細水霧滅火系統在軋鋼廠的應用

周平

摘 要：針對軋鋼工程地下液壓站、油庫和電氣地下室等部位的火災特點，某軋鋼工程滅火系統選用細水霧系統；結合工程設計介紹了該系統的滅火機理、工藝流程、系統組成、控制方式以及滅火特點等。

關鍵詞：細水霧；冷卻；滅火系統

中圖分類號：TU892 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）34-0164-02

1 火災源和危險性分析

鋼鐵廠主要存在兩類火災，一是電纜類火災，主要是電氣地下室和電纜隧道，這種火災不宜察覺，具有蔓延速度快且危害性大等特點；另一類是油類火災，主要是液壓站和油庫，火災蔓延速度極快且有爆炸危險。滅火系統要求能夠有效撲滅這兩類火災或同時幾類火災，能夠有效地控制火災蔓延，特別是火災從一個滅火分區蔓延到另一個滅火分區，或是在區域邊界處發生火災，滅火系統要求能夠跟蹤火災直至火災熄滅。

按火災危險性分類，煤氣加壓站、煤氣凈化、煤氣變壓吸附制氫等設施為甲類；潤滑油庫、車間變電所、主電室、變壓器室、電纜隧道、電纜夾層、液壓站為丙類；軋鋼車間為丁類。

2 系統的選擇

根據鋼廠的火災特點和相關的消防規范，特別是結合《鋼鐵冶金企業設計防火規范》（GB50414-2007），對廠房各個區域和保護對象進行分析，針對軋鋼廠特點做出相應區域的火災保護方式。根據《建筑設計防火規范》和《鋼鐵冶金企業設計防火規范》規定，單臺容量在40MVA及以上的油浸變壓器，電氣地下室，廠房內和連接總降變壓器的電纜隧道，電纜夾層，油庫液壓站等需要設置滅火系統。可選擇氣體滅火、細水霧滅火、水霧滅火系統、氣溶膠系統以及其他滅火系統，由于鋼廠一般面積比較大，保護對象比較復雜，為了很好的保護生產線同時結合經濟考慮，采用細水霧滅火系統具有比較強的優勢

3 系統的組成和工作原理

3.1 定義

細水霧滅火系統是指在最小設計工作壓力下產生的，距噴嘴1米處的平面上，霧滴累積分布 Dv0.99<1000μm的水霧[1]。根據壓力的不同，細水霧滅火系統可分為高壓細水霧滅火系統，中壓細水霧滅火系統和低壓細水霧滅火系統。由于細水霧其霧滴的特性，相對于水噴霧，具有很多特點，是一種良好的滅火系統。本工程選用中低壓細水霧滅火系統。

3.2 細水霧滅火機理

細水霧滅火機理主要是氣相冷卻、窒息和潤濕。氣相冷卻是由于水的汽化，把火災釋放的熱量帶走，細水霧的霧滴粒徑比較小，比面積非常小，遇熱后迅速汽化、蒸發，當火焰的溫度下降到維持其燃燒的臨界值，火焰就熄滅了；細水霧具有排斥氧氣和稀釋可燃性蒸汽的特點，當細水霧射入火焰區，細水霧霧滴迅速汽化，體積膨脹1700～5800倍[2]，形成的水蒸氣將燃燒區域整體包圍和覆蓋，阻止新鮮空氣進入燃燒區，降低氧氣濃度，使火災中斷；潤濕作用是將保護對象表面冷卻，降低熱解率，當可燃蒸汽與空氣混合物降至燃燒下限，火被撲滅。在實際的滅火中，細水霧滅火的各種機理是同時發揮作用，根據火災類型不一樣，其相應的作用比重各有差異。

3.3 滅火分區

為了能有效控制火災，同時結合考慮滅火系統的經濟性和有效性，根據保護對象的特點和布置方式，可在確保滅火效果的前提下，將保護區域內劃成若干滅火分區。根據本工程實際特點，電纜隧道一般是50米分為一個防火分區，地下電纜室一般300m2為一個滅火分區，地下油庫或液壓站一般是450 m2為一個滅火分區。

