消防 水雾 水喷淋.docx

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消防水雾水喷淋

之前在我的文章中提到了各种水喷淋灭火系统，很多朋友对这几个系统感到很困惑，现在对它们进行详细的解释。

它们分别是：

1.

WaterSpraySystem（Delugesystem）

2.

WaterSprinklerSystems

3.

WaterMistSystems

这几个系统有一个共性，它们都是固定灭火系统，都是采用喷水的方式进行灭火。

但是它们依然有各自的特点。

先介绍一下waterspraysystem，它相对于其他两个系统来讲，最大的区别在于这个系统要由人工启动，开放式喷嘴（也就是说平时的时候喷嘴里面是没有水的）。

主要用于露天危险区域保护。

它通常也叫delugesystem，deluge的英文意思是洪水，浸没。

从字面上的意思就是用大量的水一直对失火区域进行喷淋，以冷却的方式灭火，这一来我们现在就很显然知道为什么它主要用于露天区域灭火。

否则，舱室里面排水可能来不及。

既然是大量的水，就需要源源不断的水源，这也就这个系统需要用海水作为灭火剂的原因。

系统由海水供给泵，deluge阀，管路，喷嘴，组成。

在海洋平台设计中，海水供给泵直接就可以用海水消防泵，也就是说，delugesystem实际上是作为消防系统的分支管路，与消防栓不同的是，这里是用的deluge阀和喷嘴。

Deluge系统的喷嘴，对形成的水滴相对很大，下图就是典型的灭火效果。

deluge阀，事实上是一个减压阀，通过电磁阀控制deluge阀的开关，来控制是否喷水。

这个系统在钻井平台上主要用于一下几个区域的灭火，直升机加油站区域，测井区域，节流压井管汇区域，整个钻台区域。

MODU，USCG，FSS，NFPA这几个规范有对系统设计的要求，摘录几条重要的：

1.

Afixedwaterspraysystemistobeinstalledfortheprocessequipment.

Theintentofthewaterspraysystemistokeeptheprocessequipmentcoolandreducetherisk

ofescalationofafire.Waterspraysystemsaretobecapableofbeingactuatedbothautomaticallybyafiredetectionsystemandmanually.InstallationsaregenerallytobeinaccordancewithNFPAStandard15,orotherequivalentstandardsuchasAPIRP2030.Delugeisolationvalvesaretobelocatedinasafeareaandoutsidethefirezonetheyprotect.

2.

Processequipment,includinghydrocarbonvessels,heatexchangers,firedheatersandotherhydrocarbonhandlingsystems,aretobeprotectedwithawaterspraysystem.Thesystemistobedesignedtoprovideawaterdensityof10.2liters/min/m2（0.25gpm/ft2）ofexposedsurfaceareaforuninsulatedvessels,or6.1liters/min/m2（0.15gpm/ft2）ofexposedsurfaceareaforinsulatedvessels.Processequipmentsupportstructure,includingsaddles,skirt,legs,butnotsecondarydeckstructuralmembers,istobeprotectedwithawaterspraysystemdesignedtoprovideawaterdensityof4.1liters/min/m2（0.10gpm/ft2）.

Alternatively,theuseofintumescentcoatingsmaybeacceptableinprotectingthesupportstructure,providedtheselectionofthefireratingofthecoatingisbasedontheresultsfromariskanalysisand/orfireloadcalculationwhichmustbereviewedandacceptedbyABS.Thecondition（intactness）ofthecoatingswillbethesubjectofsurveyorinspectionduringattendanceoftheunitfollowingnormalsurveyintervals.Forgas-handlingequipment,suchasgascompressorskids,wherethehydrocarbonliquidinventoryiskeptminimal,awaterspraysystemisnotrequirediftheequipmentisprovidedwithanautomaticblowdownupontheprocessshutdown.

3.

Wellheadswithmaximumshut-intubingpressuresexceeding42kg/cm2（600psi）aretobeprotectedwithawaterspraysystem.Thewaterspraysystemistobedesignedtoprovideaminimumwaterdensityof20.4liters/min/m2（0.50gpm/ft2）basedontheprotectionofwellheads,ESDvalves,andcriticalstructuralcomponentsincludingthefirewall.

