细水雾灭火系统设计施工要点.docx
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细水雾灭火系统设计施工要点
细水雾灭火系统设计施工要点
南京皓正物联科技有限公司
细水雾灭火系统
1.概述
细水雾灭火系统常用于扑灭A类火灾、B类火灾、C类火灾及带电电气设备火灾。
广泛适用于计算机房、通讯机房、控制室、贵重设备室、磁带库、图书馆、档案库、珍品库、配电房、发电机房、油浸变压器室、变电室、液压设备、除尘设备、喷漆生产线等场所或设备的消防保护。
以及新造、改造的船舶A类机器处所等设备的消防保护。
另外,还可以应用于一些化工设备的降温,及环保上的降尘和控温。
细水雾灭火系统的设计应依据设定的消防目标,结合保护对象的功能、几何特 性和可燃物的燃烧特性,合理选择系统类型,积极采用新技术、新设备、新材料,做 到安全可靠、技术先进、经济合理。
细水雾灭火系统采用的系统组件,必须符合国家现行的相关标准,并应经国家固定灭火系 统质量监督检验测试机构检测合格。
细水雾灭火系统的设计、施工、验收及维护管理,除应符合本规范的规定外, 尚应符合国家现行有关标准的规定。
细水雾自动灭火系统必将以其无污染,对人体无害,良好的灭火效能,安装、操作、维护简便,省时省力,适用范围广等优点,日益受到用户青睐。
1.1 细水雾灭火系统适用于扑救下列火灾:
1 书库、档案资料库、文物库等场所的可燃固体火灾;
2 液压站、油浸电力变压器室、润滑油仓库、透平油仓库、柴油发电机房、燃油 锅炉房、燃油直燃机房、油开关柜室等场所的可燃液体火灾;
3 燃气轮机房、燃气直燃机房等场所的可燃气体喷射火灾;
4 配电室、计算机房、数据处理机房、通讯机房、中央控制室、大型电缆室、电 缆隧(廊)道、电缆竖井等场所的电气设备火灾;
5 引擎测试间、交通隧道等适用细水雾灭火的其它场所的火灾。
1.2 细水雾灭火系统不得用于扑救下列火灾:
1 存在遇水能发生反应并导致燃烧、爆炸或产生大量有害物质的火灾;
2 存在遇水能产生剧烈沸溢性可燃液体的火灾;
3 存在遇水能产生可燃性气体的火灾。
1.3 细水雾灭火系统的设计应考虑下列因素:
1 可能存在的火灾类型;
2 防火性能目标;
3 防护空间的几何尺寸;
4 环境风速或通风状况;
5 火灾探测系统类型;
6 细水雾灭火系统的启动方式;
7 管道和喷头的布置方式;
8 最高或最低环境温度。
2术语
2.1 细水雾灭火系统 water mist system
由一个或多个细水雾喷头、供水管网、加压供水设备及相关控制装置等组成,能 在发生火灾时向保护对象或空间喷放细水雾并产生扑灭、抑制或控制火灾效果的自动 系统。
2.2 泵组式细水雾系统pump supplying water mist system 采用水泵对系统进行加压供水的细水雾灭火系统。
2.3 瓶组式细水雾系统self-contained supplying water mist system 采用瓶组贮存加压气源并对系统进行加压供水的细水雾灭火系统。
2.4 系统工作压力system working pressure
系统中可预期的最大静压,或在没有压力波动状态下作用于系统组件上的最大压 力。
2.5 高压细水雾系统high pressure water mist system 系统工作压力大于等于3.50MPa的细水雾灭火系统。
2.6 中压细水雾系统intermediate pressure water mist system
系统工作压力大于1.20MPa,且小于3.50MPa 的细水雾灭火系统。
2.7 低压细水雾系统low pressure water mist system 系统工作压力小于等于1.20MPa的细水雾灭火系统。
