中壓二氧化碳滅火系統的製作方法

2023-07-01 10:58:11 1

專利名稱：中壓二氧化碳滅火系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣體滅火系統，尤其是由安全閥、排放閥、儲存量顯示裝置、儲存容器、充裝閥、溫度控制裝置、二氧化碳滅火劑、噴放控制裝置、控制閥、管網和噴頭等組成的二氧化碳滅火系統，屬於消防技術領域。
在目前公知的氣體滅火系統中，應用最為廣泛的是二氧化碳滅火系統。根據儲存溫度的不同，二氧化碳滅火系統又分為以下兩種形式一種是在常溫(0℃～49℃範圍內)狀態下儲存二氧化碳滅火劑的高壓二氧化碳滅火系統(簡稱高壓系統，以下同)；另一種是在低溫(一般在-18℃以下)狀態下儲存二氧化碳滅火劑的低壓二氧化碳滅火系統(簡稱低壓系統，以下同)。
高壓系統的特點是滅火劑的最高儲存溫度高且溫度變化範圍大，這一特點導致其儲存容器的設計壓力過高且壓力波動範圍過寬，必須選用高壓容器儲存滅火劑並需配備高壓管網。由於高壓容器的設計壓力高達15MPa，單個容器的經濟容積受到嚴格限制，為滿足滅火劑儲存量的需要，一套高壓系統不得不同時使用幾十個甚至上百個高壓容器以及與之配套的相同數量的各種閥門和稱重式洩漏檢測裝置。因而，高壓系統的缺點在於，組成系統的設備和管網的壓力過高且部件的數量繁多，並由此導致系統的造價過高。而高壓系統的優點則是既可用於全淹沒二氧化碳滅火系統工程，又可用於局部應用二氧化碳滅火系統工程。
與高壓系統相反，低壓系統的特點是滅火劑的最高儲存溫度低且溫度變化範圍小，這一特點決定了其儲存容器的設計壓力較低且壓力波動範圍較窄。由於系統設置的儲存溫度過低，需要採用低溫壓力容器作為滅火劑的儲存容器，並需設置專門的溫度控制裝置和滅火劑儲存量顯示裝置。但是，由於容器的設計壓力較低，容器的經濟容積較大，在一套低壓系統中，一般只需採用一個容器就可以滿足消防工程對滅火劑儲存量的需要，同時所需配備的閥門數量也很少，並且無需配備稱重式洩漏檢測裝置。與高壓系統相比，在滅火劑儲存量相同的條件下當滅火劑儲存量較少時，低壓系統的造價相對較高；隨著滅火劑儲存量的增加，低壓系統的造價相對高壓系統呈逐漸下降趨勢；當滅火劑儲存量增大到一定量後，低壓系統的造價開始低於高壓系統，並且隨著滅火劑儲存量的繼續增大，低壓系統的造價優勢越來越明顯，這也正是低壓系統的優點所在。然而，低壓系統的最大缺點是，因儲存壓力過低，一般情況下只能用於全淹沒二氧化碳滅火系統工程，而很難用於局部應用二氧化碳滅火系統工程，並且在個別管網阻力損失較大的全淹沒二氧化碳滅火系統工程中的應用也受到一定程度的限制。此外，由於儲存壓力過低，低壓系統在滅火劑的施放過程中還有可能產生乾冰，而乾冰的出現不僅可能因溫度的劇烈變化導致被保護設備的損壞，甚至可能影響滅火效果。
為了克服現有高、低壓兩種二氧化碳滅火系統的缺點並更好地滿足消防工程的實際需要，多年來許多技術人員一直嘗試把這兩種系統的優點結合起來，卻始終未能如願。例如有人採用高壓系統的組合方式，用若干個獨立的小容積低壓儲存裝置組成一種新型二氧化碳滅火系統，但這種新系統不僅沒有克服現有低壓系統儲存壓力過低的缺點，反而由於小容積低壓儲存裝置的造價過高，使系統的造價大幅度升高。
