摘要: 介绍二氧化碳灭火机理，根据 GB 50193 －93( 2010 年版) 《二氧化碳灭火系统设计规范》的要求，结合某钢管厂连铸后部液压站设置高压二氧化碳全淹没灭火系统的设计，阐述了包括系统设计、系统组成、系统控制和注意事项等内容。

　　关键词: 二氧化碳灭火系统;连铸后部液压站;系统设计

　　1 概述

　　二氧化碳是一种能够用于扑救多种类型火灾的灭火剂，它的灭火作用主要是相对减少空气中的氧气含量，降低燃烧物的温度，使火焰熄灭。目前，在国际上已广泛地用于许多具有火灾危险的重要场所。我国从 20 世纪 50 年代开始应用二氧化碳灭火系统，现在广泛用于许多行业具有火灾危险的重要场所。二氧化碳灭火系统可用于电子计算机房、通讯机房、变配电室、控制室、图书馆、档案室等重要场所。

　　某钢管厂炼钢连铸主厂房内设有电炉、LF 炉、RH 和连铸机，根据 GB 50193 － 93( 2010 年版) 《二氧化碳灭火系统设计规范》( 以下简称 GB 50193 － 93) 的有关规定，在连铸后部液压站设置高压二氧化碳全淹没灭火系统。具体设计如下:

　　2 二氧化碳灭火系统设计

　　二氧化碳灭火系统可分为全淹没灭火系统和局部应用灭火系统。全淹没灭火系统应用于扑救封闭空间内的火灾; 局部应用灭火系统应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。本工程设计采取为全淹没灭火系统。

　　2. 1 物质系数

　　二氧化碳设计浓度不应小于灭火浓度的 1. 7 倍，并不得低于 34% 。根据消防设备厂家提供资料，液压

　　站的物质系数 Kb = 1. 20。

　　2. 2 二氧化碳的设计用量 M

　　连铸后部液压站大小为 21 × 15. 5 × 4. 8 m，位于地下。二 氧 化 碳 的 设 计 用 量 根 据 GB 50193 － 93 中

　　3. 2. 3 条的计算公式计算。

　　M = Kb( K1A + K2V)

　　A = Av + 30A0

　　V = Vv － Vg

　　式中: M---二氧化碳设计用量，kg;

　　Kb---物质系数;

　　K1---面积系数，kg /m2，取 0. 2kg /m2; K2---体积系数，kg /m3，取 0. 7kg /m3;

　　A---折算面积，m2;

　　Av---防护区的内侧面、底面、顶面( 包括其中的开口) 的总面积，m2;

　　A0---开口总面积，m2;

　　V---防护区的净容积，m3;

　　Vv---防护区容积，m3;

　　Vg---防 护 区 内 非 燃 烧 体 和 难 燃 烧 体 的 总 体积，m3。

　　开口总面积为 2. 1 m2。经计算，二氧化碳的设计

　　用量 M 为 1 567. 8 kg。

　　2. 3 二氧化碳储存量 Mx

　　高压二氧化碳储存量按 GB 50193 － 93 式 4. 0. 9A － 1 计算。高压二氧化碳储存量由设计用量、在管道中蒸发量、储存容器内的二氧化碳剩余量和管道内的二氧化碳剩余量 4 部分组成。

　　其中: 二氧化碳在管道中蒸发量取 0; 储存容器内的二氧化碳剩余量根据设备厂家资料按 4% 考虑; 管道内的二氧化碳剩余量取 0。

　　该液 压 站 位 于 地 下，防 护 区 的 环 境 温 度 高 于－ 20℃ ，低于 100℃ ，二氧化碳的设计用量不用增减。得出: Mx = 1 567. 8 + 1 567. 8 × 4% = 1 630. 5( kg) 。

　　2. 4 储存容积数量

　　高 压 系 统 储 存 数 量 按 GB 50193 － 93 式 4. 0. 9A － 1计算为 1 630. 5 kg。单个储存容器的容积按 70 L 高压二氧化碳钢瓶考虑，单瓶储存 45 kg 二氧化碳，储存容积数量为 40 瓶。选用 40 瓶 70 L 高压二氧化碳钢瓶。总计二氧化碳实际储存量为 1 800 kg。