3.4 應用形式

根據規范要求，同時考慮保護對象的分布及特點可分為全淹沒用、全淹沒分區用和局部用三種形式，本工程主要是采用全淹沒用的方式滅火。

3.5 系統控制方式

細水霧滅火系統控制方式可分為自動和手動兩種運行方式。自動運行方式如下：探測報警系統確認保護對象發生火災后（一般是兩路火災報警信號報警），火災自動報警系統接受信號并發出指令，聯動控制系統啟動消防泵和雨淋閥，系統開始噴水滅火；或者現場人員發現火災按下手動報警按鈕，向火災報警控制器發出火災信號，同時另一個火災報警信號也發出信號，火災自動報警系統接受信號，并發出指令，聯動控制系統自動啟動消防泵并和雨淋閥，滅火系統啟動；或者火災報警系統接受到手動報警信號后，控制中心確認火災后，人工啟動消防泵并打開雨淋閥，滅火系統啟動。

手動運行方式如下：值守人員接到電話，或者通過視頻看到火災，值班人員可以通過聯動控制器直接啟動消防泵和雨淋閥進行滅火；巡檢人員現場發現火災，開啟現場緊急手動裝置或非電控遠程手動裝置，從而啟動雨淋控水閥，并反饋壓力信號，消防控制中心收到火警后手動啟動消防水泵進行滅火。

3.6 系統設計指標

3.7 滅火系統主要組件

消防水泵及水源

本期工程的細水霧系統新設一套泵房，其設備具體參數如下：

細水霧泵房內設細水霧消防水泵三臺，兩用一備，系統按兩個滅火區同時著火考慮配置。細水霧泵采用消防專用水泵。消防水泵具有遠程手動、就地手動、自動三種啟動方式。規格型號為XBD21.3/25-IZ，q=25L/S，H=220m。數量三臺，兩用一備。 消防水泵具有遠程手動、就地手動、自動三種啟動方式。

消防水箱

泵房設消防水箱一座。有效容積80立方米，主要作為細水霧系統調節容積。補水管供水壓力不小于0.2MP。水箱進水管設兩根，當一根進水管損壞，另一根管道能夠保證正常供水，水箱進水口裝有過濾器，本項目是以15～20分鐘火災時間考慮水箱有效容積。

穩壓裝置

為了保證細水霧滅火系統控制閥能夠正常的啟閉，縮短系統響應時間，奔逃系統設置了穩壓裝置，穩壓裝置的泵選用XBD8.2/5-LG，Q=5L/S，H=85m，配備1000氣壓罐一個。

給水管網

給水管網及管件在各區雨淋閥前后均采用內外熱鍍鋅無縫鋼管或者無縫不銹鋼管。對于管徑80≤DN≤200的管道采用溝槽連接，當管徑DN≤65時，采用螺紋連接；管道與閥門等設備的連接采用法蘭連接。不銹鋼無縫鋼管需采用氬弧焊焊接，不銹鋼管與其他金屬需采用有效的隔離措施。

雨淋控水閥

雨淋閥是細水霧滅火系統的主要部件，控制本工程保護區域滅火系統的啟停，每個保護區設置一個雨淋閥。在火災發生時，可以選擇打開出現火情的保護區域的雨淋閥，對該區域進行滅火或根據現場實際情況，控制打開相鄰區域的雨淋控水閥。

4 結論及建議

細水霧滅火系統適用于電氣地下室、電纜夾層和電纜隧道等，可撲滅A類火災以及電氣火災，同時系統的多樣化還能使它撲滅B類火災如油庫液壓站、柴油機發電機等工程項目。但是不能適用于含有遇水發生反應造成燃燒、爆炸或產生大量有害物質的場所，也不適用于含有遇水造成劇烈沸溢的低溫液化氣體的場所。當細水霧滅火系統設置于有機械送排風的場所時，在系統工作時應關閉機械送風系統；而細水霧系統噴放結束后，為了去除火災所產生的有毒物質和干燥滅火區域，則需立刻啟動排風系統。

細水霧滅火技術目前已經比較成熟，但在國內應用還不是特別完善，既能應用于固定滅火，也能應用于移動滅火。在具體項目應用時，應根據工程特點選擇合適的滅火系統。

參考文獻：

[1]NFPA750，Standard on Water mist Fire Protection system， 1996Edtion 121-122.

[2]NFPA750，Standard on Water mist Fire Protection system， 1996Edtion 125-128.

[3]FIRE-SCOPE2000 WATER MIST SYSTEM，SECURIPLEX Documant Number.EO-13418-00，REV（-）96-03-14.

[4]遼寧省細水霧滅火系統設計、施工及驗收規范[S].4-5.endprint