船舶细水雾喷淋系统

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1、南通航运职业技术学院毕业设计（论文）班级电气3081专业电气自动化题目 船用消防细水雾喷淋系统学生姓名吴鹏指导教师季肖锋2010 年 12 月 23 日目录摘要31 绪论461.1细水雾灭火系统产生的背景41.2细水雾灭火系统发展概况4-51.3船舶机舱火灾的特点562细水雾灭火系统介绍6-102.1.1细水雾的定义62.1.2细水雾分类6-72.1.3细水雾的成雾原理7-82.1.4细水雾灭火机理82.1.5细水雾灭火系统性能特点82.1.6 细水雾灭火系统上网优越性及其与其它灭火系统的比较9-102.2细雾灭火系统的分类10-112.2.1按介质分类112.2.2按系统工作压力分为112.

2、2.3 按应用方式分为112.2.4 按动作方式分为112.2.5 按供水方式可分为112.3 细水雾灭火系统适用范围和应用场所11-122.4水滴粒径大小与灭火能力的关系 12-133.0机舱细水雾灭火系统设计13-163.1.1 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13-163.1.2系统的工作原理及控制方式173.1.3系统的动作流程图17-193.2 PLC控制程序的编写193.2.1 I/O分配表19-243.2.2电气接线图253.2.3 PLC控制程序梯形图25-293.2. 4程序描述（主机区域）293.2.5 结束语.29-30摘要船舶火灾是火灾的一种，它是船舶

3、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

4、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112门章（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

5、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

6、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。*1水灭火利用方式的发展水利用方式朮痢直径Gnni适用场台用水星/固体火灾很大水喷淋L 2固休火灾大水喷雾 1固库、闪点周于西匚液体火 灾、电气火灾、气体火灾较小 0-4固住表面火灾、1哽低火矢屯 气换气悴火灾很小细水雾灭火技术在消

7、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

8、18日颁布，8月9日开始实施。7月26 0,96版N FPA 750 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N FPA 750标准并结合我国实际

9、 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

10、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

11、，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（water spray）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N FPA750（Na tional Fire Prot

12、ection Association）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DvO. 99不大于1 000m。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 DvO. 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. l=2001xm同DvO. 9=400 m连线之间的部分。【1】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

13、，或者第2级细水雾分界线右侧至DvO. 99=1 0001xm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1 0001xm。在NFPA 750中定义的细水雾，既包含了NFPA 15中定义的一部分水 喷雾系统(Water Spray)，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4001xm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

14、水雾可分为3类，见图1。-17 -1 /TT-一J-21 1 1III.111 t 1 J 1 t 11 E 1IW756(45301500100 200 300 400500 600 700 帥0 900 1000水捎直社(pm)富THE一廷尋图1细水雾分类图I类细水雾：累积百分容积分布曲线全部位于连接DV0仁100pm和DV 0.9= 200pm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DV 0仁200pm和DV 0.9= 400pm连线的左边。这类细水雾可以通过 压力喷射

15、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：DV 0.9大于400pm，或者曲线任何部分超过II类分界线的右边(但 DV 0.9 lOOOm ），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