七氟丙烷气体灭火系统在工程中的应用

七氟丙烷气体灭火系统在工程中的应用

卢晓斌

身份证号码：450103197410282531广西南宁530022

摘要：七氟丙烷气体灭火系统由于具有可靠的火灾自动报警系统；灭火剂在尽可能短的时间内喷放到防护区内，并迅速均匀分布、形成灭火浓度，迅速控火和减少火灾的分解产物，目前已被广泛应用于工程中。本文以七氟丙烷气体灭火系统的相关理论为基础，结合工程实例研究了该系统在工程中中的具体应用。

关键词：七氟丙烷；气体灭火系统；工程实例

前言

七氟丙烷自动灭火系统是一种高效能的灭火设备，其灭火剂HFC-227ea是一种无色、无味、低毒性、绝缘性好、无二次污染的气体，对大气臭氧层的耗损潜能值（ODP）为零，是目前替代卤代烷1211、1301最理想的替代品。七氟丙烷灭火系统作为一种相对成熟的洁净气体灭火系统已广泛用于防护的设施含贵重物品、公司赖以生存发展维持正常运行所需档案及软、硬件设施；无自动喷水系统灭火系统或使用水系统会造成损失的设施；防护对象为电器设施，需使用非导电性的灭火药剂的区域等。

1.七氟丙烷气体灭火系统概述

1.1系统分类及组件

七氟丙烷气体灭火系统可根据需要设计成无管网系统、单元独立系统和组合分系统，灭火系统的储存装置应由储存容器，容器阀和集流管等组成。无管网系统（又称无管网灭火装置），是按一定的应用条件将储气钢瓶、阀门和喷头等部件组合在一起或喷头离钢瓶不远的气体灭火系统；单元独立系统，是保护一个防护区的灭火系统，预制灭火系统的储存装置应由储存容器，容器阀组成；组合分配系统，是指用一套储存装置通过管网的选择分配保护多个防护区的灭火系统，组合分配系统的集流管应设安全泄压装置。

1.2系统主要组件

（1）七氟丙烷储瓶。平时用于储存七氟丙烷，按设计要求充装七氟丙烷和增压。在储瓶瓶口安装瓶头阀，瓶头阀出口与管网系统相连。

（2）瓶头阀。由瓶头阀本体、开启膜片、启动活塞、安全阀门和充装接嘴、压力表接嘴等部分组成，安装在七氟丙烷储瓶瓶口上，具有封存、释放、充装、超压排放等功能[1]。

（3）电磁启动器。由电磁铁、释放机构、动作机构组成，电磁铁顶部有手动启动孔。安装在启动瓶钢瓶上，按灭火控制指令给其通电（DC24V）启动，进而打开释放阀及瓶头阀，释放七氟丙烷实施灭火，它也可实行机械应急操作实施灭火系统启动。

（4）释放阀。由阀本体和驱动气缸组成。用于组合分配灭火系统中，安装在七氟丙烷储瓶出流的汇流管上，对应每个保护区各设一个。

（5）高压软管。用于瓶头阀与七氟丙烷单向阀之间的连接，形成柔性结构，便于瓶体称重检漏和安装。

（6）气体单向阀。由阀体、阀芯、弹簧等部件组成。安装在系统的启动气路上。用于控制释放阀的启闭，与释放阀相对应的七氟丙烷瓶头阀连动启闭。

（7）安全阀。由阀体及安全膜片组成，安装在汇流管上。由于组合分配系统安装了释放阀使汇流管形成封闭管段，一旦有七氟丙烷积存在里面，可能由于温度的关系会形成较高的压力，因此要装设安全阀，起到保护系统的作用。

2.七氟丙烷气体灭火系统实际应用应注意的问题

2.1场所选择

七氟丙烷灭火剂可用于扑救固体表面火，灭火前能切断气源的气体火、可燃液体或可熔化的固体火，不能扑救含氧化剂的化学制品及化合物、钾、钠等活泼金属或氢化钾等金属氢化物以及过氧化物等能自行分解的化学物质等物质火。由于七氟丙烷灭火剂的沸点相对较高.对于环境温度较低的场所应慎重。一般防护区的环境温度不宜低于0℃。此外，试验已证明七氟丙烷只适用于全淹没灭火系统，不适用于局部应用系统[2]。

