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泡沫灭火系统组件及设置要求


第一章

泡沫灭火系 统 组 件 及 设 置 要 求

泡沫灭火系统一般由泡沫液、泡沫消防水泵、泡沫混合液泵、泡沫液泵、泡沫比例 混合器装置、压力容器、泡沫产生装置、火灾探测与启动控制装置、控制阀门及管道及其它 附件组成。 系统组件必须经国家级产品质量监督检验机构检验合格, 并且必须符合设计用途。

一、泡沫消防泵

(一)泡沫消防水泵、泡沫混合液泵的选择与设置要求 泡沫消防水泵、泡沫混合液泵应选择特性曲线平缓的离心泵,且其工作压力和流量 应满足系统设计要求; 当采用水力驱动平衡式比例混合装置时, 应将其消耗的水流量计入泡 沫消防水泵的额定流量内; 当采用环泵式比例混合器时, 泡沫混合液泵的额定流量应为系统 设计流量的 1.1 倍;泵进口管道上,应设置真空压力表或真空表;泵出口管道上,应设置压 力表、单向阀和带控制阀的回流管。 (二)泡沫液泵的选择与设置要求 泡沫液泵的工作压力和流量应满足系统最大设计要求,并应与所选比例混合装置的 工作压力范围和流量范围相匹配, 同时应保证在设计流量下泡沫液供给压力大于最大水压力; 泡沫液泵的结构形式、 密封或填充类型应适宜输送所选的泡沫液, 其材料应耐泡沫液腐蚀且 不影响泡沫液的性能;除水力驱动型泵外,泡沫液泵应按《泡沫灭火系统设计规范》 (GB50151-2010)对泡沫消防泵的相关规定设置动力源和备用泵,备用泵的规格型号应与工 作泵相同, 工作泵故障时应能自动与手动切换到备用泵; 泡沫液泵应耐受时长不低于 10min 的空载运行。

二、泡沫比例混合器

泡沫比例混合器是一种使水与泡沫原液按规定比例混合成的混合液,以供泡沫产生 设备发泡的装置。 我国目前生产的泡沫比例混合器有环泵式泡沫比例混合器、 压力式泡沫比 例混合器、平衡压力泡沫比例混合器、管线式泡沫比例混合器。 (一)环泵式泡沫比例混合器 环泵式泡沫比例混合器固定安装在泡沫消防泵的旁路上,其混合流程如图 3-7-7 所 示。环泵式泡沫比例混合器的限制条件较多,设计难度较大,达到混合比时间较长。但其结 构简单、工程造价低且配套的泡沫液储罐为常压储罐,便于操作、维护、检修、试验。

1.适用范围 环泵式泡沫比例混合器适用于建有独立泡沫消防泵站的场所,尤其适用于储罐规格 较单一的甲、乙、丙类液体储罐区。 2.设置要求 采用环泵式泡沫比例混合器时,其设计应符合下列要求: 1)水池相对水位不宜过高,以保证泡沫比例混合器出口压力(背压)为零或负压。 但当其进口(即泡沫消防泵出口)压力为 0.7MPa~0.9MPa 时,出口压力可为 0.02MPa~ 0.03MPa。否则,会影响泡沫混合比的精度;

2)泡沫比例混合器泡沫液入口不应高于泡沫液储罐最低液面 1m,否则,对吸入的 泡沫液量有影响,进而影响到泡沫混合比的精度; 3)比例混合器的出口压力大于零时,其吸液管上应设有防止水倒流入泡沫液储罐的 措施。采用该泡沫比例混合器的系统,如果误开泡沫液储罐与水池相通的阀门,当泡沫液液 面高于水液面时,泡沫液会流到水池中;当水液面高于泡沫液液面时,水会流到泡沫液储罐 中,为此应采取必要的措施加以预防; 4)为防止泡沫比例混合器被异物堵塞或其他故障对系统安全性造成影响,要求并联 安装一个备用泡沫比例混合器。 3.使用方法 启动消防泵,将水压调到系统所需的压力,将比例混合器的指针转到所需要的泡沫 混合液量指数上,开启比例混合器的阀门和泡沫液管路的阀门,水与泡沫液即按比例混合, 混合液经管道输送到泡沫产生器, 即可产生空气泡沫。 泡沫混合液量在指示牌允许范围内可 根据需要进行调节。 (二)压力式泡沫比例混合器 压力式泡沫比例混合器适用于低倍数泡沫灭火系统,也可用于集中控制流量基本不 变的一个或多个防护区的全淹没式高倍数泡沫灭火系统和局部应用式高倍数泡沫灭火系统。 压力式泡沫比例混合器分为无囊式压力比例混合器(如图 3-7-8 所示)和囊式压力 比例混合装置(如图 3-7-9 所示)两种,它们主要由比例混合器与泡沫液压力储罐及管路 构成。

