泡沫滅火系統是指普通空氣機械泡沫滅火系統。是當今撲救甲(液化烴除外)、乙、丙類液體火災和一般固體物質火災,普遍使用的滅火系統。主要適用于提煉、加工生產甲、乙、丙類液體的煉油廠、化工廠、油田、油庫,為鐵路油槽車裝卸油品的鶴管棧橋、碼頭、飛機庫、機場及燃油鍋爐房、大型汽車庫等。在火災危險性大的甲、乙、丙類液體儲罐區和其它危險場所,滅火優越性非常明顯,實踐證明,該系統具有安全性高、經濟實用、滅火效率高等優點。
泡沫液的滅火作用主要體現在以下幾個方面:
1、在燃燒物表面形成泡沫覆蓋層,使燃燒物的表面與空氣隔絕,同時泡沫受熱蒸發產生的水蒸氣可以降低燃燒物附近氧氣的濃度,起到窒息滅火作用。
2、泡沫層能阻止燃燒區的熱量作用于燃燒物質的表面,因此可防止可燃物本身和附近可燃物質的蒸發。
3、泡沫析出的水對燃燒物表面進行冷卻。
液體火災必須選用抗溶性泡沫液。撲救水溶性液體火災只能采用液上噴射泡沫,不能采用液下噴射泡沫。對于非溶性液體火災,當采用液上噴射泡沫滅火時,選用普通蛋白泡沫液,氟蛋白泡沫液或水成膜泡沫液均可。對于非水溶性液體火災,當采用液下噴射泡沫滅火時,必須選用氟蛋白泡沫液或水成膜泡沫液。泡沫液的儲存溫度應為0℃~40℃.
圖3-32是泡沫滅火系統滅火過程圖。
一、系統的主要組件
泡沫滅火系統由水源、泡沫消防泵、泡沫液儲罐、泡沫比例混合器、泡沫產生器、閥門、管道及其它附件組成。
(一)泡沫消防泵
泡沫消防泵即能把泡沫以一定的壓力輸出的消防火泵,泡沫消防泵宜選用特性曲線平緩的離心泵,以保證流量的可變性和揚程的不變性。泡沫消防泵宜為自灌式引水。但采用自灌式引水時,蓄水池的水面不得高于水泵軸線5m,否則環泵式負壓比例混合器不能正常工作。
1、水源要求
泡沫滅火系統必須采用自來水或干凈的天然水源。
2、安裝要求
(1)消防泵應保證在火警時立即投入工人作,并在火場非消防電源斷電時仍能正常工作。因此,應安裝兩路電源供電,其中一路作備用,或配備內燃以電機組備用。在重要防護場所應根據規范配置備用泡沫消防泵。
(2)泡沫消防泵進水管上應設置真空壓力表或真空表,以觀察水位高低和真空度大??;泡沫消防泵的出水管上,應設置壓力表、單向閥和帶控制閥的回流管,以觀察泵的揚程,防止管網內的水或泡沫混合液倒流至泵內造成水錘和泵超壓運轉造成泵過熱損壞。
(二)泡沫比例混合器
泡沫比例混合器是一種使水與泡沫原液按規定比例混合成的混合液,以供泡沫產生設備發泡的裝置。
我國目前生產的泡沫比例混合器有環泵式泡沫比例混合器、壓力式比例混合器、平衡壓力泡沫比例混合器、管線式泡沫比例混合器。
1、環泵式泡沫比例混合器
環泵式泡沫比例混合器主要有PH系列環泵式負壓比例混合器,其規格按提供的最大混合液流量來劃分系列產品的有PH32、PH48和PH64三種型號,另外,還有PH32c,PH64c兩種船用型號。環泵式負壓比例混合器如下圖所示。
PH系列環泵式負壓比例混合器固定安裝在消防泵的出水管和進水管之間,管線形成環流狀,故稱環泵式負壓比例混合器,它與固定式消防水泵配套使用,向泡沫滅火設備輸送泡沫混合液。該系列比例混合器運用于低倍數泡沫滅火系統。泡沫液與水的混合比一般為6︰94,如用3%型泡沫液則為3︰97。
使用方法:
啟動消防泵,將水壓調到系統所需的壓力,將比例混合器的指針轉到所需要的泡沫混合液量指數上,開啟比例混合器的閥門和泡沫液管路的閥門,水與泡沫液即按比例混合,混合液經管道輸送到泡沫產生器,即可產生空氣泡沫。泡沫混合液量在指示牌允許范圍內可根據需要進行調節。
