NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG BẰNG KHÍ SẠCH FM-200 (HFC-227EA) SỬ DỤNG CHO CÁC KHÔNG GIAN NHỎ

11.02.2022 Tin tức PCCC admin

Table of Contents

Tóm tắt:

Đề tài nghiên cứu sản xuất hệ thống chữa cháy tự động bằng khí sạch FM-200 (HFC-227ea) sử dụng cho các không gian nhỏ, khu vực cần trang bị hệ thống chữa cháy tự động bằng khí. Hệ thống được thiết kế đặc biệt cho các phòng kỹ thuật điện, trục kỹ thuật điện, các khu vực có diện tích nhỏ mà tại đó không hiệu quả khi trang bị hệ thống chữa cháy tự động bằng nước, bằng bột và dung dịch tạo bọt Foam, những khu vực cần lắp đặt hệ thống chữa cháy tự động nói chung và hệ thống chữa cháy bằng khí sạch nói riêng.

Từ khóa: Bình chữa cháy tự động bằng khí, hệ thống chữa cháy FM-200 (HFC-227ea), chữa cháy phòng kỹ thuật điện, chữa cháy tự động bằng khí sạch, bình chữa cháy tự động FM-200 (HFC-227ea)

I. VẤN ĐỀ THỰC TIỄN

Đến thời điểm hiện tại, các quy định về trang bị hệ thống PCCC nói chung và hệ thống chữa cháy tự động nói riêng cho nhà và công trình đã tương đối đầy đủ và hoàn thiện. Có thể nói đến như: TCVN 3890:2009 Phương tiện phòng cháy và chữa cháy cho nhà và công trình – trang bị bố trí, kiểm tra, bảo dưỡng; TCVN 6160:1996 Phòng cháy, chữa cháy – Nhà cao tầng – Yêu cầu thiết kế.

Với những công trình yêu cầu trang bị hệ thống chữa cháy tự động, theo quy định cần phải trang bị hệ thống chữa cháy tự động cho toàn bộ các phòng, không phụ thuộc vào diện tích, trừ các khu vực sau [1]:

– Khu vực ẩm ướt (phòng tắm, vệ sinh, buồng lạnh, khu rửa…)

– Cầu thang bộ.

– Khu vực không có nguy hiểm về cháy.

Trong các công trình thực tế, việc áp dụng theo các quy định về trang bị hệ thống chữa cháy tự động như trên có một số bất cập như sau:

Với các công trình nhà cao tầng, chung cư cao tầng, tại mỗi tầng thường bố trí các phòng kỹ thuật điện với công năng sử dụng cho lắp đặt các tủ điện phân phối tại tầng, tủ điện điều khiển các hệ thống kỹ thuật…Việc phải trang bị hệ thống chữa cháy tự động tại khu vực này là bắt buộc theo quy định. Các phòng kỹ thuật điện loại này có đặc điểm là số lượng lớn trong một công trình, diện tích nhỏ, thông thường được trang bị hệ thống chữa cháy tự động bằng nước (hệ thống Sprinkler). Tuy nhiên, việc sử dụng nước là chất chữa cháy cho các phòng điện là không phù hợp, ngoài ra có thể dẫn tới các thiệt hại thứ cấp cho các thiết bị điện trong trường hợp xả nước chữa cháy hoặc rò rỉ nước trong quá trình vận hành.

Theo việc phân loại chữa cháy [4] và hiệu quả của các loại chất chữa cháy quy định tại điều 4.5 TCVN 3890:2009. Để chữa cháy cho các phòng kỹ thuật điện dạng này, chất chữa cháy thích hợp là bột ABC hoặc các loại khí chữa cháy CO2, N2, FM-200. Inergen, Argon…

Tuy nhiên, việc trang bị hệ thống chữa cháy tự động bằng khí hoặc bằng bột khô tại các phòng kỹ thuật điện dạng này sẽ dẫn tới chi phí rất lớn cho các chủ đầu tư và nhà thầu. Đồng thời với việc đó, việc vận hành và bảo trì một số lượng lớn các hệ thống chữa cháy tự động trong công trình cũng phức tạp và tốn kém chi phí cho đơn vị sử dụng.

Với các vấn đề đó, chúng tôi đặt ra yêu cầu nghiên cứu để sản xuất ra hệ thống chữa cháy tự động bằng khí FM-200(HFC-227ea) thương hiệu SAS với mong muốn giải quyết được các tồn tại trên.

