六氟丙烷局部应用系统实例

３４Ｂ
３４ １ １７０±１０ １５０±５ ２．５ １．０７
注 ：燃 油 体 积 指 油 盘 中 含 水 １／３，车 用 汽 油 ２／３
图１所示为试验数据得出油盘面积与热释放量的试 验曲线。
图 １ 油 盘 面 积 － 热 释 放 量
由图１所示的 试 验 结 果 可 知，油 盘 面 积 与 热 释 放 量 近似成正比关系，在 实 际 工 程 设 计 过 程 中 可 通 过 计 算 所 要保护设备液体燃烧物近似面积计算所需灭火剂用量。 ２ 电 火 花 机 ２．１ 工 作 原 理
烧油盘热释放量及几种工业设备的六氟丙烷灭火装置的 局部应用实例进 行 分 析 ，其 他 近 似 设 备 的 灭 火 装 置 的 设 置可参照采用。
１ 不 同 级 别 油 盘 热 释 放 量 根据通常要保 护 的 设 备 情 况 ，选 取 表 １ 所 示 的 油 盘
进行热释放量的试验 ，试验用燃料为正庚烷 。
六氟丙烷局部应用系统实例分析
灭火系统设计
高 云 升１ ，冯 松２ ，卢 政 强１ ，刘 连 喜１ ，王 晓 宇３ （１．公安部天津消防研究所，天津 ３００３８１；２．广州海安消防设备有限公司，广东 广州 ５１１４９５；
３．浙江衢化氟化学有限公司，浙江 衢州 ３２４００４）
摘 要：根据油 盘 级 别、实 测 热 释 放 量 以 及 两 者 之 间 的 关 系，同时依据 相 应 的 设 计 标 准 和 规 范 ，对 电 火 花 机、凹 版 印 刷 机、超声波清洗机三种设备采用六氟丙 烷 局 部 应 用 保 护 的 具 体 方案进行了阐述，包括设备的工作原 理、火 灾 成 因、具 体 的 设 计 方案。对于其他类似工业设备，参照 上 述 设 备 消 防 设 计 方 案 也 给出了设计中应关注的参数。
关 键 词 ：六 氟 丙 烷 ；局 部 应 用 ；热 释 放 量 中 图 分 类 号 ：Ｘ９２４．４，ＴＵ８９２ 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１００９－００２９（２０１２）１１－１１７７－０３
在大空间或开 放 性 场 所 中 ，需 要 进 行 防 火 保 护 的 一 些设备，如果采用全淹没气体保护的方 式 可 能 不 合 实 际 ， 或太过浪费，或达不到保护浓度 ，这样就 需 要 采 取 局 部 应 用的保护方式。能够采取局部应用方式灭火的灭火剂一 般能在短时间内 在 保 护 对 象 的 周 围 达 到 灭 火 浓 度 ，用 物 理或化学的 方 式 灭 火。 根 据 保 护 对 象 的 性 质，需 要 做 局 部灭火时，使用的 六 氟 丙 烷 灭 火 剂 必 须 在 计 算 出 的 灭 火 时间内持续性地进行供给以达到灭火 浓 度 ，要 做 到 这 点， 必须了解六氟丙烷灭火剂的灭火机理。六氟丙烷灭火剂 灭火时既有物理 冷 却 也 有 化 学 断 链 的 特 性 ，因 此 喷 头 的 结构设计及空间布置需加以考虑。以下根据不同级别燃
图 ２ 火 花 机 结 构 示 意 图
