淺談高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)涂裝線的應(yīng)用

祁福軍 蔡欣

（1. 中信戴卡股份有限公司 秦皇島 066002；2.秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院有限公司 秦皇島 066001）

0 引言

涂裝是指對(duì)金屬和非金屬設(shè)備表面覆蓋保護(hù)層或裝飾層的一種生產(chǎn)工藝。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，涂裝生產(chǎn)工藝已由手工向工業(yè)自動(dòng)化方向發(fā)展，而且隨著社會(huì)發(fā)展自動(dòng)化的程度越來越高，涂裝線的應(yīng)用也越來越廣泛，并深入國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。涂裝工藝是汽車輪轂生產(chǎn)過程中重要的一道生產(chǎn)工序，直接決定輪轂產(chǎn)品外觀表現(xiàn)，而產(chǎn)品外觀直接影響到產(chǎn)品在市場中的戰(zhàn)略地位。輪轂涂裝線由于生產(chǎn)工藝布局復(fù)雜，電氣設(shè)備較多，同時(shí)為了滿足輪轂生產(chǎn)需要，現(xiàn)場存儲(chǔ)和使用大量油漆、烴類溶劑等可燃揮發(fā)性涂料以及環(huán)氧樹脂類各種粉末涂料，液體溶劑多為甲、乙類可燃液體，固態(tài)粉末易燃易爆粉塵，火災(zāi)危險(xiǎn)性高，而且涂裝線內(nèi)有價(jià)值昂貴精密電氣設(shè)備，經(jīng)常有人在此操作，這些部位一旦失火，火災(zāi)瞬間蔓延開來，火災(zāi)控制難度大，造成嚴(yán)重?fù)p失。涂裝線是工廠的重點(diǎn)防火車間。

1 滅火系統(tǒng)對(duì)比

在高壓細(xì)水霧系統(tǒng)應(yīng)用之前，部分輪轂涂裝線采用二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)或自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)（雨淋系統(tǒng)）保護(hù)。這兩種保護(hù)方式對(duì)于涂裝線來說都存在一些缺陷，而高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有安全環(huán)保、用水量少、滅火性強(qiáng)、電氣絕緣、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)。

1.1 二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)

二氧化碳滅火主要在于窒息和冷卻。一方面，在滅火過程中二氧化碳分布于燃燒物周圍，稀釋空氣中的氧含量，使燃燒時(shí)熱的產(chǎn)生率減小，燃燒率減少到低于熱散失率時(shí)，燃燒就會(huì)停止。另一方面二氧化碳釋放時(shí)又因焓降的關(guān)系，溫度急劇下降，形成細(xì)微的固體干冰粒子，干冰吸收其周圍的熱量而升華，即產(chǎn)生冷卻燃燒物的作用。

二氧化碳對(duì)于涂裝線滅火存在以下缺陷：①二氧化碳?xì)怏w滅火利用窒息原理，而實(shí)際輪轂涂裝線生產(chǎn)過程中經(jīng)常有人操作，有一定的安全隱患；②二氧化碳自儲(chǔ)存瓶高壓釋放至輪轂涂裝線防護(hù)區(qū)，由于輪轂噴粉工藝使用粉末涂料，容易引起二次揚(yáng)塵，在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)極易容易引發(fā)二次爆炸；③輪轂涂裝線兩端開口很大，輪轂工件噴涂時(shí)需不斷進(jìn)入、輸出，火災(zāi)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉有一定困難；噴漆室底部為鏤空的格柵，與下部風(fēng)道、水道相通；無法達(dá)到二氧化碳滅火系統(tǒng)對(duì)防護(hù)區(qū)密閉的要求，氣體滅火劑很容易從這些部位逃逸，維持滅火濃度有困難。

1.2 雨淋系統(tǒng)