第二个，watersprinklersystem,其实全称应该叫做accommodationsprinklersystem。

看这个名称就知道的用途了，很显然用于钻井平台生活区灭火。

如果细心的话，这个与普通写字楼里面的水雾灭火系统相似，抬头看看天花板，在天花板中间可以看到很多均匀分布的小喷嘴。

喷嘴里面有玻璃的感应器，一旦破裂，水就自动喷射出来。

显然，sprinklersystem的喷嘴是封闭式的，管路平时需要保持，承受一定的压力。

这就需要整个系统有蓄能器之类的保压装置。

由于用于生活区房间，楼梯间的灭火保护，我们需要的灭火介质是淡水，而海水仅仅只是作为备用的应急水源。

系统由sprinkler控制站，管路，喷嘴，监测报警组成。

这个系统比较简单，不做过多描述。

一些要求：

1.

Forexistingfixedinstallationswherepassiveprotectionrequirementsarenotfullymet,theaccommodationspacesaretobeprotectedbyanautomaticwetpipesprinklersystemsuppliedfromthefirewatersystem.DesignofthesystemistobebasedonNFPAStandard13requirementsforlighthazardoccupancies,orotheracceptablestandardssuchasChapterII-2,Regulations12ofSOLAS1974andAmendments.

Freshwaterisnormallytobeprovidedtofillthesprinklerpiping.However,thesystemmaybechargedwithseawaterifprecautionsaretakentoeliminatesedimentandmarinegrowthinthesystem.

2.

SVR4-7-3/9.5requiressprinklerstobeplacedinanoverheadpositionandspacedinasuitablepatterntomaintainanaverageapplicationrateofnotlessthan5L/min/m2（0.12gpm/ft2）overthenominalarea（i.e.,gross,horizontalprojectionoftheareatobecovered）coveredbythesprinklers.However,theuseofsprinklersprovidinganalternativeamountofwatersuitablydistributedsoastobenotlesseffectivemaybeconsidered.

最后一个是watermistsystem，细水雾灭火系统，这样的翻译就可以看出来和前两个系统的差别，喷嘴里面出来的水滴很细小，同样地，这个系统也是用于室内灭火，淡水（海水应急），自动喷水，可分为高压，中压，低压。

高压---系统的管网工作压力大于或等于3.45MPa的细水雾灭火系统

中压---系统的管网工作压力大于1.21MPa且小于3.45MPa的细水雾灭火系统

低压---系统的管网工作压力小于或等于1.21MPa的细水雾灭火系统

高压和中压系统可用于配电间的灭火，由于水雾及其细小的缘故。

灭火原理：

冷却，水雾切断包覆隔绝空气。

高压系统组成：

高压泵组，水柜，控制阀，管路，喷头，高压氮气气瓶（备用），监测报警组成。

也有直接用氮气气瓶作为动力源的watermistsystem，这里不做介绍

IMOMSC/Circ668，728，913，1165对watermistsystem有详细的介绍和规定，我就不再赘述了。

摘录几条：

1．

Inaccordancewithparagraph18ofMSC/Circular668,systemscapableofsupplyingwateratthefulldischargeratefor30minutesmaybegroupedintroseparatesectionswithinaprotectedspace.Howeverthesectioningofasystemwithsuchspacesmustbespecificallyapproved.Inaddition,paragraph19ofMSC/Circular668indicatesthatregardlessofthesectioningarrangements,thecapacityanddesignofasystemistobebaseduponthecompleteprotectionofthespacedemandingthegreatestvolumeofwater.Accordingly,evenifsectioningofthesystemwithinaparticularspaceispermitted,thesystemstillneedstobecapableofsupplyingallnozzleswithinthatspacearetherequiredpressure.

2．

Asindicatedabove,paragraph19ofMSC/Circular668requiresthatthecapacityanddesignofasystemistobebaseduponthecompleteprotectionofthespacedemandingthegreatestvolumeofwater.Accordingly,thecalculationsshouldevaluatethemosthydraulicallydemandingspace,aswellasthespacedemandingthegreatestvolumeofwater.

GB5907-1986消防基本术语（第一部分）

2009/8/13/08:

13来源：

慧聪消防网

    5．2．1．3预作用灭火系统Pre－action　system由火灾探测系统、闭式喷头、预作用阀等组成，在喷头打开之前管路内才充水的灭火系统

    5．2．1．4雨淋灭火系统Deluge　system由火灾探测系统、开式喷头、雨淋阀等组成的灭火系统。

    5．2．1．5水幕系统Drencher　system由水幕喷头、管路和控制阀等组成的一种阻火，隔火喷水系统。

    5．2．1．6水雾系统Water　spray　projecter　system由水雾喷头、管路、控制装置等组成的灭火系统。

    5．2．1．7蒸气喷射系统Steam projection system由蒸气源、喷头、管路系统和火灾探测器等组成的灭火系统。

    5．2．2泡沫灭火系统Foam　extinguishing　 system由水源、水泵、泡沫液供应源、空气泡沫比例混合器、管路和泡沫产生器组成的灭火系统。

    5．2．2．1液下喷射泡沫灭火系统Base　injection　foam　extinguishing　system是一种在可燃的液体表面下注入泡沫，泡沫上升到液体表面并扩散开，形成一个泡沫层的灭火系统。

