水喷雾灭火系统
出处：按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第二卷》第825页（6028字）
(一)适用范围
利用高压水，经过各种形式的雾化喷头喷射出雾状水流，喷射在燃烧物上，一方面使燃烧物和空气隔绝产生窒息，另一方面进行冷却，对油类火灾能使油面起乳化作用，对水溶性液体火灾能起稀释作用。水喷雾灭火系统就是利用它对燃烧物起窒息、冷却、乳化、稀释等作用而进行灭火的。
水喷雾系统主要用于扑救易燃液体的火灾。它可以是独立式装置，也可以与其它灭火装置并用。如在工厂或库房内防护建筑物的某一部分贮有易燃液体的火灾危险。
水喷雾系统还用于易燃液体和固体的混合火灾的灭火。如油变压器、燃油锅炉房和机器房等。
水喷雾系统也可用于防护来自邻近火灾热辐射点燃的火灾危险。如对液化石油气、液化天然气贮罐或油罐的水喷雾隔离冷却防护，以防止火灾的蔓延。
水喷雾消防设备具体适用范围，见表3－3－45。
表3－3－45 能用雾状水进行防护的场所
注：有〇者表示可用雾状水。
水喷雾消防设备在下列情况下不能使用：
1．与水混合后起剧烈反应的物质，与水反应后发生危险的物质。
2．没有适当的溢流设备，没有排水设施的无盖容器。
3．装有加热到运行温度120℃以上的可燃性液态无盖容器。
4．高温的物质和蒸馏时容易蒸发的物质，其沸腾后溢流出来的物质造成危险情况时。
5．对于运行时表面温度在260℃以上的设备上，当直接喷射会引起严重损坏设备的情况时。
(二)水喷雾灭火系统的设计
1．设计注意事项
(1)水喷雾灭火的效果与防护对象的种类和其容器内部所装各种可燃物的性质(燃点、比重、粘度、混合性、水溶性)，以及防护对象周围的状况有很大关系，因此要调查清楚。
(2)水喷雾用于建筑物内某个设备的灭火时，则需将整个建筑物内部进行喷雾。
2．系统组成
水喷雾灭火系统根据需要可设计成固定式的和移动式的两种装置。移动式喷头可作为固定装置的辅助喷头。
固定式水喷雾灭火系统的启动方式，根据需要可设计成自动控制系统或手动控制系统。但自动控制系统必须同时设置手动操作装置。手动操作装置应设在火灾时容易接近便于操作的地方。
固定式水喷雾自动控制系统一般有火灾探测自动控制系统、高压水给水设备、控制阀门、雾状水喷头等组成。
3．喷水量与喷水时间
(1)以防火为目的固定式水喷雾装置，在每个防火物上所需要的喷水量，见表3－3－46。
表3－3－46 水喷雾灭火常用喷水量
(2)移动式水喷雾装置每个喷头的喷水量不小于350L／min。喷头数不少于2个。
(三)雾状水喷头
水的雾化质量的好坏，与喷头的性能及其加工精度有关。如果水的压力增高，雾状水流的水粒变细，有效射程也增大。考虑到功率消耗，水带强度及实际需要，喷头前的水压一般控制在0．5～0．7MPa。
水雾喷头的类型较多，有双级切向孔式、单级涡流式、双级离心式、双级切向混流式、双级切向离心式等。
双级水雾喷头的结构图见图3－3－56。
图3－3－56 双级水雾喷头结构
1－外壳；2－2级喷嘴；3－1级喷嘴；4－顶盖；5－密封圈
喷头水力特性按下式计算
式中：Q——单个喷头的喷射水量(m3／h)；
A——特性系数(参考厂家试验数据)；
P——喷头前水压kg／cm2(0．1MPa)。
水雾喷头性能规格见表3－3－47。
表3－3－47 水雾喷头规格性能
实测DW－1Q型喷头的水压与流量关系见表3－3－48。
表3－3－48DW－1Q型水压与流量关系
(四)易燃液体水喷雾灭火系统
1．易燃液体的性质
设计水喷雾系统时，必须考虑易燃液体的性质，为此，可将易燃液体分为三类，即：
(1)非水溶性易燃液体(闪点在45℃或以上)。这类易燃液体的灭火，可用自燃液体至透过其表面的雾状水滴的直接传热方法扑灭其火灾。
这种液体包括柴油、汽油、润滑油、煤油等。还可包括地沥青、沥青、人造沥青、变压器油、重油、植物油和甘油。因为这些物质的闪点都高于100℃，如果向这些燃烧着的物质喷水灭火时就会引起一定的危险。所以应用雾状水灭火。
(2)非水溶性易燃液体(闪点低于45℃)。这类易燃液体的灭火是用液体表面与雾状水滴的直接热传递扑灭其火灾。
这种液体包括那些不溶于水和闪点低于45℃的易燃液体，即低闪点碳氢化合物，如白节油、溶剂石脑油、石油、苯、甲苯和混合二甲苯。还包括一些具有部分水溶性的液体，如乙醚、乙基甲基酮、丁基和戊基醇及醋酸乙酯。对这些液体，用向细水滴传热的方法，在火焰区直接冷却易燃蒸汽是必要的。
(3)各种燃点的水溶性易熔液体。对于这类可溶性的易燃液体，可用液体与雾状水滴直接混合的方法达到灭火的目的。这类液体包括甲醇、乙醇、丙醇、丙酮和醋酸。威士忌也包括在内。
2．各类易燃液体的灭火要求