2、壓力式泡沫比例混合器
壓力式泡沫比例混合器主要有PHY系列儲罐式壓力比例混合器和PHY系列壓力比例混合器。
(1)PHY系列儲罐式壓力比例混合器,是安裝在泡沫液儲罐上的,其特點是可以直接使用消防泵的壓力水源,在混合器的標定工作壓力范圍內能自動地使泡沫液與水按規定比例進行混合,向多種型號的泡沫產生設備輸送泡沫混合液。該系列混合器備有3%和6%混合比孔板,可以根據需要選用。壓力式泡沫比例混合流程圖如下圖所示。
儲罐式壓力比例混合器的規格是按照每秒鐘提供的最大混合液量來劃分的。系列產品有四種規格,即PHY32c、PHY48/55、PHY64/75、PHY72/30c。該系列比例混合器適用于低倍數泡沫滅火系統。
儲罐式壓力式泡沫比例混合器由泡沫儲罐、比例混合器、球閥、
進水和出泡沫液管道等組成,有立式和臥式兩種。泡沫液儲罐分無隔膜和有隔膜兩種結構型式。前者結構簡單,加工方便,成本較低,但罐內儲液一經使用即與水混合,無論用完與否,剩液都必須更換,后者剩液無須更換,但造價較貴。
使用方法:
A、與混合器配套的消防水泵的壓力,必須符合混合器進口工作壓力范圍的要求,否則將影響混合比,降低泡沫質量。
B、混合器使用時應首先開啟排氣閥,隨后開啟進水閥,當排氣閥出水時即可關閉,待儲罐內壓力升到需要值時,可開啟儲液閥,混合液即可輸出。
C、混合器使用后,要將出液閥,進水閥分別關閉,然后開啟排氣閥,待壓力表回零后,開啟放液閥,將儲罐內泡沫液和水放盡。
(2)PHY系列壓力比例混合器
PHY系列壓力比例混合器的規格是按照每秒鐘提供的最大混合量劃分的,系 列產品有PHY8、PHY40、PHY80三種型號。
PHY系列壓力比例混合器與泡沫液泵配套使用,在標定的工況下能使水和泡沫液按比例進行混合,形成混合液,輸送給泡沫產生裝置,產生泡沫進行滅火。PHY系列壓力比例混合器,主要用于高倍數泡沫滅火系統。
3、平衡壓力比例混合器具
PHP系列平衡壓力比例混合器,是我國80年代末期研制成功的新型比例混合器,有PHP20、PHP40、PHP8三種規格。這種比例混合器只有泡沫液和水的壓力差不超過允許值,就可以在一個很大的流量范圍內自動地按比例將水和泡沫液進行混合,并將混合液輸送到泡沫產生裝置。平衡壓力比例混合器適用于固定式高倍數泡沫滅火系統,也適用于低倍數泡沫滅火系統。平衡壓力比例混合流程如下圖所示。
(1)適用范圍和適用條件
平衡壓力比例混合器適用于固定式低倍數泡沫滅火系統,也可適用于高倍數泡沫滅火系統。
(2)使用條件
A、PHP型平衡壓力比例尺混合器必須垂直安裝使用。
B、PHP平衡壓力比例混合器應與同步消防水泵和泡沫液泵配套使用。
C、當使用3%或6%型泡沫液時,必須按照泡沫液型號配用,否則比例失調。
D、使用時兩只壓力表指示的壓力值必須相同,才能滿足混合比的要求。
4、管線式比例混合器
管線式比例混合器的典型產品為PHF系列管線式負壓比例混合器和PH系統管線式泡沫比例混合器。管線式比例混合流程如下圖所示。
(1)PHF系列管線式負壓比例混合器
其規格按每秒鐘提供的最大混合液流量來劃分,系列產品有PHF3、PHF4、PHF8、PHF16四種型號。此種比例混合器宜與高倍數泡沫發生器配套使用,也能與低倍數泡沫滅火系統配套使用,其結構簡單,使用方便,主要適用于移動式或半固定式泡沫滅火系統。因為它的流量范圍較?。?80-900L/min),進口處壓力較高(0.6-1.2Mpa),壓力降較大(為出口壓力的1/3左右)。
