CO2滅火系統(tǒng)生產(chǎn)和工程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

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簡(jiǎn)介： 《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50193－93）中，未對(duì)低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)定。通過(guò)對(duì)調(diào)查情況的總結(jié)分析，指出了目前國(guó)內(nèi)二氧化碳滅火系統(tǒng)生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)、施工安裝等方面存在的一些問(wèn)題，提出了解決建議。
關(guān)鍵字：滅火系統(tǒng) 二氧化碳

二氧化碳滅火系統(tǒng)，按滅火劑儲(chǔ)存方式可分成：滅火劑在常溫下儲(chǔ)存的二氧化碳滅火系統(tǒng)和滅火劑在-18℃－20℃低溫下儲(chǔ)存的二氧化碳滅火系統(tǒng)；習(xí)慣上，根據(jù)儲(chǔ)存壓力的不同，前者稱為高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，后者稱為低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)。
　　低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)由二氧化碳滅火劑儲(chǔ)存裝置、選擇閥、管網(wǎng)、噴頭及控制系統(tǒng)等組成。滅火劑儲(chǔ)存裝置應(yīng)由儲(chǔ)存容器、容器閥。安全泄壓裝置、壓力表、壓力報(bào)警裝置和制冷裝置等組成，其中儲(chǔ)存容器應(yīng)有絕熱措施。低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)以其滅火劑儲(chǔ)存量大、運(yùn)用靈活、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)裝置保護(hù)中得到廣泛應(yīng)用。
　　我國(guó)在制訂《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50193－93以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范”）時(shí)，在低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)方面還是空白，既沒(méi)有產(chǎn)品，也沒(méi)見(jiàn)工程應(yīng)用；所以“規(guī)范”中沒(méi)有對(duì)低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的要求和規(guī)定。后來(lái)上海大眾汽車廠從美國(guó)Figgie公司引進(jìn)一套13t低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，上海寶鋼公司從丹麥Ging－Kerr公司引進(jìn)一套15t低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，秦皇島電廠等也安裝了低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，西安524廠等也相繼開(kāi)發(fā)了低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)。短短的幾年時(shí)間，我國(guó)生產(chǎn)低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的廠家已初具規(guī)模。
　　目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，不僅有1t以上的大容量產(chǎn)品，而且有500kg以下的小容量產(chǎn)品；在儲(chǔ)存裝置的型式上，有立式、臥式、柜式；在絕熱措施方面，有真空－堆積絕熱法和聚氨脂泡沫絕熱法；在釋放量控制方式上，有時(shí)間控制、流量累計(jì)控制、液位控制。從現(xiàn)有生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)能力看，可以滿足市場(chǎng)要求；但是，在銷售價(jià)格上還不夠低廉，在產(chǎn)品質(zhì)量上和設(shè)計(jì)安裝上還存在一些問(wèn)題，這都在影響著低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的普及應(yīng)用。

1 產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)存在的問(wèn)題

1.1 噴頭的說(shuō)明問(wèn)題
　　二氧化碳噴頭分為全淹沒(méi)系統(tǒng)噴頭和局部應(yīng)用系統(tǒng)噴頭。全淹沒(méi)系統(tǒng)噴頭的應(yīng)用參數(shù)主要是噴頭人口壓力PT和噴頭流量Qi；局部應(yīng)用系統(tǒng)噴頭的應(yīng)用參數(shù)，除PT和Qi外，又增加了噴頭保護(hù)面積AT0噴頭保護(hù)面積為：在使油盤(pán)桿弦高（液面至緣口距離）150mm盤(pán)內(nèi)正庚烷或符合GB 489規(guī)定的70#汽油不產(chǎn)生飛濺的條件下，能在20s內(nèi)滅火的面積，對(duì)應(yīng)的噴頭流量就是它的Qi值。架空型噴頭的保護(hù)面積隨安裝高度的不同而不同，槽邊型噴頭的保護(hù)面積隨噴頭的流量不同而不同。此外，高壓系統(tǒng)的噴頭不可用于低壓系統(tǒng)，因?yàn)橥鹊膰婎^人口壓力，在高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)二者的噴射率是不等的。因此，低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中應(yīng)給出噴頭特性曲線。遺憾的是現(xiàn)有低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中均沒(méi)給出噴頭特性曲線；這不能不讓人懷疑其噴頭參數(shù)是否有試驗(yàn)基礎(chǔ)。
1.2 管道附件當(dāng)量長(zhǎng)度問(wèn)題
　　管道附件當(dāng)量長(zhǎng)度是管網(wǎng)計(jì)算必不可少的參數(shù)，它是通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試得到的，國(guó)內(nèi)低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，有的沒(méi)給出，有的給出理論值。這都影響著設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性。
1.3 儲(chǔ)存容器內(nèi)二氧化碳剩余量問(wèn)題
　　由于儲(chǔ)存容器內(nèi)二氧化碳剩余量Ms值隨產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同而不同，因此“規(guī)范”中沒(méi)給出具體值，這應(yīng)從低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)查出，可是有的說(shuō)明書(shū)連這樣容易測(cè)定的數(shù)據(jù)也沒(méi)給出。
　　總之，以上諸問(wèn)題都有待解決，都要通過(guò)大量的測(cè)試實(shí)驗(yàn)把工程數(shù)據(jù)補(bǔ)充完善；此外，各低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)生產(chǎn)廠家還應(yīng)進(jìn)一步努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，通過(guò)降低成本把價(jià)格壓下來(lái)，推動(dòng)低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)在我國(guó)的普及應(yīng)用。