1.适用范围 压力式泡沫比例混合器是工厂生产的由比例混合器与泡沫液储罐组成一体的独立装 置,安装时不需要再调整其混合比等,其产品样本中一并给出了安装图,所以设计与安装方 便、配置简单、利于自动控制。它适用于全厂统一采用高压或稳高压消防给水系统的石油化 工企业,尤其适用于分散设置独立泡沫站的石油化工生产装置区。 2.设计要求 采用压力式泡沫比例混合器时,其设计应符合下列要求: 1)压力比例混合器的单罐容积不宜大于 10m?。 2)无囊式压力比例混合器,当单罐容积大于 5m?且储罐内无分隔设施时,宜设置一

台小容积压力比例混合器,其容积应大于 0.5m?、并能保证系统按最大设计流量连续提供 3min 的泡沫混合液。 3)无囊式压力比例混合器的控制阀门应采用合格产品且应选型得当,以防止泡沫液 储罐进水,使泡沫液失效。 4)泡沫液储罐的内部材料或防腐处理不适应所储存的泡沫液,将导致储罐损坏和泡 沫液的变质。特别是水成膜泡沫液含有较大比例的碳氢活性剂与氟碳活性剂以及有机溶剂, 长期储存, 碳氢表面活性剂和有机溶剂不但对金属有腐蚀作用, 而且对许多非金属材料也有 很强的溶解、溶胀和渗透作用,若内壁材料不相宜,其泡沫液储罐使用寿命会缩短;碳钢长 期与水成膜泡沫液直接接触, 铁离子会使氟碳表面活性剂变质, 碳氢活性剂和有机溶剂溶解 的非金属材料分子或离子进入泡沫液中也会影响其性能。 所以采用压力比例混合装置时, 应 考虑囊或储罐内壁材料是否与水成膜泡沫液相适宜。 3.使用方法 与混合器配套的消防水泵的压力,必须符合混合器进口工作压力范围的要求,否则 将影响混合比,降低泡沫质量;混合器使用时应首先开启排气阀,随后开启进水阀,当排气 阀出水时即可关闭,待储罐内压力升到需要值时,可开启出液阀,混合液即可输出;混合器 使用后,要将出液阀,进水阀分别关闭,然后开启排气阀,待压力表回零后,开启放液阀, 将储罐内泡沫液和水放尽。 (三)平衡压力比例混合器 平衡式泡沫比例混合器的混合流程如图 3-7-10 所示, 平衡式比例混合装置的比例混 合精度较高,适用的泡沫混合液流量范围较大,泡沫液储罐为常压储罐。平衡压力流量控制 阀与泡沫比例混合器有分体式和一体式两种。

1.适用范围 平衡式比例混合器的适用范围较广,目前工程中采用较多。尤其设置若干个独立泡 沫站的大型甲、乙、丙类液体储罐区,多采用水力驱动式平衡式比例混合器。 2.设计要求 当采用平衡式泡沫比例混合装置时,应符合下列要求: 1)比例混合器的泡沫液进口压力应大于进口压力,但其压差不应大于 0.2MPa. 2)比例混合器的泡沫液进口管道上应设单向阀。 3) 当采用水力驱动式泡沫液泵时, 可不设置备用泵; 采用其他动力源的泡沫液泵时, 应设置备用泵且动力源的要求与泡沫泵站的动力源要求相同。 4)为保证系统使用或试验后用水冲洗干净,不留残液,泡沫液管道上应设冲洗及放 空管道。 3.使用条件 PHP 型平衡式泡沫比例混合器必须垂直安装使用;PHP 平衡泡沫比例混合器应与消 防水泵和泡沫液泵配套使用;当使用 3%或 6%型泡沫液时,必须按照泡沫液型号配用,否 则比例失调;使用时两只压力表指示的压力值必须相同,才能满足混合比的要求。 (四)管线式比例混合器

管线式泡沫比例混合器是利用文丘里管的原理在混合腔内形成负压,在大气压力作 用下将容器内的泡沫液吸到腔内与水混合。 不同的是管线式比例混合器直接安装在主管线上, 泡沫液与水直接混合形成混合液,系统压力损失较大,其混合流程如图 3-7-11 所示。

