FM200气体灭火系统装置安装

王彬

摘要:本文简述FM-200(七氟丙烷)系统，并以美国泰科产品为例介绍其参数、安装过程。

关键字: FM200组成参数安装调试

中图分类号：O659 文献标识码：A 文章编号：

FM200背景

传统的卤代烷(halon、1211、130)灭火、释放的气体在大气中的残留时间长达87～110年，对环境产生极大的影响，为了保护大气臭氧层，根据蒙特利尔国际公约有关规定，自1993年底禁止生产halon类型的灭火剂，从2005年在全球范围内禁止使用该类产品。而作为halon类的替代物，美国大湖公司研制并开发了不具臭氧破坏力的一种纯净化合物FM200气体灭火剂，它具有不导电、释放后对周围环境无破坏、对设备及人身无损害、FM200对臭氧层的耗损潜能值ODP=0,大气中存留寿命ALT=31～42年。

FM-200是一种清洁、安全的灭火药剂，在全淹没式灭火系统中，是哈龙1301的长期替代物，同时保留了哈龙极佳的抑制火热特性，对环境不造成任何影响。其储存及释放条件与哈龙1301相似，大部分组成相同，当FM-200灭火气体在氮气高压作用下至24.8bar,通过物理的和化学相结合，反应过程迅速、有效地消除热能,能阻止火灾的各类发生,但FM-200气体灭火剂不能数量和释放特征和哈龙1301不同。对于A类火灾，FM-200气体灭火设计的浓度时7.17%，因此在相同的保护空间内，灭火所需药剂量比哈龙系统中的多大约45%，但同时至需要增加很小额外的储存空间。在全淹没灭火方式中，FM-200要比哈龙更安全，美国环境保护协会允许浓度已达到9%，这一点已被近期出版的HAG报告所证实，作为新型灭火剂，FM-200是第一个被美国保险商实验室（UL）检测认可，美国制造商保险协会（FMRC）检测通过，符合美国消防协会NFPA 2001标准；被美国航空计划所（SNAP）“重要新替代政策委员会”批准允许用于有人值守区域，而且无使用限制的产品。

FM-200系统的组成

FM-200洁净气体自动灭火系统是由气体管网系统和自动控制系统两部分组成,两个系统相互独立又协同操作以完成灭火功能。气体管网系统由FM-200储瓶、瓶头阀组、管道和喷头组成,用于储存、输送灭火药剂,起到提供灭火药剂源的作用。自动控制系统由自动灭火控制盘、探测器、手动装置、自动启动装置和疏散报警装置组成,用于自动探测、报警、手动或自动释放控制气体管网系统,起到自动灭火的功能,一般和火灾报警系统联网。

2.1.1灭火剂存储罐

由美国tyco公司生产制造的FM200灭火剂存储罐主要由瓶头阀、内置导管、工厂充装的FM200药剂及用于将储瓶充压至25bar的干氮气，集流管相接的各种储瓶必须是同等型号与尺寸，而且充气密度必须相同。

2.1.2瓶头阀组

FM200阀组是一种能形成高速流的设备，尤其适用于灭火，工作原理是运用运行组阀内形成的压力差：储瓶内所产生的压力差在瓶头阀组中可以生成正压，保证瓶头阀门闭。当瓶头阀组动作时，上腔的释放速度大于安全销中“补充气体装置”重新填补压力的速度，由此，安全销被推向上方 ，FM200药剂由瓶头释放出来。上腔压力可通过电磁阀启动、机械或气体驱动完成。

控制阀为铜阀体、弹簧型控制阀，是存储罐释放气体的关键部件。当手动或自动(通过24vdc信号)操作位于阀门上部的执行器时，阀门的阀心即可将气体释放出来。

2.1.3集流管及支撑

集流管是一种钢制的管道系统，能把多个储瓶连在同一管道系统上名誉方向选择阀配合使用，可保护多个危险区域，或应用在主瓶和备用储瓶系统中。所有集流管均含有一套止回阀或末端接头。