2.8 防护区enclosure
能够满足细水雾灭火系统灭火要求的封闭或部分封闭的空间。
2.9 全淹没细水雾系统total flooding application water mist system
能向整个防护区内均匀地喷放细水雾,保护其内部所有防护对象的细水雾灭火系 统。
2.10 局部应用细水雾系统local application water mist system
直接向保护对象喷放细水雾,用于保护室内外某一具体防护对象或局部空间的水雾灭火系统。
2.11 区域应用细水雾系统zoned application water mist system 保护防护区内某一预定区域的细水雾系统。
2.12分区控制阀section valve
接收系统控制盘的控制信号而开启,使细水雾喷头向对应的防护对象喷放实施灭 火的控制阀。
2.13 闭式细水雾系统closed water mist system
由闭式细水雾喷头、分区控制阀、供水管网及供水装置所构成的系统。
2.14 开式细水雾系统open water mist system
由开式细水雾喷头、分区控制阀、供水管网、供水装置及火灾报警装置所构成的 系统。
3 符号
C——管道的摩阻系数
d——管道内径 ƒ——
摩擦系数 K——
流量系数 L——管长
n——累计计算的喷头数
p——单位长度管道的水力损失
Pf——管道水力损失
Pt——系统的供水压力
Pf——管道水力损失
Pe——水力最不利点喷头与贮水箱最低水位的静压差
P——喷头的设计工作压力
qi——每个计算喷头的实际流量
Q——系统的设计流量 Re——雷诺数
ρ——流体密度
μ——绝对粘度
Δ——管道相对粗糙度
ε——管道粗糙度
bar——压力单位,1 bar=100kPa=0.1MPa
4.工作原理
4.1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:
4.1.1高效吸热
由于细水雾的雾滴直径很小,相对表面积较一般水滴大1700倍,在火场中能完全蒸发。
按100℃水的蒸发潜热为2257kJ/kg计,每只喷嘴喷出的水雾吸热功率约为300kW,可见其吸热率之高,冷却效果之强。
4.1.2窒息
细水雾喷入火场后,迅速蒸发形成蒸汽,体积急剧膨胀,排除空气,在燃烧物周围形成一道屏障阻挡新鲜空气的吸入。
当周围的氧气浓度降低到一定水平时,火焰将被窒息、熄灭。
4.1.3阻隔辐射热
细水雾喷入火场后,蒸发形成的蒸汽迅速将燃烧物、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。
4.2灭火系统动作流程
细水雾灭火系统动作流程图见附录A图1、图2、图3。
4.3灭火系统控制方式
4.3.1自动控制:
将报警灭火控制器上的控制方式选择为“自动”,使系统处于自动控制状态。
一般情况,系统处于此种控制方式下。
●储罐式:
当保护区发生火情时,火灾探测器将火灾信号送往报警灭
火控制器,报警灭火控制器发出声光报警信号,同时发出联动指令,关闭联动设备,发出灭火指令至控制盒;控制盒首先发出指令开启电磁阀,启动气体打开加压驱动装置瓶头阀,释放驱动气体(中压:
经减压器减压)进入灭火剂储罐,对储罐加压。
(中压:
当储罐压力上升至电节点压力表设定的上限值(3.5MPa)时,控制盒再发出指令)打开相应保护区的选择阀,释放灭火剂,实施灭火。
(中压:
当储罐内压力下降至电节点压力表设定的下限值时,控制盒会发出指令关闭相应的选择阀,停止释放灭火剂。
)
●泵式:
当保护区发生火情时,火灾探测器将火灾信号送往报警灭火控制
