NỘI DUNG

  1. GIẢI PHÁP SỬ DỤNG KHÍ CO2
    • Giới thiệu giải pháp
    • Nguyên lý chữa cháy
    • Đặc điểm ứng dụng
  2. GIẢI PHÁP SỬ DỤNG KHÍ FM-200
    • Giới thiệu giải pháp
    • Nguyên lý chữa cháy
    • Đặc điểm ứng dụng
  3. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP
    • Đánh giá đặc điểm giải pháp
    • Lựa chọn giải pháp
  1. GIẢI PHÁP SỬ DỤNG KHÍ CHỮA CHÁY CO2
    • Giới thiệu giải pháp

Giải pháp đưa ra sử dụng khí chữa CO2 cho các phòng chức năng: trong đó khí có thành phần là 100% Cacbondioxit, được nạp trong các bình 68l – 45KG / 87L – 58KG. Áp lực trong bình được nén ở 58 bar tại nhiệt độ tiêu chuẩn.

Các bình chứa khí CO2 được kích thông qua hệ thống điều khiển. Tín hiệu từ tủ điều khiển sẽ kích hoạt van điện từ sẽ kích hoạt xả các bình khí CO2.

Hệ thống bao gồm đường ống dẫn khí đến các đầu phun sử dụng thép đúc chịu áp lực cao.

Lắp đặt điển hình khí chữa cháy CO2

Các bình khí được khuyến cáo lắp tại khu vực riêng, không nên đặt trực tiếp tại khu vực bảo vệ do chứa áp lực cao.

  • Nguyên lý chữa cháy
  1. Khí CO2 chữa cháy theo nguyên lý thu nhiệt và giảm mật độ Oxy

Có 3 yếu tố duy trì sự cháy như sau:

  • Oxy
  • Nhiệt độ
  • Nhiên liệu (vật liệu cháy)

  • Để dập tắt đám cháy, các giải pháp chữa cháy đều nhằm mục đích tách ít nhất một trong 3 yếu tố trên khói đám cháy, khi đó đám cháy sẽ không thể duy trì.
  • Thành phần không khí bao gồm:

                        Nitrogen         (N2)                78.09  % Thể tích

                        Oxygen          (O2)                20.95 % Thể tích

                        Argon             (Ar)                 0.93 % Thể tích

                        Carbon dioxide (CO2)         0.03 % Thể tích

  • Sử dụng khí chữa cháy CO2 xả vào môi trường có đám cháy để làm tăng mật độ chiếm chỗ trong không khí của khí đó (CO2) đồng thời làm giảm mật độ của Oxy trong vùng bảo vệ. Đám cháy không thể duy trì khi mật độ Oxy <14%.
  • Đặc điểm ứng dụng
  • Khí chữa cháy CO2 chứa áp lực cao nên khuyến cáo có khu đặt bình riêng đặt ngoài khu vực bảo vệ.
  • Khí CO2 chữa cháy gây nguy hiểm cho con người khi xả khí, do đó khi thiết kế với khu vực có người cần trang bị các van khoá trên đường ống để khoá van khi có người tại khu vực bảo vệ.
  • Phòng sử dụng chữa cháy bằng khí CO2 nhất thiết phải được trang bị cửa xả áp, kích thước cửa xả áp phải được tính bằng phần mềm để đảm bảo hiệu quả xả áp khi chữa cháy không sẽ gây phá vỡ kết cấu tường khi xả khí chữa cháy. Cửa xả áp phải sử dụng damper chuyên dụng để tránh ảnh hưởng đến nhiệt độ phòng trong quá trình hoạt động bình thường.
  • Theo quy định tại mục g, điều 5, TCVN 6101:1990, khí CO2 nặng hơn không khí, nên sau khi xả có xu hướng tập trung tại các vị trí trũng thấp, với khu vực tầng hầm, phòng kín, cần có giải pháp hút khí CO2 khỏi phòng sau khi xả khí trước khi cho phép con người tiếp cận khu vực.
  • Lượng CO2 phải được dự trữ 100% theo quy định tại điều 18 TCVN 6101:1990.
  • Tính toán thiết kế theo tiêu chuẩn:

NFPA 12: Hệ thống chữa cháy khí CO2

TCVN 6101:1990: Hệ thống chữa cháy bằng khí CO2

  1. GIẢI PHÁP SỬ DỤNG KHÍ FM-200
    • Giới thiệu giải pháp

Hệ thống bao gồm các bình chứa khí FM-200 được nén bằng Nito khô đến áp suất 25 bar/42 bar, đường ống dẫn khí từ bình chứa đến các đầu phun trong khu vực bảo vệ, và các đầu phun xả khí.