    5．2．3干粉灭火系统Powder　extinguishing　system由干粉供应源通过输送管路连接到固定的喷嘴上通过喷嘴喷放干粉的灭火系统。

    5．2．4混合灭火系统Combined　agent　extinguishing　system使用两种以上灭火剂的灭火系统（例如泡沫和干粉）。

    5．2．5二氧化碳灭火系统Carbon　dioxide　extinguishing　system由二氧化碳供应源、喷嘴和管路组成的灭火系统。

    5．2．6卤代烷灭火系统Halon　extinguishing　system由卤代烷供应源、喷嘴和管路组成的灭火系统。

    5．2．7惰化系统Inerting system引入适当浓度的惰性气体防止可燃的气体、蒸气、粉尘燃烧或爆炸的系统。

    5．2．8全淹没Total　flooding是一种将灭火剂（气体、高倍泡沫等）以一定浓度（强度）充满被保护的有限空间的灭火方式。

    5．2．9全淹没灭火系统Total　flooding　extinguishing　system以全淹没方式灭火的固定系统。

    5．2．10局部应用灭火系统Local　application　extinguishing　system主要由一个适当的灭火剂供应源组成，它能将灭火剂直接喷放到着火物上或认为危险的区域。

细水雾灭火系统介绍

摘要：

本文介绍了细水雾的概念及灭火原理，扼要地说明了各种细水雾灭火系统的构成及其，并结合有关试验成果，对其灭火效果进行和。

关键词：

细水雾

　　细水雾的起源及

     所谓的“细水雾”，在里主要有watermist、waterfog、finewaterspray几个词，watermist在中使用最多。

细水雾在消防方面的应用始于四十年代，当时主要用于特殊的场所，如运输工具等。

现在由于环保，卤代烷灭火剂被逐步淘汰，而细水雾作为灭火剂对于环境的潜在优势使其应用范围在不断的拓展，细水雾灭火系统用于居住建筑、可燃性液体储存设施及电器设备方面的，已经取得了令人鼓舞的成果。

　　1993年，来自工程界和科研部门、细水雾系统的制造商、保险公司、行政管理部门和用户的代表，组成了美国消防联合会细水雾灭火系统技术委员会（NFPATechnicalCommitteeonWaterMistFireSuppressionSystems），该委员会开始编制用于规范细水雾技术的NFPA标准，作为设计和安装的依据。

　　1996年，在美国的马萨诸塞州波士顿市每年5月20-23日的年会上，细水雾灭火系统技术委员会提交了细水雾规范（NFPA750,StandardonWatermistFireProtectionSystems），并获得了美国消防联合会的批准。

该规范由国家标准协会于同年的7月18日颁布，生效日期为8月9日，同年的7月26日，96版NFPA750被批准为美国国家规范。

　　细水雾的定义

   “细水雾”（watermist）是相对于“水喷雾”（waterspray）的概念，所谓的细水雾，是使用特殊喷嘴、通过高压喷水产生的水微粒。

在NFPA750中，细水雾的定义是：

在最小设计工作压力下、距喷嘴1米处的平面上，测得水雾最粗部分的水微粒直径Dv0.99[1]不大于1000μ

　　按水雾中水微粒的大小，细水雾分为3级，如图1所示。

第1级细水雾为Dv0.1=100μ同Dv0.9=200μ连线的左侧部分，这些代表最细的水雾。

　　第2级细水雾，是第1级细水雾的界限与Dv0.1=200μ同Dv0.9=400μ连线之间的部分。

这种细水雾可由高压喷嘴、双流喷嘴或许多冲撞式喷嘴产生。

由于有较大的水微粒存在，相对于1级细水雾，2级细水雾更容易产生较大的流量。

　　第3级细水雾为Dv0.9大于400μ，或者第2级细水雾分界线右侧至Dv0.99=1000μ之间的部分。

这种细水雾主要由中压、小孔喷淋头、各种冲击式喷嘴等产生。

　　研究表明，扑灭B类火灾水雾颗粒小于400μ是必需的，而较大的颗粒对于A类火灾是有效的，这是由于燃料被浸湿。

正因为如此，细水雾的定义包括了Dv0.99为1000μ。

在NFPA750中定义的细水雾，既包含了NFPA15中定义的一部分水喷雾系统（WaterSpray），又包含了在高压状态下普通喷淋系统（Sprinklers）产生的水雾。

