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消防系统是与火灾探测报警系统同时设置的。在火灾探测报警系统探测到火灾隐患后，就要启动消防系统，达到灭火的目的。下面介绍消防系统的原理，并以船舶消防系统为例，说明消防系统的应用。
随着消防技术的发展，灭火系统也在不断发展，最常见的有水灭火系统、自动喷水灭火系统、二氧化碳灭火系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统等。
1 ．水灭火系统
（ 1 ）水的灭火作用
水是天然灭火剂。水的灭火作用主要有以下 4 个方面：
? 冷却作用。因为水具有很大的比热容和蒸发潜热，所以水是—种很好的吸热物质。当水喷射到燃烧物质表面时，由于水的吸热，使燃烧物质的温度下降，当该温度下降到其燃点以下，则该物质停止燃烧。
? 窒息作用。水受热汽化以后，体积膨胀很大，在燃烧物质周围形成了一个大量水蒸汽区域，该区域阻碍了新鲜空气进入燃烧区，使燃烧区域内的氧浓度下降，将火扑灭。
? 乳化作用。当滴状水或雾状水喷在一些与水不相溶的粘性液体表面时，就可以产生乳化作用。由于水的连续施加，形成—个乳化层，液体表面受到冷却，可燃蒸气产生的速度下降，火灾就会被扑灭。
? 对可燃物质的稀释作用。很多可燃物质是易溶于水的，这些液体着火并用水进行扑救时，随着水的加入，可燃物质浓度降低，可燃蒸气产生速度下降，闪点逐渐升高。当可燃物质浓度下降到某一值时，不足以再支持燃烧，燃烧即告终止。
（ 2 ）水灭火系统的管路布置
水灭火系统是由消防泵、消防总管、消火栓、消防水带、水枪、水雾器等所组成。
为了保证水灭火系统的可靠性，管路的布置有以下 3 种方法：
? 环形系统。将消防总管布置成环形，在任何一舷的半环发生故障时，水可以从另一舷通过来。这种系统使水灭火系统具有很高的可靠性，他广泛用于客船、渔业、加工船等具有较大尺度的船舶。
? 线形系统。这种系统将消防总管分为两个或三个干管，分别服务于船上建筑、首部及尾部的升敞甲板。这种系统广泛用于油船及小型干货船上，对于一些辅助船、渔船及拖船，一般不再分隔为几个干管。
? 联合式系统。这种系统适用于较大型货船，这类船一般在首部设一台消防泵，在尾部包括上层建筑采用环形消防总管；在货舱区域及首部采用线形消防总管。
2 ．自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统是以水作为灭火剂，他是固定灭火系统中应用历史最久，范围最广的一种灭火系统。自动喷水灭火系统有闭式系统和开式系统两种。在客轮、货船、油船等的起居处所和服务处所，一般使用闭式系统。而在严重危险区域，一旦火灾发生后蔓延相当快的区域，通常使用开式系统，如海洋平台的工艺区，液化气船的甲板等。
自动喷水灭火系统的管网中平时通过压力水柜保持一定的压力。当火灾发生时，喷头开始喷水，压力水柜内的压力下降。当压力水柜内的压力下降到某一设定值，压力水柜中的压力继电器自动启动淡水泵向管网中供水。由于喷头大量喷水，淡水泵提供的水不能保证管网中的水压达到喷水的工作压力，则控制阀上的压力继电器自动启动海水泵，海水泵向管网供水。由于海水泵的排量比较大，可以保证最大保护区域中喷头工作时的流量。