Bình chứa khí FM-200

         Lượng khí được tính cho mỗi phòng được tính toán bằng phần mềm chuyên dụng của nhà sản xuất. Lượng khí được nạp vào các cỡ bình tương ứng. Lượng khí chữa cháy cho mỗi phòng được nạp chính xác theo nồng độ thiết kế.

Phần mềm tính toán chữa cháy FM-200 của nhà sản xuất

Chất khí chữa cháy HFC-227ea (FM-200) có tính chất vật lý như sau:

         Công thức hóa học                  CF3CHFCF3 (C3F7H) 

         Phân tử khối                             170.03

         Nhiệt độ đông                          -204°F            (-131°C)

         Điểm sôi tại 1Atm                   2.6°F              (-16.4°C)

         Nhiệt độ giới hạn                   215.1°F          (101.7°C)

         Chỉ số phá hủy tần Ozone      ODP 0

Các bình chứa khí FM-200 áp lực thấp, nên có thể đặt trực tiếp trong khu vực bảo vệ. Áp lực khí khi xả ra đường ống chỉ còn 10-12 bar (theo số liệu phần mềm tính toán), nên không cần sử dụng ống chịu áp, giảm chi phí đầu tư.

Hình minh họa lắp đặt hệ thống chữa cháy khí FM-200

Toàn bộ các thiết bị của hệ thống chữa cháy khí FM-200 bao gồm:

  • Bình chứa khí
  • Khí FM-200
  • Đầu phun xả khí
  • Van điện kích hoạt xả khí
  • Phụ kiện đầu bình
  • Phần mềm tính toán
    • Nguyên lý chữa cháy

Tính chất chữa cháy của khí FM-200 hoàn toàn theo tác động vật lý, dựa trên đặc điểm nhiệt độ tới hạn của khí FM-200 tại 1010C. Tại nhiệt độ tới hạn 1010C, phân tử khí FM-200 bị tách thành 10 phần làm tăng thể tích chiếm chỗ xung quanh đám cháy, đồng thời thu nhiệt trong quá trình phân tách.

Quá trình tách phân tử của khí HFC-227ea (FM-200) tại nhiệt độ tới hạn

Hình ảnh xả khí HFC-227ea (FM-200) chữa cháy thực tế

  • Trong quá trình phân tách phân tử, khí FM-200 tạo ra thành phần HF là axit halogen. Tuy nhiên phần mềm tính toán hệ thống đảm bảo thời gian xả khí <10s lượng HF tạo ra sẽ ở mức tối thiểu, không gây bất cứ ảnh hưởng nào đến thiết bị đang hoạt động.
  • Do khí FM-200 chỉ phân tách tại vùng có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn, nên quá trình tách phân tử chỉ diễn ra tại vị trí nguồn cháy, hơn nữa thời gian <10s toàn bộ lượng khí đã xả ra khu vực bảo vệ, dập tắt đám cháy ngay lập tức, khi đám cháy tắt không còn nguồn nhiệt để tách phân tử khí FM-200 tạo ra HF.
  • Đặc điểm áp dụng

Khí HFC-227ea (FM-200) đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới và Việt Nam với các ứng dụng cho phòng điện, phòng máy chủ

Tại Việt Nam được ứng dụng trong phòng máy chủ các công trình: Mobiphone, Viettel, G-Phone, CMC Telecom, Ngân hàng Techcombank, Ngân hàng Eximbank, Ngân hàng VIB, Phòng máy chủ IBM…

Với đặc điểm là khí sạch, không màu, không mùi, không dẫn điện, không để lại tạp chất, nên không cần công tác vệ sinh sau khi xả khí chữa cháy, giảm tối đa thời gian dừng hệ thống

Khí hoàn toàn không dẫn điện, nên không nhất thiết phải dừng toàn bộ hệ thống khi xả khí.

