1、“细水雾”（water mist）是相对于“水喷雾 ”(water spray)的概念，所谓的细水雾，是使用特殊喷嘴、通过高压喷水产生的水微粒。细水雾的定义是：在最小设计工作压力下、距喷嘴 1 米处的平面上，测得水雾最粗部分的水微粒直径 Dv0.991不大于 1000细水雾的灭火机理及应用细水雾灭火系统成功的关键，是增加单位体积水微粒的表面积。水微粒子化以后，即使同样体积的水，也可使总表面积增大。而表面积的增大，更容易进行热吸收，冷却燃烧反应。吸收热的水微粒容易汽化，体积增大约 1700 倍。由于水蒸汽的产生，既稀释了火焰附近氧气的浓度，窒息了燃烧反应，又有效地控制了热辐射。可以认为，细水雾灭
2、火主要是通过高效率的冷却与缺氧窒息的双重作用。细水雾灭火系统现状及其应用摘要：简述了细水雾灭火系统的发展概况及其灭火机理、性能特点和适用范围，并以国内外一些灭火试验参数为依据，说明了细水雾灭火系统灭火效能、应用场所、工程造价及需解决的问题，展望了细水雾灭火系统很好的工程应用前景。1 前言 火灾，会给人们的生命财产造成巨大损失，消防工作“责任重于泰山 ”。世界各国都在致力于新的消防技术的研究。既要灭火效率高，又要对环境无污染的灭火技术是人们努力的方向。特别是人们发现所使用的哈龙(HALON ) 灭火剂对大气臭氧层有破坏作用，蒙特利尔议定书签署之后，这一工作就尤为迫切，细水雾灭火技术正是这一方向的
3、代表，因此，已越来越受到人们的重视。2 细水雾灭火系统发展概况 自古以来，人们就懂得用水扑灭火灾。“水火不相容，水火相克 ”远古时代就人所共知，因此，说水是人类最早应用的灭火剂，随着人类社会的发展，科技的进步，火灾种类和形式发生了很大的变化，人类利用水来灭火的方法也相应的向前发展。水灭火利用方式的发展见表 1。 细水雾灭火技术在消防方面的应用始于 20 世纪 40 年代，当时主要用于特殊的场所，如运输工具等。由于当时水喷淋灭火技术作为主要发展和研究方向，细水雾灭火技术没有得到深入研究，故一直发展比较缓慢。随着科学技术的进步、人们防灭火观念的转变，特别是发现卤代烷灭火剂对大气臭氧层有破坏作用以及
4、 1987 年关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书签署之后，细水雾灭火技术作为哈龙主要替代技术之一得到各界的关注和青睐。细水雾灭火技术在20 世纪 90 年代才得到飞跃性地发展。 1996 年，在美国的马萨诸塞州波士顿市美国消防协会每年 5 月的年会上，细水雾灭火系统技术委员会提交了细水雾灭火系统标准，并获得美国消防联合会的批准。并于同年 7 月 18 日颁布，8 月 9 日开始实施。7 月 26 日，96 版 N FPA 750 被批准为美国国家规范。这是世界上第一本细水雾灭火系统的设计安装规范，而且是一本性能化的规范。它的出现进一步推动了细水雾灭火技术的深入研究，也预示着细水雾应用将进入一个
5、新阶段。 许多发达国家(主要是欧美国家) 他们在经历了多年的理论性试验探索以及应用性研究后，已经相继开发出多种类型的细水雾灭火系统。并且开始广泛应用在相关领域和场所，目前已有产品进入国内市场，有的已投入使用。 我国 20 世纪 90 年代末开始进行细水雾灭火系统的研究开发和试验工作，并列为国家“九五” 科技攻关项目。其主要是参照美国 N FPA 750 标准并结合我国实际应用情况开展各项研发工作，至此已经相继开发出相应的细水雾灭火系统，目前已有产品问市及应用。 目前北京、浙江省及湖北省的主管部门已制定出相应的细水雾灭火系统设计、施工及验收规范，江苏省和湖南省的主管部门也正在制定出相应的设计、施
