定溫懸掛式七氟丙烷滅火裝置
一、系統介紹
定溫型懸掛式七氟丙烷滅火裝置:是以七氟丙烷作為滅火劑,將滅火劑儲存罐體、快速響應玻璃泡噴頭、壓力顯示部件等組件預先裝配成獨立的、可懸掛安裝(或固定于墻壁上)的、火災溫度達到預設定溫時(一般為68℃)可自動啟動噴放滅火劑的一類滅火裝置。
二、滅火優點
1、有良好的清潔性和氣相電絕緣性。
2、采用快速反應噴頭,動作穩定可靠。
3、工作準確,噴射時間短。
4、獨立工作無電氣連接,施工、安裝簡便,工程投資少,無管網設計、占用空間小。
5、根據使用場所的特殊情況,可對滅火動作溫度進行多種選擇。
三、滅火原理
在高溫條件下,七氟丙烷發生物理反應和化學反應,分解出含氟的自由基,與燃燒過程中產生的支鏈反應的H+、OH-等活性自由基發生氣相作用,中斷燃燒鏈從而抑制燃燒反應,另外,七氟丙烷化學反應中的化學鏈斷裂和氣體過程中吸收大量的熱量可冷卻滅火。
四、適用場所
各類高低壓、變配電房、通訊光纜機房、機站、計算機房、圖書館、檔案室、銀行、學校、酒店、車庫、監控機房、發電機房、電源機房、機場等各類不適宜用水滅火的A、B、C類場所;
3.3.1 防火堤、防護墻的設計高度,應符合下列規定:
1 全冷凍式液化石油氣、天然氣凝液及液化天然氣單防罐儲罐組的防火堤高度應符合下列規定:
1)防火堤內的有效容積應容納儲罐組內一個罐的容量;
2)防火堤高度應比設計液面高度高出0.2m。
2 全壓力式或半冷凍式液化石油氣、天然氣凝液儲罐組的防護墻高度宜為0.6m,隔墻高度宜為0.3m。
3.3.2 全冷凍式液化石油氣、天然氣凝液及液化天然氣單防罐儲罐罐壁至防火堤內堤腳線的距離,不應小于儲罐液位高度與防火堤高度之差加上液面上氣相當量壓頭之和;當防火堤高度大于或等于儲罐液位高度時距離可不限。全壓力式或半冷凍式液化烴儲罐罐壁到防護墻的距離不應小于3m。
3.3.3 相鄰液化石油氣、天然氣凝液及液化天然氣單防罐儲罐組的防火堤之間,應設消防道路。
3.3.4 同一防火堤、防護墻內儲罐總容量及儲罐數量應符合下列規定:
1 全壓力式或半冷凍式儲罐數量不應多于12座且不應超過2排,沸點低于45℃甲B類液體壓力儲罐總容積不宜大于60000m³;
2 全冷凍式儲罐總容量不應超過200000m³,儲罐數量不宜多于2座。
3.3.5 防火堤、防護墻內的地面設計應符合下列規定:
1 防火堤和防護墻內應采用現澆混凝土地面,并宜設置不小于0.5%的坡度坡向排水溝和排水口;
2 儲存酸、堿等腐蝕性介質的儲罐組內的地面應做防腐蝕處理。
3.3.6 防火堤、防護墻內場地應設置集水設施,并應設置可控制開閉的排水設施。
3.3.7 儲罐組內的隔堤、隔墻的設置應符合下列規定:
1 全壓力式儲罐組總容積大于8000m³時應設隔墻,隔墻內各儲罐容積之和不應大于8000m³,當單罐容量大于或等于5000m³時應每罐一隔;
2 全冷凍式單防罐組應每罐設置一隔堤;
3 沸點低于45℃的甲B類液體壓力儲罐隔堤內總容積不宜大于8000m³,單罐容積大于或等于5000m³時應每罐一隔。
3.3.1 本條規定防火堤、防護墻及隔堤、隔墻的高度:
1 全冷凍式液化烴儲罐,防火堤內有效容積不應小于一個儲罐的容積,是考慮到一旦罐體發生破裂等事故時,在一定的時間內罐體流出的液體不會馬上氣化,仍保持液體狀態,為把事故液體控制在防火堤的圈閉范圍內,所以防火堤的有效容積不應小于一個儲罐的容積。美國石油協會標準API Std 2510《液化石油氣(LPG)設施的設計和建造》(Design and Construction of LPG Installations)也規定“圍堤內的容積應考慮該圍堤內扣除其他容器或儲罐占有的容積后,至少為儲罐容積的99%”。全冷凍式儲罐組防火堤高度通過計算進行確定,計算時應滿足防火堤內有效容積應能容納儲罐組內一個儲罐的容量、防火堤高度應比計算液面高出0.2m等條件。
