二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析

萬泉

【摘 要】隨著鹵代烷滅火劑的全面淘汰，二氧化碳作為潔凈滅火劑，由于其來源廣、成本低、適用范圍廣等特點(diǎn)，已普遍地應(yīng)用于許多具有火災(zāi)危險(xiǎn)的重要場(chǎng)所。本文通過分析介紹二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)的組成、分類、適用范圍、工作原理和啟動(dòng)方式等， 使讀者對(duì)二氧化碳滅火系統(tǒng)有了全面的了解，更通過二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意問題，提出目前在二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要存在的問題。

【關(guān)鍵詞】二氧化碳；滅火系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

0.概述

隨著鹵代烷滅火劑的全面淘汰，二氧化碳作為潔凈滅火劑，由于其來源廣、成本低、適用范圍廣等特點(diǎn)，已普遍地應(yīng)用于許多具有火災(zāi)危險(xiǎn)的重要場(chǎng)所。二氧化碳是一種無色、無味，不導(dǎo)電、性能穩(wěn)定、無環(huán)境污染、且不需要專門生產(chǎn)（其他行業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品），能夠用于撲救多種火災(zāi)的潔凈滅火劑。經(jīng)調(diào)查，目前二氧化碳滅火系統(tǒng)的裝設(shè)量已達(dá)裝設(shè)總量的15%以上，是僅次于水滅火系統(tǒng)的第二大滅火系統(tǒng)。

1.二氧化碳滅火系統(tǒng)的組成

二氧化碳滅火系統(tǒng)主要由儲(chǔ)存容器、容器閥、連接軟管、止回閥、集流管、泄壓閥、滅火劑管道、管道附件、液體單向閥、選擇閥、啟動(dòng)氣體瓶、電磁閥、應(yīng)急操作機(jī)構(gòu)、固定支架、探測(cè)器、噴嘴、警報(bào)裝置、控制器等組成。其結(jié)構(gòu)如圖所示。

2.二氧化碳系統(tǒng)的分類

（1）按滅火方式分類可分為：全淹沒式滅火系統(tǒng)和局部應(yīng)用系統(tǒng)。

（2）按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為：管網(wǎng)系統(tǒng)和無管網(wǎng)系統(tǒng)。其中管網(wǎng)系統(tǒng)又可分為單元獨(dú)立系統(tǒng)和組合分配系統(tǒng)。

（3）按儲(chǔ)壓等級(jí)可分為：高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)。

（4）按系統(tǒng)管網(wǎng)布置形式可分為：均衡管網(wǎng)系統(tǒng)和非均衡管網(wǎng)系統(tǒng)。

3.適用范圍

根據(jù)二氧化碳的特性及滅火方式，二氧化碳滅火系統(tǒng)可用于撲救：A類（表面火及棉毛、織物、紙張等部分固體深位火災(zāi)） 、B類（滅火前能切斷氣源的氣體火災(zāi)）、C類（液體火災(zāi)或石蠟、瀝青等可溶化的固體火災(zāi)）及電氣火災(zāi)；不適宜用于保護(hù)經(jīng)常有人場(chǎng)所；不得用于撲救：硝化纖維、火藥等含氧化劑的化學(xué)制品火災(zāi)；鉀、鈉、鎂等活潑金屬火災(zāi)；氫化鉀、氫化鈉等金屬氫化物火災(zāi)。

4.工作原理及啟動(dòng)方式

（1）自動(dòng)控制：當(dāng)保護(hù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，第一路探測(cè)器發(fā)出火災(zāi)信號(hào)時(shí)，控制器發(fā)出警報(bào)，指示火災(zāi)發(fā)生部位；第二路火災(zāi)探測(cè)器發(fā)出火災(zāi)信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)開始進(jìn)入30s延時(shí)階段，控制器一方面發(fā)出聲、光報(bào)警，另一方面發(fā)出聯(lián)動(dòng)控制型號(hào)（如關(guān)閉送風(fēng)設(shè)備、防火門窗等），延時(shí)30s后控制器發(fā)出指令啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)氣體電磁閥，驅(qū)動(dòng)氣體（高壓氮?dú)猓┩ㄟ^管網(wǎng)打開集流管上的選擇閥和儲(chǔ)存滅火劑容器的容器閥，二氧化碳通過管道送到保護(hù)區(qū)經(jīng)噴嘴釋放滅火。

（2）手動(dòng)控制：在氣體滅火系統(tǒng)中，系統(tǒng)在自動(dòng)控制狀態(tài)下也可隨時(shí)由手動(dòng)控制，手動(dòng)控制優(yōu)先于自動(dòng)控制。當(dāng)保護(hù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，按下控制器的手動(dòng)啟動(dòng)按鈕，或防護(hù)區(qū)外的緊急啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)馬上進(jìn)入30s延時(shí)階段，之后程序與自動(dòng)控制相同。

