消防安全技术实务第三篇建筑消防设施第八章泡沫灭火系统

泡沫灭火系统是通过机械作用将泡沫灭火剂、水与空气充分混合并产生泡沫实施灭火的灭火系统,具有安全可靠、经济实用、灭火效率高等优点。

第一节 泡沫灭火系统系统分类、组成及灭火机理

一、系统分类

(一)按发泡倍数划分:

1.低倍数泡沫灭火系统。发泡倍数小于20.低倍数泡沫灭火系统是甲、乙、丙类液体储罐及石油化工装置区等场所的首选灭火系统。

2.中倍数泡沫灭火系统。发泡倍数为20-200的泡沫灭火系统。中倍数泡沫灭火系统多做为辅助灭火系统。

3.高倍数泡沫灭火系统。发泡倍数大于200的泡沫灭火系统。

(二)按系统形式划分

1.全淹没系统。由固定泡沫产生器直接或通过导泡筒将泡沫喷放到封闭或被围挡的防护区内,并在规定的时间内达到一定泡沫淹没深度的灭火系统。

2.局部应用系统。由固定式泡沫产生器直接或通过导泡筒将泡沫喷放到货在部位的灭火系统。

3.移动系统。指车载式或便携式系统,移动式高倍数灭火系统可作为固定系统的辅助设施,也可做为独立系统用于某些场所。移动式中倍数泡沫灭火系统适用于发生火灾部位难以接近的较小火灾场所、流淌面积不超过100平米的液体流淌火灾场所。

4.泡沫-水喷淋系统。由喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组件,以及管道、泡沫液与水供给设施组成,并能在发生火灾时按预定时间与供给强度向防护区以此喷洒泡沫与水的自动灭火系统。

5.泡沫喷雾系统。采用离心雾化型水务喷头,在发生火灾时按预定时间与供给强度向被保护设备或防护区喷洒泡沫的自动灭火系统。

(三)按系统结构划分

1.固定式系统。指由固定的泡沫消防水泵、泡沫比例混合器(装置)、泡沫产生器(或喷头)和管道等组成的灭火系统。

2.半固定式系统。指由固定的泡沫产生器与部分连接管道,泡沫消防车或机动消防泵与泡沫比例混合器,用水带连接组成的灭火系统。

3.移动式系统。指由固定的泡沫产生器与部分连接管道,泡沫消防车或机动消防泵与泡沫比例混合器,用水到连接组成的灭火系统。

(四)按喷射方式划分

1.液上喷射系统。指泡沫从液面上喷入被保护储罐内的灭火系统。液上喷射系统的优点是泡沫不宜被油污染、可以使用廉价的普通蛋白泡沫液。它有固定式、半固定式和移动式三种应用形式。

2.液下喷射系统。指泡沫从液面下喷入被保护储罐内的灭火系统。该系统通常设计为固定式或半固定式。

二、泡沫灭火系统的系统组成

泡沫灭火系统一般由泡沫液储罐、泡沫消防水泵、泡沫液泵、泡沫比例混合器(装置)、泡沫产生装置、压力容器、火灾探测与启动控制装置、控制阀门及管道等系统组件组成。

三、泡沫灭火系统的灭火机理

(一)隔氧窒息作用

(二)辐射热阻隔作用

(三)吸热冷却作用

水溶性液体火灾必须选用抗溶性泡沫液。扑救水溶性液体火灾应采用液上喷射,不能采用液下喷射泡沫。泡沫液的储存温度为0-40摄氏度。

第二节 系统设计

(一)系统选择基本要求

(1)甲、乙、丙类液体储罐区宜选用低倍数泡沫灭火系统。

(2)甲、乙、丙类液体储罐区固定式、半固定式或移动式泡沫灭火系统的选择应符合国家现行有关标准的规定,且储存温度大于100摄氏度的高温可燃液体储罐不宜设置固定式系统。

(3)全淹没式、局部应用式和移动式中倍数、高倍数泡沫灭火系统的选择,应综合考虑。

(4)储罐区泡沫灭火系统的选择应符合下列规定:

