浅谈高压细水雾灭火系统涂装线的应用

祁福军 蔡欣

（1. 中信戴卡股份有限公司 秦皇岛 066002；2.秦皇岛玻璃工业研究设计院有限公司 秦皇岛 066001）

0 引言

涂装是指对金属和非金属设备表面覆盖保护层或装饰层的一种生产工艺。随着现代工业技术的不断发展，涂装生产工艺已由手工向工业自动化方向发展，而且随着社会发展自动化的程度越来越高，涂装线的应用也越来越广泛，并深入国民经济的各个领域。涂装工艺是汽车轮毂生产过程中重要的一道生产工序，直接决定轮毂产品外观表现，而产品外观直接影响到产品在市场中的战略地位。轮毂涂装线由于生产工艺布局复杂，电气设备较多，同时为了满足轮毂生产需要，现场存储和使用大量油漆、烃类溶剂等可燃挥发性涂料以及环氧树脂类各种粉末涂料，液体溶剂多为甲、乙类可燃液体，固态粉末易燃易爆粉尘，火灾危险性高，而且涂装线内有价值昂贵精密电气设备，经常有人在此操作，这些部位一旦失火，火灾瞬间蔓延开来，火灾控制难度大，造成严重损失。涂装线是工厂的重点防火车间。

1 灭火系统对比

在高压细水雾系统应用之前，部分轮毂涂装线采用二氧化碳气体灭火系统或自动喷淋灭火系统（雨淋系统）保护。这两种保护方式对于涂装线来说都存在一些缺陷，而高压细水雾灭火系统具有安全环保、用水量少、灭火性强、电气绝缘、安装维护方便等特点。

1.1 二氧化碳气体灭火系统

二氧化碳灭火主要在于窒息和冷却。一方面，在灭火过程中二氧化碳分布于燃烧物周围，稀释空气中的氧含量，使燃烧时热的产生率减小，燃烧率减少到低于热散失率时，燃烧就会停止。另一方面二氧化碳释放时又因焓降的关系，温度急剧下降，形成细微的固体干冰粒子，干冰吸收其周围的热量而升华，即产生冷却燃烧物的作用。

二氧化碳对于涂装线灭火存在以下缺陷：①二氧化碳气体灭火利用窒息原理，而实际轮毂涂装线生产过程中经常有人操作，有一定的安全隐患；②二氧化碳自储存瓶高压释放至轮毂涂装线防护区，由于轮毂喷粉工艺使用粉末涂料，容易引起二次扬尘，在发生火灾的时极易容易引发二次爆炸；③轮毂涂装线两端开口很大，轮毂工件喷涂时需不断进入、输出，火灾时自动关闭有一定困难；喷漆室底部为镂空的格栅，与下部风道、水道相通；无法达到二氧化碳灭火系统对防护区密闭的要求，气体灭火剂很容易从这些部位逃逸，维持灭火浓度有困难。

1.2 雨淋系统

雨淋系统的工作原理是指在火灾发生时由火灾报警系统或传动管控制开启雨淋控制阀和水泵，向系统管网供水，通过喷头喷水。雨淋系统主要适用需要大面积喷水且需快速扑灭火灾的特别危险的场所。对于轮毂涂装线而言，火灾危险性大，要求喷水强度大才能达到灭火效果，采用雨淋系统喷水灭火时，能够达到理想灭火要求，但同时也带来了一定水灾，尤其是对涂装线各种昂贵的电气设备影响巨大，涂装线调漆间和油漆存放间存放大量可燃液体，采用雨淋系统容易导致可燃液体肆意流淌，也不利于火灾控制。

1.3 高压细水雾灭火系统

高压细水雾系统的灭火机理：冷却降温作用、窒息和阻隔辐射热作用等。

①冷却降温。自高压细水雾喷头喷出雾滴直径很小，雾粒直径10～100 mm，细水雾在燃烧物表面或火灾区域汽化，汽化时需吸收大量热量，从而对燃烧物表面或火灾区域冷却降温。

②窒息和阻隔热辐射。细水雾喷入火场后，液态水蒸发汽化需吸收大量热量，水由液态变化为气态，体积急剧膨胀，从而在燃烧物表面区域形成隔绝层，有效的抑制空气中的氧气进入，降低燃烧物周围含量氧，窒息灭火。水蒸气在隔绝氧气进入的同时，对火焰具有极佳的阻隔能力，能够有效抑制辐射热，减小火焰蔓延。

