高压细水雾系统在化工厂中央控制室的应用

欧阳帅，崔向鹏，汤 麟

(中国天辰工程有限公司环境工程部，天津 300400)

高压细水雾系统在化工厂中央控制室的应用

欧阳帅，崔向鹏，汤 麟

(中国天辰工程有限公司环境工程部，天津300400)

根据国标对化工厂中央控制室的消防要求，通过对比常见的几种灭火方式，提出高压细水雾系统解决方案。研究分析超高大空间使用分区高压细水雾的可行性，比较细水雾几种系统构成的异同，确定在超高大空间采用区域应用细水雾系统最合适。分析系统设计应考虑的相关因素，确定了高压细水雾系统在中央控制室消防的消防方案。

高压细水雾系统 区域应用 中央控制室 超高大空间

1 高压细水雾系统简介

细水雾灭火系统是利用压力水，流过专用细水雾喷头后形成的细小水雾滴，进行灭火冷却的一种固定式灭火系统。这些细小的雾滴通过降低火焰和火羽的温度、水蒸气排氧及降低热辐射等作用控火或者灭火。高压系统指系统工作压力大于3.50 MPa的细水雾灭火系统[1]。

随着化工企业规模越来越大，化工厂中央控制室面积和高度也越来越大，大空间中控室的消防系统也越来越受到重视。选择适合的自动灭火系统，既能满足规范的要求，又不会在系统启动后造成生产经营活动的中断，是消防系统在设计时要面对的问题。

2 系统选型

2.1 对规范的理解

GB50016-2014《建筑设计防火规范》8.3.9条文第8款对于特殊重要设备室要求设置自动灭火系统，且宜采用气体灭火系统。在条文解释中也提到化工厂的中央控制室属于重要设备室。规范中此类场所采用气体灭火系统，主要是考虑重要设施如果使用传统水喷淋系统，会造成设备损坏，造成经济损失或二次事故的发生。

GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》8.11.3条，对于控制室只要求设置手提式或推车式灭火器，其条文解释中，不要求设置自动气体灭火装置，并给出了3条解释。其主要是考虑固定气体灭火器设施启动后，人员必须撤离，可能导致装置控制系统无人监护而瘫痪，引发二次火灾或造成更大事故。

从以上分析中可以看出，中控室的自动灭火系统选型，受以下两个条件影响：不会造成设备损坏，或引发二次事故；消防系统启动后时，人员无需撤离。

2.2 几种系统的比较

传统的水喷淋系统和中低压细水雾灭火系统，在系统启动后，水量过大，会造成设备损坏，人员也可能需要撤离，无法满足要求。各种气体系统，虽然不会造成设备损坏，但系统启动前，人员必须撤离，也无法满足要求。

高压细水雾系统，因为水雾滴直径小，用水量少，不会造成设备损坏，人员也无需撤离。既能满足GB50016-2014中8.3.9的要求，又避免了GB50160-2008中8.11.3条文解释中的会遇到的问题。细水雾灭火系统技术规范及各种地方标准中，中央控制室均在细水雾灭火系统适用范围内。

关于高压细水雾系统和自喷、气体灭火等自动灭火系统的比较在相关文献中都有描述，通过综合比较，高压细水雾灭火系统在有人值守的电气火灾场所是最合适的[2]。

2.3 细水雾系统选型

某中控室中央大厅面积2 400 m2(60 m×40 m)，高8.7 m，其主要火灾类型为电气火灾和固体火灾，着火时是其某一处火灾，初期不会快速蔓延。对于此类空间体积大而只需保护其中局部空间时，宜采用开式区域应用灭火系统。此类应用的优点在于：喷头覆盖整个保护区域，通过区域控制阀和管网进行分区，着火时，自动启动着火处对应的分区喷头喷出细水雾，既灭了火，用水量又较少，节约了高压泵组的设备投资。

细水雾区域应用灭火系统又可以有2种形式，一种如图1左侧所示，每个分区的喷头数量是泵组最大服务数量，分区之间的喷头密集布置，交界处着火时，任何一区启动喷水都可以灭火[3]。另一种如图1右侧所示，把泵组的最大服务喷头数量分成3组，每个小分区错位布置，任一小分区着火，打开着火分区和相邻的两个分区，这种布置方式能够更好地覆盖着火区域，安全系数高，但是使用的区域控制阀数量增多。