1)非水溶性甲、乙、丙类液体固定顶储罐,可选用液上喷射、条件适宜时也可选用液下喷射系统。

2)水溶性甲、乙、丙类液体和其他对普通泡沫有破坏作用的甲、乙、丙类液体固定顶储罐,应选用液上喷上系统。

3)外浮顶和内浮顶储罐应选用液上喷射系统。

4)非水溶性液体外浮顶储罐、内浮顶储罐、直径大于18m的固定顶储罐以及水溶性甲、乙、丙类液体立式储罐,不得选用泡沫炮作为主要灭火设施。

5)高度大于7m或直径大于9m的固定顶储罐,不得选用泡沫枪作为主要灭火设施。

(二)系统使用场所

(1)全淹没系统可用于下列场所:

1)封闭空间场所。

2)设有阻止泡沫流失的固定围墙或其他围挡设施的场所。

3)小型封闭空间场所与设置有阻止泡沫流失的固定围墙或其他围挡设施的小型场所,宜设置中倍数泡沫灭火系统。

(2)高倍数泡沫局部应用系统可用于下列场所:

1)四周不完全封闭的A类火灾与B类活动场所。

2)天然气液化站与接收站的集液池或储罐围堰区。

(3)中倍数泡沫局部应用系统可用于固定位置面积不大于100平米的流淌B类火灾场所。

(4)移动式系统可用于下列场所:

1)发生火灾的部位难以确定或人员难以接近的场所。

2)发生火灾时需要排烟、降温或排除有害气体的封闭空间。

3)中倍数泡沫系统还可用于免于不大于100平米的可燃液体流淌火灾场所。

(5)泡沫-水喷淋灭火系统可用于下列场所:

1)具有非水溶性液体泄漏火灾危险的室内场所。

2)存放量不超过25L每平米或超过25L每平米但有缓冲物的水溶性液体室内场所。

(6)泡沫喷雾系统可用于下列场所:

1)独立变电站的油浸电力变压器。

2)面积不大于200平米的非水溶性液体室内场所。

二、系统设计参数

(一)低倍数泡沫灭火系统

1.基本要求

(1)储存区泡沫灭火系统扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量,应按罐内用量、该灌辅助泡沫枪用量、管道剩余量三者之和最大的储罐确定。

(2)设置固定式泡沫灭火系统的储罐区,应配置用于扑救液体流散火灾的辅助泡沫枪,泡沫枪的数量及其泡沫混合液;ianxu供给时间应符合相关规定,每支辅助泡沫枪的泡沫混合液流量不应小于240L/min。

(3)采用固定式泡沫灭火系统的储罐区,当临近消防站的泡沫消防车5min内无法到达现场时,应沿防火地外均匀布置泡沫消火栓,且泡沫消火栓的间距不应大于60m。泡沫消火栓的功能呢个是连接泡沫枪扑救储罐区防火堤内的流散火灾。

(4)当固定顶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上的控制阀、干管控制阀应具备远程控制功能。

(5)储罐区固定式泡沫灭火系统应具备半固定式系统功能。具备半固定式系统功能的固定式泡沫灭火系统,可使灭火时多一种战术选择。

(6)为了使系统及时灭火,固定式泡沫灭火系统的设计应满足在泡沫消防水泵或泡沫混合液泵启动后,将泡沫混合液或泡沫输送到保护对象的时间不应大于5min。

2.固定顶储罐

固定顶储罐的保护面积应按储罐横截面面积计算。

(1)非水溶性液体储罐液上喷射泡沫灭火系统,其泡沫混合液供给强度和连续供给时间不应小于下表规定:

泡沫混合液供给强度和连续供给时间
泡沫混合液供给强度和连续供给时间

(2)非水溶性液体储罐液下喷射系统,其泡沫混合液供给强度不应小于6L/(min.㎡),连续供给时间不应小于60min。

(3)水溶性液体和其他对普通泡沫有破坏作用的甲、乙、丙类液体储罐,其泡沫混合液供给强度和连续供给时间不应小于下表的规定:

