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船舶消防系统如何高效保障安全?

水消防系统

这是最基础、最普遍的消防系统,利用水冷却燃烧物和稀释氧气来灭火。

消防总管

  • 组成:由船上环状布置的钢管组成,连接着消防泵、消防栓、国际通岸接头和各种消防设备。
  • 工作原理:消防泵将海水或淡水泵入总管,通过消防栓为消防水龙带供水,形成稳定的高压水源。
  • 适用火灾
    • A类火灾:固体物质火灾,如木材、纺织品、纸张等。
    • C类火灾:气体火灾(需先切断气源)。
  • 优点:水源广泛,成本低,冷却效果好。
  • 缺点:不适用于B类(液体)和D类(金属)火灾,对电气设备有触电危险和损坏风险。

喷淋系统

  • 组成:在特定区域(如机舱、服务处所、A类机器处所等)的顶部或侧面安装的喷头,通过管道连接到消防总管。
  • 工作原理:当环境温度达到喷头预设值时,感温元件(如玻璃泡)会自动破裂,喷水形成水雾或雨淋。
  • 适用火灾:主要用于保护特定区域,防止火灾蔓延,保护设备和人员。
  • 优点:自动启动,覆盖面积大,能快速控制火势。

水雾/细水雾系统

  • 组成:与喷淋系统类似,但喷头能将水雾化成极小的水滴。
  • 工作原理
    • 冷却:巨大的表面积使水能迅速蒸发,吸收大量热量,降低火场温度。
    • 窒息:水雾能吸收热量并产生大量水蒸气,稀释氧气浓度,窒息火焰。
    • 隔绝辐射:水雾能有效阻挡热辐射,防止火势蔓延。
  • 适用火灾
    • B类火灾:液体火灾,如油类、油漆等。
    • 电气火灾:由于水滴极小,导电性大大降低,可在带电设备上使用(需确认系统设计)。
    • A类火灾:固体火灾。
  • 优点:用水量少,灭火效率高,水渍损失小,对环境友好。
  • 缺点:系统设计复杂,成本较高。

气体灭火系统

通过向封闭空间内注入灭火气体,降低氧气浓度或抑制燃烧化学反应来灭火。

船舶消防系统如何高效保障安全?-图1
(图片来源网络,侵删)

二氧化碳(CO₂)系统

  • 组成:高压钢瓶储存液态CO₂,通过管道和喷嘴连接到需要保护的封闭处所(如机舱、泵舱、货舱、油漆间等)。
  • 工作原理:释放时,液态CO₂迅速汽化,体积急剧膨胀,将空间内的氧气浓度降至15%以下,同时CO₂气体本身也有一定的抑制燃烧链式反应的作用。
  • 适用火灾
    • B类火灾:液体火灾。
    • C类火灾:气体火灾。
    • 电气火灾
  • 优点:灭火速度快,不导电,灭火后不留残渣,对设备无二次损害。
  • 缺点
    • 致命危险:高浓度CO₂对人体有窒息作用,必须在释放前确保人员全部撤离。
    • 不适用于A类火灾:复燃风险高。
    • 系统压力高,需要定期检验。

惰性气体系统

  • 组成:主要指IG-541(又称Inergen,由52%氮气、40%氩气和8%二氧化碳组成)或IG-100(100%氮气)等混合气体。
  • 工作原理:通过将氧气浓度降至15%以下来窒息灭火,与CO₂不同,IG-541中的8% CO₂能刺激人体呼吸,使人能在低氧环境中保持正常呼吸,为人员疏散提供宝贵时间。
  • 适用火灾:与CO₂类似,主要用于B、C类和电气火灾。
  • 优点:对人员相对安全(但仍需在释放前撤离),不导电,无残留。
  • 缺点:灭火效率低于CO₂,需要更大的储存空间。

七氟丙烷 等哈龙替代气体系统

  • 组成:储存化学合成的洁净气体灭火剂。
  • 工作原理:主要通过化学抑制,中断燃烧的链式反应,同时也有一定的冷却和稀释氧气作用。
  • 适用火灾:主要适用于保护数据中心、电气室、控制室等价值高昂且对水渍敏感的区域。
  • 优点:灭火效率极高,不导电,无残留,对设备几乎无损害。
  • 缺点:价格昂贵,部分气体(如七氟丙烷)在大气中的停留时间较长,对环境有一定影响(温室效应)。

