歐陽帥，崔向鵬，湯 麟

(中國天辰工程有限公司環(huán)境工程部，天津 300400)

高壓細水霧系統(tǒng)在化工廠中央控制室的應(yīng)用

歐陽帥，崔向鵬，湯 麟

(中國天辰工程有限公司環(huán)境工程部，天津300400)

根據(jù)國標對化工廠中央控制室的消防要求，通過對比常見的幾種滅火方式，提出高壓細水霧系統(tǒng)解決方案。研究分析超高大空間使用分區(qū)高壓細水霧的可行性，比較細水霧幾種系統(tǒng)構(gòu)成的異同，確定在超高大空間采用區(qū)域應(yīng)用細水霧系統(tǒng)最合適。分析系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)考慮的相關(guān)因素，確定了高壓細水霧系統(tǒng)在中央控制室消防的消防方案。

高壓細水霧系統(tǒng) 區(qū)域應(yīng)用 中央控制室 超高大空間

1 高壓細水霧系統(tǒng)簡介

細水霧滅火系統(tǒng)是利用壓力水，流過專用細水霧噴頭后形成的細小水霧滴，進行滅火冷卻的一種固定式滅火系統(tǒng)。這些細小的霧滴通過降低火焰和火羽的溫度、水蒸氣排氧及降低熱輻射等作用控火或者滅火。高壓系統(tǒng)指系統(tǒng)工作壓力大于3.50 MPa的細水霧滅火系統(tǒng)[1]。

隨著化工企業(yè)規(guī)模越來越大，化工廠中央控制室面積和高度也越來越大，大空間中控室的消防系統(tǒng)也越來越受到重視。選擇適合的自動滅火系統(tǒng)，既能滿足規(guī)范的要求，又不會在系統(tǒng)啟動后造成生產(chǎn)經(jīng)營活動的中斷，是消防系統(tǒng)在設(shè)計時要面對的問題。

2 系統(tǒng)選型

2.1 對規(guī)范的理解

GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》8.3.9條文第8款對于特殊重要設(shè)備室要求設(shè)置自動滅火系統(tǒng)，且宜采用氣體滅火系統(tǒng)。在條文解釋中也提到化工廠的中央控制室屬于重要設(shè)備室。規(guī)范中此類場所采用氣體滅火系統(tǒng)，主要是考慮重要設(shè)施如果使用傳統(tǒng)水噴淋系統(tǒng)，會造成設(shè)備損壞，造成經(jīng)濟損失或二次事故的發(fā)生。

GB50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》8.11.3條，對于控制室只要求設(shè)置手提式或推車式滅火器，其條文解釋中，不要求設(shè)置自動氣體滅火裝置，并給出了3條解釋。其主要是考慮固定氣體滅火器設(shè)施啟動后，人員必須撤離，可能導致裝置控制系統(tǒng)無人監(jiān)護而癱瘓，引發(fā)二次火災(zāi)或造成更大事故。

從以上分析中可以看出，中控室的自動滅火系統(tǒng)選型，受以下兩個條件影響：不會造成設(shè)備損壞，或引發(fā)二次事故；消防系統(tǒng)啟動后時，人員無需撤離。

2.2 幾種系統(tǒng)的比較

傳統(tǒng)的水噴淋系統(tǒng)和中低壓細水霧滅火系統(tǒng)，在系統(tǒng)啟動后，水量過大，會造成設(shè)備損壞，人員也可能需要撤離，無法滿足要求。各種氣體系統(tǒng)，雖然不會造成設(shè)備損壞，但系統(tǒng)啟動前，人員必須撤離，也無法滿足要求。

高壓細水霧系統(tǒng)，因為水霧滴直徑小，用水量少，不會造成設(shè)備損壞，人員也無需撤離。既能滿足GB50016-2014中8.3.9的要求，又避免了GB50160-2008中8.11.3條文解釋中的會遇到的問題。細水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范及各種地方標準中，中央控制室均在細水霧滅火系統(tǒng)適用范圍內(nèi)。

關(guān)于高壓細水霧系統(tǒng)和自噴、氣體滅火等自動滅火系統(tǒng)的比較在相關(guān)文獻中都有描述，通過綜合比較，高壓細水霧滅火系統(tǒng)在有人值守的電氣火災(zāi)場所是最合適的[2]。

2.3 細水霧系統(tǒng)選型

某中控室中央大廳面積2 400 m2(60 m×40 m)，高8.7 m，其主要火災(zāi)類型為電氣火災(zāi)和固體火災(zāi)，著火時是其某一處火災(zāi)，初期不會快速蔓延。對于此類空間體積大而只需保護其中局部空間時，宜采用開式區(qū)域應(yīng)用滅火系統(tǒng)。此類應(yīng)用的優(yōu)點在于：噴頭覆蓋整個保護區(qū)域，通過區(qū)域控制閥和管網(wǎng)進行分區(qū)，著火時，自動啟動著火處對應(yīng)的分區(qū)噴頭噴出細水霧，既滅了火，用水量又較少，節(jié)約了高壓泵組的設(shè)備投資。

細水霧區(qū)域應(yīng)用滅火系統(tǒng)又可以有2種形式，一種如圖1左側(cè)所示，每個分區(qū)的噴頭數(shù)量是泵組最大服務(wù)數(shù)量，分區(qū)之間的噴頭密集布置，交界處著火時，任何一區(qū)啟動噴水都可以滅火[3]。另一種如圖1右側(cè)所示，把泵組的最大服務(wù)噴頭數(shù)量分成3組，每個小分區(qū)錯位布置，任一小分區(qū)著火，打開著火分區(qū)和相鄰的兩個分區(qū)，這種布置方式能夠更好地覆蓋著火區(qū)域，安全系數(shù)高，但是使用的區(qū)域控制閥數(shù)量增多。

