高压细水雾消防设施
高压细水雾相关知识
前言
高压细水雾(压力大于10MPa)是建立在容积式泵的基础上,通常使用柱塞泵,系统压力最高可达100200MPa。高压细水雾灭火系统及装置为安全经济高效起见,通常压力为1020MPa。高压细水雾是指在不小于10MPa压力下,产生的DV0.99<200μm的水雾。
传统的细水雾是指中、低压细水雾(压力为1~2MPa),即建立在离心泵基础上、压力通常为1~2MPa左右的细水雾或水喷雾,用水量较大,与水喷淋的最大区别在于更换了喷头,其余改变甚少。传统细水雾是指在最小工作压力下产生的,距喷嘴1m处的平面上,雾滴累积体积分布参数DV0.99<1000μm的水雾(NFPA750标准)。
高压细水雾灭火系统与传统的中低压细水雾(水喷雾)灭火系统从压力形成原理到整个系统的流量和压力控制以及核心元件有着根本性的不同,核心元件工作原理及使用材料上的一系列根本差异,带来灭火效率、灭火类型和应用场所等的巨大差异。高压细水雾除了可替代传统的中、低压细水雾(水喷雾)外,还可取代气体、气溶胶、干粉、泡沫、水喷淋、消火栓等灭火系统。
特别是超细高压细水雾(DV0.99<10μm)成为取代气体等化学灭火剂灭火手段的最有效技术。
高压细水雾灭火技术是目前国内外绿色消防技术发展的前沿,是多种学科交叉结晶的高效环保灭火技术,其先进的灭火机理突破了传统灭火理念,是消防技术发展史上的一次革命。
如今,被称为世界性难题的“高层建筑、地下空间、公共场所、老城区、交通运输以及石油化工”等领域的火灾防治问题日益突出。海力特高压细水雾消防技术产品以其先进的灭火机理和优异性能成为解决诸多火灾难题的最有效手段。
高压细水雾不仅具有高效节水、安全环保的灭火功能,而且具备特殊的降烟、降温、降毒功能。可快速隔离火源、对火灾现场烟雾和有毒气体进行有效降解和封堵,形成逃生通道,有利于人员疏散和保护消防队员的生命安全。高压细水雾技术产品在不同场所实现的各种灵活应用,体现了“灭火效果、人身安全和环境保护”三位一体的发展思路。
2、灭火机理
高压细水雾具有高效冷却、快速窒息的双重灭火机理,形成了介于液体和气体之间的一种特殊状态,用水量是传统灭火手段的1%,效率是其200-300倍。
l 均衡的表面冷却,高效吸热;
l 窒息灭火,而且只发生在火源周围;
l 冲击乳化和稀释;阻隔热辐射;洗涤烟雾和废气。
水(压力在10MPa以上)从一种特殊材料的喷头喷出时,形成粒径在10100μm的水雾,超细高压细水雾粒径多在10μm以下,遇火后迅速汽化,体积可膨胀17005800倍,吸收大量的热,使燃烧表面温度迅速降低;同时,水汽化后形成水蒸汽,将燃烧区域整体包围和覆盖,使燃烧因缺氧而窒息。
高压细水雾所要表现出来的三个特点为:
1. 雾粒的直径要尽量小,微米级;
2. 雾粒的运动飞行速度要尽量快,大于100m/s;
3. 单位空间内雾粒的数量要尽量的多;
当这三个条件都具备时,高压细水雾灭火、降温、降烟的优异性能就充分表现出来。
通俗的讲,因为高压细水雾的微米级雾滴具有三维运动的特点,高压细水雾在灭火、降烟、降温时形成了一个立体的罩子,整个大雾团内部又有三维运动的雾滴,在火焰根部和高温区域形成了立体多维的运动层和覆盖层,再加上其快速汽化时的降温和降低火源周围氧浓度的效应,使其灭火、降温、降烟的立体多功能效应快速体现出来。

雾滴直径
(mm)
每升水表面积
m2
汽化时间
s
自由下落速度
m/s
10
0.6
600
9
1
6
6
4
0.1
60
0.06
0.4
0.01
600
0.006
