择要：为进步FM-200气体灭火组合分派体系钢瓶选型疾速性、周全性。搭建了灭火剂设想用量及钢瓶选型数学模子，基于列举算法，经由进程C++说话体例法式，完成FM-200气体灭火组合分派体系钢瓶主动选型设想。与传统试凑法比拟，列举算法可找出各个防护区知足束缚前提的一切钢瓶数及药剂量充装规模；并且，在钢瓶型号肯定下，列举算法可以或许或许或许肯定全数防护区所需钢瓶最小值及钢瓶充装量最小值，此成果为造价最低的一组成果。
关头词：七氟丙烷钢瓶；灭火剂用量；列举算法；
作者简介：田蔷蔷 上海勘察设想研讨院无限公司
七氟丙烷（FM-200）气体灭火具备较高的灭火效力和无净化等长处，最近几年来，国际愈来愈多场合须要利用七氟丙烷气体灭火体系停止掩护[1]。FM-200组合分派体系开端设想中，起首应予斟酌的题目便是FM-200药剂量及钢瓶选型题目，钢瓶型号、数目及药剂量的肯定，对FM-200安排及经济性起到相当首要的感化。
从现有文献来看，国际在FM-200法式化钢瓶选型设想方面的研讨任务较少。在FM-200钢瓶选型设想中，设想职员常常接纳excel表格经由进程频频试算对防护区钢瓶停止选型设想，这类体例效力较低，且在钢瓶型号肯定下，得出的设想打算所肯定的钢瓶数目及药剂量很难是最小值，从而形成名目本钱偏高。且七氟丙烷气体消防组合分派体系钢瓶选型计较进程烦琐，各个计较数据息息相干，一个数据的转变都须要从头校核计较成果，即便设想职员经由进程频频试算得出打算，但也很难得出一切知足前提的打算，形成打算设想单方面性。
固然FM-200组合分派体系计较量较大，但组合分派体系的每一个防护区灭火剂用量可以或许或许或许经由进程数学公式切确计较，全数体系钢瓶型号是标准系列，且每一个钢瓶药剂充装量在现实利用进程中都有必然限定，且知足必然束缚前提。是以在钢瓶型号肯定下，经由进程从大到小遍历钢瓶药剂量，可以或许或许或许周全找出知足各个束缚前提的打算。列举算法是咱们在平常中利用到的最多的一个算法，它的焦点思惟便是列举一切的可以或许或许。列举算法简略，成果切确且周全，在部分处所利用列举法，成果非常的好。是以可以或许或许或许将列举算法利用于FM-200组合分派钢瓶选型设想中。
针对FM-200组合分派体系存在的题目，本文接纳列举算法，利用C++法式化说话编程完成七氟丙烷气体灭钢瓶选型设想，并连系工程实例对算法的可行性停止考证。
一、灭火剂设想用量计较
记region_r 为第r个防护地区，则防护区r灭火剂设想用量可由式（1）计较，防护区现实利用的浓度不应当大于灭火设想浓度的1.1倍[2]。
式中，Wr为防护区r灭火剂设想用量，kg；Wrmax为防护区r灭火剂最大用量，kg；Vr为防护区净容积，单元为m3；K为海拔高度批改系数；Cr为防护区r七氟丙烷灭火设想浓度，（%）；S为七氟丙烷过热蒸汽在101KPa大气压和防护区最低情况温度下的品质体积（m?/kg）；Tr为防护区最低情况温度，（℃）；
二、钢瓶选型计较
（一）肯定方针函数
（1）本文但愿取得七氟丙烷组合分派体系在特定型号钢瓶HFCVj下所需钢瓶Nrj和Nj的全数组合，并取得所需钢瓶数最小值Nj及钢瓶充装药剂量最小值。
组合分派体系的灭火剂贮存量，应按贮存量最大的防护区肯定[2]，统一集流管上的贮存容器，其规格、充装压力和充装量应不异[2]。Nrj和Nj可经由进程以下数学道理公式得出，此中式（4）需知足前提（5）。
式中，Nrj为防护区r在特定型号钢瓶HFCVj下所需钢瓶数；Nj为全数防护区在特定型号钢瓶HFCVj下所需总钢瓶数；ceil（指定抒发式）功效为前往大于或便是指定抒发式的最小整数；floor（指定抒发式）功效为前往小于或便是指定抒发式的最小整数；wji为防护区r接纳钢瓶HFCVj时，单只钢瓶灭火剂有用充装量，kg；HFCVj 为第j个型号的钢瓶的容量，钢瓶型号普通取值为40L、68L、70L、90L、100L、120L、180L等；
（二）自变量的变更区间
本文但愿防护区在Nrj和Nj肯定后，找到每一个钢瓶充装药剂量的最小值和最大值，则wji知足以下束缚前提。
式中，ρmin，ρmax 别离为钢瓶的最小和最大装剂量密度，别离取值为0.65和0.95（可按照差别厂家取值停止调剂），单元为kg/L；wjre为第j种规格钢瓶的贮存容器内的灭火剂残剩量和管网内的灭火剂残剩量均匀到每一个钢瓶后之和[2]，单元为kg；
三、用列举算法完成FM-200钢瓶选型设想
对每一个型号的钢瓶 HFCVj计较进程，列举查找算法计较流程如图1所示，步骤以下：
（1）按照公式（1）和公式（2）计较每一个防护区的灭火剂设想用量和最大用量。
（2）按照式（8）计较确以后钢瓶HFCVj的最小最大装剂量；
