CN113144471A - 一种用于变电站灭火的超细水雾系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于变电站灭火的超细水雾系统及其操作方法，所述超细水雾系统，包括：水箱、供水管网、泵组控制柜、报警控制器和探测器；水箱的进口设置有进水管，进水管设置有电磁阀；水箱的出口经输水泵与供水管网的进口相连通，供水管网设置有压力传感器；水箱的出口经稳压泵与供水管网的进口相连通，稳压泵用于将供水管网的管压维持在1.0～1.2MPa；供水管网的预设位置设置有出口，出口处安装有喷头；喷头用于喷出粒径小于等于50μm的细水雾进行灭火。本发明的超细水雾系统用于变电站灭火，拥有水基灭火系统的优点且无毒、没有腐蚀性，能够极大地降低火灾损失和水渍损失。

Description

一种用于变电站灭火的超细水雾系统及其操作方法

技术领域

本发明属于变电站消防灭火技术领域，特别涉及一种用于变电站灭火的超细水雾系统及其操作方法。

背景技术

鉴于变电站在整个电力领域所处的重要地位，其火灾防范至关重要。目前，变电站应用较多的灭火方式主要有七氟丙烷灭火系统、二氧化碳灭火系统和水喷雾灭火系统等。上述现有灭火技术运用于变电站时存在着一定的缺陷和不足，具体包括：

(1)采用七氟丙烷系统灭火时，七氟丙烷在热态情况下会产生酸性物质，腐蚀性会造成设备的二次损伤，且火灾中产生的烟气对于电子、电气设备造成的污渍损失很大；

(2)采用二氧化碳气体灭火系统虽然没有腐蚀性，在密闭空间内也有很好的防护效果，并且现在已应用于电子设备的防护，然而，它要求保持具有毒性的高浓度，并在低温下释放，这对于电子设备和工作人员将产生较严重的危害；

(3)常用的水喷雾灭火系统，由于水滴直径偏大、水流量大，水滴会因为直接落在高温设备表面引起快速冷却而导致设备损坏等，且很多情况下易造成水浸渍损失。

综上，亟需一种新的应用于变电站的超细水雾系统灭火方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于变电站灭火的超细水雾系统及其操作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的超细水雾系统用于变电站灭火，拥有水基灭火系统的优点且无毒、没有腐蚀性，能够极大地降低火灾损失和水渍损失。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种用于变电站灭火的超细水雾系统，包括：水箱、供水管网、泵组控制柜、报警控制器和探测器；

