下载文档原格式
关于燃气锅炉房水喷雾灭火系统设计有关问题的探讨摘要本文探讨了燃气锅炉房水喷雾系统设计中的经常遇见的相关问题，并结合工程实例，阐述了具体解决办法。
关键词燃气锅炉房水喷雾灭火系统雨淋阀组随着环境保护要求的提高和能源结构的改善，燃气锅炉因其具有热效高、污染少的优点，在高层民用建筑得到广泛的使用。
燃气锅炉房一般设在高层建筑地下室，具有较大的火灾危险性，且地下室疏散困难，扑救难度较大，其消防问题尤为重要。
水喷雾灭火系统相对于气体灭火系统，具有经济实用且无污染的优点，更适用于燃气锅炉房的消防。
目前《水喷雾灭火系统设计规范》GB50219—95(以下简称《雾规》)规范对燃气锅炉房水喷雾灭火系统的供水方式及设计参数（设计喷雾强度、喷雾时间，喷头的选用及喷头的布置方法等）没有做出明确的规定，设计师对水喷雾系统是否设置高位水箱和水泵接合器以及如何设置，消防贮水量如何确定及相关的控制要求等问题均按照自身的理解进行设计，导致设计成果各异。
本文结合某小区的工程实例，对上述问题进行探讨，供同行参考。
一、水喷雾灭火系统供水系统要求及相关设计参数水喷雾灭火系统相关的规范除有《雾规》外，还有《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（以下简称《高规》）和《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084—2001(以下简称《喷规》)。
有的设计师认为：在《喷规》4.2条系统选型中所列举的形式中不包含水喷雾灭火系统，而且水喷雾系统有单独的《雾规》，故水喷雾灭火系统可只按《雾规》执行。
实际上水喷雾灭火系统的组成和雨淋系统相似(仅采用的喷头不同)，在《高规》7.6.6.1条规定：燃气锅炉房宜设置自动喷水灭火系统，在详解中明确规定采用水喷雾灭火系统，由此可以把水喷雾灭火系统看作自动喷水灭火系统的一部分，其供水系统的设计应符合《喷规》相关规定。
根据这一原则，可以确定消防水池储水量、高位消防水箱及水泵接合器等相关供水问题。
消防水池如何贮存水喷雾用水量，可以通过比较其他自动喷水灭火系统的贮水量来确定。
水喷雾灭火系统设置要求水喷雾天火系统是由水源、供水设备、管道、雨淋报警阀(或电动控制阀、气动控制阀)、过滤器和水雾喷头等组成，发生火灾时向保护对象喷射水雾进行灭火或防护冷却的系统。
一、系统灭火机理水喷雾灭火系统通过改变水的物理状态，利用水雾喷头使水从连续的洒水转变成不连续的细小水雾滴喷射出来。
它具有较高的电绝缘性能和良好的灭火性能。
水喷雾的灭火机理主要是表面冷却、窒息、乳化和稀释作用，在水雾滴喷射到燃烧物质表面时通常是几种作用同时发生并实现控火、灭火的。
（一）、表面冷却相同体积的水以水雾滴形态喷出时的表面积比直射流形态喷出时的表面积大几百倍，当水雾滴喷射到燃烧物质表面时，因换热面积大而会吸收大量的热能并迅速汽化，使燃烧物质表面温度迅速降到物质热分解所需要的温度以下，热分解中断，燃烧即终止。
表面冷却的效果不仅取决于喷雾液滴的表面积，还取决于灭火用水的温度与可燃物闪点的温度差。
可燃物的闪点越高，与喷雾用水之间的温差越大，冷却效果就越好。
对于气体和闪点低于灭火所使用水的温度的液体火灾，表面冷却是无效的。
水雾滴受热后汽化形成水蒸气，其体积为原液态水体积的1680倍，可使燃烧物质周围空气中的氧含量降低、燃烧将会因缺氧而受到抑制或中断，实现窒息灭火。
三、乳化乳化只适用于不溶于水的可燃液体，当水雾滴喷射到正在燃烧的液体表面时由于水雾滴的冲击，在液体表层产生搅拌作用，与水不相容的可燃液体与细小水滴产生乳化，并在液体表层产生乳化层，由于乳化层的不燃性而使燃烧中断。
