一级消防工程师技术实务考点及例题:气体灭火系统

第三篇 建筑消防设施——第六章 气体灭火系统

  01 气体灭火系统灭火机理

  知识点:气体灭火系统灭火机理

  二氧化碳灭火系统

  主要在于窒息,其次是冷却。高压瓶中,低于31.4℃时气液两相共存,灭火时释放,瞬间变为气态,稀释火场氧气含量,窒息灭火。另外二氧化碳释放温度急剧下降,形成固体干冰粒子,吸热升华,起到冷却作用。

  七氟丙烷灭火剂是一种无色无味、不导电的气体,其密度大约是空气的6倍,在一定压力下呈液态储存。洁净药剂,对环境无污染无残留。喷出时,从液态吸热变为气态,且分子结构断裂都需要吸收热量,从而起到冷却作用。同时稀释火场氧气浓度,降低燃烧速率。

  IG-541混合气体灭火系统

  由氮气、氩气和二氧化碳气体按一定比例混合而成。(541)

  混合气体无毒、无色、无味、无腐蚀性且不导电,既不支持燃烧,又不与大部分物质产生反应。环保且理想的灭火剂。

  IG-541混合气体灭火机理属于物理灭火方式。

  21%的氧气浓度降低到15%以下,燃烧停止。

  混合气体能把防护区氧气降至12.5%,同时又把二氧化碳升至4%。灭火设计浓度不大于43%时,该系统对人体无害。

 02 气体灭火系统分类和组成

  知识点:气体灭火系统的分类和组成

  一、系统分类

依据

系统名称

备注

按灭火剂分类

二氧化碳灭火系统
(窒息和冷却)

高压(指灭火剂在常温下储存的系统)5.17MPa
注意充装密度,小心高温时膨胀,保护膜破裂释放。

低压(指将灭火剂在-20℃~-18℃低温下储存的系统)2.07MPa。类似冰箱,外壳保温,内附冷却蛇管。

七氟丙烷灭火系统

卤代烷系列,灭火能力强、灭火剂性能稳定的特点,分解物对人体有害,慎用。

惰性气体灭火系统(物理)

IG01(氩气)、IG100(氮气)、IG55(氩气、氮气)、IG541(氩气、氮气、二氧化碳)。源于自然,无毒、无色、无味、惰性且不导电的纯“绿色”压缩气体,故又称之为洁净气体灭火系统。

系统的结构特点

管 灭火系统

组合分配系统:一套灭火系统储存装置同时保护两个或两个以上防护区或保护对象的气体灭火系统。灭火剂用量按最大保护区确定。则通过选择阀、容器阀等控制,定向释放灭火剂。节省灭火剂。

单元独立系统:一套装置保护一个区域或对象。因为该区距离其他远,或者有同时失火的可能。也可以多套装置保护一个区。保证系统同步工作。

无管 灭火系统

柜式气体灭火装置

将灭火剂储存装置和喷放组件等预先设计、组装成套且具有联动控制功能的灭火系统,又称预制灭火系统。适应于较小的、无特殊要求的防护区。

悬挂式气体灭火装置

依据

系统名称

备注

应用方式

全淹没灭火系统

规定的时间内,向防护区喷射一定浓度的气体灭火剂,并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。
喷头均布在防护区的顶部,火灾时,通过灭火剂气体将封闭空间淹没实施灭火。

局部灭火系统

规定的时间内向保护对象以设计喷射率直接喷射气体,在保护对象周围形成局部高浓度,并持续一定时间的灭火系统。
喷头均布在保护对象的四周,在保护对象周围局部范围内达到较高的灭火剂气体浓度实施灭火。

加压方式

自压式气体灭火系统

灭火剂无须加压而是依靠自身饱和蒸气压力进行输送。

内储压式气体灭火系统

灭火剂在瓶组内用惰性气体进行加压储存,动作时灭火剂靠瓶组内的充压气体进行输送的灭火系统。

外储压式气体灭火系统

系统动作时灭火剂由专设的充压气体瓶组按设计压力对其进行充压的灭火系统。

  二、系统组成

系统名称

组成

高压二氧化碳灭火系统、
内储压式七氟丙烷灭火系统
(1号)