所述水箱的进口设置有进水管，所述进水管设置有电磁阀；

所述水箱的出口经输水泵与所述供水管网的进口相连通，所述输水泵用于从所述水箱向所述供水管网输水；所述供水管网设置有压力传感器，用于采集所述供水管网的管压；

所述水箱的出口经稳压泵与所述供水管网的进口相连通，所述稳压泵用于将所述供水管网的管压维持在1.0～1.2MPa；

所述供水管网的预设位置设置有出口，所述出口处安装有喷头；所述喷头用于喷出粒径小于等于50μm的细水雾进行灭火；

所述泵组控制柜用于控制所述电磁阀、输水泵和稳压泵；

所述探测器用于探测预设区域的信息数据并输出；

所述报警控制器用于接收所述探测器的输出，并与预设阈值比较；在满足预设条件的情况下，所述报警控制器控制所述喷头喷出细水雾进行灭火。

本发明的进一步改进在于，所述进水管还设置有过滤器。

本发明的进一步改进在于，所述水箱内设置有液压计；

所述泵组控制柜接收所述液压计输出的采集数据，并与预设压力阈值比较；在满足预设判断条件的情况下，所述泵组控制柜控制所述电磁阀打开或关闭。

本发明的进一步改进在于，所述输水泵的进口与所述水箱的出口之间的连通管道上设置有补水阀；所述稳压泵的进口与所述水箱的出口之间的连通管道上设置有调节阀。

本发明的进一步改进在于，所述探测器为感温探测器。

本发明的进一步改进在于，所述水箱的出口还通过备用泵与所述供水管网的进口相连通。

本发明的进一步改进在于，所述喷头为开式或闭式的高压细水雾喷头。

本发明的进一步改进在于，所述输水泵的出口与所述供水管网的进口之间设置有止回阀。

本发明的一种用于变电站灭火的超细水雾系统的操作方法，包括以下步骤：

泵组控制柜控制电磁阀打开或关闭，对水箱进行补水；

泵组控制柜接收压力传感器采集的管压信息，并控制输水泵向供水管网输水以及控制稳压泵将供水管网的管压维持在1.0～1.2MPa；

探测器探测采集预设区域的信息数据并输出给报警控制器；在报警控制器内，将所述信息数据与预设阈值比较，在满足预设条件的情况下，报警控制器控制喷头喷出粒径小于等于50μm的细水雾进行灭火。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的超细水雾系统用于变电站灭火，拥有水基灭火系统的优点且无毒、没有腐蚀性，能够极大地降低火灾损失和水渍损失。具体的，超细水雾是粒径小于等于50μm的细水雾，细小水滴高效吸收热量，且通过细水雾的阻隔辐射热作用，能在极短的时间实现保护空间内的均匀降温,细小水滴迅速受热后汽化形成原体积1700倍的水蒸气，最大限度地排斥着火点附件的氧气和其他可燃气体,使燃烧物质周围的氧含量降低,燃烧立即受抑制或中断，并防止了火灾的复燃；灭火时细水雾对人体无害,对环境无影响,不会在高温下产生有害的分解物质。同时，由于细水雾的滴粒径小，质量轻，喷雾时水呈不连续性,可长期悬浮在空气中,绝大部分雾滴受热蒸发,洒落到设备上的水滴少而且不连续,水渍损失很小，因而具有良好的电气绝缘性,不会影响电气设备的正常运行。此外,细水雾的消烟作用,不仅可以粘附火灾烟气中的有毒颗粒,改善火场逃生环境,还可以有效的吸附电气火灾中有腐蚀作用的CO、HCL和HF,能有效降低烟气对设备的二次损害；细水雾系统所需的水量是传统水喷雾的1/10～1/5，消防水池体积变小。

本发明中，细水雾灭火系统能够承受保护区域一定限度的通风,对保护空间无密封性和耐压性要求，这是气体灭火系统力所不能及的；同时细水雾所具备良好的穿透能力,可不受空间内障碍物的遮挡,仍然可以发挥灭火效能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种用于变电站灭火的细水雾灭火系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中，细水雾灭火系统的工作流程示意图；

图中，1、泵组控制柜；2、过滤器；3、电磁阀；4、补水阀；5、水箱；6、液压计；7、输水泵；8、止回阀；9、报警控制器；10、感温探测器；11、喷头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例的一种用于变电站灭火的超细水雾系统，包括：

泵组控制柜1，用于控制输水泵7、稳压泵、备用泵和相应的阀门(包括电磁阀3)；

水箱组件，所述水箱组件中的水箱5的进口设置有进水管，用于向水箱5内补水；示例性的，所述进水管沿水流流动的方向依次设置有过滤器2和电磁阀3；所述水箱5内设置有液压计6，所述泵组控制柜1接收所述液压计6的采集数据，并根据所述采集的数据对所述电磁阀3进行打开或关闭控制；所述水箱5的出口分别设置有输水泵7、稳压泵(优选的，还可以设置有备用泵)；输水泵7、稳压泵的出口与灭火用的供水管网相连通；所述供水管网包括输水主管路和多个输水支路；所述供水管网在预设的灭火区域设置所述输水支路，所述输水支路设置有输水控制开关阀和喷头11，所述喷头11用于喷出粒径小于等于50μm的细水雾；优选的，供水管网的管压维持在1.0～1.2MPa。所述输水泵7与所述供水管网之间设置有止回阀8。所述输水泵7与所述水箱5之间设置有补水阀4。

