地址：北京市北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)榮京東街17號
郵編：100176
電話：0317-5666818
0317-5668349
傳真：0317-5666829
email：leaderhaixin@sina.com
聯(lián)系人:朱先生（13910793712）
郵編：100176
電話：0317-5666818
0317-5668349
傳真：0317-5666829
email：leaderhaixin@sina.com
聯(lián)系人:朱先生（13910793712）
三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計探討
日期：2024-09-20 10:48
瀏覽次數(shù)：3159
摘要：
南京理工大學 路景志
江蘇省消防局 唐曉亮
摘要：本文論述了三氟甲烷（HFC-23）氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計中滅火劑用量計算，管網(wǎng)壓力損失計算及噴頭型號的選擇方法。
關(guān)鍵詞：三氟甲烷 氣體滅火系統(tǒng) 設(shè)計計算
前 言
三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)是以三氟甲烷為滅火劑的自動滅火系統(tǒng)。三氟甲烷（HFC-23）是一種無色無味的氣體，是潔凈的氣態(tài)化學滅火劑。它不含溴元素和氯元素，對大氣中的臭氧層無破壞作用，（即ODP=0），是哈龍產(chǎn)品優(yōu)良的替代物之一。
試驗證明，三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)可以用來撲滅固體表面火災(zāi)，可燃液體火災(zāi)、可燃氣體火災(zāi)和電氣火災(zāi)。三氟甲烷不導(dǎo)電，絕緣性好，特別是用來撲滅通訊機房、電氣設(shè)備、磁帶和資料等保護區(qū)的火災(zāi)更為有利。
三氟甲烷氣體是新型、高效、低毒滅火劑，NOAEL>50，遠超過其滅火濃度，是哈龍?zhí)娲分?**的滅火劑，可以用在有人工作的場所。
三氟甲烷滅火劑是液態(tài)貯存，氣態(tài)釋放，貯瓶間占用空間少，工程造價低，是惰性氣體滅火系統(tǒng)（如IG541）不能比擬的。
三氟甲烷蒸氣壓力高，不需要氮氣加壓可自行噴放，該氣體密度小，可適用于樓層很高和管網(wǎng)很大的工程，這是七氟丙烷滅火系統(tǒng)不能相比的。
三氟甲烷不含固體粉塵油漬和腐蝕性膠狀物，滅火后現(xiàn)場沒有殘留物，不會造成對設(shè)備的污染或腐蝕。是氣溶膠滅火系統(tǒng)（如EBM、SDE等）難以做到的。
此外，三氟甲烷滅火系統(tǒng)使用溫度范圍廣，環(huán)境溫度為-20℃～50℃，在我國北方廣大寒冷地區(qū)使用，更能發(fā)揮其優(yōu)越性?？傊?，三氟甲烷滅火系統(tǒng)具有優(yōu)良的綜合性能，它使用方便，經(jīng)濟、合理，是哈龍?zhí)娲分?優(yōu)者。
一、三氟甲烷的滅火原理及物理性能
三氟甲烷滅火劑是一種化學滅火劑，它能在火焰的高溫中分解產(chǎn)生活性游離基，這些游離基參與物質(zhì)燃燒過程中的化學反應(yīng)，**維持燃燒所必須的活性游離基OH、H等，并生成穩(wěn)定的分子，如H O、CO以及活性較低的游離基R等，從而對燃燒反應(yīng)起抑制作用，并使燃燒過程中的連鎖反應(yīng)鏈中斷而滅火。也就是說，這類滅火劑對物質(zhì)燃燒的化學反應(yīng)歷程實際上起著負催化劑的作用。滅火作用主要是化學作用過程。三氟甲烷（HFC-23）滅火劑是一種無色無味的氣體，是潔凈的氣態(tài)化學滅火劑。它不含溴元素和氯元素，對大氣中的臭氧層無破壞作用，（即ODP=0），是哈龍產(chǎn)品優(yōu)良的替代物之一。
