水噴淋與水噴霧系統冷卻強度的比較

甄浩藝 中國人民武裝警察部隊學院

水噴淋與水噴霧系統冷卻強度的比較

甄浩藝 中國人民武裝警察部隊學院

用于儲罐冷卻的水系統常用的有水噴霧和水噴淋兩種，目前大量文獻在對比國內外關于油罐冷卻水強度問題時存在一些概念模糊、規定不統一的問題。本文對比了相關規范關于冷卻水的強度和范圍，并提出一些建議。

水噴霧；水噴淋；冷卻強度

引言

地上式鋼制儲罐發生火災, 5min內可使罐壁溫度升至500℃，使鋼板強度降低一半, 8～10 min后鋼板將失去支持能力。儲罐發生火災, 為控制火勢, 降低火焰輻射強度, 必須對儲罐及時進行水噴淋冷卻,使罐壁溫升不超過100℃。關于油品儲罐冷卻用水量的規定，國內外規范有所差別，并且國內三本規范也不盡相同，這給石化企業冷卻設施的設計安裝帶來困擾。在油罐發生火災時，不能正確指導消防隊員合理對其進行冷卻。

1 各規范對冷卻水的規定

1.1 《建筑設計防火規范》第8.2.5條對甲、乙、丙類液體儲罐的冷卻強度和范圍做了規定，見表1

表1 冷卻水供給范圍和強度

1.2 《石油化工企業設計防火規范》第7.3.8條和《石油庫設計規范》第12.2.8條對可燃液體地上立式罐應設固定消防冷卻水強度的規定見表2。

表2 可燃液體儲罐冷卻水強度

表3 冷卻水灑水形式的對比

1.3 《石油化工企業設計防火規范》第7.9.3條對液化烴儲罐固定消防冷卻水系統的用水量單獨作出規定：

一、著火罐冷卻水供給強度，不應小于9 L/min·m2；

二、距著火罐1.5倍著火罐直徑范圍內的鄰近罐冷卻水供給強度，不應小于4.5 L/min·m2；

1.4《水噴霧滅火系統設計規范》第3.1.2條也對防護冷卻強度做了規范：甲乙丙類液體儲罐的設計噴霧強度為6 L/min·m2。

2 冷卻水灑水形式[4]

據文獻介紹，冷卻水灑水形式主要有三種，即水霧噴頭、淋水管、水幕噴頭，對比見表3。

由上表可以看出，水幕噴頭受外部條件制約最少，對油罐冷卻最有利。而《建筑設計防火規范》、《石油庫設計規范》和《石油化工企業設計防火規范》中均未對噴頭形式做出明確要求。

而文獻經常用來與國內規范冷卻水強度做對比的國外規范均為水噴霧強度，如美國NFPA 15 規定控火的噴霧強度為10～20 L/min·m2，針對鋼結構防護冷卻的強度為10.2 L/min·m2；日本有關法規規定液化石油氣儲罐及設備的噴霧強度為7 L/min·m2；英國對液化石油氣儲罐的噴霧強度為10.2 L/min·m2。

水噴霧滅火系統是利用水霧噴頭在一定水壓下將水流分解成細小水霧滴進行滅火或防護冷卻的一種固定滅火系統。相同體積的水以水霧形態噴出時比直射流形態噴出時的表面積大幾百倍，當水霧滴噴射到燃燒表面時，因換熱面積大而會吸收大量的熱迅速汽化，使燃燒物質表面溫度迅速降到物質熱分解所需要的溫度以下，使熱分解中斷，燃燒即終止。由此可見，文獻通常用國外水噴霧的噴射強度來對比國內規范的噴射強度，有失合理。

3 結論

可燃液體儲罐區消防冷卻水強度不同的設計規范規定不同，這樣就導致計算出的冷卻水的用量不一樣，建議規范統一標準，此外，建議國內規范對噴頭的灑水形式做出明確規定，以便于石化企業進行消防設計和消防員的滅火救援。

[1]建筑設計防火規范.GB 50016·2006

[2]石油化工企業設計防火規范.GB 50160～ 2008.

[3]石油庫設計規范.GB 50074·2002.

[4]水噴霧滅火系統設計規范.GB 50219～95.

[5] 勇俊寶, 賈薇, 羅永強. 油罐區消防冷卻水問題探討[J]. 給水排水.2001, 27(9): 62-63

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.055