（精編）細(xì)水霧滅火系統(tǒng)

1、本word文檔可編輯可修改 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)介紹本文介紹了細(xì)水霧 的概念及滅火原理，扼要地說(shuō)明了各種細(xì)水霧滅火系統(tǒng) 的構(gòu)成及其應(yīng)用，并結(jié)合有關(guān)試驗(yàn)成果，對(duì)其滅火效果進(jìn)行總結(jié)和分析。細(xì)水霧 的定義“細(xì)水霧”（watermist）是相對(duì)于“水噴霧”(waterspray) 的概念，所謂 的細(xì)水霧，是使用特殊噴嘴、通過(guò)高壓噴水產(chǎn)生 的水微粒。在 NFPA750中，細(xì)水霧 的定義是：在最小設(shè)計(jì) 工作壓力下、距噴嘴 1米處 的平面上，測(cè)得水霧最粗部分 的水微粒直徑 Dv0.991不大于 1000按水霧中水微粒 的大小，細(xì)水霧分為 3級(jí)，如圖 1所示。第1級(jí)細(xì)水霧為 Dv0.1=100同 Dv0.9=200

2、連線 的左側(cè)部分，這些代表最細(xì) 的水霧。第 2級(jí)細(xì)水霧，是第 1級(jí)細(xì)水霧 的界限與 Dv0.1=200同Dv0.9=400連線之間 的部分。這種細(xì)水霧可由高壓噴嘴、雙流噴嘴或許多沖撞式噴嘴產(chǎn)生。由于有較大 的水微粒存在，相對(duì)于1級(jí)細(xì)水霧， 2級(jí)細(xì)水霧更容易產(chǎn)生較大 的流量。本word文檔可編輯可修改 第 3級(jí)細(xì)水霧為 Dv0.9大于 400，或者第 2級(jí)細(xì)水霧分界線右側(cè)至 Dv0.99=1000之間 的部分。這種細(xì)水霧主要由中壓、小孔噴淋頭、各種沖擊式噴嘴等產(chǎn)生。研究表明，撲滅 B類火災(zāi)水霧顆粒小于 400是必需 的，而較大 的顆粒對(duì)于 A類火災(zāi)是有效 的，這是由于燃料被浸濕。正因?yàn)槿绱?，?xì)水

3、霧 的定義包括了 Dv0.99為 1000。在 NFPA750中定義 的細(xì)水霧，既包含了 NFPA15中定義 的一部分水噴霧系統(tǒng)（ WaterSpray），又包含了在高壓狀態(tài)下普通噴淋系統(tǒng)（Sprinklers）產(chǎn)生 的水霧。一般情況下，細(xì)水霧是指 Dv0.9小于400 的水霧。細(xì)水霧 的滅火機(jī)理及應(yīng)用細(xì)水霧滅火系統(tǒng)成功 的關(guān)鍵，是增加單位體積水微粒 的表面積。水微粒子化以后，即使同樣體積 的水，也可使總表面積增大。而表面積 的增大，更容易進(jìn)行熱吸收，冷卻燃燒反應(yīng)。吸收熱 的水微粒容易汽化，體積增大約 1700倍。由于水蒸汽 的產(chǎn)生，既稀釋了火焰附近氧氣 的濃度，窒息了燃燒反應(yīng)，又有效地控制了

4、熱輻射?？梢哉J(rèn)為，細(xì)水霧滅火主要是通過(guò)高效率 的冷卻與缺氧窒息 的雙重作用。 細(xì)水霧水微粒直徑大小 的分布與滅火能力 的關(guān)系是個(gè)復(fù)雜 的問(wèn)題。一般來(lái)講，第 1級(jí)和第 2級(jí)細(xì)水霧用于撲滅液體燃料池內(nèi) 的火災(zāi)效果較好，而且不會(huì)攪動(dòng)池內(nèi) 的液面。通常情況下，用第 1級(jí)水霧撲滅類可燃物是比較困難 的，這可能是該細(xì)水霧不能穿透碳化層而浸濕燃燒物質(zhì)。然而，因?yàn)榧?xì)水霧 的噴射速度很高，在燃燒處于表面或封閉空間內(nèi)，有利于氧氣減少 的情況下，還是可以撲滅類可燃物 的。這說(shuō)明，對(duì)于一定 的燃燒物，細(xì)水霧 的顆粒直徑不是決定滅火能力 的唯一因素。 系統(tǒng) 的滅火效果還與細(xì)水霧相對(duì)于火焰 的噴射方向、速度和噴水強(qiáng)度等有

5、密切 的關(guān)系。美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室（ NavalResearchLaboratory）曾對(duì)下列 3種細(xì)水霧滅火系統(tǒng) 的滅火效果做了一系列試驗(yàn)：?jiǎn)瘟鞯蛪合到y(tǒng)（ Single-FluidLow-PressureSystems）、單流高壓系統(tǒng)（ Single-FluidHigh-PressureSystems）和雙流系統(tǒng)（Twin-FluidSystems）。試驗(yàn)表明，單流低壓系統(tǒng)產(chǎn)生較大 的水微粒，在撲滅深層 的A類火災(zāi)時(shí)，表現(xiàn)出良好 的效果。這是由于其相對(duì)較大 的流量 (單流高壓系統(tǒng) 的至倍 )，產(chǎn)生了表面 的浸濕作用，但減弱了系統(tǒng)撲滅受遮擋 的火災(zāi) 的能力。而單流高壓系統(tǒng) 的滅火效果則完全相反，由于

