账号 密码 保存登入记录 免费注册 | 互动留言   

1
  文章搜索

 相关阅读
   某地下车库雨水排水系统改造设计 04-01

   世界污水处理厂 TOP10 03-01

   2014版《室外排水设计规范》局部修订解读 02-01

   城市二次供水加压方法与管理模式探讨 01-01

   水厂水泵机组存在问题分析及解决措施 12-01

   马来西亚Pantai地下式污水处理厂工程设计特点 11-01

   浅谈水土流失对饮用水水源地的影响及防治对策 10-01

   北京市雨水利用示范工程实例分析 09-01

   膜生物反应器(MBR)和人工湿地(CW)用于农村小型污水处理站的比较研究 08-01

   高浓度含磷废水处理工程实例 07-01

   垃圾渗沥液处理站的工艺改造 06-01

   精细化工园区综合废水治理工程实例 05-01


 随机推荐
   财政部部长谢旭人重申不收“过头税” 07-27

   给排水工程的绿色环保 10-01

   李克强:不断深化改革民间投资积极性 06-23

   宪法宣誓制度应尽快确立具体规则 10-29

   广州到2015年农村污水处理率达七成以上 05-29

   祝贺我协会编制的《泉州市节水产品推荐目录》通过评审 06-29

   北京二手房买卖中介费标准统一下调0.5% 08-29

   厦深铁路9月1日联调联试 漳州3站员工8月20日进站 07-29

   第二届中国(北京)国际管业展览会将于2012年6月28日举行 12-08

   蔬菜流通成本被指高达70% 04-26

   小城镇落户限制全面放开 11-16

   习近平:坚定不移打赢禁毒人民战争 06-26

 热门评论
   123456:1 查看

   情牵如梦:认真学了 查看

   情牵如梦:学习了。 查看

   情牵如梦:不错的软件 查看

   情牵如梦:好资料。推广 查看

   情牵如梦:很好的软件。 查看

   情牵如梦:很好 查看

   情牵如梦:学习了 查看

   情牵如梦:好好学习 查看

   情牵如梦:辛苦了。楼主 查看

   情牵如梦:不错 查看

   情牵如梦:很好 查看

   您当前位置: 海西给排水 >> 技术论文 >> 会议论文 >> 正文
快速响应旋转型喷头自动喷水灭火系统设计浅析

文章来源:海西给排水 发布时间:2013-07-01 09:15:44 阅读次数:7862 次 [关闭]

赵宇1,肖睿书1,邓成运1,颜日明2

(1.广西华蓝设计<集团>有限公司,广西南宁530011;2.广州龙雨消防设备有限公司,广州510300)

摘要:介绍了快速响应旋转型喷头自动喷水灭火系统的设计,建立了经国家消防装备质量监督检验中心检验合格的专利喷头流量计算公式,采用了消防泵稳压缓冲装置等技术;可供大中小空间建筑消防给水系统设计和审查人员参考。

关键词:快速响应;旋转型喷头;国家消防装备质量监督检验中心;专利喷头流量计算公式;消防泵稳压缓冲装置;设计浅析

1 前言

《旋转型喷头自动喷水灭火系统技术规程》[1](以下简称《规程》)自2006年12月1日施行以来,深受建筑消防给水系统设计人员的欢迎。《规程》指出,旋转型洒水是我国自主开发的新型喷头,具有结构简单、性能稳定、喷洒密度均匀、洒水覆盖面积大、响应快速、灭火效率高的特点。采用旋转型洒水喷头的自动喷水灭火系统,在保证喷水强度的前提下,可以加大喷头布置间距,减少喷头设置数量,从而简化管道系统。它采取了旋转式腔体设计,增添了控制出水和喷淋效果的圆锥活塞分流器,确保射出大水滴,有助于提高大水滴穿透火舌的能力,尽快抵达可燃物表面,借助覆盖喷洒旋转水流形成的强大下压风力,达到迅速吹熄淋灭火舌的目的。

