臧暢，榮艷豐

（煙臺海文船舶工程技術有限公司，山東 煙臺 264014）

高壓細水霧滅火系統(tǒng)在船舶機器處所中的應用分析

臧暢，榮艷豐

（煙臺海文船舶工程技術有限公司，山東 煙臺 264014）

細水霧滅火技術最初被應用在輪船滅火領域，因為人們將更多的精力放在水噴淋技術中，所以在細水霧系統(tǒng)研究方面始終沒有突破性的進展。然而在科技水平不斷提高的背景下，滅火系統(tǒng)的替代問題出現(xiàn)。其中，細水霧與傳統(tǒng)灑水系統(tǒng)相比，其實際用水量并不多，最重要的是在滅火的同時不會對機械設備以及工作人員產生不利的影響，而且不會形成具有危害性質的氣體，能夠有效地保護大氣臭氧層?；诖?，細水霧研究受到關注與重視。文章針對高壓細水霧滅火系統(tǒng)在船舶機器處所當中的應用問題展開了相關性的研究。

高壓細水霧滅火系統(tǒng)；船舶機器處所；應用；分析

1 高壓細水霧滅火系統(tǒng)的滅火機理研究

在細水霧系統(tǒng)實際應用的過程中，可以向被保護的對象進行滅火或者是控制火勢等，通過對多樣化方式的應用達到保護的目的，而滅火的基本原理具體包括以下幾點。第一，汽化反應吸熱達到降溫。水滴自身尺寸不大，而且其中心體積直徑通常不超過200微米，而表面積相對較大，所以能夠在較短的時間內汽化。根據(jù)熱力學內容可以了解到，水汽化的潛熱通常是2280千克/千焦，這與水溫升吸熱量進行對比要大很多，所以在實際汽化的過程中也同樣會吸收更多熱量，進而實現(xiàn)火區(qū)溫度的下降 。這樣，燃燒物體的表面溫度則會在短時間內下降至物體著火點之下，進而中斷火的燃燒。第二，空間含氧量的下降。在汽化的過程中，水滴并不僅僅對熱量進行吸收，同樣也會在短時間之內體積膨脹，達到其原有的1700倍以上。根據(jù)道爾頓定律可以了解到，混合氣體的全部壓力是組成其整體的各氣體分壓力的總和。由于形成的水蒸氣量相對較大，因而氧氣分壓會隨之下降，最終實現(xiàn)空氣全部排除的目的。這樣，在火災的燃燒區(qū)域會形成相應的保護屏障，也就是氧的含量相對較小，在缺氧的條件下必然會阻止火勢的繼續(xù)擴大。第三，對輻射熱進行阻隔。在細水霧蒸發(fā)之后，其蒸汽能夠在較短的時間之內將火焰、燃燒物與煙羽流等全部籠罩，進而將火焰輻射進行有效地阻隔，對輻射熱所引發(fā)的其他物體燃燒予以有效地規(guī)避，最終對火焰的蔓延進行有效地防止。

2 單相流高壓細水霧滅火系統(tǒng)的特點

2.1 設備占地面積不大且使用時間較長

單相流高壓細水霧滅火系統(tǒng)與二氧化碳滅火系統(tǒng)以及雙相流細水霧系統(tǒng)等進行比較，可以發(fā)現(xiàn)其構造較為簡單，而且實際占用空間并不大。最重要的是，水被作為滅火劑，成本投入不多。而該系統(tǒng)采用的是不銹鋼管道，因而其實際的使用時間也相對較長，一般都能夠超過50年，但是傳統(tǒng)的滅火系統(tǒng)所使用的時間僅僅是15～20年。

2.2 綠色環(huán)保性質突出

現(xiàn)階段，在船舶中所運用的消防系統(tǒng)，通常都是泡沫滅火系統(tǒng)以及二氧化碳滅火系統(tǒng)。由于其本身特征獨特且明顯，使其在實踐應用中受到嚴重的制約。而通過二氧化碳滅火系統(tǒng)釋放的二氧化碳氣體，很容易形成更明顯的溫室效應。與此同時，在高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)釋放以后，還會導致環(huán)境溫度下降，進而空氣當中所包含的水分就會出現(xiàn)冷凝的問題，最終形成濃度較大的水霧。而在二氧化碳進入到水中并溶解以后，則會形成碳酸，直接影響了設備的精密性。但是，工作人員很難盡快撤離場所，進而對人員安全造成了極大危險，且濃度會導致人的死亡。而對于泡沫滅火系統(tǒng)而言，同樣受其特殊性的影響，一旦噴放，后期的清理工作難度會增加，甚至會使系統(tǒng)結構更加復雜，最終限制應用的效果。

而船用單相流高壓細水霧滅火系統(tǒng)的應用，因其滅火的介質是水，所以并不會形成化學的分解物，最重要的是能夠對火災區(qū)域內的煙氣固體懸浮煙粒濃度進行吸收，使得能見度得以提高，以免煙粒給人體帶來嚴重的危害。

2.3 絕緣性良好且用數(shù)量不大

通常情況下，防護對象防護的等級滿足IP44的情況下，系統(tǒng)的應用就不會對設備運行帶來影響，即便是防護的等級在IP23的時候，同樣也不會對設備運轉產生負面影響。其中，細水霧本身的電氣絕緣性較為理想，而且撲救火災的電氣設備相對安全。相比較于其他的滅火系統(tǒng)，其用水量以及出水量的要求并不高，而且無需具備水池。在同樣的滅火時間之內，實際的用水量是水噴淋系統(tǒng)百分之五，只需要水噴霧系統(tǒng)的10%～20%。