0.04


3、高压细水雾灭火系统的特点
安全环保节水:以水为灭火剂,具有高效冷却、窒息等双重灭火机理,对人体无伤害,对环境无影响,不会在高温下分解产生有害物质,在喷雾的同时,对雾区内的人员无任何伤害,方便现场人员的逃生与扑救,用水量是水喷淋的1%,极大减少了消防水箱(池)的容积,避免了大量排水造成的次生灾害。
高效持续灭火:高压细水雾取水方便,可持续灭火。高速冷却和迅速绝氧,冷却速度比一般喷淋系统快100倍。有效防止火灾的复燃。
阻热与净化作用:细水雾对热辐射具有很好的屏蔽作用,能洗消烟雾和毒气,减少烟雾和燃烧时产生的毒气所造成的危害。
电绝缘性好:细水雾雾滴直径小,直径为10~100μm,喷放后雾滴是不连续的,可以长时间地悬浮在空中, 需要相当数量和极长的时间才能完成水雾的汇聚、凝结, 因此很难在电极表面形成导电的连续水流或表面水域,具有优良的电绝缘性,可有效扑救带电设备火灾。
适用性强保护空间无封闭和耐压等方面的要求,可保持自然通风并具有极强的穿透力,适用性强。
可靠性高系统安装完成后可定期对系统进行喷雾检验;系统采用不锈钢材质,寿命长,可靠性高,可达60年的使用寿命。
配置灵活可作为全空间系统,保护整个空间,也可局部使用,保护独立的设施或设施的一部分。
安装简便:相对于传统的灭火系统而言,管道管径小,仅为10~50mm,使安装费用相应降低,节省了大量的空间,投资性价比极高。
维护方便:仅以水为灭火剂,在备用状态下为常压,日常维护工作量和费用大大降低。
4、高压细水雾的电气安全性
(1)电气设备火灾特点
l 初期火灾,以浓烟和可燃气体为主,温度较低;具有遮挡性,易复燃;
l 火灾烟气含有大量CO、HCl、HF等有毒腐蚀性气体,极易在电器柜中蔓延,腐蚀电缆、电气开关、电路板等,造成二次灾害。

美国联邦通讯委员会网络安全理事会(简称FCCNRC)的网络安全研究报告:通讯机房火灾损失中,95%是由烟雾造成的,仅有5%是由火场温度造成的。因此,电气类防护空间的灭火系统需具有除烟效果,可以大大降低烟气造成的损失,而只有高压细水雾具备了极好的降烟效果。

喷雾灭火同时,电脑正常工作


(2)交流耐压性能试验

(3)弱电机房及配电室高压细水雾灭火实验
l 电脑主机及显示器
l 配电柜1:通电工作,外加用电负载
l 配电柜2:敷设电力电缆、信号电缆,被遮挡
l 电缆桥架:敷设电力电缆、信号电缆
l 火灾模型:电缆采用电热丝加热,模拟电缆火灾。




5、高压细水雾的降温释毒作用
高压细水雾的降温释毒作用是其它任何消防手段所不具备的。加拿大国家研究局(NRC)进行机房细水雾灭火实验表明,机房内的温度在细水雾喷放后不到15秒迅速降到50℃,实验过程中测到的CO和CO2最大浓度分别不超过0.08%和3.5%(CO体积浓度为1.5%,1-3分钟即可造成人员死亡,CO2的体积浓度为25%时,可使呼吸中枢麻痹,引起中毒),也就是说细水雾可使机房内燃烧产物的浓度维持在对人没有伤害的水平上,这样有利于人员进入动力机房进行扑救工作。6、高压细水雾灭火系统适用范围
高压细水雾可扑救下列火灾
(1)A类火灾;如:档案馆、图书馆、博物馆、文物馆和古建筑等固体危险场所。
(2)B类火灾;如:液压站、润滑油库、透平油库、柴油发电机房、喷漆烤漆生产线、燃油锅炉房、白酒和酒精等可燃液体火灾危险场所。
(3)C类火灾;如燃气轮机房、燃气直燃机房等场所的可燃气体场所。
(4)带电设备火灾;如:油浸电力变压器、配电室、油开关柜室、发电机房、锅炉房、计算机房、通讯机房、中央控制室、大型电缆室、电缆隧(廊)道、变配电室等电气设备火灾危险场所。