对于某些轻质油类，乳化层只在连续喷射水雾的条件下存在，但对于黏度大的重质油类乳化层在喷射停止后仍能保持相当长的时间，有利于防止复燃。
四、稀释对于水溶性液体(如酒精)火灾，允许系统设计为控制灭火和稀释灭火，利用水来稀释液体，使液体的燃烧速度降低，并有足够的喷雾强度和覆盖面实现灭火。
对多种水溶性可燃液体应通过实验来获得参数以确定水喷雾系统的适用性，有可靠数据时例外。
水喷雾灭火系统设计规范GB50129－95主编部门：中华人民共和国公安部批准部门：中华人民共和国建设部发布日期：1995年1月14日施行日期：1995年9月1日关于发布国家标准《水喷雾灭火系统设计规范》的通知根据国家计委计综[1987] 2390号文的要求，由公安部会同有关部门共同编制的《水喷雾灭火系统设计规范》，已经有关部门会审，现批准《水喷雾灭火系统设计规范》GB50129-95为强制性国家标准。
自1995年9月1日起施行。
本标准由公安部负责管理，其具体解释等工作由公安部天津消防科学研究所负责，出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。
中华人民共和国建设部1995年1月14日1 总则1．0．1 为了合理地设计水喷雾灭火系统，减少火灾危害，保护人身和财产安全，制定本规范。
1．0．2 本规范适用于新建、扩建、改建工程中生产、储存装置或装卸设施设置的水喷雾灭火系统的设计；本规范不适用于运输工具或移动式水喷雾灭火装置的设计。
1．0．3 水喷雾灭火系统可用于扑救固体火灾、闪点高于60 ℃的液体火灾和电气火灾。
并可用于可燃气体和甲、乙、丙类液体的生产、储存装置或装卸设施的防护冷却。
1．0．4 水喷雾灭火系统不得用于扑救遇水发生化学反应造成燃烧、爆炸的火灾，以及水雾对保护对象造成严重破坏的火灾。
1．0．5 水喷雾灭火系统的设计，除执行本规范的规定外，尚应符合现行的有关国家标准的规定。
2 术语、符号2．1 术语2．1．1 水喷雾灭火系统Water spray extinguishing system由水源、供水设备、管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组成，向保护对象喷射水雾灭火或防护冷却的灭火系统。
2．1．2 传动管Transfer pipe利用闭式喷头探测火灾，并利用气压或水压的变化传输信号的管道。
2．1．3 响应时间Respnose time由火灾自动报警系统发出火警信号起，至系统中最不利点水雾喷头喷出水雾的时间。
设计基本参数
3．1．1 水喷雾灭火系统的设计基本参数应根据防护目的和保护对象确定。
3．1．2 设计喷雾强度和持续喷雾时间不应小于表3．1．2的规定：
3．1．3 水雾喷头的工作压力，当用于灭火时不应小于0.35MPa；用于防护冷却时不应小于0.2MPa。
3．1．4 水喷雾灭火系统的响应时间，当用于灭火时不应大于45s；当用于液化气生产、储存装置或装卸设施防护冷却时不应大于60s；用于其他设施防护冷却时不应大于300s。
3．1．5 采用水喷雾灭火系统的保护对象，其保护面积应按其外表面面积确定，并应符合下列规定：3．1．5．1 当保护对象外形不规则时，应按包容保护对象的最小规则形体的外表面面积确定；3．1．5．2 变压器的保护面积除应按扣除底面面积以外的变压器外表面面积确定外，尚应包括油枕、冷却器的外表面面积和集油坑的投影面积；
3．1. 5．3 分层敷设的电缆的保护面积应按整体包容的最小规则形体的外表面面积确定。
3．1．6 可燃气体和甲、乙、丙类液体的灌装间、装卸台、泵房、压缩机房等的保护面积应按使用面积确定。
3．1．7 输送机皮带的保护面积应按上行皮带的上表面面积确定。
3．1．8 开口容器的保护面积应按液面面积确定。
