高压二氧化碳灭火系统工作原理

一、气体灭火系统的分类和组成

1. 系统分类

• 系统工作原理

(一)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

当防护区发生火灾时，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放灭火，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。

(二)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，加压气体经减压进入灭火剂瓶组，加压后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放灭火。

• 系统控制方式

（1）自动控制方式

（2）手动控制方式

在自动控制状态，仍可实现电气手动控制。

（3）机械应急操作

可按以下步骤实施机械应急启动：手动关闭联动设备并切断电源；打开对应保护区选择阀；成组或逐个打开对应保护区储瓶组上的容器阀，即可实施灭火。

二、气体灭火系统的灭火机理

• 气体灭火系统的主要组件及性能要求

一、防护区/安全设置要求

整理如下：

二、系统的设计

一、防护区的设置要求

（一）防护区的划分

　防护区宜以单个封闭空间划分；同一区间的吊顶层和地板下需同时保护时，可合为一个防护区。

（二）其他要求

一、气体灭火系统的分类和组成

1. 系统分类

气体灭火系统的主要组件及性能要求

整理如下：

系统控制方式

（1）自动控制方式

（2）手动控制方式

在自动控制状态，仍可实现电气手动控制。

（3）机械应急操作

可按以下步骤实施机械应急启动：手动关闭联动设备并切断电源；打开对应保护区选择阀；成组或逐个打开对应保护区储瓶组上的容器阀，即可实施灭火。

二、安全要求

防护区应有能在30s使该区人员疏散完毕的走道与出口。

防护区内的疏散通道及出口，应设消防应急照明灯具和疏散指示标志灯。防护区内应设火灾声音报警器，必要时，可增设闪光报警器。防护区的入口处应设火灾声光报警器和灭火剂喷放指示灯，以及防护区采用的相应气体灭火系统的永久性标志牌。灭火剂喷放指示灯信号，应保持到防护区通风换气后，以手动方式解除。

防护区的门应向疏散方向开启，并应具有自行关闭的功能。

(一)一般规定
二氧化碳灭火系统按应用方式可分为全淹没灭火系统和局部应用灭火系统。全淹没灭火系统适用于扑救封闭空间内的火灾;局部应用灭火系统适用于扑救不需封闭空间条件的具体保护对象的非深位火灾。

(1)采用全淹没灭火系统的防护区，应符合下列规定:

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，其面积不应大于防护区总内表面积的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。

(2)采用局部应用灭火系统的保护对象，应符合下列规定：

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)在喷头与保护对象之间，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。

(二) 全淹没灭火系统的设计

二氧化碳灭火系统，设计灭火浓度应大于或等于灭火浓度的1.7倍，且应大于或等于34% (体积百分比浓度)

全淹没灭火系统二氧化碳的喷放时间不应大于lmmn。当扑救固体深位火灾时，喷放时间不应大于7min，并应在前
2min内使二氧化碳的浓度达到30%。

(三)局部应用系统的设计

局部应用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。局部应用灭火系统的二氧化碳喷射时间不应小于0.5mmn。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。

（一）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。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。 

2.一个组合分配气体灭火系统中的灭火剂储存量，应大于或等于该系统所保护的全部防护区中需要灭火剂储存量的最大者。灭火系统的灭火剂储存量，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。

3.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。

4.灭火系统的设计温度应采用20℃。

5.同一集流管上的储存容器，其规格、充压压力和充装量应相同。

6.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。

7.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。

8.管网上不应采用四通管件进行分流。

9.喷头的保护高度和保护半径应符合以下规定：最大保护高度不宜大于 6.5m ，最小保护高度不应小于 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 7.5m，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。

10.一个防护区设置的预制灭火系统，其装置数量不宜超过 10 台。

11.用于保护同一防护区的多套气体灭火系统应能在灭火时同时启动，相互间的动作响应时差应小于或等于2s。

（二）七氟丙烷灭火系统

七氟丙烷灭火系统的设计灭火浓度应大于或等于灭火浓度的1.3倍，设计惰化浓度应大于或等于惰化浓度的1.1倍；固体表面火灾的灭火浓度为5.8%。图书、档案、票据和文物资料库等防护区，灭火设计浓度宜采用10%。

