七氟丙烷气体灭火系统优化设计及维护保养分析

尹瑾雄

摘要：现阶段，城市公共建筑中常用的灭火系统是以七氟丙烷为主要灭火材料的系统，如何将七氟丙烷灭火系统的设计进行优化，使得七氟丙烷气体灭火系统发挥其最大的效益，是当前灭火系统负责企业需要重点关注的问题。本文基于此，对七氟丙烷气体灭火系统的优化方法进行了探究，并介绍了七氟丙烷气体灭火系统的维护保养办法，希望能够为相关的行业从业人员提供思路。

关键词：七氟丙烷; 气体灭火系统; 优化; 养护

1   七氟丙烷气体灭火系统的优化

对于将七氟丙烷气体作为灭火主要材料的场地来说，在进行灭火时会发生物相的改变，从液相转化成气相，然后经过分解来实现从物理以及化学两个方面的灭火功能。从物理角度来说，当灭火剂以极快的速度到着火区域内之后，通过提供冷却作用便能够实现物理层面的灭火。而从化学角度来说，七氟丙烷气体在反应之后会产生一定数量的副产物，这些副产物具有腐蚀性，它对人体的健康以及设备的完善均具有负面作用，因此，如何对七氟丙烷灭火剂反应产生的副产物进行有效地处理、减少这些副产物的排放量，是七氟丙烷气体灭火系统优化的一个重要方向。研究表明：副产物的生成量和七氟丙烷气体的灭火体积以及喷放灭火的作用时间之间均有着十分密切的联系。美国著名七氟丙烷灭火公司——大湖公司的相关研究表明：当七氟丙烷气体灭火系统的灭火时间减少5秒时，副产物的生成量会减少30%;而当将七氟丙烷气体的灭火体积分数增加20%时，副产物的生成量较之于以前会减少超过60%，因此，需要从这两个角度考虑对七氟丙烷气体灭火系统进行优化设计[2]。

1.1  提升系统的压力

如果从时间和体积分数两个方面分别考虑对系统进行优化，那么整个设计的难度是比较大的，但是如果将这两个方面有效的结合起来，可以得到如下结论：将灭火系统内七氟丙烷气体的压力提升，不仅能够在短时间内喷射更多的七氟丙烷灭火剂，同时还能够实现七氟丙烷气体体积的压缩，从而满足以上两个方面的要求。

1.2  结构设计优化

通过对当前我国常用的七氟丙烷气体灭火剂系统设计进行分析后可以发现：绝大多数七氟丙烷气体灭火剂，其上的管网喷设计都应用了三通[1]，通过三通的使用，能够有效的满足七氟丙烷“气液两相流”的理化特性，也能够满足灭火系统内七氟丙烷气体短时间内扩散至全部保护空间的要求，从而在短时间内形成均一的灭火体积分数。这种灭火系统结构的设计思路是在综合考虑系统组合分配后的结果，因此存在着过于理想化的情况，一旦出现需要满足的保护环境特殊导致管网管道超过临界值的情况，就有可能出现灭火系统无法满足常规设计条件的问题。而通过将灭火系统内气体存储设备储压级别提高，能够有效抵消管道压力过长所致的灭火气体压力流失问题。

1.3  喷射时间优化

对于灭火气体的喷射时间问题，通过分析当前我国灭火系统设计所遵守的《气体规范》进行计算可以得出结论：在进行灭火系统的设计时，首先需要结合环境的灭火要求确定灭火浓度，结合环境体积计算灭火剂剂量，同时，设定灭火时间来将灭火气体主输送管的设计流量进行计算;其次，根据流量来将输送管道的直径进行初步确定;第三，在计算出管径的基础上确定七氟丙烷输送时的压力损失，计算气体的充装率和管道体积，并对管道的选择进行评价;第四，设定主输送管的常规压力，计算七氟丙烷的气相容积，然后对高程压力、喷头工作压力等进行计算。这种计算方法对常规灭火系统是适用的，但是当遇到环境范围大、灭火时间限定較短的问题后，就容易出现计算结果和实际灭火要求不适应的情况。而造成这种情况的主要原因则是忽略了实际喷射时间的问题。在进行灭火系统设计的计算时，灭火时间是人为设定的，这主要是为了辅助进行主输送管直径的计算，但是在后续其他的计算过程中并没有参与。因此，需要将喷射时间纳入到后续的计算当中，具体来说包括灭火浓度、非均相流体以及增压压力等数据的计算，因此需要在实验过程中进行综合推理和计算，单纯在实验室内是无法解决的。因此，可以说对实际喷射时间进行确定、使之能够参与到整个灭火系统计算过程中，是灭火系统优化的重要方向。