6、工及验收规范。相信随着细水雾产品的大量应用，很快会有国家级的细水雾灭火系统设计、施工和验收标准和规范出台。 3 细水雾的定义和分类 3.1 细水雾的定义 细水雾：在喷头最小设计压力下，以距喷头 1 m 处的平面上，测得水雾最粗部位的雾滴直径DV 0199 不超过 1000Lm。这是用体积法表示雾滴直径的一种方法， DV 0.99 表示小于1000m 的直径体积含量为 99%。一般情况下细水雾是指雾滴直径 DV 0199400m 的水雾。体积 99% 直径 DV 0.99：一种以喷雾液滴的体积来表示液滴大小的方法。当依照体积测量时，即表示喷雾液滴总体积中，1% 是由直径大于该数值的液滴，另 99
7、% 是由直径小于该数值的液滴组成的。 3.2 细水雾分类 按照喷射水雾中水微粒的大小分布，细水雾可分为 3 类，见图 1。 I 类细水雾：累积百分容积分布曲线全部位于连接 DV 0.1= 100m 和 DV 0.9= 200m 连线的左边，这代表了最精细的水雾。目前大多数生产厂商生产的是 1 类细水雾喷头。 II 类细水雾：是累积百分容积分布曲线的一部分，位于 I 类喷雾界限以外，但全部在连接 DV 0.1= 200m 和 DV 0.9= 400m 连线的左边。这类细水雾可以通过压力喷射喷头，双相流喷头及许多冲击式喷头产生，由于有较大水滴出现，相对于 I 类细水雾，II 类细水雾更容易产生较大
8、的流量。 III 类细水雾：DV 0.9 大于 400m，或者曲线任何部分超过 II 类分界线的右边(但 DV 0.9 1000m ) ，这种细水雾主要由中压，小孔口喷头，各种冲击式喷头产生的，并且它们可以得到较大流量。这类细水雾适于 A 类易燃物，在某些特定环境下，也可用来控制或扑灭 B 类火灾。 3.3 水滴粒径大小与灭火能力的关系 细水雾的灭火功能比较复杂，它与可燃物的类型、可燃物的数量以及燃烧速度和细水雾的粒径等有关。水滴粒径大小和细水雾的灭火能力之间的关系是相当复杂的，一般地说，I 类和 II 类细水雾用于扑灭液体油池内的火灾效果较好，而且不会搅动油池内的液面。 通常情况下，很难用
9、I 类细水雾灭 A 类易燃物，因为 I 类细水雾不能穿透碳化层而浸湿燃烧物质。但是，如果喷雾速度很高，在表面燃烧，或者封闭体有较大程度的氧气减少的情况下，A 类火却能用 I 类细水雾灭掉。这个现象说明，仅仅水滴大小分布不能确定细水雾灭掉一个给定的火灾的能力。火灾能否被扑灭，取决于诸如燃料特性、封闭空间效应、水雾强度和水雾速度(动量) 等多种因素。 对于一个给定的保护对象来说，细水雾雾滴的尺寸不是判定水雾能力和适用性的唯一依据，它还与火焰有关系的喷雾方向、水雾强度和喷射速度有关。 4 细水雾的成雾原理 根据国内外目前的研究成果及产品情况，成雾原理主要有以下几种： (1) 液体以相对于周围的空气很
10、高的速度被释放出来，由于液体与空气的速度差而被撕碎成为细水雾； (2) 液体射流被冲击到一个固定的表面，液体在表面的冲击，将液体射流打散成细水雾； (3) 两股成分类似的液体射流相互碰撞，两股射流碰撞将液体射流打散成细水雾； (4) 液体振动或电子粉碎成细水雾(超声波和静电雾化器) ； (5) 液体在压力容器中被加热到高于沸点，突然被释放到大气压力状态( 突发液体喷雾器)。 5 细水雾灭火机理 细水雾灭火系统对保护对象可实施灭火、抑制火、控制火、控温和降尘的多种方式的保护，其灭火机理可归纳如下： 冷却：粒径越小，相对表面积越大，受热后更易于汽化，在汽化的过程中，从燃烧物表面或火灾区域吸收大量的
