高压单相流细水雾灭火技术在消防实践中的应用

厦门市公安消防支队 郑刘杰 林慧勇

前言

高压单相流细水雾灭火技术，是一种自动消防给水系统，高压水通过特殊喷嘴，产生细水雾，当系统感受到明火时，自动喷出细水雾灭火，喷射速度快，水流四周空气被分割成体积较小的水滴，当细水雾遇到燃烧物时，起到阻隔作用，降低火势，是一种新型灭火技术[1]。当前，高压单相流细水雾灭火技术刚刚兴起，人们对其了解不深，影响了新消防技术的推广。笔者简单叙述了其的应用效果，以供参考。

1.消防灭火中常用方式

众所周知，在空气中，可燃物遇到火源达到燃点，可燃物会燃烧，一旦缺少其中某一步骤，可燃物就不可能燃起。因此，在火灾扑救过程中，消防员大多针对燃烧的三要素：可燃物、助燃物、火源，通过隔离空气、降低温度、断绝可燃物等方式达到灭火效果。常见的消防方式有以下几种：

1.1 隔离法

在消防灭火过程中，依照物体燃烧的基本原理，消防人员常采用隔离法，将空气与可燃物隔离开来，以此达到阻止燃烧物继续燃烧的目的[2]。在传统消防技术中，消防人员常用石墨粉或灭火泡沫将可燃物与空气进行隔离，达到灭火目的。

1.2 降低空气中氧气含量

降低空气氧气含量，能够有效控制可燃物体的燃点，具体来讲，汽油、乙醇、棉花、木板等物质的燃点较低，一旦着火，将很难控制，而降低其周围的含氧量，缺乏助燃气体的情况下，能够有效控制火势。使用该种方法时，消防员多通过二氧化碳、的氨气等惰性气体，稀释空气中的氧气，以此达到灭火目的。具研究表明，一般情况下，空气中的氧气含量在20%左右，当空气中的氧气含量低于20%，且惰性气体的施放阻碍了氧气的补充，氧气不足，影响了可燃物的燃烧，达到消防效果。

1.3 降低燃烧物的温度至燃点以下

若燃烧物未达到燃点，则无论氧气与可燃物如何的充足，都不可能燃烧，因此，在消防过程中，降低燃烧物表面温度是一种有效的灭火方式。通常，消防员会利用消防水枪将水喷洒在燃烧物上，水喷洒在燃烧物上，在水气化过程中，吸收热量，燃烧物表面温度降低，以此达到良好的灭火目的，但是，该种方式也大量浪费了水资源。

2.细水雾灭火技术灭火原理

细水雾灭火技术，主要是利用专用设备中的高压水泵，水流由特殊喷嘴中喷出，高速运行的水流与周围空气产生摩擦，水流被撕裂为大量细水雾，当细水雾喷射到燃烧物上，会产生以下反应：

2.1 快速冷却燃烧物表面温度

同体积水在细水雾与普通水流状态喷射时，前者表面积要远远大于后者，当两种状态的水流与燃烧物表面接触时，前者反应速度远大于后者，达到高效冷却效果。具相关专家表明，细水雾粒直径多在10-100μm之间，当细水雾喷射在燃烧物表面，因水雾粒细小而快速气化，吸收大量热量。举例说明：若100℃水蒸发潜热为2256kJ/kg，则每只细水雾喷头（喷水速度为0.133L/s）喷出的水雾吸热功率能达到300KW，由此可见，水雾粒直径越小，雾粒速度越快，水雾单位面积吸热量越大[3]。

2.2 窒息灭火

当细水雾喷射到燃烧物体表面时，细水雾受热膨胀，水雾体积膨胀至原先的1700-5800倍，细水雾气化。须知，空气是流动状态，在大气压强下，空气的密度不变，向燃烧物周围注如大量的水蒸气，则燃烧物周围空气向外流动，将燃烧物与空气有效阻隔开来，实现窒息灭火的效果。

2.3 促使可燃物乳化

实际上，乳化效果主要针对的是无法溶于水的可燃物。当细水雾通过相关设备喷洒至燃烧物表面后，高速运行的水流为燃烧物带来较大冲击，燃烧物表层在冲击下化为碎片、粉末等，碎片、粉末、水雾之间历经搅拌，液体乳化，乳化层为不可燃物体，燃烧链被阻断，而细水雾持续喷射，有效防止燃烧物复燃，灭火效果较强。

3.细水雾的级别划分

3.1 一级水雾

一级水雾，是我国当前技术所能够制作出的最小水雾，雾粒直径在0.1-100nm之间，在水雾喷射到燃烧物表面时，因细水雾粒径较小，所以，细水雾覆盖范围较大，构建出一种具有全淹没特性的灭火系统，依照灭火区域特点的不同，可代替常用的气体灭火系统。

3.2 二级水雾

二级水雾，此种级别的水雾粒径一般在0.1-200nm之间，该类灭火设备包含了全淹没灭火、局部淹没灭火等。当高压泵组工作压力大于10Pa时，细水雾喷射装置喷射出的水流多会形成二级水雾。可将其运用于A、B类火灾消防中。