本發明的任務是提供一種以二氧化碳為滅火劑的新型滅火系統，尤其是中壓二氧化碳滅火系統(簡稱中壓系統，以下同)。該系統的儲存壓力不僅可以同時滿足各種場合的全淹沒和局部應用兩種二氧化碳滅火系統工程的實際需要，而且無需使用高壓容器或低溫壓力容器，並且可以大幅度地降低系統的綜合造價。
為完成上述任務，本發明的解決方案是根據消防工程的實際需要和二氧化碳滅火劑的溫度-壓力關係，將系統的儲存溫度範圍設置在二氧化碳滅火劑臨界溫度以下的某一段特定溫度範圍內，在確保系統的儲存壓力能夠同時滿足各種場合的全淹沒和局部應用兩種消防工程實際需要的前提下，使二氧化碳滅火劑主要以液態形式儲存，同時儘可能地降低系統的最高儲存壓力，以達到大幅度降低系統綜合造價的目的。
為達到上述目的，可將二氧化碳滅火劑的儲存溫度設置在-13℃≤～＜0℃或0℃＜～≤20℃的範圍內。為便於實際應用，儲存溫度範圍的設置可以由標準溫度T和溫差ΔT兩部分組成，即實際儲存溫度範圍為T±ΔT。其中標準溫度T可以設置在上述溫度範圍內的任何一個整數或小數位置；溫差ΔT則可以根據需要設置，既可以是整數，也可以是小數。例如可以將儲存溫度範圍設置成-6.2℃±2℃或4℃±0.5℃等等。
對中壓系統而言，將其儲存溫度設置在-10℃≤～＜0℃或0℃＜～≤15℃之間均可以獲得最佳的儲存效果。在-10℃≤～＜0℃的儲存溫度範圍內，其標準溫度T以設置為-9℃～-2℃之間的整數為最佳，溫差ΔT以取1℃～4℃之間的整數為最佳，例如將儲存溫度範圍設置成-4℃±3℃、-3℃±2℃或-2℃±1℃等；同樣，在0℃＜～≤15℃的儲存溫度範圍內，其標準溫度T以設置為2℃～14℃之間的整數為最佳，溫差ΔT以取1℃～7℃之間的整數為最佳，例如將儲存溫度範圍設置成3℃±2℃、4℃±3℃或5℃±4℃等。在-10℃≤～＜0℃的儲存溫度範圍內，系統的儲存壓力一般維持在2.7MPa～3.5MPa之間；在0℃＜～≤15℃的儲存溫度範圍內，系統的儲存壓力一般維持在3.5MPa～5.0MPa之間。
此外，當儲存溫度設置在0℃＜～≤20℃的溫度範圍內時，可以直接應用現有的國家標準GB 50193-99《二氧化碳滅火系統設計規範》進行消防工程設計；當儲存溫度設置在-13℃≤～＜0℃的溫度範圍內時，系統的綜合造價會更低一些。
根據有關規定，二氧化碳滅火系統必須配備滅火劑儲存量監測裝置。在中壓系統中，容器內的滅火劑即使發生了洩漏也是少量和十分緩慢的，並不會打破氣液兩相之間的平衡，因而容器內二氧化碳滅火劑氣液兩相之間始終處於平衡狀態。在這種情況下，監測滅火劑儲存量的方法除了傳統的稱重法外還可以有多種，如只監測液體滅火劑質量的液位法、同時監測液體和氣體滅火劑質量的綜合法、同時監測容器內部溫度和壓力並利用已知體積而獲取滅火劑質量的物理化學法等。
對於以其它高壓液化氣體為滅火劑的氣體滅火系統，同樣可以遵循上述原則選取最佳的儲存溫度範圍，以達到既可以滿足消防工程的實際需要又可以降低系統綜合造價的目的。
