干粉灭火系统设计规范条文说明
1 总 则 1.0.1 本条提出了编制本规范的目的。 干粉灭火剂的主要灭火机理是阻断燃烧的链式反应，即化学抑制作用。同时，干粉灭火剂的基料在火焰的高温作用下将会发生一系列的分解反应，这些反应都是吸热反应，可吸收火焰的部分热量。而这些分解反应产生的一些非活性气体如二氧化碳、水蒸气等，对燃烧的氧浓度也具稀释作用。干粉灭火剂具有灭火效率高、灭火速度快、绝缘性能好、腐蚀性小，不会对生态环境产生危害等一系列优点。 干粉灭火系统是传统的四大(水、气体、泡沫、干粉)固定式灭火系统之一，应用广泛。受到了各工业发达国家的重视，如美国、日本、德国、英国都相继制定了干粉灭火系统规范。近年来，由于卤代烷对大气臭氧层的破坏作用，消防界正在探索卤代烷灭火系统的替代技术，而干粉灭火系统正是应用较成熟的该类技术之一。《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》已将干粉灭火系统的应用技术列为卤代烷系统替代技术的重要组成部分。 由于我国没有相应的设计规范，干粉灭火系统在设计上存在诸多问题，如对保护区的要求，灭火剂用量的计算，管网设计计算及安全要求等方面存在着较多不合理的现象，客观上影响了干粉灭火系统的应用。 本规范的制定，为干粉灭火系统的设计提供了技术依据，将对干粉灭火系统的应用起到良好的推动作用。 1.0.2 本条规定了本规范的适用范围，即适用于新建、改建、扩建工程中设置的干粉灭火系统的设计；目前，更多用于生产或储存场所。 1.0.3 本条规定是结合我国的国情规定了干粉灭火系统设计中应遵循的一般原则。 由于我国目前将干粉灭火系统主要用于重点要害部位的保护，而该系统的工程设计涉及面较广，因此设计时，应推荐采用新技术、新工艺、新设备。 同时，干粉灭火系统的设计应正确处理好以下两点： 首先设计人员应根据整个工程特点、防火要求和各种消防设施的配置情况，制定合理的设计方案，正确处理局部与全局的关系。 干粉灭火系统是重要的灭火设施，不是考虑了这种灭火手段后，就不必考虑其它辅助设施。例如易燃可燃液体贮罐发生火灾，采用干粉灭火系统扑救火灾的同时，消防冷却用水也是不可少的。 其次，在防护区的设置上，应正确划分防护区的范围，确定防护区的位置。根据防护区的大小、形状、开口和通风等情况，以及防护区内可燃物品的性质、数量、分布情况，可能发生的火灾类型和火源、起火部位等情况，合理选择系统操作控制方式、选择和布置系统部件等。 1.0.4 本条规定了干粉灭火系统可用于扑救的火灾类型，即可用于扑救可燃气体、可燃液体火灾和可燃固体的表面火灾及带电设备的火灾。我国采用干粉灭火剂做过多种物质火灾的灭火试验，结果表明用干粉灭火剂扑救上述物质的火灾迅速有效。根据试验结果，我国相应规范已做出一些规定，如现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB 50160-92等对干粉灭火系统的应用都作了相应规定。 1.0.5 同其它灭火剂一样，普通干粉灭火剂扑救的火灾类型也有局限性。也就是说普通干粉灭火剂对有些物质的火灾不起灭火作用。普通干粉灭火剂不能扑救的火灾主要包括两大类。第一类是本身含有氧原子的强氧化剂，这些氧原子可以供燃烧之用，在具备燃烧的条件下与可燃物氧化结合成新的分子，反应激烈。但干粉灭火剂的分子不能很快渗入其内起化学反应，将火扑灭。这类物质主要包括硝化纤维、炸药等。第二类主要是化学性质活泼的金属和金属氢化物，如钾、钠、镁、钛、锆等。这类物质的火灾不能用普通干粉灭火剂来扑救。对于活泼金属火灾目前采用的灭火剂通常为干砂、石墨、氯化钠等特种干粉灭火剂。而特种干粉灭火剂目前工程设计数据不足。因此，本规范不涉及此类干粉灭火系统。 1.0.6 本条规定中所指的国家现行的有关强制性标准，除本规范中已指明的外，还包括以下几个方面的标准、规范。 1 防火基础标准中与之有关的安全基础标准； 2 有关的工业与民用建筑防火标准、规范； 3 有关的火灾自动报警系统标准、规范； 4 有关干粉灭火系统部件、灭火剂标准； 5 其它有关标准。 3 系统设计 3.1 一般规定 3.1.1 本条包含两部分内容，其-是规定干粉灭火系统按应用方式分两种类型：即全淹没灭火系统和局部应用灭火系统，国外标准都是这样分类，如日本消防法施行令第18条中§1明确指出："干粉灭火设备，分为固定式和移动式两种型式；固定式干粉灭火设备又分为全保护区喷放方式和局部喷放方式两种类型"。其二是规定两种系统的不同应用范围，全淹没灭火系统只能应用在封闭的空间里；而局部应用灭火系统既可应用在封闭的空间也可以应用在敞开的空间或非空间。但二者都是扑灭表面火。 关于全淹没灭火系统、局部应用灭火系统的应用，《干粉灭火系统标准》NFPA 17-1998中§4-1指出："全淹没灭火系统只有在环绕火灾危险有永久性密封的空间处采用，这样的空间内能足以构成所要求的浓度，其不可关闭的开口总面积不能超过封闭空间的侧面、顶面和底面总内表面积的15 %。不可关闭开口面积超过封闭空间的总内表面积的15 %时，应采用局部应用系统保护"。《室内灭火装置和设备·干粉系统规范》BS 5306：pt7-1988中§14指出："能用全淹没系统扑灭的火灾是包括可燃液体和固体的表面火灾"；BS 5306：pt7-1988中§18指出："能用局部应用系统扑灭或控制的火灾是含有可燃液体和固体的表面火灾"。 应该指出，满足全淹没灭火系统应用条件时也可采用局部应用灭火系统，具体选型由设计者根据经济性等决定。 3.1.2 本条规定了全淹没灭火系统的应用条件。