一般情况下，细水雾是指Dv0.9小于400μ的水雾。

　　细水雾的灭火机理及应用

　　细水雾灭火系统成功的关键，是增加单位体积水微粒的表面积。

水微粒子化以后，即使同样体积的水，也可使总表面积增大。

而表面积的增大，更容易进行热吸收，冷却燃烧反应。

吸收热的水微粒容易汽化，体积增大约1700倍。

由于水蒸汽的产生，既稀释了火焰附近氧气的浓度，窒息了燃烧反应，又有效地控制了热辐射。

可以认为，细水雾灭火主要是通过高效率的冷却与缺氧窒息的双重作用。

　　细水雾水微粒直径大小的分布与灭火能力的关系是个复杂的问题。

一般来讲，第1级和第2级细水雾用于扑灭液体燃料池内的火灾效果较好，而且不会搅动池内的液面。

通常情况下，用第1级水雾扑灭Ａ类可燃物是比较困难的，这可能是该细水雾不能穿透碳化层而浸湿燃烧物质。

然而，因为细水雾的喷射速度很高，在燃烧处于表面或封闭空间内，有利于氧气减少的情况下，还是可以扑灭Ａ类可燃物的。

这说明，对于一定的燃烧物，细水雾的颗粒直径不是决定灭火能力的唯一因素。

系统的灭火效果还与细水雾相对于火焰的喷射方向、速度和喷水强度等有密切的关系。

　　美国海军实验室（NavalResearchLaboratory）曾对下列3种细水雾灭火系统的灭火效果做了一系列试验：

单流低压系统（Single-FluidLow-PressureSystems）、单流高压系统（Single-FluidHigh-PressureSystems）和双流系统（Twin-FluidSystems）。

上述各系统水微粒的分布如图2（略）所示。

　　试验表明，单流低压系统产生较大的水微粒，在扑灭深层的A类火灾时，表现出良好的效果。

这是由于其相对较大的流量（单流高压系统的３至４倍），产生了表面的浸湿作用，但减弱了系统扑灭受遮挡的火灾的能力。

而单流高压系统的灭火效果则完全相反，由于较小的水微粒直径，提高了扑灭受遮挡火灾的能力，而减弱了扑灭深层的A类火灾时的效果。

试验显示，大空间内受阻挡的火灾，当火灾处的氧气浓度降到18%以下时，火焰即可熄灭。

　　细水雾灭火系统与卤代烷或其它气体灭火系统相比，灭火时间要长得多，前者约为100-200秒，后者约为10-20秒。

另外，封闭空间开口大小对细水雾灭火效果的较小，在敞开空间内，细水雾系统比气体灭火系统具有非常明显的优势。

　　火灾规模的大小，对细水雾灭火系统的灭火效果也有影响，燃烧猛烈的火灾较燃烧缓慢的火灾容易被扑灭。

这是由于前者氧气消耗的快，并伴随有大量蒸气和紊流的产生。

细水雾系统喷水的同时，火场的温度急剧下降，这有助于人工灭火并减少热量造成的财产损失。

　　关于细水雾的电气绝缘性，国外某公司曾用SecuripexFire-Scope2000细水雾灭火系统做过试验，将该系统喷入设有电动机、发电机和配电盘的封闭房间内，上述设备内部的电压为220~440V。

结果显示，在释放过程中，电阻读数明显下降，但和通常一样，设备运转正常。

在一般情况下，随着设备变得干燥，电阻值会恢复到正常值。

细水雾系统能否用于电器设备，关键在于水雾微粒的大小。

某一种类的细水雾系统用于电器设备时，应通过有关部门的认证。

　　笔者以为，细水雾系统可用于保护工厂贵重的生产设备、高层建筑内的油浸电力变压器室、自备柴油发电机房及其储油间和燃油、燃气锅炉房。

高压及双流介质细水雾系统，可用于重要的高层建筑内的高、低压配电室，重要的通信设备机房，电厂的控制室，燃气涡轮机等场所。

　　细水雾灭火系统的分类

     　细水雾喷嘴，是含有一个或多个孔口，能够将水滴雾化的装置，它是系统中最为关键的部件。

细水雾   喷嘴产生水微粒的原理为下列五种方式之一，液体以相对于周围的空气很高的速度被释放出来，由于液体与空气的速度差而被撕碎为水微粒子；液体流碰到固定的表面，因碰撞产生水微粒子；两股组成类似的水流相互碰撞，每股水流都形成水微粒子；液体振动或电子粉碎成水微粒子（超声波和静电雾化器）；液体在压力