2.2加强灭火剂浓度的设计

在气体灭火系统设计时有灭火浓度、设计灭火浓度、最大设计浓度，存在爆炸危险时，还需使用惰化浓度。灭火浓度为试验测得实际灭火浓度；设计灭火浓度为设计时采用的、并考虑了一定安全裕度后的最小灭火浓度；最大设计浓度为在防护区最高环境温度下，扣除构件及固定家具、设备体积后，在设计灭火浓度下可能形成的最大浓度，在经常有人的场所，必须校核该浓度。

2.3影响防护区内灭火剂浓度的因素

灭火系统设计完成后，灭火剂喷放到防护区内所形成的浓度可能比实际设计灭火浓度高，也可能比实际设计灭火浓度低。这一变化对人员安全、设备的影响以及灭火效果和成败影响很大，应予重视。

一般，导致防护区内灭火剂浓度可能比实际设计灭火浓度高的因素主要有：灭火剂用量计算保守，没有考虑封闭空间内的非固定材料、防护区的温度、高出海平面的高程。实际上，在灭火剂喷放过程中，从防护区内泄漏的气体灭火剂浓度是波动的，无法预计。计算灭火剂用量时，是假设整个泄漏的气体体积以最终设计浓度泄漏。但试验证明这是保守的，实际上没有泄漏这么多灭火剂。此外，如果计算时的温度为16℃，实际喷放时是21℃，则浓度将高出2％[3]。

另外，喷嘴孔径大小、管网中管道实际内径、使用三通分流的数量，都会引起某一空间内灭火剂浓度的增加或减小。如果在喷放和混合过程中.有大量灭火剂泄漏出封闭空间、封闭空间内的障碍物影响气混合、封闭空间的几何形状导致灭火剂分布不均匀、喷嘴之间的三通使灭火剂不能按照设计要求分布，都有可能使火源周围灭火剂的浓度低于实际灭火浓度，导致不能灭火。

2.4系统的管网设计

试验时将灭火剂充装到设计充装密度，再用氮气加压至试验压力，并使溶解于灭火剂中的氮气达到平衡状态。试验表明，灭火剂从释放阀中出来时，压力降低很快。但当液态灭火剂从容器中全部喷出时，由于蒸汽的原因.压力稍有回升。试验还证实只有少量氮气溶解于灭火剂中。但加压到24bar时，其充装时间要较长，否则氮气在七氟丙烷中的溶解度会升高。

3实际应用分析

我国某泵站在施工图阶段，在中控室和计算机房设置七氟丙烷气体灭火系统，完整的七氟丙烷气体灭火系统由贮存装置、管道系统、启动装置、自控系统四部分组成。七氟丙烷气体灭火系统设自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式。在自动控制程序中，设0～30s可调延迟喷射时间的环节，自控系统输出直流信号启动启动瓶组的电磁阀，对相应防护区灭火。

消防控制室负责控制、发送或接收气体灭火系统的火灾自动报警信号、灭火剂释放与启动信号、手动与自动控制状态及系统故障状态信号等信号与指令。系统设计与管网计算的设计额定温度为20℃，七氟丙烷灭火系统采用氮气增压输送，额定增压压力为4.2MPa。

（1）灭火设计浓度。中控室和计算机房七氟丙烷的灭火设计浓度采用8.0％。

（2）气体灭火系统喷放时间。七氟丙烷的喷放时间：中控室和计算机房防护区不大于8s。

（3）系统设置。中控室和计算机房相邻布置，按一个组合系统设计。管网设置为均衡管网，喷头按保护区平面均匀喷洒布置。

气体灭火系统配置见表1

3.结语

七氟丙烷气体灭火系统具有灭火效果好、对环境没有污染、对人体危害小、不导电、无残留、系统成熟可靠、应用广泛、系统价格合理的优点。并且随着社会的进步，经济水平的提高，建筑自动化水平的提高，在工程关键设备间设置气体自动灭火系统是降低火灾损失行之有效的手段。

参考文献：

[1]寿乐均，金攀，叶晓新.气体灭火系统的安全性分析[J].消防科学与技术.2013（05）

[2]陈映雄.气体灭火系统使用现状浅析[J].消防技术与产品信息.2013（03）

[3]谷平，徐康辉，王俊扬.气体灭火系统操作和控制设置探讨[J].消防技术与产品信息.2014（04）