滅火藥劑 | HFC-23 |
產(chǎn)品名稱 | FE-23 |
開發(fā)人 | DUPONT |
分子式 | CHF3 |
分子量 | 70.01 |
沸點℃ | -82 |
臨界溫度℃ | 25.9 |
蒸發(fā)潛熱Kcal/Kg | 57.2 |
滅焰濃度 | 12.40% |
設(shè)計濃度 | 14.90% |
滅火劑量（Kg/m3） | 0.52 |
設(shè)計的上限濃度 | 23.80% |
氧氣濃度 | 16.00% |
ODP值 | 0 |
NOAEL | 50 |
LOAEL | >50 |
LO50 | >65 |
*大工作壓力（50℃） | 137Kgf/cm2 |
噴射時間 | 10秒 |
充填比 | 1.2~1.5 |
二、防護區(qū)的劃分與管網(wǎng)布設(shè)
1、防護區(qū)設(shè)置要求
三氟甲烷的防護區(qū)為全淹沒系統(tǒng)防護區(qū)。所謂防護區(qū)是指能滿足滅火系統(tǒng)要求的有限封閉空間。防護區(qū)的劃分應(yīng)根據(jù)封閉空間的結(jié)構(gòu)特點、數(shù)量和位置來確定。若相鄰的兩個或兩個以上封閉空間之間的隔斷不能阻止滅火劑流失而影響滅火效果，或不能阻止火災(zāi)蔓延，則應(yīng)將這些封閉空間劃分為一個防護區(qū)。三氟甲烷由于沸點低，液體密度和粘度小，輸送壓力高，所以傳送距離遠。一般對保護區(qū)的大小、管網(wǎng)長度和樓層高度無嚴格要求。經(jīng)過*遠點噴頭壓力計算，只要滿足設(shè)計要求即可。
對防護區(qū)環(huán)境溫度要求，一般認為當防護區(qū)內(nèi)溫度低于滅火劑沸點時，施放的滅火劑將以液態(tài)形式存在。防護區(qū)的溫度越低，滅火劑的汽化速度慢，這勢必延長滅火劑在防護區(qū)內(nèi)均化分布時間，即影響了它和火焰接觸、分解的時間，降低了滅火速度。同時，還會造成滅火劑的流失。
為了保證全淹沒系統(tǒng)都能將建筑物內(nèi)的火災(zāi)全部撲滅，防護區(qū)的建筑物構(gòu)件應(yīng)有足夠的耐火時間，以保證在完全滅火所需時間內(nèi)，不致使初起火災(zāi)蔓延成大火。完成滅火所需要的時間，一般包括火災(zāi)探測時間、探測出火災(zāi)后到施放滅火劑之前的延時時間、施放滅火劑時間、保持滅火劑設(shè)計濃度的浸漬時間。
保持滅火劑設(shè)計濃度所需浸漬時間如下表所示。若建筑物的耐火極限低于這一時間，則有可能在火災(zāi)撲滅前被燒壞，使防護區(qū)的密閉性受到破壞，造成滅火劑流失而導(dǎo)致滅火失敗。
各種滅火劑保持設(shè)計濃度所需浸漬時間
滅 火 劑名稱 | 火 災(zāi)類別 | 浸 漬時間 |
HFC-227 HFC-23 1301 1211 | 可燃固體表面火災(zāi) | ≥10 |
可燃氣體及甲、乙、丙液體火災(zāi)，電氣火災(zāi) | ≥1 | |
二氧化碳 | 部分電氣火災(zāi) | ≥10 |
固體深位火災(zāi) | ≥20 |
為了防止保護區(qū)外發(fā)生的火災(zāi)蔓延到防護區(qū)內(nèi)，防護區(qū)的圍護結(jié)構(gòu)及門窗的耐火極限不應(yīng)低于0.50h，吊頂內(nèi)不低于0.25h。防護區(qū)應(yīng)為密閉形式，如必須開口時，應(yīng)設(shè)置自動關(guān)閉裝置，開口面積不應(yīng)大于防護區(qū)總表面積的3%，且開口不應(yīng)設(shè)在底面。
在一個密閉的防護區(qū)內(nèi)迅速施放入大量的氣體滅火劑時，空間內(nèi)的壓強將會迅速增加。如果防護區(qū)建筑構(gòu)件不能承受這個壓強，則會被破壞，并造成滅火失敗。因此，必須規(guī)定其*低耐壓強度。據(jù)美國提供的試驗資料，建筑物*高允許壓強，輕型建筑為1200 Pa，標準建筑為2400 Pa，拱頂建筑為4800 Pa。全密閉的防護區(qū)應(yīng)設(shè)置泄壓口。為防止滅火劑從泄壓口流失，泄壓口底部距室內(nèi)地面高度不應(yīng)小于室內(nèi)凈高的2/3。
