CO2滅火系統(tǒng)生產(chǎn)和工程設(shè)計中存在的問題

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簡介： 《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50193－93）中，未對低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)進行規(guī)定。通過對調(diào)查情況的總結(jié)分析，指出了目前國內(nèi)二氧化碳滅火系統(tǒng)生產(chǎn)、工程設(shè)計、施工安裝等方面存在的一些問題，提出了解決建議。
關(guān)鍵字：滅火系統(tǒng) 二氧化碳

二氧化碳滅火系統(tǒng)，按滅火劑儲存方式可分成：滅火劑在常溫下儲存的二氧化碳滅火系統(tǒng)和滅火劑在-18℃－20℃低溫下儲存的二氧化碳滅火系統(tǒng)；習(xí)慣上，根據(jù)儲存壓力的不同，前者稱為高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，后者稱為低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)。
　　低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)由二氧化碳滅火劑儲存裝置、選擇閥、管網(wǎng)、噴頭及控制系統(tǒng)等組成。滅火劑儲存裝置應(yīng)由儲存容器、容器閥。安全泄壓裝置、壓力表、壓力報警裝置和制冷裝置等組成，其中儲存容器應(yīng)有絕熱措施。低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)以其滅火劑儲存量大、運用靈活、易于維護等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)裝置保護中得到廣泛應(yīng)用。
　　我國在制訂《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50193－93以下簡稱“規(guī)范”）時，在低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)方面還是空白，既沒有產(chǎn)品，也沒見工程應(yīng)用；所以“規(guī)范”中沒有對低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的要求和規(guī)定。后來上海大眾汽車廠從美國Figgie公司引進一套13t低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，上海寶鋼公司從丹麥Ging－Kerr公司引進一套15t低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，秦皇島電廠等也安裝了低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，西安524廠等也相繼開發(fā)了低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)。短短的幾年時間，我國生產(chǎn)低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的廠家已初具規(guī)模。
　　目前國內(nèi)生產(chǎn)的低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，不僅有1t以上的大容量產(chǎn)品，而且有500kg以下的小容量產(chǎn)品；在儲存裝置的型式上，有立式、臥式、柜式；在絕熱措施方面，有真空－堆積絕熱法和聚氨脂泡沫絕熱法；在釋放量控制方式上，有時間控制、流量累計控制、液位控制。從現(xiàn)有生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)能力看，可以滿足市場要求；但是，在銷售價格上還不夠低廉，在產(chǎn)品質(zhì)量上和設(shè)計安裝上還存在一些問題，這都在影響著低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的普及應(yīng)用。

1 產(chǎn)品說明書存在的問題

1.1 噴頭的說明問題
　　二氧化碳噴頭分為全淹沒系統(tǒng)噴頭和局部應(yīng)用系統(tǒng)噴頭。全淹沒系統(tǒng)噴頭的應(yīng)用參數(shù)主要是噴頭人口壓力PT和噴頭流量Qi；局部應(yīng)用系統(tǒng)噴頭的應(yīng)用參數(shù)，除PT和Qi外，又增加了噴頭保護面積AT0噴頭保護面積為：在使油盤桿弦高（液面至緣口距離）150mm盤內(nèi)正庚烷或符合GB 489規(guī)定的70#汽油不產(chǎn)生飛濺的條件下，能在20s內(nèi)滅火的面積，對應(yīng)的噴頭流量就是它的Qi值。架空型噴頭的保護面積隨安裝高度的不同而不同，槽邊型噴頭的保護面積隨噴頭的流量不同而不同。此外，高壓系統(tǒng)的噴頭不可用于低壓系統(tǒng)，因為同等的噴頭人口壓力，在高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)二者的噴射率是不等的。因此，低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的產(chǎn)品說明書中應(yīng)給出噴頭特性曲線。遺憾的是現(xiàn)有低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品說明書中均沒給出噴頭特性曲線；這不能不讓人懷疑其噴頭參數(shù)是否有試驗基礎(chǔ)。
1.2 管道附件當(dāng)量長度問題
　　管道附件當(dāng)量長度是管網(wǎng)計算必不可少的參數(shù)，它是通過試驗測試得到的，國內(nèi)低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，有的沒給出，有的給出理論值。這都影響著設(shè)計計算的準(zhǔn)確性。
1.3 儲存容器內(nèi)二氧化碳剩余量問題
　　由于儲存容器內(nèi)二氧化碳剩余量Ms值隨產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同而不同，因此“規(guī)范”中沒給出具體值，這應(yīng)從低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)產(chǎn)品說明書查出，可是有的說明書連這樣容易測定的數(shù)據(jù)也沒給出。
　　總之，以上諸問題都有待解決，都要通過大量的測試實驗把工程數(shù)據(jù)補充完善；此外，各低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)生產(chǎn)廠家還應(yīng)進一步努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，通過降低成本把價格壓下來，推動低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)在我國的普及應(yīng)用。

