喷淋结构

喷淋结构（共7篇）

喷淋结构 篇1

喷淋式空冷器因其较大的横断面积和不易移动性、冷水系统易被污染和喷嘴易被阻塞的缺陷, 在国内外的矿井降温中未得到广泛使用。但是它也有突出的优点, 如金属耗量少、传热效率高、能耗低等。随着科学技术的发展与进步, 上述缺点已基本得到解决, 特别是在矿内空气污浊的环境中, 表面式空冷器易污染、难于清洗, 因此在国外的矿井降温中, 喷淋式空冷器正在得到广泛推广使用。本文着重分析及介绍研发新型喷淋式空冷器的必要性、影响因素, 并对性能进行分析, 希望该空冷器能够在我国得到更多重视与推广应用。

1 研发的必要性

1.1 结构

表面式空冷器由基于多组的换热管束组成, 而喷淋式由多组排管和喷嘴组成。

表面式空冷器的换热管主要采用铜管 (不易腐蚀、传热效率高) ;喷淋式的主要换热元件是喷嘴, 冷水通过喷嘴将冷水喷进风流中, 以降低风流温度, 落下的水集中在集水池中, 再由水泵通过回水管道送回制冷站[1,2,3]。

由其结构可知, 喷淋式较表面式有以下优点:

(1) 防止环境污染方面。喷淋式不存在热交换表面污染问题, 可以长时间运行而不降低效率;而在表面式空冷器中, 防止换热管表面污染是相当困难的。实践表明, 在含尘量较大的巷道中, 表面式空冷器运行8 h之后, 其换热效率降低20%。

(2) 材料消耗和造价方面。喷淋式不用金属材料 (如铜材) , 而表面式需要用铜材。如一台传冷能力120 k W的表面式空冷器需铜材700 kg;喷淋式除箱体、水管、管件采用钢材外, 其余部分如均风板、挡水板、喷嘴等, 均可采用抗静电、阻燃的高强塑料。在同样传热量的条件下, 喷淋式的质量约为表面式空冷器的40%, 其造价约为表面式空冷器的1/6。

1.2 传冷性能

空冷器传冷能力主要取决于空冷器的风流参数 (温度、湿度和风量等) 、供水温度、水量, 以及水风比等因素。基于同样的风、水参数的条件下, 在水风比较小时, 表面式空冷器的传冷量大于喷淋式, 随着水风比的加大, 喷淋式的传冷量越来越大 (图1) 。表面式空冷器的传冷能力小于喷淋式的主要原因是:由于换热管的管壁热阻阻碍了热传导换热, 相反, 喷淋式则充分利用了风流与水的温差进行充分换热;另外, 井下冷却站环境空气污浊, 含尘量大, 增加了换热管壁的附加热阻, 降低了其传热能力。大量矿井使用经验表明, 由于环境污染, 表面式空冷器的传冷能力在短时间内降低1/5~1/3。

1.3 冷却后的风流参数

空冷器的出风流是干燥还是潮湿, 取决于风流的状态变化过程。影响喷淋式空冷器长期不能推广使用的一个重要原因是, 人们认为喷淋会使风流变得潮湿, 恶化作业环境。其实在矿井降温系统中, 供给空冷器的水温较低 (一般为5~10℃) , 而入风温度一般超过28℃, 因此, 冷水水滴界面上的分压力小于风流中水蒸气的分压力, 从而使水汽从风流中凝结出来, 使风流干燥, 并不会使风流变潮。实践表明, 2种类型空冷器的出风状态是相近的。

1.4 能耗

在表面式空冷器中, 由于风流通过密集的换热管而造成较大的通风阻力;而喷淋式只有水滴和挡水板造成通风阻力。试验表明, 同样传冷量的空冷器, 喷淋式的风机能耗仅为表面式能耗的1/3~1/2。但是, 喷淋式的供水能耗除喷水能耗与表面式相近外, 由于喷淋式为开口系统, 还需要克服较高的静水压力。两者的能耗比较见表1。

2 热交换效果影响因素分析

影响喷淋式空冷器热交换效果的因素很多, 诸如空气的流速、喷嘴类型与布置密度、喷嘴孔径与喷嘴前水压、空气与水的接触时间、空气与水滴的运动方向及空气与水的初、终参数等。但是, 对于一定的热、湿交换过程而言, 可将主要影响因素归纳为以下4个方面。

2.1 风流质量流速的影响

喷淋室内的热、湿交换首先取决于与水接触的风流的流动状况。然而在空气的流动过程中, 随着温度的变化其流速也将发生变化。为了引进能够反映空气流动状况的稳定因素, 采用空气的质量流速υρ (υ为风流速度, ρ为空气密度) 比较方便。υρ的计算公式为:

式中, MB为通过喷淋室的风量;f为喷淋室的横断面积[4,5]。

由此可见, 所谓空气的质量流速就是单位时间内通过喷淋室每平方米横断面的空气质量, 它不因温度的变化而变化。实验证明, 增大υρ可使喷淋室的热交换系数和接触系数变大, 并且在风量一定的情况下可以缩小喷淋室的横断面积, 从而减少其占地面积。但υρ过大, 也会增加挡水板过水量和喷淋室阻力。所以, 在该矿井条件下, υρ的取值范围为3.0~4.5 kg/ (m2·s) 。

2.2 水风比 (或称喷水系数) 的影响

喷水量的大小常以每冷却1 kg空气所用的水量, 即水风比来表示。如果通过喷淋室的风量为MB, 总喷水量为W, 则水风比为:

实验证明, 在一定范围内加大水风比可以增大热交换系数和接触系数。此外, 对不同的风流冷却过程采用的水风比也应不同。μ的具体数值应由喷淋室的热工计算来决定[6,7,8]。

2.3 喷淋室结构特征的影响

喷淋室的结构特性主要是指喷嘴排数、喷嘴密度、排管间距、喷嘴型号、喷嘴孔径和喷水方向等, 它们对喷淋室的热交换效果均有影响。风流通过结构特性不同的喷淋室时, 即使υρ与μ值完全不同, 也会得到不同的降温效果。

