19sw水喷雾灭火系统.docx
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19sw水喷雾灭火系统
第三篇 建筑消防设施——第四章 水喷雾灭火系统
学习要求
系统灭火机理
工作原理
适用范围
组件及其设置要求
系统设计参数
第一节 水喷雾系统灭火机理
知识点：
水喷雾灭火系统灭火机理
水喷雾灭火系统是利用专门设计的水雾喷头，在水雾喷头的工作压力下，将水流分解成粒径不超过1mm的细小水滴进行灭火或防护冷却的一种固定式灭火系统。
表面冷却：
雾滴换热面大，吸收热能快迅速汽化，迅速降温止燃。
换热面积大、闪点高，温差大，效果好。
闪点低于水雾温度的液体火灾，表面冷却无效。
（闪点，是在规定的试验条件下，使用某种点火源造成液体汽化而着火的最低温度。
）
窒息
雾滴遇热汽化体积增大1680倍，降低周围氧气含量，燃烧因缺氧中断。
乳化
适于不溶于水可燃液体，雾滴冲击燃烧液面，搅拌造成表层乳化，其不燃性中断燃烧。
轻油需连喷保持乳化层，
黏重油停喷保持时间长，防复燃。
稀释
水溶性液体火灾，用水稀释，降低燃烧速度易扑灭。
灭火的效果取决于水雾的冷却、窒息和稀释的综合效应。
第二节 水喷雾灭火系统分类
知识点：
水喷雾灭火系统的分类
系统组成：
一、启动方式分类
（一）电动启动水喷雾灭火系统：
火灾时，探测器将火警信号传到火灾报警控制器上，火灾报警控制器打开雨淋阀，同时启动水泵，喷水灭火。
为了减少系统的响应时间，雨淋阀前的管道上应是充满水的状态。
（二）传动管启动水喷雾灭火系统：
传动管的火灾报警信号通过压力开关传到火灾报警控制器上，报警控制器启动水泵，通过雨淋阀、管网将水送到水雾喷头，水雾喷头开始喷水灭火。
适合防爆场所，不适合安装普通火灾探测系统的场所。
第三节 水喷雾系统工作原理与适用范围
知识点：
水喷雾灭火系统工作原理与适用范围
一、系统工作原理
火灾探测器发现火灾后，自动或手动打开雨淋报警阀组，同时发出火灾报警信号给报警控制器，并启动消防水泵，通过供水管网到达水雾喷头，水雾喷头喷水灭火。
二、系统适用范围
按防护目的（灭火控火和防护冷却）不同而适用不同的范围。
（一）灭火控火的适用范围
1.固体火灾
2.可燃液体火灾
丙类液体火灾和饮料酒火灾，如燃油锅炉、发电机油箱、丙类液体输油管道火灾等。
3.电气火灾（必须是离心雾化喷头）
离心雾化喷头喷出的水雾具有良好的电气绝缘性，因此可用于扑灭油浸式电力变压器、电缆隧道、电缆沟、电缆井、电缆夹层等处发生的电气火灾。
（二）防护冷却的适用范围
1）可燃气体和甲、乙、丙类液体的生产、储存、装卸、使用设施和装置的防护冷却。
2）火灾危险性大的化工装置及管道，如加热器、反应器、蒸馏塔等的冷却防护。
三、水喷雾灭火系统设置场所
1）燃油、燃气的锅炉房，可燃油油浸电力变压器室，充可燃油的高压电容器和多油开关室，自备发电机房；
2）单台容量在40MW及以上的厂矿企业可燃油油浸电力变压器，单台容量在90MW及以上可燃油油浸电厂电力变压器，单台容量在125MW及以上的独立变电所可燃油油浸电力变压器。
3）输送机皮带、电缆、液氨储罐。
4）甲B、乙、丙类液体储罐，全压力、半冷冻式液化烃储罐，全冷冻式液化烃储罐。
四、水喷雾灭火系统不适用范围
（一）不适宜水扑救的物质
1.过氧化物
2.遇水燃烧物
（二）使用水雾造成爆炸或破坏的场所