2 設(shè)計(jì)安裝問(wèn)題

　　隨著低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的普及，其在工程中的應(yīng)用也日益增多，不僅在電力系統(tǒng)、化工系統(tǒng)。冶金系統(tǒng)等工業(yè)消防中有低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的應(yīng)用，而且在建筑消防中也有低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的應(yīng)用。由于種種原因，目前在設(shè)計(jì)安裝方面也存在一些問(wèn)題。
2.1 設(shè)計(jì)方法問(wèn)題
　　低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算包括：二氧化碳設(shè)計(jì)用量M，二氧化碳儲(chǔ)存量Mc，管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)壓力PJ等等。其中節(jié)點(diǎn)壓力PJ計(jì)算順序按流向可分為：正序（順流向）和反序（逆流向）。僅局部應(yīng)用系統(tǒng)面積法中降壓環(huán)節(jié)下游的節(jié)點(diǎn)壓力PJ計(jì)算采用反序，其他均采用正序。無(wú)論正序還是反序，都存在圖解法和解析法。筆者認(rèn)為：應(yīng)該提倡解析法，因?yàn)榻馕龇缺阌陔娝阌秩菀卓刂朴?jì)算精確度，而圖解法既費(fèi)時(shí)又不好控制精確度。誠(chéng)然，在《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50193－93）中給出了圖解法，那是因?yàn)橛?jì)算機(jī)還未普及、等效采用ISO 6183之故。管道內(nèi)二氧化碳二相流壓力降計(jì)算方法始于Hesson J.C．的博士論文，他提出了二相流公式——即“規(guī)范”中公式（4.0.5），后來(lái)Cardox據(jù)此描繪了曲線簇——即“規(guī)范”中附錄C0過(guò)去計(jì)算機(jī)不普及，人們習(xí)慣于用圖解法；現(xiàn)在計(jì)算機(jī)已很普及，所以，能用解析法時(shí)應(yīng)盡量并首先用解析法。
2.2 二相流公式問(wèn)題
　　《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50193－93）中給出的公式與ISO、NFPA等給出的公式形式不完全一樣：
　　Q2=0.8725·10-5·D5.25·Y/(L+0.04319·D1.25·Z)（1）
　　Q2=0.8725·10-4·D5.25·Y/(L＋0.04319·D1.25·Z)（2）
　　公式（1）是ISO、NFPA等標(biāo)準(zhǔn)給出的，其中Y值的單位是bar·kg/m3，系數(shù)是10-5；公式（2）是GB 50193－93標(biāo)準(zhǔn)給出的，其中Y值的單位是MPa·kg/m3，系數(shù)是10-4。這一點(diǎn)有的人注意到了，也有的人提出疑問(wèn)，如深圳勝捷消防工程公司和成都合力達(dá)消防工程公司的同志，為此“規(guī)范” 管理組曾經(jīng)解答過(guò)兩次。但是仍然有人沒(méi)注意到，只把Y的單位變一變而忽略系數(shù)值。
2.3 管道內(nèi)徑問(wèn)題
　　在上述公式中，管道內(nèi)徑D應(yīng)該采用實(shí)際尺寸，不要采用名義尺寸，實(shí)際尺寸應(yīng)按“規(guī)范”修訂稿附錄J選取。同樣，在計(jì)算管道內(nèi)二氧化碳剩余量Mr時(shí)，管道容積Vi也應(yīng)按“規(guī)范”修訂稿附錄J選取管道內(nèi)徑D值。
2.4 全淹沒(méi)滅火系統(tǒng)噴射時(shí)間問(wèn)題
