船舶细水雾喷淋系统Word文件下载.docx
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2.1.5细水雾灭火系统性能特点·
2.1.6细水雾灭火系统上网优越性及其与其它灭火系统的比较
9-10
2.2细雾灭火系统的分类·
10-11
2.2.1按介质分类·
11
2.2.2按系统工作压力分为·
2.2.3按应用方式分为·
2.2.4按动作方式分为·
2.2.5按供水方式可分为·
2.3细水雾灭火系统适用范围和应用场所
11-12
2.4水滴粒径大小与灭火能力的关系
12-13
3.0机舱细水雾灭火系统设计·
13-16
3.1.1船舶细水雾喷淋系统的重要组成及组成部分的作用与要求·
3.1.2系统的工作原理及控制方式·
17
3.1.3系统的动作流程图·
17-19
3.2PLC控制程序的编写·
19
3.2．1I/O分配表·
19-24
3.2.2电气接线图·
25
3.2.3PLC控制程序梯形图·
25-29
3.2.4程序描述（主机区域）·
29
3.2.5结束语·
29-30
摘要
船舶火灾是火灾的一种，它是船舶海难中较常见且危险性较大的一种事故，随着世界上船舶吨位的增加以及自动化程度的提高，船舶无论在运营还是修理的过程中都会发生火灾，而且火灾的危险性也随之增大了；
船舶火灾又因为补救条件比陆地上差，所以给国家及人民生命财产造成难以估计的损失，又被公认为最难补救的火灾之一；
同时，由于人们对安全生产和坏境保护的要求越来越高，对消防技术也提出了更高的要求。
越来越多的灭火系统被应用在船舶上，一条船上有多种消防方式。
从而把船舶火灾的危害降到最低和更好的保护船员的人身安全。
现阶段我国常用的灭火系统有惰性气体灭火系统、二氧化碳灭火系统、水雾灭火系统、混合气体灭火系统、气溶胶灭火装置等。
船用的一般是水雾灭火系统和二氧化碳灭火系统。
细水雾灭火技术具有无环境污染、灭火迅速高效、耗水量低、水渍损失极小、灭火效果良好等特点。
为了保障船舶的安全营运，保障船员的安全，消灭火灾隐患，SOLAS公约新Ⅱ-2／7章（消防篇）增加了机舱固定式局部水雾灭火系统，因此，对船舶而言，细水雾灭火系统日益成为现在化船舶必不可少的组成部分。
但由于我国船舶细水雾灭火系统应用研究工作起步较晚，已经装船的国产设备占的比例很少，而国外这方面的研究已趋于完善，所以开发和研制我们自己的细水雾灭火系统已成为当务之急。
关键词：
灭火系统、灭火的意义、细水雾
1．绪论
1.1细水雾灭火系统产生的背景
船舶火灾是火灾的一种，无论在运营还是在修理中，船舶都有可能发生火灾，随着船舶吨位的增大以及自动化程度的提高，火灾的危险也随之增大，由于不就条件比路上差，因此造成的损失也比较大，被公认为最难补救的火灾之一。
在1990-2005年间经常发生船舶火灾，造成了极大的损失，因此提高船舶的消防成为了必须，随着科学技术的进步，各种灭火方式的研究取得了很大的发展，但由于坏境保护等问题日益得到人们关注，一些原本好的灭火剂受到了限制，国际上也制订了一系列的法规、条约来逐步取消对坏境破坏严重的化学灭火剂。
发展新型的灭火方式和研究环保型灭火剂成为科研人员的研究热点。
如细水雾、CO2、惰性气体及泡沫灭火等技术的研究，细水雾灭火技术以其无污染、灭火迅速、耗水量低、对防护对象破坏性小等特点从各种灭火方式中脱颖而出。
1.2细水雾灭火系统发展概况
自古以来，人们就懂得用水扑灭火灾。
“水火不相容，水火相克”远古时代就人所共知，因此，说水是人类最早应用的灭火剂，随着人类社会的发展，科技的进步，火灾种类和形式发生了很大的变化，人类利用水来灭火的方法也相应的向前发展。
