二氧化碳灭火系统计算书设绘通则

CO2灭火系统计算书设绘通则

1 主题内容与适用范围

1.1本标准规定了“二氧化碳灭火系统计算书”的计算依据、基本要求、内容要点、图面要求、注意事项、校审要点、质量要求以及附录。

1.2本标准适用于详细设计阶段时“二氧化碳灭火系统计算书”的编制。 2 引用标准及设绘依据图纸 2.1 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

a) CB/T3294-1998

船用二氧化碳灭火装置。

2.2设绘依据图纸

a)设计任务书或技术规格书； b)总布置图； c)机舱布置图； d)有关的设备厂商资料。 3 基本要求

3.1“二氧化碳灭火系统计算书”是二氧化碳灭火装置选型和系统设计的依据文件，应能提供各类被保护处所所需二氧化碳数量、施放时间（二氧化碳输送管路直径）、喷嘴端压力以及喷嘴数量的计算依据、公式及方法,且应满足入级规范或公约的要求。

3.2 二氧化碳灭火系统有高压与低压系统之分,通常,船舶对二氧化碳的需要量在200瓶(68L)或10吨以上时采用低压系统比较经济。

3.3为了方便计算，缩短设计周期和避免重复劳动，拟采用表格化计算。 4 内容要点

4.1 二氧化碳需要量与气瓶数计算 4.1.1 机舱二氧化碳需要量

I

序号 名 称 1 包括机舱棚的机舱总容积 2 二氧化碳自由气体的比容 3 4 5 6 7 8 规范要求的二氧化碳自由气体容积比 二氧化碳需要量 机舱算至X水平面的总容积 规范要求的二氧化碳自由气体容积比 二氧化碳需要量 按规范实取二氧化碳量 符号 单位 计算公式或来源 数值 Ve1 m3 Cp m3/kg CCS,SOLAS,LR等规范 0.56 q1 G1 Ve2 q2 G2 Ge % kg m3 % kg kg GT>2000t GT<2000t Ve1xq1x(1/Cp) 35 30 40 35 GT>2000t GT<2000t Ve2xq2x(1/Cp) G1>G2 Ge=G1 G1底至机舱棚最低部分的中点处水平面积的40% 。 4.1.2其它处所二氧化碳需要量

货舱/货油舱 项目 舱容 V 规范要求CO2自由气体 容积比q CO2自由气体比容Cp CO2需要量1GVq% CpCO2钢瓶容积Vp 钢瓶中CO2充装量q=0.67Vp 所需CO2钢瓶数Z实取CO2钢瓶数Z Gq单位 m % m/kg kg L kg 只 只 33NO.1 NO.2 NO.3 30/45 NO.4 货油泵舱 45 0．56 其它保护处所 特种油漆间 处所 35 45 应急发电机间 40 I

注1:本表的计算满足CCS（1996）规范，SOLAS （1983）法规等要求。 注2:二氧化碳需要量按最大的一个货舱/货油舱确定CO2瓶数,然后与机舱 所须瓶数相比较，取较大值。 4.2 机泵舱施放总管管径计算

“CCS”规范表6.3.2.7(5)CO2需要量 被保护处所 规定总管通径 Kg mm 机舱 泵舱 注: （1） CCS（1996）表6.3.2.7.(5)内容见附录B （2） 施放总管壁厚见附录B

4.3 喷嘴孔总面积计算 4.3.1喷头入口处流量

施放总管管子当量被保护 内径Di 长度L 处所 cm m 机舱 货油泵舱 喷嘴入口处压力P MPa 喷嘴入口处流量 系数 系数 1.52Y 0.77Z Q1.52YDi5.251.25选用施放总管 外径x壁厚 mm L0.77ZDikg/min 注: （1） 计算管子当量长度Ｌ可见附录Ｃ，附录Ｄ； （2） 喷头入口处压力可按附录Ｅ方法计算，亦可参考实船计算资

料；

（3） 系数1.52Ｙ与0.77Z见附录Ｆ或附录Ｇ。

4.3.2 喷嘴孔总面积 被保护处所 喷嘴入口处流量Q kg/min 喷嘴入口处压力P MPa 喷嘴孔总面积 施放流率W kg/min.mm2 S=QW 机舱 泵舱 注：（1） 施放流率见附录H或附录I； mm2 （2） 喷嘴孔总面积亦可按瓶头阀总截面积和施放总管截面积较小值的

