地下综合管廊高压细水雾应用
上海某综合管廊高压细水雾自动灭火系统设计
上海某综合管廊高压细水雾自动灭火系统设计摘要：上海某综合管廊综合舱采用高压细水雾自动灭火系统，本文就高压细水雾自动灭火系统的概念及组成、系统设计参数、设备选型、系统供水及水质要求、工作原理及控制方式进行介绍，并给出了标准断面布置。
关键词：综合管廊；高压细水雾；自动灭火；设计综合管廊因其节约城市用地、入廊管线便于维修管理等优点越来越广泛应用于城市市政建设中。
近年大规模、高速的综合管廊建设发展，也存在许多安全隐患。
电力管廊内电力线路短路、电火花、接触不良、过载、散热不及时、老鼠咬坏绝缘层造成短路、外部火源等极易造成火灾。
管廊内部管线层叠布置、火灾荷载大，火灾初期闷烧时间长，一但成灾迅速蔓延；且具有遮挡性，易复燃。
在扑救过程中，由于空间封闭，火灾产生大量有毒烟气和热量不易散出，故扑救困难。
一但造成火灾，损失惨重，社会影响恶劣。
一、高压细水雾原理及组成高压细水雾灭火设备采用水作为灭火介质，采用特殊的喷头在特定的工作压力下（不小于10MPa）将水流分解成细小水滴进行灭火的一种固定式灭火设备，具有高效、经济、使用范围广等特点，已成为替代气体灭火系统的重要技术，广泛应用于：图书资料库、文物古建筑、珍贵文物库房、公共展览馆、高档宾馆客房、烟草仓库、电子信息机房、防火玻璃冷却、地铁站厅、医院候诊楼等人员密集场所。
高压细水雾灭火系统由高压细水雾泵组（含高压主泵、高压备泵、稳压泵、进水电磁阀、进水过滤器、泵组控制柜、调节水箱等），补水增压装置，供水管网，区域控制阀组，高压细水雾喷头（包括开式、闭式喷头及微型喷嘴）以及火灾报警联动系统等组成。
且应通过国家固定灭火系统和耐火构建质量监督检验中心的监测报告、3C认证以及FM认证。
图1细水雾原理图二、工程概况本设计项目为上海临港，道路下新建综合管廊的高压细水雾消防系统。
道路为环状道路，主管廊全长为1925米。
管廊北侧起点为地铁终点站地下空间外墙壁，南侧起点与二期管廊衔接。
综合管廊位于道路机动车道下方，管廊为综合舱、燃气舱双舱布置，综合舱内净尺寸为3.2×3.5（m），燃气舱内净尺寸为1.6×3.5（m），中隔墙厚度300mm。
细水雾粒径对地下综合管廊电缆舱灭火效果的影响研究
已有研究较多集中在论证细水雾灭火系统应用于城 市地下管廊电缆舱中的可行性和有效性，对于细水雾雾性 参数对灭火有效性影响的研究较少。笔者采用理论分析、 全尺寸实验和模拟实验的方法，研究细水雾粒径对灭火效 果的影响规律探讨不同粒径范围的灭火主导机理，为工程 实践提供一定的参考依据。 1实验装置与实验方案设计 1.1实验台设计
作者简介：杜友威(1984—)，男，青岛黄海学院智能制
造学院船舶工程系主任，讲师，主要从事船用细水雾喷头
的设计与研究，山东省青岛市西海岸新区灵海路1145号， 266427o
收稿日期:2019-01-28
发生火灾，易造成结构损毁，还可能导致电力中断并带来 更大的损失。
细水雾因其雾滴粒径小，具有水基灭火剂和气体灭火 剂的双重特性，能够用于电气火灾扑救，目前被认为是应 用于城市地下综合管廊电缆舱内的主流灭火系统。程洁 群等通过分析地下综合管廊的火灾危险性，对比了喷淋系
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Abstract: Direct—swirl premixed water mist nozzle was designed for the problem of small atomization angle of direct nozzle and poor penetration of mechanical swirl nozzle. A nozzle flow field model was established and comparative simulation analysis was carried out, the influence of nozzle diameter and nozzle distanee on atomi zation performanee was obtained.The results showed that when di rect nozzle diameter is 1.5 mm with nozzle distance of 1.0 mm, tan gential speed and axial velocity of the total nozzle will be ideal and it has good atomization effect. Through the oil—fire extinguishing test, designed nozzle has better suppression effect on fire field tem perature than ordinary nozzle, and extinguishing time is shortened by 20%. Key words : direct—swirl premix nozzle； nozzle design； oil fire； ex perimental research