2 全壓力式、半冷凍式儲罐組內罐體發生事故以后,液體卸壓后變為下沉氣,在一定高度范圍內對其進行防護,因此規定防護墻高度宜為0.6m,隔墻高度宜為0.3m。
3.3.2 本條規定了儲罐罐壁與防火堤或防護墻內基腳線之間的距離。單防罐儲罐罐壁至防火堤內堤腳線的距離,不應小于儲罐液位高度與防火堤高度之差加上液面上氣相當量壓頭之和的規定是參照美國消防規范NFPA 59《液化天然氣(LNG)的生產、儲存和運輸》〔A Standard for the Production,Sroeage and Handling of Liquefied Natural Gas(LNG)〕確定的。
3.3.3 相鄰液化石油氣、天然氣凝液及液化天然氣儲罐組的儲罐之間應設置消防道路,是為了滿足消防作業、保障安全的需要。
3.3.4 本條規定儲罐組總容量及儲罐數量:
1 儲罐組罐體泄漏的幾率主要取決于儲罐數量,數量越多,泄漏的可能性越大,故對儲罐組內總容積及儲罐的數量進行限制。儲罐不應超過2排是為了方便消防。
2 全冷凍式儲罐組內儲罐數量不宜多于2座,主要是考慮減少事故概率。美國石油協會標準API Std 2510《液化石油氣(LPG)設施的設計和建造》(Design and Construction of LPG Installations)也規定“兩個具有相同基本結構的儲罐可置于同一圍堤內”。
3.3.5本條規定防火堤、防護墻內的地面處理方式:
1 防火堤、防護墻內地面予以鋪砌,主要是考慮到減少地面粗糙度,減少事故影響程度,便于清潔和管理。鋪砌地面設置不小于0.5%的坡度,主要是考慮到排水方便。
2 儲存酸、堿等腐蝕性介質的儲罐組內的地面應做防腐蝕處理,主要是考慮到一旦儲罐發生滲漏及破裂等事故,會腐蝕地面及影響到防火堤、防護墻的嚴密性。
3.3.6 防火堤、防護墻內應設置集水設施及安全可靠的排水設施,以保證雨水及噴淋冷卻水能順利快捷地排出儲罐組。
3.3.7 本條規定全壓力式和全冷凍式儲罐組內隔堤的設置,目的是當儲罐發生事故時,把這些事故控制在較小的范圍內,使污染及撲救在盡可能小的范圍內進行,以減小損失。另外,對全冷凍式儲罐組考慮每罐一隔,也參照了美國石油協會標準API Std 2510《液化石油氣(LPG)設施的設計和建造》(Design and Construction of LPG Installations)的規定:“兩個具有相同基本結構的儲罐可置于同一圍堤內。在兩個儲罐間設隔堤,隔堤的高度應比周圍的圍堤低1ft”。
4.1.1 防火堤的選型宜符合下列規定:
1 防火堤宜選用土筑防火堤,也可采用鋼筋混凝土防火堤、砌體防火堤、夾芯式防火堤,不宜采用漿砌毛石防火堤;
2 在用地緊張和抗震設防烈度8度及以上地區宜選用鋼筋混凝土防火堤。
4.1.2 防護墻宜采用砌體結構。
4.1.1 防火堤的選型要考慮技術因素、經濟因素、環境保護因素和安全因素,即在滿足一定的安全要求的條件下綜合考慮技術、經濟、環境保護等要求。對各種材料的防火堤的技術、經濟、環境保護和安全方面的性能分別簡述如下,以供設計人員選型時參考:
從技術角度分析,土堤耐燃燒性能,不需要設伸縮縫,也沒有管道穿堤時密封不嚴的難題,但土堤占地多(例如,2m高的土堤基底寬度6m?7m)、維護工作量大;磚、砌塊防火堤取材方便,施工簡單,但不耐鹽堿,而且使用過程中難免出現溫度裂縫或沉降裂縫;毛石防火堤在山區、半山區取材方便,施工簡單,但整體性差,基礎抗不均勻沉降能力低,抗震性能差;鋼筋混凝土防火堤整體性、密封性好,強度高,抗震性能好。
從經濟角度分析,磚、砌塊防火堤與毛石防火堤相差不大,而鋼筋混凝土防火堤的自身價格較磚堤高;對于土堤,因土的來源不同,土堤本身的造價差別很大。實際上,罐區投資不僅決定于防火堤自身的造價,還包括土地征用費,在山區半山區還有土石方工程費等。對于土地資源緊缺的地區,即使土堤本身的造價較低,如果加上土堤多占土地而提高的其他費用后可能就不占優勢了。相反的,在8度抗震設防區,2m高的鋼筋混凝土防火堤,堤身厚度只有0.25m(同樣高的磚堤厚度為0.93m,),由于占地面積小,在土地資源緊缺的地區鋼筋混凝土堤就有經濟優勢了。所以,考慮防火堤的經濟性應根據具體情況綜合考慮,降低罐區的總造價。
從環境保護角度分析,土堤占用土地資源多,磚堤因取土燒磚,破壞土地資源,已經并繼續受到限制,磚堤最終將被淘汰;毛石防火堤因整體性能差只能用于抗震設防烈度小于或等于6度的地區。所以從環境保護角度看,鋼筋混凝土防火堤將以其少占土地、保護資源而占主導地位。
從安全角度分析,土堤耐燃燒性和密封性都是,只要維護得當則其安全性是;鋼筋混凝土堤整體性好,強度高,抗震性能好,安全性能好,特別是當罐區下游地區為重要工業區或生活區時,采用強度和密實性皆佳的鋼筋混凝土防火堤堤更具有明顯的安全意義;磚、砌塊防火堤和毛石防火堤由于均屬脆性材料,使用中容易出現裂縫,耐久性、安全性較差,使用上必然受到限制。
4.2.1 防火堤、防護墻的基礎埋置深度應根據工程地質、凍土深度和穩定性計算等因素確定,且不宜小于0.5m。
4.2.2 儲存酸、堿等腐蝕性介質的儲罐組,防火堤堤身內側應做防腐蝕處理。全冷凍式儲罐組的防火堤,應采取防冷凍的措施。
4.2.3 采用漿砌毛石防火堤時,應做內培土。
4.2.4 防火堤、防護墻、隔堤及隔墻的伸縮縫應根據建筑材料、氣候特點和地質條件變化情況進行設置,并應符合下列規定:
1 伸縮縫的設置應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010、《砌體結構設計規范》GB50003的規定;
2 伸縮縫不應設在交叉處或轉角處;
3 伸縮縫縫寬宜為30mm?50mm;
4 伸縮縫應采用非燃燒的柔性材料填充或采取其他可靠的構造措施。
4.2.5 防火堤內側培土應符合下列規定:
1 防火堤內側培土高度應與堤同高,培土頂面寬度不應小于300mm。
2 培土應分層壓實,坡面應拍實,壓實系數不宜小于0.90。
3 培土表面應做面層,面層應能有效地防止雨水沖刷、雜草生長和小動物破壞。面層可采用磚或預制混凝土塊鋪砌,砂漿灌縫,在四季常青地區,可用高度不超過150mm的人工草皮做面層。
4.2.6 土筑防火堤的構造應符合下列規定:
1 筑堤材料應為黏性土;
2 堤頂寬度不應小于500mm;
3 筑堤土應分層夯實,坡面應拍實,壓實系數不應小于0.94;
4 土筑防火堤應設面層,并應符合本條第3款的規定。
4.2.7 鋼筋混凝土防火堤的構造應符合下列規定:
1 堤身及基礎底板的厚度應由強度及穩定性計算確定且不應小于250mm;