　　全淹沒(méi)滅火系統(tǒng)噴射時(shí)間t的取值，“規(guī)范”指出：“全淹沒(méi)滅火系統(tǒng)二氧化碳的噴射時(shí)間不應(yīng)大于1min，當(dāng)撲救固體深位火災(zāi)時(shí)，噴射時(shí)間不應(yīng)大于7min，并應(yīng)在前2min內(nèi)使二氧化碳的濃度達(dá)到30％”。這一條有些人還掌握不好，應(yīng)先看“規(guī)范”附錄A中是否給出抑制時(shí)間，若沒(méi)給出則按表面火災(zāi)處理，一般取1min ；若給出抑制時(shí)間則按深位火災(zāi)處理。對(duì)于深位火災(zāi)，噴射時(shí)間越長(zhǎng)滅火效果越好，這時(shí)候，對(duì)物質(zhì)系數(shù)Kb值小于3的物質(zhì)可??；等于2倍的Kb除以0.8584濃度30％對(duì)應(yīng)物質(zhì)系數(shù)0.8584）；對(duì)物質(zhì)系數(shù)Kb值大于等于3的物質(zhì)可取t等于2倍的Kb值（這樣可滿足噴射時(shí)間不大于7min）。
2.5 管徑系數(shù)取值問(wèn)題
　　“規(guī)范”中給出取值范圍1.41－3.78，這是基于附錄C，附錄C只適于內(nèi)插法，不適于外推法，所以給出了上下限。對(duì)于解析法可以不受此限制，但是按上述取值較經(jīng)濟(jì)。
2.6 高程問(wèn)題
　　“規(guī)范”中對(duì)高程沒(méi)加限制，但是經(jīng)驗(yàn)表明，高程超過(guò)50m不易滿足噴頭人口壓力條件。第一點(diǎn)有的人基于工程實(shí)踐注意到了，有的人可能還未注意到，但是今后工作可能會(huì)遇到。
2.7 噴頭規(guī)格問(wèn)題
　　“規(guī)范”所給出的噴頭規(guī)格代號(hào)是指流量系數(shù)等于0.98的標(biāo)準(zhǔn)噴頭的規(guī)格代號(hào)；如果生產(chǎn)廠家的噴頭沒(méi)換算成這樣的標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù)據(jù)（產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)要求，這樣作也可以），那么應(yīng)按生產(chǎn)廠家的噴頭人口壓力Pr—單位孔口面積的噴射率曲線確定其噴頭規(guī)格。
2.8 安裝問(wèn)題
　　低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)管道屬于壓力系統(tǒng)管道，其選材應(yīng)按《輸送流體用無(wú)縫鋼管》（GB 8163）標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，不得再按《冷拔或冷軋精密無(wú)縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，其施工應(yīng)該符合要求，應(yīng)按壓力管道要求焊接和探傷檢查，不可掉以輕心，造成事故。管道斷裂的事實(shí)已有發(fā)生，應(yīng)該引起工程公司的高度重視，千萬(wàn)不要再出現(xiàn)不該發(fā)生的事情。

3 建議

　　筆者曾經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)：有的水滅火系統(tǒng)噴頭堵塞、管道破裂；有的泡沫滅火系統(tǒng)噴頭入口被厚厚一層污垢堵?。挥械臍怏w滅火系統(tǒng)安裝后沒(méi)多久由于報(bào)警系統(tǒng)誤報(bào)或滅火劑儲(chǔ)存容器泄漏等種種原因被束之高閣。目前國(guó)內(nèi)安裝的低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)已達(dá)幾十套，這都是用重金換來(lái)的，為的是預(yù)防萬(wàn)一；建議大家交流管理維護(hù)方面的經(jīng)驗(yàn)，互相切磋，共同提高管理維護(hù)水平；時(shí)刻牢記“責(zé)任重于泰山”的重托，否則，釀成事故，給人身和財(cái)產(chǎn)造成損失將悔之晚矣！

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作者簡(jiǎn)介：
　　宋旭東（1944-），男，副研究員。