计、施工和验收标准和规范出台。 1.3船舶机舱火灾特点
(1)机舱俗称“轮机舱”,位于船舶尾部。船舶在航行、停泊、制造、维修及拆卸过程中,会因为各种原因使机舱发生火灾,且机舱是船舶的主要机械设备集中地,是船舶的“心脏“,具有封闭空间大,结构复杂可燃物多,燃油储备量大,热传导性强等特性,火灾发生率也偏高。综合船舶机舱火灾的特点主要有以下几个方面:
(2)、火灾隐蔽,不易发现
机舱位于船舶最底层艉部,一般情况下 大部分面积均在水线以下,由于受串行设计的局限,大型船舶的机舱除风机外普遍没有直通外部的通风口,工人工作后遗留下的火种引起的火灾,在初期不易被机舱外的人员发现,从而延误灭火时机,使之引起临近(油、客)舱和船员起居、工作处所燃烧。 (3)、机舱结构复杂,火灾补救难度大
由于受船体的局限,机舱内部结构复杂,进入机舱的楼梯转弯多而陡,油污沾满铁板地上滑,各种设备分散散挤,管道纵横交叉,起火后,烟雾聚集,温度上升快,整个机舱迅速弥漫着大量烟雾难以向外扩散,使人被烟熏的睁不开眼,迅速迷失方向,加上机舱温度高,辐射热强,能见度低,如果长时间燃烧,整个机舱就可能呈现“火炉”状态。使消防战斗员难以深入内部侦查火情、求人(4)、易爆物品较多,极易发生爆炸
机舱内有很多油柜和储气钢瓶、高压容器等易爆物品,这些物体经常经过高温或灼伤后容易发生物理性膨胀而爆炸,从而导致火势扩大,造成船毁人亡的严重后果,因此船舶消防的重要性不言而喻。 2.1 细水雾灭火系统介绍 2.1.1细水雾的定义
“细水雾”(watermist)是相对 水喷雾’'(water spray)的概念。所谓的细水雾, 是使用特殊喷嘴,通过高压喷水产生的水微粒。在NFPA750(National Fire Protection Association)中,细水雾的定义是:在最小设计工作压力下,距喷嘴lm处的平面上,测得水雾最粗部分的水微粒直径Dv0.99不大于1 000~m。按水雾中水微粒的大小,细水雾分为3级。第1级细水雾为Dv0.1=1001xm和
Dv0.9=2001xm连线的左侧部分,这些代表最细的水雾;第2级细水雾,是第1级
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细水雾的界限与DvO.1=2001xm同DvO.9=400~m连线之间的部分。【l】这种细 水雾可由高压喷嘴、双流喷嘴或许多冲撞式喷嘴产生。由于有较大的水微粒存在,相对于第1级细水雾,第2级细水雾更容易产生较大的流量;第3级细水雾为Dv0.9大于4001xm,或者第2级细水雾分界线右侧至DvO.99=1 0001xm之间的部分。这种细水雾主要由中压、小孔喷淋头、各种冲击式喷嘴等产生。
研究表明,扑灭B类火灾水雾颗粒小于400wm是必需的,而较大的颗粒对于A类火灾是有效的,这是由于燃料被浸湿。正因为如此,细水雾的定义包括了Dv0.99为l 0001xm。在NFPA 750中定义的细水雾,既包含了NFPA 15中定义的一部分水喷雾系统(Water Spray),又包含了在高压状态下普通喷淋系统(Sprinklers)产生的水雾。一般情况下,细水雾是指Dv0.9小于400lxm的水雾。 2.1.2 细水雾分类
按照喷射水雾中水微粒的大小分布,细水雾可分为3 类,见图1。
I 类细水雾:累积百分容积分布曲线全部位于连接DV 0.1= 100μm 和DV 0.9= 200μm 连线的左边,这代表了最精细的水雾。目前大多数生产厂商生产的是1类细水雾喷头。
II 类细水雾:是累积百分容积分布曲线的一部分,位于I类喷雾界限以外,但全部在连接DV 0.1= 200μm和DV 0.9= 400μm 连线的左边。这类细水雾可以通过压力喷射喷头,双相流喷头及许多冲击式喷头产生,由于有较大水滴出现,相对于I 类细水雾,II 类细水雾更容易产生较大的流量。
III 类细水雾:DV 0.9大于400μm,或者曲线任何部分超过II类分界线的右边(但
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DV 0.9< 1000μm ) ,这种细水雾主要由中压,小孔口喷头,各种冲击式喷头产生的,并且它们可以得到较大流量。这类细水雾适于A类易燃物,在某些特定环境下,也可用来控制或扑灭B类火灾。 2.1.3 细水雾的成雾原理
(1)通过高压泵及压力水柜使水以较大的压力到达喷嘴,由于喷嘴有多个小细孔口,因此使水以较小的颗粒并且以较大的速度从喷嘴中喷出,液体以相对于周围的空气很高的速度释放出来,由于液体与空气存在速度差,没被撕成细水雾,从而形成大范围的细水雾。
(2)液体射流被冲击到一个固定的表面,液体在表面的冲击,将液体射流打散成细水雾。
(3)两股成分类似的液体射流相互碰撞,将液体射流打散成细水雾。 (4)液体震动或电子粉碎成细水雾(超声波和静电雾化器).
