绿色环保低碳消防——细水雾在铁路防灾救援的应用(一)

绿色环保低碳消防——细水雾在铁路防灾救援的应用
 郑州中铁安全技术有限责任公司     原建华

 一、低碳消防概述
 在发展低碳经济的大背景下，消防工作和低碳经济有着密不可分的关系。火灾意味着污染和排放，发展低碳消防，就是要进一步创新发展思路，研究预防火灾发生、科学扑救火灾、减少火灾污染、降低温室气体排放方法和措施，为应对气候变化和可持续发展做出贡献。
 从低碳经济的角度出发，火灾施救除了应遵循安全、可靠、有效的原则外，还有一点就是要尽量减少污染，减少对环境、对资源的破坏。灭火总要使用灭火剂，灭火过程也不可避免地会造成污染。卤代烷灭火剂由于对臭氧层的破坏作用，“1211”灭火剂已在2005年被禁止使用，“1301”在2010年也将被禁止。
 有资料显示，一次较大火灾事故排放的二氧化碳丝毫不亚于某项高耗能工业的二氧化碳排放量，因为火灾的燃烧产物主要是烟雾和二氧化碳。据《新科学家》网站报道，科学家最近在对俄罗斯森林火灾的生态影响进行研究后发现，火灾向大气中倾泻了130万吨二氧化碳，大约相当于拉丁美洲国家巴巴多斯一年的二氧化碳排放量。“低碳排放”要求我们不仅要有效预防火灾，同时要科学扑救火灾，因为灭火使用的灭火剂，以及整个灭火过程都会造成严重污染，尤其是灭火泡沫的肆意流散；灭火过程中还要防止其他化学危险物品对环境形成的二次污染。
 郑州中铁安全技术有限责任公司生产的细水雾系列产品是低碳经济和环保高效灭火的有效体现和完美结合，同时符合可持续发展的经济建设。
 二、细水雾灭火机理
 细水雾灭火系统对保护对象可实施灭火、抑制火、控制火、控温和降尘的多种方式的保护，其灭火机理及主要作用如下：
1、冷却作用：由于细水雾的雾滴直径很小，仅为40-400μm，例如：1升水被分割为粒度是1mm的小水滴时，其表面积之和增大124倍；被分割为粒度是100μm的小水滴时，其表面积之和增大1240倍。细水雾的蒸发涉及传热和传质两个过程，热量通过热传导和对流从周围“烟气”转移到雾滴表面，同时水蒸气通过对流和扩散逸入热气流中。雾滴速度越快，直径越小，水滴单位面积吸热越大，传热效率越高；在实质火灾中，水将在可燃物表面发生膜沸腾，雾滴有接触固体表面前就向四周扩散，并在下测形成一薄气层，最后反弹。按100℃水的蒸发潜热为2257kJ/kg计，每只喷头喷出的细水雾吸热功率约为300kW，可见其吸热率之高，冷却效果之强。
2、惰化作用：细水雾喷入着火物后，迅速蒸发，体积急剧膨胀1700多倍。在此过程中水蒸气能限制火焰向外传播，并使被“包围”的火焰窒息，对相对封闭空间而言，雾滴汽化前，氧含量为21%，氮含量为79%，随着细水雾的迅速汽化，分压增加，使火源周围空间氧体积含量减少至16%-18%时，火焰将被窒息，燃烧即会因缺氧而受到抑制或中断；同时周围空气的湿度大大增加，当达湿度到80时，就不会着火燃烧。
不同直径雾滴的蒸发时间
直径d/μm 2000 1500 1000 500 100 50
蒸发时间t/s 4.291 2.414 1.073 0.268 0.011 0.003
3、阻隔热辐射作用：水有吸收热辐射的能力，在灭火时，细水雾蒸发形成的蒸气迅速将燃烧物、火焰和烟羽笼罩，，产生高强度的吸热屏障，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。研究表明：以1300℃的黑体作为火源，其95%的能量辐射波长在1-10μm之间，雾滴直径和辐射波长数量级相同时，细水雾衰减热辐射能力最强。
4、洗涤作用：高压单流体细水雾灭火系统还具有对烟雾、废气的洗涤作用。
 三、细水雾灭火在低碳消防的优点
1、安全环保：以水为灭火剂，对环境、保护对象均无损害和污染，可适用于有人的场所。是一种环境友好型灭火新技术。（对水质要求只要颗粒度和细茵符合标准即可，对水质色度无要求，可利用雨水或中水）

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