(1) 喷嘴排数。以各种减焓过程为例, 实验证明, 单排喷嘴的降温效果比双排的差, 而3排喷嘴的热交换效果与双排的差不多。因此, 工程多用双排喷嘴。只有当喷水量较大、如用双排喷嘴须用较高的水压时, 才用3排喷嘴。

(2) 喷嘴密度。每1 m2喷水室断面上布置的单排喷嘴个数称为喷嘴密度。实验证明, 喷嘴密度过大时, 水苗互相叠加, 不能充分发挥各自的作用;喷嘴密度过小时, 则因水苗不能覆盖整个喷水室断面, 致使部分风流旁通而过, 引起热交换效果降低。实验证明, 在矿井降温中多采用大孔径喷嘴 (孔径一般为5.5~9.0 mm) , 因此, 喷嘴密度一般为5~12个/ (m2·排) 。当需要较大的喷水量时, 通常靠保持喷嘴密度不变、提高喷嘴前水压的办法来解决。但喷嘴前的水压也不宜过大, 一般为0.25~3.00MPa。为防止水压过大, 可以增加喷嘴排数。

(3) 喷水方向。实验证明, 在单排喷嘴的喷淋室中, 逆喷比顺喷热交换效果好。在双排的喷淋室中, 对喷比双排均逆喷效果更好。显然, 这是因为单排逆喷和双排对喷时, 水苗能更好地覆盖喷淋室断面。如果采用3排喷嘴的喷淋室, 则以一顺两逆的喷水方式为好。

(4) 喷嘴间距。实验证明, 对于大孔径喷嘴, 无论是顺喷还是对喷, 排管间距均可采用800~1 000mm。在实际设计中, 应根据喷水压力和水苗特征予以确定, 加大排管间距, 对提高换热效果并无益处。

(5) 喷嘴孔径。实验证明, 在其他条件相同时, 孔径小则喷出的水滴细, 增加了与空气的接触面积, 所以热交换效果好。但是, 孔径小易堵塞, 需要的喷嘴数量多, 而且对于冷却干燥过程不利。所以, 在矿井降温中, 多采用大孔径喷嘴。

2.4 风流与水初始参数的影响

对于结构一定的喷水室而言, 风流与水的初始参数决定了喷淋室内热、湿交换推动力的方向和大小。因此, 改变风流与水的初始参数, 可以产生不同的热交换过程和结果。但是对于同一个热交换过程而言, 风流与水的初始参数的变化对2个热交换效率影响不大, 可以忽略不计。

通过以上分析可以看到, 影响喷淋室热、湿交换效果的因素是极其复杂的, 不能用单纯的数学方法来确定热交换系数和接触系数, 只能用实验的方法, 为各种结构特性不同的喷淋室提供各种热、湿交换过程下的经验公式, 其公式如下:

式中, A、A'、m、m'、n、n'均为实验的系数和指数。根据前苏联E.E.卡尔皮斯的实验数据 (实验条件:喷嘴密度为13个/m2排;υρ为1.5~3.0 kg/ (m2·s) ;喷嘴前水压为0.10~0.25 MPa) , 在喷嘴孔径为5mm、2排为一顺一逆时, 在风流冷却干燥过程中A=0.745, A'=0.755, m=0.07, m'=0.12, n=0.265, n'=0.270。

乌克兰科学院工程热物理研究所的A.H.Щербань院士提出反映风流相对焓降与喷淋式空冷器结构特征、风速及水对风流的喷淋程度之间的关系式为:

式中, ε为空冷器的有效系数, 即风流的焓降与最大可能焓降 (iB) 之比;i1, i2分别为空冷器前风流的初焓和经过冷却和干燥后风流的焓;iB为在风流温度等于空冷器回水温度、相对湿度等于100% (在矿井条件下, 经冷却干燥的风流的相对湿度实际上等于100%) 的条件下风流的焓值;vB为空冷器中的风速;μ为水风比;K为表征空冷器结构特征的系数, 其值见表2。

3 喷淋式空冷器的性能试验分析

矿用喷淋式空冷器在实际应用中, 风流和冷水的参数经常发生变化, 如风量、风温, 以及水量、水温等。这些参数的变化将对空冷器的性能产生较大的影响。

3.1 水量和水温与空冷器产冷量的试验分析

图2描述了在风流和供水温度一定的条件下, 水量与空冷器传冷量的关系。由图2知, 随着水量的增加, 传冷量随之上升, 但水量增加到12 m3/h时, 冷量上升的幅度变小。图3描述了在风流与水量一定的条件下, 水温与传冷量的关系。由图3知, 传冷量随着水温的升高而降低。

3.2 风量和进风温度与传冷量的试验分析

图4描述了在水流参数和风温一定的条件下, 风量与传冷量的关系。由图4知, 空冷器的传冷量随着风量的增加而加大。图5描述了在供水参数与风量一定的条件下, 供风温度与传冷量的关系。由图5知, 传冷量随着空冷器进风温度的上升而升高, 且升高的幅度较大。

4 结语

从结构和传冷性能等方面对矿井降温中用喷淋式空冷器取代表面式空冷器的必要性进行了研究, 并对风流通过喷淋式空冷器的实际过程进行了研究, 得到喷淋式的热交换效率及接触系数的计算方法。从风流质量流速、水风比、喷淋室结构特征、风流与水的初始参数几个方面对喷淋式空冷器热交换效果的影响进行了介绍, 最后对风量、风温, 以及水量、水温与传冷量的关系进行了分析研究。

参考文献

[1]舍尔巴尼А.Н.Шербань, O.A.克列姆涅夫, B.Я.茹拉夫连科.矿井降温指南[M].黄翰文, 译.北京:煤炭工业出版社, 1982.

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[8]宋孝伟, 赵盈.制冷系统在矿井泵房中的应用[J].中州煤炭, 2011 (9) :103-104.