高压细水雾灭火系统电力管廊灭火方面的应用
高压细水雾灭火系统电力管廊灭火方面的应用摘要：本文简要分析了电力管廊防火现状和引起火灾主要原因（电缆破损、接触不良、线路超载），并且提出了高压细水雾灭火系统的应用、喷头的选型、泵组的选型、系统要求。
尝试在火灾发生初期能给予高效灭火，以此减少火灾带来的经济损失，给予人们安全全面的消防设计，增强电力管廊的火灾防御与救护综合效能。
关键词：喷头；泵组；灭火装置引言：现阶段，高压细水雾灭火系统在全球范围内，以国际认可为基础，在多处实验基地完成了灭火实验，实验次数高达7000次。
高压细水雾灭火系统的灭火性能良好，获得了诸多国家的认可，灭火效率远超其他消防措施。
高压细水雾灭火系统的系统设计，具有持续排放能力，并且用水量少，有效控制火势蔓延。
一、电力管廊防火现状近年来，由电气引起的火灾增多，这其中电力电缆所造成的火灾占有一定的比例。
电缆火灾事故的发生，其危害是烧损电缆和设备，导致直接停电，修复时间较长，延误产生，对企业生产的生产进度、效率和经济效益产生严重影响。
1、电力电缆火灾事故的原因分析1.1电缆破损电力管廊发生火灾事故的可能性有多种，其中电缆破损是较为常见的因素。
如电缆老化，起火导致电缆连接部位绝缘体损坏，则很可能发生短路放电，从而导致电缆局部部位温度迅速升高，引发火灾。
1.2接触不良如若接头位置的两根电缆以不良状态相连接，极易造成接头位置发生接触不良事件，提升电阻数值，引起电缆接头位置温度过高而发生高危事件，比如爆炸、燃烧等。
1.3电缆短路引起的火灾电力管廊中电缆是由不同的芯线组成的，各芯线存在电位差，若芯线绝缘体出现破裂、损坏就会产生放电，破裂处温度升高将产生火灾。
1.4线路超载当外部因素引发输电线路超载时，基于电缆内部经过电流的实际强度，明显高于其承受范围内的电流强度，此时极易引起电缆温度在短时间内迅速升高，致使其处于失控状态，当温度达到临界值时，发生电缆火灾事件。
现阶段，国内大多数电力管廊采取消防措施为干粉式灭火器，鉴于电缆自身属于易燃物质，火灾初期如若存在发现不及时，极易引发火灾迅速蔓延，造成人员施救困难，手持式灭火器难以发挥作用。
综合管廊消防灭火系统的应用与超细干粉灭火系统的设计【论文】
综合管廊消防灭火系统的应用与超细干粉灭火系统的设计山东环绿康科技秦玉旺李素莲夏飞摘要：本文分析了综合管廊中的电缆起火的主要原因，介绍了扑救综合管廊电缆火灾的主要灭火系统，论述了HLK超细干粉自动灭火系统应用于综合管廊消防系统设计原理和方法。
关键词：综合管廊、消防、超细干粉灭火系统1 概述随着现代化城市建设的要求，将电力、通讯、燃气、供热、给排水线管安装入综合管廊，已成为发展的趋势。
综合管廊的电缆舱室内由于电缆密集布置，同时还设置有变压器、互感器等电力设施，容易发生火灾。
因此GB50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》中规定，干线、支线【1】容纳电力电缆的舱室，应设置自动灭火系统；其他容纳电力电缆的舱室宜设置自动灭火系统。
本文拟对容纳电力电缆的管廊起火的主要原因做简要的分析，对电缆管廊几种主要灭火系统进行简要介绍，并就HLK超细干粉自动灭火系统应用于管廊消防系统的优势及设计原理和方法作简要论述，以供管廊消防系统的设计、应用参考。
2 电力电缆管廊发生火灾的主要原因及特点2.1 电力电缆起火的几种主要原因导线电缆由导体、绝缘层和保护层组成，电缆在常规工作条件下是安全运行的。
但当其在过载、短路、局部过热等故障状态及外热作用下就会引起绝缘材料绝缘电阻下降、失去绝缘能力、进而燃烧，引发火灾事故。
a）外热作用下的起火在外热作用下，绝缘材料聚氯乙烯在240℃时开始出现明显的化学分解，470℃时就会完全炭化并燃烧，火灾温度一般在800～1000℃。
在火灾现场，火场高温作用于导线电缆，其绝缘层会在极短的时间内发生脆化、炭化，直至燃烧，失去绝缘能力，造成短路，引发次生的电气火灾事故的发生。
b）过载情况下的起火当增加用电设备或线路截面设计过小时，在运行中就会出现过热使绝缘击穿，发生短路引发火灾。
聚氯乙烯绝缘电缆在过载33%就会达到允许工作温度，过载再大就会使其发热加剧从而引发火灾事故。
电缆超负荷运行极易使电缆接头过热击穿，放炮起火。
地下综合管廊高压细水雾应用
入中国并投入商用， 十余年来，促进了 细水雾技术在中国 的发展与应用
什么是高压细水雾？
高压细水雾两项指标：雾滴粒径、工作压力
同泰火安——“超细水雾”
雾滴粒径：Dv0.99<100μm ，Dv0.5<65μm 工作压力：10MPa
检验报告
国家固定灭火系统与耐火 构件质量监督检验中心出 具的检验报告
同泰
检验高压细水雾扑灭电缆隧道火灾的有效性； 探索有效扑灭电缆隧道火灾的喷雾强度范围； 确定高压细水雾布置间距对灭火的影响； 检验通风对高压细水雾灭火的影响； 确定更适合电缆隧道保护的高压细水雾应用 方式（局部应用与全淹没应用）； 6. 探索高压细水雾作为区域防火分隔的有效性。 1. 2. 3. 4. 5.
