发布时间 : 星期三 文章泡沫灭火系统讲义更新完毕开始阅读46a0480190c69ec3d5bb7527
囊式压力比例混合装置克服了标准压力比例混合装置的缺点，它用胶囊将泡沫液与水隔开，系统工作时泡沫液与水不直接接触，泡沫液一次未使用完可再次使用，便于调试、日常试验等。 3·2·2．2适用场所
压力式泡沫比例混装置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，其产品样本中并画出了安装图，所以设计与安装方便、配置简单、利于自动控制。它适用于全厂统一供高压或稳高压消防水的石油化工企业，尤其适用于分散设置独立泡沫站的石油化工生产装置区。
图3．2．2A标准压力比例混合装置
图3．2．2B囊式压力比例混合装置 3·2·3平衡压力式比例混合装置 3·2．3．1工作原理
平衡压力式比例混合装置通常由泡沫液泵、混合器、平衡压力流量控制阀及管道等组成（如图3．2．3）。平衡压力流量控制阀由隔膜腔、阀杆和节流阀组成，隔膜腔下部通过导管与泡沫液泵出口管道相连，上部通过导管与水管道相通，其作用是通过控制泡沫液的回流量达到控制泡沫混合液混合比。平衡压力式比例混合装置的工作原理是，泡沫液泵供给的泡沫液一股进入混合器，另一股经平衡压力流量控制阀回流到泡沫液储罐，当水压升高时，说明系统供水量增大，泡沫液供给量也应增大，平衡压力流量控制阀的隔膜带动阔杆向下，节流阀的节流口减小，泡沫液回流量减小，而供系统的量增大，同理水压降低时供系统的泡沫液量减小。平衡压力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。 图3．2．3平衡压力式比例混合器 3．2·4管线式泡沫比例混合器
管线式比例混合器与环泵比例混合器的工作原理相同，它们都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，所以它们又称负压比例混合器。不同的是，环泵比例混合器是装在泡沫消防泵的回流管上，而管线式比例混合器直接装在主管线上，所以它们的结构尺寸有所区别。
管线式比例混合器的工作压力通常在0．7～1．3MPa范围内，压力损失在进口压力的三分之一以上，混合比精度通常较差。为此它主要用于移动式泡沫系统，且许多是与泡沫炮、泡沫枪、泡沫发生器装配一体使用的，在固定式泡沫系统中很少使用它。有关管线式比例混合器的结构见图3．2．4。 图3．2．3平衡压力式比例混合器
1管牙接口2混合器本体3过虑网 4喷嘴 5吸液管接口6扩散管 7外接管8底阀座9底芯 10橡胶膜片11调节阀芯12调节手柄 图3．2．4管线式比例混合器 3．3泡沫产（发）生装置 将空气混入并产（发）生一定倍数空气泡沫的设备称为泡沫产（发）生装置。泡沫产（发）生装置分为吸气型和吹气型，低倍泡沫产生装置和部分中倍泡沫发生装置是吸气型的，高倍和部分中倍泡沫发生装置是吹气型的
吸气型泡沫产（发）生装置由液室、气室、变截面喷嘴或孔板、混合扩散管
等部分组成。其工作原理是基于紊流理论，当一股压力泡沫混合液流经喷嘴或孔板时，由于通流截面的急剧缩小，液流的压力位能迅速转变为动能而使液流成为一束高速射流。射流中的流体微团呈无规则运动，当微团横向运动时，与周围空气间相互摩擦、碰撞、参混，将动量传给与射流边界接触的空气层，并将这部分空气连续挟带进入混合扩散管，形成气- 液混合流。由于空气不断被带走，气室内形成一定负压，在大气压作用下外部空气不断进入气室，这样就连续不断产生一定倍数的泡沫。
吹气型泡沫发生装置主要由喷嘴、发泡筒、发泡网、风叶等组成，其工作原理是，一定压力泡沫混合液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).