I

35%~85%选取。

5 图面要求

5.1 文件幅面原则上采用A4 。 5.2 计算方法应符合有关规范要求。

5.3 计算过程中数据正确,有效数字位数统一。

5.4 书写整齐,清楚,无误;所用的设计符号,数学符号,物理量符号等均应符合标准。

6 设绘注意事项

6.1 文件编制前，除熟悉任务书或规格书以及规范、公约的规定外，还应正确计算各被保护舱室的舱容,并确定使用高压或是低压系统。 6.2当直接采用规范未作规定的公式或方法计算时,应当加以说明。 7 校审要点

7.1 检查计算方法是否满足有关规范、规则和公约的要求。 7.2 检查计算内容是否正确、完整。 8 质量要求与等级规定

等级的表达方式采用下表形式 等级 评定内容 符合规范、任务书要求 计算结果 图面要求 执行现行标准和有关规定 Ⅰ 符 合 正 确 完整、准确 完全执行 Ⅱ 符 合 正 确 基本完整准确 较好执行 一般差错和图面缺陷 极 少 很 少 注1: Ⅰ、Ⅱ级即为优良品、合格品，达不到合格为不合格品。 Ⅰ、Ⅱ级品无原则差错。 9 参考资料见附录A

I

附录A

《CO2灭火系统计算书》参考资料

相关规范、规则及标准

a) 钢质海船入级与建造规范第5分册第5章第3节 b) 钢质海船入级与建造规范第5分册第6章第3节 c) 钢质内河船入级与建造规范第七篇第三章第四节 d) 需入国外船级的相应船级社规范

e) GBJ5-XX《二氧化碳灭火系统设计规范》（公安部技术标准）

I

附录B

“CCS”规范关于CO2管子内径、壁厚与流通量的规定（1996年） 公称通径 mm 15 20 25 32 40 50 65 80 90 100 114 127 152 管子材料

管子外径x壁厚 mm 瓶至分配阀箱 分配阀箱至被保护舱室 22 x 3.5 27 x 3.5 34 x 4 42 x 4.5 48 x 4.5 60 x 4.5 76 x 5 89 x 7 108 x 8 114 x 8 127 x 8 140 x 8 168 x 9 20号钢 22 x 3 27 x 3 34 x 3.5 42 x 3.5 48 x 3.5 60 x 4 76 x 4 89 x 4 108 x 4.5 114 x 4.5 127 x 4.5 140 x 5 168 x 6 10号钢 管内可流通最大CO2量 kg 60 100 175 275 500 820 1500 2400 3300 4750 6800 9500 15250 I

附录C

螺纹接头管件当量长度（以m计算）

公称通径 mm 10 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 45° 90° 90°弯头(大半径) 三通 套管接头 或闸阀 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.3 0.4 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 标准弯头 标准弯头 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.2 1.5 1.9 2.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.7 2.0 2.5 3.3 4.1 4.9 和三通（直流） （侧流） 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 0.8 1.1 1.2 1.6 2.0 2.6 3.1 0.8 1.0 1.4 1.7 2.3 2.7 3.4 4.1 5.1 6.6 8.4 10

I

附录D

焊接联接管件的当量长度（以m计算）

公称通径 mm 10 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 45° 90° 90°弯头(大半径) 三通 闸阀 标准弯头 标准弯头 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.9 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 和三通（直流） （侧流） 0.2 0.2 0.3 0.3 0.5 0.5 0.7 0.8 1.0 1.3 1.7 2.0 0.5 0.6 0.9 1.1 1.4 1.6 2.1 2.5 3.1 4.1 5.1 6.2 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.3 0.4 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1