6、較小 的水微粒直徑，提高了撲滅受遮擋火災(zāi) 的能力， 而減弱了撲滅深層 的 A類火災(zāi)時(shí) 的效果。試驗(yàn)顯示，大空間內(nèi)受阻擋 的火災(zāi)，當(dāng)火災(zāi)處 的氧氣濃度降到 18%以下時(shí)，火焰即可熄滅。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與鹵代烷或其它氣體滅火系統(tǒng)相比， 滅火時(shí)間要長(zhǎng)得多，前者約為 100-200秒，后者約為 10-20秒。另外，封閉空間開(kāi)口大小對(duì)細(xì)水霧滅火效果 的影響較小，在敞開(kāi)空間內(nèi)，細(xì)水霧系統(tǒng)比氣體滅火系統(tǒng)具有非常明顯 的優(yōu)勢(shì)。火災(zāi)規(guī)模 的大小，對(duì)細(xì)水霧滅火系統(tǒng) 的滅火效果也有影響，燃燒猛烈 的火災(zāi)較燃燒緩慢 的火災(zāi)容易被撲滅。 這是由于前者氧氣消耗 的快，并伴隨有大量蒸氣和紊流 的產(chǎn)生。細(xì)水霧系統(tǒng)噴水 的同時(shí)，

7、火場(chǎng) 的溫度急劇下降，這有助于人 工滅火并減少熱量造成 的財(cái)產(chǎn)損失。關(guān)于細(xì)水霧 的電氣絕緣性，國(guó)外某公司曾用SecuripexFire-Scope2000細(xì)水霧滅火系統(tǒng)做過(guò)試驗(yàn)，將該系統(tǒng)噴入設(shè)有電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和配電盤(pán) 的封閉房間內(nèi)，上述設(shè)備內(nèi)部 的電壓為 220440V。結(jié)果顯示，在釋放過(guò)程中，電阻讀數(shù)明顯下降，但和通常一樣，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。在一般情況下，隨著設(shè)備變得干燥，電阻值會(huì)恢復(fù)到正常值。細(xì)水霧系統(tǒng)能否用于電器設(shè)備，關(guān)鍵在于水霧微粒 的大小。某一種類 的細(xì)水霧系統(tǒng)用于電器設(shè)備 時(shí)，應(yīng)通過(guò)有關(guān)部門(mén) 的認(rèn)證。細(xì)水霧系統(tǒng)可用于保護(hù) 工廠貴重 的生產(chǎn)設(shè)備、 高層建筑內(nèi) 的油浸電力變壓器室、自備柴油

8、發(fā)電機(jī)房及其儲(chǔ)油間和燃油、 燃?xì)忮仩t房。高壓及雙流介質(zhì)細(xì)水霧系統(tǒng)，可用于重要 的高層建筑內(nèi) 的高、低壓配電室，重要 的電子通信設(shè)備機(jī)房，電廠 的控制室，燃?xì)鉁u輪機(jī)等場(chǎng)所。細(xì)水霧滅火系統(tǒng) 的分類細(xì)水霧噴嘴，是含有一個(gè)或多個(gè)孔口，能夠?qū)⑺戊F化 的裝置，它是系統(tǒng)中最為關(guān)鍵 的部件。細(xì)水霧噴嘴產(chǎn)生水微粒 的原理為下列五種方式之一，液體以相對(duì)于周圍 的空氣很高 的速度被釋放出來(lái)，由于液體與空氣 的速度差而被撕碎為水微粒子； 液體流碰到固定 的表面，因碰撞產(chǎn)生水微粒子；兩股組成類似 的水流相互碰撞，每股水流都形成水微粒子；液體振動(dòng)或電子粉碎成水微粒子（超聲波和靜電霧化器）；液體在壓力容器中被加熱到高于沸

9、點(diǎn)，突然被釋放到大氣壓力狀態(tài)（突發(fā)液體噴霧器）。按不同 的標(biāo)準(zhǔn)細(xì)水霧系統(tǒng)可分為下列系統(tǒng)：低壓系統(tǒng)， 工作壓力小于 12.1bar(175psi*)；中壓系統(tǒng)， 工作 壓力為 12.1bar(175psi)34.5bar（500psi）;高壓系統(tǒng)， 工作壓力大于 34.5bar(500psi)。局部應(yīng)用系統(tǒng)（ LocalApplicationSystems），如保護(hù)蒸氣渦輪機(jī)組軸承，煉油廠 的熱油泵；全淹沒(méi)系統(tǒng)（TotalFloodingApplicationSystems），保護(hù)整個(gè)防護(hù)區(qū)，如燃?xì)鉁u輪機(jī)組機(jī)房。預(yù)制系統(tǒng)（PreengineeredSystems），如壓縮氣體鋼瓶驅(qū)動(dòng) 的雙流系統(tǒng)