2.1.4气体喷嘴

FM200是通过在区域内保证向危险处准确释放药剂的示范喷嘴发生作用的，喷嘴具有7或8个孔以保证180°或360°水平喷洒方式，对于被指定的系统设计，喷嘴孔径以0.1mm为单位扩大。

2.1.5液位测量装置

FM200储瓶可以增设液位测量装置，通过液位和重量转换表可以得到瓶内的FM200药剂重量液位可以通过测量管内的标尺测出，无需从灭火系统中移动储瓶。

3、 运行控制原理

与其他控制系统一样，FM200灭火系统是通过控制盘对该系统进行在线监视、控制和操作的。正常情况下，整个系统处于自动模式，对存储罐内的气体压力进行在线监测，当烟感及/或光感探测器测得异常情况时，比如烟雾浓度或环境温度超过上限定值，声、光报警出现，经5～8s延时后，如果异常情况仍未恢复，则控制盘发出“气体释放”指令，位于存储罐上的执行机构动作，FM200灭火剂通过管道及喷嘴向灭火区域喷洒。紧急情况下，如果控制盘或存储罐上的自动执行机构失灵，均可通过控制盘上的手动按钮或罐上的手动柄实现灭火剂的喷洒。

FM-200灭火系统参数

4.1 保护区域分析

4.1.1 灭火安全性

对于A类和C类火灾，FM-200设计浓度为7.17%，但不适用与B类火灾，参考NFPA2001标准,对于所有易燃气体，最小设计浓度低于9%。所有设计浓度是根据如下方式确定的：杯式灭火浓度对A类和C类火灾附加20%的安全系数，对B类火灾和只有人工驱动灭火系统附加30%夫人安全系数，除此之外需对喷嘴再附加3%的安全系数。所有系数设计是最小浓度下确定出药剂数量，最大设计浓度应与保护区最大预计温度对应，同时要与NOAEL/LOAEL进行比较。

4.1.2 保护区结构

保护区是以固定的单个密封空间划分，其高度不应低于300mm，保护区围护结构及门窗的耐火极限不应低于0.5h，在药剂释放过程中、保护区围护结构的压力将发生变化，结构必须承受在释放中产生的600pa的压力。

压力计算公式P=(M*0.22508)2*((100-C)*0.01202+(C*0.07283.32)/(A)2

P保护区压力（P）

MFM-200质量流速Kg/S

C保护区药剂浓度（﹪）

A 泄露面积m2

4.1.3保护区容积

在全淹没灭火设计，保护区必须有密闭空间组成，以便在灭火时达到并能保持设计浓度，一般情况下，设计计算式在建立在净空间的基础之上，其内部设备对实际浓度影响最小。每个封闭的空间可视为一个危险的保护区，每个保护区至少需要安装一个喷嘴。地板下、工作区、电缆隧等都可处理为各自独立的相邻保护区，但都需同时保护。

4.1.4通风

如保护区药剂释放后没有任何合适的通风，需考虑安装长闭的通风设备，当药剂释放后可直接开启排放到大气中。空调或强排风会影响灭火系统的功能和所需的药剂。

4.1.5保护区温度

FM-200灭火系统环境温度范围不超过：0~50度，此温度范围同样适用于储存和运输。

4.1.6保护区可燃物

所有保护区内的可燃物必须准确确定，同时确定相对应的设计灭火浓度，保护区所需设计浓度应是保护区的可燃物的最高设计灭火浓度。

4.2 FM-200药剂量

设计药剂用量按国家《七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火系统设计规范》确定

式中：

——设计药剂用量，kg；

——防护区净容积，m3；

——FM200比容，m3/kg；

——七氟丙烷灭火（或惰化）设计浓度，%;