I

附录 E

二氧化碳施放管道压力降计算

氧化碳无火系统的施放管道压力降与流量的关系可用下式表示：

Q20.8705100.044D5D5.25Y1.25ZL （1）

式中：

Q——计算管段的流量（kg/min）； D——管道内径（mm）； L——管道当量长度（m）；

Y——压力系数，10-1MPa.kg/m3，见附录F或附录G； Z——密度系统，见附录F或附录G。

2为了计算方便，将（1）式变换成下面的形式：

YZY1ALQB(Z2Z1))Q55.252

（2） （3） （4）

式中：

AB10.8705104950D4D

计算步骤：

a) 绘出管路计算图； b) 管段流量分配； c) 管段当量长度计算；

d) 静压水头计算，见附录J或附录K；

e) 以储存压力与静压水头的差值作为起始压力P1。根据P1查附录F

或附录G，得出Y1与Z1；

f) 利用（3）、（4）式计算A值与B值； g) 将Y1、Z1、A、B代入（2）式，求得Y2值； h) 根据Y2值，查附录F或附录G，得出Z2值；

i) 根据Y2、Z2查附录F或附录G，得出P2，P2则为计算管段的终端

压力。

这样将前一管段的终点压力作为后一管段的起点压力逐步计算，直至喷嘴入口。

I

附录 F

高压（5.17Mpa）系统的Y、Z值

压力MPa 10MPa 5.17 5.10 5.05 5.0 4.75 4.5 4.25 4.0 3.75 3.5 3.25 3.0 2.75 2.5 2.25 2.0 1.75 1.4 -1-1Y 10MPa.kg/m 0 554 972 1325 3037 4616 6129 7256 8283 9277 10050 10823 11507 12193 12502 12855 13187 13408 31.52Y 10MPa.kg/m 0 842 1477 2014 4616 7016 9316 11029 12590 14101 15276 16451 17491 18533 19003 19540 20044 20380 -13z 0 0.0035 0.0600 0.0825 0.210 0.330 0.427 0.570 0.700 0.830 0.950 1.086 1.24 1.43 1.62 1.84 2.14 2.59 0.77Z 0 0.003 0.046 0.064 0.162 0.254 0.329 0.439 0.539 0.639 0.732 0.836 0.955 1.101 1.247 1.417 1.648 1.994 I

附录G

低压（2.07MPa）系统的Y、Z值

压力10MPa 2.07 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 -1Y -131. 52Y -1310MPa.kg/m 10MPa.kg/m 0 665 1500 2201 2780 3285 3696 4045 4338 4584 4789 4962 0 997.5 2250 3301.5 4170 4927.5 5544 6067.5 6507 6876 7183.5 7443 Z 0 0.12 0.295 0.47 0.645 0.82 0.994 1.169 1.344 1.519 1.693 1.868 0.722Z 0 0.092 0.227 0.362 0.497 0.631 0.765 0.900 1.035 1.170 1.304 1.439 I

附录H

高压贮存系统（5.17MPa）每平方毫米的当量喷头面积的施放流率

孔口压力 MPa 5.17 5.00 4.83 4.65 4.48 4.31 4.14 3.96 3.79 3.62 3.45 施放流率 kg/min/mm2 3.255 2.703 2.401 2.172 1.993 1.839 1.705 1.589 1.487 1.396 1.306 孔口压力 MPa 3.28 3.10 2.93 2.76 2.59 2.41 2.24 2.07 1.72 1.40 施放流率 kg/min/mm2 1.233 1.139 1.062 0.9843 0.9070 0.8296 0.7593 0.6890 0.5484 0.4833

I

附录I

低压贮存（2.07MPa）系统每平方毫米的当量喷头面积的施放流率

孔口压力 MPa 2.06 2.00 1.93 1.86 1.79 1.72 1.65 1.59 施放流率 kg/min/mm2 2.967 2.039 1.670 1.441 1.283 1.164 1.072 0.993 孔口压力 MPa 1.52 1.45 1.38 1.31 1.24 1.17 1.10 1.00 施放流率 kg/min/mm2 0.9170 0.8507 0.7910 0.7368 0.6869 0.6412 0.5990 0.540 附录J

高压贮存（5.17MPa）系统各压力下的静压水头

管段平均压力MPa 5.17 4.83 4.48 4.14 3.79 3.45 3.10 2.76 2.41 2.07 1.72 1.40 静压水头 0.0796 0.0679 0.0577 0.0486 0.04 0.0339 0.0283 0.0283 0.0192 0.0158 0.0124 0.0102 -110MPa/m 附录K

低压贮存（2.07MPa）系统各压力下的静压水头

管段平均压力MPa 静压水头10MPa/m -12.07 0.1 1.93 1.79 1.65 1.52 1.38 1.24 1.10 1.00 0.0776 0.0599 0.0468 0.0378 0.0303 0.0242 0.0192 0.0162

I