3．3．1泡沫产生器
泡沫产生器是为甲、乙、丙类液体储罐液上喷射泡沫系统配套安装的一种低倍泡沫产生装置，按其安装方式的不同分为横式（如图3．3．1A）和立式两种（如图3．3．1B），目前我国只生产模式一种，有PC4、PC8、PC16、PC24四种规格，额定工作压力0．5MPa，发泡倍数大于5倍。 图3．3．1A横式泡沫产生器 图3．3．1B立式泡沫产生器 3．3．2高背压泡沫产生器
高背压泡沫产生器是为甲、乙、丙类液体储罐液下或半液下喷射泡沫系统配套安装的一种低倍泡沫产生装置。我国有 PCY8（ PCY450）、 PCY16（PCY900）、 PCY24（PCY1350）、 PCY32（PCY32）四种。括弧内为某些生产厂使用的新型号，其数字的含义为泡沫混合液额定流量（ L／min）。高背压泡沫产生器的发泡倍数为2－4倍，我国生产的产品的额定进口压力为0．7Mpa，最大出口压力约为 0·2 MPa。 3．3．3泡沫喷头
泡沫喷淋系统使用的是吸气型泡沫喷头，第一代泡沫喷头因其体积大、物耗高，已逐步被体积小的第二代喷头所取代。随着成膜类泡沫的出现，非吸气型喷头的使用成为可能，特别是近年来的一些大型系统采用了水成膜泡沫一水喷淋系统，它多使用洒水喷头或水雾喷头。 3．3．4泡沫炮
泡沫混合液流量大于16L／S，以射流形式喷射泡沫的装置称为泡沫炮。泡沫炮从安装方式分为固定式与移动式两种。固定式泡沫炮是安装在固定支座上。 固定式泡沫炮通常应能在水平和铅垂两个方向上进行摆动，控制其摆动的方式分为手动控制、电动控制、液动控制、气动控制等。手动泡沫炮要就地进行控制；电动、液动、气动泡沫炮可实现有线或无线远距离控制，所以又称它们为远控炮。远控炮是以电驱动、液压驱动或气压驱动为主，它们都配有手动机构，需要时也可就地手动。 3·3·5泡沫枪
泡沫枪是一种小流量的泡沫产生与喷射装置，主要用来辅助扑救一些小面积的甲、乙、丙类液体流散火灾。从外形上可分为泡沫枪和泡沫管枪两类，从构造上有管线式比例馄合器、泡沫枪组合式与单独的泡沫枪两种，图3．3．5A为带管线比例混合器的泡沫管枪，图3．3．5B为泡沫枪。目前我国主要生产泡沫管枪，有PQ4、PQ8两种规格型号。
第四节储罐区泡沫系统设计 4．1系统设计基础
4．1．1系统类型的选择
现行《石油库设计规范》（GBJ74－84）、《石油化工企业设计防火规范》（GB50160－92）、《原油和天然气工程设计防火规范》（GB50183－93）分别规定了各自行业或领域的储罐区选择固定式、半固定式和移动式泡沫系统的条件，其规定不一致，选择系统类型时应根据设计对象所处的行业或领域执行各自的设计规范。对于上述“设计规范”不能涵盖的情罐区，可按2．1．2所述的原则选择系统类型。
4．1．2系统控制方式的确定
系统控制方式分自动和手动控制两种，目前我国相关“规范”没有规定出自动与手动控制的选择条件，所以一般都选择手动控制方式，选择自动控制的极少，可见储罐区泡沫灭火系统的控制功能要求低于其他民用建筑的灭火系统，但甲、乙、丙类液体储罐区危险程度及火灾后的损失一般高于其他民用场所。为了适当提高泡沫灭火系统的防范能力，《低倍数泡沫灭火系统设计规范》（2000年修订本）规定：“当储罐区固定式泡沫灭火系统的泡沫混合液流量大于或等于100L／S时，系统的泵、比例混合装置及其管道、的控制阀、干管控制阀宜具备遥控操纵功能”。现行《石油库设计规范》、《石油化工企业设计防火规范》对单罐储量50000m3及以上浮顶储罐控制方式的要求也适当提高了（详见其规范）。 4·1．3泡沫喷射形式选择
如第二节2．1．3所述，只有固定顶储罐存在泡沫喷射形式选择问题，选择液上、液下还是半液下泡沫喷射形式，应综合各方面因素而定。外浮顶储罐、内浮顶储罐一律选择液上喷射泡沫系统。 4．1．4泡沫液的选择、储存以及用水要求