11、热量，从而使燃烧物表面温度迅速降低，当温度降至燃烧临界值以下时，热分解中断，燃烧随即终止。 窒息：细水雾喷入火场后，迅速蒸发形成蒸气，体积急剧膨胀，最大限度地排除火场空气，使燃烧物周围的氧含量迅速降低。当燃烧物周围的氧气浓度降低到一定程度时，燃烧即会因缺氧而受到抑制或中断。 阻隔热辐射：细水雾喷入火场后，蒸发形成的蒸气迅速将燃烧物、火焰和烟羽笼罩，对火焰的辐射热具有极佳的阻隔能力，能够有效抑制辐射热引燃周围其它物品，达到防止火焰蔓延的效果。 浸润作用：颗粒大冲量大的雾滴会冲击到燃烧物表面，从而使燃烧物得到浸湿，阻止固体挥发可燃气体的进一步产生，到达灭火和防止火灾蔓延的目的。 另外还有对液体的乳
12、化和稀释作用，在灭火的过程中，往往会有几种作用同时发生，从而有效灭火。 6 细水雾灭火系统分类 6.1 按介质分为 单相流系统：是指采用单管供水至每个喷头的细水雾灭火系统。 双相流系统：是指水和雾化介质分开来供给并在细水雾喷头上混合的细水雾灭火系统。 6.2 按系统工作压力分为 低压系统：系统管网工作压力小于或等于 1.21M Pa 的细水雾灭火系统。 中压系统：系统管网工作压力大于 1.21M Pa，小于或等于 3.45M Pa 的细水雾灭火系统。 高压系统：系统管网工作压力大于 3.45M Pa 的细水雾灭火系统。 6.3 按应用方式分为 局部应用系统：系统被设计和安装成向保护对象直接喷射
13、细水雾的应用方式。 全空间应用系统：是指设计和安装成用来保护整个封闭空间里的所有危险的应用方式。 分区应用系统：系统被设计和安装成用于保护在一个封闭空间的某个预定部分的危险的应用方式。 6.4 按动作方式分为 开始系统(雨淋系统) 和闭式系统(即湿式系统、干式系统和预作用系统) 。 6.5 按供水方式分为 泵组式系统：采用泵组进行供水的细水雾灭火系统。 容器式系统：采用储水容器、储气容器进行加压供水的细水雾灭火系统。 6.6 按保护区多少分为 组合分配系统：用一套灭火系统保护两个或两个以上保护区或保护对象的细水雾灭火系统。 单元独立系统：用一套灭火系统保护一个保护区或保护对象的细水雾灭火系统。
14、 7 细水雾灭火系统适用范围和应用场所 细水雾适用于 A、B、C 类及带电设备火灾。可用于保护经常有人场所。 细水雾灭火系统可用于扑救下列物质的火灾： 室内可燃液体火灾；室内固体火灾；室内油浸变压器火灾；计算机房、交换机房等火灾；图书馆、档案馆火灾；配电室、电缆夹层、电缆隧道、柴油发电机房、燃气轮机、锅炉房、直燃机房等；船舶 A 类机器处所：如机舱中的柴油发动机、柴油发电机、燃油锅炉、焚烧炉、燃油装置等；其它适于细水雾灭火系统的火灾。 细水雾系统不得直接用于和水产生剧烈化学反应或产生一定有害物的物质上，如锂、钠、钾、镁、钛、锆、铀等金属或其化合物。细水雾系统不能直接应用于有低温液化气体的场合(
15、如液化天然气)。 8 典型试验及结果分析 下面是南京消防器材股份有限公司所进行一系列典型试验及结果分析。 8.1 油浸变压器灭火试验 8.1.1 试验场所 南京消防器材股份有限公司试验中心大空间试验室，试验室室内尺寸为 60m 12 m 13 m。 8.1.2 试验设备 油浸式变压器 规格：110kV；容量：50000kVA； 外形尺寸：5.6 m (长) 4 m (宽 ) 4.5 m (高)。 储罐-泵联用 ZSXZL 1000 中压细水雾灭火系统一套。 热电偶及记录仪。 8.1.3 试验用油 DB-25 变压器油；93 号汽油若干。 8.1.4 火灾说明(见图 2) 直径 300 油盘分别