雾滴粒径：Dv0.99<400μm，
Dv0.5<200μm 工作压力：＞3.5MPa 雾滴体积直径： Dv0.99<1000μm 中国标准
国际标准
工作压力：＞3.5MPa
为什么需要小粒径？
粒径优势：
★ 吸热效率高：
• 约为喷淋的三百万 倍！！
★ 用水量小：
• 约为自动喷淋的5%— 10%
★ 水渍小
4
钢瓶间占用空间大，土建 费用
高
气体灭火剂价格高昂，一旦误 喷，重新花钱装备
3
气瓶每12年执行强制报废
后期维护管理费用高
超细干粉灭火装置
超细干粉
灭火效果：系统仅能动作一次，无法 解决复燃问题 安全环保：储压式，安全隐患大，干 粉有污染； 灭火损失：灭火后干粉受水，形成凝 胶状，很难处理，灭火损失大； 维护保养：干粉容易受潮结块，5年必 须更换，更换的费用大于首次投资
• 大部分雾滴在空中汽化，只 有少量雾滴降落到地面
综合管廊自动灭火系统的选择研究
综合管廊自动灭火系统的选择研究地下管廊是一种在都市路面下修建的多功能地道，它可以承载水、通讯、供电等各种管道，不仅可以有效地解决路面挖反复掘问题，而且还可以节约城市地下空间，使都市发展更加高效、简洁、可持续。
作为地下建筑，地下管廊的消防灭火系统是所有系统中较为重要的一部分，主要涉及空气灭火器、气溶胶灭火器、高中倍数泡泡灭火器、高压细水雾灭火器以及超细干粉灭火器等，这些消防技术的应用可以有效地减少火灾的发生，并且可以有效预防火灾造成的损失。
本文旨在深入探讨综合管廊内线路复杂多样、相互影响以及可能引发的火灾问题，并从多方面分析综合管廊火灾事故发生的原因，通过研究为改善管廊安全提供参考。
关键词：地下综合管廊、灭火系统、高压细水雾、气体灭火。
An examination of the selection of an automated fire extinguishing system for a combined pipe gallery.Abstract: As a common tunnel for municipal pipelines built under urban roads, the comprehensive pipe gallery can accommodate water, communication, power and other pipelines, which is convenient for management and maintenance. It not only solves the problem of repeated excavation of roads in the process of urban development, but also is conducive to the intensive use of urban underground space. However, as an underground building, once there is a fire, it is difficult to put out the fire, and the consequences are difficult to predict.In China, there are various fire extinguishing systems for integrated pipe galleries, such as gas fire extinguishing, aerosol fire extinguishing, high and medium expansion foam fire extinguishing, high-pressure water mist fire extinguishing, and superfine dry powder fire extinguishing, among others. Therefore, this paper analyzes the causes of fire accidents in the comprehensive pipe gallery in view of the complexityand persity of pipelines in the comprehensive pipe gallery, their mutual influence, and the possible fire problems.The key words: a comprehensive underground pipe gallery, a fire extinguishing system, a high-pressure water mist, and gas fire extinguishing..引言综合管廊是一种建于都市地底的管路体系，它可以承载供电、通讯、煤气、给排水管等多种都市工程管线，为城市的建设和发展提供了重要的支撑。
高压细水雾灭火系统在城市综合管廊中的有效性研究
高压细水雾灭火系统在城市综合管廊中的有效性研究发布时间：2021-11-15T03:26:12.548Z 来源：《科学与技术》2021年8月23期作者：田苗[导读] 文章介绍了城市综合管廊火灾特点，对比了不同灭火系统在城市综合管廊中的灭火性能田苗浦东新区消防救援支队川沙大队专业技术一级指挥员上海摘要：文章介绍了城市综合管廊火灾特点，对比了不同灭火系统在城市综合管廊中的灭火性能，着重通过实体城市综合管廊电力舱电缆火灾灭火试验，测试高压细水雾在管廊店里舱的灭火有效性，得出高压细水雾灭火系统是最为有效的灭火手段。
关键词城市综合管廊；高压细水雾灭火系统；试验；有效性1概述1.1城市综合管廊的概念所谓综合管廊，就是“地下城市管道公共综合走廊"'即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等各种管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和统一管理运营。
综合管廊是目前世界发达城市普遍采用的城市市政基础设施，是一种集约度高、科学性强的城市综合管线公共基础设施。
管廊内专业管线间布局与安全距离均依据国家相关规范要求，并沿管廊走向，结合防火、防爆、管线使用、维护保养等方面的要求，设置分隔区段，并制定相关的营运管理标准、安全监测规章制度和抢修、抢险应急方案，为“管廊“安全使用提供了技术管理保障。
