深圳高陽通訊樓七氟丙烷滅火系統設計(已修改)

　

【正文】 深圳高陽通訊樓七氟丙烷滅火系統設計 摘要： 本文根據深圳高陽萬國電腦有限公司通訊樓的具體工程概況，采用全淹沒式七氟丙烷（ FM200）滅火系統對其進行保護，同時對目前哈龍滅火系統替代產品的滅火性能、使用場所及對環境與人身安全影響進行了分析，對七氟丙烷（ FM200）氣體滅火系統的滅火機理、設計要求以及系統維護進行了全面的調查、分析與研究，包括自動報警系統的設計和一些必要的安全疏散要求以及對系統的經濟預算，完成了本文設計。 關鍵詞： 哈龍 七氟丙烷 自動報警 經濟預算 FM200 Ariform Extinguish System’s Design of Communicative Floor in Gao Yang Limited Company Abstract： This substitution according to the specific project situation of municative floor in Shenzhen Gao Yang Wan Guo puter limited pany, its decided to adopt FM200 total flooding extinguishes systems to protect it. As the same time, its extinctive characteristic, applicable place and its effect to environment and personal safety of HALON extinguish systems nowadays is analyzed in this paper. It makes an allround research, analysis and study to it with the extinctive theory, planning demand and systemic conservation of FM200, including the design for automatic alarm systems and some essential claim for safety decentralization and the economy budget for the whole plete the design of this substitution. Keywords： HALON FM200 Automatic alarm Economy budget 目錄 摘要 目錄 前言 1 第一章 七氟丙烷（ FM200）滅火系統簡介 1 第二章 現階段哈龍滅火系統替代品 的發展 3 第三章 深圳市高陽萬國電腦系統有限公司通訊樓概況 7 第四章 七氟丙烷滅火系統設計與計算 8 七氟丙烷滅火系統防護區設計 8 七氟丙烷滅火系統設計及計算 11 七氟丙烷滅火系統設備選型 42 七氟丙烷滅火系統安裝與維護 45 第五章 火災自動報警系統設計 47 第六章 安全疏散 50 第七章 經濟預算 50 后記 53 參考文獻 54 前言 隨著近五十年的經濟迅速發展，各種現代化的設備、儀器的經濟含量越來越高，俗知的水撲救火災已無法滿足現代化的大樓、設備、儀器的保護，氣體滅火系統應運而生。基于近幾年全球二氧化碳溫室效應的威脅，不破壞大氣臭氧層的氣體滅火劑被重視起來，相應出現了 CO七氟丙烷等哈龍滅火劑的替代物。 CO2 是最為普遍 的高壓氣體滅火系統，但不能用于人員較多的場所，就通訊樓主機房等場所，更為理想的是使用七氟丙烷滅火劑，在哈龍替代物中七氟丙烷的 ODP（破壞臭氧潛能）指數為零，且現在國內以具有一定的生產能力，故本系統采用七氟丙烷根據 《七氟丙烷（ HFC227ea）潔凈氣體滅火系統設計規范（建議草案）》進行設計。 