其中第1款等效采用国外标准数据，如NFPA 17（见3.1.1条说明）。第2款等效采用现行国家标准《二氧化碳灭火系统设计规范》GB 50193-99中第3.1.1条数据。因为干粉灭火系统是依靠驱动气体（惰性气体）喷放干粉的，干粉固体不占太大体积，占体积的主要是驱动气体，宏观上类似气体灭火系统。防护区围护结构具有一定耐火极限和强度是保证灭火的基本条件。 规定"不能自动关闭的开口不应设在底面"出于以下考虑：我国标准规定干粉灭火剂的松密度≥0.80 g/mL(kg/L)，若设计浓度按0.65 kg/m3计则体积为0.81L。因目前国内厂家没提供气固比数据，现按日本标准数据：1kg干粉灭火剂需要40L标准状态下氮气（标准状态下氮气密度为1.251g/L），那么0.65kg干粉灭火剂需要26 L(32.526 g)氮气；如是，粉雾的密度为25.5 g/L[（650+32.526）g/(26+0.81)L]，显然比空气重（标准状态下空气密度为1.293 g/L，常态下空气密度更小）。另外，一般都是从上向下喷射，带有一定动能和势能，很容易在底面扩散流失，影响灭火效果。故作此规定。 3.1.3 本条规定了局部应用灭火系统的应用条件。参照国内气体灭火系统规范制定。其中空气流动速度不宜大于2 m/s是引用现行国家标准《干粉灭火系统部件通用技术条件》GB 16668-1996中的数据。 这里容器缘口是指容器的上边沿，它距液面不应小于150 mm；这150 mm是测定喷头保护面积等参数的试验条件。是为了保证高速喷射的粉体流喷到液体表面时，不引起液体的飞溅，避免产生流淌火，带来更大的火灾危险，所以应遵循该试验条件。 3.1.4 喷射干粉前切断可燃、助燃气体气源的目的是防止引起爆炸。同时，也可防止淡化干粉浓度，影响灭火。 3.1.5 BC类干粉中较成熟和经济的是碳酸氢钠干粉，故扑灭BC类火灾推荐采用碳酸氢钠干粉；ABC类干粉固然也能扑灭BC类火灾，但不经济，故不推荐用ABC类干粉扑灭BC类火灾。扑 灭A类火灾只能用ABC类干粉，其中较成熟和经济的是磷酸铵盐干粉，所以扑灭A类火灾推荐采用磷酸铵盐干粉。 3.1.6 组合分配系统是用一套干粉储存装置同时保护多个防护区或保护对象的灭火系统。各防护区或保护对象同时着火的概率很小，不需考虑同时向各个防护区或保护对象释放干粉灭火剂。但应考虑满足任何干粉用量的防护区或保护对象灭火需要，组合分配系统的干粉储存量，不小于所需储存量最大的一个防护区或保护对象的储存量，能够满足这种需要。提请注意：防护区体积最大，用量不一定最大。 3.1.7 本条规定了备用量的设置条件、数量和方法。 1 备用量的设置条件。这里指出两点，一是组合分配系统防护区或保护对象为5个及以上时应有备用量，这是等效采用《固定式灭火系统·干粉系统·pt2:设计、安装与维护》EN 12416-2：2001中§7的数据；其二是48h内不能恢复时应有备用量，这是参照GB50193-99制定的。 需要注意：防护区或保护对象的数量和系统恢复时间是两个并列的条件，只要满足其一，就应设置备用量。 应该指出，设置备用量不限于这两点，当防护区或保护对象火灾危险性大或重要场所时，为了不间断保护，也可设置备用量。 2 备用量的数量。备用量是为了保证系统保护的连续性，同时也包含了扑救二次火灾的考虑。因此备用量不应小于系统设计的储存量。 3 备用量的设置方法。备用量的储存容器与系统管网相连，与主储存容器切换使用的目的，是为了起到连续保护作用。当主储存容器不能使用时，备用储存容器可立即投入使用。 3.2 全淹没灭火系统 3.2.1 全淹没设计浓度的取值等效采用BS 5306:pt7-1988中§15.2和EN 12416-2：2001中§10.2数据，因为我国干粉灭火剂标准规定的灭火效能不低于《非D类干粉灭火剂技术条件》BS EN 615-1995规定。另外，我国标准《碳酸氢钠干粉灭火剂》GB 4066和《磷酸铵盐干粉灭火剂》GB 15060分别要求碳酸氢钠干粉和磷酸铵盐干粉扑灭BC类火灾时，灭火效能相同。综合以上数据并考虑到多种火灾并存情况，本规范确定全淹没设计浓度取0.65 kg/m3。 3.2.2 此条系等效采用BS 5306:pt7-1988中§15.2和EN 12416-2：2001中§10.2规定。其中不能切断的通风系统的附加体积Vz，是考虑到由于通风而损失掉干粉灭火剂，损失掉的干粉灭火剂的量，与喷射时间内所排出的空气体积在防护区内建立相同浓度所需要的干粉量相当。 3.2.3 此条系等效采用BS 5306:pt7-1988中§15.3和EN 12416-2：2001中§10.3规定。NFPA 17、日本标准均如此规定。 3.2.4 此条规定可有效利用灭火剂，减少系统响应时间，达到快速灭火目的。 3.2.5 国外标准仅BS 5306:pt7-1988中§15.2提到泄压口，但没给出计算式。为避免防护区内超压导致围护结构破坏，应该设置泄压口；考虑到干粉灭火系统与气体灭火系统存在相似性，此条等效采用了GB50193-99中第3.2.6条。 式（ 3.2.5）是参考AS4214.3-1995中§4和prEN BCYG-21 中附录A9导出。设：防护区内部压力为p1，防护区外部压力为p2，泄压口面积为AX，泄放混合物流量为Q，如图1：
图1
则有薄壁孔口流量公式： Q = κAX=κAX= κAX
式中 Q --泄放混合物质量流量（kg/s）；
κ --泄压口缩流系数；窗式开口取0.5 ~ 0.7；
Ar--泄压口面积（m2）；
px--泄放混合物密度（kg/m3）；
