七氟丙烷氣體滅火系統被廣泛應用于變配電室、計算機機房、發電機房、油庫、檔案室、高低溫環境實驗艙、儲能集裝箱、汽車實驗室等等,具有較高的應用價值和潛力。在七氟丙烷氣體滅火系統的設計過程中,有一些不夠專業的設計人員通常會出現一些設計上的失誤,影響了滅火系統的滅火效果,導致滅不了火或對值守人員造成傷害。本文對七氟丙烷氣體滅火系統在工程設計中較為常見的失誤和存在的問題進行分析。
一、七氟丙烷氣體滅火系統設計過程中常見的失誤
1、滅火劑噴放到防護區的濃度問題
在七氟丙烷氣體滅火系統的實際設計過程中,有時常常會忽略滅火劑噴放的濃度問題。就單元獨立的滅火系統而言,設計的滅火濃度應當與實際滅火濃度基本相一致,然而,組合式分配系統的滅火劑儲存量一般都是根據防護區來進行確定的,若是滅火劑充裝量不到位,便有可能導致某些個別的小防護區內的實際滅火濃度過大。
例如,原滅火劑設計容量為8%,設計用量為110kg,每瓶實際充裝量為100kg。這樣一來由于僅能噴射兩瓶滅火劑,從而造成滅火度為14.5%。而七氟丙烷的未見不良反應濃度應為9%,可見不良反應濃度為10.5%,即當滅火劑的實際濃度大于等于9%時,便有可能對防護區內的人員安全構成一定程度的威脅。
2、七氟丙烷氣體滅火系統噴頭設計問題
就七氟丙烷氣體滅火系統而言,滅火劑全部是經由噴頭釋放到防護區域當中,《氣體滅火系統設計規范》GB50370中對七氟丙烷氣體滅火系統噴頭設計的計算方法給出了明確的規定,其中詳細闡明了不同儲存壓力級別、不同噴頭流量和不同末端壓力下的噴頭計算方法。然而,很多設計中未標明噴頭的規格,這是較為常見的設計失誤之一。由于DN50-25每種規格的管道都有很多個規格的噴頭與之相匹配,噴頭等效孔口的面積也均不相同,若是隨意選用噴頭,勢必會對七氟丙烷滅火劑的噴放效果造成影響。
3、帶有全封閉天花防護區的設計失誤
通常情況下,在全封閉天花的防護區內,由于七氟丙烷滅火劑噴放之后一般不會竄至天花上部的空間當中,所以在防護區體積的計算過程中,基本不用考慮這部分空間;但是,當滅火劑噴放之后會出現汽化,這樣一來其體積便會快速膨脹,從而會對防護區的內部空間造成較大的壓強。為此,《氣體滅火系統設計規范》GB50370中規定泄壓口的設定應當按照防護區的維護結構及門廠所能夠承受內壓的允許壓強來設計,這樣可以確保防護區的內部壓力處于限制的安全值以內。然而,在實際設計中,卻出現按照開式天花計算全封閉天花防護區體積的情況,這顯然是不正確的,很可能會對防護區內的易損設備以及無法及時疏散得知人員安全構成威脅。
二、改善七氟丙烷氣體滅火系統設計的有效途徑
1、對防護區劃分進行優化
采用七氟丙烷氣體滅火系統的防護區,應當以固定的封閉空間進行劃分,這樣有助于建立被保護物發生火災時的滅火劑設計濃度,并保持一定的浸漬時間。
通常情況下,當一個防護區內包含兩個或是更多的封閉空間時,想要使設計的滅火系統能夠在火災發生后同時噴放給這些空間各自所需的滅火計量是非常困難的,因此,當某個封閉空間的圍護結構屬于不易燃燒體,且該空間可以建立被保護物火災撲滅所需的浸漬時間,就可以將該空間劃分為一個防護區。
2、合理確定噴放時間
正常情況下,若是固體表面火災的預燃時間相對加長,則有可能發展成為深位火災,這不利于FM-200滅火,同時氣體與液體火災的預燃時間一旦過長還有可能引起爆炸,這就要求滅火設計濃度應當增大為惰化設計濃度。由此可見,縮短滅火劑的噴放時間尤為重要。目前,國際上和一些發展國家的標準中,都將鹵代烷的噴放時間規定為不大于10s。
由于FM-200遇熱時產生的主要成分為HF,其與空氣中的水蒸氣結合后會形成氫氟酸,其對一些精密的儀器和設備具有較強的侵蝕損害。按照有關試驗結果表明,當鹵代烷在火災現場的噴放時間從10s縮短至5s
時,分解產物約減少50%左右。故此,為了有效防止七氟丙烷在滅火時對精密設備造成損害,應當將噴放時間縮短到8s,這一時間經試驗驗證是可行的。
3、精確計算滅火劑用量
按照《七氟丙烷潔凈氣體滅火系統設計規范》中有關規定,防護區內FM-200滅火劑的設計用量計算公式如下:
W=KV/S×C/(100-C)