喷淋结构 篇2

1 工程概况

该大库位于兰州东货场, 建筑面积7300m2, 井桩基础, 钢结构, 局部3层。自动喷淋系统是该工程的主要灭火设施之一, 采用湿式自动喷水灭火系统。整个大库均设有自动喷淋管道及喷头。喷头采用早期抑制快速喷头, 动作温度为60°。系统中设有稳压间, 包括稳压泵及稳压罐维持管网最高点0.16MPa灭火压力;室内消防用水由室外新建消防泵房提供, 屋顶上设有临时水箱, 提供10min灭火初期用水量。

2 自动喷水灭火系统工作原理

本工程根据设计图纸:为钢结构大库, 室内自动喷淋系统采用湿式自动喷水灭火系统, 即系统管路中保持定压满水。该系统包括:闭式喷头、管道系统、湿式报警和供水设备 (喷淋泵) 。湿式报警阀的上下管网均充以压力水, 当火灾发生时, 火源周围环境温度上升至60°, 导致火源上方喷头开启、出水、管网压力下降, 报警阀后压力下降致使阀板开启, 接通管网和水源, 供水灭火。与此同时, 带动水力警铃发出报警信号;管网中设有水流指示器, 水流指示器感应到水流流动, 也可发出电信号, 启动水泵供水。同时有感烟报警联动系统和手动报警按钮启动。整个系统设有稳压设备, 包括稳压泵和稳压罐维持管网最高点0.16MPa灭火压力;屋顶上设有临时水箱, 提供灭火初期10min用水量。

3 自动喷淋灭火系统的安装

根据设计图纸要求, 自动喷淋灭火系统采用镀锌钢管, 主管为DN200, 干管为DN150, 连接喷头的支管为DN50。卡箍连接。既要实现设计要求, 又要根据现场实际情况来施工, 保证工程正常使用。

3.1 管道支架

在该工程中设计给出管道的走向, 管径大小, 喷头安装高度及间距, 但没有给出管道支架的安装位置。本工程又是钢结构, 它的跨度大, 净高大。喷淋支架是起支撑喷淋管网的作用, 应具有足够的刚度、强度及稳定性。如果做常规的支架, 自动喷淋灭火系统干管采用卡箍式连接, 水平安装管道的卡架一般以吊架为主, 但是钢结构中, 规范要求有的点位不宜在钢柱上进行焊接, 所以在钢结构中常用支架有些位置没有生根的地方, 没法做支架。在施工过程中, 我们经过现场观察, 此次工程中所用的镀锌管都是大管径管子, 本身管子的自重大, 再加上水的重量, 考虑到管网的稳定性, 提出用槽钢做通支架的方案, 即槽钢两端焊接在梁上, 中间在梁的地方做立撑, 45°斜拉撑。把槽钢 (支架) 的重量、管子自重及管子中水的重量全部加载到钢结构中的梁上。在《规范》中规定, 固定在建筑结构上的管道支、吊架不得影响结构的安全。方案中唯一的问题就是钢梁是否能承载这些新加上的静荷载。为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏, 应根据的结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度及静荷载、动荷载等因素综合考虑, 这必须通过复核计算钢结构中柱、梁的荷载情况, 才能确定这个方案的可行性。在这个方案中, 增加的静荷载, 见表2。

动荷载由系统工作时产生。设计根据提供的方案进行了钢结构专业的承载力计算, 得出设计中钢结构的柱、梁构件能够满足承载力设计要求。在具体施工过程中, 严格按照规范要求来做。根据设计标高要求确定喷淋支架支撑点标高, 同一尺寸的管线, 无特殊性要求保持基准标高统一。找准, 划线及打固定连接孔时, 注意空间三维尺寸误差, 固定连接确保上下垂直、前后平行和左右平行。固定连接牢固可靠, 支架受力均匀。支架分部均匀, 满足安装维护方便和观感质量要求。根据《自动喷水灭火系统施工及验收规范》的要求:管道支架、吊架、防晃支架的安装应符合下列要求:管道应固定牢固;管道支架或吊架之间的距离不应大于下表的确定, 见表3。

管道支架、吊架的安装位置不应妨碍喷头的喷水效果;管道支架、吊架与喷头之间的距离不宜小于300mm;与末端喷头之间的距离不宜大于750mm;配水支管上每一直管段、相邻两喷头之间的管段设置的吊架均不宜少于1个;当喷头之间距离小于1.8m时, 可隔段设置吊架, 但吊架的间距不宜大于3.6m;当管子的工程直径等于或大于50mm时, 每段配水干管或配水管设置防晃支架不应少于1个, 当管道改变方向时, 应增设防晃支架;竖直安装的配水干管应在其始端和终端设防晃支架或采用管卡固定, 按照其规范要求, 该工程的槽钢通支架间距为8m, 共计8道支架, 如图1所示。

由于本工程钢结构大库的屋面为斜屋面, 中间高, 两边低;在喷洒头支管安装时要根据吊顶情况来定。但是由于本工程屋面的特点, 只保证每个喷头与屋面的距离一致, 所以现场中喷洒头支管的长度不一致, 保证不影响每个喷头的喷水面积, 完全符合设计及施工规范要求。所以本工程中喷水支管由于喷水支管高度不同, 最高的达到2.8m, 最低的道1.5m, 由于喷水支管高度大, 如果在调试及正常工作状态下, 由于水压作用引起支管晃动, 所以在施工过程中, 要对喷水支管进行固定, 做防晃支架。防晃支架安装方案为:每5个喷淋支管为一组, 支管之间用抱卡连接, 利用两根钢绳成45°斜拉, 钢绳上端通过螺栓与屋面槽钢连接, 下端与抱卡通过螺栓连接固定。具体做法如图2所示。

从维修方面考虑, 当管路出现问题, 比如漏水等情况, 只需拆卸连接管子的卡箍或抱卡, 进行维修, 其他管子由于支架的支撑而不受影响。再从使用方面里说, 管线支架全部占用的是梁以上的空间, 不占用大库的使用空间, 达到了库房的最大利用率。从美观角度来看, 管线及支架的安装位置整齐, 错落有致。