對三氟甲烷滅火系統(tǒng)，泄壓口的面積按下式計算，即
A = 0.0872
式中：A為泄壓口面積,m2；P為防護區(qū)圍護結(jié)構(gòu)的允許壓強，Pa；Q為噴射速率，
㎏Kg/s。
大多數(shù)全淹沒系統(tǒng)的防護區(qū)都不是完全密閉的。有門、窗縫隙的防護區(qū)，一般都不需要開泄壓口，因滅火劑能通過門、窗縫隙泄壓，從而不致于使室內(nèi)壓力過高。此外，巳設(shè)有防爆泄壓口的防護區(qū)，也不需要再開泄壓口。
2、管網(wǎng)布置
三氟甲烷滅火系統(tǒng)，按其管網(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)。均衡管網(wǎng)系統(tǒng)具備以下條件：（1）從儲存容器到每個噴頭的管道長度應(yīng)大于*長管道長度的90%；（2）從儲存容器到每個噴頭的管道長度應(yīng)大于管道計算長度的90%（管道計算長度=實際管長+管件當量長度）；（3）每個噴頭的平均質(zhì)量流量相等。不具備上述條件的管網(wǎng)系統(tǒng)為非均衡管網(wǎng)系統(tǒng)。
對于氣體滅火系統(tǒng)，管道宜布置成均衡系統(tǒng)。均衡系統(tǒng)特點是：
（1）有利于滅火劑釋放后的均化，使防護區(qū)各部分空間能迅速達到濃度要求。
（2）管網(wǎng)對稱布置能簡化管網(wǎng)流體計算和管道剩余量的計算，但這并不意味著不能采用非均衡系統(tǒng)。
在非均衡系統(tǒng)中，準確計算和選擇噴頭孔徑是很重要的。在美國和英國的規(guī)范中均提出：在非均衡系統(tǒng)中，重要的是每個噴頭應(yīng)選用合適的孔徑，以利于在計算確定的*終端壓力下，產(chǎn)生出規(guī)定的流量速率。
三、系統(tǒng)的設(shè)計與計算
全淹沒系統(tǒng)包括三個部分：貯存容器、管道及噴頭。
系統(tǒng)設(shè)計計算的任務(wù)是：確定貯存容器的個數(shù)、充裝比，各管段、管徑和噴頭的孔口面積。
系統(tǒng)設(shè)計計算必須達到的目標是：整個系統(tǒng)應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)，將需要的滅火劑用量施放到防護區(qū)，并使之在防護區(qū)內(nèi)均勻分布。
系統(tǒng)設(shè)計的總原則是：管道直徑應(yīng)滿足輸送設(shè)計流量的要求，同時，管道*終壓力也應(yīng)滿足噴頭入口壓力不低于*低工作壓力要求。噴頭的入口壓力，一般不宜低于2.0Mpa，*小不應(yīng)小于1.4 Mpa。設(shè)計計算步驟如下：
（1）根據(jù)滅火劑總用量和單個貯存容器的容積，及其充裝比，求出貯存器個數(shù)。
（2）根據(jù)管路布置，確定管段計算長度。管段計算長度為管段沿程長度和管道附件當量長度之和。管道附件當量長度如下表所示：
管道附件的當量長度
管道公稱直徑 （mm） | 螺 紋 連 接 | 焊 接 | ||||||
45oo彎頭 (m) | 90oo彎頭(m) | 三通的直通部分(m) | 三通的側(cè)通部分(m) | 45oo彎頭(m) | 90oo彎頭(m) | 三通的直通部分(m) | 三通的側(cè)通部分(m) | |
15 | 0.2 | 0.5 | 0.3 | 0.9 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.7 |
20 | 0.3 | 0.7 | 0.4 | 1.3 | 0.2 | 0.4 | 0.3 | 1.0 |
25 | 0.4 | 1.0 | 0.6 | 1.8 | 0.2 | 0.5 | 0.4 | 1.4 |