1.2城市综合管廊的火灾特点1.2.1火灾因素综合管廊属于构筑物，含有燃气、电力、通信、热力、污水等管线的火灾种类，根据各类管线的火灾危险性，综合管廊内的消防重点应关注天然气管道舱室和设置有电力电缆的舱室。
可能造成火灾的因素有：1.管道安装时需要焊接，容易造成热力管道保温层的燃烧以及通信电缆、电力电缆的燃烧；2管道安装时需要刷防锈漆及各种面漆，这时也容易引起火；3.由于综合管廊电缆数量多、敷设密集、动力电缆在运行状态下处于发热状态等特点，且电缆沟内电缆的特殊结构和相对集中，当一条电缆发生故障后，会造成周围其他电缆产生重大火灾事故；4.设计不当，如开关选择不当，开关爆炸等发生母线短路而引起电缆起火；综合管廊向其他建筑物的沟口未用耐火材料封堵，造成外部火灾侵入管廊；综合管廊内未按电压等级分层敷设或通风不畅，也易引起火灾。
例析高压细水雾灭火系统设计
例析高压细水雾灭火系统设计一、工程概况本设计项目为重庆某综合管廊项目，高压细水雾系统保护总长度约2200m，主要保护区域为电力管廊，层高为3.2m。
选用灭火高效的开式系统，设置一套高压细水雾泵组进行保护。
二、高压细水雾系统概念及组成高压细水雾灭火系统是利用水雾喷头在高压下将水流分解成极小水雾滴，该小水雾滴有较大的比表面积而迅速吸收热量转换成水蒸汽，使得着火点附近的氧气和其他可燃气体被排斥，从而难以维持燃烧而缺氧窒息。
高压细水雾灭火系统具有高效冷却、快速窒息的双重灭火机理。
其特点是：比表面积大、利于吸收热量、更易气化、用水量少，灭火效果理想。
高压细水雾系统由高压细水雾泵组、细水雾喷头、区域控制阀组、不锈钢管道以及火灾报警控制系统等组成。
三、高压细水雾系统设计1、设计参数1）系统持续喷雾时间30min；2）开式系统的响应时间不大于30s；3）最不利点喷头工作压力不低于10MPa。
2、主要设备选型1）喷头选型所有保护区采用K=0.7的开式喷头，q=7.0L/min，安装间距不大于3.0m，不小于1.5m，距墙不大于1.5m。
分割加密处喷头间距不大于2.5m；排间距不小于1.25m，不大于1.5m；距墙不大于1.25m。
2）泵组选型开式系统流量按照最大防护区内同时动作喷头数的流量之和进行计算。
本系统最大设计流量为同时开启40只喷头流量之和的1.05倍，经计算Q=295L/min，系统设计工作压力根据最不利点喷头最低工作压力为10MPa进行计算，计算公式采用Darcy-Weisbach（达西-魏斯巴赫）公式，计算结果为H=13.5MPa。
选用泵组XSWB-300/14（其中主泵三用一备，稳压泵一用一备），外形尺寸为2230mmx812mmx1600mm。
泵组流量Q=300L/min，H=14MPa，N=90kW。
稳压泵流量Q=11.8L/min，H=1.4MPa，N=0.55kW。
泵组自带控制。
3、系统供水及水质要求1）系统的水质不应低于现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749的规定。
高压细水雾灭火系统在综合管廊中的应用
喷头工作 压力／ＭＰａ
１０
……
１０
１０
１０
喷头流量 ／Ｌ／ｍｉｎ
５
……
５
５
５
喷头个数
６１
……
７４
７０
７２
实际流量 ／Ｌ／ｍｉｎ
３０５ …… ３７０
３５０ ３６０
水泵流量 ／Ｌ／ｍｉｎ
１５４
１５４
１５４ １５４
水泵个数 持 续 时 间／ｍｉｎ 设计用水量／ｍ３
４ ３０ １１．１
火系统在综合管廊中的Байду номын сангаас用。
关键词 综合管廊 自动灭火 高压细水雾
中图分类号：ＴＵ９９８，ＴＥ９７３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－８４７１（２０２０）Ｓ１－０８３０－０４
ＤＯＩ：１０．１３７８９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｗｗｅ１９６４．２０２０．Ｓ１．１８４
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｔｅｒ ｍｉｓｔ ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｕｔｉｌｉｔｙ ｔｕｎｎｅｌ
个分区控制阀，分区控制阀设置在 排 风 节 点 ３．７０ ｍ
层 配 电 间 外 的 逃 生 通 道 墙 壁 上 ，安 装 高 度 宜 为 １．２～ １．６ ｍ，本文均以系统一（包含 １１ 个 防火分区）为 例
进 行 系 统 设 计 说 明 ，其 系 统 参 数 表 见 表 １。
表 １ 高 压 细 水 雾 参 数 计 算
第４６卷 增刊２０２０年
给水排水
ＷＡＴＥＲ ＆ ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏｌ．４６ 增刊２０２０
高压细水雾灭火系统在综合管廊中的应用
高压细水雾及超细干粉在综合管廊电缆火灾中的应用分析
高压细水雾及超细干粉在综合管廊电缆火灾中的应用分析摘要：高压细水雾系统是消防领域的一项革新，不但有效提高了灭火的效率，而且大大节约了消防用水，大幅度提高了消防用水的工作效率。
本文主要对此系统进行了简要说明，而后针对此系统在建筑领域的应用优点做了详细的说明，最后对此系统现阶段的一些应用缺陷及注意事项进行了讲解，以期为此系统的推广普及提供资料上的参考。
关键词：高压细水雾；系统；建筑领域国家对于火灾防范的工作越来越重视，同时对火灾的救治工作也在不断的提出新的要求。
日常生活所使用的一些灭火手段如采用喷水或使用一般的灭火器等，其实际应用效果并不是很理想，对一些火势较大的火灾所起作用不是很大，且这些方法都会对周围环境造成一定的影响。
在建筑领域，虽然许多新型建筑材料都具备防火的功能，但是这并不能保证建筑肯定不会发生火灾，一旦发生火灾建筑的复杂内部结构则为消防救火带来很大的挑战，而高压细水雾灭火技术的出现则可以有效应对这一问题。
1、高压细水雾系统的概念1.1系统形成的原理高压细水雾系统是通过对特定设备的使用，应用最小的压力，使设备在工作时能产生的每个雾滴在离喷口处一米的范围内体积保持在Dv0.99到300μm之间。
细水雾的形成通常要经过两个阶段，一阶段是正常状态下的水由特定设备里喷出产生一层薄薄的水膜；第二阶段才是生成水雾的过程，这主要是因为水从设备里喷出时会与空气产生剧烈的碰撞作用，水膜在撞击后形成细水雾。
高压细水雾系统工作设备相比之前的一些能达到相同效果的设备要轻便很多，且工作性能要更加稳定，对消防工作效果的提升是非常显著的。