3.2 管网安装

喷淋系统管网是由管线、管件、阀门组、喷头、水泵及其他附件组成。每个部件都有各自的功能特性, 若某个功能部件在制作安装中存在质量问题存在质量问题都有可能削弱或降低整个喷淋系统的质量及功能, 有时可能会导致整个消防喷淋系统处于瘫痪状态。所以喷淋系统管网的制作及安装质量具有非同一般的重要性。该工程中喷淋系统包括:管线、管件、阀门组、喷头、水泵及稳压装置。管道采用卡箍 (沟槽) 式连接。根据《自动喷水灭火系统施工及验收规范》要求, 卡箍式连接两管, 卡紧螺栓后管道应平直, 卡箍安装方向应一致。卡箍式接口, 应该说是目前最好的方法。广泛应用于消防系统、生活给水系统、空调系统。沟槽管件连接的优点。具体如下:

1) 操作简单。沟槽管件的连接操作是非常简易的, 无需特殊的专业技能, 普通工人经过简单的培训即可操作。而传统的焊接和法兰连接的管道连接方式, 不但需要有相应技能的焊接工人, 而且费时, 工人的操作难度大, 并存在焊接烟尘的污染。由于操作空间和焊接技能的差异, 焊接质量和外观都难以达到满意的结果, 从而影响工程的整体质量。

另外, 由于沟槽管件为成品件, 现场所需要的操作空间小, 可真正的实现靠墙靠角安装, 操作难度大为减小, 从而节省了占地面积, 美化了管道安装的效果。

2) 系统稳定性好, 维修方便。沟槽管件连接方式具有独特的柔性特点, 使管路具有抗震动、抗收缩和膨胀的能力, 与焊接和法兰连接相比, 管路系统的稳定性增加, 更适合温度的变化, 从而保护了管路阀件, 也减少了管道应力对结构件的破坏。

由于沟槽管件连接操作简单, 所需要的操作空间变小, 这为日后的维修带来了许多方便条件。当管道需要维修和更换时, 只需松开两片卡箍即可任意更换、转动、修改一段管路。不需破坏周围墙体, 减少了维修时间和维修费用。

3.3 管道保温

由于本工程中设计中没有采暖工程, 设计要求全部管道采用电伴热保温。管道做完岩棉保温后, 再做电伴热保温。但是设计没有出具体的规范要求。在施工过程中, 我们采纳以前工程中做过的电伴热保温。根据电伴热图集中的选型, 给管线设置回路, 电缆采用螺旋缠绕。在工程交工完毕后几年, 业主反映, 管道的保温效果不错, 没出现过管子冻裂情况。

3.4 系统调试

在本工程自动喷水灭火系统安装完毕后, 在系统投入使用之前要进行系统调试。对于该工程所做的调试有:

(1) 喷淋泵功能调试, 调试方法:喷淋泵功能调试在其2h全负荷单机试运行合格后进行, 利用临时管道进行调试。经过调试喷淋泵功能合格。

(2) 喷淋系统调试:其中包括 (1) 水泵接合器充水试验。 (2) 喷淋系统充水试验。 (3) 联合调试。通过系统调试, 该系统正常工作, 可以投入使用。

本工程采用的自动喷水灭火系统, 在兰州市消防设备质量监督站检测和铁路消防处验收中均一次合格通过验收。因该系统设计合理, 施工规范, 系统功能齐全、性能稳定, 在交付使用后受到建设单位和使用方的好评。

以上是对自动喷淋灭火系统在消防工程应用中的一些认识和分析, 有不尽之处请专家指正, 以便在今后的工作中更加完善。

摘要：以兰东货场物流基地扩能改造一期2#钢结构仓库工程自动喷水灭火系统工作原理、安装及调试方面, 简述几点自喷系统在设计安装过程中发现的容易忽视问题, 以确保工程正常使用。

关键词：自动喷淋,工作原理,安装

参考文献

工厂喷淋消防给水设计探讨 篇3

一、工程概况分析

近年来, 随着我国经济的进一步发展, 国外投资上在我国投资建厂项目越来越多, 在工程设计中对消防系统的设计要求越来越严格。尤其是对外商投资厂房建设中, 消防设计工作与国内其他的建筑工程而言更加严格, 不仅要求消防设计要满足我国现行《自动喷水灭火系统设计规范》标准要求, 而且要符合国外工程联合保险系统标准, 这也给整个消防设计提出了新看法。我国某一厂房在建设中总建筑面积为37000m2, 其中包含了一栋单层厂房、两层办公楼和一层设备中心。由于厂房生产高技术产品但却不属于化工类产品, 因此在建筑安全标准上处于丙级工业建筑。

二、系统设计参数

根据《自动喷水灭火系统设计规范》:员工中心、办公楼和设备中心的层高均小于8m, 属中危险级;其中员工中心、办公楼是Ⅰ级, 喷水强度6L/min·m2, 作用面积160m2, 可采用68/74℃温级、15mm、K=80闭式喷头;设备中心是Ⅱ级, 喷水强度8L/min·m2, 作用面积160m2, 可采用68/74℃温级、20mm、K=116闭式喷头。在厂房设计之中, 具体的厂房包含了进出货仓库、生生产车间以及办公区域三个部分, 而建筑结构顶层设计主要以斜屋面为主的, 建筑物整体高度为3m, 檐口的高度为10m。在设计中为了方便员工进出生产车间和运输器械的进出, 在厂房两边都设置了相应的走廊, 在一二号出口和生产车间还设置了明显的办公区域, 但是由于办公区域本身要求较小且曾高低, 这一地方的喷头选择与其他环节相比较为特殊, 主要采用68/74℃温级、15mm、K=80闭式喷头。仓库作为整个厂房设计标准中最危险的地方, 它在设计中最高高度为12m, 这就给整个设计工作的开展造成新的难题, 为了更好的保证设计标准和安全, 仓库屋顶直接设置了防火天花, 防火天花的高度为12.2m, 比屋顶高度还高出0.2m。根据我国现行《自动喷水灭火系统设计规范》要求, 仓库本身属于二级危险仓库, 同时货品堆放往往都超过了3m, 因此考虑到最快消防需求, 在喷头设计上采用了早期抑制喷头, 并且在充分分析仓库各项参数的基础上对喷头的工作压力做了明显的限定。喷头采用68℃温级、20mm、K=200 (英制14) 的ESFR喷头。流量计算如下:

最不利喷头的流量:q=K (10P) 0.5=200 (10×0.5) 0.5=447l/min=7.45l/s。

考虑到产品的包装有可能采用发泡材料, 而货品的堆积高度又超过7.5m时, 需增加货架喷头;还有宽度大于0.6m的风机下需增加喷头。FM标准要求叠加这部分喷头的流量。对于工厂的喷淋系统设计中, 除了需要重视参数选择外, 对管道布局、喷头选择都要给予一定的重视, 尤其在近几年, 随着智能技术、数字技术和信息技术的发展, 工厂喷淋消防系统设计也逐渐出现了自动化控制装置, 面对这种情况我们不仅要结合厂区仓库、生产车间以及办公区域的不同构成分析, 同时还要对流水线设备、电网系统进行严格控制。

三、管网的布置

1仓库ESFR喷头布置。对于进出口部位的喷头在布置的时候要严格按照国家消防标准进行, 并且配备科学的喷淋水管, 分别在四周按照环状进行布置, 这种做法旨在保证喷头安装的科学性及有效性。但受到生产车间和库房面积的限制, 在设计中要配备6个以上的喷头, 并且喷头之间的距离要确保在2.4m~3.3m之间。 (ESFP喷头安装如图1所示)

2车间ELO喷头布置:一、二号车间的火灾危险性比仓库低, 考虑分别用四根DN200的喷淋配水管枝状供水。由于车间屋顶的桁架结构比较复杂, 车间的柱网横向和纵向跨度分别是7.5m和6.0m。喷头间距采用:横向2.5m, 纵向3.0m。 (ELO喷头安装如图2所示) , 此安装方法不同于其他普通喷头的安装。其一为了保持喷头周边300mm范围内没有任何障碍物;其二保证在管网冲洗过程中, 杂物不致堵塞喷头。

四、消防水泵房设计

众所周知, 水泵是当今水系统中不可或缺的组成部分, 尤其是在消防系统中其作用更为突出, 它在火灾发生的时候能够有效保证供水量和供水质量, 是整个工厂消防水供应的基础。因此在工厂的喷淋消防给水系统设计工作设计中, 除了注意上述各种设备设备之外, 还要高度重视消防栓、喷淋装置以及水泵房之间的关系, 要从水泵房位置的选择、水泵房消防栓的设置以及自动喷淋准确性三个方面的要求。

结语

在进行工厂喷淋消防给水系统方案设计工作中, 我们要充分注意阀门、喷淋头以及水泵等基础设备的选择, 同时对施工建设以及后期使用中容易产生的各种问题加以处理, 要求设计人员坚持实事求是、与时俱进, 严格按照我国与国外消防标准开展, 为整个工厂乃至社会消防事业发展做积极贡献。

摘要：近年来, 随着我国社会经济的发展, 国内各地工厂投资建设力度越来越大, 给我国社会经济发展带来便利的同时, 也引出了人们对安全、环保等问题的新看法。消防给水系统作为当今工程建设的核心内容, 它在工程设计中越来越被人们重视, 尤其在外商投资工厂的建设中, 消防设计更为严格, 除了符合我国相关消防规范之外, 还要满足国际消防标准要求。本文结合工程实例简单阐述了工厂喷淋消防给水设计要点。

关键词：工厂,消防系统,给水,喷淋,设计

参考文献

原油储罐喷淋系统优化研究 篇4

1 消防冷却喷淋系统的重要性

1.1 油罐储罐火灾特点

原油为甲类易燃液体, 具有易挥发、闪点低、爆炸下限低, 极易在常温条件下引起燃烧爆炸的危险特性。原油储罐火灾具有以下特点:

(1) 原油储罐爆炸危险性大。一是油罐发生爆炸后, 随即形成稳定燃烧, 从罐顶到裂口处流出的原油, 容易造成地面流淌性燃烧;二是燃烧油罐的临近油罐, 在热辐射作用下易发生物理性爆炸, 扩大火势。

(2) 火焰高, 辐射热强。爆炸后敞开的油罐火灾, 火焰高达几十米, 其火焰中心温度达1000-1400℃, 罐壁温度高达1000℃以上, 产生强烈的热辐射。

(3) 易形成沸溢和喷溅。原油还有一定水分或有水垫层发生火灾后, 如果不能得到及时控制, 就会出现沸溢、喷溅现象。

(4) 易造成大面积燃烧。在发生沸溢、喷溅的情况下, 沸溢或喷溅发出来的带火原油, 会形成大面积火灾, 引燃可燃物, 并直接威胁消防人员、车辆及其其他装置、设备的安全。

(5) 复燃复爆性。扑灭原油罐火灾后, 如不继续进行冷却处理, 在高温作用下将会产生复燃、复爆。

1.2 冷却喷淋系统的重要作用

据资料介绍, 地上式钢制储罐发生火灾, 5分钟内可使罐壁温度升至500℃, 使钢板强度降低一半, 8-10分钟后可使油罐壁温达700℃, 油罐钢板强度降低90%以上, 因而基本上失去承载能力。另外在油罐发生火灾时, 当管壁的温度超过600℃时, 泡沫不能扑灭油罐火。只有当油品表面的温度下降到147℃以下时, 才有可能用泡沫覆盖灭火。储罐发生火灾, 为控制火势, 降低火焰辐射强度, 必须对储罐及时进行水喷淋冷却, 使罐壁温升不超过100℃。附着管壁的水膜, 没有充分受热完全气化, 则罐壁不会形成过热, 罐的耐压强度可以得到保证, 可使事故不扩大。因此, 必须确保消防喷淋冷却系可靠运行。