10、，鋼瓶及水罐有若干種規(guī)格，都是在 工廠加 工好 的，設(shè)計(jì)中根據(jù)防護(hù)區(qū)面積 的大小來(lái)選擇； 工程系統(tǒng)（EngineeredSystems），其構(gòu)成和 工作方式類似常規(guī) 的雨淋系統(tǒng)（DelugeSystems）。單流介質(zhì)系統(tǒng) (SingleFluidMediaSystems)和雙流介質(zhì)噴霧系統(tǒng)(TwinFluidMediaSystems)。單流介質(zhì)系統(tǒng)，是僅以水為滅火劑，由一路管道供到噴嘴。系統(tǒng)由噴嘴，水泵雨淋閥，探測(cè)器及控制器組成。雙流介質(zhì)噴霧系統(tǒng)，水及霧化介質(zhì)由不同 的管路分別供給，并在噴嘴處混合、碰撞而產(chǎn)生水微粒子，該水霧噴嘴 的外形見(jiàn)圖 3。霧化介質(zhì)分為兩路，一路用于推動(dòng)儲(chǔ)水罐內(nèi) 的水，另

11、一路直接供到噴嘴。儲(chǔ)水罐內(nèi) 的水處于常壓，滅火時(shí)由高壓氣體推動(dòng)而進(jìn)入防護(hù)區(qū)。霧化介質(zhì)是可以通過(guò)與水混合并產(chǎn)生細(xì)水霧 的 高壓空氣或其他氣體。實(shí)際 工程中 的細(xì)水霧滅火系統(tǒng)往往是上述幾種分類 的組合，現(xiàn)以應(yīng)用較為廣泛 的 SecuripexFire-Scope2000細(xì)水霧滅火系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)屬于是低壓、雙流、預(yù)制式系統(tǒng)。噴嘴內(nèi)氣、水兩種介質(zhì) 的 工作壓力 5.5bar，產(chǎn)生水微粒尺寸為 200，噴嘴 的特性系數(shù) K=4.5L/min.bar1/2，推薦噴頭間距為 3.0m，相應(yīng)噴水強(qiáng)度為0.95L/min.m2。系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)水力計(jì)算，低壓系統(tǒng)類似普通噴淋系統(tǒng)，按 Hazen-Williams公

12、式計(jì)算，中壓、高壓系統(tǒng)按 Darcy-Weishach公式計(jì)算。由于流速、水溫、粘滯系數(shù)及管道粗糙系數(shù)極大地影響水 的紊流程度，從而影響管路 的壓力損失，而 H-W公式不能對(duì)上述參數(shù)作出修正。一般情況下，特別是中、高壓細(xì)水霧系統(tǒng)，比低壓細(xì)水霧系統(tǒng)更容易出現(xiàn)較高 的流速。由于 D-W公式充分考慮了實(shí)際流體特性，即雷諾數(shù)和管壁粗糙度，所以中壓、高壓系統(tǒng)按D-W公式而不用 H-W公式。又由于管徑越小，管壁粗糙影響越大。當(dāng)設(shè)計(jì)中為減小系統(tǒng)重量而選擇很高 的摩阻損失， 以便安裝在受限制 的空間內(nèi)，如飛機(jī) 的貨倉(cāng)內(nèi)，用 H-W公式計(jì)算不精確，則應(yīng)采用 D-W公式。 噴頭設(shè)置，噴淋或普通水噴霧系統(tǒng)是按設(shè)計(jì)噴

13、水強(qiáng)度設(shè)置噴頭，細(xì)水霧噴頭 的設(shè)置 的間距、與墻體 的距離、距障礙物 的距離以及與吊頂 的距離是根據(jù)各種噴頭 的特性而定， 不涉及噴水強(qiáng)度 的概念。過(guò)濾器設(shè)置，固體顆粒物 的累積有可能造成系統(tǒng)水頭損失 的增大或堵塞，在系統(tǒng) 的供水干管或立管上設(shè)過(guò)濾器。 濾網(wǎng)孔眼最大尺寸不應(yīng)大于最小噴嘴孔口直徑 的百分之八十。 某些時(shí)候，還需要在每個(gè)噴嘴前設(shè)過(guò)濾器。系統(tǒng)水源應(yīng)保證系統(tǒng)噴霧時(shí)間不小于 30分鐘。當(dāng)然這并非要求滅火時(shí)間一定是 30分鐘，如 SecuripexFire-Scope2000系統(tǒng)用于內(nèi)燃機(jī)房、或可燃油事故儲(chǔ)油池時(shí) 的滅火時(shí)間是10分鐘。系統(tǒng) 的組成，預(yù)制系統(tǒng)前文已經(jīng)介紹過(guò)了，其它系統(tǒng)一般為雨淋系統(tǒng)，由雨淋閥、水霧噴頭、管路、探測(cè)器及控制器組成，雨淋閥是專門(mén)用