器,报警灭火控制器发出声光报警信号,同时发出联动指令,关闭联动设备,发出灭火指令至控制盒;控制盒首先发出启动水泵、打开水泵电磁阀和相应保护区的选择阀信号,通过延时开关的设定保证水泵正常运行后,关闭水泵电磁阀,水泵升压至设定压力的同时,通过选择阀向相应保护区喷射细水雾实施灭火。
灭火完成后手动关闭水泵,停止释放细水雾。
控制盒断电,选择阀复位。
●储罐-泵联动式:
当保护区发生火情时,火灾探测器将火灾信号送往报
警灭火控制器,报警灭火控制器发出声光报警信号,同时发出联动指令,关闭联动设备,发出灭火指令至控制盒;控制盒首先发出指令开启电磁阀,启动气体打开加压驱动装置瓶头阀,释放驱动气体(中压:
经减压器减压进入灭火剂储罐,对储罐加压。
当储罐压力上升至电节点压力表设定的上限值(3.5MPa)时,控制盒再发出指令)打开相应保护区的选择阀,释放灭火剂,实施灭火。
通过延时开关60s的时间设定,控制盒再次发出启动水泵、打开水泵电磁阀和相应保护区的选择阀信号,通过延时开关的设定保证水泵正常运行后,关闭水泵电磁阀,水泵升压至设定压力的同时,通过选择阀向相应保护区喷射细水雾实施灭火。
灭火完成后手动关闭水泵,停止释放细水雾。
控制盒断电,选择阀复位。
4.3.2电气手动控制:
将报警灭火控制器上的控制方式选择为“手动”,使系统处于电气手动控制状态。
当保护区发生火情时,可按下手动控制盒或报警灭火控制器的启动按钮,即可按预定程序启动灭火系统,释放细水雾,实施灭火。
4.3.3机械应急启动控制:
当保护区发生火情且报警灭火控制器不能发出灭火指令时,应立即通知人员撤离现场,关闭联动设备。
●储罐式:
拔除启动瓶电磁阀上的止动簧片,压下电磁阀手柄,即可打开电磁阀,释
放启动气体。
启动气体打开加压装置,对储罐加压,(中压:
当压力上升至电节点压力表上限(3.5MPa)时,)手动打开相应保护区的选择阀(高压应先打开),释放灭火剂,实施灭火。
灭火后应手动关闭选择阀。
●泵式:
断开控制盒的电源,手动打开相应保护区的选择阀,松开水泵泄压口的开关,
启动水泵,等水泵正常运行后,目视水泵出口压力表,手动调整泄压口的大小,将压力锁定在设定的压力,通过选择阀向相应保护区喷射细水雾实施灭火。
灭火完成后手动关闭水泵,停止释放细水雾。
4.3.4紧急停止控制:
当发生火灾报警,在延时时间内发现不需启动灭火系统时,可按下手动控制盒或报警灭火控制器上的紧急停止按钮,即可阻止控制器灭火指令的发出。
5系统组件
5.1系统类型
细水雾灭火系统包括:
储罐式细水雾灭火系统、泵式细水雾灭火系统、储罐-泵联用式细水雾灭火系统(系统的结构示意见附录图)。
根据工程需要可组成单元独立系统和组合分配系统。
5.1.1储罐式细水雾灭火系统由中压细水雾灭火装置、分配管、选择阀、压力开关、输送管道、控制线路、控制盒、报警灭火控制器、手动控制盒、释放显示灯、声光报警器、喷头、火灾探测器等组成。
5.1.2泵式细水雾灭火系统由泵组、分配管、选择阀、压力开关、输送管道、控制线路、控制盒、报警灭火控制器、手动控制盒、释放显示灯、声光报警器、喷头、火灾探测器等组成。
5.1.3储罐-泵联用式细水雾灭火系统中压细水雾灭火装置、泵组、单向阀、分配管、选择阀、压力开关、输送管道、控制线路、控制盒、报警灭火控制器、手动控制盒、释放显示灯、声光报警器、喷头、火灾探测器等组成。
6基本参数
6.1细水雾灭火装置
加压装置氮气(或压缩空气)充装压力:
15.0MPa(最大工作压力16.5MPa;最小工作压力为14.0MPa);
驱动气瓶容积:
70L;
启动装置的氮气充装压力:
6.0MPa(最大工作压力6.6MPa;最小工作压力为5.6MPa);
水容器容积:
中压:
300L、500L、800L及1000L;高压:
70L;90L;
水容器充装率(kg/L)中压:
≤0.95;高压:
≤1;
装置最大工作压力:
中压:
3.5MPa;高压:
15MPa;
电源电压:
AC220VDC24±3V。
6.2泵组
工作压力:
6~8MPa中压:
标定压力3.5MPa
流量:
32~1390L/min
额定电压:
AC380V
额定功率:
4~218.7KW
6.3喷头
序号
型号
最小
工作
压力
(MPa)
流量
系数
K
最大
应用
高度
m
与保护
平面之
间的最
小距离
m
全空间
方式
最大
间距
m
全空间
方式距
墙最大
间距
m
局部应
用方式
最大
间距
m
安装角
度范围
1
ZSXT8-3
2.0
0.80
5.0
0.50
2.5
1.25
1.0
0°~90°
2
ZSXT10-9
2.0
1.30
5.0
0.50
2.5
1.25
1.20
0°~90°
3
ZSXT15-9
2.0
1.83
5.0
0.50
2.5
1.25
1.30
0°~90°
4
ZSXT20-9
2.0
2.45
5.0
0.50
2.5
1.25
1.35
0°~90°
5
ZSXT30-9
2.0
2.70
8.0
0.50
2.5
1.25
1.45
0°~90°
6
ZSXT25-7
2.0
2.10
8.0
0.50
2.5
1.25
1.50
0°~90°
7
ZSXT30-7
2.0
3.28
12.0
0.50
2.5
1.25
1.55
0°~90°
8
ZSXT35-7
2.0
3.98
12.0
0.50
2.5
1.25
1.60
0°~90°
9
ZSXT40-7
2.0
4.78
12.0
0.50
2.5
1.25
1.70
0°~90°
10
ZSXTC60-9
2.0
6.07
12.0
2.0
2.50
0°~90°
11
ZSXTC90-9
2.0
9.49
12.0
1.50
2.00
0°~90°
5.4管道及管接件
5.4.1系统管道采用不锈钢无缝管或无缝铜管及铜合金管,管道规格见附录A表1和表2。
5.4.2管接件采用不锈钢或铜合金材质。
结构规格见附录A。
4.8探测与报警
4.8.1系统配置的火灾探测器应符合GB4715和GB4716的要求,
4.8.2系统配置的火灾报警控制器应符合GB4717的要求。
6设计
6.1一般规定
6.1.1系统可选用储罐式、泵式或储罐-泵联用式,但必须保证至少需要的供水能力。
6.1.2储罐式细水雾灭火系统水容器应充装洁净淡水,泵的供水既可用消防水池,又可以直接接市政供水管网。
6.1.3细水雾灭火系统按应用方式可分为全空间灭火系统和局部灭火系统。
全空间灭火系统适用于扑救封闭空间内的火灾,局部灭火系统适用于扑救大空间内的具体保护对象的火灾。
6.1.4喷雾灭火前,防护区用的通风机、排烟机、送风机及其管道中的防火阀、排烟防火阀应自动关闭。
人员确认灭火后宜启动排烟机排烟。
6.1.5采用全空间细水雾灭火系统的防护区,应符合下列规定:
6.1.5.1防护区允许开口面积系数β不应大于0.2%,且单个最大开口面积不应大于1.0m2。
开口设置的高度不应大于防护区总高度的50%并不应小于防护区总高度的10%。
6.1.5.2如果开口设置不能满足3.1.5.1要求,则需在开口位置增设喷嘴保护。
6.1.5.3防护区的维护结构及门、窗的耐火极限不应低于0.50h,吊顶的耐火极限不应低于0.25h。
6.1.6采用局部细水雾灭火系统的防护区,应符合下列规定:
6.1.6.1保护对象周围的空气流动速度不宜大于3m/s。
6.1.6.2在喷嘴与保护对象之间喷嘴喷射角范围内不应有遮挡物。
