船舶海洋平台消防系统研究.docx
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1、1No.CCSISZ10 881中国船级社实业公司深圳分公司2013年12月编制: 审核: 批准:目录第五章干粉灭火系统1一、简介11.1用途11.2系统组成11.3主要特点41.4工作原理4二、系统设计52.1一般规定52.2全淹没灭火系统62.3局部应用灭火系统82.4预制灭火装置9三、管网计算10四、系统组件14五、控制与操作15六、安全要求16七、维护保养及注意事项16八、附录18附录 A 管道规格及支、吊架间距18附录 B 管网分支结构19第六章 固定二氧化碳灭火系统21一、系统简介211.1系统组成211.2 工作原理221.3 适用范围23二、规范要求232.1 一般规定232.
2、2 全淹没灭火系统242.3 局部应用灭火系统262.4 管网计算282.5 系统组件312.6国际消防安全系统规则要求35第七章 FM-200灭火系统53一、概述53二、系统组成及适用区域532.1储存钢瓶542.2 容器阀542.3 储存瓶组554.4连接管562.5 喷嘴572.6 压力信号回馈装置(压力开关)57三、工作原理58四、设计要求594.1防护区594.2设计用量604.3 系统设计634.4 储存装置684.5 管道部件与管道684.6操作与控制694.7 安全要求704.8 FM200灭火系统计算表71五、安装要求715.1.单一钢瓶系统715.2多瓶系统73六、安全使用
3、要求73七、维护与保养74第八章 惰气系统75一、概述75二、惰气系统的种类及工作原理76三、基本要求783.1适用范围783.2惰性气体系统的一般要求783.3国际消防安全系统规则中的要求783.4惰性气体系统的操作性检查81海洋平台消防指南 NO.CCSISZ10 881第五章干粉灭火系统一、简介1.1 用途干粉灭火系统是石油化工、油船、油库、加油站、港口码头等工程的灭火系统的重要装备。干粉灭火系统是以氮气为动力,向干粉罐内提供压力,推动干粉罐内的干粉灭火剂,通过管路输送到干粉炮、干粉枪或固定喷嘴喷出,以达到扑救易燃、可燃液体,可燃气体和电气设备火灾的目的。1.2 系统组成干粉灭火系统由启
4、动装置(如启动气瓶+拉杆机构)、氮气瓶组、减压阀、干粉罐、干粉喷头(或干粉枪、干粉炮)、电控柜、阀门和管系等零部件组成。一般为火灾自动探测系统和干粉灭火系统联动。 干粉罐干粉罐是中压容器,由罐体、安全阀、人孔(装粉口)、进气口及出粉口等组成,其构造如下图干粉罐一般为圆柱形,因其比圆球型易加工。干粉罐的直径和高度比例应合适,因这些尺寸会影响干粉的喷射效果。干粉罐的生产已系列化,有100、150、200、300、500、750、1000、15000、2000L等规格,干粉罐应密封良好,避免水气进入,防止干粉受潮。 动力气瓶及启动气瓶干粉灭火剂是由气体驱动并携带喷射出去,大型干粉灭火系统一般采用氮气
5、作为动力气体,小型干粉灭火系统多采用二氧化碳气体作为动力气体,因此,作为动力气体应保证质量,要求不能含有水分和其它可能腐蚀容器的成分。当使用二氧化碳气体时,要注意通常采用干冰制得的液态二氧化碳不能满足要求。动力气瓶对系统的使用有着很大的影响。氮气瓶通常采用40L的标准氮气瓶,储气压力13-15Mpa,二氧化碳气瓶多采用7kg二氧化碳灭火器钢瓶。启动气瓶一般采用4.5kg氮气瓶,工作压力15Mpa。其作用有两个:一是平时给探测管道充气,并控制活塞阀处于关闭状态;二是着火后推动动力气瓶的气动阀开启并发出报警。 控制阀门干粉灭火系统上安装有多个阀门,以控制系统正常工作。这些阀门主要有:动力瓶上的瓶头
