五种气体灭火系统设计计算.doc

1、五种气体灭火系统设计计算 保护区内系电子计算机房，长、宽、高为953.3=148.5m3门窗有缝不设泄压口,并不计海拨,静液柱压差。也不计瓶头阀、单向阀及选择阀的局部阻力，试求各种气体灭火系统的灭火剂用量、管径压力损失和终点喷头进口压力。（一）SDEM=mK1K2V=0.11.11.3148S=21.24(kg)公式中符号意义见相关文件下同选用25kg装钢瓶一个 250.75实际浓度C= =0.126=12.6%15%（NOAEL）安全“0.75”为气化148.5 率. m3/kg喷头布置：管段流量：q5-2=250.75/660=0.052m3/s DN70 u=13.52 m/s q2-1

2、= q5-22=0.052/2=0.026m3/s DN50 u=13.25 m/s其中660是喷放时间,包括浸渍时间管段阻力： .u 阻力计算公式：P= Z. (pa/m)也可查DB32/399-2000附表 zd 由附表查得：q5-2=1187(1.5+6.5+2.5)=12464(pa)用DN70、u=13.52，查得P=1187q2-1=14782.5=3695用DN50、u=13.25，查得P=1478qk=1.3pi=1.3(12464+3695)=21007 (pa)注:1.3为“局部”损失 Po 1.6终端喷头入口压力:P2= - Pk = - 2100710-6=0.8-0.

3、021=0.779(Mpa )2 2 Po注： 为过程中点压力2P2=0.779Mpa0.1 Mpa满足喷放要求（二）FM-200 v c 148.5 8M = K =1 = 106 (kg)s (100-c) 012177 (100-8)选用70L钢瓶，充装率1150 kg/m3, 暂定800 kg/m3 106 106钢瓶数n= =1.89瓶 拟用2瓶, 实际充装率为 = 757 kg/m3 800 （n） 7070 2 1000 1000管径计算： M 106q3-2 = = = 15.14(kg/s) 查表得DN50 喷放时间不大于10s,取7s t 7q2-1= q3-22=15.1

4、4/2=7.57(kg/s) 查表得DN40过程中点压力: PoVoPm = MVo+ +Vp 2r Po 储存容器额定增压压力(绝压MPa,)采用Vo 喷放前全部储存容器内的气相总容积(m3)r 七氟丙烷20时密度, 1407 kg/m3Vp 管道内容积(m3) nVo=nVb(1- )R 757=20.07(1- )=0.0647(m3) 1407 Vp=10.5 0.052 + 2.52 0.042 = 0.02688(m3)4 4 (2.5+0.1)0.0647则 Pm= =1.302 (MPa) 1060.0647+ + 0.02688 21407管道阻力： 5.75105则 P=

5、qi2L =B qi2L D（1.74+2lg ）2 D5 0.12DN40 B=12.210-5DN50 B=3.77710-5则：P3-2 =3.77710-515.14210.5=0.09091 (MPa)P2-1=12.210-57.5722.5=0.01748 (MPa)终端喷头入口压力：Pc=Pm-pi1.3=1.302-1.3(0.09091+0.01748)=1.1936 0.5 MPa Pm 1.302 = =0.651 MPa2 2满足喷放要求。(三) CO2M=Kb(0.2A+0.7V)(1+k) (kg) 当-20t100时 k=0, Kb=1.5A=Ar+30Ao=1

6、82.4+300.05=183.9(m2) Ao开口总面积设为0.05 m2,Av=182.4 m2 M=1.5(0.2183.9+0.7148.5)=211.1(kg) 按220kg计算 M 220N= = =4(瓶,90L,充装率为0.61 在0.60.67之间) Vr 0.6190喷嘴选4Q9DN15, r=2.2m,保护面积9.67m2喷头数n=59/9.67=4.65(只) , 采用6只管段5-44-33-22-1Q（kg/min）220146.773.336.7DN39/4031/3222/2516/20 注：全淹没系统喷射时间为1min，DN=（1.41-3.78）Q 计算值/采

7、用值,上图“L”为直线加局部当量长度之和。管道阻力计算：（采用解析法）计算公式：Y2=Y1+ALQ2+B(Z2-Z1)Q2 1A= 0.872510-4D5.25B= 495/D4经逐步逼近和修正各节点有关计算数值如下：节点位置54321注Y022.6354.1860.7169.85所有计算均不作高程校正Z00.001430.003420.010680.023P5.175.145.105.095.08终端喷嘴进口压力P=5.081.4(MPa)满足喷放要求(四) CHF3( HFC-23) M=K1v+K2S 1 c 1 16.2K1= =( )= = 0.568 V=148.5m3 Sv 1

8、00-c 0.3403 100-16.2S=开口部面积经核算为0.056m2 K1=3.9则M=0.568148.5+3.90.056=84.566(kg) M 84.566钢瓶数采用70L钢瓶,充装率860kg/m3,n = =1.4采用2瓶 Vo 0.8670实际充装量每瓶46.66kg,2瓶共93.32kg,充装比为70/46.66=1.5查规范中期容器压力为33.70 kgf/cm2管径计算: 喷头选用FL11,保护半径6m,用两只喷头 流量计算 q32=93.32/8=11.665(kg/s)DN40喷射时间10s q21=93.32/82=5.833(kg/s)DN32平面布置及系

9、统图管道阻力计算:经计算P12=0.057MPaP27=0.295MPa喷头工作压力: Pc=Po-P=3.37-(0.057+0.293)=3.0181.4(MPa)满足喷放要求（五）IG-541 Vs 100M=2.303 lg( )v (m3) Vs=0.707 s=0.656 c=37.5 s 100-c =75(m3)=75/0.707=106.1 (kg) M钢瓶数：N= =6.1 采用7瓶 VoM=106.1kg0.193kg/L 充装率Vo=90L 单瓶容积喷头数： 59n= =2.5 采用3个 18 59为平面尺寸,18为保护面积喷头型号:ZMTJ规格DN20,保护半径r=3

10、.0m平面布置及系统图 M管径估算:DN=2.5q q= M=7.5m3 t=0.5min t 管段4-33-22-1q(kg/min)15010050DN估算30.62517.6采用322520管道阻力计算:按混合气体单相流及等熵绝热过程P/k=C（常数）求取管段末端的密度来计算各管段阻力，经计算结果如下表节点4321q（MPa）1514.8814.5814.56（MPa）193191.9189.2189.0系统终端喷头入口压力14.561.9(MPa),满足喷放要求五种气体灭火系统计算结果比较系统SDEFM-200CO2CHF3IG-541灭火剂用量(kg)2510621185106钢瓶数(个)1(75L)2(70L)4(90L)2(70L)7(90L)喷头数(个)22623管径(mm)70、5050、4040、32、25、2040、3232、25、20总管阻（MPa）0.0210.1080.090.350.44终端喷头0.781.195.083.0814.56入口压力（MPa）实际灭火浓度(%)12.6837.516.237.5NOAEL(%)15.01920 人员死亡5043LOAEL(%)17.510.550526