发布时间：2022-10-05 10:08 热度：
摘要：介绍了无缝钢管厂液压站气体保护区域灭火系统改造工程深化设计的实例。对二氧化碳气体灭火系统深化设计的步骤、方法作了阐述。
关键词：二氧化碳；灭火系统；深化设计
Abstract: This paper introduces a seamless steel pipe plant hydraulic pressure station gas protection area fire system reconstruction project detailed design examples. For carbon dioxide gas fire-extinguishing systems deepening design steps with method described.
Key Words: Carbon dioxide; Fire extinguishing system; Detailed design
中图分类号：TF715文献标识码：A 文章编号：
某钢铁股份公司无缝钢管厂140机组区域的再加热炉液压站区域的气体灭火系统已使用超过20年，其灭火药剂为哈龙1301，根据我国1992年制定的《中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案》的规定，2010年后哈龙1301灭火剂将停止生产及使用，因此对1301灭火系统的改造迫在眉睫，目前技术较为完备、可代替1301灭火的方式包括：二氧化碳、七氟丙烷及IG541混合气体，本次改造按要求采用高压二氧化碳灭火系统。
该钢铁股份公司无缝钢管厂140机组区域再加热炉液压站内原有设备、它类管道复杂，气体灭火管道根据现场要增加很多弯头以避开原有的输油管、吊车梁、排风管、送风管等，实际管道长度相比图纸也有所变化，而气体灭火系统计算过程繁琐，需要不断调整计算，各个计算数据都是息息相关的，一个数据的改变都需要重新校核计算结果。因为原有建筑、设备等原始图纸缺失，根据建设方的要求，对该区域的灭火系统根据实际情况进行深化设计，要求严格按深化设计图纸中的管道位置等施工，确保气体灭火保护区域的安全顺行。
气体灭火系统的深化设计一般从以下几方面进行考虑。
一、系统选型
本着环保、可靠、安全、经济的原则，结合无缝钢管厂已于2007年将张减机液压站哈龙1301灭火系统改造为高压二氧化碳灭火系统的现状，通过结合张减机液压站内原有的二氧化碳灭火系统，将再加热炉液压站和张减机液压站改造作为二氧化碳组合分配灭火系统。改造后的灭火系统可满足张减机液压站及附近的再加热炉液压站的灭火需要。
二、设计参数确定
根据现场实际量取的各保护区的面积、高度等数据，得出各保护区的设计基本参数，如表1所示：
表1：各保护区的基本设计参数
三、管道布置
现场确定管道的走向，绘制平面图、系统原理图，喷嘴尽量在保护区内均匀布置，在系统原理图中标注上各段管道的实际需要长度，以便管网水力计算。
二氧化碳灭火系统原理图如下：
四、设计用量的确定
根据二氧化碳灭火系统设计规范(GB50193-93)规定，二氧化碳设计用量计算公式为M=Kb(0.2A+0.7V)，公式中A和V从各保护区的设计基本参数（表1）中可查得，油的物质系数Kb为1，因此，计算得出再加热炉液压站二氧化碳设计用量为579.8Kg，二氧化碳钢瓶的规格为70L，充装系统为0.6Kg/L，根据生产厂家提供的二氧化碳钢瓶容器内的二氧化碳剩余量为0.08m，计算得出再加热炉液压站二氧化碳钢瓶数量为15瓶（630 Kg），与已建的张减机液压站二氧化碳钢瓶数量一致。因此改造无需增加二氧化碳钢瓶数量，只需增设启动瓶、选择阀、联通管等设备，同时将二氧化碳消防管道敷设至再加热炉液压站。
五、管网水力计算
初设管径根据二氧化碳灭火系统设计规范(GB50193-93)规定，Q=D2/(1.41～3.78)2，根据初设流量（设定设计用量喷放时间为1分钟），计算出初设管径，因管道长度较短，管径圆整时应向小管径靠。
计算管长为管长加上高差加上管道附件的当量长度，管道附件的当量长度可查询表2。
表2：管道附件的当量长度
管段后节点压力可根据图1管道压力降可得，管网起始压力取设计额定储存压力(5.17MPa)，后段管道的起点压力取前段管道的终点压力。末端喷头的压力值不得小于1.4MPa。
喷头等效面积F=Qi/q0,其中Qi为喷头的流量，q0为喷头等效孔口单位面积的喷射率，可按表3的规定取值。
根据二氧化碳灭火系统设备手册，选用喷头孔口的实际等效面积比计算出的要大，因此可知实际喷放时间比1分钟要短。
根据规范要求，保护区应设置泄压口。泄压口面积计算公式为面积A=0.0076*Qt/Pt1/2,公式中Qt代表防护区二氧化碳的喷射速率，Pt代表防护区结构允许压强，因此Qt取值大于等于579.8 Kg/Min，Pt按最不利取值为1200Pa，本工程中再加热炉液压站保护区的泄压口面积取0.15m2。
六、结束语
气体消防已成为国内外的热门话题和重要的研究课题。通过本次深化设计的实践，加深了对二氧化碳气体灭火系统的认识，因本人水平有限，不当之处，敬请专家同仁指正。
参考文献：
给水排水设计手册第二版
气体灭火系统设计规范GB50370-2005
二氧化碳灭火系统设计规范GB50193-93
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