喷头由感应部件和布水部件组成(详见图1和图2)。感应部件采用玻璃球,平时布水部件采用胶圈密封圆锥活塞分流器和旋转式腔体。火灾发生时,感温玻璃球受热破碎,分流器在重力作用下(下垂型)或在水力作用下(直立型、扩展覆盖型)移位,被分流器封闭在管道内的水流进入旋转式腔体,并从喷头喷出,利用两束对称水流的反作用力不停地(面向调节螺丝)顺时针360°旋转,将水甩出,称为水力自动旋转大水滴布水旋风灭火方式。非旋转喷头受溅水盘和支架双杆阻挡,喷出小水滴呈狭长带状并有干涸空白区,短边的射流长度(相当于保护半径)亦被约束得很短,出口动水压力超过0.3MPa时开始半雾化,压力越大,雾化越严重,灭火效率亦越低。而旋转喷头则相反,压力愈大灭火效果愈好。

 

 

旋转型喷头结构示意

 

 


 

2  LAS-25喷头外观

由于旋转型喷头没有溅水盘和挡板,因此下垂型(含吊顶型)、直立型和扩展覆盖面型喷头的均匀布水和劲旋强风灭火效果都十分良好。网架透空吊顶推荐下垂型,喷头安装高度≤13m(DN15)、15m(DN20)和18m(DN25~40)。

《规程》23页“表2”报道了LAS-25中口径喷头和标准喷头的对比试验。在喷头工作压力0.25MPa和安装高度5m的条件下,以国家制定1A木垛作为试验的结果表明,前者灭火时间仅为8s~16s,木垛火堆完全熄灭,而后者无能力熄灭,前者灭火效果十分明显。由国家消防装备质量监督检验中心完成的试验结果,验证旋转喷头同时兼有强风和雨淋迅猛交替吹熄淋灭的特殊功能。

2 专利喷头流量计算公式

旋转型喷头整体技术目前居世界领先水平,具有专利权,亦称专利喷头。由于圆锥活塞分流器和旋转式腔体在两束对称水流相互作用下,喷头均适应0.10~1.20MPa的动水压力,而其流量受到旋转式腔体的一定影响;以《自动喷水灭火系统设计规范》[2](以下简称《喷规》)公式(9.1.1)q=K(10P)0.50为模式,根据五种规格喷头的多次试验数据,建立下列标准式:

q=K(10P)n                     (1)

10P=q/ K1/n                (1a)

式中  q?专利喷头流量(L/min);

      K?喷头流量系数;

      P?喷头设计动水压力(MPa),一般取0.10~0.90;

      n?幂指数,n=0.42~0.46<0.50。

LAS-15~40专利喷头水力参数详见表1。

1           LAS-1540专利喷头水力参数

LAS

-

K

n

P

MPa

q

L/s

P

MPa

q

L/s

P

MPa

q

L/s

P

MPa

q

L/s

P

MPa

q

L/s

P

MPa

q

L/s

15

90

0.46

0.10

1.50

0.20

2.06

0.30

2.49

0.40

2.84

0.50

3.14

0.90

4.12

20

142

0.46

0.10

2.37

0.20

3.26

0.30

3.92

0.40

4.48

0.50

4.96

0.90

6.50

25

242

0.43

0.10

4.03

0.20

5.43

0.30

6.47

0.40

7.32

0.50

8.06

0.90

10.4

32

281

0.42

0.10

4.68

0.20

6.27

0.30

7.43

0.40

8.38

0.50

9.21

0.90

11.8

40

310

0.42

0.10

5.17

0.20

6.91

0.30

8.20

0.40

9.258

0.50

10.2

0.90

13.0

表1说明当P=0.90MPa时,选用K=281喷头对应q=11.8L/s与文献公式[2]计算结果14.1 L/s相差较多,(1)式体现了专利喷头水流动能略比非旋转喷头减少,其差值用于增强下压风力参与灭火。