1.高温密闭容器、空间
水雾喷入急剧汽化压力急剧升高造成破坏或爆炸。
2.表面常高温状态可燃液体，水雾喷射造成飞溅，使火灾蔓延。
第四节 水喷雾灭火系统设计参数
知识点：
水喷雾灭火系统设计参数
一、水喷雾的工作压力与响应时间
防护目的
水雾喷头的工作压力
系统响应时间
灭火控火
≥0.35MPa
≤60s
冷却
≥0.20MPa
≤60s（液化气生产、储存装置或装卸设施的防护冷却）
≤300s（其他设施）
甲B、乙、丙类液体储罐
≥0.15MPa
响应时间是指由火灾报警设备发出信号至系统中最不利点水雾喷头喷出水雾的时间。
二、水喷雾灭火系统的保护面积
保护面积——保护对象全部暴露外表面面积。
作用：
主要保护室外大型专用设施、设备，
同时保护室内设施、设备。
确定面积的原则
1.规则外表面面积；
2.不规则按最小规则形体外表面面积；
3.变压器扣除底面面积的外表面，包括油枕、冷却器外表面和集油坑投影面积；
4.分层敷设的电缆按整体包容最小规则形体外表面面积；
1～4条：
最小规则外表面积。
5.输送机皮带按上行皮带上表面面积；
6.开口可燃液体容器按液面面积确定；
7.用于室内保护对象可按室内建筑面积或保护对象的外表面积。
5～7条：
能接触到的表面积。
8.甲、乙类液体泵，可燃气体压缩机及其他相关设备，其保护面积应按相应设备的投影面积确定，且水雾应包络密封面和其他关键部位。
9.系统用于冷却甲B、乙、丙类液体储罐时，着火的地上固定顶储罐及距着火储罐罐壁1.5倍着火罐直径范围内的相邻地上储罐应同时冷却，当相邻地上储耀超过3座时，可按3座较大的相邻储罐计算消防冷却水用量。
着火的浮顶罐应冷却；其相邻储罐可不冷却。
着火罐的保护面积应按罐壁外表面面积计算，相邻罐的保护面积可按实际需要冷却部位的外表面面积计算，但不得小于罐壁外表面面积的1/2。
10.系统用于冷却全压力式及半冷冻式液化烃或类似液体储罐时，着火罐及距着火罐罐壁1.5倍着火罐直径范围内的相邻罐应同时冷却;当相邻罐超过3座时，可按3座较大的相邻罐计算消防冷却水用量。
着火罐保护面积应按其罐体外表面面积计算，相邻罐保护面积应按其罐体外表面面积的1/2计算。
11.系统用于冷却全冷冻式液化烃或类似液体储罐时，采用钢制外壁的单容罐，着火罐及距着火罐罐壁1.5倍着火罐直径范围内的相邻罐应同时冷却。
着火罐保护面积应按其罐体外表面面积计算，相邻罐保护面积应按罐壁外表面面积的1/2及罐顶外表面面积之和计算。
三、喷雾强度和持续喷雾时间
水压和流量应满足《水喷雾灭火系统技术规范》（GB50219－2014）的要求。
防护目的
保护对象
供给强度（L/min·m2）
持续供给时间（h）
响应时间（s）
灭火
固体物质火灾
15
1
60
输送机皮带
10
1
60
液体火灾
闪点60～120℃的液体
20
0.5
60
闪点高于120℃的液体
13
饮料酒
20
电气火灾
油浸式电力变压器、油断路器
20
0.4
60
油浸式电力变压器的集油坑
6
电缆
13
防护冷却
甲B、乙、丙类液体储罐
固定顶罐
2.5
直径大于20m的固定顶罐为6h，其他为4h
300
浮顶罐
2.0
相邻罐
2.0
防护冷却
液化烃或类似液体储罐
全压力、半冷冻式储罐
9
6
120
全冷冻式储罐
单、双容罐
罐壁
2.5
罐顶
4
全容罐
罐顶泵平面、管道进出口等局部危险部位
20
管带
10