2.4 噴頭安裝高度

噴頭高度影響滅火效果，中央大廳的高度是8.7 m，各個規(guī)范中對于噴頭最大安裝高度的要求不一致，在設(shè)計時也要參考設(shè)備廠商的相關(guān)參數(shù)。通常對于工作壓力10 MPa的系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)備廠商的相關(guān)檢驗報告、相關(guān)文獻的研究，以及一些規(guī)范的規(guī)定，8.7 m的安裝高度滿足系統(tǒng)的要求。

圖1 細水霧區(qū)域應(yīng)用分區(qū)示意

2.5 系統(tǒng)參數(shù)確定

《細水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》及部分省市出版了地方的設(shè)計規(guī)范，以及一些行業(yè)規(guī)范，關(guān)于中央控制室的設(shè)計參數(shù)在國標和各地規(guī)范中都有規(guī)定，詳見表1所示。

根據(jù)表1可以看出，各個規(guī)范對相關(guān)的參數(shù)規(guī)定不太一致，這要求系統(tǒng)設(shè)計時，既要參照規(guī)范，又要參考高壓細水霧系統(tǒng)廠商的設(shè)備參數(shù)。

本中控室的中央大廳采用開式區(qū)域應(yīng)用系統(tǒng)，各分區(qū)采用區(qū)域控制閥控制，控制方式為自動控制、手動控制、機械應(yīng)急操作3種。

設(shè)計噴霧強度1.3 L/(min·m2)，持續(xù)噴霧時間30 min，噴頭間距不大于3 m，噴頭安裝高度8.7 m。噴頭K系數(shù)0.95。同時在保護對象場所配置高壓細水霧噴槍，滿足初期火災(zāi)手動撲滅。

著火時，同時啟動著火分區(qū)和相鄰兩個分區(qū)持續(xù)噴水。系統(tǒng)設(shè)計流量按最大3個相鄰分區(qū)流量和噴槍流量之和設(shè)計，系統(tǒng)工作壓力10 MPa，泵組總流量490 L/min，泵組設(shè)計壓力12 MPa。

3 細水霧系統(tǒng)設(shè)計和相關(guān)專業(yè)關(guān)系

細水霧因為水滴很小，在超過一定風速時，水霧不能有效覆蓋著火區(qū)域，造成滅火失敗，各個地標里面對風速要求一般不大于3 m/s，需要和暖通專業(yè)配合，考慮系統(tǒng)啟動后，排煙系統(tǒng)等風管系統(tǒng)啟動后的空間風速滿足規(guī)范要求。在一篇文獻中對地鐵不同部分的風速對噴霧效果的影響做了實驗，基本和規(guī)范確定的風速一致[4]。

另外，分區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)與火災(zāi)報警系統(tǒng)的聯(lián)動要求很高，因為不僅要啟動著火區(qū)域的控制閥，還要同時啟動兩個相鄰區(qū)域的控制閥，同時噴水霧，防止火災(zāi)蔓延。需要對火災(zāi)報警系統(tǒng)編程，實現(xiàn)自動聯(lián)動啟動。消防水專業(yè)把每個小區(qū)域的詳細劃分作為條件提供給電信專業(yè)，由電信專業(yè)對火災(zāi)探頭進行編程聯(lián)鎖，實現(xiàn)同時啟動三個分區(qū)的功能。

表1 計算機房等弱電防護空間、高低壓配電室高壓系統(tǒng)設(shè)計基本參數(shù)

4 結(jié)語

高壓細水霧滅火系統(tǒng)以水為滅火劑，水霧顆粒微小，具有高效環(huán)保、滅火效率高、水漬損失少、電絕緣性好的特點。在有人值守且電器系統(tǒng)火災(zāi)時，是首選的滅火系統(tǒng)。GB50898-2013《細水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》的實施，為細水霧系統(tǒng)的設(shè)計起到了指導作用。但細水霧系統(tǒng)也有以下問題：壓力過高，對設(shè)備和施工質(zhì)量要求較高；相對于自噴系統(tǒng)對風速要求高，需要相關(guān)專業(yè)的配合；分區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)對火災(zāi)探測系統(tǒng)的編程要求較高；由于噴頭開孔很小，水中不能含有顆粒，對過濾系統(tǒng)的要求較高。

總之，隨著化工廠中控室等超高大空間越來越多，增強此類場所的主動消防設(shè)施勢在必行，高壓細水霧系統(tǒng)的應(yīng)用有著廣闊的前景。

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

[2] 趙飛. 貴重設(shè)備房水滅火系統(tǒng)與氣體滅火系統(tǒng)的比較探討[J]. 安徽建筑, 2012 (3).

[3] 羅春. 高壓細水霧滅火系統(tǒng)在某商場設(shè)備機房中的應(yīng)用[J]. 科技風, 2011 (22).

[4] 閆淑霞，吳喜平，張君瑛，等. 高壓細水霧滅火系統(tǒng)在地鐵車站公共區(qū)的應(yīng)用研究[J]. 制冷空調(diào)與電力機械, 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

歐陽帥，高級工程師，2008年畢業(yè)于上海大學環(huán)境工程專業(yè)，現(xiàn)就職于中國天辰工程有限公司環(huán)境工程部從事消防設(shè)計工作。