與現有的高壓系統相比首先，由於儲存溫度的降低，中壓系統的儲存容器、閥門和管網的設計壓力可以從高壓系統的15MPa降低到3.5MPa，甚至2.7MPa，從而避免了使用高壓容器、高壓閥門和高壓管網；其次，中壓系統單個儲存容器的經濟容積可以比高壓系統增大20～50倍，系統中所使用的容器和各種閥門的數量一般也可以因此減少90％以上；第三，中壓系統中容器的充裝係數可以比高壓系統提高30％左右；第四，中壓系統的一套儲存量顯示裝置可以取代高壓系統中的全部稱重式洩漏檢測裝置。因此，與高壓系統相比，中壓系統的造價會有大幅度的降低。
與現有的低壓系統相比首先，中壓系統的儲存溫度明顯高於低壓系統，其儲存壓力可以提高到3.5MPa，甚至5.0MPa，不僅能夠同時滿足各種場合的全淹沒和局部應用兩種二氧化碳滅火系統工程的實際需要，而且可以從根本上避免在滅火劑施放過程中產生乾冰的可能性；其次，中壓系統無需採用低溫壓力容器，系統在使用過程中維持恆溫的費用也比較低，因此其綜合造價也會比低壓系統有一定程度的降低，尤其在應用最為廣泛的中等儲存量的消防工程中，其造價優勢更加明顯。
下面結合附圖
和最佳實施例對本發明作進一步的詳細說明。
附圖為一個儲存溫度為5℃±2℃的中壓二氧化碳滅火系統最佳實施例的結構簡圖。
在該實施例中，儲存容器(4)設置在溫度調節裝置(6)的保溫層內，通過溫度調節裝置(6)的調節和保溫，儲存容器(4)內二氧化碳滅火劑(7)的溫度始終保持在設定的溫度範圍內；儲存量顯示裝置(3)通過監測有關參數可以直接或間接獲得儲存容器(4)內二氧化碳滅火劑(7)的實際儲存量；當充裝係數為0.75kg/L時，系統的儲存壓力一般維持在3.8MPa～4.1MPa之間。
權利要求
一種由安全閥(1)、排放閥(2)、儲存量顯示裝置(3)、儲存容器(4)、充裝閥(5)、溫度控制裝置(6)、二氧化碳滅火劑(7)、噴放控制裝置(8)、控制閥(9)、管網(10)和噴頭(11)等組成的中壓二氧化碳滅火系統，通過溫度控制裝置(6)的調節和保溫作用可以使儲存容器(4)內二氧化碳滅火劑(7)的儲存溫度始終保持在設定的溫度範圍內，通過儲存量顯示裝置(3)可以顯示儲存容器(4)內二氧化碳滅火劑(7)的實際儲存量，通過噴放控制裝置(8)對設置在儲存容器(4)出口處的控制閥(9)的控制可以實現二氧化碳滅火劑(7)的定量噴放，其特徵在於二氧化碳滅火劑(7)的儲存溫度可以設置在-13℃≤～＜0℃或0℃＜～≤20℃之間的任何一段溫度範圍內。
全文摘要
本發明公開了一種中壓二氧化碳滅火系統,該系統由安全閥(1)、排放閥(2)、儲存量顯示裝置(3)、儲存容器(4)、充裝閥(5)、溫度控制裝置(6)、二氧化碳滅火劑(7)、噴放控制裝置(8)、控制閥(9)、管網(10)和噴頭(11)等部件組成。其特點是,二氧化碳滅火劑儲存溫度範圍的設置更合理,系統的造價和維護費用更低廉,系統的儲存壓力能夠同時滿足各種場合的全淹沒和局部應用二氧化碳滅火系統工程的實際需要。
文檔編號A62C35/00GK1385218SQ0210301
公開日2002年12月18日 申請日期2002年2月3日 優先權日2002年2月3日
發明者張偉 申請人:張偉