另一种方式，对 于 较 大 的 工 作 槽，如 尺 寸 达 到 １ ３２０ ｍｍ×８００ ｍｍ×５００ ｍｍ，可 沿 工 作 槽 长 度 方 向 布 置 一 排 或两排相对的 喷 头 ，如 图 ３ 所 示。 由 于 电 火 花 油 的 液 面 离槽边有一段距离 ，既可以排除工 具 电 极 的 遮 挡，不 留 喷 射死角，也可以利用四周槽边形成 相 对 封 闭 空 间 ，近 似 全 淹没，提高了灭火效率 。由于喷 头 离 电 火 花 油 液 面 较 近， 容易产生飞溅，所以喷头采用雾化 喷 射 结 构 ，降 低 出 口 压 力，提高灭火剂在电火花油液面的 快 速 汽 化 ，迅 速 达 到 灭 火浓度，也防止 了 电 火 花 油 的 飞 溅。 由 于 喷 射 时 有 部 分 灭火 剂 喷 出 槽 外，所 以 计 算 用 量 时 要 考 虑 损 耗 ，如 １ ３２０ ｍｍ×８００ｍｍ×５００ｍｍ 的工作槽，灭火 剂 的 药 剂 量 一 般 为 ６～８ｋｇ，喷 射 时 间 约 为 １０ｓ。
表 １ 油 盘 级 别
燃油体积
级别代号
／Ｌ
直径 ／ｍｍ
试验油盘尺寸
内部深度 最小壁厚 火试近似
／ｍｍ
／ｍｍ 面积／ｍ２
８Ｂ
８ ５７０±１０ １５０±５ ２．０ ０．２５
１３Ｂ１３ ຫໍສະໝຸດ ２０±１０ １５０±５ ２．０ ０．４１
２１Ｂ
２１ ９２０±１０ １５０±５ ２．０ ０．６６
电火花 机 常 见 的 有 成 型 加 工 类 和 线 切 割 类。 工 作 时，脉冲电源的两极分别连接在工具电 极 上 和 工 件 上 ，然 后浸入火花机工作槽的工作液中 ，或将 工 作 液 喷 洒 其 上。 控制系统控制工 具 电 极 沿 导 轨 向 工 件 进 给 ，当 两 电 极 间 隙达到放电距离 时，两 电 极 间 施 加 的 脉 冲 电 压 将 工 作 液 击穿，产生火花 放 电，瞬 时 产 生 大 量 的 热 能，温 度 可 高 达 １０ ０００ ℃以上，工件表面接触部分的金属材料立刻熔化 、 汽化，达到蚀 除。 工 作 液 又 称 电 火 花 油，一 般 用 煤 油，或 是煤油组分加 氢 后 的 产 物 ，其 共 同 的 特 点 是：粘 度 低，闪 点高，化学稳定性强，在加工过程中有利于冷却 、排屑。 ２．２ 火 灾 成 因
电火 花 油 或 煤 油 的 闪 点 一 般 在 ７０～１１０ ℃，电 火 花 机工作时，工作槽内的电火花油温度会 升 高 ，若 油 泵 不 畅 导致工作液无法循环 ，或电火花油减少 ，工 件 没 有 完 全 浸 没在电火花油内 ，放 电 产 生 的 电 火 花 油 蒸 气 与 周 围 的 空 气混合，再遇到放电的火花便会燃烧 。 ２．３ 保 护 方 案
以成型加工类火花机为例 ，一般有 两 种 保 护 方 案，对 于较小的工作槽，是 在 其 机 头 上 固 定 一 只 倒 置 式 的 六 氟 丙烷 感 温 灭 火 装 置 ，灭 火 剂 的 药 剂 量 约 为１～２ｋｇ，喷 射 时间约为３ｓ。如图２所示，感温喷 头 与 工 具 电 极 大 致 平 行，一旦电火花 油 发 生 火 灾 ，感 温 元 件 启 动，六 氟 丙 烷 灭 火剂即刻覆盖工作槽。其缺点是所保护的工作槽尺寸不
基 金 项 目 ：公 安 部 天 津 消 防 研 究 所 科 研 计 划 项 目 “六 氟 丙 烷 灭 火 系 统 （装 置 ）局 部 应 用 技 术 的 研 究 ”（２０１１ＳＪ－Ａ－２１） 消 防 科 学 与 技 术 ２０１２ 年 １１ 月 第 ３１ 卷 第 １１ 期
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大，如７２０ｍｍ×４９０ ｍｍ×３２０ ｍｍ。 而 且 因 为 有 工 具 电 极的遮挡，六氟丙烷灭火剂喷洒有 死 角 ，有 时 会 影 响 灭 火 效果。