2 設(shè)計安裝問題

　　隨著低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的普及，其在工程中的應(yīng)用也日益增多，不僅在電力系統(tǒng)、化工系統(tǒng)。冶金系統(tǒng)等工業(yè)消防中有低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的應(yīng)用，而且在建筑消防中也有低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的應(yīng)用。由于種種原因，目前在設(shè)計安裝方面也存在一些問題。
2.1 設(shè)計方法問題
　　低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算包括：二氧化碳設(shè)計用量M，二氧化碳儲存量Mc，管網(wǎng)節(jié)點壓力PJ等等。其中節(jié)點壓力PJ計算順序按流向可分為：正序（順流向）和反序（逆流向）。僅局部應(yīng)用系統(tǒng)面積法中降壓環(huán)節(jié)下游的節(jié)點壓力PJ計算采用反序，其他均采用正序。無論正序還是反序，都存在圖解法和解析法。筆者認為：應(yīng)該提倡解析法，因為解析法既便于電算又容易控制計算精確度，而圖解法既費時又不好控制精確度。誠然，在《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50193－93）中給出了圖解法，那是因為計算機還未普及、等效采用ISO 6183之故。管道內(nèi)二氧化碳二相流壓力降計算方法始于Hesson J.C．的博士論文，他提出了二相流公式——即“規(guī)范”中公式（4.0.5），后來Cardox據(jù)此描繪了曲線簇——即“規(guī)范”中附錄C0過去計算機不普及，人們習(xí)慣于用圖解法；現(xiàn)在計算機已很普及，所以，能用解析法時應(yīng)盡量并首先用解析法。
2.2 二相流公式問題
　　《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50193－93）中給出的公式與ISO、NFPA等給出的公式形式不完全一樣：
　　Q2=0.8725·10-5·D5.25·Y/(L+0.04319·D1.25·Z)（1）
　　Q2=0.8725·10-4·D5.25·Y/(L＋0.04319·D1.25·Z)（2）
　　公式（1）是ISO、NFPA等標(biāo)準(zhǔn)給出的，其中Y值的單位是bar·kg/m3，系數(shù)是10-5；公式（2）是GB 50193－93標(biāo)準(zhǔn)給出的，其中Y值的單位是MPa·kg/m3，系數(shù)是10-4。這一點有的人注意到了，也有的人提出疑問，如深圳勝捷消防工程公司和成都合力達消防工程公司的同志，為此“規(guī)范” 管理組曾經(jīng)解答過兩次。但是仍然有人沒注意到，只把Y的單位變一變而忽略系數(shù)值。
2.3 管道內(nèi)徑問題
　　在上述公式中，管道內(nèi)徑D應(yīng)該采用實際尺寸，不要采用名義尺寸，實際尺寸應(yīng)按“規(guī)范”修訂稿附錄J選取。同樣，在計算管道內(nèi)二氧化碳剩余量Mr時，管道容積Vi也應(yīng)按“規(guī)范”修訂稿附錄J選取管道內(nèi)徑D值。
2.4 全淹沒滅火系統(tǒng)噴射時間問題
　　全淹沒滅火系統(tǒng)噴射時間t的取值，“規(guī)范”指出：“全淹沒滅火系統(tǒng)二氧化碳的噴射時間不應(yīng)大于1min，當(dāng)撲救固體深位火災(zāi)時，噴射時間不應(yīng)大于7min，并應(yīng)在前2min內(nèi)使二氧化碳的濃度達到30％”。這一條有些人還掌握不好，應(yīng)先看“規(guī)范”附錄A中是否給出抑制時間，若沒給出則按表面火災(zāi)處理，一般取1min ；若給出抑制時間則按深位火災(zāi)處理。對于深位火災(zāi)，噴射時間越長滅火效果越好，這時候，對物質(zhì)系數(shù)Kb值小于3的物質(zhì)可取；等于2倍的Kb除以0.8584濃度30％對應(yīng)物質(zhì)系數(shù)0.8584）；對物質(zhì)系數(shù)Kb值大于等于3的物質(zhì)可取t等于2倍的Kb值（這樣可滿足噴射時間不大于7min）。
2.5 管徑系數(shù)取值問題
　　“規(guī)范”中給出取值范圍1.41－3.78，這是基于附錄C，附錄C只適于內(nèi)插法，不適于外推法，所以給出了上下限。對于解析法可以不受此限制，但是按上述取值較經(jīng)濟。
2.6 高程問題
　　“規(guī)范”中對高程沒加限制，但是經(jīng)驗表明，高程超過50m不易滿足噴頭人口壓力條件。第一點有的人基于工程實踐注意到了，有的人可能還未注意到，但是今后工作可能會遇到。
2.7 噴頭規(guī)格問題
　　“規(guī)范”所給出的噴頭規(guī)格代號是指流量系數(shù)等于0.98的標(biāo)準(zhǔn)噴頭的規(guī)格代號；如果生產(chǎn)廠家的噴頭沒換算成這樣的標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù)據(jù)（產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中沒要求，這樣作也可以），那么應(yīng)按生產(chǎn)廠家的噴頭人口壓力Pr—單位孔口面積的噴射率曲線確定其噴頭規(guī)格。
2.8 安裝問題
　　低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)管道屬于壓力系統(tǒng)管道，其選材應(yīng)按《輸送流體用無縫鋼管》（GB 8163）標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，不得再按《冷拔或冷軋精密無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，其施工應(yīng)該符合要求，應(yīng)按壓力管道要求焊接和探傷檢查，不可掉以輕心，造成事故。管道斷裂的事實已有發(fā)生，應(yīng)該引起工程公司的高度重視，千萬不要再出現(xiàn)不該發(fā)生的事情。

3 建議

　　筆者曾經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)：有的水滅火系統(tǒng)噴頭堵塞、管道破裂；有的泡沫滅火系統(tǒng)噴頭入口被厚厚一層污垢堵??；有的氣體滅火系統(tǒng)安裝后沒多久由于報警系統(tǒng)誤報或滅火劑儲存容器泄漏等種種原因被束之高閣。目前國內(nèi)安裝的低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)已達幾十套，這都是用重金換來的，為的是預(yù)防萬一；建議大家交流管理維護方面的經(jīng)驗，互相切磋，共同提高管理維護水平；時刻牢記“責(zé)任重于泰山”的重托，否則，釀成事故，給人身和財產(chǎn)造成損失將悔之晚矣！

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作者簡介：
　　宋旭東（1944-），男，副研究員。