水灭火利用方式的发展见表1。
细水雾灭火技术在消防方面的应用始于20世纪40年代，当时主要用于特殊的场所，如运输工具等。
由于当时水喷淋灭火技术作为主要发展和研究方向，细水雾灭火技术没有得到深入研究，故一直发展比较缓慢。
随着科学技术的进步、人们防灭火观念的转变，特别是发现卤代烷灭火剂对大气臭氧层有破坏作用以及1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》签署之后，细水雾灭火技术作为哈龙主要替代技术之一得到各界的关注和青睐。
细水雾灭火技术在20世纪90年代才得到飞跃性地发展。
1996年，在美国的马萨诸塞州波士顿市美国消防协会每年5月的年会上，细水雾灭火系统技术委员会提交了细水雾灭火系统标准，并获得美国消防联合会的批准。
并于同年7月18日颁布，8月9日开始实施。
7月26日，96版NFPA750被批准为美国国家规范。
这是世界上第一本细水雾灭火系统的设计安装规范，而且是一本性能化的规范。
它的出现进一步推动了细水雾灭火技术的深入研究，也预示着细水雾应用将进入一个新阶段。
许多发达国家（主要是欧美国家）他们在经历了多年的理论性试验探索以及应用性研究后，已经相继开发出多种类型的细水雾灭火系统。
并且开始广泛应用在相关领域和场所，目前已有产品进入国内市场，有的已投入使用。
我国20世纪90年代末开始进行细水雾灭火系统的研究开发和试验工作，并列为国家“九五”科技攻关项目。
其主要是参照美国NFPA750标准并结合我国实际应用情况开展各项研发工作，至此已经相继开发出相应的细水雾灭火系统，目前已有产品问市及应用。
目前北京、浙江省及湖北省的主管部门已制定出相应的细水雾灭火系统设计、施工及验收规范，江苏省和湖南省的主管部门也正在制定出相应的设计、施工及验收规范。
相信随着细水雾产品的大量应用，很快会有国家级的细水雾灭火系统设计、施工和验收标准和规范出台。
1.3船舶机舱火灾特点
（1）机舱俗称“轮机舱”，位于船舶尾部。
船舶在航行、停泊、制造、维修及拆卸过程中，会因为各种原因使机舱发生火灾，且机舱是船舶的主要机械设备集中地，是船舶的“心脏“，具有封闭空间大，结构复杂可燃物多，燃油储备量大，热传导性强等特性，火灾发生率也偏高。
综合船舶机舱火灾的特点主要有以下几个方面：
（2）、火灾隐蔽，不易发现
机舱位于船舶最底层艉部，一般情况下大部分面积均在水线以下，由于受串行设计的局限，大型船舶的机舱除风机外普遍没有直通外部的通风口，工人工作后遗留下的火种引起的火灾，在初期不易被机舱外的人员发现，从而延误灭火时机，使之引起临近（油、客）舱和船员起居、工作处所燃烧。
（3）、机舱结构复杂，火灾补救难度大
由于受船体的局限，机舱内部结构复杂，进入机舱的楼梯转弯多而陡，油污沾满铁板地上滑，各种设备分散散挤，管道纵横交叉，起火后，烟雾聚集，温度上升快，整个机舱迅速弥漫着大量烟雾难以向外扩散，使人被烟熏的睁不开眼，迅速迷失方向，加上机舱温度高，辐射热强，能见度低，如果长时间燃烧，整个机舱就可能呈现“火炉”状态。
使消防战斗员难以深入内部侦查火情、求人（4）、易爆物品较多，极易发生爆炸
机舱内有很多油柜和储气钢瓶、高压容器等易爆物品，这些物体经常经过高温或灼伤后容易发生物理性膨胀而爆炸，从而导致火势扩大，造成船毁人亡的严重后果，因此船舶消防的重要性不言而喻。
2.1细水雾灭火系统介绍
2.1.1细水雾的定义
“细水雾”（watermist）是相对水喷雾’'
（waterspray）的概念。
所谓的细水雾，
是使用特殊喷嘴，通过高压喷水产生的水微粒。
在NFPA750（NationalFire