Vx--泄放混合物比容（m3/kg）；
P1--防护区允许压力（Pa）（表压）。
泄压过程中有防护区内气体被置换过程；为使问题简化，根据从泄压口泄放混合物体积流量等于喷入防护区气-固二相流体积流量数量关系，干粉真实密度ρs= 2.5ρf，防护区内常态空气密度为1.205（kg/m3），则有：
Q0 ×vH =Q×vX
AX = Q0×vH / （κ）
vH =(ρq+2.5μ×ρf) /[2.5ρf(1+μ)ρq]
ρq=(10-5pX+1)ρq0
vX ={1/(10-5pX+1)+ K1/(2.5ρf)+ K1×μ/[(10-5pX+1)ρq0] }
/[1.205+K1+K1×μ]
3.3 局部应用灭火系统
3.3.1 局部应用灭火系统的设计方法分为面积法和体积法，这是国外先进标准比较一致的分类法。面积法适用于着火部位为比较平直的表面情况，体积法适用于着火对象是不规则物体情况。凡当着火对象形状不规则，用面积法不能做到所有表面被完全覆盖时，都可采用体积法进行设计。当着火部位比较平直，用面积法容易做到所有表面被完全覆盖时，则首先可考虑用面积法进行设计。为使设计人员有所选择，故对面积法采用了"宜"这一严格程度的用词。
3.3.2 此条系等效采用BS 5306:pt7-1988中§3.6。
3.3.3
1 由于单个喷头保护面积是按被保护表面的垂直投影方向确定的，所以计算保护面积也需取整体保护表面垂直投影的面积。
2 国内外对干粉灭火系统的研究都不够深入，定性的资料多，定量的资料少。本条借鉴了二氧化碳局部应用系统研究的成果，因二者存在相似性；同时参考了国外一些厂家的资料。
架空型（也称顶部型）喷头是安装在油盘上空一定高度处的喷头；其保护面积应是在20s时间内，扑灭液面距油盘缘口为150mm距离的着火圆形油盘的内接正方形面积；其对应的干粉输送速率即是Qi。实践和理论都证明架空型喷头保护面积和相应干粉输送速率是喷头的出口至保护对象表面的距离的函数。槽边型喷头是安装在油槽侧面的侧向喷射喷头；其保护面积应是在20s时间内，扑灭液面距油盘缘口为150mm距离的着火扇形油盘的内接矩形面积；试验表明槽边型喷头灭火面积呈扇形，其大小与喷头的射程有关，喷头射程与干粉输送速率有关。基此规定了第2款。
3 确定喷头保护面积时取喷射时间为20s，为安全计，使用喷头时取喷射时间为30s，当计算保护面积需要N个喷头才能完全覆盖时，其干粉设计用量当然按公式（3.3.3）计算。
4 喷头保护面积，对架空型喷头为正方形面积，对槽边型喷头为矩形（长方形或正方形）面积。为了保证可靠灭火，喷头的布置必须使保护面积被完全覆盖，即按不留空白原则布置喷头。
3.3.4 本条参照了日本标准、《干粉灭火装置规范·设计与安装》VdS 2111-1985中§3.2和GB 50193-99制定。其中1.5 m直接采用了VdS 2111-1985中§3.2的数据；0.04 kg/(s×m3)是根据VdS 2111-1985对无围封保护对象供给量取1.2 kg/m3按30s喷射时间求得，0.006 kg/(s×m3)是根据VdS 2111-1985对四面有围封保护对象供给量取1.0 kg/m3按30s喷射时间求得。假定封闭罩是假想的几何体，其侧面围封面面积就是该几何体的侧面面积At，其中包括实体墙面积和无实体墙部分的假想面积。
3.4 预制灭火装置
3.4.1 因为预制灭火装置必须按注册认证条件使用，本条规定的灭火剂储存量和管道长度数据系采用了国内试验数据。本规范不侧重推广应用预制灭火装置，因其有局限性。
3.4.2 本条规定是对使用预制灭火装置时的限制条件，第一句是当预制灭火装置相对于防护区或保护对象能力过剩时，不能再同时保护其它防护区或保护对象，以防分配不均影响灭火。第二句是推荐一个防护区或保护对象用一套预制灭火装置保护；当预制灭火装置相对于防护区或保护对象能力不足时，最多不超过四套，并宜同时动作，以免因起动不同步而影响灭火。其中动作响应时间是指从接到起动命令到开始释放灭火剂的时间间隔，动作响应时间差不大于2s是试验得出的数据。用6套预制灭火装置作灭火试验，喷射时间为20s，其动作响应时间差为(3.5s-2s)=1.5 s，由此得δ=1.5/20 =7.5 %；取30s喷射时间得动作响应时间差Δ= 30×7.5 % = 2.25s。
4 管网计算
4.0.1 管网起点是从干粉储罐输出容器阀出口算起，不管是单元独立系统还是组合分配系统均执行同一规定。管网起点压力是干粉储罐的输出压力。管网起点压力不应大于2.5 MPa是依据干粉储存容器的设计压力确定的。管网最不利点所要求的压力是依据喷头工作压力规定的，这里等效采用了日本标准。日本消防法施行规则第21条中§1指出：喷头工作压力不应小于0.1 MPa。
注：本规范压力取值，除特别说明外，均指表压。
4.0.4 为使干粉灭火系统管道内干粉与驱动气体不分离，干粉-驱动气体二相流必须维持一定流速。即管道内流量不得小于允许最小流量Qmin，该计算式就是依此原则确定的。这里等效采用了英国标准推荐数据，BS 5306：pt7-1988中§7给出对应DN 25管子的最小流量Qmin为1.5 kg/s。DN 25管子的内径d是27 mm，由此得管径系数KD =d/= 27/= 22。
其它国外标准没提供管径系数KD数据，主张采用生产厂家提供的数据。在搜集到的资料中，有两组数据所得管径系数KD值与本规定接近，具体如下： (m)