对于非水溶性甲、乙、丙类液体储罐，抗溶性泡沫液的灭火功效不比普通泡沫液差，但其价格较贵，一般不推荐。非水溶性甲、乙、丙类液体储罐液上喷射泡沫系统，可选用蛋白、氟蛋白、水成膜或成膜氟蛋白泡沫液；非水溶性甲、乙、丙类液体储罐液下喷射泡沫系统，应选用氟蛋白、水成膜或成膜氟蛋白泡沫液。 水溶性甲、乙、丙类液体储罐液上喷射泡沫系统必须选用抗溶性泡沫液；对于无铅汽油，由于其中醚、醇等含氧元素的有机物对普通泡沫具有很强的破坏作用，当其含氧元素组分的净含量体积比超过10％时，用普通泡沫液灭火困难，所以也必须选用抗溶性泡沫液；当某些储罐区既有水溶性液体储罐又有非水溶性液体储罐时，为降低工程造价，可用合一套泡沫系统，但必须选用抗溶性泡沫液，抗溶性泡沫液用于非水溶性甲、乙、丙类液体储罐，其设计要求与用普通泡沫液相同。
泡沫液宜储存在通风干燥的房间内或敞棚内，泡沫液的储存温度应为0℃～40℃。
4．2固定顶储罐液上喷射泡沫系统设计 4．2．1储罐中所需泡沫混合液流量计算
储罐中所需泡沫混合液流量应按式4．2．1计算： Q=RπD2/4 （4.2.1） 式中：Q—一泡沫混合液设计流量（L／min）； R—一泡沫混合液供给强度（L／min.m2 ）； D—一所保护的固定顶储罐直径（m）；
GB50151《低倍数泡沫灭火系统设计规范》（ 2000年修订本）规定的非水溶性与水溶性甲、乙、丙液体固定顶储罐最小泡沫混合液供给强度和连续供给时间分别见表4．2．1A和4·2·1B。
非水溶性液体最小泡沫混合液供给强度和连续供给时间表4．2．1A
注1：如果采用大于上表规定的混合液供给强度，混合液连续供给时间可按相应的比例缩短，但不得小于上表规定时间的80％。
注2：含氧添加剂含量体积比大于10％的无铅汽油，其抗溶泡沫混合液供给强度不应小于6 L／min·m2 、连续供给时间不应小于40min。
水溶性液体最小泡沫混合液供给强度和连续供给时间表4．2．1B
注：本表未列出的水溶性液体，其泡沫混合液供给强度和连续供给时间由试验确定。
4．2．2泡沫产生器设置 4·2·2．1设置数量
从日常防火的角度，多设一个泡沫产生器储罐就多一个开口，当泡沫产生器的密封玻璃破碎后会威胁到储罐安全，所以设置的越少越好。从灭火角度，多设置一些有利于泡沫灭火，但超过一定数量后，对灭火效果的影响会变小。那末多少适合呢？我们不妨用数学几何的方法予以分析。
试验证实，泡沫对燃液的有效灭火半径最大约为25m 。为此，一个完好的泡沫产生器所能保护的储罐其直径最大不能超过25m。沿储罐周均匀布置的两个泡沫产生器完好时，所能保护的储罐最大直径为： DMAX=25X20.5 （m）≈36m
当其中一个坏了，剩下的一个泡沫产生器能保护的储罐最大直径为 25m。如图4．2．2A所示，沿罐周均匀布置的三个泡沫产生器完好时，所能保护的储罐最大直径为：
Dmax=25X2（m）= 50m
当其中一个坏了，剩下的二个泡沫产生器能保护的储罐最大直径为： Dmax=（2X30.5/3）X25（m）≈29m
由于泡沫是沿罐壁散射流到液面上的，预计保护的储罐最大直径可达 30 m。同理沿罐周均匀布置的四个泡沫产生器完好时，所能保护的储罐最大直径也是50 m，当其中一个坏了，剩下的三个泡沫产生器保护的储罐最大直径约为36m。 图A三只泡沫产生器
图B三只中坏了一只泡沫产生
图4．2．2均匀布置三个泡沫产生器 4·2·2．2选型
用式4．2．l计算的泡沫混合液流量除以“规范”规定的最小设置数量，就得到了每个泡沫产生器的最小泡沫混合液流量，然后向上进行圆整既可确定泡沫产生器的设置型号。例如一个直径20m的非水溶性液体固定顶储罐，“规范”规定泡沫产生器最小设置数量为2个，通过计算得每个泡沫产生器的泡沫混合液流量应大于785 L／min，向上圆整后选PC16，其额定泡沫混合液流量为960 L／min。
如第三节所述，液上喷射的泡沫产生器有横式、立式两种，但目前我国生产的泡沫产生器基本都是横式的，选择余地很小。 4·2·2．3布置要求