在每一分区的管道中，还装有压力继电器和水流指示器。当某—分区发生火灾时，该区的喷头开始喷水，该段管网中就有水流动，当水的流量大于设定值时，水流指示器向控制室发出一个信号，表示该分区发生火灾，并且喷头已开始喷水。压力继电器监视管网中的压力，当压力低于设定值时，向控制室发出一个低水压报警，并启动海水泵。
根据控制阀和喷头的形式，自动喷水灭火系统可分为湿式系统、干式系统、预作用系统、开式系统。
? 湿式系统
湿式系统是一种应用比较广泛、结构比较简单的自动喷水灭火系统。该系统的管道和喷头始终充满水，并且保持一定的压力，喷头一旦启动，水立刻喷出，喷水迅速，控火和灭火的成功率比较高。
湿式系统主要由闭式喷头、湿式阀装置、水力警铃、供水管路和控制箱等组成，该系统具有自动火灾探测报警和喷水的功能。
? 干式系统
在干式系统中，其管道和喷头内平时不充水，而充以压缩空气。干式系统由干湿两用阀、闭式喷头、水力警铃、排气加速器、自动充气装置和供水管道组成，该系统能独立完成自动探测、报警和喷水任务。
平时，干、湿两用阀处于关闭状态，阀进口侧与水源相连并充满水，阀出口侧与配水干管相连并充满压缩空气。充气的作用是监视系统管路工作状态，即管道是否损坏和泄漏，同时也可以避免水渍损失和管路结冰。在干式系统中压缩空气的压力一定要保持在设定的范围内，如果管道内压缩空气的压力下降，则系统中的低气压压力继电器会向控制箱发出低气压报警信号，提醒值班人员进行检查。
当火灾发生时，闭式喷头因高温而开启，配水干管中的气体压力迅速下降，从而使干湿两用阀出口侧压力下降，干、湿两用阀自动打开，水进入配水干管向喷头供水，喷头开始喷水。在干、湿两用阀打开的同时，水力警铃也自动打开，并发出声响信号。
系统中监测供水压力的压力继电器装在干、湿两用阀进口侧，当该阀打开并向配水干管和喷头供水后，供水压力会下降，则压力继电器发出一个信号，通过控制箱启动消防泵向系统供水。
干式系统在气候温暖的时候，可以转为湿式系统。
? 预作用系统
预作用系统是将火灾自动探测报警技术和自动喷水灭火系统有机地结合在一起。该系统主要由闭式喷头、预作用阀、自动充气装置、供水管道和火灾自动探测报警装置组成。
在没有火灾时，该系统的配水干管同干式系统一样充满压缩空气。当系统中火灾探测器探测到本保护区域内发生火灾时，探测器向报警控制箱发出火灾信号，报警控制箱立刻发出信号打开预作用阀，向配水干管和喷头供水，使系统转为湿式系统。这时，如果火灾继续发展，闭式喷头感温元件熔化或脱落，喷头开始喷水。如果值班人员收到探测器发出的火警信号，及时赶到现场扑灭火灾，则闭式喷头就不会自动喷水，从而减少水损失。
在预作用系统中，预作用阀开启受报警控制箱控制，而不受配水干管中压缩空气压力大小影响。当配水干管因意外事故发生破裂时，管道内压缩空气压力下降，并达到最低压力设定位，即发出故障报警信号，这样就可以对管道工作状态进行自动监视。
? 开式系统
开式系统主要由雨淋阀、开式喷头、火灾自动探测报警装置、水力警铃和供水管道等组成。雨淋阀的开启，由火灾自动探测装置控制，雨淋阀一旦打开后，所有的喷头同时喷水。
在开式系统中，当开式喷头选用高速喷头时，保护区域喷水时好似倾盆大雨，称为雨淋系统；当开式喷头选用水幕喷头时，系统喷水时就组成一道水幕帘，称为水幕系统；当开式喷头为水雾喷头时，系统喷水时就形成水雾，称为水雾系统。可按不同的保护对象选用不同的喷头。
未发生火灾时，雨淋阀处于关闭状态，阀进口侧与水源相通，阀出口侧与配水干管相通，配水干管处于空管状态。
