水喷雾系统（专题课）修订2

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水喷雾灭火系统

• 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。 开式系统 水喷雾灭火系统（固定式的，分解成不超过1mm，电绝缘性） 作用：灭电器类火灾、防护冷却 灭火机理：冷却，窒息， 乳化（不融水），稀释（融水）。 启动方式：和雨淋系统一样（电动，传动管，手动） 适用范围： 不适用：过氧化物，遇水燃烧，使用水雾会造成爆炸破坏的场所（高温密闭空间，表面经常高温的液体） 1、灭固体火灾 2、灭可燃液体的火灾（只适用于丙类液体火灾） 3、灭电气火灾（离心雾化喷头） 4、冷却防护可燃气体和甲乙丙类液体的生产、存储 5、防护冷却火灾危险性大的化工装置级管道的 设置场所 1、固定式喷雾灭火系统：常用。 2、自动喷水+水喷雾系统混合设置：不能灭电器火灾 3、泡沫（至少10分钟） + 水喷雾联用系统：公路交通隧道 工作压力：（0.35-0.2 = 0.15） 灭火 >= 0.35MPa 防护冷区 一般>=0.2MPa，甲b乙丙类液体储罐：0.15MPa 管道压力不大于1.6MPa 响应时间： 灭火 <=1min 防护冷却： 一般2min，液化石油气瓶间瓶库 <=1min，甲b乙丙类液体储罐：<=5min 一般设置距离 矩形距离1.4倍的R，；菱形距离，1.7倍的R 保护储罐、球罐设置要求 1、可燃气体和甲乙丙类液体，储罐和外壁直接不大于0.7m
• 1. 系统灭火机理
  • 什么是水喷雾灭火系统： 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。
  • 　水喷雾灭火系统通过改变水的物理状态，利用水雾喷头使水从连续的洒水状态转变成不连续的细小水雾滴喷射出来。它具有较高的电绝缘性能和良好的灭火性能。水喷雾的灭火机理主要是表面冷却、窒息、乳化和稀释作用，这四种作用在水雾滴喷射到燃烧物质表面时通常是以几种作用同时发生并实现灭火的。
  • 表面冷却
    • 窒息
      • 乳化(不融水)
        • 稀释（融水）
• 2. 系统分类
  • 电动启动水喷雾灭火系统
  • 传动管启动水喷雾灭火系统
  • • 图3—4—1 电动启动水喷雾灭火系统 1一水池 2一水泵 3一闸阀 4一止回阀 5一水泵接合器 6一雨淋报警阀 7一压力开关 8一配水干管 9一配水管 10一配水支管 11一开式洒水喷头 12一感温探测器 13一报警控制器 P一压力表M一驱动电动机
• 3. 系统工作原理和适用范围
  • 工作原理
  • 适用范围
    • 　　水喷雾灭火系统的防护目的主要有灭火和防护冷却两大类，其适用范围随不同的防护目的而设定。
    • (一)灭火适用范围
      • （一）灭火的适用范围 1．固体火灾 水喷雾灭火系统适用于扑救固体物质火灾。 2．可燃液体火灾 水喷雾灭火系统可用于扑救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 水喷雾灭火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。
  • 典型设置场所
    • 1.电：燃油、燃气锅炉房、可燃油油浸电力变压器室、高压电容器和多油开关室、自备发电机房
    • 2.矿、厂、变油浸变压器：40MW以上厂矿企业可燃油浸电力变压器、90MW及以上电厂油浸变压器、125MW独立变电所可燃油浸电力变压器
    • 3.输送机皮带、电缆、液氨储罐
    • 4.甲B、乙、丙液体储罐，全压力、半冷冻式液化烃储罐，全冷冻式液化烃储罐
  • 不适用范围
    • 不适宜用水扑救的物质
      • 1．过氧化物 过氧化物是指过氧化钾、过氧化钠、过氧化钡、过氧化镁等。这类物质遇水后会发生剧烈分解反应，放出反应热并生成氧气，其与某些有机物、易燃物、可燃物、轻金属及其盐类化合物接触时能引起剧烈的分解反应，由于反应速度过快可能引起爆炸或燃烧。 2．遇水燃烧物质 遇水燃烧物质包括金属钾、金属钠、碳化钙（电石）、碳化铝、碳化钠、碳化钾等。这类物质遇水后能使水分解，夺取水中的氧与之化合，并放出热量和产生可燃气体造成燃烧或爆炸的恶果。
    • 使用水雾会造成爆炸或破坏的场所
      • 1．高温密闭的容器内或空间内 当水雾喷入时，由于水雾的急剧汽化使容器或空间内的压力急剧升高，有造成破坏或爆炸的危险。 2．表面温度经常处于高温状态的可燃液体 当水雾喷射至其表面时会造成可燃液体的飞溅，致使火灾蔓延。
• 4. 系统设计参数
  • 喷头工作压力
    • 用于灭火目的时，水雾喷头的工作压力≥0.35MPa
    • 用于防护冷却目的时，水雾喷头的工作压力≥0.2MPa
    • 冷却 甲B、乙、丙类液体储罐≥0.15Mpa
  • 响应时间
    • 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，它是系统由报警到实施喷水灭火的时间参数。