Tiêu chuẩn áp dụng:

Tính toán thiết kế sử dụng khí FM-200 theo các tiêu chuẩn:

TVCN 7161:2009 – Phần 9: Khí chữa cháy FM-200.

ISO 14520: Gaseous fire-extinguishing systems

NFPA 2001: Clean agent extinguishing system standard

Hình ảnh so sánh về khối lượng giữa các giải pháp chữa cháy

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP

  • Đánh giá đặc điểm giải pháp

Đặc điểm của các giải pháp chữa cháy khí đưa ra được tóm tắt trong bảng sau:

Đặc điểm

CO2

HFC-227ea (FM-200)

 

Phân loại

Cacbondioxit (CO2)

Halocarbon

 

Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 6101:1990: Hệ thống chữa cháy bằng khí CO2

- NFPA12 Hệ thống chữa cháy bằng khí CO2

 

- TCVN7161:2009: Hệ thống chữa cháy bằng khí.

- NFPA 2001 Hệ thống chữa cháy bằng khí sạch.

ISO14520: hệ thống chữa cháy bằng khí

 

Nguyên lý chữa cháy

- Giảm mật độ chiếm chỗ Oxy

- Thu nhiệt môi trường

- Giảm mật độ chiếm chỗ Oxy

- Thu nhiệt môi trường

 

Tính toán lượng khí

Sử dụng bình 68 lít chứa 45kg khí CO2 ở dạng hóa lỏng. Nồng độ thiết kế 30% - 70%.

Lượng khí nạp chính xác theo kết quả tính bằng phần mềm. Nồng độ tối thiểu 7.9% theo TCVN 7161-9:2009.

 

Ảnh hường đến con người.

-   Ngừng thở tại 8-10% CO2

Xả trực tiếp vào người: gây bỏng da (bỏng lạnh), mù mắt, hỏng tai.

-   Không ảnh hưởng

 

Ảnh hưởng đến môi trường

-   Có

-   Không

 

Áp lực lưu trữ (tại nhiệt độ tiêu chuẩn)

58 bar

25 bar / 42 bar

 

Chỉ số phá hủy tầng Ozone

0

0

 

Thời gian xả khí chữa cháy

< 60s

< 10s

 

Thay thế / Nạp lai sau xả khí

Nạp lại

Nạp lại

 

Thông khí sau khi xả

Yêu cầu thông thoáng, hút hết khí CO2 sau khi xả khí.

Không yêu cầu

 

Tiêu chuẩn

NFPA 12

TCVN 6101: 1990

UL/FM

NFPA 2001

TCVN 7161:2009

UL/FM

 

Ứng dụng điển hình

-      Trạm điện (khu vực không có người)

-      Hầm cáp

-      Phòng máy phát

-      Phòng phun sơn

-      Kho chứa nhiên liệu

 

-   Phòng điện có người

-   Phòng thí nghiệm thiết bị

-   Nhà máy dầu – khí

-   Phương tiện viễn thông

-   Phòng máy chủ

-   Phòng điều khiển

 

 

  • Lựa chọn giải pháp

Với các phân tích ở trên, giải pháp chữa cháy khí để đảm bảo đồng thời các yêu cầu:

  • Chữa cháy hiệu quả.
  • An toàn với thiết bị điện tử.
  • An toàn với con người làm việc trong vùng bảo vệ.
  • Thời gian dừng hệ thống (downtime) là tối thiểu.
  • Được chứng nhận bởi các tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế.

Chúng tôi lựa chọn giải pháp sử dụng khí HFC-227ea (FM-200) cho các phòng kỹ thuật điện.

  • An toàn cho khu vực có người, không ảnh hưởng tới môi trường.
  • Khí HFC-227ea (FM-200) đã được ứng dụng phổ biến trên thế giới và tại Việt Nam.
  • Trọng lượng cũng như diện tích đặt bình của hệ thống HFC-227ea (FM-200) nhỏ hơn so với trường hợp dùng khí chữa cháy CO2 nhiều lần.
  • Toàn bộ hệ thống được sản xuất đồng bộ bao gồm: bình chứa khí, van đầu bình, các phụ kiện lắp đặt.