高压单相流细水雾自动灭火系统的设计

　　1 引言

　　哈龙灭火系统在我国应用广泛，但是在使用时，其卤代烷灭火剂会严重破坏大气臭氧层，危害消防救护人员的健康。联合国环境规划署于1987年9月签署的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》中明确规定限制和减少哈龙灭火剂的用量，并最终全面取代哈龙灭火剂，也要求我国消防行业在2010年完全淘汰哈龙灭火系统。

　　细水雾灭火系统是哈龙灭火系统的有效替代物，它具有无毒害、无环境污染、耗水量小、降温吸热作用显著等优点，非常适合扑灭油品火灾和电气火灾，也能扑灭绝大多数的固体火灾，特别是在扑灭图书馆、博物馆、粮库、化学品仓库、通信与计算中心、舰船和飞机等场所的火灾时，具有其他灭火系统无法比拟的优越性，有着非常巨大的市场空间。因此，近年来细水雾灭火技术已经成为消防行业的研究热点之一。

　　按照形成细水雾的压力和相态，细水雾灭火系统通常分为低压双相流、低压单相流和高压单相流等三种形式。其中，高压单相流细水雾灭火系统产生的雾滴直径更小，耗水量更少，降温效果更显著，渗透力强，可以消除火灾复燃。高压单相流细水雾灭火系统的压力可以高达21 MPa，压力越高，越利于水的高效雾化。目前，在消防行业持续供给高压水流和对其进行流量、压力和方向的控制还非常困难，针对这一问题，浙江大学流体传动及控制国家重点实验室结合纯水液压系统的特点，开展了纯水液压在细水雾灭火领域的应用研究。

　　2 系统组成原理

　　高压单相流细水雾自动灭火系统由细水雾灭火和火灾报警与监控两个子系统组成。

　　其中，细水雾灭火系统由电机10，高压纯水液压泵11，高压纯水液压控制阀5、6、8，喷头1、2、3、4，不锈钢管、软管等组成(见图1)。系统使用来自消防栓的水，并经过粗过滤和精过滤，使其过滤精度不大于10 um。这样既可以避免高压纯水液压泵的磨粒磨损，又可以防止喷头中的细小孔被堵塞。此外，为了增加系统的安全性，系统中安装了防爆片来起二次保护的作用。即在系统压力过高，而且卸荷溢流阀恰恰发生故障时，防爆片破裂，高压水从破裂处溢出，使系统卸压。

　　当发生火灾时，火灾报警与监控系统使得细水雾灭火系统工作。即电机通电，并驱动高压纯水液压泵输出高压水流。高压水流通过处于开启位置状态的电液换向阀，到达高压高效细水雾喷嘴，喷出平均粒径小于10肿的高速密集的细水雾雾团。此时，细水雾雾团的体积将扩大1000多倍，因此，在细水雾雾团笼罩火场的过程中，它可以迅速降低火场温度，并使火场与其外界的空气隔绝，达到高速高效灭火的效果。