ProtectionAssociation）中，细水雾的定义是：
在最小设计工作压力下，距喷嘴lm处的平面上，测得水雾最粗部分的水微粒直径Dv0．99不大于1000~m。
按水雾中水微粒的大小，细水雾分为3级。
第1级细水雾为Dv0．1=1001xm和Dv0．9=2001xm连线的左侧部分，这些代表最细的水雾；
第2级细水雾，是第1级细水雾的界限与DvO．1=2001xm同DvO．9=400~m连线之间的部分。
【l】这种细
水雾可由高压喷嘴、双流喷嘴或许多冲撞式喷嘴产生。
由于有较大的水微粒存在，相对于第1级细水雾，第2级细水雾更容易产生较大的流量；
第3级细水雾为Dv0．9大于4001xm，或者第2级细水雾分界线右侧至DvO．99=10001xm之间的部分。
这种细水雾主要由中压、小孔喷淋头、各种冲击式喷嘴等产生。
研究表明，扑灭B类火灾水雾颗粒小于400wm是必需的，而较大的颗粒对于A类火灾是有效的，这是由于燃料被浸湿。
正因为如此，细水雾的定义包括了Dv0．99为l0001xm。
在NFPA750中定义的细水雾，既包含了NFPA15中定义的一部分水喷雾系统（WaterSpray），又包含了在高压状态下普通喷淋系统（Sprinklers）产生的水雾。
一般情况下，细水雾是指Dv0．9小于400lxm的水雾。
2.1.2 细水雾分类
按照喷射水雾中水微粒的大小分布，细水雾可分为3类，见图1。
I类细水雾：
累积百分容积分布曲线全部位于连接DV0.1=100μm和DV0.9=200μm连线的左边，这代表了最精细的水雾。
目前大多数生产厂商生产的是1类细水雾喷头。
II类细水雾：
是累积百分容积分布曲线的一部分，位于I类喷雾界限以外，但全部在连接DV0.1=200μm和DV0.9=400μm连线的左边。
这类细水雾可以通过压力喷射喷头，双相流喷头及许多冲击式喷头产生，由于有较大水滴出现，相对于I类细水雾，II类细水雾更容易产生较大的流量。
III类细水雾：
DV0.9大于400μm，或者曲线任何部分超过II类分界线的右边（但DV0.9<
1000μm），这种细水雾主要由中压，小孔口喷头，各种冲击式喷头产生的，并且它们可以得到较大流量。
这类细水雾适于A类易燃物，在某些特定环境下，也可用来控制或扑灭B类火灾。
2.1.3细水雾的成雾原理
（1）通过高压泵及压力水柜使水以较大的压力到达喷嘴，由于喷嘴有多个小细孔口，因此使水以较小的颗粒并且以较大的速度从喷嘴中喷出，液体以相对于周围的空气很高的速度释放出来，由于液体与空气存在速度差，没被撕成细水雾，从而形成大范围的细水雾。
（2）液体射流被冲击到一个固定的表面，液体在表面的冲击，将液体射流打散成细水雾。
（3）两股成分类似的液体射流相互碰撞，将液体射流打散成细水雾。
（4）液体震动或电子粉碎成细水雾（超声波和静电雾化器）.
（5）液体在压力容器中被加热到高于非典，突然被释放到大气压力状态（突发液体喷雾器）。
2．1.4细水雾灭火机理
细水雾灭火系统对保护对象可实施灭火、抑制火、控制火、控温和降尘的多种方式的保护，其灭火机理可归纳如下：
冷却：
粒径越小，相对表面积越大，受热后更易于汽化，在汽化的过程中，从燃烧物表面或火灾区域吸收大量的热量，从而使燃烧物表面温度迅速降低，当温度降至燃烧临界值以下时，热分解中断，燃烧随即终止。
窒息：
细水雾喷入火场后，迅速蒸发形成蒸气，体积急剧膨胀，最大限度地排除火场空气，使燃烧物周围的氧含量迅速降低。
当燃烧物周围的氧气浓度降低到一定程度时，燃烧即会因缺氧而受到抑制或中断。
阻隔热辐射：
