細水霧滅火技術在廚房設備火災中的應用和推廣

劉云義 李斐然 王慶

摘要：文章介紹了國內外廚房設備食用油引發火災的幾率及火災對人們生產生活影響和危害，概述了細水霧技術的發展歷程，介紹了廚房設備火災特點及細水霧滅火機理，闡述了廚房設備細水霧滅火技術的特點及具有良好的技術優勢，是清潔、無毒、無污染高效的滅火技術，具有良好的應用和推廣價值。

關鍵詞：廚房設備;火災特點;細水霧;滅火機理

進入21世紀后，人民群眾的生活水平和生活質量得到大幅度提高，對餐飲業的需求更加旺盛，2018年全國餐飲業收入為42716億元，而2019年餐飲業收入達46721億元，同比增長9.4%。巨大的餐飲市場，在人們享受美好生活的同時，也帶來了潛在的廚房餐飲火災隱患，尤其是中餐制作一般采用煎、炒、烹、炸等方式，在這一過程中，一旦遇到油溫失控或者平時產生的油煙在排出時遇冷凝結，黏附在集煙罩和煙道表面內壁形成油垢，一旦遇到烹飪時飛濺的火星，便會引發火災事故。

據不完全統計，德國每年有20～30萬人在廚房用火中不慎受傷，美國在2003年發生118700起廚房火災事故，有60%以上是因為食用油油溫失控、過熱引發，據日本東京都2006年發生的灶具或食用油火災分析，有51%是食用油著火引起的火災，而我國每年也因為廚房用火不慎，時有發生廚房火災事故，甚至重大廚房火災事故。在賓館、餐館和快餐部發生的所有火災中，大約有50%～80%都起源于廚房，由此可見，廚房火災占比較高，火災損失觸目驚心，不僅給人們生命財產安全造成嚴重威脅和損失，也嚴重影響人們的生產生活及學習。

1? 廚房設備火災的特點

1.1? 食用油自燃溫度高、熱值高

廚房內使用的食用油一般的自燃點溫度在350～380℃之間，由于食用油熱值在39～42kJ/g，加之廚房內儲存易燃可燃油料較多，發生火災后，極易引燃易燃可燃油料，造成火災蔓延迅速。

1.2? 集排煙道火災隱蔽性強，難于發現

由于集排煙道的特殊結構，其內部長期積累油污、油垢，加之清理困難，如發生火災，在其內部積聚的油污、油垢極易被吸入煙道及煙罩的明火引燃，在排煙道煙囪效應作用下，可能導致火災在建筑內部迅速蔓延;由于排煙道處于近似于密閉隱蔽空間，其內部火災極其隱蔽，不易被發現，等到發現時，往往明火已經充滿整個煙道，引起數米、數十米，甚至蔓延到鄰近煙道樓道，引起更大規模的火災和更大損失。2003年，中國大飯店職工餐廳廚房油煙管道起火，由于發生在國貿商圈核心區，雖然過火面積只有4m2，但火災煙霧很大，對人員進行了緊急疏散，此次火災還引起管道上架設的通信線路故障，致使中國大飯店在隨后的十多個小時內，國內外通信一直中斷，飯店的聲譽受到很大影響。

1.3? 食用油火災發展迅速，難于控制

大量食用油（或脂肪類）火災試驗表明，食用油的平均燃燒速度比其他燃油高，廚房火災一旦發生，發展迅猛，蔓延速度很快，當食用油自燃燒2min后，已經由小火發展到大火，且油面溫度已經達到400℃以上。火災現場難于控制，撲救比較困難，主要是廚房設備容易因操作不當發生火災，是鍋中熱油在油溫失控時引發的，具有與其他易燃液體火災不同的特性，是特殊的K類火災類型。由高溫引起油分子進一步汽化使燃燒更加迅猛并且迅速蔓延。實驗表明，采用常規滅火設施如泡沫、干粉、二氧化碳滅火劑等不能有效撲滅這類火災，消防人員也很難在第一時間到達火災現場，并且使用的滅火裝備很難深入接觸到廚房煙道等狹小空間，往往需要破拆煙道等著火部位（如圖1、圖2），滅火非常困難。

1.4? 食用油火災易復燃

由于食用油在著火燃燒產生的二次生成物有著更低的自燃點，即使撲滅了食用油表面火焰，油鍋內的食用油還保持了超過自燃點的溫度（實驗表明只有在油溫降至自燃點溫度33℃以下時才能保證食用油不復燃），未經冷卻降溫的油在接觸到空氣中的氧氣后，能隨時引起復燃，造成更大的危害。