6.1.7采用组合分配灭火系统,应符合下列规定:
6.1.7.1组合分配灭火系统的储水量或泵组流量,不应小于所需储水量或系统流量最大的一个防护区或保护对象的储水量或泵组流量。
6.1.7.2组合分配灭火系统最多保护12个防护区或保护对象;如果超出上述防护区或保护对象数量应另外设置灭火系统。
6.2基本设计参数
6.2.1细水雾灭火系统的基本设计参数应根据防护区和保护对象的具体情况确定。
6.2.1设计喷雾强度和持续喷雾时间不应小于下表的规定
防护目的
保护对象
设计喷雾强度
(L/min·m2)
持续喷雾时间(min)
灭火
油浸式电力变压器、油开关
1~3
10
电缆
1~3
柴油发动(电)机、燃油锅炉
3~5
20
图书馆、档案馆贵重存储文件
0.6~2
10
6.2.3喷嘴
6.2.3.1应根据防护区高度、面积、火灾类型、被保护物体外型及灭火系统类型合理选择喷嘴。
6.2.3.2全淹没系统喷嘴宜按矩形、正方形或菱形均衡布置在防护区顶部,对于高空间宜分层布置;局部系统喷嘴宜均衡布置在被保护物体周围,对于较高物体应分层布置。
6.2.3.6当保护对象为带电体时,喷嘴布置还应符合下表
带电体额定电压等级
(kV)
喷嘴与带电体外壳之间的距离不应小于
(m)
220
2.2
110
1.1
35
0.5
6.3水力计算
6.3.1系统设计流量
单个喷头计算流量q=K
(L/min)
q—单个喷头的流量(L/min)
P-喷头压力(MPa)
K-喷头流量特性系数
系统计算流量Qj=
(L/min)
Qj—系统的计算流量(L/min)
n—系统启动后同时喷雾的水雾喷头的数量;
qi—某个水雾喷头的计算流量(L/min),应按水雾喷头的实际工作压力pi(MPa)计算。
系统设计流量Qs=k·Qj(L/min)
Qs—系统的设计流量(L/min)
k-安全系数,应取1.05~1.10。
6.3.2系统储水量
6.3.2.1储罐式的水容器或泵式的储水箱的储水量
Wc=Qs·t
Wc-储水量(L)
t-持续喷雾时间,应取20min
如水箱可以补水,则应减去补水量。
6.3.2.2储罐式水容器数量
如采用多套储罐式系统并联,则水容器的个数为:
N=WC/λV0应进位圆整。
N—水容器数量
λ—充装率
V0—水容器容积(L)
6.3.2.3储罐-泵联用式系统水容器的储水量
Wc1=Qs·t
Wc1-储水量(L)
t-持续喷雾时间,应取1min
6.3.3管网计算
6.3.3.1应保证系统最不利点喷头的压力不小于2.0MPa。
6.3.3.2管道沿程阻力损失应按下式计算,根据计算出的Re、ε/di值查附录B得到f值:
=摩擦损失,0.1MPa
=某管段管长,m
=摩擦系数,0.1MPa/m
=某管段流量,L/min
=某管段内径,mm
=管臂粗糙度,mm见表6.3.3.2.1
=流体密度,kg/m3见表6.3.3.2.2
=动力粘度,厘泊见表6.3.3.2.2
管道内壁粗糙度表6.3.3.2.1
管路材料(新)
ε的设计值(mm)
铜、镍铜、出管管路
0.0015
不锈钢
0.045
不同温度下水的密度及动力粘度表3.3.3.2.2
温度(℃)
密度ρ(kg/m3)
动力粘度μ(厘泊CP)
4.4
999.9
1.5
10.0
999.7
1.3
15.6
998.8
1.1
20.0
998.2
1.0
26.7
996.6
0.85
30.0
995.7
0.80
32.2
995.4
0.74
37.8
993.6
0.66
40.0
992.2
0.65
50.0
988.1
0.55
3.3.3.3管接件及阀的当量长度见表6.3.3.3
管接件及阀的当量表6.3.3.3
公称
通径
管接件
各种阀及部件
90°弯头
