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    七氟丙烷滅火系統的關鍵問題
    發表于:2017-09-04 17:11:46 分享至:
    從上世紀90年代中期開始,隨著全球淘汰“哈龍”產品的熱潮,“FM-200”氣體滅火系統開始在中國大陸市場銷售。到本世紀初期,國內相應的產品---“七氟丙烷”氣體滅火系統從藥劑到設備開始國產化,到目前為止國內幾乎所有氣體滅火系統生產廠家都有自己的“七氟丙烷”氣體滅火系統產品,仿佛該產品的所有技術問題都已被我們掌握,任何一個廠家都具備了生產、設計該產品的能力。那么實際情況是否如此呢?
     
    進口FM-200系統 VS 國產七氟丙烷系統
     
     那么在這些差別上,是進口設備過于保守,還是國產設備更為先進?
     
    多個在用項目無法實現有效噴放
     
    從項目實際應用來看,我們國產設備在應用中存在大量的組合分配設計。一些項目中,同一滅火系統保護的多個區域存在距離不等,容積不等的情況,且容積的差異多在數倍以上。表面上節省了大量的投資,但實際滅火效果卻無法驗證。
    為此,我們利用國內權威部門提供的相關專業設計軟件,對多個在用項目進行了設計復核,結果并沒有出乎我們的預料,相當一部分保護區根本無法實現有效噴放。
     
    忽略或誤解規范導致了七氟丙烷失效
     
    氣體滅火系統設計規范(GB 50370—2005)中提到:3.3.11管網的管道容積,不應大于流經該管網的七氟丙烷儲存量體積的80%。此條文是沒有在規范中被標黑的“強條”之一,也是被許多設計人員“忽略”的條件,同時很好地解釋了為什么FM-200只允許單元獨立,且傳輸距離較短的原因。
    七氟丙烷藥劑是在常溫、高壓狀態下以液態形式儲存,噴放過程中依靠儲存的高壓氮氣作為動力源,來推動七氟丙烷在管道內流動的。
    液態七氟丙烷從壓力容器中被釋放出來時,隨著溫度、壓力的變化,會有一定的汽化,因此在管道中是氣、液兩相混合流,該混合物的流動特性隨管網位置不同而發生變化,混合物與管壁接觸時密度降低,在造成非線性壓力損失的同時,混合流的流速提高。七氟丙烷的這種特性要求必須有合理的管網設計,合理的管網設計能保證混合物的流速足夠高,以便維持高湍流流動狀態。
    如果管徑太大,勢必造成氣液兩相分離,液體和氣體間歇釋放或兩相分層(氣液混合流無法在管道內以全充滿形態流動),那么作為七氟丙烷釋放的動力源—氮氣,就會先于七氟丙烷藥劑到達噴嘴,進入保護區。這種情況下,雖然后續的七氟丙烷藥劑也會有大部分最終進入保護區,但相當一部分藥劑將在10秒鐘后進入保護區從而造成滅火失效(有效滅火時間為9-10秒)。同時,“如果七氟丙烷藥劑在10秒內不能全部汽化,沒有汽化的部分將會分解出HF氣體(氟化氫)”,HF氣體遇水會形成強酸,在周圍環境產生一系列的腐蝕反應。這也是該產品要求10秒內噴放的根本原因。
    幾年前某市機房內曾發生過一次七氟丙烷滅火系統啟動但無法撲滅火災的事故報道,當時報道說鋼瓶內沒有七氟丙烷藥劑,只向保護區內噴放了氮氣。當時一直認為是個別商家為降低成本而將充裝量降低。現在想想,對氣液混合流問題及規范的誤讀,應該是造成此事故的真正原因。因為在幾年前規范對管網的管道容積比的問題采用的是,“不宜大于流經該管網的七氟丙烷儲存量體積的80%”。“應”、“宜”的一字之差,造成規范執行者的誤讀。也體現出規范制定部門對用詞的科學性、準確性的改進與提高。
     
    結論
     
    對于數據中心的建設者,在初步設計及深化設計階段都應由專業的消防技術工程師對本文提到的問題進行把關和詳細的計算;在驗證測試階段,根據實際最終的七氟丙烷滅火系統安裝情況對消防管網的計算做詳細的復核。
    對于已投入運營的數據中心管理者, 也應全面了解現有數據中心的氣體滅火管網是否存在類似問題和隱患,如有必要則應通過進一步的復核與驗證給出解決方案。
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