《喷规》8.0.5指出,轻、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.40MPa,其一是《喷规》表8.0.7推荐的配水管控制的(K=80)标准喷头数对应的管径就偏小,现在旋转型喷头的K值高达90~310,表8.0.7也不适用于K>80非旋转喷头的匹配管径要求;其二是各种口径非旋转喷头K=80~363,当喷头动水压力超过0.3MPa时,易导致像姜文源专家报道的喷水半雾化现象发生,当动水压力达到0.5~0.9MPa时,非旋转喷头严重雾化半洒水,半雾浮状上空浓密集中至下方稀疏分散的微小细雨水量虽然加大反而灭火效率下降。可是旋转型喷头却截然不同,在水量增多的同时,旋转加快使下压风力迅速加强,不存在半雾化问题,暴风雨大水滴穿透火舌灭火效果极佳。这说明非旋转喷头使用于高大净空场所时,除应注意加大匹配管径外,尚需严格控制作用喷头的动水压力。笔者建议必要时以减压孔板代替减压阀(长期静止水流状态易导致火灾发生时减压阀失灵),若选用旋转型喷头,则可充分利用系统所能提供的高中低水压,灵活掌握K值等水力计算参数,不宜轻易采取减压措施,发挥新型喷头适应压力范围宽和灭火效率高的优势。

3 消防泵稳压缓冲装置

广西某一县城多功能体育馆大空间中至中平面尺寸=60.9×56.7=3453(m2),网架透空吊顶标高为15.0~15.8(m),据此布置了共13×11=143(只)LAS-25旋转型喷头,按矩形布置,长边×短边=5.62×4.45=25(m2),符合《规程》要求。以12只喷头同时开放设计,作用面积达到12×25=300(m2)。作为控制性估算,平均每只喷头P=0.18MPa且qo=5.19L/s,合计62.3L/s。初估扬程H=36m。

文献[3][4][5][6]报道,从安全供水角度出发,若选用恒压切线消防泵时,应校核水泵额定流量乘以67%折减系数后是否略大于系统设计流量,说白了就是要按设计流量乘以1.5来选泵。本例设计流量=62.3L/s,即62.3×1.5=93.5(L/s);查文献[4]17页序号64,选XBD50-40-HY切线泵三台,二用一备,单台Q=0~50L/s,HN=40m,额定扬程不能调节,N=37kW,可满足设计要求。遵照文献[6]精神选用稳压缓冲消防泵,则不必考虑67%或1.5系数问题,查文献[3]97页,选XBD4/60-45-SHY缓冲泵二台,一用一备,单台流量Q=0~60L/s,HN=40m,N=45kW,由于它是普通消防泵增加了出口稳压缓冲装置,允许现场调节额定扬程至36m,流量可增加至66.7L/s,留有11%的余地。值得一提的是,文献[3]94页的说明仅适用于切线泵,它与缓冲泵无关,文献[3]审定人和负责人同意下次修编时予以删除。并同意把93页Q~P曲线Q值延长至额定流量QN的1.6倍,满足Q=1.5QN时,P值为额定扬程PN的65%或以上。

4 配水支干管管径选择

以内外壁热镀锌(涂塑消防专用)钢管为例,将LAS-25旋转型喷头(平均P=0.18MPa)配水支干管流量、管径、控制喷头数等参数列于表2(涂塑钢管可酌情缩小一号管径)。

2   LAS-25喷头配水支干管流量、管径、控制喷头数(P=0.18MPa

DN/mm

喷头数/只

流量Q/(L?s-1

流速v/(m?s-1

比阻A/(kPa?m-1)(L?s-1-1.85

单位水损I /(kPa?m-1)

50

1

5.2

2.65(2.33)

0.1279986(0.0498570)

2.70(1.05)

65

2

10.4

3.04(2.80)

0.0331139(0.0145143)

2.52(1.10)

80

3

15.6

3.23(2.97)

0.0143176(0.0062854)

2.31(1.01)

100

4

20.8

2.49(2.35)

0.0037903(0.0017685)

1.04(0.49)

125

5~6

31.1

2.42(2.27)

0.0013155(0.0006077)

0.76(0.35)

150

7~10

51.9

2.82(2.71)

0.0005517(0.0002694)

0.82(0.40)

200

11以上

77.9

2.31(2.25)

0.0001266(0.0000633)

0.40(0.20)

注:①开放喷头数最多按15只考虑。②I=AQ1.85(kPa/m)。

5 讨论

①类似于多功能体育馆的非仓库类高大净空场所设置自动喷水灭火系统时,宜推广应用各种快速响应旋转型喷头自动喷水灭火系统,确保大空间建筑消防给水系统的安全运行。

②自喷泵吸水管上需加装带桶型过滤软密封闸阀,满足GB 50261[7]之4.2.3的1款要求。开式旋转型喷头匹配浮动阀芯电磁阀(水流可垂直向上)系统代替传统开式喷头匹配雨淋阀或传统电磁阀(只能卧式安装)系统在无减压阀的条件下,它对水源浑浊度(可≤20°)没有严格限制,允许采用经过沉淀的消防水池吸水井作为水源。