当火灾探测器探测到保护区域内发出火灾时，火灾探测器向报警控制箱发出火灾报警信号，报警控制箱收到火灾信号后，立刻自动打开雨淋阀和水力警钟，水进入配水干管向开式喷头供水，系统投入工作。由火灾探测器发出报警信号到喷头喷水的时间可以控制在很短的时间内完成，甚至在几秒钟以内就可以完成喷头动作。
3 ．二氧化碳灭火系统
二氧化碳灭火系统的主要功能是通过其灭火设备向保护区域施放—定量的二氧化碳灭火剂，从而减少保护区域内空气中的含氧量，使燃烧达不到所必需的氧浓度。实验表明，当空气中二氧化碳的含量达到 30%~50% 时，能使一般可燃物质的燃烧逐渐窒息。当空气中的二氧化碳含量达到 44% 时，能抑制汽油蒸气及其他易燃气体的爆炸。
二氧化碳作为灭火剂，与水相比具有不沾污物品，没有水渍损失和不导电等特点，所以二氧化碳灭火系统被广泛地使用。
二氧化碳灭火系统主要用于下列船舶处所的保护：机舱、油轮的货油舱、辅机舱、机舱控制室、净油机室、油分离设备间、空气压缩机间、货船的货舱、变速齿轮间、低速柴油机的扫气箱、发电机室、货物控制室、油漆间、应急发电机间。如果上述处所是相通的，可以作为一个处所处理。
? 高压二氧化碳系统
通常船用高压二氧化碳灭火系统主要是由二氧化碳钢瓶、气动 / 手动瓶头阀、遥控施放阀、时间延时器、气动施放阀，以及施放管道、阀件和喷头等组成。
目前，国际上通用的是 68L/45kg 二氧化碳钢瓶，钢瓶上带有气动 / 手动瓶头阀，可以远距离进行气动遥控施放，也可以在现场进行手动施放。当众多的钢瓶瓶头阀之间用气动软管进行连接后，就可以在远距离进行遥控施放众多钢瓶，使钢瓶中的二氧化碳气体同时通过施放管道进入指定的保护区域。
遥控施放箱由启动钢瓶和控制选择阀组成。启动钢瓶存储二氧化碳或氮气，作为启动钢瓶瓶头阀的气源。控制选择阀主要对气动施放阀和钢瓶瓶头阀进行顺序选择控制。
时间延时器的作用是保证气动施放阀在二氧化碳钢瓶释放二氧化碳前打开，一般延时时间为 30s 和 60s 。
对于不同类型的船舶，固定式二氧化碳灭火系统的配置有所不同，但是其控制原理是相似的。
? 低压二氧化碳系统
近年来，随着大型油船、集装箱船及液装箱的大量应用，保护区域的空间增大，二氧化碳的需要量有时达到 10t 以上。若用常温下高压储存方法，就需要 200 瓶以上的压力容器，大量的阀件和复杂的操纵系统，也给管理带来困难，于是开发了低压二氧化碳系统。
二氧化碳的存储压力与温度有关，温度越高，存贮压力越大。低压二氧化碳系统与高压二氧化碳系统相比，仅是二氧化碳存储方式不同，其施放方式是相同的。
在低压二氧化碳系统中，二氧化碳存储器为钢制一类压力容器，他能在 2.0MPa 时承受 -20 ℃的低温。二氧化碳应由至少二台制冷装置保持在所需的低温，每台制冷装置都能单独保持规定的储存条件。存储容器应包括有厚实的隔热材料，制冷装置发生故障停止工作后到二氧化碳压力上升使安全阀起作用将有相当长的延迟时间。安全阀一旦打开，二氧化碳蒸气就逸出，这样液体表面又会蒸发出气体，从而产生制冷效果，导致存储容器内温度下降，压力也会下降，即使在高温的夏季，经过 24h 也不会有大量气体逃逸。当所储存的气体 2% 逃逸时应自动报警。
通常在二氧化碳需要量达到 10t 以上时，才采用低压二氧化碳系统。二氧化碳需要量越大，低压二氧化碳系统的优越性愈显著。低压二氧化碳系统的优点是：
? 设备总重减轻 50% 以上；
? 设备结构及管系简单；
? 容器内压力稳定，在低压下不易漏泄。
