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EBM氣溶膠自動滅火系統(tǒng)
簡介: 闡述了EBM氣溶膠滅火劑的組成,滅火原理,應(yīng)用范圍,滅火系統(tǒng)的構(gòu)成,滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算及設(shè)計實例。
關(guān)鍵字:EBM 氣溶膠 滅火系統(tǒng)
中圖分類號:TU998.14
文獻標識碼:B
文章編號:1009-2455(2000)04-00480-02
概況
1989年我國加入《保護層維也納公約》,1991年6月正式加入《關(guān)于消耗層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(修訂本)》國際條約。1994年公安部發(fā)出了《關(guān)于在非必要場所停止再配置鹵代烷滅火器的通知》[1]。1996年公安部頒布了《鹵代烷替代品推廣應(yīng)用的規(guī)定》。世界各國的科技人員在積極研究鹵代烷的替代品。EBM氣溶膠是一種新型滅火劑。它具有無毒、無腐蝕、無污染、不損耗大氣層和快速高效、全方位全自動滅火、設(shè)計安裝維護簡便易行、造價低等特點,是適合我國國情的一種較理想的鹵代烷滅火劑替代品。
1 EBM氣溶膠滅火系統(tǒng)
1.1 EBM氣溶膠滅火劑的組成
EBM氣溶膠滅火劑由金屬氧化物(K2O)、碳酸鹽(K2CO3)或碳酸氫鹽(KHCO3)、碳粒和少量金屬炭化物組成。這些固體顆粒的粒徑大部分小于1μm,具有非常大的比表面積,是高濃度、高分散度的一種混合物。
1.2 EBM氣溶膠的滅火原理
滅火系統(tǒng)自動啟動后,釋放出EBM氣溶膠,達到一定的滅火濃度時,固體顆粒裂解產(chǎn)物K以蒸汽或離子的形式存在,瞬間與活性基團H、OH和O等吸附并發(fā)生化學反應(yīng),從而消耗燃料活性基團,使燃燒的鏈式反應(yīng)受到抑制[2]。其反應(yīng)如下:
K+OH→KOH
K+O→KO
KOH+OH→KO+H2O
KOH+H→K+H2O
K2O與燃燒物質(zhì)C在高溫下反應(yīng),吸收燃燒火源部分熱量,使火焰溫度降低,因而燃燒反應(yīng)受到一定程度的抑制作用。其反應(yīng)如下:
K2O+C→2K+CO
2K2O+C→4K+CO2
上述抑制燃燒反應(yīng)的滅火化學反應(yīng)同時或鏈式進行,從啟動到燃燒過程終止,一般為60~180s。
1.3 EBM氣溶膠滅火系統(tǒng)
1.3.1 EBM滅火系統(tǒng)
火災(zāi)初期,感煙或感溫探測器中的任一個將信號傳到啟動器,啟動器發(fā)出聲光預(yù)警信號。當二個探測器都感測到火災(zāi)信號后,啟動器即發(fā)出火警聲光報警,同時關(guān)閉門窗并指令風機停運,關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)。在預(yù)定的延遲時間內(nèi)(30s),人員撤離火災(zāi)現(xiàn)場。延遲時間結(jié)束,滅火系統(tǒng)自動啟動,氣溶膠通過導(dǎo)流系統(tǒng)進入保護區(qū)進行滅火,并向啟動器返回信號。圖2應(yīng)用于小于240m3的防護區(qū);圖3應(yīng)用于大于等于240m3的大防護區(qū)。
在需要人工啟停時,可以使用手動按鈕。
2 EBM氣溶膠的應(yīng)用范圍
EBM滅火劑本身不含破壞層的物質(zhì);氣溶膠滅火產(chǎn)物為水蒸汽、N2、CO2及微量的CO氣體和無毒害、無污染、無腐蝕的物質(zhì)。因此可用于撲救下列物質(zhì)的初期火災(zāi)。