32 | 0.6 | 1.4 | 0.8 | 2.5 | 0.3 | 0.7 | 0.6 | 1.9 |
40 | 0.7 | 1.6 | 0.9 | 3.1 | 0.4 | 0.8 | 0.7 | 2.3 |
50 | 1.0 | 2.2 | 1.3 | 4.2 | 0.5 | 1.1 | 1.0 | 3.2 |
65 | 1.3 | 3.0 | 1.7 | 5.5 | 0.6 | 1.5 | 1.3 | 4.2 |
80 | 1.6 | 3.7 | 2.1 | 6.8 | 0.8 | 1.8 | 1.6 | 5.2 |
100 | — | — | — | — | 1.1 | 2.5 | 2.2 | 7.3 |
125 | — | — | — | — | 1.4 | 3.3 | 2.8 | 9.5 |
150 | — | — | — | — | 1.8 | 4.1 | 3.5 | 11.7 |
（3）計算輸送干管平均質(zhì)量流量。
（4）初定管徑。
（5）計算管路終端壓力。
（6）根據(jù)每個噴頭流量和入口壓力，算出噴頭等效孔口面積。根據(jù)等效孔口面積，選定噴頭產(chǎn)品的規(guī)格。
1、HFC-23氣體滅火劑設(shè)計用量計算
（1）請按下面的公式計算氣體所需量
G=K1×V+K2×S
G：氣體所需量（Kg）
K1：設(shè)計系數(shù)
V：防護區(qū)劃的體積（m3）
K2：開口部系數(shù)（=3.9Kg/m3）
S：開口部面積（m2）2
設(shè)計濃度（%）與設(shè)計系數(shù)（K1=W/V）的關(guān)系如下：
K=W/V= ×
C：設(shè)計濃度（%）
S：容積比（=0.3403m3/KgHFC-23的Latm 21.1℃時的數(shù)值）
下面是設(shè)計濃度（C）與設(shè)計系數(shù)（K1）的曲線圖
2、管網(wǎng)計算
(1)管徑確定
在初選輸送管道內(nèi)徑時，可根據(jù)管道設(shè)計流量按下表選定:
主配管管徑的選定表（單位：Kg/sec）
公稱直徑 主配管長度 | 25 m | 50 m |
32 mm | 4.5 | 2.5 |
40 mm | 6.5 | 4.5 |
50 mm | 11.5 | 7.5 |
65 mm | 18.0 | 13.0 |
80 mm | 29.0 | 22.0 |
100 mm | 51.0 | 38.0 |
125 mm | 76.0 | 60.0 |
150 mm | 100.0 | 82.0 |
管網(wǎng)計算時，宜采用平均設(shè)計流量，管網(wǎng)中主干管的平均設(shè)計流量，應(yīng)按下列計算：
Q=
式中Q—主干管平均設(shè)計流量（Kg/s）；
W—防護區(qū)三氟甲烷的滅火（或惰化）設(shè)計用量（Kg）；
t—三氟甲烷的噴放時間（s）。通常不應(yīng)大于10秒；
管網(wǎng)中支管的平均設(shè)計流量，應(yīng)按下式計算：
Q =
式中Q—支管平均設(shè)計流量（Kg/s）；
N—安裝在計算支管流程下游的噴頭數(shù)量（個）；
Q—單個噴頭的設(shè)計流量（Kg/s）；
(2)三氟甲烷的中期容器壓力應(yīng)根據(jù)下表計算：
中期容器壓力P（Kg/cm2）
充裝比（L/Kg） | 1.20 | 1.30 | 1.40 | 1.50 |
P（Kg/ cm2） | 31.5 | 32.3 | 33.0 | 33.7 |
充裝密度（Kg/L） | 0.833 | 0.769 | 0.714 | 0.67 |
（3）管道壓力降計算
三氟甲烷滅火劑沿管網(wǎng)流動壓力降計算比較復(fù)雜，這里提供兩種計算方法供參考。(a)氣液兩相流進行逐次計算;(b)按液相流動疊加計算。
這里首先介紹三氟甲烷在管道中的流動呈氣液兩相流管道壓力損失計算方法。
(公式推導(dǎo)見附錄)
管道內(nèi)三氟甲烷的平均設(shè)計流量Q與壓力系數(shù)Y、密度系數(shù)Z的關(guān)系，應(yīng)按（A）式計算確定。