該型比例混合器的使用條件為:
A、混合器進口壓力應設計保持在0.6-1.2Mpa范圍內。
B、應配用3%或6%泡沫液。
C、應水平安裝使用。
D、該系列比例混合器與高倍數泡沫滅火系統的安裝距離不應超過40m。
(2)PH系列管線式比例混合器
其構造由手柄、閥蕊、指示牌、噴嘴、閥體、接口、混合器本體等組成。
使用方法:當手柄指針指向3%時可采用3%型的空氣泡沫液;當手柄指針指向6%時可采用6%的空氣泡沫液。
(三)泡沫產生器
它的作用是將泡沫混合液與空氣混合形成空氣泡沫,輸送至燃燒物的表面上,并且分為液上噴射空氣泡沫產生器、液下噴射空氣泡沫產生器、高倍數泡沫產生器、低倍數泡沫產生器四種。
1、液上噴射空氣泡沫產生器
液上噴射空氣泡沫產生器有橫式和豎式兩種,均安裝在油罐壁的上部,僅安裝形式不同,構造和工作原理是相同的。按每秒鐘提供的最大混合液流量來劃分,豎式泡沫產生器有ps4、ps8、ps16、ps24和ps32五種型號。橫式泡沫產生器有Pc4、Pc8、Pc16、Pc24四種型號。
使用注意事項:
①泡沫產生器需要泡沫比例混合器配套使用,操作時,應注意混合液進入產生器時工作壓力最低不得低于0.2MPa,如壓力過低就不能正常工作,其進口標定工作壓力為0.5MPa。
②本產生器配用3%和6%型普通泡沫液。
③為了避免和減輕在貯罐發生火災時罐壁變形時對管道的破壞,應在產生的進口管道中安裝一段相同口徑的金屬軟管。
2、液下噴射空氣泡沫發生器
液下噴射空氣泡沫發生器,又稱高背壓泡沫發生器,它是從貯罐內底部液下噴射空氣泡沫撲救油罐火災的主要設備。它同液上噴射空氣泡沫發生器的不同處在于它噴射泡沫后的出口壓力還需保持相當于進口工作壓力25-30%的背壓,以克服管道的沿程摩阻損失及油罐液面高度靜壓損失。
液下噴射空氣泡沫產生器,是貯罐液下噴射空氣泡沫(氟蛋白)泡沫或水成膜泡沫滅火的主要設備,配用的滅火劑是氟蛋白泡沫液或水成膜泡沫液,它適用于汽油、柴油、煤油貯罐和粘度小于40×10ˉ6㎡/s的原油浮頂罐和內浮頂罐火災的撲救,但最適用于拱頂罐火災的撲救。
適用范圍和使用注意事項:
液下噴射空氣泡沫產生器適用于固定式和半固定式液下噴射泡沫滅火系統。
注意事項:
①必須配用氟蛋白泡沫液或水成膜泡沫液。
②由泡沫泵站將泡沫(或混合液)輸到最遠保護對象時間不應大于5min;泡沫混合液管道的設計流速不宜大于3m/s。
③泡沫噴入油品的流速,對于汽油、煤油、柴油宜小于3m/s,對于原油,宜小于3.5m/s
④必須在泡沫管線上安裝背壓調節閥和壓力表。
⑤泡沫噴管長度,其高度必須在水墊層之上,否則空氣泡沫要受到破壞。
⑥泡沫管上的止回閥應連用專用的止回閥,以保證有良好的密封性能。否則油品會滲流到管道內。
3、高倍數泡沫發生器
發泡原理:高倍數泡沫發生器是高倍數泡沫滅火系統中產生并噴放高倍數泡沫的裝置。水和高倍數泡沫液按所要求的比例混合后,以一定的壓力進入泡沫發生器,通過噴嘴以霧化形式均勻噴向發泡網,在網的內表面上形成一層混合液薄膜,由風葉送來的氣流將混合液薄膜吹脹成大量的氣泡(泡沫群)。
根據驅動風葉的原動機類型,目前國內高倍數泡沫發生器有水力驅動式高倍數泡沫發生器和電動機驅動式高倍數泡沫發生器兩種類型。
