外贮压式七氟丙烷气宇

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　　概述

　　七氟丙烷灭火系统是目前国内、外使用量最大，较成熟的一种现代化消防设备。七氟丙烷（HFC-227ea）灭火剂无色、无味、不导电、无二次污染，对臭氧层的耗损潜能值（ODP）为零，符合环保要求，其毒副作用比卤代烷灭火剂更小，是卤代烷灭火剂较理想的替代物。七氟丙烷（HFC-227ea）灭火剂具有灭火效能高，对设备无污损，电绝缘性好，灭火迅速等优点。可以扑救A（表面）、B、C类和电器火灾，可用于经常有人的场所。主要适用于：电子计算机房、图书馆、电讯中心、地下工程、珍品库、配电房等重点单位的消防保护。

　　近年来，随着传统的七氟丙烷灭火系统在工业、民用等消防工程中得到了广泛应用的同时，也不断显露出了许多不足之处。其中，最主要的缺陷是动力气源不足，限制了灭火剂的输送距离，一般储存压力为2.5MPa的内储压式灭火系统管道输送距离为30m左右， 4.2MPa的内贮压式灭火系统管道输送距离为50m左右， 5.6MPa的内贮压式灭火系统管道输送距离为60m左右。这在很大程度上限制了七氟丙烷灭火系统的使用，特别是在七氟丙烷灭火系统所保护防护区间隔距离很远时，不能采取组合分配系统来降低工程造价。此外，设计计算时还存在大空间防护区域主管径偏大，有时甚至需要设计两套主管。对许多高层建筑消防工程、大型消防工程，防护区域多或者其他原因防护区距离储瓶间较远，使用常规的贮压式七氟丙烷灭火系统已经不能满足这些对象的保护要求。为解决上述问题，外贮压式七氟丙烷灭火系统应运而生。

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　　系统组成和工作原理

　　2.1 系统组成

　　外贮压式七氟丙烷灭火系统主要由：灭火剂瓶组、动力气体瓶组、驱动气体瓶组、减压装置、选择阀、单向阀、集流管、安全泄放装置、低泄高封阀、信号反馈装置、驱动装置、框架、喷嘴、管道连接件和消防报警控制系统等组成。根据使用要求，可组成单元独立系统和组合分配系统。只能实施对单区或多区全淹没消防保护。

　　1.集流管2.单向阀（灭火剂输送管路）3.灭火剂瓶组框架4.启动管路5.连接管6.减压装置7.液位测量装置8.灭火剂瓶组9.动力气体瓶组10.驱动气体瓶组框架11.驱动气体瓶组12.低泄高封阀13.电磁型驱动装置14.选择阀15.信号反馈装置.16.单向阀（驱动气体管路）17.安全泄放装置18.火灾自动报警气体灭火控制器19.控制线路20.手动启动控制盒21.放气灯22.声光报警器23.喷嘴24.火灾探测器25.灭火剂输送管道

　　2.1.2单元独立系统

　　1.集流管2.单向阀（灭火剂输送管路）3.灭火剂瓶组框架4.启动管路5.连接管6.减压装置7.液位测量装置8.灭火剂瓶组9.动力气体瓶组10.驱动气体瓶组11.低泄高封阀12.电磁型驱动装置13.信号反馈装置14.安全泄放装置15.火灾自动报警气体灭火控制器16.控制线路17.手动启动控制盒18.放气灯19.声光报警器20.灭火剂输送管道21.喷嘴22.火灾探测器

　　2.2 工作原理

　　外贮压式七氟丙烷灭火系统与传统的内贮压式七氟丙烷灭火系统相比，其最大的不同之处在于：它将七氟丙烷灭火剂和动力气体分别贮存于不同容器内，在喷放灭火剂时，把动力气体充入灭火剂贮存钢瓶，使灭火剂容器内压力迅速升高，推动灭火剂高速通过管网系统，实施喷放灭火。外贮压式七氟丙烷灭火系统具有：自动、电气手动和机械应急手动操作三种启动方式，与内贮压式七氟丙烷灭火系统一致，这里就不赘述了。

