水噴霧滅火系統(tǒng)及其發(fā)展

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簡介： 本文簡述了水噴霧滅火系統(tǒng)的滅火機(jī)理，系統(tǒng)組成和適用范圍，根據(jù)水噴霧系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出了發(fā)展設(shè)想，并就水噴霧滅火系統(tǒng)代替氣體滅火系統(tǒng)的技術(shù)性問題進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵字：水噴霧滅火系統(tǒng) 霧徑 細(xì)霧噴頭

1.水噴霧滅火系統(tǒng)

　　水噴霧滅火系統(tǒng)是利用水霧噴頭在一定水壓下將水流分解成細(xì)小水霧滴進(jìn)行滅火或防護(hù)冷卻的一種固定式滅火系統(tǒng)，是在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有投資小、操作方便、滅火效率高的特點(diǎn)。過去水噴霧滅火系統(tǒng)主要用于石化、交通和電力部門的消防系統(tǒng)中，隨著大型民用建筑的發(fā)展，水噴霧滅火系統(tǒng)在民用建筑消防系統(tǒng)中的應(yīng)用成為可能，在《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045-95）1997年修訂版中，第7.6.6.條明確規(guī)定，高層建筑內(nèi)的可燃油油浸電力變壓器室、充可燃油的高壓電容器和多油開關(guān)室、自備發(fā)電機(jī)房和燃油、燃?xì)忮仩t房應(yīng)設(shè)水噴霧滅火系統(tǒng)。

1.1滅火機(jī)理

　　水噴霧滅火系統(tǒng)的滅火機(jī)理主要為表面冷卻，室息，沖擊乳化和稀釋。從水霧噴頭噴出的霧狀水滴，粒徑細(xì)小，表面積很大，遇火后迅速汽化，帶走大量的熱量，使燃燒表面溫度迅速降到燃點(diǎn)以下，使燃燒體達(dá)到冷卻目的；當(dāng)霧狀水噴射到燃燒區(qū)遇熱汽化后，形成比原體積大1700倍的水蒸汽，包圍和覆蓋在火焰周圍，因燃燒體周圍的氧濃度降低，使燃燒因缺氧而熄滅；對于不溶于水的可燃液體，霧狀水沖擊到液體表面并與其混合，形成不燃性的乳狀液體層，從而使燃燒中斷；對于水溶性液體火災(zāi)，由于霧狀水能與水溶性液體很好溶合，使可燃燒性濃度降低，降低燃燒速度而熄滅。

1.2系統(tǒng)組成

　　水噴霧滅火系統(tǒng)的組成與雨淋自動(dòng)滅火系統(tǒng)相似，主要由水源、供水設(shè)備、供水管道、雨淋閥組、過濾器和水噴霧噴頭組成。水噴霧噴頭一般可分為中速水噴霧噴頭和高速水噴霧噴頭。雨淋閥的控制可為濕式控制、干式控制和電氣控制三種。水噴霧滅火系統(tǒng)則應(yīng)具有自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和應(yīng)急控制三種啟動(dòng)方式。

1.3適應(yīng)范圍

　　水噴霧滅火系統(tǒng)具有安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用的特點(diǎn)，可用于撲救固體火災(zāi)、閃點(diǎn)高于60OC的液體火災(zāi)和電氣火災(zāi)。也可用于可燃?xì)怏w和甲、乙、丙類液體的生產(chǎn)、儲存裝置或裝卸設(shè)施的防護(hù)冷卻，但不得用于撲救遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成燃燒、爆炸的火災(zāi)和水霧對保護(hù)對象造成嚴(yán)重破壞的火災(zāi)。

2.水噴霧滅火系統(tǒng)的發(fā)展

　　根據(jù)水噴霧滅火系統(tǒng)的滅火機(jī)理可以斷定水噴霧滅火系統(tǒng)在自身系統(tǒng)組件的完善和適用范圍上具有一定的伸展性。

2.1水噴霧滅火系統(tǒng)的現(xiàn)狀

　　國內(nèi)生產(chǎn)的水噴霧噴頭有中速和高速水噴霧噴頭有兩種。中速噴頭用于防護(hù)冷卻，水滴粒徑0.4—0.7mm，高速噴頭用于滅火，水滴粒徑為0.3—0.4mm。目前，粒徑太大是制約水噴霧滅火系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的主要因素。水噴霧滅火系統(tǒng)不能用于保護(hù)紙張、木材等可燃物，是因?yàn)殪F狀水會使上述可燃物產(chǎn)生水漬，損失嚴(yán)重；水噴霧滅火系統(tǒng)不能用于保護(hù)大、中型電子計(jì)算機(jī)等貴重設(shè)備，是因?yàn)榇罅降撵F狀水噴射到帶電設(shè)備上時(shí)，容易導(dǎo)致電氣設(shè)備損失和機(jī)殼導(dǎo)電現(xiàn)象。

2.2水噴霧滅火系統(tǒng)的發(fā)展

　　人們可能都有這樣的體驗(yàn)，在濃霧天長時(shí)間在室外行走，身上并沒有淋濕的感覺，而衣服表面上僅附著一層細(xì)水的霧珠。這說明當(dāng)霧的粒徑很小時(shí)，霧珠只是附在物體表面，對內(nèi)部影響較小，具有較好的防浸漬效果。長時(shí)間暴露在霧中的物體，表面上會附著一層水珠，并有滴淌的痕跡，但物體內(nèi)部并無此現(xiàn)象存在，這說明當(dāng)計(jì)算機(jī)等貴重設(shè)備置于霧徑很小的水噴霧環(huán)境中，其內(nèi)部受水浸損壞的可能性很小。由此可見，要擴(kuò)展水噴霧滅火系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，減少噴霧的粒徑是行之有效的措施之一。