6、阀、减压阀、干粉控制球阀、安全阀、单向阀、泄放阀、放气阀、吹扫阀等。 出粉管出粉管是将干粉罐内的干粉导出,在通过集汇管路输送至防护区,出粉管的出口一般设在干粉罐圆柱体的上部或顶部。出粉管的进粉嘴设在干粉罐中心下部,进粉管与干粉罐底部的距离是一个关键尺寸,距离偏大,余粉量过多,距离偏小,使粉气流产生过大的阻力,不利于干粉的排出。进粉嘴主要有圆管型、锐角型、喇叭型三种,如图所示: 进气管进气管是向干粉罐加注动力气体的通道,数量一般为一根或几根。进气管一般位于干粉罐的底部,沿出粉管进粉嘴周围均匀布置,但与进粉管的相对位置要适当,以为其距离的远近将影响粉气混合比。 管道干粉灭火系统的管道有气体管道和干
7、粉管道,气体管道又分为控制用气管道及动力气体管道,材料等选取严格按照设计规范要求。对于干粉管道,由于干粉的流动呈气固两相流,当流动通过弯头、三通时,流动方向被迫发生改变,这时质量较大的粉末将被抛至管壁的外侧,趋于同气体的分离状态。输送干粉的这种特性,要求干粉管道在布置时要满足设计规范要求,以避免这种分离流动对系统正常工作产生影响。 喷嘴(干粉枪、干粉炮)喷嘴是干粉灭火系统的关键设备之一,由喷口、喷腔、接口等部分组成。喷嘴的材料必须耐腐蚀,且要具有足够的强度,入黄铜、不锈钢等。喷嘴的作用是将粉气流均匀的喷出,将着火物表面完全覆盖,以实现灭火。为了适应不同保护场所的需要,干粉喷嘴主要有三种形式:直
8、流喷嘴、扩散喷嘴和扇形喷嘴。干粉喷嘴的工作压力可在0.01-0.7Mpa之间。由于喷嘴口径和喷嘴压力不同,每个喷嘴的喷粉量可在9-470kg/min,喷射距离为1-12m。喷嘴的数量应根据其喷射性能确定,喷嘴的保护面积应完全覆盖保护对象的计算面积。全淹没式干粉灭火系统喷嘴的布置,应能使干粉均匀分布,以保证整个封闭空间内干粉灭火浓度不低于设计浓度。局部应用式干粉灭火系统喷嘴的布置,应保证干粉喷射面能够覆盖保护表面,在整个喷射时间内,保证保护对象表面的任一处能够形成要求的干粉灭火剂设计浓度。若保护易燃液体,喷头的布置还应防止产生易燃液体的飞溅,以避免火灾蔓延扩大。干粉炮是由耐压铜材和不锈钢制成,根
9、据要求自动干粉炮(电动或液动)可在仰角40,俯角60回转270范围内工作,手动干粉炮可在仰角70,俯角60回转360范围内工作。干粉枪与卷盘连在一起,卷盘中的软管长度不大于25m。1.3 主要特点干粉灭火系统对A、B、C、D四类火灾都可以使用,大量的还是用于B、C类火灾(应根据保护对象选用相应的干粉灭火剂)。其主要特点如下:灭火时间短、灭火效率高、对石油产品的灭火效果尤为显著;绝缘性好,可扑救带电设备的火灾,灭火后对设备污损较小;寒冷地区不需防冻,且可用于缺水地区,干粉灭火剂久存不易变质。1.4 工作原理利用氮气瓶组内的高压氮气经减压阀减压后,使氮气进入干粉罐,其中一部分被送到罐的底部,起到松
10、散干粉灭火剂的作用。随着罐内压力的升高,使部分干粉灭火剂随氮气进入出粉管被送到干粉炮,干粉枪或干粉固定喷嘴的出口阀处,当干粉炮、枪或干粉固定喷嘴的出口阀处压力达到一定值后(干粉罐上的压力表值达1.5-1.6MPA时)打开阀门(或者定压爆破膜片自动爆破),将压力能迅速转化为速度能,这样高速的气粉流便从喷嘴(干粉炮或干粉枪,)中喷出,射向火源,破坏燃烧链,起到迅速扑灭或抑制火灾的作业。二、 系统设计2.1 一般规定 2.1.1 干粉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。扑救封闭空间内的火灾应采用全淹没灭火系统;扑救具体保护对象的火灾应采用局部应用灭火系统。2.1.2 采用全淹没
11、灭火系统的防护区,应符合下列规定:1. 喷放干粉时不能自动关闭的防护区开口,其总面积不应大于该防护区总内表面积的15%,且开口不应该设在底面。2. 防护区的围护结构及门、窗的耐火极限不应小于0.50h,吊顶的耐火极限不应小于0.25h;围护结构及门、窗的允许压力不宜小于1200Pa。2.1.3 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应大于2m/s。必要时,应采取挡风措施。2. 在喷头和保护对象之间,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。2.1.4 当防护区或保护对象有可燃气体,易燃、可燃液
