淺析消防科技之高壓單相流水霧滅火技術在消防實踐中的應用

摘要：本文首先概括介紹了高壓單相流水霧滅火技術的基本原理，包括該項技術產生、發展的過程。進而分析其在消防實踐中所起到的作用，肯定其價值和繼續研發的必要性。

關鍵詞：細水霧滅火技術 高壓單相流 消防

1、細水霧滅火技術的原理

細水霧是通過發射裝置，將壓力水從噴射孔中高速噴出，與周邊的空氣產生強烈的摩擦，水流被撕裂，從而形成直徑非常小的霧滴，通常在幾十微米到幾百微米之間，當細水霧噴射到正在燃燒的物質表面時會產生以下作用。

1.1 冷卻作用

相同體積的水以細水霧形態噴出時比普通直射流形態噴出時的表面積要大幾百倍， 當細水霧噴射到燃燒物質表面時， 因熱交換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，使熱分解鏈中斷，燃燒終止。表面冷卻的效果不僅取決于細水霧滴的表面積， 同時還取決于滅火用水的溫度與可燃物閃點的溫度差，閃點愈高，與細水霧用水兩者之間溫差愈大， 冷卻效果亦愈好。

1.2 窒息作用

細水霧受熱后體積迅速膨脹， 汽化形成原體積約1700倍的水蒸汽，可使燃燒物質周圍空氣中的氧氣含量降低，燃燒鏈將會因缺氧而受抑或中斷，實現窒息滅火的效果取決于能否在瞬間生成足夠的水蒸汽并完全覆蓋整個著火面。

1.3 乳化作用

乳化只適用于不溶于水的可燃液體， 當細水霧噴射到正在燃燒的液體表面時， 由于細水霧滴的沖擊，在液體表層造成攪拌作用， 從而造成表層液體的乳化，由于乳化層的不燃性使燃燒鏈中斷。同時， 乳化層在噴射停止后仍能保持相當長的時間， 這一點對防止復燃是十分有利的。

2、細水霧的概念及分級

2.1Ⅰ級細水霧

級細水霧是最細的水霧， 其霧滴粒徑尺寸范圍Dv0.1≤100um、Dv0.9≤200 um的水霧之間，其滅火應用范圍為全淹沒滅火系統， 根據不同的滅火場所，可部分替代全淹沒氣體滅火系統。

2.2Ⅱ級細水霧

2.3Ⅲ級細水霧

3、水霧滅火技術的發展現狀

20 世紀末期，美國研究用中壓單相流細水霧滅火系統來替代氣體滅火系統和較大噴水強度的噴淋或噴霧系統，其形成的產品已在美國和世界范圍內廣泛使用。高、中、低壓細水霧系統完全排除了氣體滅火系統的缺陷，具有氣體滅火和水滅火的雙重優點。由于該類系統用水量少，大大降低了水基滅火系統的水漬損失，除了替代氣體滅火系統外，還可以替代常規的水噴霧系統和某些場所的水噴淋系統。

細水霧滅火技術從20 世紀90 年代開始， 在我國取得長足發展， 在消防工程上逐漸被大家認識和接受；其研究應用最多的有中壓雙相流細水霧滅火系統、 低壓單相流細水霧滅火系統。而對于高壓單相流細水霧滅火技術而言， 由于受高壓泵組、 控制系統及高壓噴槍技術工藝的限制，技術發展緩慢；在國內雖有單位進行了這方面的探索、嘗試，但由于泵組壓力較低，噴射滅火效果較差，還不能稱之為真正意義上的高壓單相流細水霧滅火裝置。

4、移運式高壓單相流細水霧滅火裝置

4.1裝置介紹

隨著我國城區改造， 城市化進程加快，許多群眾聚集區交通復雜， 道路擁擠， 水源不暢； 普通消防車輛進出不便，一旦發生火災后果嚴重。移運式高壓單相流細水霧滅火裝置可實現單兵作業， 不受地域地形限制，通過手抬或配置在微型車、 摩托車上，在消防實戰中具有很強的機動靈活性， 可迅速抵達現場滅火。該裝置是介于消防車和普通滅火器具中間的一種產品， 150 L水可連續噴射6 min 之久，且無水漬形成的二次災害。由于在一定條件下， 工作壓力和噴霧效果有很大的關系，移運式高壓單相流細水霧滅火裝置工作壓力高，霧化效果好。水霧吸收熱量后迅速被汽化， 不但降低了燃燒物的溫度， 使燃燒減緩；同時水霧汽化體積急劇膨脹，從而降低了空氣中的氧氣濃度，抑制了燃燒中的氧化反應速度，起到了窒息的作用。

4.2裝置水霧的產生

該裝置工作時， 當高壓水流經噴頭時，在自行設計的離心霧化系統的作用下，產生高速旋轉的水流從噴嘴里以200 m/s的速度快速噴出， 和周圍的氣體產生很高的速度差，將水撕碎成細微霧滴，從而形成直徑非常小的Ⅱ級細水霧霧滴， 通過冷卻、窒息、乳化及阻隔輻射熱的方式完成消防滅火過程。

4.3裝置構成

該裝置由發動機、高壓泵組、多功能高壓噴霧槍、高壓管路、水箱、支架等構成。

4.3.1高壓泵組

該高壓泵組工作壓力20～ 25 MPa， 其采用柱塞組合連續增壓式結構， 采用專門設計的自卸荷溢流閥，使泵在正常運轉中，無輸出時壓力自動降為零， 有輸出時即恢復正常使用壓力，實現無故障的長時運行。

5、結論

雖然近年來我國消防裝備行業取得長足發展， 但與國外相比仍有相當差距，特別是一些新產品、新裝備。由于高壓單相流細水霧滅火具有綠色、環保、滅火效率高、耗水量小、電絕緣性好、使用方便等特點，適用于撲滅A、B、C 三類火災。它的研制、推廣， 對于居民區、商業區、森林、高速公路以及其它復雜、缺水環境消防滅火工作的順利、有效開展有著積極的社會經濟效益。