燃气锅炉房灭火系统的探讨三室刘志张晓航摘要水喷雾灭火系统用于高层建筑内燃气锅炉房的消防，具有经济、实用、无污染的优点。
本文分析了燃气锅炉的火灾危险性、水喷雾用于燃气锅炉消防的灭火机理，提出了水喷雾灭火系统设计参数的选择、系统的控制方法以及在设计中可能涉及到的问题和注意事项并结合工程实例进行了探讨。
关键词水喷雾灭火系统设计喷水强度系统的控制1 燃气锅炉的火灾危险性随着城市的发展和众多高层民用建筑的兴建，用于高层民用建筑附属设施的场地越来越少，燃煤锅炉房已无法满足人们对场地、环境、安全、自动化控制方面的要求。
所以，很多工程在建筑物内部采用了燃油、燃气锅炉。
目前，又以燃油锅炉为多。
在大中城市中，这是发展方向。
燃气是一种优质、高效、清洁的环保型锅炉燃料。
燃气锅炉所用的燃气，主要是指天然气或人工煤气。
天然气的组份往往不是固定不变的，产地不同组份也不同，但都以甲烷为主，北京目前正在推广的是陕甘宁长庆气田的天然气，甲烷的含量为98%。
人工煤气的组份与制取工艺有关，北京炼焦煤气的氢气含量为59.2%、甲烷含量为23.4%。
甲烷和氢气都是高度易燃易爆气体。
在《建筑设计防火规范》〈GBJ16-87〉附录四中，列出天然气爆炸下限为4%，人工煤气爆炸下限为6.2%，都属于甲类可燃性气体。
鉴于燃油、燃气锅炉房的火灾及爆炸危险性，《高层民用建筑设计防火规范》〈GB50045〉规定，不宜将燃油、燃气锅炉放在高层建筑内部，而且对其设置位置及容量做了严格限制。
在“高规”97版第7.6.61条中规定，高层民用建筑内的燃油、燃气锅炉房应设置水喷雾灭火系统。
最近，在“建规”的讨论稿中，也在第8.6.4条中规定，多层建筑内的燃油、燃气锅炉房设置水喷雾灭火系统。
2 燃气锅炉的消防燃气锅炉事故的根本原因是在炉膛或烟道内有爆炸性混合气体存在，并达到爆炸极限，被炉火或锅炉本身的高温引燃而发生炉膛爆炸。
事故起因多数由锅炉点火操作不当而致，也有由于自动控制失灵，或在运行中，由于燃烧器前燃气压力或风压波动太大引起脱火或回火。
3 水喷雾自动灭火系统3.1、水喷雾自动灭火系统介绍水喷雾自动灭火系统的雨淋阀后管道平时为空管，火警时由火灾探测系统自动或手动开启雨淋阀，使该阀控制的系统管道上的全部开式喷头同时喷水灭火，同时在就地发出火警铃声，并通过压力开关向消防主盘发出灭火系统动作信号。
自动水喷雾灭火系统设计参数：电缆夹层设计喷雾强度：不小于13L/min.m2主变压器设计喷雾强度：30L/min.m2主变压器周围集油坑设计喷雾强度：10 L/min.m2水喷雾灭火时间应保证不大于30s。
规定的持续喷洒时间为30s～1min，在规定的持续喷洒时间内，应保证火灾不再复燃。
水喷雾自动灭火系统，由探测器、灭火控制器、进水管检修闸阀、系统止回阀、Y型过滤器、信号控制闸阀（雨淋阀前安装）、雨淋阀组、信号检修闸阀（雨淋阀前安装）、离心式高速水雾喷头、管网等组成。
在电缆夹层及主变压器室均设置离心式高速水雾喷头，同时根据灭火防护区面积设置适当的雨淋阀组，并利用雨淋阀控制同时喷雾的水雾喷头的数量。
水喷雾灭火系统的操作和控制：水喷雾灭火系统应有自动控制、手动控制和应急操作三种操作方式。
自动控制时，灭火防护区内的两路火灾探测器对火灾进行探测，火灾时，自动开启雨淋阀进行喷水灭火。
手动控制时，应能手动启动灭火系统喷水，手动（或经一定的延时之后）停止灭火系统的喷水。
同时，在控制失灵等特殊情况下，可人为现场操作雨淋阀组等系统组件应急启动喷水。
3.2、工艺流程（1）、水喷雾自动灭火系统工艺流程如下图所示：工程交底、施工准备（2）、管道预制加工流水作业示意图：3.4、管道安装管网采用设计确定选用钢管，DN≥100，沟槽式或法兰连接；DN﹤100，丝扣连接。