4 ．泡沫灭火系统
泡沫适用于扑灭油类火灾，即包括可燃液体或可燃固体的火灾。早期的泡沫是通过化学反应来产生，目前大部分已被机械泡沫所代替。
不论什么型号的泡沫浓缩液，都要同水按一定的比例进行混合，通常取 3% 或 6% 的比例。与水混合的泡沫混合液在水压作用下进入泡沫枪、泡沫炮或其他发泡设备。在这些设备内，泡沫混合液产生紊流且吸入空气，这样空气与泡沫混合液在发泡设备内产生充满空气泡的泡沫，并且喷射到保护区域内。
喷射在燃烧液体表面的泡沫，形成一个连续的泡沫层，并通过下述的物理作用来完成灭火工作：
? 冷却作用
燃料燃烧时表面温度比较高，在 90~350 ℃范围内，首先到达燃料表面的泡沫被加热，泡沫中的水被汽化，从而吸收接触部分的燃料表面热量，降低燃料表面的温度。由于泡沫在燃料表面上的扩散流动，泡沫层的面积不断地扩大，被冷却的燃料表面也越来越大，直至整个燃烧表面均被泡沫层所覆盖。当泡沫层的厚度增加到一定程度时，并且燃料表面被冷却到所产生的蒸气不足以维持燃烧时，火焰即被熄灭，也就是火被扑灭。
? 窒息作用
泡沫受到热的燃料表面的作用以及火焰的热辐射作用，其中的水分在燃料表面汽化，所产生的水蒸气使燃料表面附近的氧气浓度降低，削弱了火焰的燃烧强度，这有助于泡沫在燃料表面的积累和泡沫层的加厚，当泡沫层的厚度增加到足够厚时，完全抑制了燃料的蒸发并把燃料与空气完全隔离开来，从而导至火焰熄灭。
? 遮断作用
在泡沫灭火过程中，泡沫可使已被覆盖的燃料表面与尚未被泡沫覆盖的燃料表面的火焰隔离开来，既可防止火焰与已被泡沫遮盖的燃料表面直接接触，又可遮断火焰对这部分燃料表面的热辐射，有助于泡沫冷却作用的发挥，又可有助于窒息作用的加强。
泡沫浓缩剂种类比较多。从发泡倍数来分，可以分为高倍、中倍、低倍泡沫浓缩剂。从用途来分，可以分为普通泡沫浓缩剂和多功能泡沫浓缩剂。
20 世纪 70 年代后期发展起来一种新型的泡沫灭火系统，即固定式泡沫喷淋式灭火系统。这种系统主要用于船舶的货油泵舱、飞机库和汽车库等处所。这种系统当泡沫喷射完毕后，还可以连续喷水。泡沫喷淋灭火系统的操作原理与干式喷水系统相同，只要在开式喷水系统上加上泡沫剂柜、泡沫浓缩剂和比例混合器，开式喷头换成泡沫喷淋头，则干式喷水系统就变为泡沫喷淋系统。
5 ．干粉灭火系统
依据国际海事组织 1975 年颁发的规定，气体运输船上必须装有干粉灭火系统，以便于在货物区域的甲板上灭火。
由于干粉的相对密度比较大，在气流的作用下能覆盖到火上不致被气流冲散。使用干粉灭火时，浓云般的粉雾与火焰相混合，可以降低残存火焰对燃烧物表面的热辐射。干粉灭火剂的基料在火焰的高温作用下将会发生一系列的分解反应，这些反应一般都是吸热反应，可吸收火焰的部分热量。这些分解反应产生的 — 些惰性气体如二氧化碳、水蒸气等，对区域内的氧气浓度具有稀释作用。磷酸铵盐等化合物还具有导致碳化的作用，他附着于着火固体表面，使固体表面碳化，形成的碳化层是热的不良导体，可使燃烧过程暂时变得缓慢，使火焰的温度降低。但是干粉主要灭火作用为化学抑制作用，在维持燃烧链式反应中关键的自由基是 OH 和 H 。当干粉进入燃烧区域与火焰混合时，可以同时捕获 OH 和 H ，大量的干粉喷入燃烧区， OH 和 H 很快地被耗尽，链式燃烧反应被终止，火焰即告熄灭。
固定式干粉灭火系统主要分两种类型，即手动干粉灭火系统和自动干粉灭火系统。不论何种系统，设备启动后的动作步骤均大致相同。