液氨储罐
6
防护冷却
甲、乙类液体及可燃气体生产、输送、装卸设施
9
6
120
液化石油气灌瓶间、瓶库
9
6
60
第五节 水喷雾系统组件及设置要求
知识点：
水雾喷头的分类、性能参数及布置要求
水雾喷头 雨淋阀 供水管道
利用离心或撞击原理将水流分解成细小水雾滴的喷头。
（一）水雾喷头分类
1.离心雾化型水雾喷头
高水压下，通过喷头内部的离心旋转，形成水雾。
优点：
电绝缘性好，适合扑救电气火灾。
缺点：
但通道小，喷头易堵塞。
A型进口与出口成90°，出水方向可调。
B型出口和进口在一条直线上，出水方向不可调。
2.撞击型水雾喷头
压力水流通过撞击外置的溅水盘，在设定区域分散为均匀锥形水雾
可以水平安装，
也可以下垂、斜向安装。
（二）水雾喷头主要性能参数
1.工作压力
压力越高，其水雾滴粒径越小，雾化效果越好，灭火和冷却的效率也就越高。
2.雾化角
45°、60°、90°、120°和150°
3.流量系数
K为：
16～102 生产厂自己定。
4.有效射程
有效射程是指喷头水平喷射时，水雾达到的最高点与喷口之间的距离。
水雾锥是指在水雾有效射程内水雾形成的圆锥体。
同一水雾喷头，雾化角小，射程则远，反之则近。
水雾喷头与保护对象的有效距离≤水雾喷头的有效射程。
5.水雾滴平均直径
压力越大，水雾滴平均直径越小。
一般在0.3～1mm范围。
太小：
雾飘走，穿不透火灾时的上升烟气。
太大：
影响汽化效果，降低了冷却和窒息的作用。
（三）水雾喷头布置要求
1.基本原则
喷头数量取决于：
（1）强度、面积、喷头特性；
（2）要直接喷射、完全覆盖保护对象；
（3）水雾喷头、管道与电气设备带电（裸露）部分的安全净距应符合国家标准。
式中：
q——水雾喷头的流量（L/min）；
Ｐ——水雾喷头的工作压力（ＭPa）；
Ｋ——水雾喷头的流量系数，取值由生产厂提供。
式中：
Ｎ——保护对象的水雾喷头的计算数量；
Ｓ——保护对象的保护面积（m2）；
Ｗ——保护对象的设计喷雾强度[L/（min·m2）]。
2.布置方式（该计算类比点型火灾探测器）
正方形或菱形。
3.保护变压器的水雾喷头布置要求
1）油浸式不宜设在顶部，应设在变压器周围；（开始喷水压力低，不成雾）
2）不应直喷高压套管；
3）油枕、冷却器、集油坑均应保护；
4）喷头之间水平与垂直距离应满足水雾锥相交。
4.保护储罐、球罐的水雾喷头的布置要求
1）可燃气体和甲、乙、丙类液体储罐
宜布置在保护对象周围，其与保护储罐外壁之间的距离≤0.7m。
2）球罐容积≥1000m3，水雾锥沿球罐纬线方向应相交，沿经线方向宜相接，但赤道以上环管之间的距离≤3.6m；
无防护层的球罐钢支柱、罐体液位计、阀门等处应设水雾喷头保护。
（3）当保护对象为卧式储罐时，水雾喷头的布置应使水雾完全覆盖裸露表面，储罐液位计、阀门等处应设水雾喷头保护。
5.保护电缆的水雾喷头的布置要求
1）水雾应完全包围电缆；
2）电缆水平或垂直都按平面保护对象考虑；
3）水平电缆喷头宜上方布置；
4）垂直电缆沿侧面布置。
5）多层水平或垂直电缆间无耐火隔板，采用包围式，包围中间层电缆，迅速窒息灭火。
6）电缆支架阻挡水雾，增设喷头。
6.保护输送机传动带的水雾喷头的布置要求
水喷雾应完全包围输送机的机头、机尾和上、下行皮带。
（注意与保护面积的区别）