    • 用于灭火目的时，系统的响应时间≤60s
    • 用于液化气生产、储存装置或装卸设施的防护冷却目的时，系统的响应时间≤60s；用于其他设施的防护冷却目的时，系统的响应时间≤300s。
  • 保护面积
    • 保护面积是指保护对象的全部暴露外表面面积。水喷雾系统主要用于保护室外的大型专用设施或设备，同时也用于保护建筑物内的设施或设备，其保护面积可按以下原则确定： 　1）按保护对象的规则外表面面积确定。 　2）当保护对象的外表面面积不规则时，应按包容保护对象的最小规则形体的外表面面积确定。 　3）变压器的保护面积除应按扣除底面面积以外的变压器油箱外表面面积确定外，还应包括散热器的外表面面积和储油柜（油枕）及集油坑的投影面积。 　4）分层敷设电缆的保护面积应按整体包容电缆的最小规则形体的外表面面积确定。 　5）输送机皮带的保护面积应按上行皮带的上表面面积确定。 　6）开口可燃液体容器的保护面积应按液面面积确定。 　7）当水喷雾系统用于室内保护对象时，保护面积可按室内建筑面积或保护对象的外表面面积确定。
  • 强度和持续喷雾时间
• 5. 系统组件及设置要求
  • 水雾喷头
    • 水雾喷头是在一定压力的作用下，利用离心或撞击原理将水流分解成细小水雾滴的喷头。
    • 喷头分类
      • 　1．离心雾化型水雾喷头 　　离心雾化型水雾喷头由喷头体、涡流器组成，在较高的水压下通过喷头内部的离心旋转形成水雾喷射出来，它形成的水雾同时具有良好的电绝缘性，适合扑救电气火灾。但离心雾化型水雾喷头的通道较小，时间长了容易堵塞。
      • 　　2．撞击型水雾喷头 撞击型水雾喷头的压力水流通过撞击外置的溅水盘，在设定区域分散为均匀的锥形水雾。
    • 性能参数
      • 　1．工作压力 　　水雾喷头的雾化效果与喷头的工作压力有直接关系。通常情况下，喷头的工作压力越高，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。当水雾喷头的工作压力≥0.2MPa时，能获得良好的分布形状和雾化效果，满足防护冷却的要求；在压力≥0.35MPa时，能获得良好的雾化效果，满足灭火的要求。
    • 流量系数
      • 　水雾喷头的流量系数K为16～102，由水雾喷头生产厂家自己确定。
    • 有效射程
      • 　 水雾喷头的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。 　　水雾喷头的有效射程与雾化角有直接关系。同一水雾喷头，雾化角小，则射程远，反之则近。有效射程是水雾喷头的重要性能参数，在有效射程范围内的水雾强度能够达到设计要求，可满足灭火控火或防护冷却要求，因此，水雾喷头与保护对象的有效距离不应大于水雾喷头的有效射程。离心雾化型水雾喷头的垂直喷射曲线如图3-4-9所示。
    • 布置要求
      • 　3．保护变压器的水雾喷头的布置要求 　　保护对象为油浸式变压器时，水雾喷头应布置在变压器周围，不宜布置在变压器顶部；保护变压器顶部的水雾不应直接喷向高压套管；变压器的储油柜、冷却器、集油坑均应设水雾喷头进行保护；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。
      • 　　4．保护储罐、球罐的水雾喷头的布置要求 　　 1）当保护对象为可燃气体和甲、乙、丙类液体储罐时，水雾喷头宜布置在保护对象周围，其与保护储罐外壁之间的距离不应大于0.7m。
      • 5．保护电缆的水雾喷头的布置要求 　　当保护对象为电缆时，水雾喷头喷射的水雾应完全包围电缆。电缆水平敷设或垂直敷设时，都按平面保护对象考虑。 对于水平敷设的电缆，喷头宜布置在其上方；对于垂直敷设的电缆，喷头可沿其侧面布置。多层水平或垂直敷设的电缆，其层间没有装设耐火隔板时，设置的喷头要采用包围式，使中间层的电缆处于水雾的包围中，以便迅速窒息灭火。当电缆支架阻挡水雾时，在该部位应增设喷头。
  • 雨淋阀
    • 角式雨淋阀
    • 直通雨淋阀
    • 雨淋阀的功能及设置要求
  • 管道
    • 水喷雾系统的管道分为雨淋阀前管道和阀后管道两部分。阀后管道应采用内外热镀锌钢管，且管道上不应设置其他用水设施。系统管道的工作压力不应大于1.6MPa，系统管道应采用沟槽式连接件（卡箍）连接，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。系统管道采用镀锌钢管时，管径不应小于25mm；采用不锈钢管或铜管时，管径不应小于20mm。系统管道的最低处或水容易聚集的地方应设置放水阀或排污口。
• 6. 练习题
  • 例：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（　　）。（2016真题） 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 【答案】：A 例：下列火灾中，不适合采用水喷雾进行灭火的是（　　）。（2016真题） A．樟脑油火灾 B．人造板火灾 C．电缆火灾 D．豆油火灾 【答案】：A