高压细水雾灭火系统在涂装线的优势主要体现在：水为灭火剂，具有冷却降温、窒息等双重灭火机理，在火灾高温条件下不会分解和产生有害物质，对人员和环境不会造成影响，有利于火灾现场人员的逃生；高压细水雾可持续快速冷却和迅速绝氧，冷却速度比一般雨淋系统快，从而高效防止火灾的再次发生；细水雾对热辐射具有很好的屏蔽作用，同时能洗消烟雾；高压细水雾雾滴直径小，喷放后雾滴是不连续的，悬浮在空中，需要长时间才能凝结，?难在电气设备表面形成导电的连续水流，具有优良的电绝缘性，在扑灭火灾同时也避免涂装车间昂贵的电气设备二次受损。另外，高压细水雾具有可靠性高，在涂装车架配置灵活节省空间，安装维护方便等优点。

高压细水雾系统有效综合了二氧化碳气体灭火和雨淋系统灭火优点的同时，同事也有效避免了两者的缺点，是轮毂喷涂线自动灭火的完美解决方案。

2 高压细水雾灭火系统的应用

2.1 高压细水雾系统组成

高压细水雾系统由加压供水设备、系统管网、阀组控制系统，细水雾喷头和火灾自动报警及联动控制系统等组成。供水装置在涂装线采用泵组供水装置，包括储水箱、水泵、水泵控制柜和安全阀。喷头根据系统要求可选择开式喷头或闭式喷头，是将水激化成微细水雾颗粒的最关键部件之一。阀组控制系统是细水雾灭火系统的重要构成，是执行火灾自动报警系统控制器启/停指令的重要部件，包括雨淋阀和分配阀。中低压水雾灭火系统（工作压力≤1.21 MPa为低压系统，1.21～3.45 MPa为中压系统）控制阀可采用雨淋阀，高压水雾灭火系统（工作压力≥3.45 MPa为高压系统）控制阀采用分配阀。开式系统应按防护区设置分区控制阀。过滤装置是细水雾灭火系统中重要的组成部分，管道过滤器应具有防锈功能，在储水箱进水口处以及出水口处或控制阀前应设置过滤装置。高压细水雾灭火系统管道采用奥氏体不锈钢管道或其他耐腐蚀和耐压性能相当的金属管道，管道应符合GB/T 14976—2012《流体输送用不锈钢无缝钢管》和GB/T 12771—2012《流体输送用不锈钢焊接钢管》的要求。系统工作压力大于3.5 MPa时，应采用GB/T 20878—2007《不锈钢和耐热钢-牌号及化学成分》中022Cr17Ni12Mo2的奥氏体不锈钢无缝钢管，系统管道连接管件的材质应与管道相同，管道采用氩弧焊焊接、专用接头或法兰连接。

喷头布置时首先应根据喷雾强度，考虑轮毂涂装线各个工段的结构结合尺寸进行计算，依据现场情况配合框架间距合理布置。供水水质应符合现行GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》的有关规定。

2.2 高压细水雾系统控制方式

高压细水雾系统一般在轮毂涂装线多采用开式全淹没系统，局部地下风道口可加装闭式喷头保护。对于开式细水雾系统，在自动控制方式下发生火灾时，报警控制器收到防护区内两个独立的火灾报警信号，系统自动启动控制阀组和消防水泵，向系统管网供水，开式水雾喷头喷出细水雾，实施灭火。系统响应时间不大于30 s，持续喷雾时间30 min。

高压细水雾灭火系统控制方式，系统采用自动/手动/机械应急的控制方式，由区域控制阀控制各分区。系统设计时，根据被保护对象的物理分隔及功能不同，将其分成若干防护区。这样既保证火灾时仅着火的区域喷雾，又能有效降低系统泵组的大小，从而节省投资。报警控制系统故障时，还可通过现场手动按钮启动系统，或者通过控制阀上的机械应急开关启动，做到万无一失。

火灾探测报警系统，应提供两路独立的火灾信号，设置消防警铃、声光报警器和喷雾指示灯，联动开启对应区域控制阀，并接受压力开关的反馈信号，设就地手动、远程手动控制按钮；在消防控制中心设置远程手动控制泵组启动、停止，接受泵组运行、故障信号。火警确认后，应联动关闭响应区域的通风空调系统。灭火完毕后，应立即对事故区域进行通风。

3 结语

高压细水雾系统是轮毂涂装线自动消防灭火系统的理想解决方案。同时，该系统在发动机试验室、IT机房、档案馆、地铁等场所应用效果也很突出，极具推广价值。