管道內(nèi)任一點的壓力系數(shù)Y、密度系數(shù)Z與該點的壓力P、三氟甲烷密度ρ的關(guān)系，按B式和C式計算。
Q= （A）
Q—三氟甲烷平均設(shè)計流量（Kg/s）；
D—管道內(nèi)徑（cm）；
L—從儲存容器到計算點的管道計算長度（m）;
Y—壓力系數(shù)（Kg2/L×cm2）；
Z—密度系數(shù)；
Y=- （B）
Z=--1n （C）
P—中期容器壓力（Kgf/ cm2）；
P —管道內(nèi)任一點的壓力（Kgf/cm2）；
ρ—壓力為P處的三氟甲烷密度（Kg/L）；
ρ—壓力為P處的三氟甲烷密度（Kg/L）；
任一管段末端的壓力系數(shù)，應(yīng)按下式計算。
Y= Y+A1Q2+B(Z-Z)Q
Y— 管段始端的壓力系數(shù)（Kg2/L×cm2）；
Y— 管段末端的壓力系數(shù)（Kg2/L×cm2）；
Z— 管段始端的密度系數(shù)
Z—管段末端的密度系數(shù)
其中： A=
B=
三氟甲烷的壓力系數(shù)和密度系數(shù)
充裝比 ㎏ （L/Kg） 壓力 （Kgf/cm2） | 壓力系數(shù)Y（Kg2/1·cm2） | 密度系數(shù)Z | ||||||
1.20 | 1.30 | 1.40 | 1.50 | 1.20 | 1.30 | 1.40 | 1.50 | |
33.7 | 0.039 | 0.003 | ||||||
33.4 | 0.306 | 0.020 | ||||||
33.0 | 0.040 | 0.655 | 0.003 | 0.044 | ||||
32.6 | 0.398 | 0.995 | 0.028 | 0.069 | ||||
32.4 | 0.573 | 1.162 | 0.041 | 0.082 | ||||
32.3 | 0.011 | 0.660 | 1.245 | 0.001 | 0.047 | 0.088 | ||
32.0 | 0.283 | 0.918 | 1.490 | 0.020 | 0.066 | 0.107 | ||
31.5 | 0.024 | 0.725 | 1.336 | 1.888 | 0.002 | 0.054 | 0.099 | 0.139 |
31.0 | 0.478 | 1.152 | 1.741 | 2.273 | 0.037 | 0.088 | 0.132 | 0.172 |
30.5 | 0.917 | 1.565 | 2.132 | 2.646 | 0.072 | 0.123 | 0.167 | 0.205 |
30.0 | 1.340 | 1.964 | 2.510 | 3.007 | 0.108 | 0.158 | 0.201 | 0.240 |
29.5 | 1.748 | 2.348 | 2.875 | 3.355 | 0.145 | 0.194 | 0.237 | 0.274 |
29.0 | 2.141 | 2.719 | 3.227 | 3.691 | 0.183 | 0.231 | 0.273 | 0.310 |
28.5 | 2.519 | 3.076 | 3.567 | 4.015 | 0.221 | 0.268 | 0.309 | 0.346 |
28.0 | 2.883 | 3.420 | 3.894 | 4.328 | 0.260 | 0.307 | 0.347 | 0.383 |
27.5 | 3.233 | 3.751 | 4.209 | 4.629 | 0.300 | 0.345 | 0.385 | 0.420 |
27.0 | 3.570 | 4.070 | 4.512 | 4.920 | 0.340 | 0.385 | 0.424 | 0.458 |
26.5 | 3.892 | 4.376 | 4.804 | 5.199 | 0.382 | 0.425 | 0.463 | 0.497 |