第一章 七氟丙烷（ FM200）滅火系統簡介 七氟丙烷滅火劑的性質和滅火機理 七氟丙烷（ HFC227ea，美國商標名稱為 FM200）滅火劑是一種無色、幾乎無味、不導電的氣體，其化學分 子式為 CF3CHFCF3，分子量為 170，密度大約為空氣的 6 倍，采用高壓液化儲存。 表 11 七氟丙烷主要物理性能表 沸點 (1atm) （ ℃ ） 冰 點 （ ℃ ） 臨界溫度（ ℃ ） 臨界壓力 （ kPa） 達沸點時的汽化潛熱 （環境 25℃ 時試 )(kJ/kg) 2912 蒸氣壓 (25℃ )(kPa) 儲存壓力 (20℃ ) (kPa) 儲存容器最小 工作壓力 (kPa) 最大充裝密度 (kg/m3) 2500 3500 1150 ODP(%,v/v) GWP(%， v/v) LC50(%， v/v) 大氣中存活壽命 (年 ) 0 － 31－ 42 注： ODP — 破壞臭氧潛能； GWP — 地球變暖潛能； LC50 — 半數致死濃度 七氟丙烷滅火機理為抑制化學鏈反應 ,對于 A類和 B類火災均能起到良好的滅火作用。 七氟丙烷氣體滅火系統適用范圍 （ 1） 七氟丙烷滅火劑可以撲救的火災： a) 可燃氣體火災，如甲烷、乙烯、煤氣、天然氣等； b) 甲、乙、丙類液體火災，如烴類、醇類、有機溶劑類等； c) 可燃固體表面火災； d) 電氣火災。 防護區內一般含不致發展成固體 深位火災的固體燃料、電氣設備或存在少量可燃液體。其典型燃料為： a) PC 板； b) 絕緣電線電纜； c) 散布于各處的紙張、檔案等； d) 少量無蓋或翻覆的可燃液體（如酒精、油脂、油漆等）。 （ 2） 七氟丙烷滅火劑不適用于如下材料所發生的火災： a) 無空氣仍能迅速氧化的化學物質的火災，如硝酸纖維、火藥等火災； b) 活潑金屬的火災，如鈉、鉀、鎂等； c) 金屬氫化物、強氧化劑、能自燃的物質的火災； d) 能自行分解的化學物質的火災，如有機氧化合物和聯胺。 （ 3） 人員暴露限制： a) 9%體積濃度以下，人員暴露無限制； b) 大于 9%至 %，限制人員暴露至 1min； c) %以上的體積濃度避免暴露。 七氟丙烷對環境的影響 七氟丙烷滅火劑不會破壞大氣臭氧層，在大氣中的殘留時間也比較短，其環保性能明顯優于鹵代烷（ Halon）“ 1301”。 七氟丙烷的毒性較低，對人體產生不良影響的體積濃度臨界值為 9%，并允許在濃度為%的情況下使用 1min。七氟丙烷的設計滅火濃度為 7%，因此，正常情況下對人體不會產生不良的影響，可用于經常有人活動的場所。關于七氟丙烷滅火劑的毒性及致癌問題，目前國際學術界仍有爭議。另外，七氟丙烷在滅火過程中會分解出微量的氫氟酸的有害氣體（ HF）， HF 是一種對人體有高度腐蝕性的氣體，對皮膚有強烈的刺激作用。 HF 的形成與著火的溫度、分隔的空間和滅火時間的長短有關，而滅火時間則與滅火劑的設計濃度和施放時間有著直接的關系。火災規模大，施放時間長，所產生的 HF 濃度高。它的濃度比哈龍 1301滅火劑所產生的濃度要高 2－ 10 倍。 七氟丙烷的毒性試驗 通常，在評價替代物時主要考慮其急性毒性。七氟丙烷的毒性指標可以用 NOAEL、LOAEL 和 LC50 來表示。 NOAEL 是未觀察到不良反應的濃度，在這個濃度下被試驗動物未出現可觀察到的不良反應。 LOAEL 為可觀察到不良 反應的最低濃度，它是出現不良反應的最低試驗濃度。對于 鹵化烴類滅火劑，通常是根據心臟對藥劑的敏感度來確定這一濃度。任何滅火劑的設計滅火濃度若低于它的 NOAEL 值，認為是適合用于有人場所的。據國內資料報道，七氟丙烷與哈龍 1301 的滅火濃度和毒性的比較如表 。 