公称直径 内径d 美国数据1） 日本数据2） (mm) (in) (mm) Qmin kg/s KD Qmin kg/s KD 15 1/2 16 0.45360 23.8 0.5 22.6 20 3/4 21 0.86184 22.6 0.9 22.1 25 1 27 1.40616 22.8 1.5 22.0 32 11/4 35 2.44914 22.4 2.5 22.1 40 11/2 41 3.31128 22.5 3.2 22.9 50 2 52 5.48856 22.2 5.7 21.8 65 21/2 66 7.80192 23.6 9.6 21.3 80 3 78 12.06576 22.5 13.5 21.2 100 4 102 20.77488 22.4 23.5 21.0 125 5 127 35.0 21.5 平均管径系数KD值 22.8 21.9 注：1）--取自（美）Ansul公司《干粉灭火系统》，P41，对应气固比μ=0.058； 2）--取自（日）《灭火设备概论》，日本工业出版社，1972年版，P270；或见《消防设备全书》，陕西科学技术出版社，1990年版，P1263,对应气固比μ=0.044。 应该指出：以上计算得到的是最大管径值，根据需要，实际管径值应取比计算值较小的恰当数值。经济流速时管径值随气固比μ而异，当μ=0.044时，经济流速时管径系数KD= 10 ~ 11，即其最佳管道流量是允许最小流量的4~5倍。另外，当厂家以实测数据给出流量Q - 管径d关系时，应该采用厂家提供的数据。实际管径应取系列值。 4.0.5 关于管道附件的当量长度，应该按厂家给出的实测当量长度值取值，但目前实际还作不到，不给出数据又无法设计计算。按周亨达给出的管道附件的当量长度计算式为：LJ= k×d，其中k是当量长度系数(m/mm)：90°弯头取0.040，三通的直通部分取0.025，三通的侧通部分取0.075。下面一同给出国外管道附件当量长度数据做比较： DN 15 20 25 32 40 50 65 80 100 日本数据1） 弯头 7.1 5.3 4.2 3.2 2.8 2.2 1.7 1.4 1.1 三通 21.4 16.0 12.5 9.7 8.3 6.5 5.1 4.3 3.3 Ansul数据2） 弯头 7.34 6.40 5.49 4.57 3.96 3.66 3.35 3.05 2.74 三通 15.24 13.11 11.58 9.75 9.14 7.92 7.32 6.40 5.49 按周亨达计算式计算值3） 弯头 0.64 0.84 1.08 1.40 1.64 2.08 2.64 3.12 4.08 三通直 0.4 0.525 0.675 0.875 1.025 1.3 1.65 1.95 2.55 三通侧 1.2 1.575 2.025 2.625 3.075 3.9 4.95 5.85 7.65 注：1） 东京消防厅.《予防事务审查·检查基准》.东京防灾指导协会.1984.P436。 2） 美国Ansul公司.《干粉灭火系统》.图表7。 3） 周亨达主编《工程流体力学》，冶金工业出版社1995年出版，P124~135。 显然，按周亨达计算式计算值误差偏大。固然，国外数据是在一定气固比下测定值，考虑到日本数据比Ansul数据通用性更好些，暂时推荐该组日本数据作为参考值。 4.0.6 管网设计时，应尽量设计成结构对称均衡管网，使干粉灭火剂均匀分布于防护区内，但在实践中，不可能做到管网结构绝对精确对称布置，但只要对称度在±5%范围内，就可以认为是结构对称均衡管网，可实现喷粉的有效均衡，见图2。在系统中，可以使用不同喷射率的喷嘴来调整管网的不均衡，见图3。
注：所有喷嘴均以同一流量喷射 注：喷嘴分别以R、2R或4R流量喷射
图2 结构对称均衡系统 图3 结构不对称均衡系统
该计算式系等效采用BS 5306：pt7 -1988中§7.2规定。
应该指出：在调研中也见到了非均衡系统，但本规范主张管网应尽量设计成对称分流的均衡系统，所以前半句采用"宜"字；均衡系统可以是对称结构，也可以是不对称结构，结构对称与不对称的分界在对称度，所以后半句采用"应"字。
4.0.7 国外标准没提供压力损失系数（Δp / L）数据，主张采用生产厂家提供的数据。本计算式是依据沿程阻力的计算导出的，其推导过程如下：
根据周建刚等人就粉体高浓度气体输送进行的试验研究结果（引自周建刚，沈熙身，马恩祥等著．粉体高浓度气体输送控制与分配技术．北京：冶金工业出版社，1996．P109 ~1143．），管道中的压力损失计算式为：
Δp = Δpq+Δpf （1）
Δpq = λq× L×ρQ ×vq2/ (2d) （2）
Δpf= λf×L×ρQ×vq2 / (2μ×d) （3）
式中 Δp --管道中的压力损失(Pa);
Δpq--气体流动引起的压力损失(Pa);
Δpf--气体携带的粉状物料引起的压力损失(Pa)。
把式（2）和式（3）代入（1）并移项得：
Δp /L =（λq+λf/μ）ρQ× vq2/ (2d)
式中 Δp / L --管段每单位长度上的压力损失（Pa/m）；
λq--驱动气体的摩擦阻力系数；
λf --干粉的摩擦阻力系数。
当μ = 0.0286 ~ 0.143时，有：
λf= 0.07(g×d )0.7/ vq1.4；
式中 μ --驱动气体系数；
ρQ --管道内驱动气体密度(kg/m3);
vq --管道内驱动气体流动速度(m/s);
d --管道内径(m)；
L --管段计算长度(m)。
g --重力加速度(m/s2);取9.81。
在常温下得管道中驱动气体密度ρQ的表达式为：
ρQ =（10pe+1）ρq0