感温探测器10，用于采集预设区域的温度；报警控制器9，用于接收感温探测器10采集的温度数据，并与预设阈值比较，当采集的温度数据大于等于预设阈值时，控制打开对应区域的输水控制开关阀，实现灭火。

本发明实施例中，示例性的，所述泵组控制柜1设置有主电源和备用电源，均为3×380/220-50Hz。

本发明实施例中，所述喷头11为高压细水雾喷头(示例性的，可是开式或闭式)。

本发明实施例中，还包括：补水泵，用于水箱5的补水。

超细水雾灭火系统是在传统的水喷淋灭火系统的基础上发展起来的一种新型消防技术，系统用水量是水喷淋系统的1/10～1/5,它拥有水基灭火系统的优点且无毒、没有腐蚀性,可极大地降低火灾损失和水渍损失，使工业生产系统能快速恢复。由此可见，超细水雾系统在变电站灭火系统是一种具有发展前景的灭火形式。

请参阅图2，本发明实施例的一种用于变电站灭火的超细水雾系统的工作原理包括：

步骤一，在准工作状态下，超细水雾系统从泵组出口至区域阀前的管网由稳压泵维持压力1.0～1.2MPa，阀后空管(闭式湿式系统是从泵组出口至喷头11的管网维持一定压力)。

步骤二，发生火灾后，由火灾报警系统联动(报警控制器9和泵组控制柜1)开启对应的区域控制阀和输水泵7，喷放细水雾灭火；其中，喷头11喷出粒径小于等于50μm的细水雾；或者，手动开启对应的区域输水控制开关阀，管网降压自动启动主泵，喷放细水雾灭火。

步骤三，经人员确认火灾扑灭后，手动关闭主泵和区域控制阀，火灾报警系统复位，管网恢复、系统复位。

本发明实施例可选的，闭式系统需要火源处闭式喷头玻璃泡的温度达到动作温度，玻璃泡破碎，管网降压自动启动主泵，压力水经打开的闭式喷头喷放细水雾灭火。

本发明实施例的系统或灭火方法具有的优点包括：可高效吸热，急速降温；利用隔绝氧气的方式，窒息灭火；可阻隔辐射热；绿色环保，综合防灾能力强。其中，超细水雾的防灾机理主要是由于细水雾独特的特性决定的，比起常规的水滴，具有如下优点：

(1)高效吸热，急速降温；高压细水雾由非常细小水滴组成，细水雾喷向火灾区域时，会大量吸热浸湿而蒸发汽化。由热力学可知，水的汽化潜热很大，大约可达2257kJ/kg，远比水的温升吸热量(387kJ/kg)大得多。对于相同的水量，细水雾雾滴由于直径小其所形成的表面积至少比传统水喷淋喷头(包括水喷雾喷头)喷出的水滴大100倍，因此超细水雾可以快速充满整个空间，吸收大量热量，其冷却作用是非常明显的。

(2)隔绝氧气，窒息灭火；高压细水雾系统产生的细小水滴因为具有较大的表面积，其在迅速受热后汽化形成原体积1680倍的水蒸气，在燃烧物周围形成一道屏障，最大限度地排斥着火点附近的氧气和其他可燃气体，使燃烧物质周围的氧含量降低，当可燃物周围的氧气浓度低于18％时，火势便不易继续燃烧﹐燃烧即会因缺氧而受抑制或中断。系统启动后形成水蒸气在完全覆盖整个着火面的情况下，时间越短，窒息作用越明显。

(3)阻隔辐射热；细水雾喷入火场后，快速汽化形成雾化空间，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。细水雾还具有消烟释毒、均衡冷却和乳化等作用，在灭火过程中，往往会有几种作用同时发生，从而有效灭火。