26.0 | 4.202 | 4.669 | 5.084 | 5.468 | 0.423 | 0.466 | 0.503 | 0.536 |
25.5 | 4.499 | 4.951 | 5.353 | 5.726 | 0.465 | 0.507 | 0.544 | 0.576 |
25.0 | 4.784 | 5.222 | 5.612 | 5.974 | 0.508 | 0.549 | 0.585 | 0.617 |
24.5 | 5.057 | 5.481 | 5.860 | 6.212 | 0.552 | 0.592 | 0.627 | 0.658 |
24.0 | 5.317 | 5.730 | 6.097 | 6.440 | 0.596 | 0.635 | 0.669 | 0.700 |
23.5 | 5.567 | 5.967 | 6.325 | 6.659 | 0.641 | 0.679 | 0.713 | 0.742 |
23.0 | 5.805 | 6.195 | 6.543 | 6.868 | 0.686 | 0.723 | 0.756 | 0.786 |
22.5 | 6.033 | 6.412 | 6.751 | 7.069 | 0.732 | 0.769 | 0.801 | 0.830 |
22.0 | 6.251 | 6.620 | 6.951 | 7.261 | 0.779 | 0.814 | 0.846 | 0.874 |
21.5 | 6.458 | 6.818 | 7.141 | 7.445 | 0.826 | 0.861 | 0.891 | 0.919 |
21.0 | 6.656 | 7.008 | 7.323 | 7.621 | 0.874 | 0.908 | 0.938 | 0.965 |
20.5 | 6.845 | 7.188 | 7.497 | 7.788 | 0.922 | 0.955 | 0.984 | 1.010 |
20.0 | 7.025 | 7.361 | 7.663 | 7.948 | 0.972 | 1.003 | 1.032 | 1.057 |
19.5 | 7.196 | 7.525 | 7.821 | 8.101 | 1.021 | 1.052 | 1.079 | 1.104 |
19.0 | 7.358 | 7.681 | 7.972 | 8.247 | 1.070 | 1.100 | 1.127 | 1.151 |
18.5 | 7.513 | 7.830 | 8.115 | 8.386 | 1.120 | 1.150 | 1.176 | 1.199 |
18.0 | 7.661 | 7.972 | 8.252 | 8.519 | 1.171 | 1.199 | 1.224 | 1.247 |
17.5 | 7.801 | 8.107 | 8.383 | 8.645 | 1.221 | 1.249 | 1.273 | 1.296 |
17.0 | 7.934 | 8.235 | 8.507 | 8.765 | 1.272 | 1.299 | 1.322 | 1.344 |
16.5 | 8.061 | 8.357 | 8.625 | 8.880 | 1.323 | 1.349 | 1.372 | 1.392 |
16.0 | 8.181 | 8.473 | 8.737 | 8.989 | 1.373 | 1.398 | 1.421 | 1.441 |
15.5 | 8.295 | 8.584 | 8.844 | 9.093 | 1.423 | 1.448 | 1.469 | 1.489 |
15.0 | 8.404 | 8.689 | 8.946 | 9.192 | 1.473 | 1.497 | 1.518 | 1.537 |
14.5 | 8.508 | 8.789 | 9.044 | 9.287 | 1.522 | 1.545 | 1.565 | 1.583 |