II. GIẢI PHÁP CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG BẰNG KHÍ

Từ các vấn đề thực tiễn, chúng tôi đặt ra yêu cầu nghiên cứu phát triển để đưa vào sản xuất hệ thống SAS chữa cháy tự động bằng khí với các yêu cầu sau:

– Hệ thống được thiết kế để tương thích với các yêu cầu về trang bị hệ thống chữa cháy tự động bằng khí.

– Trang bị đơn giản, thuận tiện cho việc sử dụng và lắp đặt.

– Chi phí hợp lý phù hợp với các điều kiện KTXH tại Việt Nam.

Các bước nghiên cứu sản xuất hệ thống chữa cháy tự động bằng khí dạng bình tự động với chuwac năng chính như sau:

– Có khả năng kết nối nhiều bình khí cùng nhau để kích hoạt xả khí chữa cháy đồng thời khi trang bị cho phòng có thể tích lớn hơn.

– Bình chữa cháy khí được giám sát áp lực từ hệ thống báo cháy, khi bình khí bị giảm áp, mất áp sẽ đưa ra cảnh báo lỗi trên hệ thống báo cháy.

– Trạng thái xả khí chữa cháy được giám sát qua công tắc áp lực xả khí để đưa tín hiệu cảnh báo cháy đến hệ thống báo cháy khi bình kích hoạt xả khí.

hệ thống chữa cháy tự động bằng khí sạch fm-200

III. CÁC BƯỚC NGHIÊN CỨU

3.1 Lựa chọn chất chữa cháy

Trong các loại chất chữa cháy nêu trên, chúng tôi định hướng sử dụng chất chữa cháy FM-200 (HFC-227ea) cho bình chữa cháy tự động vì các đặc tính sau:

– Thiết kế hệ thống, tính toán lượng chất khí chữa cháy được thực hiện theo TCVN 7161-9:2009.

– Hiệu quả chữa cháy cao, chất lượng chữa cháy cần sử dụng ít hơn so với các chất khí chữa cháy khác.

– Áp lực lưu trữ thấp, an toàn cho quá trình lưu trữ và sử dụng.

– Độ ổn định cao, thời gian sử dụng dài.

– Chất chữa cháy FM-200 (HFC-227ea) đã được sử dụng phổ biến ở Việt Nam, việc cung cấp dịch vụ nạp lại thuận tiện.

3.2 Chế tạo bình chữa cháy

– Với chất chữa cháy FN-200 theo TCVN 7161-9 cho phép sử dụng tại áp lực nạp 25 bar hoặc 42 bar. Bình chữa cháy tự động định hướng cho sử dụng với không gian có thể tích nhỏ dưới 100m³, không sử dụng đường ống dẫn khí nên không cần sử dụng áp lực cao. Do vậy bình khí được thiết kế sử dụng áp lực 25 bar.

– Vỏ bình chữa cháy có hai công nghệ chế tạo chủ yếu là đúc nguyên khối và gia công hàn từ tấm thép. Với áp lực làm việc 25 bar chúng tôi lựa chọn bình thép hàn. Việc chế tạo hoàn toàn chủ động tại Việt Nam.

Tính toán thiết kế vỏ bình chịu áp, độ dày vỏ bình được thực hiện theo các tài liệu tham chiếu [8], [9], [10], [11], [12].

Bề mặt ngoài được sơn phủ epoxy đảm bảo thẩm mỹ và độ bền cao.

Hình 1: Thiết kế vỏ bình chữa cháy

3.3 Bộ phận cảm biến nhiệt

Bộ phận cảm biến nhiệt có chức năng kích hoạt khi nhiệt độ tại khu vực lắp đặt đạt ngưỡng để kích hoạt xả khí FM-200(HFC-227ea) chữa cháy. Sự hoạt động ổn định và an toàn của bộ phận cảm biến nhiệt đóng vai trò quan trọng trong sự hoạt động ổn định và an toàn của bình chữa cháy tự động.

Do vậy, chúng tôi lựa chọn sử dụng sản phẩm cảm biến nhiệt dạng bầu thủy tinh (glass thermal bulb) từ nhà sản xuất JOB-Đức, là nhà sản xuất cảm biến nhiệt dạng bầu thủy tinh từ những năm 1970, là nhà phát minh ra cảm biến nhiệt dạng bầu thủy tinh,hiện tại đang cung cấp cho các nhà sản xuất đầu phun sprinkler lớn trên thế giới như Tyco, Viking…Các sản phẩm cảm biến nhiệt dạng bầu thủy tinh từ nhà sản xuất JOB có dải nhiệt độ rộng, được kiểm định bới các cơ quan có uy tín trên thế giới như UL, LPCB…

IV. THỰC NGHIỆM

4.1 Thông số sản phẩm

Sản phẩm sau quá trình nghiên cứu chế tạo có các thống số chính như sau:

– Bình thép hàn, áp lực làm việc 25 bar

– Áp lực kiểm tra vỏ bình: 69 bar

– Dải nạp FM-200(HFC-227ea): 7kg-15kg

– Cảm biến nhiệt: Phản ứng nhanh

– Nhiệt độ kích hoạt: 68⁰C (tiêu chuẩn) các mức nhiệt độ khác theo yêu cầu khu vực lắp đặt.

