对IG541灭火系统现行地方标准中一些问题的探讨

杭州新纪元消防科技有限公司        徐康辉

IG541混合气体灭火系统是一种洁净的气体灭火系统，其灭火剂由三种自然气体按一定比例混合而成，其中氮气（N₂）含量为52%，氩气（Ar）含量为40%，二氧化碳（CO₂）含量为8% 。IG-541混合气体灭火系统具有无腐蚀、无污染、臭氧损耗潜能值（ODP）为零，温室效应潜能值（GWP）为零，对人体无毒害等优点，是卤代烷灭火系统的理想替代品之一,这二年得到了快速的发展。上海、陕西等省市都已制订地方标准，进一步推动了IG-541灭火系统的发展，但在应用中笔者发现一些问题，针对这些问题谈些想法，以供参考：

1、适用范围

陕西省地方标准DB61/296-2002《洁净气体IG541灭火系统设计、施工、验收规范》中第1.3.1.4规定:IG541灭火系统为全淹没灭火系统,可用于扑救固体表面火灾及棉毛、织物、纸张等部分固体深位火灾。对于这一条中的IG541灭火系统可以扑救棉毛、织物、纸张等部分固体深位火灾这一点比其他的有关资料介绍有所创新。但对照其条文说明其主要依据是国际标准ISO14520-15：2000《气体灭火系统（IG541灭火剂）》中4.2条和IG541系统的使用及多次试验的结论,可在ISO标准中并没有说明其可以用于扑救棉毛、织物、纸张等部分固体深位火灾, 条文中对有关的试验结论也没有做出说明,并且标准中对其灭火设计浓度也没有做出相应规定。建议将有关的试验情况加以说明,便于实际应用。

2、系统储存量

所有地方标准对系统的设计用量计算公式相同，但对系统储存量提出了不同的计算方法，有的认为应计算系统储存容器和管网中的剩余量，笔者认为可以不考虑。因IG541灭火系统喷放的是IG541混合气体，气体完全可以进入防护区，只是要求灭火剂的喷射时间应保证在60S之内达到最小设计灭火浓度的95%。

3、喷放时间

一般资料介绍IG541的喷放时间，不应超过60s。但陕西省地方标准第4.3.5 条规定:IG541的喷放时间，不应超过60s。当扑救固体深位火灾时，喷放时间不宜大于7min，且应在前2min内使防护区内灭火剂浓度达到设计浓度的30％。对于这一条不知有否经过试验论证。因其条文说明本条依据ISO14520-1：2000《气体灭火系统(一般要求)》对自动灭火系统喷放时间的要求而定,而ISO规定60S。

4、系统备用量

系统备用量应根据系统所保护场所的重要性、数量、恢复难易程度确定，所有地方标准规定备用量应为100%灭火剂设计用量，并规定备用量的储存容器应与系统管网相连，应能与主储存容器切换使用。但对驱动装置没有提出要求，笔者认为驱动装置若采用气动驱动装置则必须设置备用量，因如只设置100%灭火剂设计用量，灭火剂喷放后，将备用量的储存容器与系统管网相连，没有备用的气动驱动装置，系统还是无法正常工作。这一点在防护区比较大、灭火剂瓶组数比较多时尤其显得重要，因气动驱动装置还可以作为机械应急操作使用。

5、减压装置

对于系统是否必须使用减压装置，应根据系统的管网布置情况决定是否使用，因减压装置目的就是把系统压力降下来。笔者曾对一净容积为143.8立方米灭火试验室采用三种减压方式进行灭火试验,试验方案和试验结果如下:

方案1:采用减压装置减压,经过计算主管径50㎜,减压孔板孔径12㎜,管网布置见图1。按GB××××-20××《气体灭火系统零部件性能要求和试验方法》（征求意见二稿）规定方法进行A类、B类灭火试验。试验结果灭B类火，系统喷射时间35S，灭火时间为系统启动后27S；灭A类火系统喷射时间36S，木垛明火的灭火时间为系统启动后27S。

图1  管网布置示意图

方案2：采用灭火剂管路单向阀减压，经水力计算，主管路管径同方案1为50㎜，灭火剂管路单向阀出口孔径由原来的12㎜改为6㎜，取消减压装置。采用方案1的灭火方案进行灭火试验。试验结果灭B类火，系统喷射时间32S，灭火时间为系统启动后24S；灭A类火，系统喷射时间32S，木垛明火的灭火时间为系统启动后25S。

方案3：采用灭火剂管路减压，经水力计算，主管路管径为25㎜，灭火剂管路单向阀和管网布置同方案1，取消减压装置。采用方案1的灭火方案进行灭火试验。试验结果灭B类火，系统喷射时间42S，灭火时间为系统启动后34S。灭A类火，系统喷射时间41S，木垛明火的灭火时间为系统启动后32S。

6、管网计算

IG541混合气体喷放时，其压力和流量是逐渐变化的。有关资料指出，喷放最后10%气体所需时间与喷放前面90%气体所需的时间相当。因此其管网计算应按气体单向非稳态流动计算，并还应对全过程进行分时计算，最大时间间隔不宜大于1S。

7、气体状态方程

对于IG541混合气体灭火系统而言，不仅管网输送，而且孔板节流、喷嘴喷射、气体膨胀和压缩的精确计算度都需要用到状态方程，但IG541混合气体在储存容器中的储存压力为15MP_a或20MP_a，此时已不能采用理想气体状态方程，而应按实际气体状态方程进行计算，如常用的Lee-Kesler方程。笔者采用理想气体状态方程和Lee-Kesler方程分别计算储存容积70L、储存压力15MP_a的IG541混合气体状态参数，比较见表1：

        表1：理想气体状态方程和Lee-Kesler方程计算的状态参数比较

8、结束语

以上对IG541灭火系统现行地方标准中的一些问题是进行了探讨，并提出一些想法，供参考。