式中 ρq0 --常态下驱动气体密度(kg/m3)；
pe--计算管段末端压力（MPa）(表压)。
驱动气体在管道中的流速vq可由其流量Q'（=μ×Q /ρQ）和管道内径d表示，即有：
vq= 4μ×Q /(π×ρQ× d 2)
= 4μ×Q /[π（10 pe+1）ρq0× d 2]
将（Δp/L）以MPa/m作单位，pe以MPa作单位，d以mm作单位，整理上述各式得：
Δp /L =10-6[λq+0.07（g× 10-3d）0.7/ （vq1.4×μ）]ρQ× vq2/ (2×10-3d)
=10-3[λq+0.07（g× 10-3d）0.7/ （vq1.4×μ）] ×（10pe+1）×ρq0× vq2/ (2d)
=10-3[λq+0.07（g× 10-3d）0.7/ {{4μ×Q /[π（10pe+1）×ρq0×10-6d 2]}1.4μ}]
×（10pe+1）ρq0（4μ×Q /[π×(10pe+1)ρq0×10-6d 2]）2/ (2d)
化简得：
Δp /L =
×
×（10pe+1）ρq0×（）2
=
×
×（10pe+1）ρq0×
=8×109
×
Δp /L =（）2
×
由于气固两相流体在管道中的流速很大，所以沿程阻力损失系数λ按水力粗糙管的情况计算，即：
λ= [(1.14 - 2lg(Δ/d))-2
公式来自周亨达主编《工程流体力学》，北京：冶金工业出版社1995年出版，P120。其中的管壁绝对粗糙度Δ按镀锌钢管取为0.39 mm（见周亨达主编《工程流体力学》，北京：冶金工业出版社1995年出版，P253）。
应该指出：当厂家以实测曲线图给出Δp/L之值时，应该采用厂家提供的数据。
4.0.8 ~ 4.0.10 在式(4.0.7-1)中，取常温下管道中驱动气体密度ρQ的表达式为：ρQ=(10pe+1)ρq0,式中pe为计算管段末端压力。按理说应该取高程校正前管段平均压力pP代替式(4.0.7-1)中pe计算结果才是Δp/L的真值，可那时计算管段首端压力pb还是未知数，无法求得高程校正前管段平均压力pPo
通过式(4.0.8)已估算出高程校正前管段首端压力，故可估算出高程校正前管段平均压力pPo
为求得高程校正前管段首端压力pb真值，必须采用多次迭代法（逐步逼近法）。逼近误差当然是越小越好，式(4.0.9-2)已满足工程要求。
管道节点压力计算，有两种计算顺序：一种是从后向前计算顺序--已知管段末端压力pe求管段首端压力pb，这种计算顺序的优点是避免能源浪费；另一种是从前向后计算顺序--已知管段首端压力pb求末端压力pe，这种计算顺序的优点是方便选取干粉储罐。当采用从前向后计算顺序时，对以上计算式移项处理即可：
pe= pb -(Δp/l)i×Li- 9.81×10-6pH×LYi×sinγ
另外注意：当采用上式计算时，求取(Δp/l)i时需要用pb代替式(4.0.7-1)中的pe。
为了使设计者掌握该节点压力计算方法，下面举例说明。
例1-- 已知管段末端压力pe求管段首端压力pb
已知：如图所示管段：末端压力pe= 0.15 MPa, 输送速率Q0=2 kg/s, d（DN 25）=27 mm， 管段计算长度L=1 m, 流向与水平面夹角γ=-90°，常压下驱动气体密度ρq0=1.165 kg/m3,干粉密度ρf=850 kg/m3, 气固比μ=0.044。
Δp/L= （）2
×[ +
=（）2×
×[ +
× ]
初次估算得：
Δp/L（1）= f(pe = 0.15)= 6.8292×10-3(MPa/m)
pb′（1）= pe+Δp/L（1）×L = 0.15+1×6.8292×10-3 = 0.1568
一次逼近得：
pP（1）=[pe+ pb′（1）]/2 =(0.15+0.1568)/2 = 0.1534
Δp/L（2）= f(pP（1）= 0.1534) = 6.74444×10-3
pb′（2）=pe+Δp/L（2）×L = 0.15+1×6.7444×10-3 = 0.1567
δ(1-2)=︱pb′（1）- pb′（2）︱/ pb′（2）
=(0.1568-0.1567)/0.1567= 0.06 % ＜ 1 %
即：高程校正前管段首端压力pb′= 0.1567MPa。
pP（2）=[pe+ pb′（2）]/2 =(0.15+0.1567)/2 = 0.15335
ρQ(2)=（10 pP（2）+1）ρq0 =（10×0.15335+1）1.165 = 2.9515
ρH(2)= 2.5ρf×ρQ（μ+1）/(2.5μ×ρf+ρQ)
= 2.5×850×2.9515（0.044+1）
/(2.5×0.044×850+2.9515)= 67.8880
高程校正后pb = pb′+9.81×10-6ρH×L×sinγ
= 0.1567 +9.81×10-6×67.8880×1×(-1) = 0.1560（MPa）
即：管段首端压力pb = 0.1560 MPa。
例2-- 已知管段首端压力pb求管段末端压力pe
已知： 如图所示管段：首端压力pb= 0.48 MPa, 输送速率Q0=20 kg/s, d（DN 65）=66 mm， 管段计算长度L=60 m,流向与水平面夹角γ= 0°，常压下驱动气体密度ρq0=1.165 kg/m3, 干粉密度ρf =850 kg/m3,气固比μ= 0.044。
PbPe
图5
求：管段末端压力pe=？
解：计算式
Δp/L= （）2
×
=（）2×
×[+
× ]
初次估算得：
Δp/L（1）= f( p b =0.48)= 2.9013×10-3(MPa/m)