细水雾喷入火场后，蒸发形成的蒸气迅速将燃烧物、火焰和烟羽笼罩，对火焰的辐射热具有极佳的阻隔能力，能够有效抑制辐射热引燃周围其它物品，达到防止火焰蔓延的效果。
浸润作用：
颗粒大冲量大的雾滴会冲击到燃烧物表面，从而使燃烧物得到浸湿，阻止固体挥发可燃气体的进一步产生，到达灭火和防止火灾蔓延的目的。
另外还有对液体的乳化和稀释作用，在灭火的过程中，往往会有几种作用同时发生，从而有效灭火。
2.1.5细水雾灭火系统性能特点
（1）用水量大大降低。
（2）降低了火灾损失和水渍损失。
由于细水雾的阻隔热辐射作用，有效控制火灾蔓延。
（3）电气绝缘性能更好，可以有效补救带电设备火灾。
（5）能够有效补救低闪点的液体火灾。
（6）细水雾对人体无害，对坏境无影响，适用于有人的场所。
（7）可以有效降低火灾中的烟气含量及毒性。
目前，细水雾灭火技术因其种种突出优点已引起了广泛的关注和重视，并在国际上被公认为哈龙灭火技术的理想代替品。
在国际上，船舶是最早采用该技术的行业，在反复的实验室试验和现场应用试验过程中，细水雾灭火技术体现了很大的优越性，下表综合比较了细水雾灭火技术与传统的灭火技术的优劣。
类别
性能
卤代烷
CO2
水喷淋
泡沫
气液
两相
单相流低压细水雾
单相流高压细水雾
灭火机理
窒息
冷却
主要是窒息
冷却、窒息
灭火类型
A、B、C
A、B
B
灭火效率
最高
高
低
较高
冷却效率
较低
持续灭火时间
短
较长
长
扑灭障碍物火灾效果
极好
好
差
较好
毒性
有
无
较少
坏境友善
较差
安全性
灭火后排放
需要
基本需要
不需要
使用维修
不方便
方便
从上表中可以明显看出细水雾灭火系统具有多方面的优越性：
（1）灭火机理先进，灭火范围广，灭火效果更佳。
火的产生必须具备三个要素：
燃烧物、氧气、热能。
传统的灭火方式要么靠绝氧灭火（如哈龙、CO2等），要么靠冷却灭火（如水喷淋），而细水雾依靠绝氧和冷却两方面达到灭火的目的，消除了三个要素中的两个，因此其灭火机理更先进，灭火效果更强；
同时细水雾突破了“水不能灭油火”的瓶颈，可以广泛应用于A、B、C等各类火灾，大大提高了系统的应用范围。
（2）冷却效率高，屏蔽热辐射。
水雾能够在短时间内迅速灭火且能很好的屏蔽热辐射，避免热空气对人体的灼烧，并使消防人员尽可能接近燃烧区。
（3）水资源较为普遍。
系统甚至可以用海水作为介质，从灭火介质的角度考虑，可以极大延长系统持续灭火时间，提高系统抵抗大火的能力。
知效果很好。
（4）扑灭障碍物火灾和火焰系统对于细水雾不能达到的封闭区域火灾也能充分利用火焰的能量，气化雾滴，以对火焰产生窒息作用，达到灭火效果，同时雾滴的气化吸收火焰的大量热量，使传递到火焰区域以外的热量更少，控制了火焰的进一步蔓延。
（5）能吸收烟雾和毒气，灭火更安全。
油类、橡胶等很多物品燃烧时都会产生大量的浓烟和毒气，浓烟和毒气对人体危害甚至比火灾本身大。
采用细水雾灭火时，大量浓烟或毒气与水雾混在一起，被水滴溶解、吸收。
因此细水雾对浓烟和毒气有洗涤作用，可净化火灾现场：
灭火时还可以争取宝贵的人员疏散时间，保护人员的安全疏散，甚至某些火灾现场都不用疏散人群。
（6）适用于通风地带灭火。
化学气体类的灭火系统只有达到一定的气体浓度后才能灭火，要求灭火环境密封。
因此对通风条件好的着火区域，其灭火效果不佳。
而水雾灭火受通风条件的限制不大。
（7）对设备无破坏，对坏境无污染。
细水雾灭火由于灭火介质为水，实际应用时的耗水量很少，避免了大量的排水对设备的损坏和对坏境的二次污染。
而传统灭火方式不仅污染坏境，而且往往造成火被扑灭后，设备也随之报废：
尤其对电气设备，由于水雾的水有良好的电绝缘性能，最大限度消除了水介质对电气设备的损害。
2.2细水雾灭火系统的分类
