細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在海警千噸級艦艇上的應(yīng)用

吳旭

（公安海警學(xué)院 機(jī)電管理系，浙江 寧波 315801）

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在海警千噸級艦艇上的應(yīng)用

吳旭

（公安海警學(xué)院 機(jī)電管理系，浙江 寧波 315801）

本文介紹了細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的滅火機(jī)理和系統(tǒng)組成，闡述了其在海警艦艇上的應(yīng)用前景，并為某型海警千噸級艦設(shè)計(jì)一套配備方案。

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)；海警艦艇

隨著海警艦艇噸位的增加和性能的提高，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)已經(jīng)成為海警部隊(duì)在建千噸級以上艦艇標(biāo)準(zhǔn)配備的設(shè)備，該系統(tǒng)無論在應(yīng)對正常巡航時(shí)的突發(fā)火災(zāi)還是戰(zhàn)斗火災(zāi)，都能起到極佳的滅火效果。

1 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)

細(xì)水霧滅火技術(shù)是用高壓水或壓縮空氣將流過噴嘴的水形成極細(xì)水滴的一門滅火技術(shù)。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)既能以局部應(yīng)用形式使用，也能以全淹沒形式應(yīng)用。細(xì)水霧適用于A（表面火）、B、C類及電氣火災(zāi)的滅火，可用于保護(hù)經(jīng)常有人場所。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)以冷卻、窒息原理滅火，具有良好的電絕緣性，對環(huán)境無污染，可以降低火災(zāi)中的煙氣含量及毒性[1]。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)對A類物質(zhì)的深層火災(zāi)和有遮擋的火災(zāi)還可以起到控制火勢的作用。

國內(nèi)外眾多學(xué)者都對細(xì)水霧滅火機(jī)理進(jìn)行了研究。美國的NFPA技術(shù)委員會(huì)，于1996年在美國的馬薩諸塞州波士頓市美國消防協(xié)會(huì)的年會(huì)上提交了細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝標(biāo)準(zhǔn)NFPA750[2]，并獲得美國消防聯(lián)合會(huì)的批準(zhǔn),并于同年7月18日頒布。我國公安部天津消防研究所和南京消防器材股份有限公司在這一階段進(jìn)行了大量的研究與滅火試驗(yàn)，其中南京消防器材股份有限公司先后開發(fā)出了泵式高、中壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)和儲(chǔ)瓶(罐)式高、中壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)[3]。田啟東在文獻(xiàn)[4]中介紹了細(xì)水霧的概念及滅火原理，扼要地說明了各種細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的構(gòu)成及其應(yīng)用，并結(jié)合有關(guān)試驗(yàn)成果，對細(xì)水霧滅火效果進(jìn)行總結(jié)和分析。蘇海林等人在分析細(xì)水霧特性的基礎(chǔ)上進(jìn)行了利用細(xì)水霧滅火的研究。用光散射技術(shù)測量了不同噴嘴在不同工況下霧滴的特性參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了現(xiàn)場滅火實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)水霧對于撲滅液體火災(zāi)，如柴油火、汽油火等有很好的滅火效果[5]。

2 海警艦艇細(xì)水霧滅火系統(tǒng)

海警艦艇由于艙室眾多、設(shè)備復(fù)雜、空間局限，所以艦艇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般比較緊湊復(fù)雜。艙內(nèi)的通道和樓梯都很狹窄，同時(shí)艦艇只有有限的幾個(gè)出口，而且水密門面積小，一旦發(fā)生火災(zāi)，油氣混合物極易在內(nèi)部有限空間中發(fā)生轟燃，煙霧和火勢蔓延迅速。同時(shí)，隨著海上沖突的增加，海警艦艇發(fā)生戰(zhàn)斗火災(zāi)的可能性也在增加，因此海警艦艇滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮戰(zhàn)斗火災(zāi)中人員值守的問題。

海警艦艇用細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有對環(huán)境無污染，對人體無害和滅火效能高等特點(diǎn)，是一種“綠色”滅火系統(tǒng)，符合國際海事組織海上安全委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)MSC.1/Circ.1387《經(jīng)修訂的適用于A類機(jī)器處所的固定式局部水基滅火系統(tǒng)認(rèn)可導(dǎo)則》，適用于新造、改造的艦艇A類機(jī)器處所：如艦艇主機(jī)、副機(jī)、燃油鍋爐、焚燒爐、燃油裝置等設(shè)備的消防保護(hù)。該系統(tǒng)主要由供水泵組、分區(qū)控制閥、壓力開關(guān)、細(xì)水霧噴頭、管道及火災(zāi)報(bào)警滅火控制器、火災(zāi)探測器、聲光報(bào)警器、手動(dòng)控制盒、分區(qū)顯示盤等部件組成。海警艦艇細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的控制流程通常如下圖所示：

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)流程圖

3 海警某型艦細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

以海警某型新造千噸級艦艇為例，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)用于主機(jī)、副機(jī)、鍋爐、焚燒爐等設(shè)備的滅火，根據(jù)滅火要求，該滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，為噴霧濃度不小于3.0L/min·m2，專用水箱的儲(chǔ)水量必須保證最大保護(hù)區(qū)域至少3min的供水能力，系統(tǒng)持續(xù)噴霧時(shí)間不得少于20min，并且戰(zhàn)斗火災(zāi)下相關(guān)戰(zhàn)位人員不必撤離，通風(fēng)不關(guān)閉，設(shè)備可正常運(yùn)行。另外，設(shè)定相關(guān)機(jī)器設(shè)備被保護(hù)的面積如下：