2 吐哈油库现状分析

吐哈油库始建于1991年, 总库容36.5万方, 其中原油 (含凝析油) 库容量34万方, 年周转能力320万吨, 储存周期30天, 是国家特大一级油库。油库消防系统建有2000m3消防水罐1具, 800m3消防水池2座, 15吨消防泡沫罐2具, 消防水泵5台, 泡沫泵1台。库区设置固定消防管网, 当现场出现险情时, 中心控制室可远程打开相关区域的电动碟阀并启动消防泵进行分区分罐输送泡沫和清水。油库原油储罐均采用固定式冷却喷淋系统, 喷淋主管线位于储罐上部环形围绕, 消防喷嘴连接于喷淋主管线下方。以油库5万方原油储罐的消防喷淋系统为例, 目前约近20%喷头被堵塞或部分堵塞, 消防喷淋系统优化改造迫在眉睫。

3 原因分析及优化改造

3.1 消防主管线腐蚀

油库消防管网总长约10km, 主管网夏季保持充满水状态, 冬季排水放空, 以防止管线冻堵。消防主管线采用普通钢管外部刷防锈漆, 却忽略了管线内部的防腐。由于管网面积较大, 管线一些死角、盲端、低点内的水排除不干净, 主管网内壁受常年累月的电化学腐蚀, 在水流冲击下分层脱落, 产生大量锈渣, 堵塞管线过滤器及喷淋管上的喷头孔眼。

3.2 消防喷淋管线选材

消防喷淋冷却系统只有当发生火灾事故时才启动工作, 因而, 消防主管网控制阀后的冷却喷淋系统管道平时处于空管状态。部分储罐选用碳钢管道, 内壁将锈蚀而成片脱落, 进而堵塞管道和喷嘴。原设计消防喷淋给水立管为普通碳钢管道, 不符合标准, 应更换为镀锌钢管。

3.3 过滤器

油库部分原油储罐消防喷淋与管道间未安装过滤器, 致使消防主管道产生的锈渣直接通过管线到达消防冷却水喷头, 进而堵塞。因此, 消防冷却水管道上应设置过滤器, 并选择合适的滤网。同样, 过滤器后消防冷却水管线应更换为镀锌钢管。

3.4 喷头

3.4.1 喷头的选型

目前储罐消防喷淋系统喷头为ZSTMC-20型开式洒水喷嘴, 由于喷头的设计和安装等原因, 极易被管线内壁腐蚀成片脱落的锈渣堵塞。可选用更不易堵塞的广角喷嘴或螺旋喷嘴代替。

防堵塞螺旋喷嘴是一种空心锥形喷雾喷嘴, 液体通过与连续变小的螺旋面相切和碰撞后, 变成微小的液珠喷出而形成雾状。这种结构紧凑的喷嘴有着畅通的流道设计, 可以最大程度地减少液体阻塞, 使液体在给定尺寸的管道上达到最大流量。可以在大多数管道系统上安装或更新。

3.4.2 喷嘴安装方式

原设计喷头安装在环管下方, 冷却水经过导流孔后受垂直截面阻挡, 雾化成扇形水平射向储罐。在喷水过程中以及喷水结束时, 锈渣非常容易积聚在喷嘴处, 将喷嘴堵塞。通过改造将喷头垂直安装在环管侧方, 当喷水结束时, 锈渣在水流和重力作用下, 沿短接返回环管, 可有效避免锈渣沉积堵塞。

4 优化改造设计计算

根据上述消防喷淋冷却系统失效原因分析和解决方案, 对吐哈油库4#原油储罐喷淋系统喷头进行了优化改造。

油库4#原油储罐为容积五千方的固定顶罐, 储罐直径22m, 高13.5m。储罐采用固定式冷却, 根据《石油化工企业设计防火规范》消防冷却水的供水范围和强度供水范围为管壁表面积, 供水强度应不小于2.5L/min·m2。

4.1 设计流量

(1) 冷却面积:

(2) 流量。设计喷淋强度2.5 L/ (min·m2) , 安全系数1.05-1.10.

计算流量:Q计=932×2.5=2331L/min

设计流量:Q设=Q计×1.1 0=2 5 6 4 L/min=154m3/h

4.2 喷头选型

保证水幕搭接, 不得留有盲区。选择大角度、大流量的喷头, 可降低成本造价。

材料选择316不锈钢, 具备耐潮湿、耐雨淋、抗腐蚀的特点。

广角喷头喷射角度150°, 喷头间距设置为2000mm。每圈喷头数量:

π×d/2000=π×23600/2000=37 (个)

取整每圈喷头数量40个。

考虑环管加工制作的方便, 每圈环管分为8段。

喷嘴流量:2564L/40=64.1 (L/min) 取整为64 (L/min) 。

5 结束语

浅谈消防自动喷淋灭火系统 篇5

关键词：喷淋,消防,报警

目前消防自动喷淋灭火系统按喷头开闭形式分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统, 前者常用的灭火方式有湿式、干式和预作用自动灭火系统, 后者有雨淋喷水、水幕和水喷雾灭火系统。

一、湿式自动喷水灭火系统

湿式自动喷水灭火系统, 是世界上使用时间最长, 应用最广泛, 控火、灭火率最高的一种闭式自动喷水灭火系统, 目前世界上已安装的自动喷水灭火系统中有70%以上采用了湿式自动喷水灭火系统。

工作原理:发生火灾时, 火焰或高温气流使闭式喷头的热敏感元件动作, 喷头开启, 喷水灭火。此时, 管网中的水由静止变为流动, 使水流指示器动作送出电信号, 在报警控制器上指示某一区域已在喷水。由于喷头开启持续喷水泄压造成湿式报警阀上部水压低于下部水压, 在压力差的作用下, 原来处于关闭状态的湿式报警阀就自动开启, 压力水通过报警阀流向灭火管网, 同时打开通向水力警铃的通道, 水流冲击水力警铃发出声响报警信号。控制中心根据水流指示器或压力开关的报警信号, 自动启动消防水泵向系统加压供水, 达到持续自动喷水灭火的目的。