14.0 | 8.606 | 8.884 | 9.136 | 9.377 | 1.570 | 1.592 | 1.612 | 1.630 |
13.5 | 8.700 | 8.976 | 9.225 | 9.463 | 1.617 | 1.639 | 1.657 | 1.675 |
13.0 | 8.790 | 9.063 | 9.310 | 9.546 | 1.663 | 1.683 | 1.702 | 1.718 |
12.5 | 8.876 | 9.146 | 9.391 | 9.625 | 1.707 | 1.726 | 1.744 | 1.760 |
12.0 | 8.958 | 9.226 | 9.469 | 9.701 | 1.749 | 1.767 | 1.784 | 1.799 |
11.5 | 9.037 | 9.303 | 9.543 | 9.774 | 1.787 | 1.805 | 1.822 | 1.836 |
11.0 | 9.114 | 9.377 | 9.616 | 9.845 | 1.823 | 1.841 | 1.856 | 1.870 |
10.5 | 9.187 | 9.449 | 9.686 | 9.913 | 1.856 | 1.872 | 1.887 | 1.900 |
10.0 | 9.259 | 9.518 | 9.753 | 9.979 | 1.884 | 1.900 | 1.913 | 1.926 |
上升配管的壓力補償應(yīng)根據(jù)下式計算出的ΔYh加上用(D)式求得的Y來確定。下降配管的壓力不進行補償。上升配管的長度不超過2m時，該上升配管的壓力也不進行補償。
Δyh= （D）
Δyh—上升配管的壓力補償值（Kg /L·cm）
ρ—上升配管中起點處的三氟甲烷密度（Kg/L）
Lh—上升配管段的長度（m）
噴頭的等效孔口面積應(yīng)按下式計算。
A=
A—噴頭的等效孔口面積（cm）
Q— 單個噴頭的設(shè)計流量（Kg/s）
Q—噴頭的噴射率（Kg/s·cm）
噴嘴的選定：每一個噴嘴的防護區(qū)域根據(jù)下表進行選定。
每一個噴嘴的*大流量
噴 嘴 型 號 | 流量（Kg/sec） | 噴 嘴 型 號 | 流量（Kg/sec） |
FL-20 | 1.4~3.0 | FLK-20 | 1.4～3.0 |
FL-25 | 1.8～4.0 | FLK-25 | 1.8～4.0 |
FL-32 | 4.3～10.0 | FLK-32 | 4.3～10.0 |
FL-40 | 5.5～13.0 | FLK-40 | 5.5～13.0 |
三氟甲烷滅火系統(tǒng)當采用單相流計算時，宜采用下列公式計算，
三氟甲烷管流采用鍍鋅鋼管的阻力損失，可按下式計算，
=
式中ΔP—計算管段阻力損失（Mpa）
L—計算長度（m）（為計算管段中沿程長度與局部損失的當量長之和）；
Qp—計算管段中的管道流量（Kg/s）；
D—管道內(nèi)徑（mm）；
初選管徑時，可按平均設(shè)計流量參考前面管徑選擇表進行選取.也可根據(jù)流量Q按圖表選取合適尺寸。
噴頭工作壓力，應(yīng)按公式計算：Pc=P-
式中 Pc=噴頭工作壓力（Mpa）
P—20℃時的貯存壓力（Mpa）
—系統(tǒng)總阻力總損失（Mpa）
N—計算管段數(shù)量
P—高程壓差（Mpa）
高程壓頭，應(yīng)按公式計算：P=10r·H·g、式中H—噴頭相對液面高度（m）
r—三氟甲烷液體密度（Kg/m3）g—重力加速度（m/s2）
噴頭孔口面積，可按下式計算：
F==
其中F—噴頭孔口面積（cm2）、P—噴頭工作壓力（Mpa）
q—單個噴頭的噴射率（Kg/S·Cm2）、u—噴頭流量系數(shù)（由試驗確定）
實例計算
一、按氣液兩相流計算
有一通訊機房高3.2m、長15 m、寬8 m、設(shè)用三氟甲烷滅火系統(tǒng)保護。
按下例步驟進行計算：
1、確定滅火設(shè)計濃度，取C=16.2%。
2、計算保護空間的實際容積，V = 3.2×15×8=384m3.
