气体灭火系统

一、系统灭火机理

1.二氧化碳灭火系统：窒息、冷却。

2.七氟丙烷灭火系统：吸热、降低氧浓度。

3.IG-541混合气体灭火系统：物理灭火，降低氧浓度、增加二氧化碳含量。

二、系统分类和组成

（一）系统的分类

1.按使用的灭火剂分类：

1）二氧化碳灭火系统：高压（5.17MPa）、低压（2.07MPa）。

2）七氟丙烷灭火系统：卤代烷灭火剂，1301和1211。

3）惰性气体灭火系统：IG01氩气、IG100氮气、IG55氩气和氮气、IG541氩气和氮气和二氧化碳。

2.按系统的结构特点分类：

1）无管网灭火系统：预制灭火系统，柜式气体灭火装置、悬挂式气体灭火装置

2）管网灭火系统：组合分配（保护两个以上防护区）、单元独立（保护一个防护区）。

3.按应用方式分类：

1）全淹没灭火系统

2）局部应用灭火系统

4.按加压方式分类：

1）自压式气体灭火系统：依靠自身饱和蒸气压力进行输送。

2）内储压式气体灭火系统：靠瓶组内充压气体进行输送。

3）外储压式气体灭火系统：充压气体瓶组按设计压力进行充压。

（二）系统的组成

1. 高压二氧化碳灭火系统、内储压式七氟丙烷灭火系统、外储压式七氟丙烷灭火系统、惰性气体灭火系统：驱动气体瓶组（可选）、容器阀、单向阀、连接管、集流管、选择阀、驱动装置、信号反馈装置、安全泄放装置、检漏装置、控制盘、管道管件、喷头及吊钩支架等。（减压装置，针对外储压合或惰性气体灭火系统）

2.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、控制器等。

3.无管网灭火系统：

1）柜式气体灭火装置：灭火剂瓶组、驱动气体瓶子（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、管道管件等。

2）悬挂式气体灭火装置：灭火剂储存容器、启动释放组件、悬挂支架等。

三、系统工作原理及控制方式

气体灭火系统主要有自动、手动、机械应急手动合紧急启动／停止四种控制方式。

1.高压二氧化碳灭火系统、内储压式七氟丙烷灭火系统与惰性气体灭火系统：

当防护区方式火灾时，产生烟雾、高温和光辐射使感烟、感温、感光等探测器探测到火灾信号，探测器将火灾信号转变为电信号传送到报警灭火控制器，控制器自动发出声光报警并经过逻辑判断后，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，各瓶组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房灭火，同时安装在管道上的信号反馈装置动作，将信号传送到控制器，由控制器启动防护区外的释放警示灯和警铃。

压力开关检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，值班人员应在听到事故报警后赶到储瓶间，手动开启储存容器上的容器阀，实施人工启动灭火。

2.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，加压气体经减压后进入灭火剂瓶组，加压后的灭火剂经连接管道汇集到集流管，通过选择阀到达安装在防护区内的喷头进行喷放灭火。

四、系统试用范围

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

五、系统设计参数

（一）防护区的设置要求

1.防护区的划分：管网灭火系统一个防护区面积不宜大于800㎡，且容积不宜大于3600m³；预制灭火系统一个防护区面积不宜大于500㎡，且容积不宜大于1600m³。

2.耐火性能：防护区围护结构及门窗的耐火极限均不宜低于0.5h；吊顶的耐火极限不宜低于0.25h。延时时间为30s，扑救表面火灾应不大于1min，扑救固体深位火灾不应大于7min。

3.耐压性能：防护区围护结构承受内压压强不宜低于1200Pa。

4.泄压能力：对于全封闭防护区，应设置泄压口，泄压口应位于防护区净高的2/3以上，宜设置在外墙上，对于设有防爆泄压设施或门窗缝隙未设密封条的防护区可不设泄压口。

5.封闭性能：防护区围护构件上不宜设置敞开孔洞，当必须设置敞开孔洞时，应设置能手动或自动关闭的装置。灭火剂喷放前，应自动关闭防护区内除泄压口外的开口。

6.环境温度：防护区最低环境温度不应低于-10℃。

（二）安全要求

1.应设疏散通道和安全出口，保证人员30s撤离完毕。门应向疏散方向开启，并能自行关闭，用于疏散的门必须能从防护区内打开。

2.地下防护区和无窗或固定窗扇的地上防护区，应设置机械排风装置，排风口宜设在防护区的下部并直通室外。通信机房、电子计算机房等场所的通风换气次数应不小于每小时5次。