湿式系统的特点是: (1) 结构简单, 施工方便, 经济性好 (2) 灭火速度快, 控制率高; (3) 适用范围广, 适用于设置在温度不低于4℃且不高于70℃的建筑物、构筑物内。

二、干式自动喷水灭火系统

干式系统是由湿式系统发展而来的, 平时管网内充满压缩空气或氮气。系统由闭式喷头、管道系统、充气设备、干式报警阀、报警装置和供水设施等组成。

工作原理:启动前, 干式报警阀前 (与水源相连一侧) 的管道内充以压力水, 干式报警阀后的管道内充以压缩空气, 报警阀处于关闭状态。发生火灾时, 闭式喷头热敏感元件动作, 喷头开启, 管道中的压缩空气从喷头喷出, 使干式阀出口侧压力下降, 造成报警阀前部水压力大于后部气压力, 干式报警阀被自动打开, 压力水进入供水管道, 将剩余的压缩空气从已打开的喷头处推出, 然后喷水灭火。在干式报警阀被打开的同时, 通向水力警铃和压力开关的通道也被打开, 水流冲击水力警铃和压力开关, 并启动水泵加压供水。

干式自动喷水灭火系统的特点是: (1) 报警阀后的管道中无水, 不怕冻结, 不怕温度高; (2) 由于喷头动作后的排气过程, 所以灭火速度较湿式系统慢; (3) 因为有充气设备, 建设投资较高, 平常管理也比较复杂、要求高; (4) 适用于环境在4℃以下和70℃以上而不宜采用湿式自动喷水灭火系统的地方。

三、预作用自动喷水灭火系统

预作用系统通常安装在那些既需要用水灭火但又绝对不允许发生非火灾跑水的地方, 如图书馆、档案馆及计算机房等。

预作用自动喷水灭火系统的特点是:具有干式自动喷水灭火系统平时无水的优点, 在预作用阀以后的管网中平时不充水, 而充加压空气或氮气, 或是干管, 只有在发生火灾时, 火灾探测系统自动打开预作用阀, 才使管道充水变成湿式系统, 可避免因系统破损而造成的水渍损失;同时它又没有干式自动喷水灭火系统必须待喷头动作后排完气才能喷水灭火, 延迟喷头喷水时间的缺点.

四、雨淋喷水灭火系统

系统主要适用于需大面积喷水, 要求快速扑灭火灾的特别危险场所。

雨淋喷水灭火系统必须具备的条件如下所述: (1) 充足的水源和加压泵能供应全部喷头足够的有压喷水量。 (2) 能够为各种探测系统开启和人为或遥控方式开启雨淋阀。 (3) 在探知火灾发生后, 能立刻开启雨淋阀。 (5) 雨淋管网必须保护整个保护区面积, 并装上开式喷头, 受保护面积内, 常温不低于4℃。 (6) 传输管路用闭式喷头或用易熔锁封闭有压水流, 使在整个保护面积内的任何处发生火灾后, 能使管路泄压。

五、水幕消防系统

水幕系统是由水幕喷头、管道和控制阀等组成的喷水系统, 其作用是阻止、隔断火情。同时还可以与防火幕配合使用进行灭火。可以起冷却、阻火、防火分隔的一种自动喷水系统, 但不直接进行灭火。该系统主要是用来控制被保护物的表面温度及防止热辐射。水幕系统使用的喷头通常是开式的、带有铲形反射板或缝隙喷口, 它是由探测系统控制给水和雨淋阀门的。水幕系统的工作过程与雨淋喷水灭火系统相同。在功能上两者的主要区别是, 水幕喷头喷出的水形成水帘状, 因此水幕系统不是直接用于扑灭火灾, 而是与防火卷帘、防火幕配合使用, 用于防火隔断、防火分区及局部降温保护等。消防水幕按其作用可分为三种类型:冷却型、阻火型及防火型。

六、水喷雾灭火系统

水喷雾灭火系统是固定式自动灭火系统的一种类型, 是在自动喷水灭火系统的基础上发展起来的。水喷雾管路灭火系统上装有专门设计的开式喷嘴 (喷雾喷头) , 能喷出一定速度、密度平均粒径在100~700mm之间的雾状水。系统由雨淋阀、喷雾喷头、管路系统和火灾探测系统等组成。水喷雾的灭火原理, 使它不仅在扑灭一般固体可燃物火灾中提高了水的灭火效率, 而且由于细小水雾滴的形态所具有的不会造成液体飞溅, 电气绝缘度高的特点, 在扑灭可燃液体火灾和电气火灾中得到广泛的应用。

综上所述, 每一种喷淋系统都有各自的优缺点, 我们要根据当地的气候及环境情况选择合适的系统, 才能够有效的防治火灾的发生。

参考文献

[1]GB50016, 建筑设计防火规范。

[2]GB50084, 自动喷水系统设计规范。

[3]朴芬淑、吴昊:《建筑给排水》, 机械工业出版社。

大淑村矿用上自动喷淋系统 篇6

翼中能源峰峰集团大淑村矿在煤场安装了自动喷淋防尘系统,应用大喷枪喷水防尘、降尘,高压水流经由特别设计的喷嘴,可形成50m半径的旋转雨帘。该矿自动喷淋防尘系统主要由水源系统、自动控制系统、管路系统、喷枪喷头、控制电磁阀及防护设备构成。该系统的用水采用的是污水处理厂处理过的循环水。喷枪可以自动旋转和调整角度,半径可达30～55m。该矿还给喷淋防尘系统安装了远程全自动控制装置,可根据需要进行分组、单独和任意组合控制,也可手动控制。