在安装前应校直管子，并应清除管子内部的杂物；安装时应随时清除已安装管道内部的杂物。
在具有腐蚀性的场所安装管网前，应按设计要求对管子、管件等进行防腐处理。
（1）、管道连接的要求：1)干管的安装：①先了解和确定干管的标高、位置、坡度、管径等，正确地按尺寸埋好支架；②管子和管件可先在地面组装，长度以方便吊装为宜。
安全管理编号：LX-FS-A78026 燃气锅炉房的水喷雾灭火系统设计In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior oractivity reaches the specified standard编写：_________________________审批：_________________________时间：________年_____月_____日A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑燃气锅炉房的水喷雾灭火系统设计使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。
资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。
1、燃气锅炉的火灾危险性随着城市的发展，众多高层民用建筑的兴起，用于高层民用建筑附属设施的场地越来越少，燃煤锅炉房已无法满足人们对于场地、环境、安全、自动化控制方面的要求。
所以，有很多工程已经采用了燃油、燃气锅炉，并设在建筑物内部。
目前，在燃油、燃气锅炉中，燃油锅炉较多。
在大中城市中，燃气锅炉是发展方向。
燃气是一种优质、高效、清洁的环保型锅炉燃料。
燃气锅炉所用的燃气，主要是指天然气或人工煤气。
天然气的组份往往不是固定不变的，产地不同组份也不同，但都是以甲烷为主，北京目前正在推广的是陕甘宁长庆气田的天然气，甲烷的含量为98％。
人工煤气的组份与制取工艺有关，北京的炼焦煤气的氢气的含量为59.2%、甲烷的含量为23.4%。
仅供参考[整理] 安全管理文书
燃气锅炉房的水喷雾灭火系统设计
日期：__________________
单位：__________________
第1 页共8 页
燃气锅炉房的水喷雾灭火系统设计
1、燃气锅炉的火灾危险性
随着城市的发展，众多高层民用建筑的兴起，用于高层民用建筑附属设施的场地越来越少，燃煤锅炉房已无法满足人们对于场地、环境、安全、自动化控制方面的要求。
所以，有很多工程已经采用了燃油、燃气锅炉，并设在建筑物内部。
目前，在燃油、燃气锅炉中，燃油锅炉较多。
在大中城市中，燃气锅炉是发展方向。
燃气是一种优质、高效、清洁的环保型锅炉燃料。
燃气锅炉所用的燃气，主要是指天然气或人工煤气。
天然气的组份往往不是固定不变的，产地不同组份也不同，但都是以甲烷为主，北京目前正在推广的是陕甘宁长庆气田的天然气，甲烷的含量为98％。
人工煤气的组份与制取工艺有关，北京的炼焦煤气的氢气的含量为59.2%、甲烷的含量为23.4%。
甲烷和氢气都是高度易燃易爆的气体。
在《建筑设计防火规范》（GBJ16－87）附录四中，列出了天然气爆炸下限为4％，人工煤气爆炸下限为6.2%，都属于甲类可燃性气体。
鉴于燃油、燃气锅炉房的火灾及爆炸危险性，《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045）规定，宜将燃油、燃气锅炉放在高层建筑内部，而且对其设置位置及容量做了严格限制。
在“高规”97修订版中，补充规定了高层民用建筑内的燃油、燃气锅炉房应设置水喷雾灭火系统。
2、燃气锅炉的消防
燃气锅炉事故的根本原因，是在炉膛或烟道内有爆炸性混合气体存在，并达到爆炸极限，被炉火或锅炉本身的高温相燃而发生炉膛爆炸。