3.3 三级水雾

三级水雾，该级别的水雾粒径一般在0.1-400nm之间，该类细水雾只适用于局部淹没灭火体系。利用中压灭火系统或者各类冲击式喷头即可制造出三级水雾，通常情况下，在对A级火灾展开消防时，消防人员多会选择特有的冲击式喷头，快速喷射三级水雾，效果较佳。

4.细水雾灭火技术在消防实践中的应用

4.1 移动式装置与固定式装置

当前，细水雾灭火技术的实践应用主要分为两种，作为移动装置应用、作为固定装置应用。其中，移动式灭火装置是火灾扑救中常用灭火设备，消防队的固定装备之一，应用灵活，多数时候，移动式灭火装置的应用，有效阻止了火灾蔓延，为大型消防器具提供了充足的时间。当前，固定式灭火装置主要安装在我国重要场所，如：博物馆、档案馆等，普通建筑中仍以传统消防装置为主，固定式灭火装置的应用，有效保障建筑内文献的安全，降低了火灾发生几率。笔者认为，普通建筑中也应积极引入固定式细水雾灭火装置，有效制止火灾发生并扩大，保障居民人身与财产安全。

4.2 细水雾灭火装置的构成与优势

高压单相流细水雾灭火技术，是一种新型灭火技术，自2001年引入我国之后，该消防技术成为我国消防队的必配装置，并取得了较好的消防效果。现今，我国消防队应用的细水雾灭火装置主要由以下几部分构成：多功能高压喷雾枪、水箱、高压泵、高压管、支架等。在灭火装置进行作业时，消防人员只需要将高压泵组的工作压力控制在15-20Pa之间，利用柱塞组合连续结构，即可保障设备处于连续工作状态，若无输出，则装置压力为零，有效避免突发故障，保障消防效果。

城市化进程不断加快，私家车不断增多，道路拥堵现象几乎成为城市常态，当遇见突发火灾时，因普通消防车的体积较大，很难保障消防车快速临近火灾地点，并顺利找到适当位置展开消防，在这一过程中，消耗的时间直接加重火灾。细水雾灭火装置可脱离消防车，单独布设在小型车辆上，当火灾发生时，细水雾灭火装置可迅速放置在适合灭火的各种位置，有效避免火灾危害增大。另外，细水雾灭火装置可配备至微型消防站、企业消防队伍中，并加强微型消防站和企业消防队伍的灭火联动机制，就可以在火灾初期，更好的控制火势蔓延，甚至是直接扑灭火灾，有效遏止火灾发生。

4.3 装置喷射足量水雾

在细水雾灭火装置运行时，喷嘴喷出的高压水直接呈雾化状态，在高压下，水雾运行速度非常快，与周边空气产生剧烈摩擦，水流碎裂为大量细小雾粒，雾粒气化，降低燃烧物温度；水蒸气将氧气与燃烧物隔离，使火势逐渐减小甚至熄灭；雾粒在高压下与燃烧物充分搅拌，形成乳化层，隔段燃烧链条，以此达到较高的消防效果。

以最易发生火灾的档案馆为例：档案馆内收藏有大量文献、资料、珍贵图纸等，意义重大。然而，纸质产物本身的易燃性；为保障档案长时间存放，档案馆内干燥的环境；都是导致火灾发生且难以制止的因素。并且，因档案燃点较低，刚起火时，燃烧速率慢，烧灼温度较低，不易被人察觉。传统灭火方式多是选择卤代烷作为灭火气体，然而，该种气体易破坏臭氧层，为地球带来不良影响。细水雾喷射灭火是一种新颖技术，应用该种技术灭火，水流雾化为细水雾，有效降低了水源的浪费。并且，该种灭火装置是一种自动化装置，当其感受到明火时，能够快速反应，自动喷射细水雾，将火灾扼杀在萌芽状态，效果良好，有效保障了档案安全性。

5.总结

总而言之，科学技术飞速发展，我国消防技术与设备也在不断更新换代，各种先进灭火技术与消防装备不断涌现并配备进消防队、建筑物中，有效降低火灾发生几率，降低火灾带来的危害。细水雾灭火技术是一项新型技术，与传统灭火技术相比，节能、环保、高效、便利，在消防部门承担着重要作用。文章简单叙述了细水雾灭火技术的原理，级别划分与应用，通过举例说明展现细水雾灭火技术的优势，以期该种新消防技术全面普及开来，推动我国建筑的消防能力更近一步。

[1]黎侦．高压单相流细水雾灭火技术在消防实践中的应用[J]．广西民族大学学报(自然科学版),2015,21(s1)∶217-219．

[2]吕莉．探析消防实践中高压单相流水雾灭火技术的应用[J]．科技研究,2014(11)∶152-152．

[3]杨华．高压单相流水雾灭火技术在消防实践中的应用体会[J]．四川建材,2014(3)∶319-320．