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读懂消防产业——高压细水雾灭火

来源:微信公众号:科创之道作者:步日欣 发布时间:2019-08-09 14:37:39 点击: 0
一句话要点精读细水雾灭火系统主要以水为灭火介质,采用特殊喷头,在压力作用下喷洒细水雾进行灭火,是一种灭火效能较高、环保、适用范围较广的灭火系统,被逐步作为替代哈龙气体(卤代烷)灭火的方式之一。

前言:喷矿泉水灭火

 

不知大家是否还记得,2019年3月,北京密云区曾发生一场规模不小的森林火灾,消防局曾调动400多人参与救火。

当时有一篇新闻稿这样写道,31日凌晨,森林消防局机动支队20年经验的消防员王宏玉在巡查时发现一处明火,在没有扑救工具的情况下,用随身带的唯一的一瓶矿泉水一口口将明火喷灭。

无独有偶,2010年4月,东方明珠广播电视塔发射天线遭雷击,引起天线外罩燃烧,由于起火点的位置特殊,曲臂消防车也无能为力,为尽快扑灭明火,两个消防战士将矿泉水含在口中,朝着起火点喷射,最终将明火遏制住。

很多网友曾在新闻下戏谑留言,森林起火,有水不泼用嘴喷,脑洞大开……东方明珠含水灭火,这是消防战士,还是奥特曼?

是的,从消防技术角度,一瓶矿泉水泼上去,效果确实不如用嘴喷。

今天要讲的就是消防行业的灭火系统之一,高压细水雾灭火。

 

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细水雾灭火的定义

 

所谓细水雾灭火,顾名思义,就是靠水雾来灭火,有别于气体灭火和干粉灭火,以及喷水、喷淋灭火。

根据国标《细水雾灭火系统技术规范》(GB50898-2013),细水雾灭火系统主要以水为灭火介质,采用特殊喷头,在压力作用下喷洒细水雾进行灭火,是一种灭火效能较高、环保、适用范围较广的灭火系统。

细水雾灭火虽然以水为灭火介质,但是却是以水雾的形式进行灭火,有气体灭火的基本属性。

细水雾灭火最早始于上世纪40年代,应用于轮船灭火。因为灭火效果奇好的卤代烷(哈龙)被证明破坏臭氧层,蒙特利尔议定书要求逐步停止哈龙灭火剂的生产并严格限制使用范围,细水雾被逐步作为替代哈龙气体灭火的方式之一。

细水雾之所以有气体的属性,是因为其水雾直径很小,达到微米级,根据国标定义,细水雾经喷头喷出,在喷头轴线下方1.0m处的平面上形成的直径Dv0.50小于200µm,Dv0.99小于400µm的水雾滴。

注:Dv是一种以喷雾液滴的体积来表示液滴大小的方法。Dv0.50小于200µm,表示50%的喷雾液滴总体积,是由直径小于200µm的液滴组成的;Dv0.99小于400µm,表示99%的喷雾液滴总体积,是由直径小于400µm的液滴组成的,另1%的喷雾液滴总体积,是由直径大于400µm的液滴组成的。

 

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细水雾灭火的原理

 

谈到灭火原理,无非有三种,隔绝空气(窒息法)、降温冷却法、隔离燃烧物法。

细水雾灭火也是将灭火原理发挥到极致。

降温冷却:细水雾的水滴直径很小,很容易气化,水在气化过程中可以吸收大量热量,将可燃物的温度降低,低于燃点,火也就可以熄灭了。

隔绝空气:细水雾喷入火场后,迅速蒸发形成蒸汽,体积急剧膨胀1700~5800倍,使可燃物与空气形成隔绝状态而窒息。

阻隔作用:细水雾蒸发形成的蒸汽迅速将燃烧物、火焰和烟雾笼罩,在燃烧物周围形成一道屏障,将燃烧物与周围物品阻隔,并对火焰的辐射热具有极佳的阻隔能力。

当然,因为水作为灭火介质,无污染,水量又不像喷淋那么大,又能起到净化洗涤烟尘、乳化稀释液体作用。

 

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细水雾应用

 

