（精编）细水雾灭火系统

1、本word文档可编辑可修改 细水雾灭火系统介绍本文介绍了细水雾 的概念及灭火原理，扼要地说明了各种细水雾灭火系统 的构成及其应用，并结合有关试验成果，对其灭火效果进行总结和分析。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 Dv0.991不大于 1000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=100同 Dv0.9=200

2、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=200同Dv0.9=400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。本word文档可编辑可修改 第 3级细水雾为 Dv0.9大于 400，或者第 2级细水雾分界线右侧至 Dv0.99=1000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 400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

3、雾 的定义包括了 Dv0.99为 1000。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400 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

4、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

5、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）。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 的至倍 )，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

6、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 的影响较小，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，

7、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 220440V。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。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

8、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 的电子通信设备机房，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）；液体在压力容器中被加热到高于沸

9、点，突然被释放到大气压力状态（突发液体喷雾器）。按不同 的标准细水雾系统可分为下列系统：低压系统， 工作压力小于 12.1bar(175psi*)；中压系统， 工作 压力为 12.1bar(175psi)34.5bar（500psi）;高压系统， 工作压力大于 34.5bar(500psi)。局部应用系统（ LocalApplicationSystems），如保护蒸气涡轮机组轴承，炼油厂 的热油泵；全淹没系统（TotalFloodingApplicationSystems），保护整个防护区，如燃气涡轮机组机房。预制系统（PreengineeredSystems），如压缩气体钢瓶驱动 的双流系统

10、，钢瓶及水罐有若干种规格，都是在 工厂加 工好 的，设计中根据防护区面积 的大小来选择； 工程系统（EngineeredSystems），其构成和 工作方式类似常规 的雨淋系统（DelugeSystems）。单流介质系统 (SingleFluidMediaSystems)和双流介质喷雾系统(TwinFluidMediaSystems)。单流介质系统，是仅以水为灭火剂，由一路管道供到喷嘴。系统由喷嘴，水泵雨淋阀，探测器及控制器组成。双流介质喷雾系统，水及雾化介质由不同 的管路分别供给，并在喷嘴处混合、碰撞而产生水微粒子，该水雾喷嘴 的外形见图 3。雾化介质分为两路，一路用于推动储水罐内 的水，另

11、一路直接供到喷嘴。储水罐内 的水处于常压，灭火时由高压气体推动而进入防护区。雾化介质是可以通过与水混合并产生细水雾 的 高压空气或其他气体。实际 工程中 的细水雾灭火系统往往是上述几种分类 的组合，现以应用较为广泛 的 SecuripexFire-Scope2000细水雾灭火系统为例，该系统属于是低压、双流、预制式系统。喷嘴内气、水两种介质 的 工作压力 5.5bar，产生水微粒尺寸为 200，喷嘴 的特性系数 K=4.5L/min.bar1/2，推荐喷头间距为 3.0m，相应喷水强度为0.95L/min.m2。系统 的设计水力计算，低压系统类似普通喷淋系统，按 Hazen-Williams公

12、式计算，中压、高压系统按 Darcy-Weishach公式计算。由于流速、水温、粘滞系数及管道粗糙系数极大地影响水 的紊流程度，从而影响管路 的压力损失，而 H-W公式不能对上述参数作出修正。一般情况下，特别是中、高压细水雾系统，比低压细水雾系统更容易出现较高 的流速。由于 D-W公式充分考虑了实际流体特性，即雷诺数和管壁粗糙度，所以中压、高压系统按D-W公式而不用 H-W公式。又由于管径越小，管壁粗糙影响越大。当设计中为减小系统重量而选择很高 的摩阻损失， 以便安装在受限制 的空间内，如飞机 的货仓内，用 H-W公式计算不精确，则应采用 D-W公式。 喷头设置，喷淋或普通水喷雾系统是按设计喷

13、水强度设置喷头，细水雾喷头 的设置 的间距、与墙体 的距离、距障碍物 的距离以及与吊顶 的距离是根据各种喷头 的特性而定， 不涉及喷水强度 的概念。过滤器设置，固体颗粒物 的累积有可能造成系统水头损失 的增大或堵塞，在系统 的供水干管或立管上设过滤器。 滤网孔眼最大尺寸不应大于最小喷嘴孔口直径 的百分之八十。 某些时候，还需要在每个喷嘴前设过滤器。系统水源应保证系统喷雾时间不小于 30分钟。当然这并非要求灭火时间一定是 30分钟，如 SecuripexFire-Scope2000系统用于内燃机房、或可燃油事故储油池时 的灭火时间是10分钟。系统 的组成，预制系统前文已经介绍过了，其它系统一般为雨淋系统，由雨淋阀、水雾喷头、管路、探测器及控制器组成，雨淋阀是专门用