水喷雾灭火系统全解析
水喷雾灭火系统全解析
水喷雾灭火系统是一种高效的消防设施，广泛应用于各种场所的火灾防护。本文将为您详细介绍水喷雾灭火系统的灭火机理、适用范围、系统设计及主要组件的设置等内容。
一、系统的灭火机理
水喷雾的灭火机理主要是表面冷却、窒息、乳化和稀释作用，在水雾滴喷射到燃烧物质表面时通常是几种作用同时发生并实现控火、灭火。
表面冷却：水雾滴的表面积大，因换热面积大会大量汽化吸热，使燃烧物质表面温度迅速降到物质热分解所需要的温度以下，阻断热分解。
窒息：水雾滴受热后汽化形成水蒸气，其体积约为原液态水体积的1680倍，从而降低周围空气中的氧含量。
乳化：只适用于不溶于水的可燃液体。水雾滴的高压冲击在液体表层产生搅拌作用，并形成乳化层，由于乳化层的不燃性使燃烧中断。
稀释：主要针对水溶性液体(如酒精)。
二、系统适用范围
水喷雾灭火系统适用于以下场所：
电气火灾：由于水雾具有良好的绝缘性能，可以有效扑灭电气火灾。
可燃液体火灾：特别是对于不溶于水的可燃液体，水雾可以形成乳化层，有效扑灭火灾。
固体火灾：水雾可以有效冷却固体物质，防止火势蔓延。
保护对象：如油浸式电力变压器、可燃气体和甲、乙、丙类液体储罐、球罐、电缆、输送机皮带等。
三、系统设计及主要组件的设置
(一) 系统设计
- 水雾喷头的工作压力
- 用于灭火时，水雾喷头的工作压力不应小于0.35MPa。
- 用于防护冷却时水雾喷头的工作压力不应小于0.15MPa。
- 保护面积
保护对象的保护面积除另有规定外，应按其外表面面积确定，并应符合下列要求：
当保护对象外形不规则时，应按包容保护对象的最小规则形体的外表面面积确定。
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，尚应包括散热器的外表面面积和油枕及集油坑的投影面积。
分层敷设的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。
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。
开口可燃液体容器的保护面积应按其液面面积确定。
液化石油气灌瓶间的保护面积应按其使用面积确定，液化石油气瓶库、陶坛或桶装酒库的保护面积应按防火分区的建筑面积确定。
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。
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。
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。
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。
- 供给强度、持续供给时间和响应时间
系统的供给强度和持续供给时间不应小于下表的规定，响应时间不应大于下表的规定。
(二) 系统组件的设置要求
水喷雾灭火系统由水雾喷头、雨淋阀、过滤器、供水管道等主要部件组成。
- 水雾喷头的设置
水雾喷头的选型
扑救电气火灾应选用离心雾化型水雾喷头。
室内粉尘场所设置的水雾喷头应带防尘帽，室外设置的水雾喷头宜带防尘帽。
离心雾化型水雾喷头应带柱状过滤网。
水雾喷头的布置要求
一般情况下，水雾喷头的布置应使水雾直接喷射和完全覆盖保护对象。如不能满足要求，应增加水雾喷头的数量；水雾喷头与保护对象之间的距离不得大于水雾喷头的有效射程。
水雾喷头的平面布置方式可为矩形或菱形。当按矩形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于水雾喷头水雾锥底圆半径的1.4倍；当按菱形布置时水雾喷头之间的距离不应大于水雾喷头水雾锥底圆半径的1.7倍。
当保护对象为油浸式电力变压器时，变压器的绝缘子升高座孔口、油枕、散热器、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。
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。
当保护对象为球罐时，水雾喷头的喷口应面向球心；水雾锥沿球罐纬线方向应相交，沿经线方向应相接；当球罐的容积不小于1000m3时，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不应大于3.6m；无防护层的球罐钢支柱和罐体液位计、阀门等处应设水雾喷头进行保护。
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。
当保护对象为输送机皮带时，水雾应完全包络输送机的机头，机尾和上、下行皮带。
- 供水控制阀的设置
供水控制阀的选型
响应时间不大于120s的系统应设置雨淋报警阀，当系统的响应时间大于120s时，可设置雨淋报警阀、电动控制阀或气动控制阀。
供水控制阀的功能要求
接收电控信号的雨淋报警阀组应能电动开启，接收传动管信号的雨淋报警阀组应能液动或气动开启；雨淋报警阀应具有远程手动控制和现场应急机械启动功能；雨淋报警阀进出口应设置压力表，电磁阀前应设置可冲洗的过滤器；火灾时宜驱动水力警铃报警，在控制盘上应能显示雨淋报警阀开、闭状态。
电动控制阀或气动控制阀应具备接收控制信号开、闭阀门的功能，具备现场应急机械启动功能，阀门的开启时间不宜大于45s；阀门故障时应能报警并显示故障原因；在控制盘上应能显示阀门的开、闭状态；当阀门安装在阀门井内时，宜将阀门的阀杆加长，并宜使电动执行器高于井顶；气动阀宜设置储备气罐，气罐的容积可按与气罐连接的所有气动阀启闭3次所需气量计算。
供水控制阀的设置要求
在严寒与寒冷地区室外设置的雨淋报警阀、电动控制阀、气动控制阀及其管道，应采取伴热保温措施。
雨淋报警阀、电动控制阀、气动控制阀宜布置在靠近保护对象并便于人员安全操作的位置。
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0.6~0.71mm。
- 管道的设置
- 过滤器与雨淋报警阀之间及雨淋报警阀后的管道，应采用内外热浸镀锌钢管、不锈钢管或铜管；需要进行弯管加工的管道应采用无缝钢管；系统管道采用镀锌钢管时，公称直径不应小于25mm；采用不锈钢管或铜管时，公称直径不应小于20mm。
- 防护区内的沟槽式管接件(卡箍)密封圈、非金属法兰垫片应满足相关标准干烧试验的要求。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。
- 用于保护甲B、乙、丙类液体储罐的系统，其设置应符合下列规定：
- 固定顶储罐和按固定顶储罐对待的内浮顶储罐的冷却水环管宜沿罐壁顶部单环布置，当采用多环布置时，着火罐顶层环管保护范围内的冷却水供给强度应按规定的2倍计算。
- 储罐抗风圈或加强圈无导流设施时，其下面应设置冷却水环管。
- 当储罐上的冷却水环管分割成两个或两个以上弧形管段时，各弧形管段间不应连通，并应分别从防火堤外连接水管，且应分别在防火堤外的进水管道上设置能识别启闭状态的控制阀。
- 冷却水立管应用管卡固定在罐壁上，其间距不宜大于3m。立管下端应设置锈渣清扫口，锈渣清扫口距罐基础顶面应大于300mm，且集锈渣的管段长度不宜小于300mm。
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