(5)其它适于细水雾灭火系统的危险场所火灾。如:地铁站厅、候机楼、医院候诊室、医院病房、停车场、地下空间等人群密集的公共场所。
7、高压细水雾灭火系统主要应用场所
1、档案馆、图书馆、博物馆、古建筑、大型商场及娱乐场所等人员密集场所
海力特超细高压细水雾系统为此类建筑提供了最理想的灭火方式。若使用传统的水喷淋系统,消防水造成的水渍损失有时竟超过了火灾本身直接造成的损失,相比之下,海力特超细高压细水雾系统具有高效节水、安全环保等特点,将水渍损失降到最低。与传统水喷淋系统相比,消防泵房的安装空间大幅减小,取消了消防水池和大型消防水箱。10~50mm的管道能够非常便捷地安装于现有建筑物或历史性建筑物。
与气体灭火系统相比,海力特超细高压细水雾系统更具优越性,配以海力特高压细水雾消火栓,将彻底解决以上建筑的火灾难题及保护难题。
2、医院器械室及病房楼
医院作为人员高度密集场所,拥有大量本身无法活动或者无法移动的病人,一旦发生火灾,要在5-7分钟内全部疏散完毕是基本不可能实现的,一旦发生火灾,极易造成群死群伤的重大安全事故。
由于医院特殊的复杂功能,药库、药房等场合往往会存放一些乙醚、苯、丙酮、甲醇、乙醇等易燃的危险性化学物质,发生火灾时,这些物质不仅燃烧速度快,而且能够产生大量的有毒烟气,部分化学品甚至有爆炸的危险,故而扑救难度大,火势很容易蔓延扩大。一些心脏病、高血压病人遇火灾精神紧张,有可能导致病情加重,甚至猝死。
医院的各种仪器设备室,如CT室、X光室、手术室等地方,极易引起电气和化学类火灾,用气体等化学类消防灭火手段是不现实的,甚至是不可能的,因为化学手段会加速病人窒息死亡。
对医院这种特殊场所,只有快速灭火降烟、降温才是最佳方案,传统的灭火和逃生手段在实际中很难有效实施,在这些地方设置高压细水雾灭火装置及系统比较合适。高压细水雾以水为灭火剂,对环境、人员、保护对象均无损害和污染,不仅具有高效节水、安全环保的灭火功能,而其具备特殊的降烟、降温、降毒等功能。可快速隔离火源、对火灾现场烟雾和有毒气体进行有效降解、封堵和洗消,有利于人员疏散和保护消防队员的生命安全。
3、控制中心、电信机房及高低压配电室
这些场所会经常由于系统超负荷或电器短路而潜伏着较大的火灾隐患,一旦发生火灾,往往会给社会造成灾难性损失。
电气绝缘材料的燃烧会产生大量的酸性烟雾和炭颗粒,这些烟尘散落在物体表面上,其极强的腐蚀性不但会对电路板和数据载体造成危害,还可导致电路的进一步短路,以致系统瘫痪。
海力特超细高压细水雾系统能够抑制烟雾扩散,其微小的水雾还能够将烟尘吸附并降解在地面上。由于高压细水雾灭火时用水量极小,大部分水雾遇火后蒸发,水渍非常小,对EDP元件几乎没有影响。
与气体灭火系统相比,海力特超细高压细水雾更具优越性。
4、各种建筑物内部小管网的灭火系统——取代气体
在各种工业和民用建筑内部的柴油发电机房、锅炉房、通信机房、配电室等小型防护空间,以前采用的主要是气体灭火系统,弊端很多。采用海力特超细高压细水雾小型管网系统,既能安全、高效、持续灭火,又能降解烟雾和热辐射,且对空间的封闭性无特殊要求,设备占用空间小,运营维护费用低。
5、烟草行业及大空间库房
烟草库房一般都是大空间,由于烟草具有阴燃的特性,而且过量的消防水和具有异味的化学灭火剂都会导致烟草霉烂变质、变味,所以在这些场所,既不能使用气体灭火,也不能使用水喷淋及化学物质灭火,如干粉灭火等。
高压细水雾不但用水量小、无味、无污染,而且依靠其良好的弥漫特性,能够很好地扑灭大空间条件下的阴燃火,最大限度地保障烟草及大空间的消防安全。