上式中,W表示七氟丙烷滅火劑的設計用量,單位kg;C表示七氟丙烷的設計濃度(%);V代表防護區內的經溶劑(m)3;K表示海拔修正系數,當海拔高度為0時,K值為1;S表示七氟丙烷過熱蒸汽在101KPa與防護區環境溫度的比容(m3/kg)。該計算公式中,充分考慮了防護區內門、窗等縫隙引起的滅火劑泄漏量,同時認為七氟丙烷滅火劑在噴射時始終以濃度泄漏,經驗證由該公式計算出的結果是安全的。
三、總結
七氟丙烷氣體滅火系統的作用是為了在關鍵時刻能夠滅的了火,保護防護區的安全,如果因為方案設計上的一些失誤導致滅火失敗或造成人員傷害是沒必要的,建議要請專業單位進行方案設計,不要隨意選擇用量。
防火涂料涂裝時的環境溫度和相對濕度應符合涂料產品說明書的要求。當產品說明書無要求時,環境溫度宜為5℃~38℃,相對濕度不應大于85%。涂裝時,構件表面不應有結露,涂裝后4.0h內應保護免受雨淋、水沖等,并應防止機械撞擊。
檢查數量:全數檢查。
檢驗方法:直觀檢查。
9.3.2 防火涂料的涂裝遍數和每遍涂裝的厚度均應符合產品說明書的要求。防火涂料涂層的厚度不得小于設計厚度。非膨脹型防火涂料涂層處的厚度不得小于設計厚度的85%;平均厚度的允許偏差應為設計厚度的±10%,且不應大于±2mm。膨脹型防火涂料涂層處厚度的允許偏差應為設計厚度的±5%,且不應大于±0.2mm。
檢查數量:按同類構件基數抽查10%,且均不應少于3件。
檢查方法:每一構件選取至少5個不同的涂層部位,用測厚儀分別測量其厚度。
9.3.3 膨脹型防火涂料涂層表面的裂紋寬度不應大于0.5mm,且1m長度內均不得多于1條;當涂層厚度小于或等于3mm時,不應大于0.1mm。非膨脹型防火涂料涂層表面的裂紋寬度不應大于1mm,且1m長度內不得多于3條。
檢查數量:按同類構件基數抽查10%,且均不應少于3件。
檢驗方法:直觀和用尺量檢查。
Ⅱ 一般項目
9.3.4 防火涂料涂裝基層不應有油污、灰塵和泥沙等污垢。
檢查數量:全數檢查。
檢驗方法:直觀檢查。
9.3.5 防火涂層不應有誤涂、漏涂,涂層應閉合無脫層、空鼓、明顯凹陷、粉化松散和浮漿等外觀缺陷,乳突應剔除。
檢查數量:全數檢查。
檢驗方法:直觀檢查。 柔性氈狀材料防火保護層的厚度應符合設計要求。厚度允許偏差為±10%,且不應大于±3mm。
檢查數量:按同類構件基數抽查10%,且均不應少于3件。
檢查方法:每一構件選取至少5個不同的涂層部位,用針刺、尺量檢查。
9.5.2 柔性氈狀材料防火保護層的厚度大于100mm時,應分層施工。
檢查數量:按同類構件基數抽查10%,且均不應少于3件。
檢查方法:直觀和用尺量檢查。
Ⅱ 一般項目
9.5.3 氈狀隔熱材料的捆扎應牢固、平整,捆扎間距應符合設計要求,且間距應均勻。
檢查數量:按同類構件基數抽查10%,且均不應少于3件。
檢查方法:直觀和用尺量檢查。
9.5.4 柔性氈狀材料防火保護層應拼縫嚴實、規則;同層錯縫、上下層壓縫;表面應平整、錯縫整齊,并應作嚴縫處理。
檢查數量:按同類構件基數抽查10%,且均不應少于3件。
檢查方法:直觀和用尺量檢查。
9.5.5 柔性氈狀材料防火保護層的固定支撐件應垂直于鋼構件表面牢固安裝,安裝間距應符合設計要求,且間距應均勻。
檢查數量:按同類構件基數抽查10%,且均不應少于3件。
檢查方法:直觀和用尺量檢查、手掰檢查。
9.3.1 本條規定防火涂料涂裝時的環境溫度以5℃~38℃為宜,但該規定只適合于室內無陽光直接照射的情況(通常鋼材表面溫度要比氣溫高2℃~3℃)。在陽光直接照射下,鋼材表面的溫度會比氣溫高8℃~12℃。涂裝時漆膜的耐熱性一般在40℃以下,高于該溫度后,漆膜就容易產生氣泡而局部鼓起,使附著力降低;低于0℃時,在室外鋼材表面涂裝容易使漆膜凍結而不易固化。濕度大于85%時,鋼材表面有露點凝結,漆膜附著力差。室外涂裝時,涂裝時間是日出3.0h之后,這時附在鋼材表面的露點基本干燥;在日落后3.0h之內,應停止作業,此時空氣中的相對濕度尚未回升,鋼材表面尚存的溫度不會導致露點形成。涂層在4.0h之內,漆膜表面尚未固化,容易被雨水沖壞,故規定在4.0h之內不得淋雨。
9.3.2 本條規定了防火涂料涂層厚度的允許偏差,涂層厚度對防火保護效果影響重大,應從嚴要求。膨脹型防火涂料涂層厚度小,施工時要嚴格控制,因此以涂層最小厚度作為控制。