pe′（1）= pb-Δp/L（1）×L = 0.48-60×2.9013×10-3 = 0.3059
一次逼近得：
pP（1）=[pb+ pe′（1）]/2 =(0.48+0.3059)/2 = 0.39296
Δp/L（2）= f(pP（1）= 0.39295)=3.2859×10-3
pe′（2）= pb-Δp/L（2）×L = 0.48-60×3.2859×10-3 = 0.2828
δ(1-2)=︱pe′（2）- pe′（1）︱/ pe′（2）
= (0.3059-0.2828) / 0.2828 = 8.17 % ＞1 %
二次逼近得：
pP（2）=[pb+ pe′（2）]/2=(0.48+0.2828)/2 = 0.3814
Δp/L（3）= f(pP（2）= 0.3814)= 3.3480×10-3
pe′（3）= pb-Δp/L（3）×L = 0.48-60 ×3.3480×10-3=0.2791
δ(2-3)=︱pe′（2）-pe′（3）︱/ pe′（3）
= (0.2828-0.2791) / 0.2791 = 1.3 % ＞1 %
三次逼近得：
pP（3）=[pb+ pe′（3）]/2 = (0.48+0.2791)/2 = 0.37955
Δp/L（4）=f(pP（3）=0.37955)=3.3583×10-3
pe′（4）= pb-Δp/L（4）×L =0.48-60×3.3583×10-3 = 0.2785
δ(3-4)=︱pe′（3）- pe′（4）︱/ pe′（4）
=(0.2791-0.2785)/0.2785 = 0.22 %＜1 %
∵γ=0 ∴LY×sinγ=0 即不需要高程校正。
即：管段末端压力pe = pe′+0 = 0.2785 MPa
4.0.12 管道内干粉的剩余量mr的计算式是按管道内残存的驱动气体的质量除以驱动气体系数而推导出来的，管道内残存的驱动气体质量为：ρQVD，当pp以MPa作单位时，
ρQ =（10pp+1）ρq0
所以有： mr = VD（10pp+1）ρq0/μ
应该指出：理论上讲，干粉储罐内干粉剩余量为
ms= Vc（10p0+1）pq0/μ
式中 Vc--干粉储罐容积（m3）。
但此时Vc是未知数；另外，驱动气体系数μ是理论上的平均值，实际上对单元独立系统和组合, 分配系统中干粉需要量最大的防护区或保护对象来说，到喷射时间终了时，气固二相流中含粉量已很小，按式(4.0.12-2)计算得到的管道内干 粉剩余量已含很大裕度。因此，按（m +mr）之值初选一干粉储罐，然后加上厂商提供的ms值作为mc值，可以说够安全。
4.0.14 非液化驱动气体在储瓶内遵从理想气体状态方程，所以可按式（4.0.14-1）和（4.0.14-2）计算驱动气体储存量。液化驱动气体在储瓶内不遵从理想气体状态方程，所以应按式（4.0.14-3）和（4.0.14-4）计算驱动气体储存量。
4.0.15 清扫管道内残存干粉所需清扫气体量取10倍管网内驱动气体剩余量为经验数据。
当清扫气体采用储瓶盛装时，应单独储存；若单位另有清扫气体气源采用管道供气，则不受此限制。
要求清扫工作在48h内完成是依据干粉灭火系统必须在48h内恢复要求规定的。
5 系统组件 5.1 储存装置 5.1.1 所谓干粉储存容器是用以储存干粉灭火剂的容器，即干粉储罐。对于干粉储罐的工作压力，国外一些标准未加明确规定。考虑到国内干粉灭火系统应用不普遍，系统组件不够标准化，为了规范市场，简化系统组件的压力级别，使其生产标准化、通用化和系列化。根据国内一些生产厂家的实际经验规定了两个设计压力级别，即1.6 MPa或2.5 MPa。此压力基本上能满足不同场合的使用要求并与各类阀门公称压力相一致。平时不加压的干粉储罐，可根据使用场合不 同选择1.6 MPa或2.5 MPa。之所以规定设计压力而不规定工作压力，是因为在国家现行《压力容器安全技术监察规程》中，压力容器是按设计压力分级的。 干粉灭火剂的装量系数不大于0.85。是为了使干粉储罐内留有一定净空间，以便在加压或释放时储罐内的气粉能够充分混合，这是试验所证明的。日本也做了类似的规定。 增压时间对于抓住灭火战机来说自然是越快越好。由于驱动气体储瓶输气通径一般为ф10mm，对于大型装置来讲，用较多气瓶组合来扩大输气速度必须考虑减压器的输送流量及制造成本。国外标准取增压时间为20s，综合GB16668-1996规定和国外数据取增压时间为不大于30s。 安全泄压装置是对干粉储存容器而言，一般设置在干粉储罐上。虽然驱动气体必须经过减压器输进干粉储罐，从安全角度考虑为防止干粉储罐超压而设置安全阀，并执行GB16668有关规定。 5.1.2 所谓驱动气体，即输送干粉灭火剂的气体，必须使用惰性气体。国内外生产厂家一般采用氮气和二氧化碳气体，氮气和二氧化碳比较，氮气物理性能稳定，故本规范规定驱动气体宜选用氮气。驱动气体含水率指标等效采用EN 12416-2：2001中§4.2数据。 驱动压力是输送干粉的压力，此压力不得大于干粉储存容器的最高工作压力，是出于安全考虑的。 这里'最高工作压力'，按国家现行《压力容器安全技术监察规程》定义，是指压力容器在正常使用过程中，顶部可能出现的最高压力，它应小于或等于设计压力。 5.1.3 避免阳光直射可防止装置老化和温差积水影响使用功能。环境温度取值等效采用GB 16668-1996中第10.6.4条数据。 5.1.4 本条对储存装置设置的部位提出的要求，是从使用、维护安全角度而考虑的。