三通
直通
球阀
过滤器
选择阀
单向阀
侧通部分
直通部分
mm
m
m
m
m
m
m
m
m
12
0.31
0.61
-
-
-
8.55
2.2
20
0.61
0.91
-
-
-
8.55
2.3
25
0.76
1.37
-
-
0.15
8.6
2.4
2.3
32
0.91
1.68
0.15
0.15
0.15
8.7
2.5
4.3
40
1.22
2.13
0.15
0.15
0.15
8.8
2.6
50
1.68
2.74
0.15
0.15
015
8.9
2.7
3.5
6操作与控制
6.1细水雾灭火系统具有自动控制、手动控制和机械应急操作三种控制方式。
6.2细水雾灭火系统的自动控制应在接受到两个独立的火灾信号后才能启动系统。
6.3手动操作控制位置应布置在保护处所之内或之外能方便地到达处,布置在保护处所内的操作控制位置应不能被保护区的火灾所隔断。
6.4细水雾灭火系统的火灾探测与报警应符合现行GB50116《火灾自动报警系统设计规范》的有关规定。
7安全
7.1保护区内应设声光报警器,保护区入口应设光警报器。
报警时间不宜小于灭火过程所需时间,并应能手动切除报警信号。
7.2保护区入口应设喷放指示灯。
7.3保护区入口应张贴表明使用介质类型及关于自动释放可能的告示。
7.4系统的操作说明应张贴在每个操作位置处。
8施工与验收
8.1施工前的准备
8.1.1一般规定
8.1.1.1细水雾灭火系统施工应具备下列技术资料:
a)设计施工图纸、设计说明书、系统计算书、系统及其主要组件的使用、维护说明书。
b)船级社出具的细水雾灭火系统产品的合格检验报告及产品出厂合格证。
8.1.1.2细水雾灭火系统施工应具备下列条件:
a)保护区、设备间设置条件及防护区内被保护物的摆放形式与设计相符。
b)系统组件及材料齐全,其品种、规格、型号符合设计要求。
c)系统所需的预埋件和孔洞符合设计要求。
8.1.2系统组件检查
8.1.2.1细水雾灭火系统施工前应对系统组件进行外观检查,并应符合下列规定:
a)系统组件无碰撞变形和其它机械性损伤。
b)组件外露非机加工表面保护涂层完好。
c)组件所有外露接口均设有防护堵、盖,且密封良好,接口螺纹无损伤。
d)铭牌清晰、内容完整并符合4.7的规定。
8.1.2.2细水雾灭火系统安装前应对选择阀、启动装置、加压装置进行检查,并应符合下列规定:
a)选择阀、启动装置的电磁阀上电磁铁的电源电压应符合系统设计要求。
单独给电磁铁通电应动作灵活无卡阻现象。
b)加压装置内氮气(或压缩空气)压力应符合产品设计要求。
8.2施工安装
8.2.1一般规定
8.2.1.1细水雾灭火系统的施工安装应按设计施工图纸和相关技术文件进行,不得随意更改。
如需更改,应经原设计单位同意。
8.2.1.2在细水雾灭火系统的施工安装过程中应按附录C做好施工记录。
隐蔽区域内的施工应按附录D做好隐蔽工程中间验收记录。
8.2.2细水雾灭火装置安装
8.2.2.1启动装置、加压装置的气体充装宜在生产厂完成,水容器注水可在现场进行。
8.2.2.2灭火装置安装的操作面距墙或操作面之间的距离不宜小于800mm。
8.2.2.3灭火装置安装的支框架应固定牢靠,且应进行防腐处理。
8.2.3泵组的安装
8.2.3.1泵组的规格型号应符合设计要求,并应有产品检测报告、产品合格证和安装使用说明书。
8.2.3.2泵出口应设置自动降压启动装置、压力削峰缓冲装置、压力表、自动分流装置、模拟喷雾装置、安全泄放装置、柔性连接管等。
8.2.3.3
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水雾 灭火 系统 设计 施工 要点