2.2.1按介质分类
单向流系统：
是指采用单管供水至每个喷头的细水雾灭火系统
双向流系统：
是指水和雾化介质分开来供给并在细水雾喷头上混合的细水雾灭火系统。
2.2.2按系统工作压力分为
低压系统：
系统管网压力大于火等于1.21MPA的细水雾灭火系统。
中压系统：
系统管网压力大于1.21MPA，小于或等于3.45MPA的细水雾灭火系统。
高压系统：
系统管网压力大于3.45MPA的细水雾灭火系统。
2.2.3按应用方式分为
局部应用系统：
系统被设计和安装成向对象直接喷射细水雾的应用方式。
全空间应用系统：
系统被设计和安装成用来保护整个封闭空间里的所有危险的应用方式。
分区应用系统：
系统被设计和安装成用来保护整个封闭空间里的某个预定部分的危险的应用方式。
2．2.4按动作方式分为
开始系用（雨淋系统）和闭式系统（即湿式系统、干式系统和与作用系统）。
2.2.5按供水方式可分为
泵组式系统：
采用泵组进行供水的细水雾灭火系统。
容器式系统：
采用储水容器、储气容器进行加压供水的细水雾灭火方式。
2.2.6按保护区多少分为
组合分配系统：
用一套灭火系统保护两个或两个以上保护区或保护对象的细水雾灭火系统。
单元独立系统：
用一套灭火系统保护一个保护区或保护对象的细水雾灭火系统。
细水雾适用于A、B、C类及带电设备火灾。
可用于保护经常有人场所。
细水雾灭火系统可用于扑救下列物质的火灾：
室内可燃液体火灾；
室内固体火灾；
室内油浸变压器火灾；
计算机房、交换机房等火灾；
图书馆、档案馆火灾；
配电室、电缆夹层、电缆隧道、柴油发电机房、燃气轮机、锅炉房、直燃机房等；
船舶A类机器处所：
如机舱中的柴油发动机、柴油发电机、燃油锅炉、焚烧炉、燃油装置等；
其它适于细水雾灭火系统的火灾。
细水雾系统不得直接用于和水产生剧烈化学反应或产生一定有害物的物质上，如锂、钠、钾、镁、钛、锆、铀等金属或其化合物。
细水雾系统不能直接应用于有低温液化气体的场合（如液化天然气）。
细水雾的灭火功能比较复杂，它与可燃物的类型、可燃物的数量以及燃烧速度和细水雾的粒径等有关。
水滴粒径大小和细水雾的灭火能力之间的关系是相当复杂的，一般地说，I类和II类细水雾用于扑灭液体油池内的火灾效果较好，而且不会搅动油池内的液面。
通常情况下，很难用I类细水雾灭A类易燃物，因为I类细水雾不能穿透碳化层而浸湿燃烧物质。
但是，如果喷雾速度很高，在表面燃烧，或者封闭体有较大程度的氧气减少的情况下，A类火却能用I类细水雾灭掉。
这个现象说明，仅仅水滴大小分布不能确定细水雾灭掉一个给定的火灾的能力。
火灾能否被扑灭，取决于诸如燃料特性、封闭空间效应、水雾强度和水雾速度（动量）等多种因素。
对于一个给定的保护对象来说，细水雾雾滴的尺寸不是判定水雾能力和适用性的唯一依据，它还与火焰有关系的喷雾方向、水雾强度和喷射速度有关。
水滴粒径大小与灭火能力的关系
对于一个给定的保护对象来说，细水雾雾滴的尺寸不是判定水雾能力和适用性的唯一依据，它还与火焰有关系的，喷雾方向、水雾强度和喷射速度有关。
3.0机舱细水雾灭火系统设计
3.1.1船舶细水雾喷淋系统的重要组成及组成部分的作用与要求
①本地控制箱部分：
本地控制箱主要由PLC控制器、各种启动按钮、指示灯、蜂鸣器组成，如下图所示为控制箱的表面图
本地控制箱需要安装在不容易出现火灾及干净的地方，如集控室、消防站、驾驶室等较安全场所，以防控制箱出现故障而不能实现对水雾喷淋系统的控制。
还有确保每个接到控制箱的外部线都是好的。
②本地控制按
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