(5)液体在压力容器中被加热到高于非典,突然被释放到大气压力状态(突发液体喷雾器)。
2.1.4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:
冷却:粒径越小,相对表面积越大,受热后更易于汽化,在汽化的过程中,从燃烧物表面或火灾区域吸收大量的热量,从而使燃烧物表面温度迅速降低,当温度降至燃烧临界值以下时,热分解中断,燃烧随即终止。
窒息:细水雾喷入火场后,迅速蒸发形成蒸气,体积急剧膨胀,最大限度地排除火场空气,使燃烧物周围的氧含量迅速降低。当燃烧物周围的氧气浓度降低到一定程度时,燃烧即会因缺氧而受到抑制或中断。
阻隔热辐射:细水雾喷入火场后,蒸发形成的蒸气迅速将燃烧物、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。
浸润作用:颗粒大冲量大的雾滴会冲击到燃烧物表面,从而使燃烧物得到浸湿,阻止固体挥发可燃气体的进一步产生,到达灭火和防止火灾蔓延的目的。 另外还有对液体的乳化和稀释作用,在灭火的过程中,往往会有几种作用同时发
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生,从而有效灭火。
2.1.5细水雾灭火系统性能特点 (1)用水量大大降低。
(2)降低了火灾损失和水渍损失。由于细水雾的阻隔热辐射作用,有效控制火灾蔓延。
(3)电气绝缘性能更好,可以有效补救带电设备火灾。 (5)能够有效补救低闪点的液体火灾。
(6)细水雾对人体无害,对坏境无影响,适用于有人的场所。 (7)可以有效降低火灾中的烟气含量及毒性。
2.1.6 细水雾灭火系统上网优越性及其与其它灭火系统的比较
目前,细水雾灭火技术因其种种突出优点已引起了广泛的关注和重视,并在国际上被公认为哈龙灭火技术的理想代替品。在国际上,船舶是最早采用该技术的行业,在反复的实验室试验和现场应用试验过程中,细水雾灭火技术体现了很大的优越性,下表综合比较了细水雾灭火技术与传统的灭火技术的优劣。 类别 性能 卤代烷 CO2 水喷淋 泡沫 气液 两相 单相流低压细水雾 灭火机理 灭火类型 灭火效率 冷却效率 持续灭火时间 扑灭障碍物火极好 好 差 较好 较好 较好 好 短 短 较长 短 短 较长 长 低 低 低 低 较低 高 高 最高 高 低 较高 高 较高 高 A、B、C A、B、C A、B B 窒息 窒息 冷却 窒息 主要是窒息 A、B、C 单相流高压细水雾 冷却、窒冷却、窒息 A、B 息 A、B、C 9
灾效果 毒性 坏境友善 安全性 灭火后排放 使用维修 从上表中可以明显看出细水雾灭火系统具有多方面的优越性:
(1)灭火机理先进,灭火范围广,灭火效果更佳。火的产生必须具备三个要素:燃烧物、氧气、热能。传统的灭火方式要么靠绝氧灭火(如哈龙、CO2等),要么靠冷却灭火(如水喷淋),而细水雾依靠绝氧和冷却两方面达到灭火的目的,消除了三个要素中的两个,因此其灭火机理更先进,灭火效果更强;同时细水雾突破了“水不能灭油火”的瓶颈,可以广泛应用于A、B、C等各类火灾,大大提高了系统的应用范围。
(2) 冷却效率高,屏蔽热辐射。水雾能够在短时间内迅速灭火且能很好的屏蔽热辐射,避免热空气对人体的灼烧,并使消防人员尽可能接近燃烧区。
(3)水资源较为普遍。系统甚至可以用海水作为介质,从灭火介质的角度考虑,可以极大延长系统持续灭火时间,提高系统抵抗大火的能力。知效果很好。 (4)扑灭障碍物火灾和火焰系统对于细水雾不能达到的封闭区域火灾也能充分利用火焰的能量,气化雾滴,以对火焰产生窒息作用,达到灭火效果,同时雾滴的气化吸收火焰的大量热量,使传递到火焰区域以外的热量更少,控制了火焰的进一步蔓延。
(5)能吸收烟雾和毒气,灭火更安全。油类、橡胶等很多物品燃烧时都会产生大量的浓烟和毒气,浓烟和毒气对人体危害甚至比火灾本身大。采用细水雾灭火时,大量浓烟或毒气与水雾混在一起,被水滴溶解、吸收。因此细水雾对浓烟和毒气有洗涤作用,可净化火灾现场:灭火时还可以争取宝贵的人员疏散时间,保护人员的安全疏散,甚至某些火灾现场都不用疏散人群。
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有 差 有 较差 无 较好 有 较差 较少 较好 无 较好 无 好 差 需要 差 需要 好 需要 差 需要 较好 需要 好 基本需要 好 不需要 不方便 不方便 方便 不方便 不方便 方便 方便