壳体超声喷淋清洗机的使用 篇7

关键词：超声波清洗,使用,基本知识

超声波清洗机清洗工件效率高、效果好。其工作原理、结构、维修保养、故障检测方法、实例如下:

1 超声清洗机的工作原理

主要是通过换能器, 将功率超声频源的声能转换成机械振动, 通过清洗槽壁将超声波辐射到槽子中的清洗液。由于受到超声波的辐射, 使槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动。破坏污物与清洗件表面的吸附, 引起污物层的疲劳破坏而被驳离, 气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗。

2 超声波清洗机的结构

超声波清洗机的结构一般有超声电源和清洗器合为一体或分开布局两种形式, 一般小功率清洗机用一体式结构, 而大功率清洗机采用分体式结构, 主要由三部分组成:

2.1 清洗缸;清洗缸是用来装载清洗液及被清洗工件的不锈钢容器, 工件先装在网状框架内, 再一起放人缸内清洗。

2.2 超声波发生器:超声波发生器有电子管式, 可控硅式和晶体管式三种。目前已发展到用大功率“功率模块”的方式。

2.3 超声波换能器:目前大多采用压电式换能器。一台清洗机用多个换能器, 经粘接剂粘接在清洗缸底部且经并联联接组成。

3 判断超声波清洗机的故障

3.1 超声波清洗机打开电源开关, 指示灯不亮, 没有超声输出。原因:a.电源开关损坏, 没有电源输入;b.保险丝ACFU熔断。

3.2 超声波清洗机打开电源开关后, 指示灯亮, 但没有超声波输出。

原因:a.换能器与超声波功率板的连接插头松脱;b.保险丝DCFU熔断;c.超声功率发生器故障;d.换能器故障。

3.3 超声波清洗机直流保险丝DCFU熔断。原因:a.整流桥堆或功率管烧毁;b.换能器故障。

3.4 超声波清洗机打开电源开关后, 机器有超声波输出, 但清洗效果未如理想。原因:清洗槽内清洗液液位不当。

4 超声波清洗机维修保养要点

4.1 严禁从超声波控制柜顶端的进风口处溅入导电液体 (如水) 。

4.2 注意保持机器清洁, 不使用时关掉电源。

4.3 避免对机器的碰撞或剧烈震动。

4.4 远离热源。

4.5 机器应避免在潮湿的环境下存放。

4.6 机器连续工作时间不得超过4小时, 如连续工作时间过长:应旋转超声调节旋钮至“0”位, 而让散热风扇继续工作, 持续散热至少2分钟。

4.7 经长时间运行的清洗机, 在停机前应首先将功率旋钮调至零位, 使用其风机再工作3~6分钟后关机, 以保证电源内部热量散出。

4.8 清洗液应及时沉淀、过滤或更换, 以保证清洗效果。

5 壳体超声波喷淋清洗机实例

5.1 设备总体要求

5.1.1 设备基本参数:

设备电源AC 380 V;压缩空气用气量0.3m3/min;设备体积900x1500x2250 L*W*H;设备功率15KW;压缩空气压力6 Kg/cm3;设备重量500Kg;设备用水量0.002M3/H;加热功率9kw;清洗压力10kgf/cm2;清洗流量7m3/h;储气罐200L;清洗液温度50℃±10℃;工件放置数量2件;生产节拍5min (1框) 。

5.1.2 水路系统。水路系统采用锥形实心万向型喷嘴, 喷嘴方向可调。上部喷头数量8个, 底部数量5个。

5.2 设备配置明细 (主要规格参数)

5.3 设备工艺流程描述 (技术参数)

放入工件料框→循环启动开始→自动门关闭→料框下潜至液体中→超声清洗启动 (3分钟) →料框提升复位→喷淋开始, 同时清洗箱排水阀开启排水→风切吹工件表面积水 (1分钟) →自动门开启→取出工件料框

5.4 设备本体技术规格参数

清洗机主要有储液箱、电柜、操作箱、不绣钢多级离心泵、回油过滤器、油水分离器、喷淋系统、吹干系统、加热系统、吸雾系统等组成。

5.4.1 水箱、过滤箱、冲洗管采用304不锈钢材料, 清洗过程中, 必须保证不能渗漏清洗液。

5.4.2 水泵, 磁性过滤器, 电柜, 气管均布置在储液箱上部, 操作箱放在清洗箱右侧, 电源总开关及操作部分放在操作面板上。

正常工作时, 开关采用手拨开关 (仅拨动一个开关就能完成所有清洗动作) 。

5.4.3 清洗液过滤系统采用三级过滤, 一级过滤采用磁性分离器 (清洗液从清洗箱排出至磁性分离器中) ;第二级采用抽拉式不锈钢过滤网过滤。第三级采用回油过滤器过滤 (型号QU-A250X20FP) , 各种滤网拆卸、清洗、更换方便, 清洗液更换简单、方便、快捷, 出水管口在水箱的最低处。

5.4.4 喷淋系统:清洗机在冲洗时均采用高压喷淋清洗, 流量为7吨/小时。保证零件各部位均应能够清洗。

5.4.5 加热系统:清洗液工作温度50℃±10℃, 水剂清洗机均配备可靠温度表用来显示清洗液温度。

5.4.6 吸雾系统:保证环境清洁干爽, 减少空气污染。

5.4.7 设置循环开关、调整开关和非常停止开关。

循环开关采用手拨方式;启动调整开关时, 可分别启动开关手动进行涮洗、冲洗、吹干、开门、关门、加热等动作;非常停止后, 所有功能失效, 非常停止开关可旋转复位, 复位后, 所有动作自动回原位。

5.4.8 设置加温指示开关、清洗液不足或滤网堵塞自动报警且设置自动报警灯 (原位置绿灯亮, 报警红灯亮, 自动运行都不亮) , 报警灯闪亮后, 设备不能进行任何操作 (包括清洗液不能加温) 。

5.4.9 设置油水分离器, 设备启动后, 油水分离器自动同时启动。

6 结论