2.4 喷头安装高度

喷头高度影响灭火效果，中央大厅的高度是8.7 m，各个规范中对于喷头最大安装高度的要求不一致，在设计时也要参考设备厂商的相关参数。通常对于工作压力10 MPa的系统，根据设备厂商的相关检验报告、相关文献的研究，以及一些规范的规定，8.7 m的安装高度满足系统的要求。

图1 细水雾区域应用分区示意

2.5 系统参数确定

《细水雾灭火系统技术规范》及部分省市出版了地方的设计规范，以及一些行业规范，关于中央控制室的设计参数在国标和各地规范中都有规定，详见表1所示。

根据表1可以看出，各个规范对相关的参数规定不太一致，这要求系统设计时，既要参照规范，又要参考高压细水雾系统厂商的设备参数。

本中控室的中央大厅采用开式区域应用系统，各分区采用区域控制阀控制，控制方式为自动控制、手动控制、机械应急操作3种。

设计喷雾强度1.3 L/(min·m2)，持续喷雾时间30 min，喷头间距不大于3 m，喷头安装高度8.7 m。喷头K系数0.95。同时在保护对象场所配置高压细水雾喷枪，满足初期火灾手动扑灭。

着火时，同时启动着火分区和相邻两个分区持续喷水。系统设计流量按最大3个相邻分区流量和喷枪流量之和设计，系统工作压力10 MPa，泵组总流量490 L/min，泵组设计压力12 MPa。

3 细水雾系统设计和相关专业关系

细水雾因为水滴很小，在超过一定风速时，水雾不能有效覆盖着火区域，造成灭火失败，各个地标里面对风速要求一般不大于3 m/s，需要和暖通专业配合，考虑系统启动后，排烟系统等风管系统启动后的空间风速满足规范要求。在一篇文献中对地铁不同部分的风速对喷雾效果的影响做了实验，基本和规范确定的风速一致[4]。

另外，分区应用系统与火灾报警系统的联动要求很高，因为不仅要启动着火区域的控制阀，还要同时启动两个相邻区域的控制阀，同时喷水雾，防止火灾蔓延。需要对火灾报警系统编程，实现自动联动启动。消防水专业把每个小区域的详细划分作为条件提供给电信专业，由电信专业对火灾探头进行编程联锁，实现同时启动三个分区的功能。

表1 计算机房等弱电防护空间、高低压配电室高压系统设计基本参数

4 结语

高压细水雾灭火系统以水为灭火剂，水雾颗粒微小，具有高效环保、灭火效率高、水渍损失少、电绝缘性好的特点。在有人值守且电器系统火灾时，是首选的灭火系统。GB50898-2013《细水雾灭火系统技术规范》的实施，为细水雾系统的设计起到了指导作用。但细水雾系统也有以下问题：压力过高，对设备和施工质量要求较高；相对于自喷系统对风速要求高，需要相关专业的配合；分区应用系统对火灾探测系统的编程要求较高；由于喷头开孔很小，水中不能含有颗粒，对过滤系统的要求较高。

总之，随着化工厂中控室等超高大空间越来越多，增强此类场所的主动消防设施势在必行，高压细水雾系统的应用有着广阔的前景。

[1] NFPA750-2006 Standard on Water Mist Fire Protection Systems [S].

[2] 赵飞. 贵重设备房水灭火系统与气体灭火系统的比较探讨[J]. 安徽建筑, 2012 (3).

[3] 罗春. 高压细水雾灭火系统在某商场设备机房中的应用[J]. 科技风, 2011 (22).

[4] 闫淑霞，吴喜平，张君瑛，等. 高压细水雾灭火系统在地铁车站公共区的应用研究[J]. 制冷空调与电力机械, 2009(3).

ApplicationofHighPressureWaterMistFireProtectionSystemsinCentralControlRoom

Ou Yang Shuai，Cui Xiangpeng，Tang Lin

(China Tianchen Engineering Corporation (TCC), Tian Jin, 3400400)

According to standards on the requirements of fire prevention in central control room, by comparing common fire extinguishing methods, proposed High Pressure Water Mist Fire Protection Systems solutions. Analyze the feasibility of High Pressure Water Mist Fire Protection Systems in tall and large room. Through comparing three categories system, application system is found more appropriate for tall and large room. By analyzing design factors, and determine firefighting solution of High Pressure Water Mist Fire Protection Systems in central control room.

high pressure water mist fire protection systems； zoned application； central control room；tall and large space

2016-01-10

欧阳帅，高级工程师，2008年毕业于上海大学环境工程专业，现就职于中国天辰工程有限公司环境工程部从事消防设计工作。