2.1 變電室、配電間、發(fā)電機房、電纜夾層、電纜井、電纜溝、通訊機房、電子計算機房等場所的火災(zāi)。
2.2 生產(chǎn)、使用或儲存動物油、植物油、重油、潤滑油、變壓器油、閃點大于60℃的柴油等各種丙類可燃液體的火災(zāi)。
2.3 不發(fā)生陰燃的可燃固體物質(zhì)的表面火災(zāi)。
氣溶膠滅火系統(tǒng)不適用于爆炸危險區(qū)域;商場、交通系統(tǒng)的售票處、候車(機)廳、飲食服務(wù)、文體娛樂等公共場所;人員密集的場所。
3 滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算
3.1 系統(tǒng)參數(shù)
適用溫度范圍:-20~55℃
噴口溫度:距噴口100mm處小于等于180℃;
噴射時間:小于等于40s;
滅火時間:小于等于180s。
3.2 滅火劑用量計算
G=(1+0.25)g=1.25.a.V.K
式中:G-EBM滅火劑用量,kg;
g-EMB滅火劑設(shè)計滅火用量,kg;
α-EMB滅火劑單位設(shè)計用量,kg/m3;
α=0.07~0.1kg/m3
V-防護區(qū)的容積,m3;
k-保全系數(shù);
k=k1·k2
k1-容積系數(shù),當V小于240m3時,K1=1;
當V大于等于240m3時,K1=1.2;
K2-重要系數(shù),變配電室、通訊機房、電算機房等K2=1;文物、檔案、圖書、資料等K2=1.5;
0.25-流失補償量:開口面積與防護區(qū)內(nèi)部四周面積之比小于等于0.3%為允許開口標準。
3.3 設(shè)計實例
包頭市永生光彩大廈等工程電爐變壓器室均采用了EBM氣溶膠氣體消防系統(tǒng)?,F(xiàn)僅以電爐變壓器室EBM氣溶膠消防為例。
電爐變壓器室容積為500m3,圍護結(jié)構(gòu)允許壓強為0.024MPa,防護區(qū)密閉,需考慮設(shè)置泄壓口。
3.3.1 EBM滅火劑用量:
G=1.25·α.V.K=1.25×0.1×500×1.2=75kg
選用MECZ16滅火裝置5臺,配備啟動模塊10個,啟動控制器1臺。
3.3.2 氣溶膠占混合氣體的體積:
=0.4G/(0.4G+V)=(0.4×75)/(0.4×75+500)=5.66%
3.3.3 泄壓口面積計算
防護區(qū)圍護構(gòu)件所承受的壓強為:
P=40G(1+0.34/V)/V=40×75(1+0.34/500=0.06MPa,需設(shè)泄壓口,泄壓口面積按下式計算:
S=0.014Qm/(MmPb)0.5
式中:S—泄壓口面積,m2;z
Qm- 平均設(shè)計質(zhì)量流量,kg/s;
t- EBM氣溶膠噴射時間t小于等于40s;
Pb- 圍護構(gòu)件的允許壓強2.4KPa;
Mm- 通過泄壓口流出的混合氣體比容,m3/kg。
Qm=G/t=75kg/40s=1.875kg/s
Mm=1/[1.293(1-)+2.5
=1/[1.293(1-0.05666)+2.5×0.0566]
=0.734m3/kg
S=(0.014×1.875)/(0.734×2.4)0.5=0.01978≈0.02m2
泄壓口設(shè)計成3:2的矩形,其尺寸為0.24×0.08m。
參考文獻:
[1]肖泉生.關(guān)于鹵代烷(哈龍)替代品現(xiàn)狀[R],建設(shè)部建筑設(shè)計院,1998.
[2]蔣彥胤,等.新型設(shè)計手冊[M].北京:中國環(huán)境科學出版社,1999.
作者簡介:
夏國武(1955-),男,工程師。
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