4.2 Căn cứ thử nghiệm

Việc thử nghiệm các thông số chính được tiến hành theo các yêu cầu của tiêu chuẩn UL2166 Tiêu chuẩn cho các hệ thống chữa cháy bằng khí Halocarbon, điều 36 – Thử nghiệm bình chữa cháy tự động, bao gồm các thử nghiệm sau:

– Điều kiện nhiệt độ môi trường lắp đặt

– Kiểm tra diện tích bao phú lớn nhất

– Chiều cao giới hạn tối đa

– Bố trí bình khí trong phòng cần được bảo vệ

– Thể tích lớn nhất có thể sử dụng

4.3 Thực hiện thử nghiệm hệ thống chữa cháy tự động bằng khí

– Sử dụng buồng gia nhiệt với nhiệt độ có thể cài đặt được trong dải từ 30 ̴ 100⁰C. Trang bị kèm với thiết bị đo thời gian, bộ phận đo nhiệt. Gia tăng từ nhiệt độ môi trường lên mức 60⁰C và duy trì để kiểm tra bình chữa cháy không bị tăng áp quá mức. Lượng khí nạp tại tỉ trọng nạp tối đa 900kg/m³.

– Kết quả thử nghiệm: hệ thống kích hoạt chữa cháy tự động xả hết khí chữa cháy và dập tắt đám cháy trong thời gian <10s.

– Thử nghiệm với thể tích chữa cháy lớn nhất với chiều cao giới hạn 4.5m

Kết quả thử nghiệm: Hệ thống chữa cháy hiệu quả cho không gian đến 100m³, chiều cao lắp đặt tối đa 4.5m, khoảng cách phun hiệu quả 6.5m.

V. KẾT LUẬN

Với kết quả nghiên cứu sản xuất trên đây, công ty TNHH S-TEC VINA đã đưa ra sản phẩm hệ thống chữa cháy tự động bằng khí sạch FM-200 (HFC-227ea) với tên thương hiệu SAS đáp ứng nhu cầu của thị trường và các tiêu chuẩn hiện hành. Góp một phần trang bị đảm bảo an toàn PCCC cho nhà và công trình.

VI. TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 3890:2009 Phương tiện phòng cháy và chữa cháy cho nhà và công trình -Trang bị, bố trí, kiểm tra, bảo dưỡng.

[2] TCVN 7161-1:2009(ISO 14520) Hệ thống chữa cháy bằng khí – Tính chất vật lý và thiết kế hệ thống – Phần 1: Yêu cầu chung

[3] TCVN 7161-9:2009(ISO 14520-9:2006) Hệ thống chữa cháy bằng khí – Tính chất vật lý và thiết kế hệ thống_Phần 9: Chất chữa cháy HFC 227ea

[4] TCVN 4878 : 2009(ISO 3941:2007) Phòng cháy chữa cháy – Phân loại cháy

[5] TCVN 6305-1: 2007(ISO 6128-1:2004) Phòng cháy chữa cháy- Hệ thống Sprinkler tự động – Phần 1: Yêu cầu và phương pháp thử đối với Sprinkler

[6] UL2166: Tiêu chuẩn cho hệ thống chữa cháy bằng khí sạch Halocarbon.

[7] Chất chữa cháy FN-200, đặc tính, sử dụng, bải quản và xử lý – The Chemours Company FC, LLC. (FM-200 Fire Extingguishing Agent – Properites, Uses, Storage, and Handling)

[8] TCVN 6156:1996 Bình chịu áp lực

[9] TCVN 6156:1997 Chai chứa khí – Chai chứa khí bằng thép hàn có thể nạp lại;

[10] TCVN 6294:2007 (ISO 10460:2005)về Chai chứa khí – Chai chứa khí bằng thép cacbon hàn – Kiểm tra và thử định kỳ

[11] TCVN 6008:1995 về thiết bị áp lực – Mối hàn – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp kiểm tra do Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường ban hành

[12] TCVN 7388-3:2004 (ISO 9809-3 : 2000) về Chai chứa khí – Chai chứa khí bằng thép không hàn có thể nạp lại được – Thiết kế, kết cấu và thử nghiệm