主機(jī)2臺(tái)，保護(hù)區(qū)域的面積為：

副機(jī)1臺(tái)，保護(hù)區(qū)域的面積為：

燃油輔助鍋爐1臺(tái)，保護(hù)區(qū)域的面積為：

焚燒爐1臺(tái)，保護(hù)區(qū)域的面積為：

3.1 水力計(jì)算公式

（1）噴頭流量q的計(jì)算公式為：

式中：q——噴頭流量（L/min）；

K——噴頭流量特性系數(shù)；

P——噴頭工作壓力（MPa）。

（2）系統(tǒng)計(jì)算流量QJ的計(jì)算公式為：

式中：QJ——系統(tǒng)計(jì)算流量(L/min)；

n——噴霧的細(xì)水霧噴頭數(shù)量；

qi——細(xì)水霧噴頭的實(shí)際流量（L/min）。

（3）系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量QS的計(jì)算公式為：

式中：QS——系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量（L/min）；

k——安全系數(shù)，一般取1.05～1.10。

（4）系統(tǒng)儲(chǔ)水箱的設(shè)計(jì)儲(chǔ)水量WC的計(jì)算公式為：

式中：WC——儲(chǔ)水量(L)；

QS——系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量(L/min)；

T——持續(xù)噴水時(shí)間(min)，一般取3min。

（5）保護(hù)區(qū)域所需噴頭數(shù)量N的計(jì)算公式為：

式中：N——保護(hù)區(qū)域的水霧噴頭的計(jì)算數(shù)量；

S——保護(hù)區(qū)域的保護(hù)面積（m2）；

W——保護(hù)對象的設(shè)計(jì)噴霧強(qiáng)度，L（/MIN m2）

q——單個(gè)噴嘴的流量（L/min）。

3.2 噴頭布置方案

系統(tǒng)選用ZSXT25-7型噴頭，其有關(guān)特性參數(shù)如下表：

由表中可知，噴嘴流量系數(shù)K＝2.10，工作壓力P＝2.00MPa，則單個(gè)噴嘴流量q為

由設(shè)計(jì)方案要求可知，對于所保護(hù)機(jī)器設(shè)備的最小設(shè)計(jì)噴霧強(qiáng)度W=3.00L/min·m2，則主機(jī)保護(hù)區(qū)域所需噴頭數(shù)量：N1、N2為：

因此主機(jī)保護(hù)區(qū)域所需的噴頭數(shù)量N1=N2=3個(gè)。

副機(jī)保護(hù)區(qū)域所需噴頭數(shù)量N3為：

因此副機(jī)保護(hù)區(qū)域所需噴頭數(shù)量N3=2個(gè)。

鍋爐保護(hù)區(qū)域所需噴頭數(shù)量N4為：因此鍋爐保護(hù)區(qū)域所需噴頭數(shù)量N4=1（個(gè)）。焚燒爐保護(hù)區(qū)域所需噴頭數(shù)量N5為：

因此焚燒爐保護(hù)區(qū)域所需噴頭數(shù)量N5=1個(gè)。

3.3 流量計(jì)算

由于機(jī)艙中的主機(jī)區(qū)域是最大的保護(hù)區(qū)域，而每臺(tái)主機(jī)保護(hù)區(qū)域需要布置3個(gè)細(xì)水霧噴頭，則系統(tǒng)計(jì)算流量QJ至少為：

系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量

系統(tǒng)專用水箱的設(shè)計(jì)最小儲(chǔ)水量

4 結(jié)語

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)裝置作為海警在建大型艦艇的主要損管設(shè)備有其獨(dú)特的優(yōu)勢，不但可以針對艙室各類火災(zāi)提供有效的滅火效果，同時(shí)在戰(zhàn)斗火災(zāi)過程中對官兵可以提供可靠的安全戰(zhàn)位空間。

[1]孫景芝.消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)施工[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[2]NFPA750，Standard on Water Mist Fire Protection Systems[S].

[3]龍蕓.細(xì)水霧滅火系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)關(guān)注的問題[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2009（3）:33-35.

[4]田啟東.細(xì)水霧滅火系統(tǒng)介紹[J].中國水運(yùn),2007（8）: 59-60.

[5]蘇海林，許德毓，蔡小舒，虞先煌，闕興貴，王文，金華彪，李雙.細(xì)水霧滅火效果研究[J].消防技術(shù)，2009（11）: 33-35.

The Application Research of Water Mist Fire Extinguishing System on Kilotons Coast Guard Vessels

WU Xu
（China Maritime Police Academy,Ningbo 315801,China）

The article gives an introduction to the fire extinguishment mechanism and its system composition,and elaborates on its application prospect on Coast Guard Vessels.In the last,the article puts forward the outfitting schemes specially designed for one type Kilotons Coast Guard Vessels.

Mist Fire Extinguishing System;Coast Guard Vessels

U664.88

：A

：2095-2384（2016）01-0001-03

（責(zé)任編輯 儲(chǔ) 歡）

2015-11-05

吳旭（1983-），男，河南焦作人，講師，主要從事艦艇安全研究。