2.3減少霧徑的技術(shù)性探討

　　水的霧化質(zhì)量好壞與噴頭的性能和加工精度有關(guān)，對于特定的水霧噴頭，其工作壓力的大小與霧徑有直接關(guān)系，水的壓力越大，霧狀水的粒徑越小，有效射程越大，功耗越多，綜合經(jīng)濟(jì)因素，我國現(xiàn)行的《水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50129-95）規(guī)定，當(dāng)用于滅火時(shí)，水霧噴頭的工作壓力不應(yīng)小于0.35MPa，用于防護(hù)冷卻時(shí)水霧噴頭的工作壓力不應(yīng)小于0.2Mpa，也就是說，水霧噴頭的工作壓力不能無限增加，否則在經(jīng)濟(jì)上是不合理的。

　　在無法提高水霧噴頭工作壓力的條件下，要減少霧徑必須開發(fā)新型的水霧噴頭，即細(xì)霧噴頭，從噴頭的構(gòu)造上加以改進(jìn)。從而使水的霧化質(zhì)量更高，粒徑更小。據(jù)悉，國內(nèi)已有生產(chǎn)廠家正在開發(fā)研制此產(chǎn)品，希望能夠盡快推出，以進(jìn)一步推動(dòng)水噴霧滅火系統(tǒng)的應(yīng)用。

3.水噴霧滅火系統(tǒng)代替氣體滅火系統(tǒng)的技術(shù)性探討

3.1氣體滅火系統(tǒng)的現(xiàn)狀

　　目前，氣體滅火系統(tǒng)以鹵代烷和CO2滅火系統(tǒng)為主，還有鹵代烷的替代物如煙烙盡、七氟丙烷和EBM氣溶膠等滅火系統(tǒng)。隨著時(shí)間的推移，鹵代烷和CO2滅火系統(tǒng)已暴露出了相應(yīng)的環(huán)保問題，威脅到了人類的生存環(huán)境，并引起了世界各國的普遍關(guān)注。首先，鹵代烷滅火劑因?qū)Υ髿獬粞鯇泳哂袊?yán)重的破壞性而被禁用；其次，CO2所造成的溫室效應(yīng)和高濃度、高造價(jià)、低毒性也引起了人們的注意。第三，鹵代烷替代物的價(jià)格昂貴，應(yīng)用技術(shù)難度較大，其滅火效果還有待于進(jìn)一步檢驗(yàn)；第四，鹵代烷等滅火劑具有一定的時(shí)效性，需定期更換滅火劑，既不經(jīng)濟(jì)也不方便；第五，氣體滅火系統(tǒng)對環(huán)境條件要求較高，滅火成功率低。

　　正因如此，使用低廉的水噴霧滅火系統(tǒng)替代氣體滅火系統(tǒng)成為可能。

3.2水噴霧滅火系統(tǒng)代替氣體滅火系統(tǒng)的技術(shù)措施

　　水噴霧滅火系統(tǒng)代替氣體滅火系統(tǒng)，必須解決以下主要技術(shù)問題。

　　第一、誤動(dòng)作問題。設(shè)有氣體滅火系統(tǒng)的場所，一般不允許出現(xiàn)水漬現(xiàn)象，因此當(dāng)使用水噴霧滅火系統(tǒng)時(shí)，首先應(yīng)解決系統(tǒng)的誤動(dòng)作問題。設(shè)計(jì)中可采用干式控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)或預(yù)作用控制系統(tǒng)。

　　第二、減少水漬損失。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，水噴霧滅火系統(tǒng)開啟滅火后，應(yīng)盡量減少霧珠對保護(hù)物的浸漬損失，以便日后修復(fù)。設(shè)計(jì)中可采用高速水霧噴頭，或采用特制的細(xì)霧噴頭。

　　第三、電氣設(shè)備損壞和人員傷害。

　　眾所周知，當(dāng)帶電設(shè)備遇到水時(shí)，由于水的導(dǎo)電性，一方面容易引起設(shè)備電氣短路，損壞設(shè)備，另一方面又可能對現(xiàn)場人員造成人身傷害；同時(shí)，電流還可能穿過水霧，從水霧噴頭沿供水管路傳播。據(jù)有關(guān)部門對水霧噴頭進(jìn)行的電絕緣性能實(shí)驗(yàn)表明，水霧噴頭的工作壓力越大，霧徑越小，泄露電流愈小。因此，當(dāng)水噴霧滅火系統(tǒng)用于保護(hù)電氣設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)作前必須首先切斷電源。

4小結(jié)

　　在氣體滅火系統(tǒng)的發(fā)展受到諸多客觀因素制約的情況下，充分挖掘水噴霧滅火系統(tǒng)的內(nèi)在潛力，使之應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，具有十分重要意義。

參考文獻(xiàn)：

1．黃曉家.燃油燃?xì)忮仩t房和柴油發(fā)電機(jī)房水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)．給水排水，1999．25（增刊）

2.石磊等民用建筑以水代氣滅火的可行性探討．給水排水，1999.25（8）

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