表 七氟丙烷與哈龍 1301 毒性比較 商品名稱 符 號 杯式燃燒法濃度 （ %V/V） 最小設計濃度 （ %V/V） NOAEL （ %V/V） LOAEL （ %V/V） 哈龍 1301 Halon1301 七 氟丙烷 HFC227ea LC50 是半數致死濃度，即導致半數試驗動物死亡的濃度值。我們采用小鼠急性吸入FM200 氣體進行毒性試驗，結果當濃度達到 80%時，雌性、雄性小鼠均無死亡發生，急性LC50 吸入均大于 80%。 第二章 現階段哈龍滅火系統替代品的發展 氣體滅火系統發展概況 在各種氣體滅火劑中，鹵代烷（ HALON）“ 1211”和“ 1301”滅火劑以其滅火效率高、安全潔凈、毒性低、腐蝕性小、儲存時間長、適用性廣等優點而得到了廣泛和長期的應用。 80 年代初期，研究人 員發現，鹵代烷滅火劑以及氯氟烴（ CFC）制冷劑、噴霧劑、發泡劑等對大氣臭氧層造成了明顯的耗損破壞，為了保護人類賴以生存的大氣臭氧層，在世界環保組織的推動下，聯合國環境規劃署組織召開了多次國際會議，從 1985 年起，先后通過了多項關于保護臭氧層的國際條約。目前，鹵代烷（ 1301）滅火劑已在美國和很多發達國家停止生產和使用；發展中國家（包括中國）也在相繼制定停止生產和使用鹵代烷滅火劑的計劃。幾年來，世界各國的科學家和工程技術人員都在積極尋找替代鹵代烷的新型氣體滅火劑，并在寫列幾個方面取得了一定的進展： (1)積極 開發新型環保滅火劑，如 EBM 氣溶膠、煙烙盡 (IG541 美國商標名稱 INERGEN)滅火劑等。 (2)繼續尋找符合環保要求的鹵代烴類滅火劑，如七氟丙烷。 (3)繼續發展和完善原由惰性氣體滅火系統，改進原有系統之不足。如低壓二氧化碳滅火系統。 哈龍替代品的含義 哈龍替代趨勢的含義應包含二個方面，即哈龍替代產品的趨勢及非哈龍替代技術的趨勢。哈龍替代品是指不破壞大氣臭氧層能最大限度替代哈龍的氣體滅火劑，主要用于替代已建成哈龍系統中的滅火劑；非哈龍替代技術則是指不破壞大氣臭氧層，并在滅火機理上與哈龍不同，但仍能 滿足保護防護區安全要求的新的滅火技術，主要用于替代哈龍系統保護新建的防護區。 哈龍替代品的進展 哈龍替代品是指不破壞大氣臭氧層能最大限度替代哈龍的氣體滅火劑，主要用于替代已建成哈龍系統中的滅火劑。作為哈龍替代品，首先要不破壞大氣臭氧層，并與哈龍同樣的 滅火機理及相似的物理特性。目前主要氣體滅火劑替代品有以下兩種： （ 1） EBM 氣溶膠滅火系統 EBM 氣溶膠滅火劑是液體或固體微粒，懸浮于氣體介質中的一種物體。這些微粒的粒徑大部分小于 1μ m，具有非常大的比表面積，因此其滅火效率接近于哈龍“ 1301”的 4 倍，無毒害、 無污染、不損耗大氣臭氧層。它是利用負催化原理，將滅火劑以氣溶膠形態通過抑制火焰的燃燒反應實現全淹沒、全方位、快速滅火。電氣絕緣性良好。它的設計滅火劑量70－ 100g/m3，滅火時間小于 180s，噴射時間小于 40s，適用于在相對封閉空間，撲救電氣線路、通訊機房火災。但 EBM 氣溶膠釋放后能見度差，故不宜在有人場所、特別是在公共場所不宜使用。 （ 2） 七氟丙烷 (FM200)滅火系統 七氟丙烷是一種化學滅火劑，在目前新開發的哈龍滅火劑替代物中，被認為是研究開發比較成功的一種產品，它是一種無色無味的氣體，在一定的壓強下呈液 態儲存，在火災中具有抑制燃燒過程基本化學反應的能力，其分解物能夠中斷燃燒過程中化學連鎖反應的鏈傳遞，因而滅火能力強、滅火速度快。此外，它還有不導電、不破壞大氣臭氧層、毒性較低等優點。可適用于有人工作的場所，對電子儀器、設備、重要資料等不會造成損害。 九十年代初，國外各大公司投入巨資開展哈龍滅火劑替代品的研制工作。美國大湖化學公司于 1993 年推出了商品名為 FM200 替代哈龍的氣體滅火劑。它的結構為 CF3CHFCF3，化學名稱為七氟丙烷；國外許多大公司和科研機構競相對其滅火性能進行測試、研究；