③本自喷系统匹配的大口径报警阀宜推广应用PN=1.6MPa提高压力级别,湿式报警阀阀瓣具有止回功能,应在报警阀出口侧加装DN20小口径安全阀 [8];以达到长期安全使用的目的。

④建筑平面尺寸大,管道布置有难度,不论无吊顶车库、仓库或有吊顶大中小空间场所,均适宜采用旋转型喷头[9]。彻底解决了文献[2]之7.1.7有关货架内喷头集热挡水板的构造问题,本产品鼓形旋转式腔体采用铝合金制作,集热能力更强,闭式喷头快速响应时间(RT)与普通早期抑制快速响应(ESFR)喷头基本持平,有利于早期抑制火灾的蔓延。

⑤扩展覆盖面旋转型喷头在中轻危险级(喷水强度I≤8L/min?m2)建筑的车库、公寓、医院病房、办公室、娱乐、餐饮间等顶板为水平面(含喷头前方2m以外有次梁下垂)的隔墙(或无隔墙)向下倾斜45°(水平支管末端加45°弯头)安装。调节螺丝离开顶板150~850mm。该喷头特别适宜现状豪华天花未设有自喷灭火系统场所的改造,安装扩展喷头不必拆除豪华天花亦不会影响营业。对于露天设置的单台容量在40MV?A及以上的厂矿企业整流机组与动力变压器,也可采用开式扩展喷头进行暴露防护,覆盖喷洒旋风灭火降温效果良好。大面积和大跨度(柱距>8m)车库非常适宜采用DN15~20直立型旋转喷头,立体车库侧边安装的喷头更应采用扩展覆盖面旋转型代替非旋转边墙型,前者保护宽度(净宽)、覆盖均匀程度和大水滴穿透火舌旋风灭火效果都大大地优于后者。

⑥旋转型喷头图例

参考文献:

[1] CECS 213:2006,旋转型喷头自动喷水灭火系统技术规程[S].

[2] GB 50084-2001(2005年版),自动喷水灭火系统设计规范[S].

[3]04S204,消防专用水泵选用及安装[S].

[4]罗定元,丁再励?新编国家标准图集《消防专用水泵选用及安装》(04S204)简介[J]?给水排水,2004,30(8):112.

[5]罗定元?恒压切线泵的工作特点及设计选用注意事项[C]?全国建筑给水排水委员会水消防分会第三次年会暨国际自动喷水灭火技术交流会论文集?2004,86-87.

[6]肖睿书,赵永代,闫利国?对消防泵选用设计的改进[J]?消防技术与产品信息,2005,(3):20-23.

[7]GB 50261-2005,自动喷水灭火系统施工及验收规范[S].

[8]何沛?消防供水安全设施的几个问题[J]?给水排水,2008,34(10):124-125.

[9]姜文源?旋转型喷头和旋转型喷头自动喷水灭火系统[J]?水务世界,2007,(3):12-15.

[10]肖睿书,陈如融,莫涛涛?自喷灭火稳压系统的选用设计改进[J] ?中国给水排水,2009,25(10):40-44.

赵宇:530011 南宁市华东路39号   TEL:0771-2438054,15177931969肖睿书:13517816681     E-mail:zhaoyu1365@163.com     邓成运:13117615579      颜日明:510300 广州市海珠区广州大道南911号中智商务大厦621   TEL:020-28373102,13922796666



访客评论(0):
用 户 名: 密码: [立即注册]

评论内容: 您还未登入,请先登入



 

关于海西给排水 协会简介 联系我们
Copyright (C) 2010—2011 福建海西给排水 版权所有
主办:泉州市给排水协会  地址:泉州市丰泽区安吉路中段中骏柏景湾5号楼
电 话:0595—22558258 微信:18959902003 邮箱:qw22558258@163.com QQ交流群:23326577
经营许可证号:闽ICP备13021762号-1 
运行时间: 0.15625190734863 秒