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二氧化碳局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)
發(fā)布日期:2021-06-22     瀏覽量:611
3.3.1 局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可采用面積法或體積法。 當(dāng)保護(hù)對(duì)象的著火部位是比較平直的表面時(shí),宜采用面積法;當(dāng)著火對(duì)象為不規(guī)則物體時(shí),應(yīng)采用體積法。
3.3.2 局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)的二氧化碳噴射時(shí)間不應(yīng)小于0.5min。對(duì)于燃點(diǎn)溫度低于沸點(diǎn)溫度的液體和可熔化固體的火災(zāi),二氧化碳的噴射時(shí)間不應(yīng)小于1.5min。
3.3.3 當(dāng)采用面積法設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:
  3.3.3.1 保護(hù)對(duì)象計(jì)算面積應(yīng)取被保護(hù)表面整體的垂直投影面積。
  3.3.3.2 架空型噴頭應(yīng)以噴頭的出口至保護(hù)對(duì)象表面的距離確定設(shè)計(jì)流量和相應(yīng)的正方形保護(hù)面積;槽邊型噴頭保護(hù)面積應(yīng)由設(shè)計(jì)選定的噴頭設(shè)計(jì)流量確定。
  3.3.3.3 架空型噴頭的布置宜垂直于保護(hù)對(duì)象的表面,其瞄準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)是噴頭保護(hù)面積的中心。當(dāng)確需非垂直布置時(shí),噴頭的安裝角不應(yīng)小于45°。其瞄準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)偏向噴頭安裝位置的一方(圖3.3.3),噴頭偏離保護(hù)面積中心的距離可按表3.3.3 確定。
架空型噴頭布置方法
B1、B2—噴頭布置位置;E1、E2—噴頭瞄準(zhǔn)點(diǎn);
    S—噴頭出口至瞄準(zhǔn)點(diǎn)的距離(m);Lb—單個(gè)噴頭正方形保護(hù)面積的邊長(zhǎng)(m);
L—瞄準(zhǔn)點(diǎn)偏離噴頭保護(hù)面積中心的距離(m);φ —噴頭安裝角(°)
表3.3.3 噴頭偏離保護(hù)面積中心的距離
表3.3.3 噴頭偏離保護(hù)面積中心的距離
    注:Lb 為單個(gè)噴頭正方形保護(hù)面積的邊長(zhǎng)。
  3.3.3.4 噴頭非垂直布置時(shí)的設(shè)計(jì)流量和保護(hù)面積應(yīng)與垂直布置的相同。
  3.3.3.5 噴頭宜等距布置,以噴頭正方形保護(hù)面積組合排列,并應(yīng)完全覆蓋保護(hù)對(duì)象。
  3.3.3.6 二氧化碳的設(shè)計(jì)用量應(yīng)按下式計(jì)算:
二氧化碳的設(shè)計(jì)用量
式中 M——二氧化碳設(shè)計(jì)用量(kg);
     N——噴頭數(shù)量;
     Qi——單個(gè)噴頭的設(shè)計(jì)流量(kg/min);
     t——噴射時(shí)間(min)。
3.3.4 當(dāng)采用體積法設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:
    3.3.4.1 保護(hù)對(duì)象的計(jì)算體積應(yīng)采用假定的封閉罩的體積。封閉罩的底應(yīng)是保護(hù)對(duì)象的實(shí)際底面;封閉罩的側(cè)面及頂部當(dāng)無(wú)實(shí)際圍封結(jié)構(gòu)時(shí),它們至保護(hù)對(duì)象外緣的距離不應(yīng)小于0.6m。
    3.3.4.2 二氧化碳的單位體積的噴射率應(yīng)按下式計(jì)算:
二氧化碳的單位體積的噴射率
式中 qv——單位體積的噴射率[kg/(min·m3)] ;
     At——假定的封閉罩側(cè)面圍封面面積(m2);
     Ap——在假定的封閉罩中存在的實(shí)體墻等實(shí)際圍封面的面積(m2)。
  3.3.4.3 二氧化碳設(shè)計(jì)用量應(yīng)按下式計(jì)算:
二氧化碳設(shè)計(jì)用量
式中 V1——保護(hù)對(duì)象的計(jì)算體積( m3)。
    3.3.4.4 噴頭的布置與數(shù)量應(yīng)使噴射的二氧化碳分布均勻,并滿(mǎn)足單位體積的噴射率和設(shè)計(jì)用量的要求。
3.3.5 (此條刪除)。
3.3.6 (此條刪除)。
 
條文說(shuō)明
 
3.3 局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)

3.3.1 局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為面積法和體積法,這是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)比較一致的分類(lèi)法。前者適用于著火部位為比較平直的表面情況,后者適用于著火對(duì)象是不規(guī)則物體情況,凡當(dāng)著火部位比較平直,面積法不能做到所有表面被完全覆蓋時(shí),都可采用體積法進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)著火部位比較平直,用面積法容易做到所有表面被完全覆蓋時(shí),則首先可考慮用面積法進(jìn)行設(shè)計(jì)。為使設(shè)計(jì)人員有所選擇,故對(duì)面積法采用了“宜”這一要求程度的用詞。