3.储瓶间的门应向外开启，应设应急照明，应有良好的通风条件，地下储瓶间应设机械排风装置，排风口应设在下部，室内气体可通过排风管排至室外。

4.经过油爆炸危险和变电、配电场所的管网，以及布设在以上场所的金属箱体等，应设防静电接地。

5.有人工作的防护区的灭火设计浓度或实际使用浓度，不应大于有毒性反应浓度。

6.防护区内的预知灭火系统的充压压力不应大于2.5MPa。

7.设有气体灭火系统的场所，宜配置空气呼吸器。

（三）二氧化碳灭火系统的设计

1.一般规定

1）启动释放二氧化碳之前或同时，必须切断可燃、助燃气体的气源。

2）组合分配系统的二氧化碳储量，不应小于所需储存量最大的一个防护区域或保护对象的储存量。

3）当组合分配系统保护5个及以上的防护区或保护对象，或者在48h内不能恢复时，二氧化碳应有备用量，备用量不应小于系统设计的储存量。

2.全淹没系统

1）对气体、液体、电气火灾和固体表面火灾，在喷放二氧化碳前不能自动关闭的开口，其面积不应大度防护区总面积的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，在喷放二氧化碳前应自动关闭。

3）防护区围护结构及门窗耐火极限不应低于0.5h，吊顶的耐火极限不应低于0.25h，围护结构及门窗的允许压强不宜小于1200Pa。

4）防护区用的通风机和通风管道中的防火阀，在喷放二氧化碳前应自动关闭。

5）二氧化碳设计浓度不应小于灭火浓度的1.7倍，并不得低于34%。

6）当防护区的环境温度超过100℃时，设计用量应在基础上每超过5℃增加2%。当防护区的环境温度低于-20℃时，设计用量应在基础上每降低1℃增加2%。

7）防护区应设置泄压口，并宜设在外墙上，其高度应大于防护区净高的2/3。

8）二氧化碳的喷放时间不应大于1min，当扑救固体深位火灾时，喷放时间不应大于7min，并应在2min内使二氧化碳浓度达到30%。

3.局部应用系统

1）保护对象周围的空气流动速度不宜大于3m/s，必要时应采取挡风措施。

2）在喷头鱼保护对象之间，喷头喷射角范围内不应有遮挡物。

3）当保护对象为可燃液体时，液面至容器缘口的距离不得小于150mm。

4）灭火系统的设计可采用面积法或体积法。当保护对象的着火部位是比较平直的表面时宜采用面积法，当着火对象为不规则物体时，应采用体积法。

5）二氧化碳的喷射时间不应小于0.5min，对于燃点温度低于沸点温度的液体和可熔化固体的火灾，二氧化碳的喷射时间不应小于1.5min。

（四）其他气体灭火系统的设计

1.一般规定

1）有爆炸危险的气体液体类火灾的防护区，应采用惰化设计浓度；无爆炸危险的气体、液体类火灾和固体类火灾的防护区，应采用灭火设计浓度。

2）几种可燃物共存或混合时，灭火设计浓度或惰化设计浓度，应按其中最大的灭火设计浓度或惰化设计浓度确定。

3）两个或者两个以上的防护区采用组合分配系统时，一个组合分配系统所保护的防护区不应超过8个。

4）灭火系统的灭火剂储量，应为防护区的灭火设计用量与储存容器内的灭火剂剩余量和管网内的灭火剂剩余量之和。

5）灭火系统的储存装置72h内不能重新充装恢复工作的，应按系统原储存量的100%设置备用量。

6）灭火系统的设计温度，应采用20℃。

7）同一集流管上的储存容器，其规格、充装压力和充装量应相同。

8）同一防护区，当设计两套或三套管网时，集流管可分别设置，系统启动装置必须共用。

9）各管网上喷头流量均应按同一灭火设计浓度、同一喷放时间进行设计，且管网上不应采用四通管件进行分流。

10）喷头的保护高度最大不宜大于6.5m，最小不应小于0.3m；喷头安装高度小于1.5m时，保护半径不宜大于4.5m，喷头安装高度不小于1.5m时，保护半径不应大于7m。