3.1.6输送机皮带的保护面积应按上行皮带的上表面面积确定；长距离的皮带宜实施分段保护，但每段长度不宜小于100m。
3.2.10当保护对象为输送机皮带时，水雾喷头的布置应使水雾完全包络着火输送机的机头、机尾和上行皮带上表面。
7.保护其他对象的水雾喷头的布置要求
1）对象为室内燃油锅炉、电液装置、氢密封油装置、发电机、油断路器时——顶部周围平面布置，完全覆盖保护对象。
2）保护对象为气轮机油箱、磨煤机润滑油箱时，沿油箱顶部周围平面布置，完全覆盖油箱液面。
知识点：
雨淋阀的分类、作用及设置要求
水雾喷头 雨淋阀 供水管道
角式雨淋阀 直通式雨淋阀
一、角式雨淋阀
1.角式雨淋阀组的组成与特点
功能完善、安全可靠、抗腐蚀性能好、便于安装、维护方便。
1－供水管
2、9－放余水阀
3－供水蝶阀
4－主阀
5、10－压力表
6－水力警铃
7－压力开关
8－电磁阀
11－单向阀
12－控制管球阀
13－过滤器
14－试警铃球阀
15－报警管球阀
16－压力表密封垫17－压力表接头
18－警铃接管组件
2.角式雨淋阀各部件名称及用途
序号
部件名称
用途
1
供水管
通水
2
放余水阀（常闭）
调试、试验雨淋阀时打开，也可排放管网余水
3
供水蝶阀（常开）
系统检修时关闭
4
主阀（常闭）
灭火时打开，向管网供水
5
压力表
显示压力腔压力
6
水力警铃
产生声报警
7
压力开关
产生报警电信号或启动消防水泵
8
电磁阀（常闭）
电动打开，使压力腔泄压而启动主阀
9
放余水阀（常闭）
手动打开，排放报警管内余水
10
压力表
显示供水压力
11
单向阀
防止因压力腔水压波动而产生误动作
12
控制管球阀（常开）
关闭后可使供水腔与压力腔不连通
13
过滤器
对报警水流进行过滤，防止杂物堵塞警铃喷口
14
试警铃球阀（常闭）
手动打开后，可在雨淋阀关闭状态下试警铃
15
报警管球阀（常开）
手动关闭后，可消除报警
16
压力表密封垫
压力表密封用
17
压力表接头
安装压力表
18
警铃接管组件
连接
3.角式雨淋阀工作原理
（原理同前面自动喷淋雨淋阀）是利用隔膜上下运动实现阀瓣的启闭。
隔膜将阀分为压力腔（即控制腔）、工作腔和供水腔，由供水管而来的压力水流作用于隔膜下部阀瓣。
同时，也从控制管路经单向阀进入压力腔而作用于隔膜的上部，由于上、下受水作用面积的差异，保证了隔膜雨淋阀具有良好的密封性。
此时由于隔膜雨淋阀控制管路上的电磁阀具有自锁功能，所以雨淋阀被锁定为开启状态，灭火后，手动将电磁阀复位，稍后雨淋阀将自行复位。
二、直通式雨淋阀
1.直通式雨淋阀组的组成
2.直通雨淋阀组部件名称及用途
序号
部件名称
用途
1
进水管
通水
2
信号蝶阀（常开）
系统检修时关闭
3
排水阀（常闭）
调试，也可排放管网余水
4
试水阀（常闭）
手动打开后，可在雨淋阀关闭状态下试警铃
5
报警管阀（常开）
手动关闭后，可消除报警
6
过滤器
过滤水流，防止压力开关和水力警铃受堵
7
压力开关
产生报警电信号或启动消防水泵
8
水力警铃
产生声音报警
9
电磁阀（常闭）
电动打开，使控制腔泄压而启动主阀
10
压力表一
显示控制腔压力
11
堵头
其他应用方式（如传动管启动应用）的预留口
12
控制阀（常闭）
手动打开，使控制腔泄压而紧急启动主阀
13
复位杆
动作后，手动复位
14
雨淋阀（常闭）
灭火时打开，向管网供水
15
单向阀
防止因控制腔水压波动产生误动作
16
压力表二