(4)高效，持续灭火能力强；高压细水雾系统所产生的细小水滴高效吸收热量，且通过细水雾的阻隔辐射热作用，能在极短的时间实现保护空间内的均匀降温，细小水滴迅速受热后汽化形成原体积1680倍的水蒸气，最大限度地排斥着火点附件的氧气和其他可燃气体，使燃烧物质周围的氧含量降低，燃烧立即受抑制或中断，并防止了火灾的复燃。细水雾灭火系统的用水取用方便、连续供水能力强、灭火效能高。细水雾灭火系统具有持续灭火能力，可重复启动，有效防止复燃及扑灭蔓延火灾。避免了气体灭火系统、泡沫灭火系统等在可持续性灭火、火灾复燃的二次启动方面存在着的严重缺陷；同时细水雾灭火系统构成灵活，便于实现供水系统资源共享，更适用于工程应用。

(5)安全，良好的电气绝缘性；灭火时细水雾对人体无害，对环境无影响，不会在高温下产生有害的分解物质。同时由于细水雾的滴粒径小，质量轻，喷雾时水呈不连续性，可长期悬浮在空气中，绝大部分雾滴受热蒸发，洒落到设备上的水滴少而且不连续，水渍损失很小，因而具有良好的电气绝缘性，不会影响电气设备的正常运行。此外，细水雾的消烟作用，不仅可以粘附火灾烟气中的有毒颗粒，改善火场逃生环境，还可以有效的吸附电气火灾中有腐蚀作用的CO、HCL和HF，能有效降低烟气对设备的二次损害。

(6)节省空间，安装快捷，运营维护成本极低，投入性价比高；高压细水雾系统所需的水量是传统水喷雾的1/10～1/5，消防水池体积变小。系统可使用小口径的不锈钢管，管道管径小，重量轻，且多数不锈钢可以进行人工弯曲作业，因此安装极为方便，有效地节省系统安装成本。高压细水雾系统的使用寿命正常为50年，只需要定期(一般情况下半年)对系统进行一次换水处理即可，运营维护工作简单易操作，维护成本极低。从长期使用角度上对比计算，是目前投入性价非常高的消防系统。

(7)对保护空间无密封性和耐压要求。细水雾灭火系统能够承受保护区域一定限度的通风，对保护空间无密封性和耐压性要求，这是气体灭火系统力所不能及的；同时细水雾所具备良好的穿透能力，可不受空间内障碍物的遮挡，仍然可以发挥灭火效能。

(8)绿色环保，综合防灾能力强。高压细水雾具有很强的吸热、阻隔热辐射以及除烟性能，从而有利于火场中的人员逃生。此外，细水雾的灭火介质为水，灭火时不会产生任何分解物质，不会产生温室效应，对环境及人体无害。

本发明实施例中，超细水雾系统与常规水喷雾、气体灭火比较，如表1所示，具体包括：超细水雾系统就灭火效果、安全环保、灭火损失、应用场合及维护保养五个方面，与传统的气体灭火系统、常规水喷雾系统进行比较。

表1超细水雾系统与常规水喷雾、气体灭火优缺点比较

在国内，细水雾已成功应用于上海500kV静安地下变电站、南京110kV鼓楼变电站、重庆珞璜电厂、扬州第二发电厂和浦东国际机场等诸多工程中，其应用场所包括变电站、电缆隧道、电缆夹层、液压站、润滑油站等。细水雾在消防方面的应用始于40年代，当时主要用于特殊的场所，如运输工具等。国内关于水雾灭火系统的研究始于20世纪90年代末，其研究应用最多的有高压两相细水雾灭火系统、低压单相水喷雾灭火系统、高压单相细水雾灭火系统等。在电力行业灭火系统中，由于其独特的优点，灭火剂本身无毒无害，灭火快、不导电、大幅减少水渍及吸附烟气方便人员疏散等，开始被大家逐渐认可。且近几年来，我国积极开展细水雾灭火系统的研究，列入了国家“九五”科技攻关项目。目前在电力行业灭火系统中，细水雾灭火系统已经投入了工程实际运用。目前，已经有近十个省制订了细水雾灭火系统的地方标准，且有关细水雾灭火系统的国家标准在2014年1月1日开始实行，对规范我国细水雾灭火系统的设计、施工和监督管理起到了积极的作用。