12、体供应源时,启动干粉灭火系统之前或同时,必须切断气体、液体的供应源。2.1.5 可燃气体,易燃、可燃液体和可熔化固体火灾宜采用碳酸氢钠干粉灭火剂;可燃固体表面火灾应采用磷酸铵盐干粉灭火剂。2.1.6 组合分配系统的灭火剂储存量不应小于所需储存量最多的一个防护区或保护对象的储存量。2.1.7 组合分配系统保护的防护区与保护对象之和不得超过8个。当防护区与保护对象之和超过5个时,或者在喷放后48h内不能恢复到正常工作状态时,灭火剂应有备用量。备用量不应小于系统设计的储存量。备用干粉储存容器应与系统管网相连,并能与主用于粉储存容器切换使用。2.2 全淹没灭火系统2.2.1 全淹没灭火系统的灭火剂设计
13、浓度不得小于0.65kg/m3。 2.2.2 灭火剂设计用量应按下列公式计算: 式中 m干粉设计用量 (kg) ; K1灭火剂设计浓度 (kg/m3) ; V防护区净容积 (m3) ; Koi开口补偿系数 (kg/m3) ; Aoi不能自动关闭的防护区开口面积 (m2) ; Vv防护区容积 (m3) ; Vg防护区内不燃烧体和难燃烧体的总体积 (m3) ; Vz不能切断的通风系统的附加体积 (m3) ; Qz通风流量 (m3/s) ; t干粉喷射时间 (s) ;Av防护区的内侧面、底面、顶面(包括其中开口)的总内表面积(m2) 。 2.2.3 全淹没灭火系统的干粉喷射时间不应大于 30s 。
14、2.2.4 全淹没灭火系统喷头布置,应使防护区内灭火剂分布均匀。 2.2.5 防护区应设泄压口,并宜设在外墙上,其高度应大于防护区净高的 2/3 。泄压口的面积可按下列公式计算: 式中AX泄压口面积 (m2) ; Q0干管的干粉输送速率 (kg/s) ; H气固二相流比容 (m3/kg) ; 泄压口缩流系数;取 0.6 ; px防护区围护结构的允许压力 (Pa) ; X泄放混合物比容 (m3/kg) ; q - 在px压力下驱动气体密度 (kg/m3) ; 驱动气体系数;按产品样本取值; f- 干粉灭火剂松密度 (kg/m3) ;按产品样本取值; q0常态下驱动气体密度 (kg/m3) 。2.
15、3 局部应用灭火系统2.3.1 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平面时,宜采用面积法;当采用面积法不能做到使所有表面被完全覆盖时,应采用体积法。 2.3.2 室内局部应用灭火系统的干粉喷射时间不应小于 30s ;室外或有复燃危险的室内局部应用灭火系统的干粉喷射时间不应小于 60s 。2.3.3 当采用面积法设计时,应符合下列规定: 1 保护对象计算面积应取被保护表面的垂直投影面积。 2 架空型喷头应以喷头的出口至保护对象表面的距离确定其干粉输送速率和相应保护面积;槽边型喷头保护面积应由设计选定的干粉输送速率确定。 3 干粉设计用量应按下列公式计算: m NQi
16、t 式中 N喷头数量; Qi单个喷头的干粉输送速率 (kg/s) ;按产品样本取值。 4 喷头的布置应使喷射的干粉完全覆盖保护对象。 2.3.4 当采用体积法设计时,应符合下列规定: 1 保护对象的计算体积应采用假定的封闭罩的体积。封闭罩的底应是实际底面;封闭罩的侧面及顶部当无实际围护结构时,它们至保护对象外缘的距离不应小于 1.5m 。 2 干粉设计用量应按下列公式计算: 式中 V1保护对象的计算体积 (m3) ; qv- 单位体积的喷射速率 (kg/s/m3) ;Ap在假定封闭罩中存在的实体墙等实际围封面面积(m2) ; At假定封闭罩的侧面围封面面积 (m2) 。 3 喷头的布置应使喷射
17、的干粉完全覆盖保护对象,并应满足单位体积的喷射速率和设计用量的要求。2.4 预制灭火装置2.4.1 预制灭火装置应符合下列规定: 1 灭火剂储存量不得大于 150kg 。2 管道长度不得大于 20m 。 3 工作压力不得大于 2.5MPa 。 3.4.2 一个防护区或保护对象宜用一套预制灭火装置保护。 3.4.3 一个防护区或保护对象所用预制灭火装置最多不得超过4 套,并应同时启动,其动作响应时间差不得大于 2s 。三、 管网计算3.0.1 管网起点 ( 干粉储存容器输出容器阀出口 ) 压力不应大于2.5MPa ;管网最不利点喷头工作压力不应小于 0.1MPa 。 3.0.2 管网中干管的干粉