等效采用GB 50193-99中第5.1.7条。 5.2 选择阀和喷头 5.2.1 在组合分配系统中，每个防护区或保护对象的管道上应设一个选择阀。在火灾发生时，可以有选择地打开出现火情的防护区或保护对象管道上的选择阀喷放灭火剂灭火。选择阀上应设标明防护区或保护对象的永久性铭牌是防止操作时出现差错。 5.2.2 由于干粉灭火系统本身的特点，要求选择阀使用快开型阀门，如球阀。其通径要求主要考虑干粉系统灭火时，管道内为气固两相流，为使灭火剂与驱动气体无明显分离，避免截留灭火剂，故作此要求。国外标准如NFPA 17、日本标准、德国标准VdS 2111、前苏联标准等对此均做出了相同规定。前苏联标准中规定该阀应采用球阀。 5.2.3 该三种驱动方式是目前普遍采用的驱动方式，该三种驱动方式可以任选其一；但无论那种驱动方式，机械应急操作方式是必不可少的，目的是防止电动、气动或液动失灵时可采取有效的应急操作，确保系统的安全可靠。选择阀的公称工作压力不应小于储存容器的设计压力是从安全角度考虑的。 5.2.4 灭火系统动作时，如果选择阀滞后于容器阀打开会引起选择阀至储存容器之间的封闭管段承受水锤作用而出现超压，故作此规定。VdS 2111-1985中§9.4.7也做了相同规定。 5.2.5 装配防护装置的主要目的是防止喷孔堵塞。此外，干粉需在干燥环境中储存，若接触空气会吸收空气中的水分而潮解，失去灭火作用，而且潮解后的干粉会腐蚀储存容器和管道，所以为了保持储存容器及管道不进入潮气，也需在喷嘴上安装防护罩。NFPA 17-1998中§2-3.1.4及其它国外规范也作了类似规定。 5.2.6 此条系等效采用VdS 2111-1985中§9.6.4的规定。 5.3 管道及附件 5.3.1 要求管道质量符合现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163的规定，规格按表A-1取值，是为了使管道能够承受最高环境温度下的压力。表A-1系等效采用GB 50193-99中附录J。为了防止锈蚀和减少阻力损失，要求管道和 附件内外表面热镀锌，热镀锌比冷镀锌光滑、牢固。 当防护区或保护对象所在区域内有对镀锌层腐蚀的气体、蒸汽或粉尘时，应采取耐腐蚀的材料，如不锈钢管或铜管。 灭火后管道中会残留干粉，若不及时吹扫干净，会影响下次使用，规定留有吹扫口是为了及时吹出残留于管道内的剩余干粉。 由于干粉灭火系统在管道中流动为气固两相流，在弯头处会产生气固分离现象，但在20倍管径的管道长度内即可恢复均匀。附录B等效采用NFPA 17-1998中§A-3-9.1。 干粉灭火系统管网内是气固二相流，为避免流量分配不均造成气固分离，影响灭火效果，宜对称分流；四通管件的出口不能对称分流，故管道分支时不应使用四通管件。 管道转弯时，如果空间允许，宜选用弯管代替弯头，不宜使用弯头管件；根据现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB 50235-97中第4.2.2条规定，弯管的弯曲半径不宜小于管径的5倍。如果受空间限制，使用长半径弯头也是允许的，但不许使用短半径的弯头。国外标准对此也做了类似规定，如，英国标准BS 5306:pt:1998中规定："流向的改变只采用弯管（宁愿90°），而不用弯头"。 5.3.2 本条规定了管道的连接方式，对于公称直径不大于80mm的管道建议采用螺纹连接，也可采用沟槽（卡箍）连接；公称直径大于80mm的管道可采用法兰连接或沟槽（卡箍）连接，主要是考虑强度要求和安装与维修方便。 5.3.3 本条系参照国外相关标准制定，日本标准规定："当在储存容器至喷嘴之间设置选择阀时，应该在储存容器与选择阀之间设置符合消防厅长官规定的安全装置或爆破膜片"。泄压动作压力取值参照GB 16668-1996中第6.1.6条制定。 5.3.4 设置压力讯号器或流量讯号器的目的是为了将灭火剂释放信号及释放区域及时反馈到控制盘上，便于确认灭火剂是否喷放。 5.3.5 管网需要支撑牢固，如果支撑不牢固，会影响喷放效果，如果喷头安装在装饰板外，会破坏装饰板。表A-3系等效采用BS 5306：pt7-1988中表4。在可能产生爆炸的场所，管网吊挂安装和采取防晃措施是为了减缓冲击，以免造成管网破坏。国外标准也是这样规定的，如BS 5306：pt7-1988中§32.2规定："如果管网被装置在潜在的爆炸危险区域，管道系统宜吊挂，其支撑是很少移动的"。 6 控制与操作 6.0.1 本条规定了干粉灭火系统的三种启动方式。干粉灭火系统的防护区或保护对象大多是消防保护的重点部位，需要在任何情况下都能够及时地发现火情和扑灭火灾。干粉灭火系统一般与该部位设置的火灾自动报警系统联动，实现自动控制，以保证在无人值守、操作的情况下也能自动将火扑灭。但自动控制装置有失灵的可能，在防护区内或保护对象有人监控的情况下，往往也不需要将系统置于自动控制状态，故要求系统同时应设有手动控制启动方式。手动控制启动方式在这里是指由操作人员在防护区或保护对象附近采用按动等手段通过控制器启动干粉灭火系统，实施灭火。考虑到在自动控制和手动控制全部失灵的特别情况下也能实施喷放灭火，系统还应设有机械式应急操作启动方式。应急操作可以是直接手动操作，也可以利用系统压力或机械传动装置等进行操作。在实际应用中，有些场所是无须设置火灾自动报警系统的，如局部应用灭火系统的保护对象有的能够做到始终处于专职人员的监控之下；有些工业设备只在人员操作运行时存在火灾危险，而在设备停止运行后，能够引起火灾的条件也随之消失。