6、汽车喷漆烤漆房
汽车的烤漆房主要采用高温反复加热保持烤漆房内温度相对恒定的原理进行烤漆工作。
烤漆房起火主要是由热交换器也就是俗称的炉膛开始,火灾蔓延非常快,甚至引起爆燃。在烤漆房使用过程中,正常的火焰温度是900~1000℃之间,而较好的不锈钢耐高温1100℃,次之的只有700℃左右。
油漆作业时使用易燃液体作溶剂时,特别是硝基清漆和香蕉水等稀释剂时,容易产生大量可燃液体蒸汽挥发,并与空气混合形成爆炸性混合物,通风不好遇到明火或火星会发生爆燃或爆炸。高压细水雾灭火技术不仅是控制爆燃和爆炸的唯一有效手段,同时,在日常烤漆作业中可提供一种降尘环保手段,在外排风的风道中可施加高压细水雾环保系统,以清洁排放。
7、地铁
处于地下密闭空间,人员密度大,流动性大,成分复杂,电力牵引,电力火灾是其重要危险源。人为的恐怖活动增多,出现爆炸、燃烧、毒气释放等事故后,易造成大量人员伤亡。
虽然地铁的各种建筑和机车设备及附属设施采用了大量的阻燃材料,但事故发生时,产生的高温烟气、毒气成为密闭空间内的主要杀手,虽然采取了强制机械防排烟,仍然作用有限。只有快速灭火、降温、降烟,才是地铁灭火技术的首选,而高压细水雾无疑是首选和必选的灭火技术。
现常规的消火栓,由于尺寸结构较大,密封技术有限,不但占用了大量宝贵的地下空间,而且易泄漏,同时灭火能力有限。为了节省地下空间,地铁的牵引电力为车下接触式,当常规消火栓系统出现漏水、渗水时,易造成车下1500V直流接触网的短路,造成列车经常性的停车事故。
对地下通信、信号室等重要电气设备间的保护,现多采用气体灭火系统,如七氟丙烷(HFC-227ea)或者惰性气体(FG541)等,不仅灭火剂比较昂贵,容易泄漏,工程建设投资和运营费用高,另外,系统喷放后造成的废气对周围环境产生影响。大量的气体钢瓶不但占用了大量的地铁空间,而且高压瓶又构成了地铁引发爆炸的危险源。
《城市轨道交通技术规范》GB50490-2009,国标中明确规定:“地下车站的变电所、通信设备室、信号设备室应设自动灭火系统。”“自动灭火系统包括高压细水雾灭火系统和技术上可靠、经济合理、且消防部门认可的其他自动灭火系统。”
国家公安部消防局在《高压细水雾在地铁火灾防治中的应用技术交流会议纪要》中明确指出:“地铁作为高度密集的地下公共场所,其运营安全关系国计民生,近年来国外发生的群死群伤地铁火灾给我们以深刻而惨痛的教训与启示,地铁现有消防设施防御火灾等灾害事故的能力还相对薄弱,迫切需要研发与应用更为有效的新型防灾技术,以应对日趋复杂的地铁火灾等各类火灾突发事故。”
会议强调,高压细水雾技术在地铁火灾防治中具有高效、节能、环保、消烟降毒、降低综合造价等优点,是一种具有良好性价比,值得大力推广的绿色综合防灾技术,可在地铁建设中应用。以提高我国地铁综合防灾能力,使之真正成为安全、可靠的“绿色交通”。
国外地铁已大量使用高压细水雾,而国内上海、广州、北京也已使用。
高压细水雾开式、闭式系统、消火栓系统及灭火推车为地铁的全方位保护提供了可靠的保证,是解决地铁灭火难题的最有效手段。
8、电缆隧道、电缆夹层
电缆隧道、电缆夹层是极其重要的电力部位,火灾隐患很大。由于内部空间狭窄,通风散热条件差,一旦发生火灾,温度会迅速升高引起其它电缆燃烧、短路,从而造成巨大的损失。过去,由于担心大量的消防用水对电缆造成短路,所以通常处于毫无保护的状态。
高压细水雾系统能够以最小的水量和卓越的冷却性能将电缆隧道火灾损失降到最低。
9、内燃机、发电机组、液压系统、热处理车间