1.2系统的使用领域高压细水雾系统相较于传统的灭火方式，不但工作效率高，而且其应用范围也要广泛。
传统的灭火方式都有其局限性，而且消防的大量用水也可能会造成二次灾害，尤其是针对一些不能被水浸泡的物品，其在经过传统灭火方式处理后的损失会大幅提升。
比如在图书馆、档案室或博物馆等地方发生火灾时，若采用大量的水来灭火则会对一些珍贵资料造成不可逆的损毁，而若采用干粉灭火的方式则效果不理想。
细水雾应用于综合管廊电缆仓火灾灭火的数值模拟
图 １ 管廊结构图 Ｆｉｇ．１ Ｐｉｐｅｇａｌｌｅｒｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｒａｗｉｎｇ
工况编号 １－１ １－２ １－３
表 １ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ模拟工况汇总表 Ｔａｂｌｅ１ Ｓｕｍｍａｒｙｏｆｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
研究内容 火源位置的影响
火源位置 底层（２层） 中层（５层） 顶层（８层）
向为烟气热分层、隧道火灾等，Ｅ－ｍａｉｌ：３０８５８７＠ｑｑ．ｃｏｍ
５０
西 南 科 技 大 学 学 报 第 ３６卷
点［２］。细水雾 雾 滴 粒 径 较 小，喷 射 出 的 水 雾 较 轻， 可长时间悬浮在空气中，只有当水量极大或通过极 长时间才能聚集、凝结成为水滴，当有足够的雾滴时 才能汇聚成为较大的水滴导电或者是导电的水流 段［３］。天津市 电 力 科 学 研 究 院 进 行 了 细 水 雾 喷 射 雾滴的交流耐压试验［４］，结果表明细水雾作用下在 ３５，１１０，２２０ｋＶ３个电压等级下均没有发生工频交 流及闪络现象，可见细水雾系统以其无污染、电绝缘 性良好等特点可以被用于城市地下综合管廊工程 中。程洁群［５］通 过 分 析 综 合 管 廊 的 火 灾 危 险 性 及 火灾特点，对 比 了 传 统 水 喷 淋 系 统、气 溶 胶 灭 火 系 统、ＩＧ５４１气体灭 火 系 统 及 细 水 雾 灭 火 系 统 的 优 缺 点，认为在综合管廊中使用细水雾系统较好。刘银 水等［６］在微重力条件下根据电缆火灾特点，研究了 细水雾布置方式、喷射角度及粒径大小等因素对灭 火及电缆 线 绝 缘 性 的 影 响。 虞 利 强 等［７］以 浦 东 机 场二期工程电缆隧道为背景，开展了细水雾灭电缆 火灾全尺寸模拟实验，实验表明在封闭电缆隧道内， 采用流量系数为 ０．４５的高压低流量细水雾系统可 以有效扑救电缆火灾，且无复燃现象的发生，灭火后 环境温度可降低到 ５０℃ 以下，有效保护了电缆隧 道结构安全。陈炳元等［８］基于理论推导、结合实体 实验及 ＦＤＳ模拟实验，认为在压力和流量满足一定 条件的情况下，粒径为 ５０～１００μｍ的细水雾扑灭 电缆舱火灾的效果较好。刘乃玲等［９］利用 ＦＤＳ对 细水雾应用于狭长空间火灾进行了模拟，认为在狭 长空间内喷入细水雾后，空间各对应断面温度均有 所降低且在极限范围内，细水雾喷雾量越大降温效 果越明显。陈雅惠 等 ［１０］ 通过 ＦＤＳ对管廊火灾进行 了模拟，分析喷头的安装角度对烟气层高度及温度 对灭火效果的影响，并在其工况条件下提出了最优 安装角度。孙瑞雪 等 ［１１］ 采用 ＦＤＳ数值模拟软件研 究了细水雾流量、管廊通风等因素对细水雾扑灭管 廊火灾的影响，结果表明，在细水雾作用时，关闭管 廊的通风系统更有益于细水雾灭火。王致远 等 ［１２］ 利用 ＦＤＳ模拟管廊风速对细水雾系统灭火效果的 影响，结果表明细水雾灭火系统的有效性以及在城市 综合管廊选用细水雾系统时，施加不超过 １．２ｍ／ｓ的 风，对灭火更为有利。已有较多关于 ＦＤＳ模拟细水 雾灭火有效性的相关论证，认为 ＦＤＳ数值模型可以 用于研究细水雾灭火，许多学者对细水雾应用于管 廊火灾进行了模拟，大多集中于对管廊通风效果、细
高压细水雾系统在综合管廊电缆火灾消防中的应用
第39卷第5期2021年5月Vol. 39,No. 5 May2021[文章编号]1009-7767 (2021)05-0114-06DOI:10.19922/j.1009-7767.2021.05.114高压细水雾系统在综合管廊电缆火灾消防中的应用王若云，崔文静，余 一(悉地（苏州）勘察设计顾问有限公司，江苏苏州215000)[摘要]针对管廊中电力电缆的火灾特点，明确综合管廊内灭火系统的选择原则，介绍了水喷雾灭火系统、气体灭火系统、超细干粉灭火系统和高压细水雾灭火系统在管廊电力电缆保护中的优缺点。
结合南京某管廊工程，阐述了高压细水雾系统在该工程的应用。
[关键词]综合管廊；电缆火灾；消防灭火；高压细水雾灭火系统[中图分类号]TU 990.3; TU967 [文献标志码]BApplications of the High Pressure Water Mist System of Cable Fire Controlin Utility Tunnel ConstructionWangRuoyun,Cui Wenjing,Yu Yi(CCDI (Suzhou) Exploration&Design Consultant Co.-,Ltd.^Suzhou 215000, China)Abstract：According to cable fire characteristics of utility tunnel,the principle of choice of fire extinguishing sys tem is made.Both advantages and disadvantages of fire extinguishing system of water spray,gas,ultra-fine dry powder and high pressure water mist in the protection of utility tunnel cables are bined with a project in Nanjing city,the application of high pressure water mist system are stated.Key words：utility tunnel；cable fire；fire control；high pressure water mist fire-extinguishing system综合管廊节约城市用地，管线在廊内管理方便，且检修时无需道路开挖，所以越来越多的管线如：燃 气、电力、通信、给水、雨污水等纳人综合管廊。