雨淋系統(tǒng)的工作原理是指在火災(zāi)發(fā)生時(shí)由火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)或傳動(dòng)管控制開啟雨淋控制閥和水泵，向系統(tǒng)管網(wǎng)供水，通過噴頭噴水。雨淋系統(tǒng)主要適用需要大面積噴水且需快速撲滅火災(zāi)的特別危險(xiǎn)的場所。對(duì)于輪轂涂裝線而言，火災(zāi)危險(xiǎn)性大，要求噴水強(qiáng)度大才能達(dá)到滅火效果，采用雨淋系統(tǒng)噴水滅火時(shí)，能夠達(dá)到理想滅火要求，但同時(shí)也帶來了一定水災(zāi)，尤其是對(duì)涂裝線各種昂貴的電氣設(shè)備影響巨大，涂裝線調(diào)漆間和油漆存放間存放大量可燃液體，采用雨淋系統(tǒng)容易導(dǎo)致可燃液體肆意流淌，也不利于火災(zāi)控制。

1.3 高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)的滅火機(jī)理：冷卻降溫作用、窒息和阻隔輻射熱作用等。

①冷卻降溫。自高壓細(xì)水霧噴頭噴出霧滴直徑很小，霧粒直徑10～100 mm，細(xì)水霧在燃燒物表面或火災(zāi)區(qū)域汽化，汽化時(shí)需吸收大量熱量，從而對(duì)燃燒物表面或火災(zāi)區(qū)域冷卻降溫。

②窒息和阻隔熱輻射。細(xì)水霧噴入火場后，液態(tài)水蒸發(fā)汽化需吸收大量熱量，水由液態(tài)變化為氣態(tài)，體積急劇膨脹，從而在燃燒物表面區(qū)域形成隔絕層，有效的抑制空氣中的氧氣進(jìn)入，降低燃燒物周圍含量氧，窒息滅火。水蒸氣在隔絕氧氣進(jìn)入的同時(shí)，對(duì)火焰具有極佳的阻隔能力，能夠有效抑制輻射熱，減小火焰蔓延。

高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在涂裝線的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：水為滅火劑，具有冷卻降溫、窒息等雙重滅火機(jī)理，在火災(zāi)高溫條件下不會(huì)分解和產(chǎn)生有害物質(zhì)，對(duì)人員和環(huán)境不會(huì)造成影響，有利于火災(zāi)現(xiàn)場人員的逃生；高壓細(xì)水霧可持續(xù)快速冷卻和迅速絕氧，冷卻速度比一般雨淋系統(tǒng)快，從而高效防止火災(zāi)的再次發(fā)生；細(xì)水霧對(duì)熱輻射具有很好的屏蔽作用，同時(shí)能洗消煙霧；高壓細(xì)水霧霧滴直徑小，噴放后霧滴是不連續(xù)的，懸浮在空中，需要長時(shí)間才能凝結(jié)，?難在電氣設(shè)備表面形成導(dǎo)電的連續(xù)水流，具有優(yōu)良的電絕緣性，在撲滅火災(zāi)同時(shí)也避免涂裝車間昂貴的電氣設(shè)備二次受損。另外，高壓細(xì)水霧具有可靠性高，在涂裝車架配置靈活節(jié)省空間，安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)有效綜合了二氧化碳?xì)怏w滅火和雨淋系統(tǒng)滅火優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，同事也有效避免了兩者的缺點(diǎn)，是輪轂噴涂線自動(dòng)滅火的完美解決方案。