2   七氟丙烷气体灭火系统的保养

2.1  系统部件的保养

对于七氟丙烷气体灭火系统来说，其主要部件包括灭火剂存储瓶、瓶头阀、选择阀、安全阀、驱动钢瓶等部件构成[1]。

2.1.1  瓶头阀

瓶头阀位于存储瓶上，能够对七氟丙烷气体进行存储、释放、充装以及泄压释放等功能，一般情况下，瓶头阀的结构为膜片式，在进行质量检验试验以及实际操作时，往往会对瓶头阀造成一定的破坏，因此，有必要对灭火系统的瓶头阀进行大数据的抽样检查，确保瓶头阀操作时灵活可靠，不出现各种故障。在进行抽验检查后，容器阀需要进行密封试验，保障在容器阀处于关闭状态时没有气泡泄漏。

2.1.2  选择阀

选择阀用于灭火器的组合分配系统中，它常安装在灭火剂的释放管道上，能够对灭火剂的喷射方向进行调节，确保七氟丙烷被喷射到相应的防护区。在灭火器的组合分配系统中，需要在每个防护区各放置一个选择阀，在容器阀打开之前将其率先打开。在进行选择阀的布置时，通常需要将选择阀和瓶组布置在储存瓶内，并将出口直径和灭火剂的输送管道直径保持一致[3]。

2.1.3  电磁阀

在整个灭火系统中，电磁阀承担着将驱动钢瓶中的驱动系统进行封存和释放的功能，同时它还能够进行灭火气体的泄压释放以及灭火剂的充装等功能。现阶段，常用的电磁阀类型包括气动型、电磁型、电爆型、燃气型以及机械型等，而其中电爆型居多。通常对电爆型电磁阀的输出压力、可靠程度以及温度时效等都有着十分明确的要求。电爆型电磁阀的输出力需要在引爆部件的有效范围内，同时驱动器的输出力不应当小于最大负荷操作力的3倍。而在对电爆驱动器的可靠性进行测试时，需要确保电爆驱动器的操作灵活且结构完好。

2.1.4  瓶组

七氟丙烷气体灭火系统的瓶组多为加压瓶组，其结构为气瓶、容器阀、安全泄压装置以及虹吸容器等。在进行虹吸容器的设计时，需要保障其内径和容器阀直径一致。同时，为了减少阻力造成气体压力的损失，在虹吸管的下端需要对其倾斜程度进行调整，保障灭火剂充分释放，避免无用物体进入系统管道之内。在进行七氟丙烷气体瓶组的检测时，需要结合瓶内的灭火剂理化特性对瓶内的气体进行补充。

2.2  七氟丙烷气体灭火系统的维护

在对灭火系统进行维护保养时，有必要建立完善的法律法规来增加系统维护的权威性。一般情况下，七氟丙烷气体灭火系统的大型维护保养频率应当为一年一次，而检测内容需要包括瓶组的检测、电磁阀电路的检测以及各类阀门的检测。当存储灭火剂的瓶组内部气体压力损失超过10%时，就需要对内部的气体进行补充。在进行电路的检查时，需要将电磁阀的电线拆下，对各个系统的控制线路通电后进行检查。另外，还需要对各种类型的阀门进行检查，当发现阀门存在老旧的情况时，需要及时的对其进行更换。

参考文献：

[1]   蒋光伦.七氟丙烷气体灭火系统在工程中的应用[J].低碳世界，2019，（09）：346-347.

[2]   蒲  龙.七氟丙烷灭火系统特点及原理探讨[J].石化技术，2019，（04）：318.

[3]   冉祥祥.七氟丙烷气体灭火系统在变电站中的应用[J].红水河，2019，（02）：52-55+78.

[4]   张星星.七氟丙烷气体灭火系统沿程压力损失计算方法[J].中国标准化，2019，（06）：71-73.