高压细水雾灭火技术在灭火中的应用
高压细水雾灭火技术在灭火中的应用摘要：近年来，随着我国城市化的发展，城市消防安全问题越来越突出。
高压细水雾灭火技术是一种先进的灭火技术，它利用细水雾喷头在相应的水压下将水分离小水滴。
我国对这项技术的研究起步较晚，与一些发达国家相比有较大差距。
为了使高效、安全、环保的灭火技术在我国得到广泛的推广，有必要对其进行全面、系统的研究。
关键词：高压细水雾；灭火系统技术一、高压细水雾灭火技术高压细水雾灭火技术是水灭火系统中的一项新技术，是一种利用高压水通过专用喷头产生细水雾，实现灭火的自动灭火系统。
与传统的喷水灭火系统不同，该系统具有细水雾颗粒和高压的特点。
高压细水雾具有快速冷却、热辐射隔离、冲击乳化、窒息等灭火原理。
工作压力一般为10MPa。
针对高压细水雾灭火系统的特点，主要有以下几点：（1）灭火性能好。
高压细水雾灭火系统具有良好的冷却和灭火性能，高压细水雾也具有相应的穿透性，可延缓火灾的再燃。
（2）用水量低，可以减少用水造成的危害。
高压细水雾灭火系统与传统的喷雾灭火相比，只需1/10或更少的水即可灭火。
（3）反应迅速。
烟气擦洗可以减少火灾危险。
高压细水雾喷嘴具有对热释放作出快速响应的机械结构。
高压细水雾可以实现自动清烟功能，从而减少烟气中二氧化碳的危害。
（4）高压细水雾灭火系统与气体灭火系统相比，安装维护更为方便，不会对被保护对象和周围环境造成伤害，能防止灭火剂和污染物的反应，产生对人体健康有害的气体。
高压细水雾灭火系统由高压细水雾泵组、细水雾喷嘴、分区控制阀、稳压装置、供水网络、火灾探测器等组成，当火灾探测器探测到火灾时，高压细水雾灭火系统将采用三种控制方式，即：自动控制、手动控制和紧急操作。
高压水雾灭火系统的报警主机在火区内接收到探测器报警信号后，迅速启动火灾报警器和声光报警，输出确认火灾信号，并逐步打开相关区域的控制阀和主泵，喷洒水雾灭火。
如果现场人员确认火灾，且高压细水雾灭火系统的自动控制尚未运行，则可打开手动按钮，并可逐步打开相关区域的控制阀和主泵，以便喷洒细水雾灭火。
论超细干粉灭火系统在西宁综合管廊中的运用
论超细干粉灭火系统在西宁综合管廊中的运用摘要：城市地下管线是城市建设的组成部分。
它包括供电、供水、供气、供热、雨水、污水以及各类通信专业管线等，是城市赖以生存和发展的基础和保障。
本文针对西宁综合管廊建设的意义及作用，阐述了最适用于西宁综合管廊的消防系统。
关键词：综合管廊、超细干粉、消防设计近年来，国家提倡城市建设综合管廊工程，将城市管线纳入综合管廊，解决城市“马路拉链”，“空中蜘蛛网”等问题。
同时，国家推出相应的优惠政策，推广综合管廊建设。
综合管廊是指在城市道路下面建造一个市政共用隧道，有选择性的将给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等城市工程管线中两种以上的管线放置在一起的地下基础设施，不包含工业管道，实行“统一规划、统一建设、统一管理”，以做到地下空间的综合利用和资源的共享。
在此大背景下，西宁市作为西部具有影响力的省会城市，城市建设、管理不能落后。
因此西宁市提出了城区综合管廊建设工程，结合西宁市2015年缓堵保畅建设项目表实施计划，确定了近期西宁市综合管廊实施范围，2015年西宁市综合管廊建设工程涉及4个片区，12条路，总长度约34.9km，随道路建设实施。
综合管廊设计涉及多个专业，其中管廊的消防安全无疑是其中重要一环。
综合管廊火灾的特点：电力线路短路、电火花、接触不良、过载、散热不及时、老鼠咬坏绝缘层造成短路、外部火源是管廊发生火灾的主要原因；管线层叠集中布置，火灾荷载大。
火灾初期阶段闷烧时间长，一旦成灾沿管线纵向迅速蔓延，火灾具有遮挡性；空间封闭，火灾产生大大量有毒烟气和热量不易散出，故火灾扑救困难；建设费用远远高于传统的管线直埋式成本，一旦发生火灾，造成巨大损失和社会影响。
因此，在管廊内的各种管线中主要是电力线路引起火灾的可能性较大。
对于电力火灾主要的灭火手段有：高压细水雾灭火系统、气溶胶灭火系统、超细干粉灭火系统等。
1、高压细水雾灭火系统特点：1）高压细水雾灭火系统受温度影响，冬季应根据地方气温情况加装保温系统； 2）系统组成较多，易损件较多，工程造价高、日常维护费用高；3）消防实施后，应把水排除增加使用成本；4）使用年限根据系统的维护情况而定，如管网生锈系统将需要更换；5）系统设有多个消防水泵房及消防水池，增加土建造价；6）系统管网相对复杂；7）系统对水质要求较高，水池定期换水。
细水雾灭火系统在核电厂综合管廊中的应用
交叉区域
长边区域
细水雾喷头
细水雾喷头
200 cm
100 cm10 cm
60 cm20 cm
30 cm30 cm
图2长边区域细水雾喷头布置细节图
共设喷头36个，系统分区控制，长边区域和交叉区域各设一个分区（见图1）。
长边区域设置10个喷头，
热电偶
1-1
1-21-4
2-13-43-33-2
50 cm
100 cm 150 cm 图4
热电偶布置图（工况1）00
500
1 000
200
400600
800 1 000
时间/s
温度/℃
细水雾开启
1-1
1-2 1-4
（a ）热电偶1-1、1-2、1-4
00
350700
200
400600800 1 000
时间/s
温度/℃细水雾开启
2-1
热电偶
4-34-24-14-0
50 cm
图10热电偶布置图（工况3）
3的温度变化如图11所示。
由图11可以看出，
动后，火源及上方区域的温度在4左右降至100℃左右。
此工况下，
虽然细水雾不能直接作用于火源，但依赖于全淹没效果，仍能发挥很好的吸热冷却效果。
0500
1 000
600
4002008001 0001 2001 400时间/s
4-0
4-1 4-2 4-3
细水雾开启
图11细水雾灭火过程温度变化(工况3)。
细水雾在管廊中的运用形式探讨
细水雾在管廊中的运用形式探讨作者：石志敏钟晓来源：《今日消防》2020年第08期摘要：介绍了高压细水雾的系统的形式，并对于在管廊中的设计运用比较了这几种形式的差别和运用范围，就此遇到的问题提出了设计想法。
关键词：管廊;高压细水雾;全淹没系统;分区应用系统1 引言近两年管廊运用范围扩大，管廊的消防工作成为重点。
管廊一旦发生火灾，不但社会影响巨大，其经济损失也是不可估量的[1]。
