1、高压细水雾灭火系统在汽车涂装车间的应用关健词 高压细水雾 汽车工厂 喷漆室 自动灭火 中图分类号：F407.471 文献标识码： A 1 涂装车间火灾概述 涂装工艺（及喷漆工艺）是汽车生产过程中的至关重要的一道工序，直接决定车身外观，影响到产品在市场中的战略地位。完成整个喷漆过程的涂装线通常由喷漆室、晾干室、修补室、喷蜡室、烘干室等设备组成。上述设备室体中，除烘干室外，火灾危险性都是非常大的，尤其是喷漆室。这些室体内弥漫着雾化的油漆及挥发性溶剂组分，火灾类别属可燃液体火灾，可燃物为物化油漆，其闪点非常低（28、43） 。喷漆线呈隧道结构，相对封闭、体量大，两端开口面积较大，且底部一般有通风道，
2、不同功能区相连。待喷漆的车身或部件为移动对象。喷漆线内有价值昂贵的精密机器人，且经常有人在此操作。这些部位一旦失火，通常是大面积轰燃，火灾瞬间蔓延开来，火灾控制难度大且容易带来巨大的经济损失和生命安全损失。 另外，除了喷漆线上的各设备室体，还有一处火灾危险很大的场所输调漆间及油漆储存间；这里储存了大量液态可燃物，一旦失火，燃烧的液体易于随处流淌，迅速蔓延，难于扑救。 某世界知名汽车生产商位于西班牙的涂装车间，曾因检修期间动用电焊出现明火，且关闭了 CO2灭火系统，导致整个车间烧毁，停产 1年，直接经济损失 6500万欧元。 2 高压细水雾自动灭火系统原理及组成 什么是高压细水雾灭火系统？简单的
3、说，就是采用非常高的压力80bar通过特殊喷头将水激化成雾状喷向火源实施灭火。它的优越性体现在通过冷却和窒息两方面灭火机理实施灭火，更加完善可靠。 众所周知，水克火，是最传统的灭火剂。它的灭火机理主要体现在冷却作用，通过大量水吸收火场热量，并迅速将燃烧物温度降至燃点以下。比较典型的灭火设备有消火栓、自动喷淋等。而高压细水雾由于水滴直径更小，表面积更大，水滴数量更多，所以能吸收更多热量和更好的隔离热辐射。 另一方面，近年来被大家熟知的很多气体灭火系统主要是通过窒息作用实现灭火的，典型的如二氧化碳灭火系统等。气体灭火通过大量惰性气体冲淡燃烧空间内的氧气浓度，使其达到窒息。而高压细水雾向燃烧空间冲入
4、了大量细微水雾，降低氧气浓度，同样起到了窒息作用。 高压细水雾系统由泵组、喷头、区域控制阀组、管道以及火灾报警控制系统等组成。泵组由主泵、稳压泵、控制柜、水箱等主要部件组成，主泵采用扬程 120140bar的不锈钢高压柱塞泵。喷头主要由微型喷嘴和喷头本体组成，根据系统要求可选择开式喷头或闭式喷头，是将水激化成微细水雾颗粒的最关键部件之一。通过区域控制阀组，失火区域的子系统可自动开启，从而实现了多个区域采用一套系统保护。系统管道材质为耐高压的不锈钢管，有效保证水质和系统安全。火灾报警控制系统通过烟感、温感或红外灯火灾探测器探测火灾信号，传输给报警控制器，由控制器发出指令进行声光报警、开启区域控制
5、阀组及联动关闭防火阀、空调等动作，全过程自动控制。 3 灭火系统性能对比 在高压细水雾系统应用之前，汽车涂装车间多采用气体灭火系统及自动喷水灭火系统（自动喷淋）保护。但这两种保护方式对于涂装车间来说都存在一些问题或者缺陷。 首先说气体灭火系统。第一,如采用 CO2，其窒息作用虽能灭火，但也容易导致人员伤亡,在经常有人停留场所已被禁止使用。由前文可知，不适合用在喷漆线。第二，对火场仅能窒息，而不能降温。火灾扑灭后，随灭火剂浓度降低，氧气浓度恢复，燃烧物降温不够，极易复燃，且气体灭火在一次火灾中往往不能反复喷放。第三，喷漆室两端开口很大，工件生产时需不断进入、输出，火灾时自动关闭有一定困难；喷漆室
6、底部为镂空的格栅，与下部风道、水道相通；气体灭火剂很容易从这些部位逃逸，维持灭火浓度有困难。第四，气体灭火规范对被保护对象的耐火极限有要求，喷漆线上的钢结构设备很难达到。 再说自动喷淋系统。第一，水喷淋对建筑防火较为有效，但应用于喷漆室内，对低闪点火灾不是很适用。第二，喷漆室火灾危险性大，要求喷水强度高，且一般采用雨淋系统，水量大；在达到理想灭火效果的同时，也带来了一定水灾，尤其是对自动喷涂段的机器人影响巨大。第三，管路复杂，管径大，报警阀多，涂装车间结构紧凑，管道敷设和报警阀布置有一定困难。第四，输调漆间和油漆存放间存放大量可燃液体，水喷淋不适用；否则燃烧液体肆意流淌，不利于控制火灾。 而高
7、压细水雾系统在综合了气体灭火和水喷淋的优点同时，也有效避免了两者的缺点。可以说是喷漆线自动灭火的完美解决方案。 高压细水雾的水滴直径为 25200微米，每升水可转化成2.50001500亿个水雾颗粒，表面积达 30250m2。这使得其吸热性能远远高于水喷淋系统，能达到超级冷却和局部惰化的作用，能更好的隔离热辐射。同时大量水雾稀释了火场氧气浓度，可产生与气体灭火同样的窒息作用。 高压细水雾对人体没有丝毫伤害，车间设备检修时也无需关闭系统，可实施全天候保护。第二，对防护空间的密闭性要求不高，不用担心开口面积问题。第三，超级冷却作用可完全避免复燃，且对被保护对象的耐火极限要求不高。第四，有效扑救低闪