3、計算滅火劑設(shè)計用量,W=K·() 其中 K=1、t =20oC
S=0.3404m3/㎏ W = () =218㎏
4、設(shè)定滅火劑噴放時間，取t=8秒
5、設(shè)定噴頭布置與數(shù)量，選用FLK型噴頭，其保護半徑R=7m，故設(shè)定噴頭為4只，按保護區(qū)平面均勻噴灑布設(shè)。
6、選定滅火劑儲瓶規(guī)格及數(shù)量，選JR-70/52儲瓶四只。
7、繪出系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖。
8、管道平均流量：
（1）主干管QBC= W/t=27.25kg/s
（2）支管QCD=QBC/2=13.625kg/s QDE=6.8kg/s
9、選擇管網(wǎng)管道直徑，以管道平均流量依前表中查得：
DBC= 65㎜ DCD= 50㎜ DDE=40mm
10、過程中期壓力選取
查表得：Pm =32.3（kg/cm2）
11、管段的計算長度：
（1） AC段： 沿程長度L1=2.1+1.4+2+0.5+0.5+1.2+15=22.6m
當量長度 L2=9.8+4.5+3.5×4+1.1=33.4m
計算長度 L=L1+L2=56m
（2） CD段：沿程長度 L1=4m
當量長度 L2=4+0.9=4.9m
計算長度 L=L1+L2=8.9m
（3） DE段：沿程長度 L1=1.5m
當量長度 L2=3.2+0.7=3.9m
計算長度L=L1+L2=5.4m
12、壓力損失計算：
系數(shù) A==0.85×10
B==9×10-4
C點： Y = YA+ALQ+B(Z-Z)Q
=0.011 +0.85×10×56×27.25+9×10-4×0.001×27.25
=0.011 + 3.535+ 0.0001=3.547
P=27.8 Z=0.390
D點： A ==3.4×10 B==25.9×10-4
Y=3.547+13.4×10×8.9×13.65+25.9×10-4(0.39-0.001)×13.625
=3.547+0.567+0.168=4.282 則P =26.8(kg/cm2) ZD=0.40
E點： Ad= Bd=
YE=4.282+11.2×10-4×5.4×6.82＋63×10-4（0.4－0.39）×6.82
=4.282＋0.28＋0.0029=4.565 查表得：PE=26.4kg/cm2
13、高程壓頭計算：
ΔP===0.109(kg/cm2)
14、噴嘴壓力P =26.29－0.109 = 26.18(kg/cm2)
15、查得噴射率: q =1.9(kg/cm2)
16、等效孔口面積：F = =cm
17、噴頭型號： No=#
二、按單液相流動進行計算
有一通訊機房，高3.2m長15m,寬8m擬采用三氟甲烷滅火系統(tǒng)保護,試進行管網(wǎng)計算.。
1、確定滅火設(shè)計濃度，根據(jù)“規(guī)范”取C=16.2
2、計算保護空間實際容積：V=abh=15×8×3.2=384m3
3、滅火劑用量計算：W=K· 其中：K=1 T=20℃
S=K+KT K=0.3164 K=0.0012 S=0.3164+0.0012×20=0.3404
W=·=218Kg
4、設(shè)定滅火劑噴放時間：根據(jù)規(guī)范，取t=8S
5、設(shè)定噴頭布置與數(shù)量，選用ETL型噴頭，其保護半徑R=7m故設(shè)定噴頭為4只，按保護區(qū)平面均勻布設(shè)。
6、確定滅火劑儲瓶規(guī)格及數(shù)量：根據(jù)W=178 Kg，選用JR-70L瓶四只。
7、繪系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖；（如上圖）
8、計算管道平均設(shè)計流量；
主管（a-b）Qw= ==27.25 Kg/s 支管(a-b)(b-d)Qg= =13.625 Kg/s
（D－e）QDE=6.8kg/s
9、管網(wǎng)管徑確定：初選時用表5.2.5
查得： DAC=65mm DCD=50mm DDE=40mm
10、管網(wǎng)壓力損失計算
管段 | D（mm） | L（m） | Q（kg/s） | ΔΡ/L | ΔΡ（MPa） |
AC | 65 | 56 | 27.25 | 0.009 | 0.504 |
CD | 50 | 8.9 | 13.625 | 0.01 | 0.09 |
DE | 40 | 5.4 | 6.8 | 0.008 | 0.0544 |
ΣΔР | 0.648 |
11、計算高程壓頭
12、計算噴頭工作壓力：根據(jù)曲線5.2.4查取初始壓力P=3.23Mpa
則 P =P-ΣΔP-P=32.3－6.48－0.109=25.7kg/cm2=2.57 Mpa
>1.4Mpa
滿足噴頭要求。
13、計算噴頭等效孔口面積及確定噴頭型號用P=2.57Mpa，查噴頭流量曲線圖：噴射率q =2.2(Kg/s·cm2) 等效孔口面積F ==cm22
14、選用噴頭型號：根據(jù)孔口面積F選取噴頭型號為：
#
轉(zhuǎn)載88消防
轉(zhuǎn)載88消防