抗溶泡沫混合液供给强度和连续供给时间
抗溶泡沫混合液供给强度和连续供给时间

(4)当一个储罐所需的泡沫产生器数量大于1个时,宜选用同规格的泡沫产生器,且应沿灌周围均匀布置;水溶性液体储罐应设置泡沫缓冲装置。

3.外浮顶储罐

钢制单盘式与双盘式外浮顶储罐的保护面积,应按罐壁与泡沫堰板间的环形面积确定。非水溶性液体的泡沫混合液供给强度不应小于12.5L/(min.㎡),连续供给时间不应小于60min,单个泡沫产生器的最大保护周长不应大于24m。

外浮顶储罐的泡沫导流罩应设置在罐壁顶部,其泡沫堰板的设计应符合下列规定:

(1)泡沫堰板应高出密封0.2m。

(2)泡沫堰板与罐壁的间距不应小于0.9m。

(3)泡沫堰板的最低部位应设排水孔,其开孔面积宜按每1㎡环形面积280m㎡确定,排水孔高度不宜大于9mm。

外浮顶储罐泡沫产生器的型号和数量应按泡沫混合液供给强度、连续供给时间及单个泡沫产生器的最大保护周长经计算确定。应在罐壁顶部设置对应于泡沫产生器的泡沫导流罩。

4.内浮顶储罐

钢制单盘式、双盘式内浮顶储罐的保护面积应按罐壁与泡沫堰板之间的环形面积确定;直径不大于48mm的易熔材料浮盘内浮顶储罐应按固定储罐对待。

(1)泡沫堰板距离罐壁不应小于0.55m,其高度不应小于0.5m。

(2)单个泡沫产生器保护周长不应大于24m。

(3)非水溶性液体及甲醇汽油的泡沫混合液供给强度不应小于12.5L/(min.㎡),水溶性液体的泡沫混合液供给强度不应小于上表的1.5倍。

(4)泡沫混合液连续供给时间不应小于60min。

5.其他场所

当甲、乙、丙类液体槽车装卸栈台设置泡沫炮或泡沫枪系统时,应符合下列规定:

(1)应能保护泵、计量仪器、车辆及与装卸产品有关的各种设备。

(2)火车装卸栈台的泡沫混合液量不应小于30L/s。

(3)汽车装卸栈台泡沫混合液量不应小于8L/s。

(4)泡沫混合液连续供给时间不应小于30min。

(二)中倍数与高倍数泡沫灭火系统

1.全淹没系统

全淹没系统由固定的泡沫产生器、比例混合装置、固定泡沫液与水供给管路、水泵及其相关设备或组件组成。

(1)全淹没系统的防护区应符合下列规定:

1)泡沫的围挡应为不燃结构,且应在系统设计灭火时间内具备围挡泡沫的能力。

2)在保证人员撤离的前提下,门、窗等位于设计淹没深度以下的开口,应在泡沫喷放前或泡沫喷放的同时自动;对于不能自动关闭的开口,全淹没系统应对其泡沫损失进行相应补偿。

3)利用防护区外部空气发泡的封闭空间,应设置排气口,排气口的位置应避免燃烧产物或其他有害气体回流到泡沫产生器进气口。排气口在灭火系统工作时应自动、手动开启,其排气速度不宜超过5m/s。

4)在泡沫淹没深度以下的墙上设置窗口时,宜在窗口部位设置网孔基本尺寸不大于3.15mm的钢丝网或钢丝纱窗。

5)排气口在灭火系统工作时应自动或手动开启,其排气速度不宜超过5m/s。

6)防护区内应设置排水设施。

(2)泡沫淹没深度的确定应符合下列规定:

1)当用于扑救A类火灾时,泡沫淹没神父不应小于最高保护对象高度的1.1倍,且应高于最高保护对象最高点以上0.6m。

2)当用于扑救B类火灾时,汽油、煤油、柴油或苯火灾的泡沫淹没深度应高于起火部位2m;其他B类火灾的泡沫淹没深度应有试验确定。

3)当用于扑救综合管廊和电缆隧道火灾时,淹没深度应按泡沫充满防护区计算,综合管廊和电缆隧道的每个防火分隔区域应作为一个防护区。

(3)泡沫的淹没时间不应超过下表规定。系统自接到火灾信号至开始喷放泡沫的延时不应超过1min。

消防安全技术实务第三篇建筑消防设施第八章泡沫灭火系统
淹没时间

(4)(5)略

(6)泡沫混合液连续供给时间应符合下列规定:

1)当用于扑救A类火灾时,不应小于25min;

2)当用于扑救B类火灾时,不应小于15min;

3)当用于扑救综合管廊和电缆隧道火灾时,不应小于15min。

(7)对于A类火灾,其泡沫淹没体积与时间应符合下列规定:

1)单独使用高倍数泡沫灭火系统时,应大于60min。

2)高倍数泡沫灭火系统与自动喷水灭火系统联合使用时,应大于30min。

2.局部应用系统

(1)局部应用系统的保护范围应包括火灾蔓延的所有区域;对于多层或三维立体火灾,应提供适宜的泡沫封堵设施;对于室外场所,应考虑风等气候因素的影响。当高倍数泡沫用于扑救A类或B类火灾时,应符合下列规定:

1)覆盖A类火灾保护对象最高点的厚度不应小于0.6m。

2)对于汽油、煤油、柴油或苯,覆盖起火部位的厚度不应小于2m。

3)达到规定覆盖厚度的时间不应大于2min。

4)泡沫混合液连续供给时间不应小于12min。

(2)当高倍数泡沫灭火系统设置在液化天然气集液池或储存围堰区时,应符合下列规定:

1)应选择固定式系统,并应设置导泡筒,发泡网距集液池的距离不应小于1m,且导泡筒出口断面距集液池设计液面的距离不应小于200mm。

2)宜采用发泡倍数为300~500的高倍数泡沫产生器。

3)泡沫混合液供给强度应根据阻止形成蒸汽云和降低热辐射强度试验确定,并应取两项试验的较大值;当缺乏试验数据时,泡沫混合液供给强度不宜小于7.2L/(min.㎡)。

4)泡沫连续供给时间应根据所需的控制时间确定,且不易小于40min;当同时设有移动式高倍数泡沫灭火系统时,固定式的泡沫供给时间可按达到稳定控火时间确定。

5)保护场所应有适合设置导泡筒的位置。

(3)中倍数泡沫灭火系统用于沸点高于45摄氏度且固定位置面积不大于100㎡的非水溶性液体流淌火灾时,泡沫混合液供给强度与连续供给时间应符合下列规定:

1)泡沫混合液攻击强度应大于4L/(min.㎡)。

2)室内场所的泡沫混合液连续供给时间应大于10min。

3)室外场所的泡沫混合液连续供给时间应大于15min。

3.移动式系统(略)

(三)泡沫-水喷淋系统与泡沫喷雾系统

1.基本要求

泡沫-水喷淋系统泡沫混合液与水的连续供给时间应符合下列规定:

(1)泡沫混合液连续供给时间不应小于10min。

(2)泡沫混合液与水的连续供给时间之和不应小于60min。

泡沫-水雨林系统与泡沫-水域作用系统的控制应符合下列规定:

(1)系统应同时具备自动、手动和应急机械手动启动功能。

(2)机械手动启动力不应超过180N。

(3)系统自动或手动启动后,泡沫液供给控制装置应自动随供水主控阀的动作而动作或与之同时动作。

(4)系统应设置故障监视与报警装置,且应在主控制盘上显示。

当选用水成膜泡沫液且泡沫液管线长度超过15m时,泡沫液应充满其管线,且泡沫液管线及其关键的温度应在泡沫液的储存温度范围内;埋地敷设时,应设置检查管道密封性的设施。

本节其他内容略。

第三节 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、控制阀门及管道等系统组件组成。

一、泡沫消防水泵与泡沫液泵

(一)泡沫消防水泵的选择与设置要求

(1)应选择特性曲线平缓的水泵。且其工作压力和流量应满足系统的设计要求。

(2)泵出水管道上应设置压力表、单向阀,泵出水总管上应设置持压泄压阀级带手动控制阀的回流管。

(3)当泡沫液泵采用不向外泄水的水轮机驱动时,其水轮机压力损失应计入泡沫消防水泵扬程;当泡沫液泵采用向外泄水的水轮机驱动时,其水轮机消耗的水流量应计入泡沫消防水泵的额定流量。