3 滅火試驗分析

3.1 實驗室內部的滅火試驗

3.1.1 試驗需具備的條件

在開展試驗室試驗的過程中，應嚴格遵循相關要求來設計系統(tǒng)管路和水源，而且保證布置的噴頭科學合理。其中，試驗室的大小尺寸是112 m×8.5m×5m，而且需要在墻壁之上開設泄壓口，其尺寸大小都是0.8m×0.6m 。

第一，高壓細水霧噴頭的性能參數(shù)應滿足標準要求，詳見表1。其中，該系統(tǒng)的水霧霧滴直徑最好采用型號為LLSS?1000的分體式激光噴霧液滴粒度儀，同時，需使用數(shù)碼相機與圖像處理算法的軟件來計算出霧錐角，在測量流量的過程中要運用稱重的方法。

第二，在試驗室內部需要布置高壓細水霧系統(tǒng)、管網(wǎng)、噴頭以及燃油噴射系統(tǒng)。第三，噴射火的參數(shù)設置。在試驗室中，火源的熱釋放速率是1MW與6MW，而噴射火的參數(shù)詳見表2。

表1 高壓細水霧噴頭的性能參數(shù)表

表2 試驗室內噴射火參數(shù)

3.1.2 試驗的具體內容

在開展試驗的過程中，應當將細水霧噴頭與燃油噴嘴之間的垂直距離確定成3．6米與0．75米，而燃油噴嘴與地面的距離則是1米。另外，滅火系統(tǒng)會在兩種不同噴射火的狀況下選擇相對應的工作壓力，最小是5．5MPa，最大是7．0MPa。其中，試驗用的燃油噴嘴應根據(jù)以下位置進行布置。

第一，燃油噴嘴位于噴水器系統(tǒng)管網(wǎng)的中心位置；第二，燃油噴嘴位于噴水器管網(wǎng)邊緣位置某噴嘴下部；第三，燃油噴嘴位于噴水器管網(wǎng)邊緣兩噴嘴中間的位置。

實踐過程中，對于細水霧噴頭的最大與最小間隔距離，兩種不同的火情，最大工作壓力、最小工作壓力與燃油噴嘴的不同位置展開相應的滅火試驗，而組合的數(shù)量為24。在開展試驗的過程中，需要首先對煙氣分析儀進行運用，對實驗室內部的氧濃度進行測量，確保氧的體積分數(shù)超過20%。隨后，需要點燃燃油噴嘴，將預燃的時間確定在15秒，在燃燒處于穩(wěn)定的狀態(tài)下，將滅火系統(tǒng)啟動并滅火，對具體的時間進行記錄。

在以上試驗的基礎上，應針對單個噴頭滅火的能力展開相關性的驗證，為此，單個細水霧噴頭開展滅火性能的試驗十分有必要。

3.2 露天滅火試驗

3.2.1 試驗必備條件

在開展露天滅火試驗過程中，油盤是必要的工具，而燃料則選擇輕柴油。隨后需在油盤中添加適量輕柴油，同時將油盤內部的墊入高度確定成60毫米凈水。

3.2.2 試驗的具體內容分析

第一，在該試驗當中，細水霧噴頭與油盤的表面距離確定成4米，而油盤被安放在管網(wǎng)的中心位置。具體試驗的過程中，應開展最大工作壓力與最小工作壓力的滅火試驗。在試驗初期，要保證風速不超過3米/秒，這樣可以確保水霧不會被風吹散。隨后，將油盤點燃，將預燃的時間確定為15秒。在燃燒處于穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，需將滅火系統(tǒng)啟動滅火，而水泵額定工作壓力確定成6．5MPa，對滅火的時間進行詳細地記錄。第二，在將油盤火撲滅以后，需繼續(xù)將油盤點燃，將系統(tǒng)重新啟動開展滅火作業(yè)，將滅火的時間記錄下來。第三，在油盤火勢被撲滅以后，同樣應再次點燃油盤，對其是否可以繼續(xù)燃燒進行詳細地觀察。若可以燃燒，需要將系統(tǒng)啟動，同樣開展滅火作業(yè)，對滅火的時間進行記錄。

3.3 試驗最終結果

通過開展滅火試驗并取得相應的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)滅火試驗的具體結果可以發(fā)現(xiàn)，不管是試驗室試驗亦或是露天試驗，實際的滅火時間都能夠滿足標準要求，在不超過五分鐘的時間內完成滅火作業(yè)。

4 結語

綜上所述，根據(jù)以上試驗可以了解到，高壓單相流細水霧可以將噴射火撲滅，但在實踐過程中，需要充分考慮防護對象特點，還有噴頭霧化性能及流量，對噴霧的密度以及噴嘴的數(shù)量進行相應的設置。

[1]王振華．高壓細水霧滅火系統(tǒng)在上海中心大廈的應用[J]．給水排水,2015(5):80-81．

[2]羅天德,梁子瑛,林麗芝等．高壓細水霧滅火系統(tǒng)在煙草倉庫中的應用[J]．消防科學與技術,2014(10):1158-1161．

[3]畢麗敏,李興彩．高壓細水霧滅火系統(tǒng)在某建設大廈中的應用[J]．工業(yè)用水與廢水,2015(5):84-86．

[4]王冬雷,王鑫．沈陽地鐵車輛高壓細水霧滅火系統(tǒng)應用分析[J]．鐵道機車車輛,2016,36(6):96-98．

U664.88

A

1671-0711（2017）08（下）-0169-02