(1)水力驅動式高倍數泡沫發生器又可分為兩種形式:
①水輪機驅動式高倍數泡沫發生器
該種發生器基本上都是用銅、不銹鋼等耐腐蝕材料加工,發泡網是用1CrI8Ni9不銹鋼制材制作,可在防護區內安裝使用。主要PF4型、PFT4型、PFS3型、PFS4型、PFS5型水輪機驅動式高倍數泡沫發生器。
②水流反作用力式高倍數泡沫發生器
目前有PFS-160型發生器,其發泡網是用棉線制作,不允許在防護區內安裝使用。它可用于移動式高倍數泡沫滅火系統或將它放在免受火焰危害的部位,通過導泡筒向防護區輸送高倍數泡沫撲救火災。
(2)電動機驅動式高倍數泡沫發生器
目前兩有種產品:PF20型、PFD-200型電動機驅動式高倍數泡沫發生器。該種產品適用于大范圍的防護區。其中PFD-200型產品或用于移動式高倍數泡沫滅火系統,使其電動機免受火焰危害。
4、中倍數泡沫發生器
發泡原理:中倍數泡沫發生器與高倍數泡沫發生器的工作原理不同,后者是吹氣型泡沫發生器,而前者是吸氣型泡沫發生器。這種發生器不需要強風吹泡,因此結構簡單。
該種發泡器種類:目前有固定式和手提式兩種。固定式目前有PZ3和PZ6型,它們固定安裝在可燃、易燃液體貯罐上,用來產生并向罐內噴射21~40倍的中倍數泡沫,達到滅火的目的。
手提式目前主要有PZ4和PZ5型,它們與泡沫消防車或手抬消防泵和PHF型負壓比例混合器配套使用組成移動式中倍數泡沫滅火系統。
二、系統的類型
泡沫滅火系統的種類很多
(一)按噴射方式分為液上噴射、液下噴射、泡沫噴淋和固定式泡沫炮四種。
1、泡沫液上滅火系統是將泡沫通過油罐上部覆蓋到燃燒的液面而進行滅火的系統。與液下噴射滅火系統相比較,這種系統有泡沫不易受油的污染,可以使用廉價的普通蛋白泡沫等優點。
2、液下噴射滅火系統是一種在液體燃燒層的下部注入泡沫,泡沫上升至液體表面并擴散開,形成一個泡沫層的滅火系統。液下用的泡沫液必須是氟蛋白泡沫滅火液或是水成膜泡沫液。
3、泡沫噴淋系統
用噴頭噴灑泡沫的固定式滅火系統稱為泡沫噴淋系統。泡沫噴淋系統適用于在甲、乙、丙類液體可能泄露或消防設施不足的場所。泡沫噴淋應設有自動報警裝置。宜采用自動控制方式,但必須同時設有手動控制裝置。
4、固定式泡沫炮分為手動、電動和遙控三種類型,主要用于機場、碼頭、化工裝置等場所,其特點是射程遠,控制方便,噴射量大,滅火效率高。
(二)按系統結構分為固定式、半固定式和移動式三種。
1、固定式泡沫滅火系統:由水源、固定消防泵站、泡沫液儲存設備、空氣比例混合器、固定管道和泡沫發生裝置及系統組件組成。一旦保護對象著火,能自動或手動供給泡沫及時撲救火災。
2、半固定式泡沫滅火系統:由固定泡沫產生裝置和水源、泡沫消防車或機動消防車,臨時由水帶連接組成的滅火系統?;蛘哂晒潭ǖ呐菽辣?、相應的管道和移動的泡沫產生裝置(泡沫炮、泡沫鉤槍),用水帶臨時連接組成的滅火系統。
3、移動式泡沫滅火系統:即由消防車或機動消防泵、泡沫比例混合器、移動式泡沫產生裝置(泡沫炮、泡沫槍),用水帶臨時連接組成的滅火系統。
(三)按發泡倍數分為三種系統:發泡倍數在20倍以下的稱低倍數泡沫滅火系統;發泡倍數在21-200倍之間的稱中倍數泡沫滅火系統;發泡倍數在201-1000倍之間的稱高倍數泡沫滅火系統。
三、系統的檢查和維護
(一)系統的日常管理維護
1、一般規定