灭火剂瓶组、驱动气体瓶组(可选)、单项阀、选择阀、驱动装置、集流管、连接管、喷头、信号反馈装置、安全泄放装置、控制盘、检漏装置、管道管件、吊钩支架。

外储压式七氟丙烷灭火系统

比1号多加压气体瓶组、减压装置。

惰性气体灭火系统

比1号多减压装置。

低压二氧化碳灭火系统

灭火剂储存装置、总控阀、驱动器、喷头、管道超压泄放装置、信号反馈装置、控制器。

无管 灭火系统

柜式

灭火剂瓶组、驱动气体瓶组(可选)、容器阀、减压装置(针对惰性气体灭火装置)、驱动装置、集流管(只限多瓶组)、连接管、喷头、信号反馈装置、安全泄放装置、控制盘、检漏装置、管道管件。

悬挂式

灭火剂储存容器、启动释放组件、悬挂支架。

储气瓶

储存灭火剂(内储压式七氟丙烷气瓶还要充装动力气体N2)。

启动瓶

储存系统启动气体(N2)通过启动管路打开储气瓶容器阀。

动力气储瓶

外储压七氟丙烷系统对储存灭火剂瓶组加压。

组件名称

功能

电磁启动器

接受火灾自动 警控制器输出信号,释放灭火剂。

气启动器

在启动气体作用下打开储气瓶容器阀,释放灭火剂。

液体单向阀

使灭火剂只能往防护区单向流动,防止倒流回储气瓶。

气体单向阀

用于组合分配系统,使启动气体只能打开相应防护区的灭火剂储瓶。

组件名称

功能

低压泄露阀

释放平时缓慢泄露出的启动气体,防止其积聚后引起系统误操作动作(启动气体管道)。

安全阀

当集流管内灭火剂压力过高时,阀内安全膜片自动爆破泄压,保证系统安全。

减压装置

对汇集在集流管内的高压灭火剂进行减压,控制灭火剂的输送压力。

选择阀

用于组合分配系统,使灭火剂流向对应的防护区。

减压阀

将高压动力气体经延迟、减压后输送到灭火剂储瓶,对灭火剂持续增压,实现长距离输送。(外储压七氟丙烷)。

自锁压力开关

灭火剂喷放时,将信号反馈到火灾自动 警灭火控制器,也称压力开关、压力信号发生器。

喷放指示灯

提示火灾现场外部人员灭火剂正在喷放,不得进入防护区。

称重装置

用于高压CO2、三氟甲烷灭火系统,检测灭火剂。

失重 警显示器

用于高压CO2、三氟甲烷灭火系统,接收称重装置检测信号并及时 警。

 03 气体灭火系统工作原理及控制方式

  知识点:气体灭火系统工作原理及控制方式

  自动、手动、机械应急启动、紧急启动/停止。

  一、系统工作原理

  (一)高压二氧化碳、内储压式七氟丙烷与惰性气体灭火系统

  火灾时,感烟、感温、感光等探测器(3选2)发出火灾信号到 警灭火控制器,控制器自动发出声光 警并经逻辑判断后,启动联动装置,经过一段时间延时,发出系统启动信号,启动驱动气体瓶组上的容器阀释放驱动气体,打开通向发生火灾的防护区的选择阀,同时打开灭火剂瓶组的容器阀,灭火剂经连接管汇集到集流管,通过选择阀到达喷头进行灭火,同时安装在管道上的信号反馈装置(压力开关)将信号传送到控制器启动防护区外的释放警示灯和警铃。

  另外,通过压力开关监测系统是否正常工作,若启动指令发出,而压力开关的信号未反馈,则说明系统存在故障,值班人员手动开启储存容器上的容器阀,实施人工启动灭火。

  (二)外储压式七氟丙烷灭火系统

  控制器发出系统启动信号,启动驱动气体瓶组上的容器阀释放驱动气体,打开通向发生火灾的防护区的选择阀,同时打开加压单元气体瓶组的容器阀,加压气体经减压进入灭火剂瓶组,加压后的灭火剂经连接管汇集到集流管,通过选择阀到达安装在防护区内的喷头进行喷放灭火。

  二、系统控制方式

  (一)系统控制方式——自动控制方式

  温感、烟感探头探测火灾,控制器处于“自动”状态使系统处于自动状态。

  当只有一种探测器发出火灾信号时,控制器即发出火警声光信号,而不启动灭火装置释放灭火剂。如确需启动灭火装置灭火时,可按下“紧急启动按钮”,即可灭火。

  当两种探测器同时发出火灾信号时,控制器发出火灾声、光信号,通知有火灾发生,有关人员应撤离现场,并发出联动指令,关闭风机、防火阀等联动设备,经过一段时间延时后,即发出灭火指令,打开电磁阀,启动气体打开容器阀,释放灭火剂,实施灭火;如在 警过程中发现不需要启动灭火装置,可按下保护区外的或控制操作面板上的“紧急停止按钮”,即可终止控制灭火指令的发出。