(二)泡沫液泵的选择与设置要求

(1)泡沫液泵的工作压力和流量应满足系统设计要求,同时应保证在设计流量范围内泡沫液供给压力大于供水压力。

(2)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。

(3)当用于普通泡沫液时,泡沫液泵的允许吸上真空高度不得小于4m;当用于抗溶泡沫液时,泡沫液泵的允许吸上真空高度不得小于6m,且泡沫液储罐至泡沫液泵之间的管道长度不一超过5m,泡沫液泵的出口管道长度不宜超过10m,泡沫液泵及管道平时不得冲入泡沫液。

(4)除四级及以下独立石油库与油品站场、防护面积小于200㎡单个非重要防护区设置的泡沫系统外,应设置备用泵,且工作泵故障时应能自动与手动切换到备用泵。

(5)泡沫液泵应能耐受时长不低于10mssin的空载运转。

二、泡沫比例混合器(装置)

泡沫比例混合器是一种使水与泡沫原液按照规定比例混合成混合液,以供泡沫产生设备发泡的装置。

(一)泡沫比例混合器(装置)的选择

(1)固定式系统应选用平衡式比例混合装置、机械泵入式比例混合装置、囊式压力比例混合装置或泵直接注入式比例混合流程,混合比类型应与所选用泡沫液一致且混合比不得小于额定值。

(2)单罐容量不小于5000m³的固定顶储罐、外浮顶储罐、内浮顶储罐,应选择平衡式或机械泵入式比例混合装置。

(3)全淹没高倍数泡沫灭火系统或局部应用中倍数、高倍数泡沫灭火系统,应选用机械泵入式、平衡式或囊式压力比例混合装置。

(4)各分区泡沫混合流量相等或相近的泡沫-水喷淋系统宜采用泵直接注入式比例混合流程。

(5)保护油浸变压器的泡沫喷雾系统,可选用囊式压力比例混合装置。

(二)平衡式比例混合装置有关要求

(1)平衡阀的泡沫液进口压力应大于水进口压力,且其压差应满足产品的使用要求。

(2)比例混合器的泡沫液进口管道上应设单向阀。

(3)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装置。

(三)机械泵入式比例混合装置的有关要求

(1)泡沫液进口管道上应设置单向阀。

(2)泡沫液管道上应设冲洗及放空设施。

(四)泵直接注入式比例混合流程有关要求

(1)泡沫液注入点的泡沫液流压强应大于水流压力0.2MPa。

(2)泡沫液进口管道上应设单向阀。

(3)泡沫液管道上应设冲洗及放空设施。

(五)囊式压力比例混合装置有关要求

(1)泡沫液储罐的单罐容积不应大于5m³。

(2)内囊应由适宜所储存泡沫液的橡胶制成,且应标明使用寿命。

(六)管线式比例混合器有关要求

(1)比例混合器的水进口压力0.6~1.2MPa的范围内,且出口压力应满足泡沫产生装置的进口压力要求。

(2)比例混合器的压力损失可按水进口压力的35%计算。

三、泡沫产生装置

(一)低倍数泡沫产生器

低倍数泡沫产生器有横式和立式两种,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、内浮顶储罐,应选用立式泡沫产生器。

(2)外浮顶储罐宜选用与泡沫导流罩匹配的立式泡沫产生器,并不的设置密封玻璃,当采用横式泡沫产生器时,其吸气口应为圆形。

(3)泡沫产生器应根据其应用环境的腐蚀特性,采用碳钢或不锈钢材质制成。

(4)立式泡沫产生器及其附件的公称压力不得低于1.6MPa,与管道应采用法兰连接。

(5)泡沫产生器进口的工作压力为其额定值的正负0.1MPa。

(6)泡沫产生器的空气吸入口即露天的泡沫喷射口,应设置防止异物进入的金属网。

(二)高倍压泡沫产生器

高倍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。

(1)进口工作压力应在标定的工作压力范围内。

(2)出口管制压力应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)高倍数泡沫产生器

高倍数泡沫产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产生器,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。

(四)中倍数泡沫产生器

中倍数泡沫产生器分为吸气型和吹气型两种,吸气型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泡沫产生器。

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