(1)泡沫滅火系統投入運行前,建設單位應配齊經過專門培訓、并通過考試合格的人員負責系統的維護、管理和操作。
(2)編制操作規程并繪制系統流程圖。
(3)制定值班人員手則。
(4)建立系統定期檢查維修記錄表。
(5)建立該系統的技術檔案。
2、系統定期檢查和試驗
(1)每周應對消防泵(包括備用泵)啟動運行一次;
(2)每季度應對系統進行檢查,檢查內容如下:
①對低、中倍數泡沫產生器、泡沫噴頭、泡沫炮、泡沫比例混合器進行外觀檢查;
②對固定式泡沫炮的回轉、仰俯機構或電動操作機構進行檢查;
③消火栓和閥門的開啟與關閉應自如,不應銹蝕;
④壓力表、管道過濾器、金屬軟管、管道及附件不應有損傷;
⑤電源及電氣設備工作狀態應良好;
⑥供水水源及水位指示裝置應正常。
(3)每年應對系統進行檢查,檢查內容及要求除按季節檢查規定外,尚應增加下列內容:
①系統管道應用水沖洗一次,清除銹渣;
②儲罐上液上泡沫產生器(低、中倍)泡沫混合液立管,應清除銹渣;
(4)系統運行2-3年后,應按下列規定對系統進行徹底檢查和試驗;
①對所儲存的泡沫液,進行化驗分析,檢查其發泡倍數、析液時間是否符合產品要求,若不符合,應全部立即更換符合標準的新泡沫液。
②對設備和管道應全部進行防腐處理;
③對泵和閥門進行拆卸檢修。
對檢查和試驗中發現的問題應及時解決,對損壞或不合格者立即更換,使系統恢復到正常狀態。
(二)系統的模擬啟動
進行系統的模擬啟動試驗可以保證系統的正常運轉以及使用操作維護人員熟悉設備和滅火操作規程。試驗按下列程序進行:
1、準備所需要的檢驗設備。
2、主電源和備用電源切換試驗1~3次;
3、用清水代替泡沫液首先進行單機啟動試驗。
(1)消防泵和固定式消防泵組應全部進行試驗,工作與備用消防泵或固定式消防泵組在設計負荷下連續運轉不應小于20分鐘,其間轉換運行1~3次,并應符合設計技術要求;
(2)泡沫比例混合器應全部調試;
(3)進行泡沫發生裝置的調試:選擇最不利點作噴水試驗,其進口壓力應符合設計要求,發泡應正常。
4、系統模擬啟動試驗應在單機調試合格后進行。
(1)調試時應使系統中所有的閥門處于正常工作狀態;
(2)每個防護區應進行噴水試驗;
(3)當為手動滅火系統時,應以手動控制方式,進行一次噴水試驗;當為自動滅火系統時,應以手動和自動控制方式各進行一次,其各項性能指標均應達到設計要求。
5、低、中倍數泡沫滅火系統噴水試驗完畢后,將系統中的水放空后應選擇最不利點的防護區或儲罐,進行一次噴泡沫試驗。當為自動滅火系統時,應以自動控制方式進行,噴射泡沫的時間不宜小于1分鐘。且實測泡沫混合液的混合比例及泡沫的發泡倍數和析液時間應符合設計要求。
6、高倍數泡沫滅火系統除按上述步驟進行模擬試驗外,尚應對每個防護區分別進行一次噴泡沫試驗,當為自動滅火系統時,應以自動控制的方式進行,噴射泡沫的時間不宜小于30s,泡沫最小供給速率應符合設計要求。
7、泡沫滅火系統試驗后,應用清水沖洗放空,然后將系統恢復到正常工作狀態并填寫記錄。
(三)火災時系統的控制與操作
1、手動滅火系統應配有專門的值班操作人員及制定操作規程,火災時由專門人員按操作規程進行操作。
2、泡沫全淹沒系統與火災自動報警系統組成自動控制滅火系統,并與防護區內的門窗關閉裝置、排氣口的開啟裝置以及生產、照明電源切斷裝置等聯動控制?;馂臅r由火災自動報警系統放出聲光報警,并自動啟動滅火裝置實施滅火,但同時也應設立手動和應急操作啟動程序,緊急情況下由值班人員按規程操作實現控火和滅火。