16、放置于变压器上部 a、b、c、d、e、f、g、h 处； 边长为 500mm 500mm 油盘放置于变压器上部 i 处，通过供油泵与供油管供油，模拟流淌火。 边长为 4000mm 1500mm 油盘放置于散热片下部 j 部位，模拟油池火。 8.1.5 试验程序 (a) 向各油盘注入 DB-25 变压器油，保证油层厚不小于 20mm ，向各油盘注入少许 93 号汽油(便于引燃变压器油)。 (b) 点燃各油盘，待变压器油燃烧后，再预燃 30 s，启动供油泵，流淌火发生( 此时燃烧的火焰高度已超过变压器，达 8m 之高，并发出劈哩啪啦的响声，同时有火星飞溅，说明变压器油已经充分燃烧，记录仪显示时火场最
17、高温度达到 860)。 (c) 启动细水雾灭火系统进行灭火。 8.1.6 试验数据 选用喷头为 ZSXT 30-9 型，共 24 只，分上下两层环状布置；上层为 12 只，下层为 12 只。 变压器表面积 108.8m 2；变压器体积 100.8m 3； 喷头流量系数 2.7；喷水强度2.7L/(m inm 2)。 喷头最不利点压力2M Pa。 经过多次试验，均在 90 s 内扑灭火灾，不复燃，火场温度在 90 s 内下降到室温 20，灭火时间内的用水量 440L。 8.1.7 试验结论 从一系列试验数据来看，细水雾灭火系统完全可以应用变压器灭火，且灭火效能高，用水量很小。 8.2 船舶机舱灭
18、火试验 按照 M SC/C irc. 913 适用于 A 类机器处所的固定式局部水基灭火系统认可导则 附录：固定式局部水基灭火系统试验方法进行。 8.2.1 试验场所 南京消防器材股份有限公司试验中心大空间灭火试验室，试验室室内尺寸为 60m 12 m 13 m。 8.2.2 火灾说明 两种喷射火分别位于图 2 所示的 a、b 、c、d、e 各点。喷射火参数见表 2。 8.2.3 采用细水雾灭火系统说明 采用 3DP40 型泵式中压细水雾灭火系统一套 ZSXTC60-9 型细水雾喷头，布置成 33、22 喷头网格、一排或单个喷头，系统布置方式如图 3 所示，喷头网距喷油喷嘴的高度可在 1 12
19、 m 范围调节。 8.2.4 试验程序 点燃喷射火，燃烧 15 s，启动细水雾灭火系统进行灭火，灭火后，燃油继续喷射 15 s。 8.2.5 试验数据 喷头流量系数 2.8；压力范围 2.0 3.5M Pa；喷头间距 3.0m ，安装高度 1.5 12 m；火场氧浓度 20.9。 经过多次试验，均在 60 s 内扑灭火灾，不复燃，火场氧浓度为 20.9，基本无变化。灭火时间内的最大的用水量 150L。 8.2.6 试验结论 从一系列试验数据来看，细水雾灭火系统完全可以应用于船舶机舱灭火，且在灭火过程中人员不必撤离。并可以推广到陆地上的柴油发动机、柴油发动机房的灭火，该公司的细水雾灭火系统已通过
20、中国船级社认可，并在船舶机舱得到应用。 该公司还进行了档案馆的开式书架灭火试验，采用泵式中压细水雾灭火系统，喷头为 ZSXT 3-1 型，喷头流量系数为 0.24，喷头间距 2.5 m ，喷雾强度 0.22L/(m inm 2) ，各点火灾均在100 s 内扑灭，灭火后继续喷射 10m in，只是在档案表面有一层细小雾滴，暴露在空气中一段时间，即可自干。因此细水雾灭火系统可以应用于珍贵文物、档案的消防保护。 同时，该公司进行了对电气设备，如：柴油发电机、配电柜等按 IMO FP46/5/10电气设备防水试验标准的细水雾喷射影响试验，防护等级为 IP22，在带负荷的情况下，虽然在 30m in 喷射过程中，电阻值有一定的降低，但不影响电气设备的正常工作，在停止喷雾后，随着细水