2? 細水霧滅火機理

2.1? 吸熱冷卻作用

細小水滴在受熱后易于汽化，在氣、液兩相變化過程中，從燃燒物質表面或火災區域吸收大量的熱量，使燃燒物質表面及火災現場區域溫度迅速下降，熱分解中斷，燃燒終止。霧滴直徑越小，表面積越大，汽化需要的時間也越短，吸熱效率就越高（表1霧滴直徑、表面積、汽化時間和自由下落速度的關系）。對同等水量來說，細水霧霧滴表面積比傳統水噴淋的大水滴大100倍以上，因此細水霧滅火系統的冷卻作用更加明顯。

2.2? 隔氧窒息作用

細水霧滅火的關鍵是增加單位體霧滴的表面積，有利于熱量吸收和冷卻，而受熱后霧滴汽化體積擴大1680倍，形成水蒸氣，最大限度地稀釋和排斥可燃物周圍的空氣和可燃氣體，從而使燃燒物周圍的氧含量降低，當氧含量逐漸降低至無法使燃燒繼續進行時，燃燒也會因缺氧而受抑制或中斷。

2.3? 輻射熱阻隔作用

細水霧噴入火場后，形成的水蒸氣迅速將燃燒物、火焰及煙羽籠罩阻隔，對火焰的輻射熱傳播具有明顯的阻隔作用，能夠有效抑制輻射熱引燃周圍其他物品，達到防止火焰蔓延的效果。據介紹，在火災發生時，煙的蔓延速度超過火的速度5倍，其產生的能量超過火的5～6倍，煙氣的流動方向就是火勢的蔓延途徑，溫度極高的濃煙，在2min內就可能形成烈火，而且對相距很遠的人也能構成威脅。

2.4? 浸濕作用

顆粒大、沖量大的細水霧霧滴會沖擊到燃燒物表面，使燃燒物得到浸濕，阻止固體進一步揮發成可燃氣體。同時，系統還可以將著火部位的燃燒物浸濕，從而抑制火災的蔓延和發展。

除此之外，細水霧還具有洗刷煙塵、洗滌有毒煙霧及乳化等作用，而在滅火過程中，往往會有幾種作用同時發生，從而有效滅火。火災的快速蔓延一般是通過輻射熱，造成相鄰區域發生火災，細水霧滅火通過汽化過程帶走火場中的大量熱量，冷卻火災周圍的環境溫度，從而阻斷了火災對周圍區域的輻射熱，達到了防止火災蔓延、迅速控制火災發展的最佳效果。

3? 廚房細水霧滅火系統技術特點

廚房設備細水霧滅火技術是根據廚房設備火災特點，并結合細水霧的滅火機理，在大量的廚房設備火災試驗和技術改進優化的基礎上，確定了細水霧霧粒直徑、噴霧壓力、噴霧強度、持續噴霧時間及冷卻水持續噴放時間等相關參數，從而將細水霧滅火技術的應用拓展到廚房設備火災這一新領域，它具有以下特點：

3.1? 具有良好的火焰羽流穿越能力

食用油（或脂肪類）火災試驗表明，由于食用油的平均燃燒速度比其他燃油旺盛，火勢迅猛，細水霧霧粒直徑在200umm～400umm時，在細水霧噴頭的有效射程內，滅火效率高，超過有效射程內時，細水霧霧粒噴射速度明顯降低，穿越火焰羽流能力大大減弱，滅火能力明顯下降;如果細水霧霧粒直徑太小，霧粒太細，在穿越火焰羽流時將可能出現漂移現象，無法到達火焰根部，也就無法阻斷火源，達到窒息的目的;如果細水霧霧粒直徑太大，霧粒太粗，在穿越火焰羽流到達食用油表面時，未汽化的大顆粒霧粒因為突然遇到高溫食用油，將發生劇烈汽化擴散，燃燒的食用油將發生飛濺現象，嚴重時造成人員傷害甚至會將燃燒的食用油飛濺到其他易燃物質上，造成更大的損失。因此要徹底撲滅廚房設備火災，細水霧必須具有良好的火焰羽流穿越能力，同時避免飛濺現象的發生。

3.2? 廚房細水霧專用噴頭設置有防油煙保護罩

由于廚房設備滅火系統設置的細水霧專用噴頭長時間處于廚房油煙侵蝕，極易形成油污油垢，噴孔及噴頭組件容易受到影響和堵塞，再加之廚房設備滅火系統細水霧專用噴頭的特殊結構，極難對其內部進行清洗，會嚴重影響細水霧的正常噴霧效果;因此廚房設備滅火系統細水霧專用噴頭必須設置有防護罩，并在噴放時能夠自動脫落且不影響噴放滅火效果。

