闭式高压细水雾灭墙角火的试验研究

2014-09-19韩建

机械制造与自动化 2014年6期

韩建

(南京消防器材股份有限公司,江苏南京211112)

0 序言

1987年联合国环保公约“蒙特利尔公约”明确要求世界各国在21世纪初淘汰以哈龙为灭火剂的灭火系统。我国于1991年加入了该公约,随即制定了“中国消防行业哈龙整体淘汰计划”[1]。因而,寻找一种能够替代卤代烷(哈龙),且环保、高效的灭火剂便成为国内消防界迫切需要研究的课题和实现的目标。

细水雾灭火系统具有耗水量少、来源广、价格低廉、灭火效率高、安全、不污染环境及对设备无破坏、对人体无害等突出优点,是低碳经济和环保高效灭火的有效体现和完美结合,越来越受到人们的青睐,在各领域的应用也越来越广泛。目前,细水雾灭火技术已成为国内外消防行业的最新发展方向。

随着国家前几年推出«细水雾灭火系统及部件通用技术条件»征求意见稿、报批稿,2008年,南京消防器材股份有限公司把闭式细水雾灭火系统列入近几年新品研发规划中。研发具有自主知识产权的闭式高压细水雾喷头、闭式高压细水雾灭火系统成为工作重点[2]。

1 闭式高压细水雾灭火系统工作原理

1.1 系统简介

细水雾灭火系统是一种具有供水设备,并与一个或多个细水雾喷头相连,能够喷射细水雾来控制、抑制和灭火的系统[3]。细水雾微小雾粒对燃烧火焰,具有吸热(冷却),汽化隔氧和阻止热辐射的作用[4]。

细水雾喷头按结构型式划分,可分为开式喷头和闭式喷头,所支持的系统相应分为开式细水雾灭火系统和闭式细水雾灭火系统。闭式细水雾灭火系统是融合水灭火系统的特点和灭火机理提出的一种新型自动灭火系统。该系统具有供水部件或同时供水及雾化介质的部件,并且配备一个或多个喷头,能够喷放细水雾来控火、抑火或灭火[3]。高压细水雾灭火系统的管网压力大于等于3.5 MPa[5]。

闭式高压细水雾灭火系统采用闭式高压喷头,系统可分为湿式系统、干式系统和预作用系统。湿式系统准工作状态时管道内长期充满用于启动系统的压力水[6];干式系统管道内充压缩空气、不需探测系统,管道泄压后自动启动;预作用系统处于伺应服状态时,管道内充压缩空气,需用探测系统启动。

1.2 系统组成

闭式高压细水雾灭火系统实验装置采用湿式系统。湿式高压细水雾灭火系统主要由泵组(稳压泵)、管网、水流指示器、闭式喷头和系统控制箱组成。系统组成示意图见图1[2]。

图1 闭式细水雾灭火系统组成示意图

1.3 工作原理

湿式高压细水雾灭火系统的管网平时充满水,并由稳压泵维持1.8 MPa~2.0 MPa范围的压力。在待命状态时,管网压力由稳压泵维持,它可以通过对小的压力波动以及泄露进行补偿来维持系统压力,当管网压力下降到1.8 MPa时稳压泵启动补压,达到2.0 MPa时稳压泵停止[2]。

当保护区中一个或几个喷头的玻璃球因起火而破裂时,水从喷头喷出,管网中的控制压力随之下降,管网中压力传感器立即把压降信号传递到系统控制箱。稳压泵在收到控制箱反馈过来的压降信号后马上启动,试图维持管网预先设定的压力。此时,压力传感器又会把稳压泵启动后的压降信号传输到系统控制箱[2]。

如果稳压泵启动后,管网的控制压力继续下降至1.5 MPa设定值以下,系统控制箱判定为火灾,就会立即启动高压泵并同时关闭稳压泵,以提供≥3.5 MPa的工作压力,水流指示器发出起火区域的信号。如果高压泵的流量高于已打开喷头所需的流量,则超出部分将通过溢流阀流回储水箱[2]。

泵组系统一旦启动后持续运行,直到火扑灭后由管理人员或消防员关闭为止。

系统动作流程见图2[2]。

图2

2 灭火试验

按照«细水雾灭火系统及部件通用技术条件»(报批稿)要求,构建的墙角火实验室如图3所示。

2.1 墙角火实验室结构及布置

2.1.1 墙角火实验室结构及尺寸

实验室尺寸为6.0 m×6.0 m×2.4 m(长×宽×高),面积36 m2。实验室对角线上设有两扇门,门高度2.2 m,宽度0.8 m。墙板采用A型复合岩棉板,厚度50 mm,天花板为12 mm厚纤维隔音板。

图3 墙角火实验室结构图

为便于实时观察试验状况,在两扇门同侧墙板上分别安装了500 mm×500 mm隔热、耐高温玻璃制成的观察窗。

2.1.2 试验布置

火源由木垛和模拟家具组件组成。

木垛尺寸为300 mm×300 mm×150 mm[5]。钢制油盘尺寸为300 mm×300 mm×100 mm,木垛放在油盘上,油盘放置在实验室墙角的地面上,木垛距每面墙的距离为50 mm[5]。

模拟家具组件由两块聚醚海绵垫子组件组成,垫子尺寸为860 mm×760 mm×76 mm。用泡沫胶粘剂把每个垫子粘在尺寸为890 mm×785 mm×13 mm的胶合板上。粘贴后,胶合板两侧各留有13 mm,底部留有25 mm空间。沿组件一端,在底部25 mm空间处水平放置浸有正庚烷的棉绳。垫子组件用钢架在垂直方向支撑[5]。

试验时,两个泡沫垫子组件放在水泥板上,每个垫子与对面墙平行,距对面墙距离1 m。在门的正上方各设置1只公称温度等级为57℃玻璃球型细水雾喷头[5],室内吊顶下安装4只公称温度等级为68℃玻璃球型细水雾喷头。细水雾喷头水平安装间距3 m×3 m,喷头与水泥地面垂直间距2.33 m。热电偶分别设置在引燃物正上方吊顶上及吊顶下76 mm处[5]。细水雾喷头水平布置见图4,木垛及模拟家具组件见图5。