事故的起因，多数是锅炉点火操作不当造成的，也有由于自动控制失灵，或在运行中，由于燃烧器前燃压力或风压波动矿大引起脱火或回火。
为
第 2 页共 8 页
减轻爆炸对炉膛和烟道在混合气体时的破坏程度，在锅炉的这两上部位都设防爆门。
在发生气体爆炸时，防爆门将因炉膛内或烟道内压力骤然升高而开启，或破裂泻出高压气体，从而减轻爆炸的破坏程度。
这时锅炉需要暴露防护，水喷雾可起到降温冷却的作用。
另外，燃气锅炉由于泄爆或某些意外原因引起燃气泄漏，在燃气浓度到爆炸下限以前也需要水喷雾灭火系统的保护。
利用水喷雾的混合稀释作用，使燃气的浓度降低，可起到防火的效果。
关于水喷雾灭火系统的作用，在NFPA15（美国的水喷雾灭火系统规范）96版中规定了四种，灭火、控火、暴露防护和防火，或者上述情况的组合。
《水喷雾灭火系统设计规范》（GB50219-95）(下文简称“水雾规”)和NFPA15都提到水喷雾灭火系统可用于扑求可燃气体火灾。
所以，水喷雾灭火系统用于燃气锅炉房的消防是恰当的，其作用就是暴露防护和防火为主要目的。
3、设计参数
“水雾规”的颁布早于高规97增订版，没有规定燃油、燃气锅炉的设计喷水强度，而该参数又是系统设计最主要的依据，这就给设计带来了难度。
我们参阅了NFPA15，关于设计喷水强度的数值是，用于扑灭一般可燃固体或液体灭火的喷水强度不小于6.1L/min.m2～
20.4L/min.m2(0.15gpm/ft2～0.5gpm/ft2),控火的喷水强度不小于20.4/min.m2(0.50gpm/ft2)，暴露防护的喷水强度不小于
10.2L/min.m2(0.25gpm/ft2)，防水的最小喷水强度要根据被保护物质的经验或试验数据而定。
上述数据对于我们的设计具有参考价值，我们认为，对于暴露防护和防火为重点的燃气锅炉房的消防，设计喷水强度取10.2L/min.m2～20.2L/min.m2较为合适。
第 3 页共 8 页
另一个参数是作用面积。
水喷雾灭火系统是局部应用系统，作用面积应取被保护对象的外表面尺寸。
保护对象外形不规则时，应按包容对象的最小规则形体的外表面积确定，设计中可按燃气锅炉产品样本提供的外形尺寸取值。
系统的作用时间，尤其是水喷雾灭火系统设计流量较大时，它的取值影响储水池的储水量。
“水雾规”中扑救的防冷却对象主要是室外可燃气体的生产、运输、装卸、储存设施和灌瓶间、瓶库等场所，防护时间为6.0h。
室内机房不同于上述场所，在自动关闭速断阀的情况下，切断了燃气的来源，整个灭火时间会缩短，不可能按6.0h自动喷洒系统作用时间也只有1.0h。
水雾规中液体、固体火灾这一项灭火时间分别为0.5h、1.0h。
NFPA15。
对于灭火、控火、暴露防护和防火四种消防形式,都没有给定具体系统作用时间，只是提出功能上的要求。
我们认为，设计中可根据系统的大小和工程的具体情况，在0.5h～1.0h取值。
4、系统控制
水喷雾灭火系统应设自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式。
水喷雾灭火系统实质是一种雨淋系统，只是开式喷头换成了水雾喷头，控制方式都相同。
对于燃气锅炉房的水喷雾灭火系统，有三种常用的自动方式，可燃气体浓度探测器电动启动，火灾探测器电动启动，湿式先导管传动水力启动。
根据燃气锅炉房火灾的特点，水喷雾灭火系统的自动启动方式宜同时设两种，其中可燃气体浓度探测器电动启动必须设置，而感温控测器电动启动和湿式先导管传动水力启动可选其中一种。
可燃气体浓度探测器启动方式，当可燃气体浓度探测器探测到某处燃气浓度达到爆炸下线的25%时，开排风机，同时声光报警；当浓度达
第 4 页共 8 页