泡沫灭火系统

通过泡沫覆盖燃烧物表面,隔绝空气,同时冷却燃烧物。

低倍数泡沫系统

  • 组成:由泡沫液储存柜、比例混合器、消防泵、管道和泡沫产生器(如泡沫炮、泡沫枪)组成。
  • 工作原理:泡沫液与水按一定比例混合,通过产生器与空气混合,形成大量体积膨胀的泡沫。
  • 适用火灾
    • B类火灾:尤其适用于扑救油类、汽油等液体火灾。
  • 优点:覆盖效果好,能有效隔绝空气,防止复燃。
  • 缺点:需要专门的泡沫液,系统相对复杂,有水渍污染。

高倍数泡沫系统

  • 组成:与低倍数类似,但泡沫产生器能将泡沫混合液与大量空气混合,生成体积膨胀数百倍甚至上千倍的泡沫。
  • 工作原理:迅速产生大量泡沫,充满整个封闭空间,通过窒息和冷却作用灭火。
  • 适用火灾
    • A类火灾:用于扑救和控制大型固体火灾。
    • B类火灾:用于封闭舱室(如货舱、机舱)的灭火和防止火灾蔓延。
    • 也可用于人员被困区域的“泡沫封堵”,建立安全通道。
  • 优点:发泡量大,灭火速度快,能迅速充满大空间,降温效果好。

其他灭火系统

干粉灭火系统

  • 组成:储存干粉灭火剂(如碳酸氢钠、磷酸铵盐等),通过高压氮气或二氧化碳作为动力,将干粉喷出。
  • 适用火灾
    • B类火灾:液体火灾。
    • C类火灾:气体火灾。
    • 电气火灾
    • D类火灾:某些金属火灾(需使用专用金属干粉)。
  • 优点:灭火速度快,适用范围广,尤其适用于扑救可燃液体和电气火灾。
  • 缺点:灭火后残留物多,清理困难,有腐蚀性,可能损坏精密设备。

自动喷水器/水雾系统

  • 这实际上是水消防系统的一种自动化形式,已在第一部分中提及,但因其重要性,常被单独强调,它分为多种类型:
    • 常规喷淋系统:用于A类火灾。
    • 开式喷头系统:所有喷头常开,与火灾探测系统联动,一旦探测到火灾就同时喷水,适用于高危险区域。
    • 水雾系统:如前所述,用途广泛。

手提式灭火器

这是船上最基本、最直接的灭火工具,分布在船舶的各个角落,包括:

  • 水型灭火器:用于A类火灾。
  • 泡沫型灭火器:用于A、B类火灾。
  • 二氧化碳(CO₂)灭火器:用于B、C类火灾和电气火灾。
  • 干粉灭火器:用于B、C类火灾和电气火灾。

总结表格

系统名称 主要灭火原理 适用火灾类型 主要应用场所 优点 缺点
水消防系统 冷却、稀释氧气 A类、C类 全船通用,消防栓、喷淋 成本低、水源广 不适用于油/电火灾
水雾系统 冷却、窒息、隔绝辐射 A、B、C类、电气 机舱、燃油舱、配电室 用水少、效率高、水渍小 系统复杂、成本高
CO₂系统 窒息、抑制反应 B、C类、电气 机舱、泵舱、货舱 灭火快、无残留 致命危险、不适用于A类
惰性气体系统 窒息 B、C类、电气 机舱、泵舱、货舱 对人相对安全 灭火效率较低
泡沫系统 覆盖、窒息、冷却 B类(尤其油类) 燃油舱、甲板、油船 覆盖好、防复燃 需专用泡沫、有污染
干粉系统 化学抑制、冷却 B、C、D类、电气 机舱、配电室、厨房 灭火快、范围广 残留多、有腐蚀性
手提式灭火器 多种原理 A、B、C、D、E类 全船各处、紧急情况 最直接、最后防线 灭火能力有限

核心原则: 船舶的消防设计遵循“预防为主,防消结合”的原则,并且强调“分层防护”,一个现代化的船舶会根据不同区域的风险等级,组合使用多种消防系统,以确保在火灾发生时能够最有效地控制火情、保护人命安全、减少财产损失,船员必须熟悉船上所有消防设备的存放位置和使用方法,并定期进行消防演习。

船舶消防系统如何高效保障安全?-图2
(图片来源网络,侵删)
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