8、点火灾，喷漆室和调漆间等均能采用。第五，水量小（系统水箱仅储存 1015m3水） ，无水灾，且极细微的水雾甚至能扑救电气火灾，保护精密设备和电气线缆，能将对设备损害降至最低，即便误喷也无害。第六，管径小，主机设备占地小，有效节省空间及土建投资。一般，较大系统的干管管径不会超过 40mm，再紧凑的车间也不用担心管网敷设困难；泵组、水箱、控制设备等仅需一个约 50m2的设备间，多台主泵可通过机架上下叠放，不用像水喷淋系统建设一个很大的泵房及水池。 由此可见，高压细水雾灭火系统完胜水喷淋及气体灭火。 4 系统设计 高压细水雾系统一般在涂装车间多采用开式全淹没系统，局部地下风道口可加装闭式喷头保护。火
9、灾发生时，无需延时，可立即启动系统。整个燃烧空间瞬间充满极细的水雾，并高速喷向着火点。系统响应时间不大于 30s，持续喷雾时间 30min。 系统采用自动/手动/机械应急的控制方式，由区域控制阀控制各分区。系统设计时，根据被保护对象的物理分隔及功能不同，将其分成若干防护区。这一点与雨淋系统类似。这样既可以保证火灾时仅着火的区域喷雾，又能有效降低系统泵组的大小，从而节省投资。报警控制系统故障时，还可通过现场手动按钮启动系统，或者通过控制阀上的机械应急开关启动，做到万无一失。 储漆间、调漆间、供蜡室、喷蜡室等机械设备间场所，系统最小设计喷雾强度不低于 1.3L/minm2；此类场所一般每个房间为一
10、个灭火分区。喷漆线（含自动喷涂、手工喷涂、检查补喷、晾干室、流平室）的最小设计喷雾强度不低于 2.9 L/minm2；此类区域一般每个功能分区为一个灭火分区。 喷头布置时首先应根据喷雾强度结合喷漆室尺寸进行计算，按间距布置；同时需要考虑喷漆室结构。喷漆室上部一般为空气过滤器，主要是无纺布结构，与喷漆室之间有格网相隔，有时也分动、静压室。喷雾管道一般布置在沿喷漆室长度方向的两侧，静压室内；避免从空气过滤器中间部位或格网下方横穿管道，以防为更换无纺布时带来困难。喷头可安装在格网方钢框架中，设计时需与设备方配合框架间距。一般喷头间距不超过 4m。喷雾管道及管件全部采用 316不锈钢制造，高压卡套连接
11、，切割环密封，现场无焊接。 泵组、水箱及控制设备等需单独设一设备间。机组设基础，高出地面找平层 200mm。水箱进水需 2路水源，每路供水不低于N100L/min（N 为主泵台数） 。供电系统需提供 AC 400V/50Hz/xxkW和 AC 400V/50Hz/11kW，接口在高压细水雾泵组控制柜和给水增压泵控制柜的进线端。就近消防电源箱提供 DC 24V/2.4A消防电源，用以驱动开式区域控制阀。 火灾探测报警系统，对于开式系统，应提供两路独立的火灾信号，设置消防警铃、声光报警器和喷雾指示灯，联动开启对应区域控制阀，并接受压力开关的反馈信号，设就地手动、远程手动控制按钮；对于闭式系统，接收
12、流量开关和限位开关的反馈信号；对于泵组，在消防控制中心设置远程手动控制泵组启动、停止，接受泵组运行、故障信号。 火警确认后，应联动关闭响应区域的通风空调系统。灭火完毕后，应立即对事故区域进行通风。 5 经济性比较 高压细水雾自动灭火系统自开发一来已有 23年历史，目前技术已经非常成熟。但该系统进入中国时间较晚，且其高昂的价格也是阻碍其在中国推广的重要因素。因系统所需压力非常高（主泵扬程 120140bar） ，泵组一直依赖进口。另外为了喷射出足够细微的水雾，喷头加工精度很高，也要进口。近年来由于国内机加水平提高，很多零部件已国产化，加上多家企业竞争，目前价格已趋于合理。 以我曾经做过的亚星某客
13、车厂为例，涂装车间共有 16个喷漆室、2个流平室、2 个调漆间、1 个油漆储存间。原方案喷漆室及流平室采用雨淋系统保护，调漆间及油漆存放间采用 CO2系统保护。车间内雨淋系统部分的管道、阀门喷头等投资约 130万元，算上喷淋泵房的设备及厂区室外管道，投资约 210万元，这还不算喷淋泵房土建投资。两套 CO2系统规模较小，投资约 20万元。喷淋系统加 CO2系统总投资超 250万元。 若上述项目改用高压细水雾系统保护，全部防护区采用 1套系统即可，总投资约 150250万元（与零部件国产化率有关） ，与喷淋-CO2 系统持平或者可以更低。 6 总结 据以上所述，高压细水雾系统性能优越、价格合理，是汽车涂装车间自动消防的理想解决方案。不仅如此，在汽车发动机试验室、IT 机房、档案馆等场所，高压细水雾也有出色表现。目前，该系统已在一汽大众、一汽解放、沃尔沃、吉利、华晨等多家企业成功应用。 受国情和传统观念影响，一些人对消防没有足够重视，仅仅停留在消防审查、验收通过，而对消防设备灭火效能关心不够。往往因为投资问题忽略了消防设备的投入，也为巨大的生命、财产损失埋下了祸根。在这里真心呼吁大家重视消防，从投入开始。
