一、系统的分类、组成和工作原理
(一)系统分类
细水雾灭火系统主要按工作压力、所使用的细水雾喷头型式、流动介质类型和供水方式等进行分类。
1.按工作压力分类
2.按所使用的细水雾喷头型式分类
(1)开式系统
开式系统是指采用开式细水雾喷头的细水雾灭火系统。系统由配套的火灾自动报警系统控制,自动开启分区控制阀和启动水泵后,向开式细水雾喷头供水。
1)全淹没应用方式。全淹没应用方式是指向整个防护区内喷放细水雾,并持续一定时间,保护其内部所有保护对象的系统应用方式。全淹没应用方式适用于扑救相对封闭空间内的火灾。
2)局部应用方式。局部应用方式是指直接向保护对象喷放细水雾,并持续一定时间,保护空间内某具体保护对象的系统应用方式。局部应用方式适用于扑救大空间内具体保护对象的火灾。
(2)闭式系统
闭式系统是指采用闭式细水雾喷头的细水雾灭火系统。根据使用场所的不同,闭式细水雾灭火系统又可以分为湿式系统、干式系统和预作用系统三种形式。
3.按流动介质类型分类
(1)单流体系统
单流体系统是指使用单个管道向每个喷头供给灭火介质的细水雾灭火系统。
(2)双流体系统
双流体系统是指水和雾化介质分管供给并在喷头处混合的细水灭火系统。
4.按供水方式分类
(1)泵组式系统
泵组式系统是指采用泵组(或稳压装置)作为供水装置的细水雾灭火系统。
(2)瓶组式系统
瓶组式系统是指采用储水容器储水、储气容器进行加压供水的细水雾灭火系统。
(3)其他供水方式系统
其他供水方式系统是指采用泵组或瓶组储存加压气体进行加压供水以外的其他供水方式进行系统供水的细水雾灭火系统。
(二)系统组成
1.系统主要组件
细水雾灭火系统主要由供水装置、过滤装置、控制阀、细水雾喷头等组件和供水管道组成。
(1)供水装置
细水雾灭火系统按供水方式(主要是驱动源类型)可分为泵组式、瓶组式及其他形式,目前主要有泵组式和瓶组式两种形式。泵组系统采用柱塞泵、高压离心泵或气动泵等泵组作为系统的驱动源,而瓶组系统采用储气容器和储水容器,分别储存高压氮气和水,系统启动后释放出高压气体来驱动水形成细水雾。
1)泵组系统的供水装置由储水箱、水泵、水泵控制柜(盘)、安全阀等部件组成。
2)瓶组系统的供水装置由储水容器、储气容器和压力显示装置等部件组成。
(2)过滤装置
过滤器是细水雾灭火系统的关键部件之一。细水雾灭火系统的喷头孔径小工作压力高,通过安装过滤器可以防止因水中存在杂质或管网锈蚀等原因而导致喷头堵塞,确保系统的喷雾效果。系统的过滤器多采用奥氏体不锈钢、铜合金或耐腐蚀性能不低于奥氏体不锈钢、铜合金的材料制造。
(3)控制阀
1)对于开式细水雾灭火系统,系统的分区控制阀是执行火灾自动报警系统控制器启/停指令的重要部件,火灾时能够接收控制信号自动开启,使细水雾向对应的防护区或保护对象喷放。开式系统的分区控制阀可选用电磁阀、电动阀、气动阀、雨淋阀等自动控制阀组,有些系统称为选择阀或分配阀。中、低压细水雾灭火系统的控制阀可以采用雨淋阀。
2)对于闭式细水雾灭火系统,系统的分区控制阀主要用于切断管网的供水水源,以便系统排空、检修管网及更换喷头等。闭式系统的分区控制阀多采用具有明显启闭标志的阀门或专用于消防的信号阀。
(4)细水雾喷头
1)按动作方式:可以分为开式细水雾喷头和闭式细水雾喷头。
2)按细水雾产生原理:可以分为撞击式细水雾喷头和离心式细水雾喷头。
3)按开孔数量:可以分为单孔细水雾喷头和多孔细水雾喷头。
4)按材质:可以分为不锈钢细水雾喷头和黄铜细水雾喷头。
5)按适用性:可以分为通用喷头和专用喷头,如电缆类电气火灾专用喷头、可燃液体火灾专用喷头、可燃固体火灾专用喷头、计算机类电气火灾专用喷头等。
6)按作用:可以分为灭火专用喷头、冷却防护喷头和水雾封堵喷头等。
(5)供水管道
细水雾灭火系统多采用具有相应耐腐蚀性能的金属管道,如奥氏体不锈钢管。
2.开式细水雾灭火系统的组成
开式细水雾灭火系统主要由开式细水雾喷头、分区控制阀、过滤装置、供水装置(储水箱和泵组或储水瓶组和储气瓶组等)、供水管网及火灾报警装置等组成。
3.闭式细水雾灭火系统的组成
闭式细水雾灭火系统主要由闭式细水雾喷头、分区控制阀、过滤装置、高压泵组、稳压泵、储水箱、供水管网及火灾报警装置等组成。
4.泵组式细水雾灭火系统的组成
泵组式细水雾灭火系统由细水雾喷头、控制阀组、系统管网、泵组、水源以及火灾自动报警及联动控制系统组成。
5.瓶组式细水雾灭火系统的组成
瓶组式细水雾灭火系统由细水雾喷头、控制阀、储气瓶组、储水瓶组、瓶架、系统管网以及火灾自动报警及联动控制系统等组成。
(三)系统的的灭火机理和工作原理
1.系统的成雾原理
(1)定义
细水雾是指在最小设计工作压力下,经喷头喷出并在喷头轴线下方1m处的平面上形成的雾滴粒径Dv0.50小于200μm、Dv0.99小于400μm的水雾滴。
(2)单流体系统射流成雾原理
液体以很快的速度被释放出来,由于液体与周围空气的速度差而被撕碎成细水雾;液体射流被冲击到一个固定的表面,由于冲击力将液体打散成细水雾;两股成分类似的液体射流相互碰撞,将液体射流打散成细水雾;超声波和静电雾化器将射流液体振动或电子粉碎成细水雾;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形成细水雾。
2.灭火机理
细水雾的灭火机理主要是表面冷却、窒息、辐射热阻隔和浸湿作用。除此之外,细水雾还具有乳化等作用。
1)阻隔辐射热:细水雾喷入火场后,形成的水蒸气迅速将燃烧物、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他物品,达到防止火灾蔓延的效果。
2)浸湿作用: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,阻止其进一步挥发可燃气体。另外,系统出的细水雾还可以充分将着火位置以外的燃烧物浸湿,从而抑制火灾的蔓延和发展。
3.工作原理
(1)开式细水雾灭火系统
采用自动控制方式时,火灾发生后,消防联动控制器收到两个独立的火灾报警信号,联动启动系统控制阀组和消防水泵(或储气、储水瓶组)并向系统管网供水,水雾喷头喷出细水雾实施灭火。
(2)闭式细水雾灭火系统
除喷头不同外,闭式细水雾灭火系统的工作原理与闭式自动喷水灭火系统相同。