目前在南网，变电站灭火形式主要是常规水喷雾、气体或者泡沫。鉴于超细水雾此技术具有众多的优点，另在南京普通变电站鼓楼变电站已有实际应用，这些对超细水雾灭火系统在南网变电站的推广应用有重大的参考意义。综上，本发明一种超细水雾系统在变电站灭火的方法，创新性地利用超细水雾系统灭火，具有无毒，没有腐蚀性，且极大地降低了火灾损失和水渍损失，使工业生产系统能快速恢复的特点，超细水雾系统在变电站灭火系统是一种具有发展前景的灭火形式。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于变电站灭火的超细水雾系统，其特征在于，包括：水箱(5)、供水管网、泵组控制柜(1)、报警控制器(9)和探测器；

所述水箱(5)的进口设置有进水管，所述进水管设置有电磁阀(3)；

所述水箱(5)的出口经输水泵(7)与所述供水管网的进口相连通，所述输水泵(7)用于从所述水箱(5)向所述供水管网输水；所述供水管网设置有压力传感器，用于采集所述供水管网的管压；

所述水箱(5)的出口经稳压泵与所述供水管网的进口相连通，所述稳压泵用于将所述供水管网的管压维持在1.0～1.2MPa；

所述供水管网的预设位置设置有出口，所述出口处安装有喷头(11)；所述喷头(11)用于喷出粒径小于等于50μm的细水雾进行灭火；

所述泵组控制柜(1)用于控制所述电磁阀(3)、输水泵(7)和稳压泵；

所述探测器用于探测预设区域的信息数据并输出；

所述报警控制器(9)用于接收所述探测器的输出，并与预设阈值比较；在满足预设条件的情况下，所述报警控制器(9)控制所述喷头(11)喷出细水雾进行灭火。

2.根据权利要求1所述的一种用于变电站灭火的超细水雾系统，其特征在于，所述进水管还设置有过滤器(2)。

3.根据权利要求1所述的一种用于变电站灭火的超细水雾系统，其特征在于，所述水箱(5)内设置有液压计(6)；

所述泵组控制柜(1)接收所述液压计(6)输出的采集数据，并与预设压力阈值比较；在满足预设判断条件的情况下，所述泵组控制柜(1)控制所述电磁阀(3)打开或关闭。

4.根据权利要求1所述的一种用于变电站灭火的超细水雾系统，其特征在于，

所述输水泵(7)的进口与所述水箱(5)的出口之间的连通管道上设置有补水阀(4)；

所述稳压泵的进口与所述水箱(5)的出口之间的连通管道上设置有调节阀。

5.根据权利要求1所述的一种用于变电站灭火的超细水雾系统，其特征在于，所述探测器为感温探测器(10)。

6.根据权利要求1所述的一种用于变电站灭火的超细水雾系统，其特征在于，所述水箱(5)的出口还通过备用泵与所述供水管网的进口相连通。

7.根据权利要求1所述的一种用于变电站灭火的超细水雾系统，其特征在于，所述喷头(11)为开式或闭式的高压细水雾喷头。

8.根据权利要求1所述的一种用于变电站灭火的超细水雾系统，其特征在于，所述输水泵(7)的出口与所述供水管网的进口之间设置有止回阀(8)。

9.一种权利要求1所述的用于变电站灭火的超细水雾系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

泵组控制柜控制电磁阀打开或关闭，对水箱进行补水；

泵组控制柜接收压力传感器采集的管压信息，并控制输水泵向供水管网输水以及控制稳压泵将供水管网的管压维持在1.0～1.2MPa；

探测器探测采集预设区域的信息数据并输出给报警控制器；在报警控制器内，将所述信息数据与预设阈值比较，在满足预设条件的情况下，报警控制器控制喷头喷出粒径小于等于50μm的细水雾进行灭火。

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