3.3? 具有降溫冷卻防復燃的功能

廚房設備火災被撲滅后，由于其油溫未降至自燃點溫度以下，隨時可能復燃，因此必須要持續不斷的噴放冷卻水將大量的熱量帶走，至新的自燃點溫度以下，才能保證食用油不再復燃;由于廚房設備滅火系統細水霧本身具有良好的冷卻作用，自身在滅火的同時也對火災周邊及食用油進行有效降溫冷卻，因此廚房設備滅火系統具有良好的降溫冷卻防復燃功能。

3.4? 優良的煙道滅火性能

由于細水霧滅火具有優良的氣體滅火特性，試驗表明，廚房設備細水霧滅火系統中細水霧在相對密閉的廚房煙道內受熱汽化體積膨脹，更易于阻隔火災現場氧氣，窒息煙道內部火焰，從而迅速撲滅煙道內明火（圖3、圖4）。

3.5 無毒無害無污染、洗刷煙塵、洗滌有毒氣體

廚房設備細水霧滅火系統由于采用的是礦泉水或自來水作為滅火藥劑，在滅火過程中和滅火后，產生的是水霧和水蒸氣，本身不是有害有毒物質，也不會產生有害有毒物質，因此它對人體無毒無害，對環境無污染，更不會造成廚房食材的二次污染，相反它還具有洗刷煙塵、洗滌有毒煙霧（火災濃煙中有毒氣體主要是一氧化碳和二氧化碳，其中濃煙致人死亡的最主要原因是一氧化碳中毒）等功能，因此尤其適用于與人們日常生活緊密相關的食堂廚房，特別是大中型廚房的應用。

3.6 滅火高效、易清理

廚房設備細水霧滅火系統只需要不到噴淋設備10%～20%的水即可在極短時間（通常滅火時間2～8s）內撲滅廚房設備火災，因此滅火效率更高、單次滅火成本更低（僅需少量水的價值）。由于沒有污染，滅火完成后不需要花費更多時間和人力財力更換廚房食材等廚房用品，現場只需簡單清理即可恢復正常操作。幾種主要滅火劑滅火現場如圖5、圖6、圖7、圖8：

4? 廚房設備細水霧滅火技術優勢及應用現狀

4.1? 廚房設備細水霧滅火技術優勢

（1）廚房設備細水霧滅火技術曾獲“2007年四川省科技進步三等獎”及一種廚房設備滅火裝置（CN200620034061.0）等多項專利技術，筆者從事廚房設備細水霧滅火技術開發及研究十余年，并多次參與對該項技術的改進和優化，至今該項技術仍處于國內領先水平。

（2）由于廚房設備細水霧滅火技術采用的滅火劑介質是水，在滅火前（水）、滅火過程中（細水霧）圖9及滅火后（水蒸氣）圖10、（冷卻水）圖11，對大氣、環境及人員都沒有任何污染和毒副作用。

（3）廚房設備細水霧滅火技術綠色環保，符合人們對環境無污染的要求，也符合國家大力提倡的環境友好型新技術新工藝的推廣應用。

4.2? 廚房設備細水霧滅火技術應用現狀

廚房設備細水霧滅火系統先后在成都世紀城會展中心、假日酒店、四川省人民醫院、四川農業大學、北京華聯等四川、重慶及北京等省市的會議中心、酒店、醫院、學校及商貿中心得到廣泛應用和好評。但因其技術難度大、要求高、制作成本高，再加之宣傳不到位，目前推廣應用不夠理想，還需要降低成本，擴大宣傳及政策鼓勵。

5? 結語

廚房設備細水霧滅火技術是利用設置有防油煙保護罩的廚房細水霧專用噴頭將壓力水流分解成具有良好火焰羽流穿越能力的細小霧粒，進行廚房設備火災及煙道火災滅火和防復燃冷卻的一種固定式滅火技術，具有無毒無害、無環境污染、滅火效率高、降溫除塵、洗滌有毒氣體、耗水量低、易清洗，對防護對象無損害、滅火成本低等優勢。具有良好的先進技術優勢和廣闊的應用前景。

參考文獻：

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[3]沈賀坤，張強.細水霧常見系統介紹[M].天津：天津科學技術出版社，2013.

Application and promotion

of water mist system in kitchen fires

Liu Yunyi，Li Feiran，Wang Qing

Vitalong Fire Safety Group Co.，Ltd.

Abstract：This paper begins with an introduction of fire accidents ratios caused by oils and facilities in kitchens at home and abroad， then discusses the impacts of these fires to people’s life and production， gives a brief introduction to the development process of water mist system， points out the characteristics of kitchen fires. In the end， it elaborates the principles， features and technological advantages of kitchen water mist systems， which are known as a clean， nontoxic， pollution-free and effective extinguishing technology with better future and extensive application values.

Keywords：kitchen facilities; fire features; water mist system; extinguishing mechanisms