对这样的场所如果确实允许不设置火灾自动探测与报警装置，也就失去了对灭火系统自动控制的条件。因此，规范对这两种特别情况作了弹性处理，允许其不设置自动控制的启动方式。 6.0.2 本条对采用火灾探测器自动控制灭火系统的要求和延迟时间进行了规定。在实际应用中，不论哪种类型的探测器，由于受其自身的质量和环境的影响，在长期运行中不可避免地存在出现误报的可能。为了提高系统的可靠性，最大限度地避免由于探测器误报引起灭火系统误动作，从而带来不必要的经济损失，通常在保护场所设置两种不同类型或两组同一类型的探测器进行复合探测。本条规定的"应在收到两个独立火灾探测信号后才能启动"，是指只有当两种不同类型或两组同一类型的火灾探测器均检测出保护场所存在火灾时，才能发出启动灭火系统的指令。即使在自动控制装置接收到两个独立的火灾信号发出启动灭火系统的指令，或操作人员通过手动控制装置启动灭火系统之后，考虑到给有关人员一定的时间对火情确认以判断是否确有必要喷放灭火剂，以及从防护区内或保护对象附近撤离，亦不希望立即喷放灭火剂。当然，干粉灭火系统在喷放灭火剂之前必须先对干粉储罐进行增压，这也决定了它无法立即喷放灭火剂，因此，规范作了延迟喷放的规定。延迟时间控制在30 s之内，是为了避免火灾的扩大，也参照了习惯的做法，用户可以根据实际情况减少延迟时间，但要求这一时间不能小于干粉储罐的增压时间，增压是在接到启动指令后才开始的。 6.0.3 本条对手动启动装置的安装位置作了规定。手动启动装置是防护区内或保护对象附近的人员在发现火险时启动灭火系统的手段之一，故要求它们安装在靠近防护区或保护对象同时又是能够确保操作人员安全的位置。为了避免操作人员在紧急情况下错按其他按钮，故要求在"所有手动启动装置都应明显地标示出其对应的防护区或保护对象的名称"。 6.0.4 手动紧急停止装置是在系统启动后的延迟时段内发现不需要或不能够实施喷放灭火剂的情况时可采用的一种使系统中止下来的手段。产生这种情况的原因很多，比如有人错按了启动按钮；火情未到非启动灭火系统不可的地步，可改用其他简易灭火手段；区域内还有人员尚未完全撤离等等。一旦系统开始喷放灭火剂，手动紧急停止装置便失去了作用。启用紧急停止装置后，虽然系统控制装置停止了后继动作，但干粉储罐增压仍然继续，系统处于蓄势待发的状态，这时仍有可能需要重新启动系统，释放灭火剂。比如有人错按了紧急停止按钮，防护区内被困人员已经撤离等，所以，要求做到在使用手动紧急停止装置后，手动启动装置可以再次启动。强调这一点的另一个理由是，目前在用的一些其他的固定灭火系统的手动启动装置不具有这种功能。 6.0.5 在现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116中，对电源和自动控制装置的有关内容都有明确的规定。干粉灭火系统的电源与自动控制装置除了满足本规范的功能要求之外，还应符合GB 50116的规定。 6.0.6 预制灭火装置的启动设施多是直接装配在主机上，放置在防护区内，本身没有手动机械启动的基本条件。规范对这一类装置做了弹性处理。 7 安全要求 7.0.1 每个防护区内设置火灾报警声光信号，目的在于向在防护区内人员发出迅速撤离的警告，以免受到火灾或施放的干粉灭火剂的危害。防护区外入口处设置的火灾光警报器及干粉灭火剂喷放标志灯，提示防护区内正在喷放灭火剂灭火，人员不能进入，以免受到伤害。防护区内外设置的警报器声响，通常明显区别于上下班铃声或自动喷水灭火系统水力警铃等声响。警报声响度通常比环境噪声高30 dB。设置干粉灭火系统标志牌是提示进入防护区人员，当发生火灾时，应立即撒离。 7.0.2 干粉灭火系统从确认火警至释放灭火剂灭火前有一段延时时间。这是供防护区内人员的安全撤离而设定的时间。因此应根据防护区面积大小、疏散距离，人员数量，通道及出口通行情况等因素设定延时时间长短，但不应大于30s。延时时间越短，越有利于对火灾的扑救。 7.0.3 防护区的门向外开启，是为了防止个别人员因某种原因未能及时撤离时，都能在防护区内将门开启，避免对人员造成伤害。门自行关闭是使防护区内释放的干粉灭火剂不外泄，保持灭火剂设计浓度有利于灭火，并防止污染毗邻的环境。 7.0.4 封闭的防护区内释放大量的干粉灭火剂，会使能见度降低，使人员产生恐慌心理及对人员呼吸系统造成障碍或危害。因此，人员进入防护区工作时，通过将自动、手动开关切换至手动位置，使系统处于手动控制状态，即使控制系统受到干忧或误动作，也能避免系统误喷，保证防护区内人员的安全。 7.0.5 当干粉灭火系统施放了灭火剂扑灭防护区火灾后，防护区内还有很多因火灾而产生的有毒气体，而施放的干粉灭火剂微粒大量悬浮在防护区空间，为了尽快排出防护区内的有毒气体及悬浮的灭火剂微粒，以便尽快清理现场，应使防护区通风换气，但对地下防护区及无窗或设固定窗扇的地上防护区，难以用自然通风的方法换气，因此，要求采用机械排风方法。 7.0.6 设置局部应用灭火系统的场所，一般没有围封结构，因此只设置声光警报器，不设门灯等设施。 7.0.7 有爆炸危险的场所，为防止爆炸，必须消除金属导体上的静电，消除静电最有效的方法就是接地。有关标准规定，接地线必须连接可靠，接地电阻小于100Ω。 防静电接地参考资料： 1 现行国家标准《石油库设计规范》GBJ74-84中第十一章第三节 防静电接地。 2 现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92中第八章第三节静电接地。 3 现行国家标准《二氧化碳灭火系统设计规范》GB50193-99中第7.0.4条及其条文说明。