11）喷头宜贴近防护区顶面安装，距顶面的最大距离不宜大于0.5m。

12）一个防护区设置的预制灭火系统，装置数量不宜超过10台；同一防护区内的预制灭火系统装置多于1台时，必须能同时启动，动作响应时差不得大于2s。

2.七氟丙烷灭火系统

1）灭火设计浓度不应小于灭火浓度的1.3倍，惰化设计浓度不应小于惰化浓度的1.1倍。

2）灭火浓度：固体表面火灾位5.8%；图书、档案、票据和文物资料库等宜为10%；油浸变压器室、带油开关的配电室和自备发电机房宜为9%；通信机房和计算机房宜为8%。

3）防护区实际应用的浓度不应大于灭火设计浓度的1.1倍。

4）通信机房和电子计算机房设计喷放时间不应大于8s；其他防护区不应大于10s。

5）灭火浸渍时间：木材、纸张、织物等固体表面火灾宜采用20min；通信机房和电子计算机房的电气设备火灾应采用5min；其他固体表面火灾宜采用10min；气体和液体火灾不应小于1min。

6）七氟丙烷灭火系统应采用氮气增压输送，氮气的含水量不应大于0.006%。

7）储存容器的增压压力分级与充装量：一级，（2.5+0.1）MPa，不应大于1120kg/m³；二级，（4.2+0.1）MPa，焊接结构不应大于950kg/m³，无缝结构不应大于1120kg/m³；三级，（5.6+0.1）MPa，不应大于1080kg/m³。

8）管网的管道内容积，不应大于流经该管网的七氟丙烷储存量体积的80%。

3.IG541混合气体灭火系统

1）灭火设计浓度不应小于灭火浓度的1.3倍，惰化设计浓度不应小于惰化浓度的1.1倍。

2）固体表面火灾的灭火浓度为28.1%。

3）灭火剂喷放至设计用量的95%时，其喷放时间不应大于60s，且不应小于48s。

4）灭火浸渍时间：木材、纸张、织物等固体表面火灾宜采用20min；通信机房和电子计算机房的电气设备火灾宜采用10min；其他固体表面火灾宜采用10min。

5）储存容器充装量：一级充压（15MPa）系统，充装量应为211.15kg/m³；二级充压（20MPa）系统，充装量应为281.06kg/m³。

六、系统组件及设置要求

（一）二氧化碳灭火系统

1.灭火剂储存装置

1）二氧化碳储存装置均为储存压力5.17MPa规格，储存装置为无缝钢质容器，由容器阀、连接软管、钢瓶组成，耐压值为22.05MPa。高压系统储存装置规格又32L、40L、45L、50L、82.5L。

2）高压系统的储存装置：工作压力不应小于15MPa，储存容器或容器阀上应设泄压装置，其泄压动作压力应为19MPa±0.95MPa，环境温度应为0～49℃。

3）低压系统的储存装置：设计压力不应小于2.5MPa，并应采取良好的绝热措施。储存容器上至少应设置两套安全泄压装置，泄压动作压力应为2.38MPa±0.12MPa；储存装置的高压报警压力设定值应为2.2MPa，低压报警压力设定值应为1.8MPa；环境温度宜为-23～49℃；应设检漏装置，损失10%时应及时补充

2.容器阀

1）按结构形式：差动式和膜片式。

2）启动方式：手动启动、气启动、电磁启动和电爆启动。

3）启动装置：手动启动器、气动启动器、电磁启动器和电爆启动器。

3.选择阀

1）操作方式：电动、气动、机械操作。

2）工作压力：高压系统不应小于12MPa，低压系统不应小于2.5MPa。

3）系统启动时，选择阀应在容器阀动作之前或同时打开。

4.喷头

1）喷头安装在管网的末端。

2）用来控制灭火剂的流速与喷射方向的组件。

3）全淹没系统应在防护区均匀布置，应接近顶棚或屋顶安装。

4）设置在粉尘或喷漆作业场所，应增设不影响喷射效果的防尘罩。

5.压力开关

1）将压力信号转化为电信号，一般设置在选择阀前后，判断各部位的动作正确与否。

6.安全阀

1）一般设置在储存容器的容器阀上及组合分配系统的集流管部分。

2）组合分配系统中，选择阀平时处于关闭状态，在容器阀出口处至选择阀进口端之间形成一个封闭空间，此空间容易形成一个危险高压区，为防止储存器发生误喷射，因此在集流管末端设置一个安全阀或泄压装置。