3.3.2 本條根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)制定的。BS 5306規(guī)定:“二氧化碳總用量的有效液體噴射時(shí)間應(yīng)為30s”。ISO 6183、NFPA 12、日本和前蘇聯(lián)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也都規(guī)定噴射時(shí)間為30s。為了與上述標(biāo)準(zhǔn)一致起來(lái),故本規(guī)范規(guī)定噴射時(shí)間為0.5min。
    燃點(diǎn)溫度低于沸點(diǎn)溫度的可燃液體和可熔化的固體的噴射時(shí)間,BS 5306規(guī)定為1.5min,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定具體數(shù)據(jù),故取英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS 5306的數(shù)據(jù)。
3.3.3 本條說(shuō)明設(shè)計(jì)局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)的面積法。
  3.3.3.1 由于單個(gè)噴頭保護(hù)面積是按被保護(hù)面的垂直投影方向確定的,所以計(jì)算保護(hù)面積也需取整體保護(hù)表面垂直投影的面積。
3.3.3.2 架空型噴頭設(shè)計(jì)流量和相應(yīng)保護(hù)面積的試驗(yàn)方法是參照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NFPA 12確定的。該試驗(yàn)方法是:把噴頭安裝在盛有70#的正方形油盤(pán)上方,使其軸線(xiàn)與液面垂直。液面到油盤(pán)緣口的距離為150mm,噴射二氧化碳使其產(chǎn)生臨界飛濺的流量,該流量稱(chēng)為臨界飛濺流量(也稱(chēng)最大允許流量)。以75%臨界飛濺流量在20s以?xún)?nèi)滅火的油盤(pán)面積定義為噴頭的保護(hù)面積,以90%臨界飛濺流量定義為對(duì)應(yīng)保護(hù)面積的噴頭設(shè)計(jì)流量。試驗(yàn)表明:保護(hù)面積和設(shè)計(jì)流量都是安裝高度(即噴頭到油盤(pán)液面的距離)的函數(shù),所以在工程設(shè)計(jì)時(shí)也需根據(jù)噴頭到保護(hù)對(duì)象表面的距離確定噴頭的保護(hù)面積和相應(yīng)的設(shè)計(jì)流量。只有這樣,才能使預(yù)定的流量不產(chǎn)生飛濺,預(yù)定的保護(hù)面積內(nèi)能可靠地滅火。
    槽邊型噴頭的保護(hù)面積是其噴射寬度與射程的函數(shù),噴射寬度和射程是噴頭設(shè)計(jì)流量的函數(shù),所以槽邊型噴頭的保護(hù)面積需根據(jù)選定的噴頭設(shè)計(jì)流量確定。
3.3.3.3、3.3.3.4 這兩款等效采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。ISO 6183、NFPA 12和BS 5306都作了同樣規(guī)定。
    圖3.3.3表示了噴頭軸線(xiàn)與液面垂直和噴頭軸線(xiàn)與液面成45°銳角兩種安裝方式。其中油盤(pán)緣口至液面距離為150mm,噴頭出口至瞄準(zhǔn)點(diǎn)的距離為S。噴頭軸線(xiàn)與液面垂直安裝時(shí)(B1噴頭),瞄準(zhǔn)點(diǎn)E1在噴頭正方形保護(hù)面積的中心。噴頭軸線(xiàn)與液面成45°銳角安裝時(shí)(B2噴頭),瞄準(zhǔn)點(diǎn)E2偏離噴頭正方型保護(hù)面積中心,其距離為0.25Lb(Lb是正方形面積的邊長(zhǎng));并且,噴頭的設(shè)計(jì)流量和保護(hù)面積與垂直布置的相等。
3.3.3.5 噴頭保護(hù)面積,對(duì)架空型噴頭為正方形面積,對(duì)糟邊型噴頭為矩形(或正方形)面積。為了保證可靠滅火,噴頭的布置必須使保護(hù)面積被完全覆蓋,即按不留空白原則布置噴頭,至于等距布置原則,這是從安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的觀(guān)點(diǎn)提出的。
3.3.3.6 二氧化碳設(shè)計(jì)用量等于把全部被保護(hù)表面完全覆蓋所用噴頭的設(shè)計(jì)流量數(shù)之和與噴射時(shí)間的乘積,即:
                         M=t∑Qi                                        (1)
    當(dāng)所用噴頭設(shè)計(jì)流量相同時(shí),則:
                        ∑Q=N·Qi                           (2)
    把公式(2)代入公式(1)即得出公式(3.3.3)。
    上述確定噴頭數(shù)量和設(shè)計(jì)用量的方法,是ISO 6183、NFPA 12和BS 5306等規(guī)定的方法。
    除此之外,還有以滅火強(qiáng)度為依據(jù)確定滅火劑設(shè)計(jì)用量的計(jì)算方法。