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　　产品特点

　　外贮压式七氟丙烷灭火系统与内贮压式七氟丙烷灭火系统相比，具有以下特点：

　　3.1 七氟丙烷灭火剂的输送距离远，适用于保护远距离和大空间的防护区。内贮压式系统由于动力气源不足，限制了灭火剂的输送距离，一般储存压力为2.5MPa的内储压式灭火系统管道输送距离为30m左右， 4.2MPa的内贮压式灭火系统管道输送距离为50m左右， 5.6MPa的内贮压式灭火系统管道输送距离为60m左右。外贮压式系统设有单独的动力气体瓶组，能够提供充足的驱动气体和动力，将七氟丙烷灭火剂输送距离提升得更远，经大量试验验证，外贮压式七氟丙烷最长输送距离超过200m。

　　3.2 灭火剂充装密度大，灭火剂瓶组用量少。内贮压式系统因氮气增压在灭火剂瓶组内，在一定的环境温度下，贮存压力会急剧上升，严重威胁容器的安全，其充装密度有限。GB25975-2010《气体灭火系统及部件》国家标准规定了内贮压式七氟丙烷灭火系统的充装密度为：2.5MPa系统不应大于1120kg/m3（钢制焊接气瓶）；4.2MPa系统不应大于950kg/ m3（钢制焊接气瓶）；5.6MPa系统不应大于1080kg/m3（钢制无缝气瓶）。外贮压系统因增压氮气单独存放在动力气体瓶组内，平时灭火剂瓶组内的压力仅为灭火剂的饱和蒸汽压，灭火剂瓶组上层的气相空间只需要灭火剂钢瓶总容积的10%（依据CECS 386:2014 中4.1.1第3条），容器的充装密度可大大提高，其最大充装密度是内贮压式的1.3倍以上，一般国内各厂家设定的最大充装密度为1250 kg/ m3，因此灭火剂瓶组数量也相应大幅减少。

　　3.3 系统管网的流动性能更佳，系统管径相应减小，施工成本更低。内贮压式系统将氮气和七氟丙烷灭火剂贮存在同一个容器内并加压，必然有一部分氮气会溶解到七氟丙烷液态灭火剂中。当系统喷放灭火时，随着压力不断降低，氮气将重新释放出来，在灭火剂输送管道中形成气囊和双相流现象，直接影响了灭火剂的流动性能。外贮压式系统将灭火剂和氮气分别贮存于不同容器，不存在氮气溶解于灭火剂的现象，当系统喷放灭火时，灭火剂在输送管道中为液态单相流，避免了气囊和双相流现象的发生，其灭火剂的流动性能更好，能够使用更细的管道输送更多的灭火剂，系统管网造价和施工成本更低。

　　3.4 喷嘴入口压力高，灭火剂雾化效果更好，喷射时间更短，灭火效果更好。外贮压式系统通过压力的调整和氮气量的配置，提高灭火剂喷嘴入口压力，可改善灭火剂的雾化效果，增强灭火剂的灭火效果。缩短了灭火剂喷放时间，能迅速灭火，提高灭火效率。

　　3.5 适用于新项目建设和老项目改造。特别是针对原有1301等卤代烷气体系统改造时，外贮压式系统可以直接利用原有系统管网，节省了大笔施工费用和时间。

　　而内贮压式系统受输送距离的限制，不能直接利用原有1301系统的管网对工程进行改造。

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　　产品应用前景与存在的不足

　　4.1 产品应用前景

　　七氟丙烷灭火剂自20世纪90年代问世以来，以其良好的灭火性能、优秀的环保性能和较低的贮存压力在国内外得到了广泛应用。外贮压式灭火系统又解决了传统灭火系统关于管路输送距离较短和管径过大的问题，同时节省了灭火剂瓶组的数量，减少了钢瓶间的占地面积。它节能高效，经济环保，符合国家节能环保的方针政策，随着社会的发展和人们对消防保护的重视，相信其应用将越来越广泛。

　　4.2 存在的不足

　　因外贮压式七氟丙烷灭火系统单个灭火剂瓶组中贮存的灭火剂相对较多，对于同一套组合分配系统中的较小防护区将造成灭火剂喷放浓度过高，当防护区内灭火浓度超过10.5%时，对防护区人员可能会造成伤害，同时也是一种浪费。因此，外贮压式组合分配系统不再适合保护很小的防护区，对于较小的防护区建议使用柜式七氟丙烷气体灭火装置进行保护。省去的启动装置、选择阀、管网及施工费用与柜式七氟丙烷气体灭火装置的造价相当，不会造成工程造价的提高。