2 高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 高壓細(xì)水霧系統(tǒng)組成

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)由加壓供水設(shè)備、系統(tǒng)管網(wǎng)、閥組控制系統(tǒng)，細(xì)水霧噴頭和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。供水裝置在涂裝線采用泵組供水裝置，包括儲(chǔ)水箱、水泵、水泵控制柜和安全閥。噴頭根據(jù)系統(tǒng)要求可選擇開式噴頭或閉式噴頭，是將水激化成微細(xì)水霧顆粒的最關(guān)鍵部件之一。閥組控制系統(tǒng)是細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的重要構(gòu)成，是執(zhí)行火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)控制器啟/停指令的重要部件，包括雨淋閥和分配閥。中低壓水霧滅火系統(tǒng)（工作壓力≤1.21 MPa為低壓系統(tǒng)，1.21～3.45 MPa為中壓系統(tǒng)）控制閥可采用雨淋閥，高壓水霧滅火系統(tǒng)（工作壓力≥3.45 MPa為高壓系統(tǒng)）控制閥采用分配閥。開式系統(tǒng)應(yīng)按防護(hù)區(qū)設(shè)置分區(qū)控制閥。過濾裝置是細(xì)水霧滅火系統(tǒng)中重要的組成部分，管道過濾器應(yīng)具有防銹功能，在儲(chǔ)水箱進(jìn)水口處以及出水口處或控制閥前應(yīng)設(shè)置過濾裝置。高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)管道采用奧氏體不銹鋼管道或其他耐腐蝕和耐壓性能相當(dāng)?shù)慕饘俟艿?，管道?yīng)符合GB/T 14976—2012《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》和GB/T 12771—2012《流體輸送用不銹鋼焊接鋼管》的要求。系統(tǒng)工作壓力大于3.5 MPa時(shí)，應(yīng)采用GB/T 20878—2007《不銹鋼和耐熱鋼-牌號(hào)及化學(xué)成分》中022Cr17Ni12Mo2的奧氏體不銹鋼無縫鋼管，系統(tǒng)管道連接管件的材質(zhì)應(yīng)與管道相同，管道采用氬弧焊焊接、專用接頭或法蘭連接。

噴頭布置時(shí)首先應(yīng)根據(jù)噴霧強(qiáng)度，考慮輪轂涂裝線各個(gè)工段的結(jié)構(gòu)結(jié)合尺寸進(jìn)行計(jì)算，依據(jù)現(xiàn)場情況配合框架間距合理布置。供水水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行GB 5749—2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定。

2.2 高壓細(xì)水霧系統(tǒng)控制方式

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)一般在輪轂涂裝線多采用開式全淹沒系統(tǒng)，局部地下風(fēng)道口可加裝閉式噴頭保護(hù)。對(duì)于開式細(xì)水霧系統(tǒng)，在自動(dòng)控制方式下發(fā)生火災(zāi)時(shí)，報(bào)警控制器收到防護(hù)區(qū)內(nèi)兩個(gè)獨(dú)立的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)控制閥組和消防水泵，向系統(tǒng)管網(wǎng)供水，開式水霧噴頭噴出細(xì)水霧，實(shí)施滅火。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間不大于30 s，持續(xù)噴霧時(shí)間30 min。

高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)控制方式，系統(tǒng)采用自動(dòng)/手動(dòng)/機(jī)械應(yīng)急的控制方式，由區(qū)域控制閥控制各分區(qū)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)被保護(hù)對(duì)象的物理分隔及功能不同，將其分成若干防護(hù)區(qū)。這樣既保證火災(zāi)時(shí)僅著火的區(qū)域噴霧，又能有效降低系統(tǒng)泵組的大小，從而節(jié)省投資。報(bào)警控制系統(tǒng)故障時(shí)，還可通過現(xiàn)場手動(dòng)按鈕啟動(dòng)系統(tǒng)，或者通過控制閥上的機(jī)械應(yīng)急開關(guān)啟動(dòng)，做到萬無一失。

火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)，應(yīng)提供兩路獨(dú)立的火災(zāi)信號(hào)，設(shè)置消防警鈴、聲光報(bào)警器和噴霧指示燈，聯(lián)動(dòng)開啟對(duì)應(yīng)區(qū)域控制閥，并接受壓力開關(guān)的反饋信號(hào)，設(shè)就地手動(dòng)、遠(yuǎn)程手動(dòng)控制按鈕；在消防控制中心設(shè)置遠(yuǎn)程手動(dòng)控制泵組啟動(dòng)、停止，接受泵組運(yùn)行、故障信號(hào)?；鹁_認(rèn)后，應(yīng)聯(lián)動(dòng)關(guān)閉響應(yīng)區(qū)域的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。滅火完畢后，應(yīng)立即對(duì)事故區(qū)域進(jìn)行通風(fēng)。

3 結(jié)語

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)是輪轂涂裝線自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)的理想解決方案。同時(shí)，該系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)室、IT機(jī)房、檔案館、地鐵等場所應(yīng)用效果也很突出，極具推廣價(jià)值。