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：某銀行二三層七氟丙烷滅火消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)名稱：班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：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、尸 、-前言鹵代烷滅火劑滅火效率高、用量省、易汽化、空間淹沒性好、潔凈、不 導(dǎo)電

2、，對(duì)對(duì)撲滅高壓電火災(zāi)尤佳，對(duì)油類、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。常見的鹵代烷滅火劑有七氟丙烷滅火劑。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

3、壓貯存的動(dòng)力氣體經(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

4、、辦公室 4、辦 公室 5 、辦公室 6、辦公室 7、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)、防火卷簾門等） ； 延時(shí)過后，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)作打開啟 動(dòng)瓶組，釋放啟動(dòng)氣體， 通過啟動(dòng)管路打開相應(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)

5、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)警控制面板 上的應(yīng)急啟動(dòng)按鈕或保護(hù)區(qū)門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)及門窗的耐火極限不應(yīng)低于0.5h ，圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門窗的允許壓強(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

6、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).該滅火系統(tǒng)的相關(guān)計(jì)算1. 房間概況最大房間面積 A=10.8*6=64.8 m2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 Pf =1200 Pa海拔修正系數(shù) k=1七氟丙烷 過熱蒸汽在 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 C防護(hù)區(qū)滅火設(shè)計(jì)劑濃度Ci，考慮建筑物防火等級(jí)，參考GB50370-2005,該系統(tǒng)選用 1

7、0%2. 防護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)藥劑用量W=k*v* G/s(100- G)=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* Ci/s(100- Cj=68.24kg對(duì)于辦公區(qū) 2 : w= k*v* C1/s(100- C1)=148.7kg對(duì)于辦公區(qū) 3 : w= k*v* G/s(100- Cj=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W°=188.9+3*5=203.9 kg4.

8、泄壓口泄壓口面積 Fx(m2)=0.15Q x/Pf1/2 =0.15*18.89/12001/2 =0.082 m2Qx 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/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

9、kg儲(chǔ) 瓶 容積L泄壓 口面 積m2辦 公 室43.23.61010201262103701500.0657-辦 公 室664.83.6101020188.92103701500.082辦 公 室364.83.6101020188.92103701500.082辦 公 室564.83.6101020188.92103701500.082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)43.23.610102

10、0126210371500.0657. 管徑初選當(dāng) Q 6.0kg/s時(shí)，D 12 20 . Q ；當(dāng) 6.0kg/s Q 160.0kg/s 時(shí)，D 8 16 Q ；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)過程中點(diǎn)時(shí)儲(chǔ)存容器內(nèi)壓力(絕對(duì)壓力)Pm=PoVo/(Vo+W/2 Y+Vp)Vo=nV b(1- n YVo噴放前全部?jī)?chǔ)存容器內(nèi)的氣相總?cè)莘em 3Vb-儲(chǔ)存容器的容量m3 =0.15n-儲(chǔ)存容器的個(gè)書 n=3耳一充裝

11、量 kg/m 3n=70kg/150L=466.7 kg/mY-七氟丙烷液體密度20°C時(shí)為1407kg/m 3V0=nV b(1- n Y=3*0.15*(1-466.7/1407)=0.3 m 3P0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 ；Pm=P°V0/(V0+W/2 y+V p)=1.545MPa ;9. 管網(wǎng)阻力損

12、失計(jì)算采用鍍鋅(無縫)鋼管時(shí)有：ZP/L=5.75*10 5Q2/ 1.74+2*lg(D/0.12) 2*D 5汕一計(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201.50.20.51.7251.80.20.62.0322.20.30.72.5402.80.30.93.2503.50.41.14.0654.50.51.45.0805.20.61.75.81006.40.72.17.3高程壓頭Ph 10 6 g式中H

13、 過程中點(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)g重力加速度(m/s 2)Ph=0.0455MPa對(duì)于辦公室7有：ZP=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)管道選型滿足規(guī)范要求對(duì)于辦公室3和辦公室6有：ZP=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=1.117MPa系統(tǒng)壓力屬于二級(jí)增壓，即有 Pc>

14、0.7MPa，2Pc> Pm故該管網(wǎng)管道選型滿足規(guī)范要求對(duì)于辦公室2和辦公室5有：ZP=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)管道選型滿足規(guī)范要求對(duì)于辦公室1和辦公室4有：ZP=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系統(tǒng)壓力屬于二級(jí)增壓，即有 Pc&

15、gt;0.7MPa，2Pc> Pm故該管網(wǎng)管道選型滿足規(guī)范要求對(duì)于辦公區(qū)有：ZP=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：Fc Qc(3317)qc式中Fc 噴頭等效孔口面積(cm2)；qc等效孔口單位面積噴射率(kg/s)/cm 2，可按本規(guī)范附錄C采用。根據(jù)GB50370-2005有噴頭保護(hù)高

16、度不宜大于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)，qc =4.85(kg/s)/cm 2Qc =126/10=12.6 kg/s ，F(xiàn)c =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，F(xiàn)c =18.89/4.2

17、5=4.44cm2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2,5有：查附錄表C-2，增壓壓力為4.2MPa時(shí)，qc =3.5(kg/s)/cm 2Qc =188.9/10=18.89kg/s， Fc =18.89/3.5=5.39 cm 2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， Fc =18.84/3.05=6.18 cm 2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

18、辦公區(qū)有：查附錄表C-2，增壓壓力為4.2MPa時(shí)，q。=3.5(kg/s)/cm2、Qc =126/10=12.6 kg/s ，F(xiàn)c =12.6/3.5=3.6 cm 2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火火藥劑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 M0 X100個(gè)62290。三通50 X50 X100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)算過程較復(fù)雜，設(shè)計(jì)過程中要注意結(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