維護與管理
一、一般規定
1、泡沫滅火系統驗收合格方可投入運行。
2、泡沫滅火系統投入運行前建設單位應配齊經過專門培訓,并通過考試合格的人員負責系統的維護、管理、操作和定期檢查。
3、泡沫滅火系統正式啟用時,應具備下列條件:
3.1、驗收申請報告、系統驗收表、施工圖,設計說明書,設計變更文件,建筑防火審核意見書、泡沫液儲罐的強度和嚴密性試驗記錄表,閥門的強度和嚴密性記錄表,隱蔽工程驗收記錄表,管道試壓記錄表,管道沖洗記錄表系統調試記錄表、系統及設備的使用說明書、主要設備及泡沫液的國家質量監督檢驗測試中心的檢測報告和產品出廠合格證閥門,壓力表,管道過濾器金屬軟管,管子及管件等出廠檢驗報告或合格證。與系統相關的電源,備用動力,電氣設備,以及火災報警系統和聯動控制設備等驗收合格的證明管理維護人員登記表
3.2、操作規程和系統流程圖
3.3、值班員職責
3.4、系統的檢查記錄
3.5、已建立泡沫滅火系統的技術檔案
二、系統的定期檢查和試驗
1、每周對消防泵和備用電力進行一次啟動試驗并填好系統周檢記錄表
系統周檢記錄表
工程名稱 項目名稱
時間 消防泵
啟動試驗 備用電力啟動試驗 存在問題及
處理情況 檢查人
(簽字) 負責人
(簽字) 備注
注:檢查項目欄內應根據系統選擇的具體設備進行填寫。
檢查項目若正常畫√
2、每季度應對系統進行檢查,檢查內容及要求應符合下列規定,并填好系統周檢查記錄表
系統年檢記錄表
工程名稱 項目名稱
日期 檢查項目 檢查、試驗
內 容 結果 存在問題及
處理情況 檢查人(簽字) 負責人
(簽字) 備注
注:檢查項目欄內應根據系統的形式和選擇的具體設備進行填寫
表格不夠可加頁
結果欄內填寫合格,部分合格,不合格
2.1對低倍數泡沫產生器,中、高倍數泡沫產生器泡沫噴頭,固定式泡沫炮,泡沫比例混合氣進行外觀檢查,應完好無損。
2.2對固定式泡沫炮的回轉機構’仰俯機構或電動操作機構進行檢查,性能應達到標準的要求。
2.3消火栓和閥門的開啟應自如,不應銹蝕
2.4壓力表、管道過濾器、金屬軟管、管道及附件不應有損傷。
2.5電源及電氣設備工作狀況應良好
2.6供水水源及水位指示裝置應正常
3、每年應對系統進行檢查,檢查內容及要求除按季度檢查的規定外尚應符合下列規定,并填寫年檢記錄表。
3.1年檢時,除低、中倍數泡沫混合液立管和液下噴射防火堤內泡沫管道以及高倍數泡沫發生器進口端控制閥后的管道外,其余管道應全部清洗,清除銹渣。
3.2對低、中倍數泡沫混合液立管、只清除銹渣。
4、系統運行每隔2~3年,應按下列規定對系統進行徹底的檢查和試驗,并填寫系統年檢記錄表。
4.1對于低倍數泡沫滅火系統中的液上及液下噴射、泡沫噴淋、固定式泡沫炮和中倍數泡沫系統進行噴泡沫試驗,并對系統所有的設備、設施、管道及附件進行全面檢查。
4.2對于高倍數泡沫滅火系統,可在防護區內進行噴泡沫試驗,并對系統所有設備設施管道及附件進行全面檢查。
4.3系統檢查和試驗完畢,因對消防泵泡沫液管道泡沫混合液管道、泡沫管道、泡沫比例混合器、管道過濾器等用清水進行徹底沖洗清除銹渣并立即放空,然后涂漆。
5、對檢查和試驗中發現的問題應及時解決,對損壞和不合格的應立即更換,并應使系統恢復到正常狀態。
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