《城市综合管廊工程技术规范GB50838-2015》规范上没有明确形式，只是要求电力电缆舱室设置自动灭火系统[2]。
自动灭火系统有多种，管廊消防设计中常用的是高压细水雾，气溶胶，超细干粉，水喷雾，水喷淋。
对于这几种形式的探讨已经有很多专家都发表了论文论述，本文不再对这几种形式进行比较，仅对高压细水雾在管廊消防的运用中发现的一些问题提出一点个人想法，供同行讨论。
2 管廊细水雾形式的选择细水雾从压力分有高压（P>3.45MPa），中压（1.2<P<=3.45MPa），低压（P<=1.2MPa）之分，从系统分有开式和闭式，从保护方式分：全淹没式和局部应用式，从供水方式分为瓶装式和泵组式。
管廊里面需要设置自动灭火的是电力电缆舱室;对电气设备的特性来说，水雾越细导电性就越差，对电气设备越安全。
所以高压细水雾一般作为管廊的自动灭火的首选。
本文着重探讨高压细水中的全淹没系统应用中发现的问题。
3 全淹没系统3.1防护区的选择《细水雾灭火系统技术规范GB500898-2013》（下文简称“规范”）规范3.4.5條，全淹没应用方式的开式系统，其防护区数量不应大于3个[3]。
对于这点，笔者有疑惑，假设管廊净高4m，净宽度2.8m，长度为2km，管廊200m一个防火分区，每个防火分区的体积是：2.8*4*200=2240m3.每个防火分区就为一个防护单元。
严格按规范来设的话，一个单仓的隧道每600m就要设一全套设备。
（下文简称“方式一”）。
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• 2000年8月，济南钢铁厂电缆隧道起火，造成隧道中电缆 全部烧毁，经过抢修更换电力电缆l9条，约2500 m，并更 换部分控制电缆，烟气进入集中控制室，控制柜绝缘严重 降低，导致钢厂停产48 h，直接和间接损失巨大。
电缆隧道火灾危害巨大
地下综合管廊传统灭火技术比较
水喷淋/水喷雾系统
气体灭火系统
投资造 价
首次投资低，但大管 首次投资中等，节 首次投资高，维护费 道占用空间多，配套 约空间，配套投入 用更大 投资大；维护费用中 少；维护费用少 等
浩酷高压细水雾系统组成
火灾报警控制 柜
闭式喷 头
闭式湿式系 统
闭式喷 头
闭式预作用系 统
烟 感
温感
开式喷头
开式系 统
高压泵组
区域控制阀组
管网喷头
高压泵组系统及关键部件
英国浩 酷 （九柱塞）
高压柱塞泵
稳 压 泵 紧凑型高压泵组 （占地 2-3 m2） 过滤器
决定细水雾系统性能的高压九柱塞泵
高压九柱塞泵 高压九柱塞泵分拆图
英国浩酷·九柱塞泵技术优势
主泵额定工作压力为14MPa, 满足长距离输运
单泵流量不小于100L/min 水自润滑，5000小时无故障运行，免维护 效率高达85%以上
23:20:42 23:21:44 23:22:51 23:24:08 23:25:40 23:27:33 23:29:50 23:32:12 23:34:35 23:36:57 23:39:19 23:41:42 23:44:01 23:46:25 23:48:42 23:51:02 23:53:20 23:55:46 23:58:11 0:00:38 0:03:04 0:05:31
通过英国BSI、欧盟CE认证，运行稳定、质量可
靠
高压细水雾区域控制阀组
闭式区域阀 箱 开式区域阀 箱
核心部件采用电动阀，防 止了电磁阀启动易受干扰 误开启，避免了气动阀的 失效；
电 动 阀
阀箱厚度：180mm 阀箱厚度：280mm
决定高压细水雾系统性能的喷头
英国浩酷
高压细水雾喷头
高压细水雾系统系列喷头
4
钢瓶间占用空间大，土建 费用
高
气体灭火剂价格高昂，一旦误 喷，重新花钱装备
3
气瓶每12年执行强制报废
后期维护管理费用高
超细干粉灭火装置
超细干粉
灭火效果：系统仅能动作一次，无法 解决复燃问题 安全环保：储压式，安全隐患大，干 粉有污染； 灭火损失：灭火后干粉受水，形成凝 胶状，很难处理，灭火损失大； 维护保养：干粉容易受潮结块，5年必 须更换，更换的费用大于首次投资
英国浩酷
系 列 喷 头
喷头内设过滤装置，过滤网最大孔径为喷头最小水道孔径的35% 喷头最低工作压力为10MPa，雾滴粒径 DV0.99≤100μm,DV0.5≤65μm 开式喷头的材质为不锈钢，闭式喷头的材质为镀铬铜合金 喷头灭火性能优越、类型丰富
电缆隧道 高压细水雾灭火试验
试验目的
• 大部分雾滴在空中汽化，只 有少量雾滴降落到地面
★ 电气绝缘性好：
• • 大部分雾滴在空中汽化，只有 少量雾滴降落到设备表面； 洒落到设备上的水滴少而且不 连续 影响电气设备的正常运行
• 实验证明：细水雾喷放不会
为什么需要高压？
★ 更小的雾滴粒径：
• 高压产生更小的雾滴
★ 快速弥散：
• 高动量和更小的水颗粒， 使得细水雾具备类似气 体的快速扩散和悬浮能 力，可以让雾滴快速弥 散00μm，
Dv0.5<200μm 工作压力：＞3.5MPa 雾滴体积直径： Dv0.99<1000μm 中国标准
国际标准
工作压力：＞3.5MPa
为什么需要小粒径？
粒径优势：
★ 吸热效率高：
• 约为喷淋的三百万 倍！！
★ 用水量小：
• 约为自动喷淋的5%— 10%
★ 水渍小
实验条件及过程：
整流变压器上下无保护端板 整流变压器带电工作在最大工作压力下1800VDC
无火源情况下，喷放高压细水雾
试验结果：持续喷放3分钟，整流变压器工作正常，重
新启动正常
广泛适用—一套系统保护多种场所
固体火
液体火
带电设备火
节能减排、绿色环保—打造绿色消防
节能减排
——节水、节电、节省管材
地下综合管廊高压细水雾应用
2015年10月
报告内容
地下综合管廊的消防需求 高压细水雾灭火技术简介 电缆隧道高压细水雾试验
电缆隧道高压细水雾案例
地下综合管廊的国家发展战略
• 国务院办公厅关于推进城市地下综合 管廊建设的指导意见 国办发〔2015〕61号 陈住建部部长陈政高喊话：每年万亿 建地下综合管廊 要培育一个综合管 廊行业 包头、沈阳、哈尔滨、苏州、厦门、 十堰、长沙、海口、六盘水、白银首 批十大示范城市
检验高压细水雾扑灭电缆隧道火灾的有效性； 探索有效扑灭电缆隧道火灾的喷雾强度范围； 确定高压细水雾布置间距对灭火的影响； 检验通风对高压细水雾灭火的影响； 确定更适合电缆隧道保护的高压细水雾应用 方式（局部应用与全淹没应用）； 6. 探索高压细水雾作为区域防火分隔的有效性。 1. 2. 3. 4. 5.