显示供水压力
17
控制管阀（常开）
关闭后可使进水管与控制腔不连通
3.直通雨淋阀工作原理
直通雨淋阀利用隔膜左右运动实现阀瓣的启闭。
由隔膜将阀分为控制腔和工作腔。
来自供水管的压力水流（0.14MPa～1.6MPa）作用于阀瓣，同时，压力水还从控制管路经单向阀进入控制腔而作用于隔膜的左部，由隔膜通过推杆将力传递到压臂上，由压臂压紧阀瓣，保证隔膜雨淋阀具有良好的密封性。
三、雨淋阀组的功能及设置要求
阀门具有三种控制方式：
电动、传动控制，手动。
雨淋阀组设置要求
1）环境温度不低于4℃、有排水设施的室内，其位置宜靠近保护对象并便于操作。
2）室外时，具有防腐功能；防爆区应符合防爆要求。
3）寒冷地区进行保温。
4）并联设置，雨淋阀入口处应设止回阀。
5）雨淋阀前的管道应设置可冲洗的过滤器；当水雾喷头无滤网时，雨淋阀后的管道上也应设置过滤器。
过滤器滤网应采用耐腐蚀金属材料，滤网的孔径应为4.0～4.7目/cm2（0.600～0.710mm）。
6）雨淋阀的试水口应接入可靠的排水设施。
知识点：
水喷雾灭火系统配水管道设置要求
水雾喷头 雨淋阀 供水管道
工作压力不应大于1.6MPa，管道应用沟槽式连接件（卡箍），或螺纹、法兰连接。
镀锌管道不得采用电焊、气焊挖孔、热煨弯或其他破坏镀锌层的操作。
采用镀锌钢管管径不应小于25mm；采用铜管管径不应小于20mm。
系统管道最低处或水容易聚集地方应设放水阀或排污口。
【2015－实务】水喷雾灭火系统的水雾喷头使水从连续的水流状态分解转变成不连续的细小水雾滴喷射出来，因此它具有较高的电绝缘性能和良好的灭火性能。
下列不属于水喷雾灭火机理的是（ ）。
A.冷却
B.隔离
C.窒息
D.乳化
『正确答案』B
『答案解析』水喷雾的灭火机理主要是表面冷却、窒息、乳化和稀释作用。
第三篇第四章第一节。
【2015－实务】某高层办公楼的柴油发电机房设置了水喷雾灭火系统。
该系统水雾喷头的灭火工作压力不应小于（ ）MPa。
A.0.05
B.0.10
C.0.2
D.0.35
『正确答案』D
『答案解析』用于灭火、控火目的时，水雾喷头的工作压力不应小于0.35MPa；用于防护冷却目的时，水雾喷头的工作压力不应小于0.2MPa。
第三篇第四章第四节。
【2015－实务】某一类高层办公楼的自备柴油发电机房，设置电动启动雨淋阀组的水喷雾灭火系统保护。
当该系统的火灾探测装置动作后，打开雨淋报警阀组，压力开关动作联锁启动消防水泵，水雾喷头喷水灭火。
该系统采用的火灾探测装置应（ ）。
A.气动传动管探测装置
B.液动传动管探测装置
C.感烟感温火灾探测装置
D.闭式喷头驱动传动管探测装置
『正确答案』C
『答案解析』水喷雾灭火系统的工作原理。
第三篇第四章第三节。
【2015－实务】水喷雾灭火系统的基本设计参数根据其防护目的和保护对象确定。
水喷雾灭火系统用于液化石油燃气罐瓶间防护冷却目的时，系统的响应时间不应大于（ ）s。
A.45
B.120
C.60
D.300
『正确答案』C
『答案解析』用于液化气生产、储存装置或装卸设施的防护冷却目的时，系统响应时间不应大于60s。
第三篇第四章第四节。
【2015－实务】下列灭火剂中，在灭火过程中含有窒息灭火机理的有（ ）。
A.二氧化碳
B.泡沫
C.直流水
D.水喷雾
E.氮气
『正确答案』ABDE
『答案解析』直流水是冷却灭火。
【2016－实务】