（3）機(jī)械應(yīng)急手動(dòng)控制：當(dāng)防護(hù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)，但由于電源或自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障不能執(zhí)行滅火指令時(shí)，可用機(jī)械應(yīng)急手動(dòng)控制操作。機(jī)械應(yīng)急有兩種啟動(dòng)方法，一種有啟動(dòng)氣體瓶，可直接手動(dòng)打開對(duì)應(yīng)保護(hù)區(qū)的啟動(dòng)氣體電磁閥，之后程序與自動(dòng)控制相同；另一種是非驅(qū)動(dòng)氣體啟動(dòng)方式的話，可直接手動(dòng)打開對(duì)應(yīng)保護(hù)區(qū)的選擇閥和儲(chǔ)存滅火劑容器閥，之后程序與自動(dòng)控制相同。

（4）緊急停止控制：當(dāng)發(fā)生火災(zāi)警報(bào)時(shí)，在延時(shí)階段發(fā)現(xiàn)不需要啟動(dòng)氣體滅火系統(tǒng)滅火時(shí)，可手動(dòng)按下控制器上的紅色緊急停止按鈕。由于二氧化碳屬有毒氣體，為保護(hù)人身安全，本文特列出緊急停止操作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)保護(hù)區(qū)內(nèi)還有工作人員時(shí)，如何緊急制停滅火系統(tǒng)。

5.二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

（1）二氧化碳滅火系統(tǒng)可設(shè)計(jì)成全淹沒式滅火系統(tǒng)和局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)全淹沒滅火系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意防護(hù)區(qū)的氣密性，特別要考慮防護(hù)區(qū)有無開口或是否需要泄壓口。對(duì)于全淹沒式系統(tǒng)來說，開口是個(gè)至關(guān)重要的問題，因?yàn)殚_口是造成滅火劑流失的主要根源。在常溫條件下，一個(gè)大氣壓的二氧化碳密度為空氣密度的1.5倍，所以要強(qiáng)制規(guī)定防護(hù)區(qū)的地面不允許在滅火過程中有開口。頂部有開口，產(chǎn)生滅火劑流失是較小的，所以一般不做限制。對(duì)于完全密封的防護(hù)區(qū)由于噴放二氧化碳導(dǎo)致防護(hù)區(qū)內(nèi)壓力升高，故需要開設(shè)泄壓口。泄壓口的面積應(yīng)根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的允許壓強(qiáng)，和噴放速率計(jì)算得出。具體可根據(jù)公式

計(jì)算得出。

（2）二氧化碳滅火系統(tǒng)要求滅火設(shè)計(jì)濃度不應(yīng)低于34%，由于各種可燃物的滅火濃度不一樣，當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)存在兩種或兩種以上可燃物時(shí)，滅火設(shè)計(jì)濃度應(yīng)按各種可燃物中最大的二氧化碳滅火設(shè)計(jì)濃度。

（3）滅火系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家應(yīng)提供系統(tǒng)各部件如閥、管件等的當(dāng)量長(zhǎng)度，以便于系統(tǒng)管網(wǎng)計(jì)算。提供噴頭的有關(guān)參數(shù)，如保護(hù)面積、流量特性等，以便于設(shè)計(jì)時(shí)噴頭的布置計(jì)算和選擇。生產(chǎn)廠家應(yīng)提供符合規(guī)范中規(guī)定的等效孔口面積的噴頭，設(shè)計(jì)計(jì)算中噴孔的等效孔口面積是經(jīng)管道壓力降計(jì)算后選定的，它直接影響實(shí)際噴放時(shí)間，滅火效果，計(jì)算時(shí)要選計(jì)算面積等于或稍大于標(biāo)準(zhǔn)等效孔口面積的噴頭。

（4）滅火劑儲(chǔ)存用量和設(shè)計(jì)用量問題。例如全淹沒系統(tǒng)中的高壓滅火系統(tǒng)，其滅火劑儲(chǔ)存用量應(yīng)為設(shè)計(jì)用量與儲(chǔ)存容器內(nèi)的剩余量之和，常見的情況是滅火劑儲(chǔ)存量等于設(shè)計(jì)用量，而忽略了應(yīng)加上的儲(chǔ)存容器內(nèi)剩余量。此外防護(hù)區(qū)的環(huán)境溫度也對(duì)二氧化碳的設(shè)計(jì)用量存在影響，當(dāng)環(huán)境溫度超過100℃時(shí)，滅火劑用量應(yīng)原設(shè)計(jì)用量基礎(chǔ)上每超過5℃增加2%，當(dāng)環(huán)境溫度低于-20℃時(shí)，滅火劑用量應(yīng)在原設(shè)計(jì)用量基礎(chǔ)上每降低1℃增加2%。這些因素都是在設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)在特別注意的。

【參考文獻(xiàn)】

[1]GB 50193-1993.二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2000.

[2]GB 50263-2007.氣體滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2007.

[3]何濱.速學(xué)消防系統(tǒng)施工[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

[4]李貴仁.淺析二氧化碳滅火系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2000（5）.