K——海拔高度修正系数。

FM200安装和调试

5.1.系统安装

5.1.1安装满足要求

（1）管道的安装依据美国国家防火协会（NFPA）的NFPA2001标准，同时参照了《气体灭火系统施工及验收规范》（GB50263-97）。

（2）安装分为FM200灭火系统瓶组和喷头管路系统,根据设计图及现场情况进行。

（3）FM200气体的管道采用全部采用流体输送用高压无缝钢管（GB8163），管道内外表面应镀锌，其质量应符合有关要求，不准使用铸铁管。

（4）与法兰焊接连接的管道焊接后进行内外镀锌，减压阀下游螺纹连接的管道可采用镀锌无缝钢管，但管道套丝后应在螺纹的表面作防锈蚀处理。FM200气体喷射管网螺纹连接处可采用聚四氟乙烯胶带作密封介质。

（5）管道安装及验收，按《气体灭火系统施工及验收规范》(GB50263-97)进行；报警系统其它设备的安装参照《火灾自动报警系统施工及验收规范》。

（6）在保护区每个入口处设置警示牌，警示牌上包括下面内容：“此区为FM200自动灭火系统保护区。在报警时或释放FM200灭火剂时，立即撤离该保护区，在彻底通风以前，不要进入该保护区”。

5.1.2系统安装

5.1.2.1施工流程（说明：[]号内的项目需协调施工顺序）

⑴气体灭火系统[风管、下水管]→灭火剂输送管道安装试压吹扫、火灾探测器管线→FM-200喷嘴、火灾探测器→FM-200气体灭火控制器→[消防电源]→系统调试（模拟喷气）→消防联动统调。⑵火灾自动报警及消防联动系统吊顶内线管→线管、防锈处理、端子箱→穿线、装金属软管→[吊顶龙骨及不燃板，墙面装修]→探测器、紧急中断按钮、声光报警器、放气指示灯→[防火门、防火卷帘门、气体灭火系统、防排烟系统]→控制主机→[消防电源]→系统调试→报警联动统调。5.1.2.2施工方法⑴气体灭火系统①FM-200型瓶组安装a.单瓶FM-200型储瓶重360kg。b.运输：场外用平板汽车，可人力装卸（必须小心轻放，不碰撞），室内人力运输。c.安装前检查：先检查主附件外观情况，不得有碰伤，附件不得有扭曲；瓶气压力显示清楚；瓶及附件型号、规格、功能是否符合设计要求。d.FM-200储瓶组安装先装瓶架，按设计图中位置固定在地板上，将钢瓶一个一个按编号顺序装在瓶架上卡稳。连接气控软管，接头必须拧紧，安装集气分配管，固定在钢瓶架顶部同时接上放气软管和角型止回阀，丝扣连接必须拧紧；装安全阀、压力开关。③管道安装：a.放线：按设计图纸管道走向，在建筑平面测出各段管子的长度，并定位编号。在建筑墙、顶面标注记号。同时确定支吊架位置。同一楼层的平面管应当在同一平面上。b.支吊架制作安装：支吊架间距按设计要求，主干管DN≥50mm时，垂直方向和水平方向至少各安装一付防晃支架。穿过楼层时，每层安装一付防晃支架。当水平管道转弯时，在弯管的附近安一防晃支架。c.管道预制

集气管、分配管制作：按放线所定各管段长度号料、机械切割。螺纹制作：采用机械套丝，要求螺纹规整，符合标准管螺纹要求。在套完丝的管段标上管段编号，待安装。d.安装管道螺纹接头填料用白麻涂白干漆；螺纹连接应拧紧，不得将填料挤吊在管内；挤出接头外的填料应清除干净；法兰盘连接，密封面应是凸凹对焊法兰，垫片面应平整，凸凹面应稳合。严密进行管道防腐。管网宜均衡布置。同一防护区内，从储存容器到各个喷嘴的管道当量长度之差不应超过最大值的10%。管网不应采用四通管件分流。采用三通管件分流时，分流出口应水平布置，且不采用直流三通。e.管道穿墙、穿板处装套管，套管间隙用柔性耐火材料封堵。

6、结语

FM-200是一种洁净气体，使用越来越广泛，了解产品设计使用参数，便于安装时保持有力的水力条件。

参考文献：

1、《气体灭火系统施工及验收规范》(GB50263-97)；

2、《建筑消防系统》，北京：中国建筑工业出版社，1997；

3、《火灾自动报警系统设计规范》（ GB50116-98）。