1.适用范围 由于管线式比例混合器的混合比精度通常不高,因此在固定式泡沫灭火系统中很少 使用,其主要用于移动式泡沫灭火系统,与泡沫炮、泡沫枪、泡沫产生器装配一体使用。 2.设置要求 1)在低倍数泡沫灭火系统中,为形成良好的泡沫,要求管线式泡沫比例混合器的出 口压力应满足克服混合器的出口至泡沫产生装置这段消防水带的水头损失和泡沫产生装置 进口需要的压力。 2)在高倍数泡沫灭火系统中,使用管线式泡沫比例混合器时应符合下列规定:水的 进口压力范围为 0.6MPa~1.2MPa;水流量范围为 150 ~900L/min;比例混合器的压力 损失可按水进口压力的 35%计算。 3)PHF 系列管线式负压比例混合器进口压力应设计保持在 0.6-1.2Mpa 范围内;应 配用 3%或 6%泡沫液;应水平安装使用;该系列比例混合器与高倍数泡沫灭火系统的安装 距离不应超过 40m。

三、泡沫产(发)生装置

泡沫产生装置的作用是将泡沫混合液与空气混合形成空气泡沫,输送至燃烧物的表 面上,分为低倍数泡沫产生器、高背压泡沫产生器、中倍数泡沫产生器、高倍数泡沫产生器 四种 (一)低倍数泡沫产生器 低倍数泡沫产生器有横式和竖式两种,均安装在油罐壁的上部,仅安装形式不同, 构造和工作原理是相同的。低倍数泡沫产生器应符合下列规定: 1) 固定顶储罐、按固定顶储罐对待的内浮顶储罐,直选用立式泡沫产生器。 2) 泡沫产生器进口的工作压力应为其额定值± 0.1MPa。 3) 泡沫产生器的空气吸入口及露天的泡沫喷射口,应设置防止异物进入的金属网。 4) 横式泡沫产生器的出口,应设置长度不小于 1m 的泡沫管。 5) 外浮顶储罐上的泡沫产生器,不应设置密封玻璃。 (二)高背压泡沫产生器 高背压泡沫产生器是从储罐内底部液下喷射空气泡沫扑救油罐火灾的主要设备。高 背压泡沫产生器应符合下列规定: 1 )进口工作压力应在标定的工作压力范围内。 2) 出口工作压力大于泡沫管道的阻力和罐内液体静压力之和。 3) 发泡倍数不应小于 2,且不应大于 4。 (三)高倍数泡沫发生器 发泡原理:高倍数泡沫发生器是高倍数泡沫灭火系统中产生并喷放高倍数泡沫的装 置。水和高倍数泡沫液按所要求的比例混合后,以一定的压力进入泡沫发生器,通过喷嘴以

雾化形式均匀喷向发泡网, 在网的内表面上形成一层混合液薄膜, 由风叶送来的气流将混合 液薄膜吹胀成大量的气泡(泡沫群) 。高倍数泡沫产生器应符合下列规定: 1)在防护区内设置并利用热烟气发泡时,应选用水力驱动型泡沫产生器。 2) 在防护区内固定设置泡沫产生器,应采用不锈钢材料的发泡网。 (四)中倍数泡沫发生器 发泡原理:中倍数泡沫产生器分为吸气性和吹气型两种,吸气性的发泡原理和低倍 数泡沫产生器相同, 吹气型的发泡原理和高倍数泡沫产生器相同。 吸气型泡沫产生器的发泡 倍数要低于吹气型的泡沫产生器。 该种发泡器种类:目前有固定式和手提式两种。固定式目前有 PZ3 和 PZ6 型,它们 固定安装在可燃、易燃液体储罐上,用来产生并向罐内喷射 21~40 倍的中倍数泡沫,达到 灭火的目的。 手提式目前主要有 PZ4 和 PZ5 型,它们与泡沫消防车或手抬消防泵和 PHF 型负压 比例混合器配套使用组成移动式中倍数泡沫灭火系统。中倍数泡沫产生器应符合下列规定: 1)发泡网应采用不锈钢材料。 2) 安装于油罐上的中倍数泡沫产生器,其进空气口应高出罐壁顶。

本章思考题

1.泡沫灭火系统泡沫液的储存温度应为多少? 2.泡沫灭火系统按照喷射方式可分为哪几种? 3.泡沫灭火系统按发泡倍数分为几种?发泡倍数分别为多少? 4.泡沫灭火系统具有哪些优点? 5.泡沫灭火系统由哪些组件组成?

6.我国目前生产的泡沫比例混合器有哪几种?

参考文献

[1]中华人民共和国公安部.GB50151-2010 泡沫灭火系统设计规范[S]. 北京:中国计 划出版社,2011. [2]中华人民共和国公安部天津消防研究所.GB50281-2006 泡沫灭火系统施工及验 收规范[S].北京:中国计划出版社,2006. [3]张学魁,景绒,建筑灭火设施[M]. 北京:中国人民公安大学出版社,2004. [4]中华人民共和国公安部消防局.建筑消设施工程技术[M]. 北京:新华出版社, 1999. [5]中国消防协会.建(构)筑物消防员[M].北京:中国科技技术出版社,2011.

第八章

干粉灭火系统


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