2 受力鋼筋應由強度計算確定并滿足下列要求:
1)鋼筋混凝土防火堤應雙向雙面配筋;豎向鋼筋直徑不宜小于12mm,水平鋼筋直徑不宜小于10mm;鋼筋間距不宜大于200mm。
2)鋼筋的保護層厚度應按現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010的規定執行;基礎底板受力鋼筋的保護層厚度當有墊層時,不應小于40mm,無墊層時,不應小于70mm。
3)堤身的最小配筋率和耐久性要求應按現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010的規定執行。
4.2.8 磚、砌塊防火堤的構造應符合下列規定:
1 防火堤堤身厚度應根據強度及穩定性計算確定,且不應小于300mm。
2 普通磚和多孔磚的強度等級不應低于MU10,其砌筑砂漿強度等級不應低于M5,混凝土多孔磚的砌筑砂漿強度等級不應低于Mb5;混凝土小型空心砌塊的強度等級不應低于MU7.5,其砌筑砂漿強度等級不應低于Mb7.5;基礎為毛石砌體時,毛石強度等級不應低于MU30;漿砌應飽滿密實并不得采用空心磚砌體。
3 堤頂應做現澆鋼筋混凝土壓頂,壓頂在變形縫處應斷開。
4 抗震設防烈度大于或等于6度的地區或地質條件復雜、地基沉降差異較大的地區宜采取加強整體性的結構措施。
5 夾芯式磚砌防火堤應符合下列構造要求:
1)兩側磚墻厚度不宜小于240mm;
2)沿堤長每隔1.5m?2.0m宜設不小于200mm厚拉結墻與兩側墻咬槎砌筑;
3)中間應填300mm?500mm厚度的黏土,且應分層夯實,壓實系數不宜小于0.90;
4)堤頂應做現澆鋼筋混凝土壓頂,壓頂在變形縫處應斷開。
6 砌體防火堤的耐久性要求應符合現行國家標準《砌體結構設計規范》GB50003的有關規定。
4.2.9 漿砌毛石防火堤的構造應符合下列規定:
1堤身及基礎最小厚度應根據強度及穩定性計算確定且不應小于500mm,基礎構造應符合現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》GB50007的有關規定;
2 毛石強度等級不應低于MU30,砂漿強度等級不宜低于M10,漿砌應飽滿密實;
3 堤頂應做現澆鋼筋混凝土壓頂,壓頂在變形縫處應斷開;
4 堤身應做1︰1水泥砂漿勾縫。
4.2.10 防護墻、隔堤、隔墻的構造應符合下列規定:
1 砌體防護墻、隔堤、隔墻厚度不宜小于200mm,應雙面抹水泥砂漿,頂部宜設鋼筋混凝土壓頂,壓頂在變形縫處應斷開;
2 毛石防護墻、隔堤、隔墻厚度不宜小于400mm,應雙面水泥砂漿勾縫,頂部宜設鋼筋混凝土壓頂,壓頂在變形縫處應斷開。
4.2.1 本規定是考慮到防火堤的抗滑、抗傾覆的要求,也考慮了基礎埋深如果過淺,小動物容易從基礎下打洞從而破壞防火堤的密封性。
4.2.4 我國國土遼闊,氣候各不相同,地質條件各有特點,防火堤和防護墻伸縮縫的設置間距很難給出統一的規定,應由設計人員根據當地材料、氣候和地質條件按有關結構設計規范確定。
4.2.6?4.2.9 本條對防火堤的構造作出了詳細的規定。規范編制組在調研中發現為數不少的磚砌防火堤,不管多高,截面都是370mm,雖然滿足構造要求,但并不滿足強度和穩定性要求,故本規范強調截面設計在滿足構造要求的同時,還應對磚、砌塊防火堤,鋼筋混凝土防火堤和漿砌毛石防火堤進行強度和穩定性計算。
4.2.10 防護墻、隔堤及隔墻由于其使用功能的特點,可不進行強度及穩定性計算,只需滿足構造要求。