某火力发电厂输煤栈桥输送皮带总长405m，采用水喷雾灭火系统保护时，该输煤栈桥最多可划分为（ ）段分段进行保护。
A.5
B.4
C.6
D.7
『正确答案』B
『答案解析』根据《水喷雾灭火系统设计规范》3.1.6，输送机皮带的保护面积按上行皮带的上表面积确定，长距离的皮带宜实施分段保护，但每段长度不宜小于100m，所以最多划分4段。
【2016－实务】下列关于水喷雾灭火系统水雾喷头选型和设置要求的说法中，错误的是（ ）。
A.扑救电气火灾应选用离心雾化型水雾喷头
B.室内散发粉尘的场所设置的水雾喷头应带防尘帽
C.保护可燃气体储罐时，水雾喷头距离保护储罐外壁不应大于0.7m
D.保护油浸式变压器时，水雾喷头之间的水平距离与垂直距离不应大于1.2m
『正确答案』D
『答案解析』对于电气火灾危险场所的细水雾灭火系统不宜采用撞击雾化型细水雾喷头，A正确；粉尘场所设置的水雾喷头应有防尘罩，B正确；C正确，根据《水喷雾灭火系统技术规范》3.2.6，当保护对象为甲、乙、丙类液体和可燃气体储罐时，水雾喷头与保护储罐外壁之间的距离不应大于0.7m。
D错误，《水喷雾灭火系统设计规范》3.2.5水雾喷头之间的水平距离与垂直距离应满足水雾锥相交的要求，对D选项无1.2m的要求。
【2016－实务】下列火灾中，不适合采用水喷雾进行灭火的是（ ）。
A.樟脑油火灾
B.人造板火灾
C.电缆火灾
D.豆油火灾
『正确答案』A
『答案解析』B适合，水喷雾系统适用于扑救固体火灾。
C适合，水喷雾系统的离心雾化喷头喷出的水雾具有良好的电气绝缘性，因此水喷雾系统可以用于扑灭油浸式电力变压器、电缆隧道、电缆沟、电缆井、电缆夹层等电气火灾。
D适合，水喷雾系统可用于扑救闪点高于60℃的可燃液体火灾，如燃油锅炉、发电机油箱、输油管道火灾等。
A不适合，樟脑油为乙类液体，水喷雾只能扑救丙类液体和饮料酒火灾，所以不适合采用水喷雾对樟脑油进行灭火。
【2016－实务】下列关于采用传动管启动水喷雾灭火系统的做法中错误的是（ ）。
A.雨淋报警阀组通过电动开启
B.系统利用闭式喷头探测火灾
C.雨淋报警阀组通过气动开启
D.雨淋报警阀组通过液动开启
『正确答案』A
『答案解析』传动管启动水喷雾灭火系统按传动管内的充压介质，可分为充液传动管和充气传动管两种。
传动管上的闭式喷头受火灾高温影响动作后启动水喷雾灭火系统。
传动管系统无电动开启的装置，故A错误。
【2016－实务】某储存丙类液体的储罐区共有6座单座容积为1000m3的地上固定顶罐，分二排布置。
每排三座，设置水喷雾灭火系统进行防护冷却。
在计算该储罐区的消防冷却用水量时，最终考虑同时冷却（ ）座储罐。
A.2
B.4
C.3
D.5
『正确答案』C
『答案解析』《水喷雾灭火系统技术规范》3.1.9系统用于冷却甲B、乙、丙类液体储罐时，其冷却范围及保护面积应符合下列规定：
着火的地上固定顶储罐及距着火储罐罐壁1.5倍着火罐直径范围内的相邻地上储罐应同时冷却，当相邻地上储罐超过3座时，可按3座较大的相邻储罐计算消防冷却水用量。
故C正确。
【2016－实务】水喷雾的主要灭火机理不包括（ ）。
A.窒息
B.阻断链式反应
C.乳化
D.稀释
『正确答案』B
『答案解析』窒息、乳化、隔离、冷却。
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