水喷淋/水喷雾系统
锈 蚀 的 喷 头
锈 蚀 的 管 道
气体灭火系统
气体误喷或泄 漏会造成人员中
灭火失效率高达49%
一次性喷放，无法应对复燃火
毒
IG541 （ 高 压 ） 钢 瓶 存在爆炸风险
2
1
FM200 灭 火 时 产生腐蚀性气体HF，
损害设备
气体灭 火系统
不 适 用 于 有 人员 存 在的场所 不适用于B类火
干粉灭火装置
水喷淋/水喷雾系统
水管破裂可能导致水淹 扑灭火灾之后造成的水渍 导致湿滑，不利逃生和 救援 大量排水设置 管道粗，占用空间大，不 易安装； 管道易腐蚀，使用寿命短 泵房面积大（约40m2） 用水量大，设置水池
1
2
自动 喷淋
消烟释毒功能
降温功能
4 3
电气设备火：
气体火灾：
试验依据
– 《细水雾灭火系统及部件通用技术条件》 GB/T26785-2011 – 《细水雾灭火系统技术规范》报批稿 （2012.9） – NFPA 750: Standard on Water Mist Fire Protection Systems 2010 Edition – 《阻燃和耐火电线电缆通则》GBT 19666-2005
灭火新技术——高压细水雾
200 0 同泰火安率先将
高压细水雾技术带
1980s
1990 s
199 6 细水雾规范
国际海事协会IMO （NFPA 750, 细水雾作为最具潜力 要求增强船舶火灾防 Standard on 的哈龙替代获得广 护能力，有力促进了 Water mist Fire 细水雾替代喷淋 Protection 泛关注 Systems），获准 灭火技术发展 为美国国家规范。
入中国并投入商用， 十余年来，促进了 细水雾技术在中国 的发展与应用
什么是高压细水雾？
高压细水雾两项指标：雾滴粒径、工作压力
同泰火安——“超细水雾”
雾滴粒径：Dv0.99<100μm ，Dv0.5<65μm 工作压力：10MPa
检验报告
国家固定灭火系统与耐火 构件质量监督检验中心出 具的检验报告
同泰
绿色环保
——灭火介质为纯水，无化 学添加剂，无污染，绿色环 保
高压细水雾与传统自动灭火系统比较
气体系统 灭火效 果 安全环 保 灭火损 失 维护保 养 自动喷水系统 高压细水雾 无持续灭火能力，易 靠大量水灭火，不适 靠雾灭火，立体高 复燃；要求密闭空间， 用带电场所，效率低，效灭火，可灭遮挡 易失效 不能灭遮挡火 火 安全隐患大，可能造 成钢瓶爆炸或人员中 毒；存在管道结露现 象 会加大火灾烟气对电 子信息设备的损害 钢瓶多，难于运输和 管理；需定期换气， 二次投入大；系统寿 命短 用水量大，耗能不低 消烟释毒，低碳环 碳 保保障生命安全 用水量大，灭火损失 灭火迅速，洗刷烟 大；浸泡危害未着火 气，降低损失 主泵定期全面维护， 系统易腐蚀，定期更 换费用高；给水、排 水配套高 九柱塞泵水润滑技 术，主泵免维护， 系统耐腐蚀、寿命 长，维护成本低
细水雾喷放效果图
★ 有效应对遮挡火：
• 雾滴在扩散过程中卷吸 空气，可以充满整个空 间，扑灭被遮挡的火灾
细水雾喷放矢量图
高压细水雾灭火机理
☆吸热冷却灭火
降低空间温度， 热交换面积大， 汽化速度快
☆降低火场温度
有利于人员逃生与 人工灭火
高效吸热
☆排氧窒息灭火
雾滴汽化后体积膨胀为原 来的1700倍 水蒸气在空气中的分压迅 速增加，使氧含量急剧减 少 水蒸气包围火焰，使其窒 息
30~40 30~40 >40
15
10 10 5
试验工况
喷雾强度 L/min•m2 1.46 1.98 2.5 0.97 1.32 1.67 喷雾强度 L/min•m3 0.15 0.2 0.25 0.15 0.2 0.25 喷头流量系数 0.7 0.95 1.2 0.7 0.95 1.2 喷头流量系数 0.7 0.95 1.2 0.7 0.95 1.2 1.2 喷头间距 2m 2m 2m 3m 3m 3m 喷头间距 2m 2m 2m 2m 2m 2m 工况 1 2 3 4 5 6 工况 7 8 9 10 11 12 13
自动灭火系统
干粉灭火器
仓设置自动灭火
系统，出入口设 置灭火器。
电缆隧道火灾危害巨大
• 2006年2月，广西柳州市柳北区柳钢动力厂近千米长的3.5 kV～6 kV地下电缆主隧道内电缆发生爆燃造成的间接财产 损失达近千万元，给社会经济造成巨大损失。 • 2000年2月，上海宝山钢铁股份有限公司炼铁部转炉一分 厂3号转炉电缆竖井内地面处的电缆遭小动物咬损，发生 接地短路引起火灾，烧毁建筑1295.4㎡和部分电气设备， 造成转炉停产23天，损失巨大。