（3）从大到小遍历 [wjmin-wjre，wjmax-wjre]，记为wji；这里i=1,2,…,n；wj1= wjmax-wjre，wj（i+1）= wji-wre，这里wre取值为0.001。
因算法是在每一个型号钢瓶肯定时，对每一个防护区遍历钢瓶药剂量是从最大批起头遍历，以是知足各个束缚前提的第一个解，便是七氟丙烷组合分派体系在特定型号钢瓶HFCVj下所需钢瓶数最小值Nrj和Nj。
（4）若是wji不知足式（7），则j=j+1，频频步骤（2），若是wji知足式（7），履行步骤（5）。
（5）按照式（4）和（5），计较在wji下，防护区r须要的瓶数Nrj。
若存在一个防护区，找不到知足前提的钢瓶数，则回到步骤（3）取下一个剂量，履行步骤（4），直到寻觅到第一个知足前提的wji及钢瓶数值Nrj，取Nj=max{N1j，N2j，… Nnj}，第一个知足前提的Nrj和Nj，wji 便是一个知足束缚前提的解，且这组解便是七氟丙烷组合分派体系在特定型号钢瓶HFCVj下所需钢瓶数最小值Nrj和Nj，第一个知足前提的wji为钢瓶充装药剂量最大值记为wjCMAX。
（6）持续频频步骤（3），取下一个剂量，若是wji不知足式（7），则j=j+1，履行步骤（2），若是wji知足式（7），按照式（4）和（5），计较在以后wji下，防护区r须要的瓶数Nrj，若是Nrj取值没转变，wjCMIN=wji, 则频频频频步骤（3），若是wji不知足式（7），则j=j+1，履行步骤（2），若是wji知足式（7），按照式（4）和（5），计较在以后wji下，防护区r须要的瓶数Nrj，直到wji的取值使Nrj变更为止，以后Nrj为新一组解，以后wji为新一组解药剂瓶充装量最大值记以后wjCMAX=wji。
（7）持续频频步骤（6）找出知足束缚前提的一切解，每组解中包罗钢瓶容量，各个防护区钢瓶数目，防护区总钢瓶数目及单个钢瓶有用充装量规模及现实充装量规模。
四、案例阐发
为了申明所提出的体例，本文给出一计较案例。国度陆地局舟山潮水能树模工程扶植名目海上升压平台首要装备房共两层，1层安排消防节制室、液压体系及光滑、变流器柜、节制柜、测试柜、电池柜、配电柜等装备；2层电气间安排变压器柜、综合监控柜、蓄电池柜、馈电柜、进线柜、柴油发机电等装备，此中柴油发机电与其余电气装备在二层差别房间内。
海上升压平台接纳七氟丙烷气体灭火体系对防护区停止掩护，防护区别离为：一层装备间、二层装备间、二层柴发室。防护区设想浓度Cr取值为9%；防护区最低情况温度为5℃；海拔批改系数K取值为1；单个钢瓶内的灭火剂残剩量和管网内的灭火剂残剩量均匀到每一个钢瓶后之和0.3kg；按照公式（1）和公式（2）得出防护区灭火剂用量见表1。工程近况接纳excel手工试算法停止钢瓶选型，打算见表2。
（一）手工算法选型打算
钢瓶规格为68L或70L，体系所需钢瓶数目为8，每一个钢瓶充装药剂量为50kg，各个防护区所需钢瓶数及灭火剂用量见表2。
（二）列举算法打算
接纳列举算法共得出7种打算，一切打算钢瓶数及单瓶充装量计较成果见表3，打算详细计较成果见表4。
由表3可知手动算法可以或许或许或许求解出防护区须要钢瓶数，但手动算法须要颠末大批试算，且手动算法仅仅只可以或许或许或许求解出钢瓶数目，但不可以或许或许或许切确求解出每一个钢瓶充装量的规模。
由表4可知，列举算法可以或许或许或许求解出一切知足前提的解，打算笼盖面全，对任何一种知足束缚前提的解，可以或许或许或许得出每种范例钢瓶充装量区间及对应现实灭火浓度规模，极大进步计较的切确性和效力。
接纳本文提出的体例，防护区若选用70L或68L钢瓶，所需最小钢瓶数目为7瓶，最小药剂量为379kg；手动算法则须要8瓶，药剂量为400kg，与手动算法比拟，本文算法可以或许或许或许找到最经济的打算。
五、结语
（1）接纳列举算法停止FM-200气体灭火钢瓶选型设想，可以或许或许或许疾速切确得出全数的钢瓶选型设想打算，有益于设想职员对设想打算停止周全阐发与评估。
（2）列举算法能找到各个防护区在特定型号钢瓶下，合适束缚前提的钢瓶数目最小值及钢瓶充装量最小值，此成果为造价最低即最优的一组成果。
（3）列举算法利用在FM-200组合分派体系钢瓶选型设想中显现了高效靠得住的特色。
参考文献：
[1]高广振.七氟丙烷灭火体系优化设想及喷嘴数值摹拟研讨[D].成都:西华大学,2010.
[2]中华国民共和国扶植部,气体灭火体系设想标准:GB50370-2005[S].北京:中国打算出书社,2006.
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