7.管道

1）高压系统管道应能承受最高环境温度下二氧化碳的储存压力，低压系统管道应能承受4MPa的压力。

2）在可能爆炸的场所，管网应吊挂安装并采取防晃措施。

3）管道可采用螺纹连接、法兰连接或焊接。公称直径等于或小于80mm的管道宜采用螺纹连接，公称直径大于80mm的管道宜采用法兰连接。

4）管网中阀门之间的封闭管段应设置泄压装置，高压系统泄压动作压力应为15MPa±0.75MPa，低压系统应为2.38MPa±0.12MPa。

（二）其他气体灭火系统

1.一般规定

1）管网系统的储存装置应由储存容器、容器阀和集流管等组成；预制灭火系统应由储存容器和容器阀等组成；容器阀和集流管之间应采用挠性连接。

2）储瓶间和设置预制灭火系统防护区的环境温度应为-10～50℃.

3）操作面距离墙面或两操作面之间的拘留不宜小于1m，且应小于储存容器外径的1.5倍。

4）在储存容器和或容器阀上，应设安全泄压装置和压力表；组合分配系统的集流管，应设安全泄压装置。

5）通向每个防护区的灭火系统主管道上，应设压力信号器或流量信号器。

6）组合分配系统的每个防护区应设置选择阀，其公称直径应与主管道的公称直径相等。

7）喷头应有著名型号、规格的永久性标志；设置在有粉尘、油雾等防护区的喷头，应由防护装置。喷头布置应能满足喷放后气体灭火剂能在防护区内均匀分布的要求。当保护对象为可燃液体时，喷头射流方向不应朝向液体表面。

8）输送气体灭火剂的管道应采用无缝钢管，且内外应进行防腐处理；安装在腐蚀性较大的环境里，宜采用不锈钢管；输送启动气体的管道，宜采用铜管。

9）管道的连接，当公称直径小于或等于80mm时，宜采用螺纹连接；大于80mm时，宜采用法兰连接。

2.七氟丙烷灭火系统组件专用要求

1）安全泄压装置动作压力：一级增压压力为2.5MPa时，应为5MPa±0.25MPa。二级增压压力为4.2MPa，最大充装量为950kg/m³ 时，应为7MPa±0.35MPa，最大充装量为1120kgm³时，应为8.4MPa±0.42MPa。三级增压压力为5.6MPa时，应为10MPa±0.5MPa

2）增压压力为2.5MPa的储存容器宜采用焊接容器；增压压力位4.2MPa的储存容器，可采用焊接容器或无缝容器；增压压力为5.6MPa的储存容器应采用无缝容器。

3）容器阀和集流管之间的管道上应设单向阀。

3.IG541混合气体灭火系统组件的专用要求

1）安全泄压装置动作压力：一级充压15MPa系统，应为20.7MPa±1MPa；二级充压20MPa系统，应为27.6MPa±1.4MPa。

2）储存容器应为无缝容器。

4.操作与控制

1）应设置火灾自动报警系统，并应选用灵敏度级别高的火灾探测器。

2）管网灭火系统应设自动、手动控制和应急操作三种启动方式；预制灭火系统应设自动和手动控制两种启动方式。

3）采用自动控制启动方式时，应由不大于30s的可控延迟喷射；对于平时无人工作的防护区，可设置为无延时喷射。

4）灭火设计浓度或实际使用浓度大于无毒反应浓度NOAEL浓度的防护区，应设手动与自动控制转换装置。人员进入应能转换为手动控制，人员离开应能恢复为自动控制，防护区内外应设手动、自动控制状态的显示装置。

5）自动控制装置应在接收到两个独立的火灾信号才能启动。

6）手动控制装置和手动与自动转换装置应设在防护区疏散出口门外便于操作的地方，安装高度为中心点距地面1.5m。机械应急操作装置应设在储瓶间或防护区疏散出口门外便于操作的地方。

7）气体灭火系统的操作与控制，应包括对开口封闭装置、通风机械和防火阀等设备的联动操作与控制。

8）设有消防控制室的场所，防护区灭火控制系统的有关信息应传送给消防控制室。

9）组合分配系统启动时，选择阀应在容器阀开启前或同时打开。