  (二)系统控制方式——手动控制方式

  将控制选择锁置于“手动”,灭火控制器处于手动控制状态。

  这时,探测器发出火警信号时,控制器即发出火灾声、光 警信号,而不启动灭火装置,人员确认火灾,按下保护区外或控制器操作面板上的“紧急启动按钮”,启动灭火装置,释放灭火剂。

  但 警信号仍存在。无论自动或手动状态,按下任何紧急启动按钮,都可启动灭火装置,同时控制器立即进入灭火 警状态。

  (三)系统控制方式——应急机械启动工作方式

  在控制器失效且职守人员判断为火灾时,应立即通知现场所有人员撤离现场,在确定所有人员撤离现场后,方可按以下步骤实施应急机械启动:

  1.手动关闭联动设备并切断电源;

  2.打开对应保护区选择阀;

  3.成组或逐个打开对应保护区储瓶组上的容器阀,即刻实施灭火。

  (四)系统控制方式——紧急启动/停止工作方式

  04 气体灭火系统适用范围

  知识点:气体灭火系统的适用范围

适用

禁用

二氧化碳

灭火前可切断气源的气体火灾;
液体火灾;
石蜡、沥青等可熔化的固体火灾;
固体表面火灾;
棉毛、织物、纸张等部分固体深位火灾;
电气火灾。

硝化纤维、火药等含氧化剂的化学制品火灾;
钾、钠、镁、钛、锆等活泼金属火灾;
氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾。

七氟丙烷

电气火灾;
液体表面火灾;
可熔化的固体火灾;
固体表面火灾;
灭火前可切断气源的气体火灾。

同上,能自行分解的化学物质,如过氧化氢、联胺等。

其他

电气火灾;固体表面火灾;液体火灾和灭火前能切断气源的气体火灾。

同前两个,外加可燃固体物质的深位火灾。

  05 气体灭火系统设计参数

  知识点:气体灭火系统防护区的设置要求及安全要求

  一、防护区的设置要求

  (一)防护区的划分

  1.单个封闭空间划分;

  2.同一区间的吊顶层和地板下需同时保护合为一个防护区;

  3.管 灭火系统一个防护区的面积不宜大于800m2,且容积不宜大于3600m3;

  4.预制灭火系统一个防护区的面积不宜大于500m2,且容积不宜大于1600m3。

  (二)耐火性能

  1.耐火极限:

  ①围护结构≥0.50h;

  ②门窗≥0.50h;

  ③吊顶≥0.25h。

  2.全淹没灭火系统防护区建筑物构件耐火时间(一般为30min)包括:探测火灾时间、延时时间、释放灭火剂时间及保持灭火剂设计浓度的浸渍时间。

  (三)耐压性能

  (五)封闭性能

  不宜设置敞开孔洞,否则灭火剂流失。必须设时,应能手动、自动关闭,喷放前关自动关闭,除泄压口。

  (六)环境温度

  防护区的最低环境温度不应低于-10℃。

  二、安全要求

  知识点:二氧化碳灭火系统的设计

  (一)一般规定

  1)全淹没灭火系统的防护区

  ①对气、液、电气和固体表面火灾,在喷放二氧化碳前不能自动关闭的开口,其面积≤防护区总内表面积的3%,且开口不应设在底面。

  ②对固体深位火灾,除泄压口以外的开口,在喷放前应自动关闭。

  ③围护结构及门、窗的耐火极限≥0.50h,吊顶≥0.25h;围护结构及门窗的允许压强≥1200Pa。

  ④防火阀,在喷放前应自动关闭。

  2)局部应用灭火系统的保护对象,

  (二)全淹没灭火系统的设计

  灭火浓度的34%≤设计浓度≥灭火浓度的1.7倍

  理论值要大于实际。

  两种及两种以上可燃物,设计浓度用可燃物中最大设计浓度。

  全淹没灭火系统喷放时间≤1min。

  固体深位火灾喷放时间 ≤7min,前2min浓度达到30%。

  (三)局部应用系统的设计

  面积法设计:

  1)面积应取被保护表面整体的垂直投影面积。

  2)架空型喷头应以喷

 

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