(1)非水溶性高燃点液体的灭火。对闪点高于45℃的易燃液休，喷雾水必须克服火焰的向上气流，取得足够的推力以到达燃烧液体。为此，喷雾水必须在液体表面附近形成，或者大部分喷雾有足够的力量向下喷射，以避免偏移和在火焰中蒸发。
要做到这点的重要因素是水滴的大小和喷雾的推力。同时还要考虑到火焰的向上卷流和风(在室外条件下)以及喷雾水在火焰中的蒸发。喷雾的推力是喷嘴反作用力和喷雾宽度的函数。很明显在距喷嘴一定距离处，喷雾推力大约等于卷吸气流的推力。
为使喷雾有效的穿透火焰，中等水滴必须大于0．4mm。喷雾穿过速度分布的越均匀，穿透能力就越强。喷雾水滴大于0．8mm时，会引起大水滴将燃料溅出表面所引起的“溅火”问题，造成了即使在平均液体温度低于闪点后还会继续燃烧的后果。
燃油燃烧15～30min时，就会形成“热区”。当喷雾水射到表面已形成“热区”的易燃液体深处时，会产生水在液体表层下沸腾，并使易燃液体“飞溅”的严重危险。因此，必须强调迅速检测并在形成“热区”之前将火扑灭。
高闪点油类灭火时，根据燃料和具体情况，水雾的供给强度为9．6～72L／min·m2。喷雾水滴的直径为0．4～0．8mm。
(2)非水溶性低闪点液体的灭火。对闪点低于45℃液体的灭火，使喷雾水滴穿过火焰区，用向水滴传热的方法而直接冷却火焰区。对石油和苯，喷雾水滴必须穿透到火焰的底部。
扑灭这类液体火灾的喷雾水滴应不大于0．3mm。
(3)水溶性液体火灾的扑灭。这类液体是用喷雾水滴与易燃液体表面直接混合降温冷却的方法灭火。扑灭这类液体火灾的喷雾水滴直径应不大于0．4mm。
(4)用水喷雾系统防护来自邻近火灾热辐射点燃的火灾危险时，对保护暴露的油冷却设备和贮槽、石油或液化石油气贮存库、原油、精制酒精等的大型贮槽的防护，推荐对暴露表面采用9．6L／min·m2的洒水密度。
(五)油变压器水喷雾灭火系统
1．灭火水量
屋外电力变压器水喷雾灭火用水量不应小于表3－3－49规定。
表3－3－49 屋外变压器水喷雾灭火用水量
2．喷射时间
根据我国某些电站试验，当喷雾头的数量、角度、高度安装合适时，灭火时间均在一分钟以内。在没有统一标准以前，建议喷射时间采用5～10min。
3．喷头布置
喷雾头的数量以及安装高度和角度，直接影响灭火效果。要根据各喷雾头的喷雾扩散直径、有效射程等相互配合后，能有效地覆盖着火的整个机电设备，并按隔离相邻机电设备的要求，来确定喷头的位置。使设备的上下左右前后都能喷到水雾。对于各个灭火部位可用作图法进行初步布置。喷头安装完毕后，进行喷空试验，发现薄弱点时，应作必要的调整。
要保证水喷雾灭火的成功，必须要求喷雾头有足够的水量和足够的喷雾覆盖能力。根据国内外的经验，变压器的喷雾头宜布置成上下两层，以覆盖整个变压器和油坑。如40000kVA厂用变压器设有一套自动水喷雾灭火装置，在变压器上部设置47个喷(头)嘴，下部设置23个喷嘴，在喷水雾时，能够把变压器和油坑全部覆盖住。
4．系统各部分布置要求
(1)消防水管布置时，应避免垮越电气设备，以防结露或漏水，影响电气设备的安全，而且应注意不妨碍变压器及其电气设备的正常运行、维护及检修。
(2)喷嘴及其管道与高压电气设备的安全距离应满足表3－3－50的要求。
表3－3－50 喷嘴及管道与高压电气设备的安全距离
(3)水喷雾系统的喷头，配管及管夹均应接地，接地电阻应在16Ω以下。
(4)户外电气设备的灭火喷雾头布置，要考虑气象条件的影响，如风力、风向等。在寒冷地区要解决灭火设备及管路的防冻问题。在风沙较大的地区喷雾头上应加保护罩。当喷射放水时，保护罩在水压作用下可自行脱落。
(5)喷雾控制阀门应布置在距防火物水平距离15m以上，比较安全和容易接近的场所、安装高度在0．8m～1．5m范围内，阀门上应加明显的启闭标志。
(6)在多泥沙河流上，为防止喷雾头的孔眼堵塞，在控制阀后面宜增设水过滤器。从过滤器后到喷雾头之间的管路必须使用镀锌钢管。安装在水喷雾设备上的过滤器的孔眼直径，应为喷雾头口径的1／2以下，网的过流面积必须为所设置的管路断面积的4倍以上。
变压器水雾灭火水雾喷头布置示意图，如图3－3－57所示。
图3－3－57 变压器水喷雾火器系统布置示意
5．水喷雾系统的水力计算
(1)根据变压器及油坑的面积，按标准喷射水量的要求计算出总灭火流量：
Q=Sq
式中：Q——总灭火水量(L／min)；
S——灭火范围的面积(m2)；
q——喷水强度(L／min·m2)。
(2)按总灭火流量和要求的保护部位，初步确定喷头规格，数量及布置方式。
(3)按最远一个喷头处所要求的压力，计算出各个管段的水头损失、各个喷头的流量以及控制阀门等的局部水头损失，然后根据供水总管的流量和压力损失，最终确定各部分管道直径。
6．排水设施
在防火物的周围应设计排水设施，排除喷雾形成的废水。