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1、第16卷 第1期茂名学院学报Vol.16No.12006年2月JOURNALOFMAOMINGCOLLEGEFebruary.2006文章编号:1671-6590(2006)01-0024-04球罐水喷雾冷却系统的喷头布置设计X谢克智(茂名石化工程公司,广东茂名525000)摘 要:水喷雾灭火系统常用于液化气球罐的防护冷却,在球罐水喷雾灭火系统的设计中,水雾喷头的选择和布置是主要的设计难点,需要根据喷头的特性如流量系数、雾化角、有效射程的因素进行设计。通过设计实例介绍了液化气球罐水喷雾冷却系统的水雾喷头的设计选型及布置方法。关键词:球罐;水雾喷头;雾化角;有效射程;
2、流量系数中图分类号:TU998.13+2 文献标识码:A 水喷雾灭火系统是一种消防灭火系统,它可用于扑救固体火灾,闪点高于60℃的液体火灾和电气火灾,广泛用于可燃气体和甲、乙、丙类液体的生产、储存装置或装卸设施的防护冷却,其中,它经常用于液化气球罐生产、储存或装卸设施的防护冷却,它由水源、供水设备、管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组[1]1,[2],[3]301成,它的作用是保护球罐在火灾高温下不破坏,并通过水的冷却作用使燃烧速度降低。在球罐水喷雾灭火系统的设计中,水雾喷头的选择和布置是主要难点。1水雾喷头的工作原理 水喷雾灭火系统在较高的水压力作
3、用下,通过利用水雾喷头产生的水雾滴,喷向保护对象的表面,从[3]303而起到灭火和防护冷却的作用。水雾喷头就是在一定水压下,利用离心或撞击原理将水分解成细小水滴的元件,其外形尺寸及结构如图1。2水雾喷头的技术参数1)工作压力 水雾喷头的雾化性能与喷头的工作压力有直接关系。当工作压力不同时,除流量不同外,喷出的水雾滴直径也不同。喷头工作压力越高,其产生的水雾粒径越小,雾化效果越好,喷洒面积也越大。在实际设计中,应综合考虑功率消耗、管道强度、实际需要、保护目的和保护对象等因素来确定工作压[3]304力。根据《水喷雾灭火系统设计规范》(以下简称《水喷雾规》)规定:用于防护
4、冷却的水雾喷头,其工作[1]4压力不应小于0.2MPa。水喷雾灭火系统的水源一般采用独立的消防水系统,目前国内大型石油化工企业的消防水系统的压力均能满足规范的要求。X收稿日期:2005-09-21;修回日期:2005-10-11 作者简介:谢克智(1972-),女,广东阳春人,本科,工程师.第1期 谢克智:球罐水喷雾冷却系统的喷头布置设计252)水雾锥和雾化角 水雾喷头喷射的水雾在有效射程内形成的圆锥体,称为水雾锥。其锥顶角称为雾化角,雾化角一般在38°～180°之间,分为30°、60°、90°、120°、140°、180°六档,根据喷头距离球罐壁
5、的距离及设计经验,喷[3]818头的雾化角一般选择120°～140°,因为这种雾化角的喷头覆盖的范围较大,喷雾效果较均匀度。3)有效射程 水雾喷头的有效射程是指水雾喷头水平喷射时,水雾达到的最高点与喷口之间的距离。喷头有效射程与雾化角有直接关系,对于同一水雾喷头,雾化角小,射程则远,反之则近。当喷头的雾化角为120°～140°,距离罐壁0.7～0.8m时,其有效射程约为1.2m。4)合理布置喷头的重要性 喷头的布置非常重要,不但要使喷头所喷出的水量、强度符合规范的要求,还要使喷头所喷出的水量、强度尽量接近规范的要求,不至于用水量过大,这样才能有效地保证消防系统的在火
6、灾延续时间内的供水量。5)喷头布置的原则 根据《水喷雾规》的第3.2.1条和第7.1.1条、第7.1.2条规定,喷头的布置应符[1]6[1]6合下列规定:A、喷头与球罐外壁之间的距离不应大于0.7m;B、喷头的喷口应面向球心;C、喷头喷射[1]63的水雾锥在水平方向应相交,在垂直方向应相接;D、当球罐容积等于或大于1000m时,喷头喷射的水[1]6雾锥沿水平方向应相交,沿垂直方向宜相接,但球罐赤道以上环管之间的距离不应大于3.6m。3设计实例3 以下以深能源钦州油库1000m液化气球罐为例,介绍其喷头布置的设计过程。3.1 设计基本参数的确定1)设计喷雾强度和持续
7、喷雾时间 为使喷雾的强度可以达到有效降温、灭火的效果《水喷雾规》第,3.1.2条、表3.1.2规定了设计喷雾强度及持续喷雾时间:22[1]4设计喷雾强度为W=9LPmin.m(1.5LPs.m);[1]4持续喷雾时间为6h。2)保护面积 根据《水喷雾规》第3.1.5条规定,采用水喷雾灭火系统的保护对象的保护面积按其外表面积确定:3体积为1000m球罐的直径为:D=12.3m。222S=π·D=π×12.3=457m。3)设计流量 Q=W×S=9×457=4275.5LPmin=71.3LPs4)喷头的工作压力 为了保证喷头喷出的水雾的喷雾强度《水喷雾规》第,3.