这些场所存在有大量的油类物质,是油、电、高温三位一体的高火灾危险场所,一旦发生火灾,火势蔓延非常快。
事实证明,高压细水雾对扑灭油类火灾特别有效,而且由于细水雾均匀的表面冷却效应,不会产生影响机器设备使用寿命的热应力。系统可以设计为单一目标的防护或整体楼层的防护系统,将因火灾而造成停止生产的时间缩为最短。
10、铁路站段、各种隧道、铁路机车
在铁路隧道、公路隧道以及铁路等四等以上的车站、各种候车室、铁路机车等场所的应用,将彻底解决现有消防手段无法解决的灭火难题,为整个行业带来可靠的安全保障。
机车内部温度高,油路、电路复杂,处于高速运动中,具有较大的火灾危险性,借助于机车自身的水、电资源,利用高压细水雾快速扑灭各类机车火灾。
11、军事武器装备、库房
军事武器装备本身是价值密度极高的集电、油、弹药等易燃易爆于一身的危险源,特别是战斗值勤装备更是处于随时投入战斗状态,其安全防护尤为重要。如导弹发射车、装甲车辆、飞机等武器装备的库房,其安全性更甚,高压细水雾成为解决其防火安全的最佳技术。
12、石化行业及各种油罐
吉林化工厂燃烧几十小时,爆炸并引起松花江污染、多起油罐区火灾等石化行业多次出现的事故告诉我们,微小的疏漏和失误造成的小火灾小爆炸都可引起极大的危害和次生危害。高压细水雾的高效快速灭火能力、控制爆炸能力等优越性能为这些世界难题的解决提供了极佳的技术方案和技术手段,是针对醇类和汽油等轻质油类火灾的唯一可靠手段。
13、煤化工行业合成塔
煤化工行业的合成塔具有一定的工作压力,极细的煤粉一旦泄漏,很容易造成喷射火甚至造成爆炸,由于合成气的热值高,燃烧产生的热量很容易使合成塔的钢结构变形,造成更大的损失。
高压细水雾高效的吸热特性和其均匀的表面冷却特性,在降低温度的同时,使受热的钢结构不变形,其良好的降尘特性还能够保证在煤粉泄漏后将其降解至地面,避免发生火灾和爆炸。高压细水雾灭火系统是煤化工行业消防系统的最佳选择。
14、船用
上世纪九十年代国际海事协会IMO关于增强船舶火灾防护能力的要求,有力促进了细水雾灭火技术的发展。而今,国家标准《船用细水雾灭火系统通用技术条件》(GB/T22241-2008)和船舶行业标准《船舶油漆间增设水雾固定灭火装置技术要求》(CB/T3813-1998)的颁布,更为我国各类船舶机舱采用细水雾灭火系统进行消防保护,提出了明确依据和实施方案。
15、公交及大型客车
公交及大型客车,流动性强,人员密度大,着火因素多,扑救困难。一旦着火,往往造成重大的人员伤亡和财产损失。若在车内设置细水雾灭火系统,用来保护车厢及发动机等重要部位,在发生火灾时,既能快速灭火,又为人员逃生创造极佳的条件。
16、厨房火灾
商业厨房烹调火灾是近年来一种新类型火灾,厨房中的烹调油燃烧时油温较高,明火被扑灭后极易复燃,因而是极难扑灭的火灾类型,泡沫、干粉以及二氧化碳灭火剂都不能有效地扑灭这类火灾。现在主要采用湿化学灭火剂,这种灭火剂灭火后,要将油温冷却到它的自燃温度以下,则要很长的时间,增加了烹调油重新燃烧的机会。另一方面,在灭火过程中,化学灭火剂产生的有害烟雾迫使厨房甚至整个饭店内的人员必须立即撤离,也相应地增加了火灾后的清理时间。然而应用高压细水雾系统扑救商业厨房火灾,则可以有效地扑灭烹调油火并能冷却烹调油,防止油重新复燃。同时,高压细水雾喷放时,人员不用撤离。配备管网喷头,构成开式系统,同时加装高压细水雾消火栓,快速扑灭火灾。
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