　　2. 5 管网计算输送二氧化碳管网的管道内径应根据管道设计流

　　12 张 堃: 二氧化碳灭火系统在连铸后部液压站的应用 2012 年第 4 期

　　量和喷头入口压力通过计算确定。

　　( 1) 管网中干管的设计流量。管网中干管的设计流量按 GB 50193 － 93 式 4. 0. 2 计算。全淹没灭火系统二氧化碳的喷放时间不应大于 1 min，喷放时间按

　　1 min考虑，干管的设计流量为 1 728 kg /min。

　　( 2) 管网中支管的设计流量。管网中支管的设计流量按式 4. 0. 3 计算。喷头数量为 16 个，单个喷头的设计流量为 108 kg /min。

　　( 3) 管道内径。管道内径按式 4. 0. 3A 计算，管径系数 Kd 取 2. 90，经计算管道直径 D = 120. 6 mm，选取管道总管径为 DN125。

　　3 系统组成

　　二氧化碳灭火系统由贮存装置、分配系统及管网、喷头、自动探测系统、自动控制系统等组成。二氧化碳自动灭火系统主要由: 气体灭火报警控制系统、火灾探测系统、灭火剂贮存瓶、容器阀、选择阀、单向阀、气路控制阀、压力开关、喷嘴、管路等主要设备组成。

　　储存钢瓶安装在钢瓶架上，用来储存二氧化碳灭火药剂。容器阀用来封存二氧化碳灭火药剂，并能在发生火灾时由控制器、人员自动、手动打开容器阀向保护区释放二氧化碳灭火剂的装置。瓶头阀含安全阀、虹吸管、气驱动器、机械驱动装置等。

　　高压软管安装在储存瓶组与液体单向阀之间的柔性连接。液流单向阀安装于集流管与高压软管之间，用于防止灭火时集流管中的二氧化碳灭火药剂流向储存瓶组的止回装置。

　　称重检漏装置安装在钢瓶架上，用来检测二氧化碳灭火剂泄露并能发出泄露报警信号的装置。集流管安装在钢瓶架上，用来汇集保护区所需各储存瓶组的二氧化碳灭火药剂。安全泄压阀安装在集流管上，用以实现集流管的超压泄放功能。选择阀安装在集流管上用于实现组合分配的功能，选择阀含气启动装置。该部件仅用于组合分配系统中。压力信号发生器安装在选择阀的出口部位( 单元独立系统，安装在集流管上) 。当选择阀开启释放药剂时，压力信号发生器动作送出工作信号给灭火控制系统。药剂喷放管路及管配件喷放管路安装在钢瓶间至保护区喷头之间，用于实现药剂喷放的功能。

　　喷嘴安装在灭火系统管网末端，按设计要求将灭火剂喷洒到被保护区域内，或者直接喷洒到被保护的物质表面上，将火灾扑灭。启动气瓶用以储存启动气体，提供打开容器阀和选择阀的气体压力。启动释放控制箱主要由启动气瓶、电磁阀、安全阀、操作手柄、压力表等组成。

　　4 系统控制

　　4. 1 自动控制方式

　　自动控制方式: 本灭火控制器配有感烟火灾探测器和感温火灾探测器。当两种探测器同时发出火灾信号时，控制器发出火灾声、光信号，通知有火灾发生，有关人员应撤离现场，并发出联动指令，关闭风机、防火阀等联动设备，经过一段时间延时后，即发出灭火指令，打开电磁阀，启动气体打开容器阀，释放灭火剂，实施灭火。

　　4. 2 手动控制方式

　　手动控制方式: 将控制器上的控制方式选择锁置于“手动”位置时，灭火控制器处于手动控制状态。这时，当火灾探测器发出火警信号时，控制器即发出火灾声、光报警信号，而不启动灭火装置，需经人员观察，确认火灾已发生时，可按下保护区外或控制器操作面板上的“紧急启动按钮”，即可启动灭火装置，释放灭火剂，实施灭火。但报警信号仍存在。

　　无论装置处于自动或手动状态，按下任何紧急启动按扭，都可启动灭火装置，释放灭火剂，实施灭火。

　　同时控制器立即进入灭火报警状态。