上一章提到了,细水雾灭火系统的灭火机理是依靠水雾气化,充满整个防护空间、降温或隔绝来灭火,因此适合于封闭空间或半封闭空间的灭火。

细水雾灭火系统用水量少、水渍损失小,可以替代喷淋灭火系统,针对水量、水渍损失等要求较高的场所,比如工业、数据中心、轨道交通、变电站、电信设备、图书馆、档案馆、银行、实验室等。

但因为灭火介质是水,在压力下将水通过喷嘴雾化喷出,对喷嘴的技术和质量要求较高,导致细水雾系统比传统喷淋系统成本高很多。同时要形成水雾,水质也不能有杂质,否则容易堵塞喷嘴。

注:对于瓶组式细水雾灭火系统,供水的水质不应低于现行国家标准《瓶(桶)装饮用纯净水卫生标准》(GB17324-2003)的有关规定。

细水雾灭火系统不能用于保护遇水发生燃烧或爆炸等剧烈反应的物质,包括:锂、钾、钠、镁等活泼金属,过氧化钾、过氧化钠、过氧化镁、过氧化钡等过氧化物等。同时,由于液化天然气等气体在吸收水的热量后会剧烈沸腾,细水雾灭火系统也不能直接用于保护处在低温状态下的液化气体。

 

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细水雾灭火系统构成

 

细水雾灭火系统由水源(储水池、储水箱、储水瓶)、供水动力装置(泵组、瓶组)、供水管网、控水阀组、细水雾喷头(开式、闭式)以及火灾自动报警及联动控制系统组成。

 

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细水雾灭火系统分类

 

泵组式、瓶组式

细水雾灭火系统按供水方式(主要是按照动力源类型),主要有泵组式和瓶组式两种形式的产品。

泵组式细水雾灭火系统采用泵组(柱塞泵、高压离心泵或气动泵等)作为系统的动力源,将水压入供水管网中,最终通过喷头,形成细水雾。

瓶组式细水雾灭火系统采用储气瓶和储水瓶作为容器,分别储存高压氮气和水,系统启动后,高压储气瓶释放出高压氮气,将水、氮气混合物压入供水管网中,最终通过喷头,形成细水雾。

 

开式喷头&闭式喷头

在细水雾灭火系统中,喷头是形成水雾的核心部件。细水雾喷头可分为开式喷头和闭式喷头,根据喷头的不同,细水雾灭火系统可分为开式细水雾灭火系统和闭式细水雾灭火系统。

【左边为闭式喷头,右边为开始喷头,中间为感温玻璃球】

闭式细水雾灭火系统:闭式喷头以其感温元件作为启动部件的细水雾喷头。所谓感温元件,是指感温玻璃球,玻璃球顶住喷头的密封垫,当发生火灾时,球内的液体受热膨胀而爆裂,管网里的水在压力作用下自动喷洒,达到灭火效果。

1——闭式细水雾喷头;2——末端试水阀;3——水流传感器;4——分区控制阀(常开,反馈阀门开启信号);5——排气阀(常闭);6——火灾报警控制器;7——消防泵控制柜;8——控制阀(常开);9——压力开关;10——泄水阀(常闭);11——消防泵;12——止回阀;13——柔性接头;14——稳压泵;15——安全阀;16——泄放试验阀;17——过滤器;18——液位传感器;19——储水箱

开式细水雾灭火系统:开式喷头以火灾探测器作为启动信号的开放式细水雾喷头。所谓开放式,是指的喷头并未封闭,但必须与火灾自动报警系统联动使用,当现场发生火灾,火灾自动报警系统收到信号后,控制水阀开启。

1——开式细水雾喷头;2——火灾探测器;3——喷雾指示灯;4——火灾声光报警器;5——分区控制阀组;6——火灾报警控制器;7——消防泵控制柜;8——控制阀(常开);9——压力表;10——水流传感器;11——压力开关;12——泄水阀(常闭);13——消防泵;14——止回阀;15——柔性接头;16——稳压泵;17——过滤器;18——安全阀;19——泄放试验阀;20——液位传感器;21——储水箱;22——分区控制阀(电磁/气动/电动阀)

 
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