶數(shù)32N2啟動(dòng)瓶MQP-8瓶數(shù)13電磁起動(dòng)器SDF個(gè)14滅火藥劑HFC-227eaKg471.545高壓釋放軟管MRG-50條36液流單向閥MYD-50個(gè)37低壓泄漏閥個(gè)18集流管ZEJG-80/3根19控制氣管QKG瓶數(shù)310壓力信號(hào)器MYQ個(gè)111安全閥GFA個(gè)112儲(chǔ)存瓶架MRJ-150-6套113噴頭22個(gè)614噴頭24個(gè)115噴頭26個(gè)216噴頭28個(gè)117管道DN40m65.4518管道DN50m196.351990°彎頭r/d=1，r=40個(gè)62090°彎頭r/d=1，r=50個(gè)182190°三通40×40×100個(gè)62290°三通50×50×100個(gè)223柜式氣體滅火器ZMX-100個(gè)224柜式氣體滅火器ZMX-150個(gè)1四小結(jié) 七氟丙烷滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程較復(fù)雜，設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和公式，對(duì)于每一個(gè)管網(wǎng)應(yīng)注意各個(gè)管網(wǎng)的阻力損失及高程損失，計(jì)算出噴頭壓力，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)算校核壓力是否符合國(guó)家標(biāo)