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)的滅火機理，系統(tǒng)組成和適用范圍，根據水噴霧系統(tǒng)的現狀，提出了發(fā)展設想，并就水噴霧滅火系統(tǒng)代替氣體滅火系統(tǒng)的技術性問題進行了探討。
關鍵字：水噴霧滅火系統(tǒng) 霧徑 細霧噴頭

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小水霧滴進行滅火或防護冷卻的一種固定式滅火系統(tǒng)，是在自動噴水滅火系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的，具有投資小、操作方便、滅火效率高的特點。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)中的應用成為可能，在《高層民用建筑設計防火規(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室、自備發(fā)電機房和燃油、燃氣鍋爐房應設水噴霧滅火系統(tǒng)。

1.1滅火機理

　　水噴霧滅火系統(tǒng)的滅火機理主要為表面冷卻，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以下，使燃燒體達到冷卻目的；當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，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)的組成與雨淋自動滅火系統(tǒng)相似，主要由水源、供水設備、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)則應具有自動控制、手動控制和應急控制三種啟動方式。

1.3適應范圍

　　水噴霧滅火系統(tǒng)具有安全可靠、經濟適用的特點，可用于撲救固體火災、閃點高于60OC的液體火災和電氣火災。也可用于可燃氣體和甲、乙、丙類液體的生產、儲存裝置或裝卸設施的防護冷卻，但不得用于撲救遇水發(fā)生化學反應造成燃燒、爆炸的火災和水霧對保護對象造成嚴重破壞的火災。

2.水噴霧滅火系統(tǒng)的發(fā)展

　　根據水噴霧滅火系統(tǒng)的滅火機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)的現狀

　　國內生產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)廣泛應用的主要因素。水噴霧滅火系統(tǒng)不能用于保護紙張、木材等可燃物，是因為霧狀水會使上述可燃物產生水漬，損失嚴重；水噴霧滅火系統(tǒng)不能用于保護大、中型電子計算機等貴重設備，是因為大粒徑的霧狀水噴射到帶電設備上時，容易導致電氣設備損失和機殼導電現象。

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，在濃霧天長時間在室外行走，身上并沒有淋濕的感覺，而衣服表面上僅附著一層細水的霧珠。這說明當霧的粒徑很小時，霧珠只是附在物體表面，對內部影響較小，具有較好的防浸漬效果。長時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，但物體內部并無此現象存在，這說明當計算機等貴重設備置于霧徑很小的水噴霧環(huán)境中，其內部受水浸損壞的可能性很小。由此可見，要擴展水噴霧滅火系統(tǒng)的應用范圍，減少噴霧的粒徑是行之有效的措施之一。

2.3減少霧徑的技術性探討

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

　　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，即細霧噴頭，從噴頭的構造上加以改進。從而使水的霧化質量更高，粒徑更小。據悉，國內已有生產廠家正在開發(fā)研制此產品，希望能夠盡快推出，以進一步推動水噴霧滅火系統(tǒng)的應用。

3.水噴霧滅火系統(tǒng)代替氣體滅火系統(tǒng)的技術性探討

3.1氣體滅火系統(tǒng)的現狀

　　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)。隨著時間的推移，鹵代烷和CO2滅火系統(tǒng)已暴露出了相應的環(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注。首先，鹵代烷滅火劑因對大氣臭氧層具有嚴重的破壞性而被禁用；其次，CO2所造成的溫室效應和高濃度、高造價、低毒性也引起了人們的注意。第三，鹵代烷替代物的價格昂貴，應用技術難度較大，其滅火效果還有待于進一步檢驗；第四，鹵代烷等滅火劑具有一定的時效性，需定期更換滅火劑，既不經濟也不方便；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問題。

　　第一、誤動作問題。設有氣體滅火系統(tǒng)的場所，一般不允許出現水漬現象，因此當使用水噴霧滅火系統(tǒng)時，首先應解決系統(tǒng)的誤動作問題。設計中可采用干式控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)或預作用控制系統(tǒng)。

　　第二、減少水漬損失。發(fā)生火災時，水噴霧滅火系統(tǒng)開啟滅火后，應盡量減少霧珠對保護物的浸漬損失，以便日后修復。設計中可采用高速水霧噴頭，或采用特制的細霧噴頭。

　　第三、電氣設備損壞和人員傷害。

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

4小結

　　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)的內在潛力，使之應用范圍進一步擴大，具有十分重要意義。

參考文獻：

1．黃曉家.燃油燃氣鍋爐房和柴油發(fā)電機房水噴霧滅火系統(tǒng)設計．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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