到爆炸下线的50%时，燃气速断阀动作，切断燃气供给，打开雨阀上的电磁阀，启动水喷雾灭火系统。
火灾探测器启动方式，当一个火灾探测器动作时，声光发出报警；两个火灾探测器同时动作时，打开雨阀上的电磁阀，启动水喷雾灭火系统。
湿式先导管传动水力启动方式，当湿式先导管上的闭式喷头动作后，自动打开雨淋阀，启动水喷雾灭火系统。
除自动控制外，系统还应设置远距离手动启动装置，它是不同于系统控制阀本身所带的紧急手动阀。
手动启动装置是指手动按钮或湿式先导宇航局传动管上的快开阀。
远距离手动启动装置要设在醒目、在紧急情况下易于接近的地方，准确标识出所控制的系统。
如果雨淋阀本身所带的紧急手动阀能满足远距离手动启动装置的设置要求，远距离手动启动装置也可不设。
5、设计中应注意的问题
作为安全措施，燃气锅炉房内必须设置可燃气体浓度探测器，每台锅炉的燃烧器的燃气供上都有燃气速断阀。
燃气速断阀可由锅炉自动控制系统控制，还应与可燃气体浓度探测器联动，紧急情况下可自动切断气来源。
可燃气体浓度探测器的设置位置，应考虑到可燃气体的浓度，与被保护设备可能发生泄漏的点的距离，并且应便于试验、校准和维护。
系统控制阀设置位置就尽可能靠近被保护区，并在紧急时刻就能进行操作。
同时要考虑的因素包括：火场的热辐射，爆炸的危险性，排水设施，冰冻和机械损伤，可操作性和系统释放的时间。
关于系统的最大设计流量，即使在NFPA15没有规定具体数字，只
第 5 页共 8 页
是提出原则性的要求，即一个系统应限制其设计流量，使之小到易于实现。
“水雾规”建议，当保护面积较大或保护对象较多时，系统宜设多套雨淋阀，并利用雨淋阀控制同时喷雾的水雾喷头数量。
考虑到供水系统的可靠性和二次水灾等其他因素，我们认为，对于室内燃气锅炉房的水喷雾灭火系统，系统设计流量不宜超过10L/S。
水喷雾灭火系统属于局部应用系统，重点就放在发生危险的锅炉，对于大型燃气锅炉房，宜设多套雨淋阀，分别控制，以减小系统流量，避免二次水灾。
由于燃气锅炉房属于独立的防火单元，如按一次火灾计算，即水喷雾系统与自动喷淋系统不同时作用，两者可以共用一套供水系统，供水能力上应能满足任一系统单独作用时闭式喷头或水雾喷头的水力要求。
水喷雾系统部分按照水喷雾系统设计和安装，自动喷淋系统部分按照自动喷淋系统设计和安装。
由于国家没有颁布水喷雾灭火系统的施工及验收规范，工程中应结合该系统的特点，参照现行的《自动喷酒系统施工及验收规范》执行。
除本文中提到的一些问题外，水雾喷头的布置要求，系统排水管的位置及规格，过滤器的设置，保护区地面排水及系统的水利计算等，参考文献中都有论述，这里就不赘述了。
6、工程实例
某工程的燃气锅炉房，设有三台立式燃气锅炉。
水喷雾灭火系统与自动喷淋系统合用一组消防泵。
自动喷淋系统的流量和压力都大于水喷雾灭火系统，按前者选择水泵，后者根据水喷雾系统的工作压力，用减压阀减压。
水力计算按特性系数法。
设计图及水雾喷头的参数见附图。
设计参数：燃气锅炉的总保护面积为99.5m2，设计喷水强度为
第 6 页共 8 页
10.2L/min.m2，水雾喷头的设计工作压力为0.3MPa，系统的设计工作压力为0.4MPa。
7、结束语
水喷雾灭火系统是一种经济、有效、符合环保的灭火方法，用于燃气锅炉房的消防时，比气体灭火系统具有明显的优越性。
对于高层民用建筑内部的燃气锅炉房的水喷雾灭火系统，有关规范中没有专门的条款可查讯，需要我们在设计中应参照执行，并且不断地总结。
限水平，文中所述有些观点有待推敲，希望能起到抛砖引玉的作用。
第 7 页共 8 页
仅供参考[整理] 安全管理文书
整理范文，仅供参考！
日期：__________________
单位：__________________
第8 页共8 页。
