（精編）細水霧滅火系統(tǒng)

1、本word文檔可編輯可修改 細水霧滅火系統(tǒng)介紹本文介紹了細水霧 的概念及滅火原理，扼要地說明了各種細水霧滅火系統(tǒng) 的構成及其應用，并結合有關試驗成果，對其滅火效果進行總結和分析。細水霧 的定義“細水霧”（watermist）是相對于“水噴霧”(waterspray) 的概念，所謂 的細水霧，是使用特殊噴嘴、通過高壓噴水產生 的水微粒。在 NFPA750中，細水霧 的定義是：在最小設計 工作壓力下、距噴嘴 1米處 的平面上，測得水霧最粗部分 的水微粒直徑 Dv0.991不大于 1000按水霧中水微粒 的大小，細水霧分為 3級，如圖 1所示。第1級細水霧為 Dv0.1=100同 Dv0.9=200

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

3、霧 的定義包括了 Dv0.99為 1000。在 NFPA750中定義 的細水霧，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）產生 的水霧。一般情況下，細水霧是指 Dv0.9小于400 的水霧。細水霧 的滅火機理及應用細水霧滅火系統(tǒng)成功 的關鍵，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，更容易進行熱吸收，冷卻燃燒反應。吸收熱 的水微粒容易汽化，體積增大約 1700倍。由于水蒸汽 的產生，既稀釋了火焰附近氧氣 的濃度，窒息了燃燒反應，又有效地控制了

4、熱輻射?？梢哉J為，細水霧滅火主要是通過高效率 的冷卻與缺氧窒息 的雙重作用。 細水霧水微粒直徑大小 的分布與滅火能力 的關系是個復雜 的問題。一般來講，第 1級和第 2級細水霧用于撲滅液體燃料池內 的火災效果較好，而且不會攪動池內 的液面。通常情況下，用第 1級水霧撲滅類可燃物是比較困難 的，這可能是該細水霧不能穿透碳化層而浸濕燃燒物質。然而，因為細水霧 的噴射速度很高，在燃燒處于表面或封閉空間內，有利于氧氣減少 的情況下，還是可以撲滅類可燃物 的。這說明，對于一定 的燃燒物，細水霧 的顆粒直徑不是決定滅火能力 的唯一因素。 系統(tǒng) 的滅火效果還與細水霧相對于火焰 的噴射方向、速度和噴水強度等有

5、密切 的關系。美國海軍實驗室（ NavalResearchLaboratory）曾對下列 3種細水霧滅火系統(tǒng) 的滅火效果做了一系列試驗：單流低壓系統(tǒng)（ Single-FluidLow-PressureSystems）、單流高壓系統(tǒng)（ Single-FluidHigh-PressureSystems）和雙流系統(tǒng)（Twin-FluidSystems）。試驗表明，單流低壓系統(tǒng)產生較大 的水微粒，在撲滅深層 的A類火災時，表現出良好 的效果。這是由于其相對較大 的流量 (單流高壓系統(tǒng) 的至倍 )，產生了表面 的浸濕作用，但減弱了系統(tǒng)撲滅受遮擋 的火災 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 的能力， 而減弱了撲滅深層 的 A類火災時 的效果。試驗顯示，大空間內受阻擋 的火災，當火災處 的氧氣濃度降到 18%以下時，火焰即可熄滅。細水霧滅火系統(tǒng)與鹵代烷或其它氣體滅火系統(tǒng)相比， 滅火時間要長得多，前者約為 100-200秒，后者約為 10-20秒。另外，封閉空間開口大小對細水霧滅火效果 的影響較小，在敞開空間內，細水霧系統(tǒng)比氣體滅火系統(tǒng)具有非常明顯 的優(yōu)勢?；馂囊?guī)模 的大小，對細水霧滅火系統(tǒng) 的滅火效果也有影響，燃燒猛烈 的火災較燃燒緩慢 的火災容易被撲滅。 這是由于前者氧氣消耗 的快，并伴隨有大量蒸氣和紊流 的產生。細水霧系統(tǒng)噴水 的同時，

7、火場 的溫度急劇下降，這有助于人 工滅火并減少熱量造成 的財產損失。關于細水霧 的電氣絕緣性，國外某公司曾用SecuripexFire-Scope2000細水霧滅火系統(tǒng)做過試驗，將該系統(tǒng)噴入設有電動機、發(fā)電機和配電盤 的封閉房間內，上述設備內部 的電壓為 220440V。結果顯示，在釋放過程中，電阻讀數明顯下降，但和通常一樣，設備運轉正常。在一般情況下，隨著設備變得干燥，電阻值會恢復到正常值。細水霧系統(tǒng)能否用于電器設備，關鍵在于水霧微粒 的大小。某一種類 的細水霧系統(tǒng)用于電器設備 時，應通過有關部門 的認證。細水霧系統(tǒng)可用于保護 工廠貴重 的生產設備、 高層建筑內 的油浸電力變壓器室、自備柴油