18、输送速率应按下列公式计算:Q0 m/t3.0.3 管网中支管的干粉输送速率应按下列公式计算: Qb nQi式中 Qb支管的干粉输送速率 (kg/s) ; n安装在计算管段下游的喷头数量。 3.0.4 管道内径宜按下列公式计算: 式中 d管道内径 (mm) ;宜按附录 A 表 A-1 取值; Q管道中的干粉输送速率 (kg/s) 。 4.0.5 管段的计算长度应按下列公式计算: LLy LJ Lyf(d) 式中 L管段计算长度 (m) ; Ly管段几何长度 (m) ; LJ管道附件的当量长度 (m) ;可按附录 A 表 A-2 取值。 3.0.6 管网宜设计成均衡系统,均衡系统的结构对称度应满足
19、下列公式要求: 式中 S均衡系统的结构对称度; Lmax对称管段计算长度最大值 (m) ; Lmin对称管段计算长度最小值 (m) 。 3.0.7 管网中各管段单位长度上的压力损失可按下列公式估算: 式中PL管段单位长度上的压力损失 (MPa/m) ; Pe- 管段末端压力 (MPa) ; q驱动气体摩擦阻力系数; g重力加速度 (m/s2) ;取 9.81 ; 管道内壁绝对粗糙度 (mm) 。 3.0.8 高程校正前管段首端压力可按下列公式估算: 式中 pb高程校正前管段首端压力 (MPa) 。 3.0.9 用管段中的平均压力代替公式 4.0.7-1 中的管段末端压力,再次求取新的高程校正前
20、的管段首端压力,两次计算结果应满足下列公式要求,否则应继续用新的管段平均压力代替公式4.0.7-1 中的管段末端压力,再次演算,直至满足下列公式要求。 式中 pp管段中的平均压力 (MPa) ; 相对误差; i计算次序。 3.0.10 高程校正后管段首端压力可按下列公式计算: 式中 pb高程校正后管段首端压力 (MPa) ; H干粉驱动气体二相流密度 (kg/m3 ) ; 流体流向与水平面所成的角 () ; Q管道内驱动气体的密度 (kg/m3 ) 。 3.0.11 喷头孔口面积应按下列公式计算: 式中 F喷头孔口面积 (mm2) ; q0在一定压力下,单位孔口面积的干粉输送速率(kg/s/m
21、m2) 。 3.0.12 干粉储存量可按下列公式计算: 式中 mC干粉储存量 (kg) ; mS干粉储存容器内干粉剩余量 (ks) ; mr管网内干粉残余量 (kg) ; VD整个管网系统的管道容积 (m3) 。 3.0.13 干粉储存容器容积可按下列公式计算: 式中 Ve干粉储存容器容积 (m3) ,取系列值; K干粉储存容器的装量系数。 3.0.14 驱动气体储存量可按下列公式计算: 1 非液化驱动气体 2 液化驱动气体 式中 mgc驱动气体储存量 (kg) ; Np驱动气体储瓶数量; V0驱动气体储瓶容积 (m3) ;Pc非液化驱动气体充装压力 (MPa) ; p0管网起点压力 (MPa
22、) ; mg驱动气体设计用量 (kg) ; mgs干粉储存容器内驱动气体剩余量 (kg) ; mgr管网内驱动气体残余量 (kg) ;液化驱动气体充装系数 (k/m3) 。 3.0.15 清扫管网内残存干粉所需清扫气体量,可按 10 倍管网内驱动气体残余量选取;瓶装清扫气体应单独储存;清扫工作应在48h 内完成。四、 系统组件4.0.1 储存装置宜由干粉储存容器、容器阀、安全泄压装置、驱动气体储瓶、瓶头阀、集流管、减压阀、压力报警及控制装置等组成。并应符合下列规定:1 .干粉储存容器应符合国家现行标准压力容器安全技术监察规程的规定;驱动气体储瓶及其充装系数应符合国家现行标准气瓶安全监察规程的规
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