油浸变压器室、带油开关的配电室和自备发电机房等防护区，灭火设计浓度宜采用9%。通讯机房和电子计算机房等防护区，灭火设计浓度宜采用8%。防护区实际应用的浓度不应大于灭火设计浓度的1.1倍。

（三）lG541混合气体灭火系统

IG541混合气体灭火系统的设计灭火浓度应大于或等于灭火浓度的1.3倍，设计惰化浓度应大于或等于惰化浓度的1.1倍；固体表面火灾的灭火浓度为28.1%。

灭火浸渍时间

（一）二氧化碳灭火系统

1.灭火剂储存装置

高压系统的储存装置应符合下列规定：储存容器的工作压力不应小于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；储存装置的环境温度应为0～49℃。

低压系统的储存装置应符合下列规定：储存容器的设计压力不应小于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，其泄压动作压力应为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；其环境温度宜为-23～49℃。

（二）容器阀

容器阀按其结构形式不同可分为差动式和膜片式两种。启动方式有手动启动、气启动、电磁启动和电爆启动。 

（三）选择阀

在多个保护区域的组合分配系统中，每个防护区或保护对象在集流管上的排气支管上应设置与该区域对应的选择阀。选择阀可采用电动、气动或机械操作方式。选择阀的工作压力，高压系统不应小于12.0MPa ，低压系统不应小于 2.5MPa，系统启动时，选择阀应在容器阀动作之前或同时打开。

（四）喷头

二氧化碳灭火系统的喷头安装在管网的末端，用于向防护区喷洒灭火剂。

（五）压力开关

　压力开关可以将压力信号转换成电气信号，一般设置在选择阀前后，以判断各部位的动作正确与否。

（六）安全阀

一般设置在储存容器的容器阀上及组合分配系统中的集流管部分。在容器阀和集流管之间的管道上应设单向阀。

（七）管道

高压系统管道及其附件应能承受最高环境温度下二氧化碳的储存压力,低压系统管道及其附件应能承受4.OMPa的压力。

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

二、其他气体灭火系统

1. 一般规定

管网灭火系统的储存装置宜设在专用储瓶间内，储瓶间宜靠近防护区，耐火等级不低于二级，且应有直接通向室外或疏散走道的出口，储瓶间和设置预制灭火系统的防护区的环境温度应为 -10 ~ 50℃；储存装置操作面距墙面或两操作面之间的距离不宜小于1m ，且不应小于储存容器外径的1.5 倍。

2.七氟丙烷灭火系统组件专用要求

储存容器或容器阀以及组合分配系统集流管上的安全泄压装置的动作压力，应符合下列规定：

3.IG541混合气体灭火系统组件专用要求

储存容器或容器阀以及组合分配系统集流管上的安全泄压装置的动作压力，应符合下列规定：

系统操作与控制

采用气体灭火系统的防护区，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。

管网式气体灭火系统应具有自动控制、手动控制和机械应急操作的启动方式。预制式气体灭火系统应具有自动控制和手动控制的启动方式。当二氧化碳局部应用系统用于经常有人的保护场所时可不设自动控制。

采用自动控制启动方式时，根据人员安全撤离防护区的需要，应有不大于30s的可控延迟喷射；对于平时无人工作的防护区，可设置为无延迟喷射。

在经常有人停留的防护区，灭火剂释放后形成的浓度应低于人体的有毒性反应浓度。

全淹没二氧化碳灭火系统不应用于经常有人停留的场所。对于采用全淹没灭火系统保护的防护区，应在其出入口处设置手动、自动转换控制装置;有人工作时，应置于手动控制状态。

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的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内或防护区疏散出口门外便于操作的地方。

组合分配系统启动时，选择阀应在容器阀开启前打开或同时打开。