8、發(fā)電機房及其儲油間和燃油、 燃氣鍋爐房。高壓及雙流介質細水霧系統(tǒng)，可用于重要 的高層建筑內 的高、低壓配電室，重要 的電子通信設備機房，電廠 的控制室，燃氣渦輪機等場所。細水霧滅火系統(tǒng) 的分類細水霧噴嘴，是含有一個或多個孔口，能夠將水滴霧化 的裝置，它是系統(tǒng)中最為關鍵 的部件。細水霧噴嘴產生水微粒 的原理為下列五種方式之一，液體以相對于周圍 的空氣很高 的速度被釋放出來，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，突然被釋放到大氣壓力狀態(tài)（突發(fā)液體噴霧器）。按不同 的標準細水霧系統(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)。局部應用系統(tǒng)（ LocalApplicationSystems），如保護蒸氣渦輪機組軸承，煉油廠 的熱油泵；全淹沒系統(tǒng)（TotalFloodingApplicationSystems），保護整個防護區(qū)，如燃氣渦輪機組機房。預制系統(tǒng)（PreengineeredSystems），如壓縮氣體鋼瓶驅動 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，設計中根據防護區(qū)面積 的大小來選擇； 工程系統(tǒng)（EngineeredSystems），其構成和 工作方式類似常規(guī) 的雨淋系統(tǒng)（DelugeSystems）。單流介質系統(tǒng) (SingleFluidMediaSystems)和雙流介質噴霧系統(tǒng)(TwinFluidMediaSystems)。單流介質系統(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，探測器及控制器組成。雙流介質噴霧系統(tǒng)，水及霧化介質由不同 的管路分別供給，并在噴嘴處混合、碰撞而產生水微粒子，該水霧噴嘴 的外形見圖 3。霧化介質分為兩路，一路用于推動儲水罐內 的水，另

11、一路直接供到噴嘴。儲水罐內 的水處于常壓，滅火時由高壓氣體推動而進入防護區(qū)。霧化介質是可以通過與水混合并產生細水霧 的 高壓空氣或其他氣體。實際 工程中 的細水霧滅火系統(tǒng)往往是上述幾種分類 的組合，現以應用較為廣泛 的 SecuripexFire-Scope2000細水霧滅火系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)屬于是低壓、雙流、預制式系統(tǒng)。噴嘴內氣、水兩種介質 的 工作壓力 5.5bar，產生水微粒尺寸為 200，噴嘴 的特性系數 K=4.5L/min.bar1/2，推薦噴頭間距為 3.0m，相應噴水強度為0.95L/min.m2。系統(tǒng) 的設計水力計算，低壓系統(tǒng)類似普通噴淋系統(tǒng)，按 Hazen-Williams公

12、式計算，中壓、高壓系統(tǒng)按 Darcy-Weishach公式計算。由于流速、水溫、粘滯系數及管道粗糙系數極大地影響水 的紊流程度，從而影響管路 的壓力損失，而 H-W公式不能對上述參數作出修正。一般情況下，特別是中、高壓細水霧系統(tǒng)，比低壓細水霧系統(tǒng)更容易出現較高 的流速。由于 D-W公式充分考慮了實際流體特性，即雷諾數和管壁粗糙度，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。當設計中為減小系統(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，如飛機 的貨倉內，用 H-W公式計算不精確，則應采用 D-W公式。 噴頭設置，噴淋或普通水噴霧系統(tǒng)是按設計噴

13、水強度設置噴頭，細水霧噴頭 的設置 的間距、與墻體 的距離、距障礙物 的距離以及與吊頂 的距離是根據各種噴頭 的特性而定， 不涉及噴水強度 的概念。過濾器設置，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過濾器。 濾網孔眼最大尺寸不應大于最小噴嘴孔口直徑 的百分之八十。 某些時候，還需要在每個噴嘴前設過濾器。系統(tǒng)水源應保證系統(tǒng)噴霧時間不小于 30分鐘。當然這并非要求滅火時間一定是 30分鐘，如 SecuripexFire-Scope2000系統(tǒng)用于內燃機房、或可燃油事故儲油池時 的滅火時間是10分鐘。系統(tǒng) 的組成，預制系統(tǒng)前文已經介紹過了，其它系統(tǒng)一般為雨淋系統(tǒng)，由雨淋閥、水霧噴頭、管路、探測器及控制器組成，雨淋閥是專門用