                       M=A1·q                                 (3)
式中 q——滅火強(qiáng)度,kg/m2
    這時(shí),噴頭數(shù)量按下式計(jì)算:
                      N=M/(t·Qi)                         (4)
    日本采用了這種方法,規(guī)定滅火強(qiáng)度取13kg/m2。
    我們的試驗(yàn)表明:噴頭安裝高度不同,滅火強(qiáng)度不同,滅火強(qiáng)度隨噴頭安裝高度的增加而增加。為了安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理起見(jiàn),本規(guī)范不采用這種方法。
3.3.4 本條說(shuō)明設(shè)計(jì)局部應(yīng)用系統(tǒng)的體積法。
    (1) 本條等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。
    ISO 6183規(guī)定:“系統(tǒng)的總噴放速率以假想的圍繞火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)的完全封閉罩的容積積為基礎(chǔ)。這種假想的封閉罩的墻和天花板距火險(xiǎn)至少0.6m遠(yuǎn),除非采用了實(shí)際的隔墻,而且這墻能封閉一切可能的泄漏,飛濺或外溢。該容積內(nèi)的物體所占體積不能被扣除。”
    ISO 6183又規(guī)定:“一個(gè)基本系統(tǒng)的總噴放強(qiáng)度不應(yīng)小于16kg/min·m3;如果假想封閉罩有一個(gè)封閉的底,并且已分別為高出火險(xiǎn)物至少0.6m的永久連續(xù)的墻所限定(這種墻通常不是火險(xiǎn)物的一部分),那么,對(duì)于存在這種為實(shí)際墻完全包圍的封閉罩,其噴放速率可以成比例地減少,但不得低于4kg/min·m3
    NFPA 12和BS 5306也作了類(lèi)似規(guī)定。
    (2)本條經(jīng)過(guò)了試驗(yàn)驗(yàn)證
    ① 用火災(zāi)模型進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證?;馂?zāi)模型為0.8mx 0.8mx1.4m的鋼架,用?18圓鋼焊制,鋼架分為三層,距底分別是為0.4m、0.9m和1.4m。各層分別放5個(gè)油盤(pán),油盤(pán)里放入 Kb等于1的70#汽油?;馂?zāi)模型放在外部尺寸為2.08mx2.08mx0.3m的水槽中間,水槽外圍豎放高為2.08m,寬為1.04m的鋼制屏風(fēng)。把水槽四周全部圍起來(lái)共需8塊屏風(fēng),試驗(yàn)時(shí)根據(jù)預(yù)定Ap/At值決定放置屏風(fēng)塊數(shù)。二氧化碳噴頭布置在模型上方,滅火時(shí)間控制在20s以?xún)?nèi),求出不同Ap/At值下的二氧化碳流量,計(jì)算出不同Ap/At值對(duì)的二氧化碳單位體積的噴射率qv值。
    首先作了同一Ap/At值下,不同開(kāi)口方位的試驗(yàn)。試驗(yàn)表明:?jiǎn)挝惑w積的噴射率與開(kāi)口方位無(wú)
關(guān)。
    接著作了7種不同Ap/At值的滅火實(shí)驗(yàn),每種重復(fù)3次,經(jīng)數(shù)據(jù)處理得:
                   qv=15.95-11.92×(Ap/At)                        (5)
    該結(jié)果與公式(3.3.4-1)非常接近。
    ② 用中間試驗(yàn)進(jìn)行工程實(shí)際驗(yàn)證。中間試驗(yàn)的滅火對(duì)象為3150kVA油浸變壓器,其外部尺寸為2.5mx2.3mx2.6m,滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用體積法,計(jì)算保護(hù)體積為:
V1=(2.5+0.6×2)(2.3+0.6×2)(2.6+0.6)=41.44m3
    環(huán)繞變壓器四周,沿假想封閉罩分兩層設(shè)置環(huán)狀支管。支管上布置噴頭,封閉罩無(wú)真實(shí)墻,取Ap/At值等于零,單位體積噴射率qv取16kg/min·m3,設(shè)計(jì)噴射時(shí)間取0.5min,計(jì)算滅火劑設(shè)計(jì)用量。試驗(yàn)用汽油引燃變壓器油,預(yù)燃時(shí)間30s,試驗(yàn)結(jié)果,實(shí)際滅火時(shí)間為15s。由此可見(jiàn),按本條規(guī)定的體積法進(jìn)行局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)是安全可靠的。
(3)需要進(jìn)一步說(shuō)明的問(wèn)題。一般設(shè)備的布置,從方便維護(hù)講,都會(huì)留出離真實(shí)墻0.5m以上的距離,就是說(shuō)實(shí)體墻距火險(xiǎn)危險(xiǎn)物的距離都會(huì)接近0.6m或大于0.6m,這時(shí)到底利用實(shí)體墻與否應(yīng)通過(guò)計(jì)算決定。利用了真實(shí)墻,體積噴射率qv值變小了,但計(jì)算保護(hù)體積V1值增大了,如果最終滅火劑設(shè)計(jì)用量增加了許多,那么就沒(méi)必要利用真實(shí)墻。
3.3.5 并入3.1.4A和4.0.9A。
3.3.6 并入4.0.9A。
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