低倍数泡沫灭火系统泡沫消防泵站的设计探讨

2022-11-16

前言

低倍数泡沫灭火系统作为一种高效灭火措施广泛应用于石油化工企业的火灾扑救, 收到了良好的效果, 尤其是石油化工企业的油品罐区, 多数以泡沫消防作为主要灭火手段。而作为固定式泡沫灭火系统的关键设施—泡沫消防泵站, 合理的设计是保证系统安全可靠, 达到预期效果的前提, 本文将结合具体工程实例对泡沫消防泵站的设计进行探讨。

一、泡沫消防泵站的设置

1.泡沫消防泵站可与消防水泵房合建, 因两者都需要水源、电源, 其合建有利于集中管理和使用, 节约投资。

2.泡沫消防泵站与被保护的甲、乙、丙类液体储罐或装置的距离不宜小于30m, 同时要保证泡沫混合液或泡沫输送到保护对象的时间不大于5min;当泡沫消防泵站与被保护对象的距离为30m~50m时, 注意泡沫消防泵站的门、窗不宜朝向保护对象。

3.泡沫消防泵站内应设置水池 (罐) 水位指示装置。泡沫消防泵站应设置与本单位消防站或消防保卫部门直接联络的通讯设备, 当泡沫比例混合装置设置在泡沫消防泵站内无法满足要求时, 应设置泡沫站。

二、泡沫消防泵站的组成

1.泡沫消防水泵、泡沫混合液泵

泡沫消防水泵是为采用平衡式、计量注入式、压力式等比例混合装置的泡沫灭火系统供水。泡沫混合液泵是为采用环泵式比例混合器的泡沫灭火系统供给泡沫混合液。

泡沫消防水泵、泡沫混合液泵应采用自灌引水启动, 且一组泵的吸水管不应少于两条, 其中一条损坏, 其余吸水管应能通过全部用水量。

系统设置备用泵时, 其工作能力不应低于最大一台泵的能力, 以保证在其中一台泵发生故障后, 系统仍可按最大设计流量供给泡沫混合液。当罐区规模较小时, 其火灾危险性也会较小, 且可利用机动设施灭火, 因此可不设置备用泵。

2.泡沫液泵

泡沫液泵是为泡沫灭火系统供给泡沫液的泵, 其工作压力和流量应满足系统最大设计要求, 一般工作压力要大于消防水压0.2Mpa左右。泡沫液泵应设置备用泵, 其规格型号应与工作泵相同, 且工作泵故障时应能自动与手动切换到备用泵。除水力驱动外, 宜与系统泡沫消防水泵的动力源一致。

泡沫液泵的材料应能耐泡沫液腐蚀且不影响泡沫液的性能, 应能耐受不低于10min的空载运转。

3.泡沫比例混合装置

目前, 在固定式系统中常用的泡沫比例混合装置主要有平衡式、计量注入式、压力式比例混合装置。

(1) 平衡式比例混合装置

由单独的泡沫液泵按设定的压差向压力水流中注入泡沫液, 并通过平衡阀、孔板或文丘里管 (或孔板和文丘里管的结合) , 能在一定的水流压力或流量范围内自动控制混合比。

(2) 计量注入式比例混合装置

利用流量计实时监控系统运行条件, 并向电子控制器反馈流量信号, 电子控制器接收到相应流量数据的电信号后, 会控制泡沫液泵按相应流量供给泡沫液, 以达到维持恒定混合比的目的。

(3) 压力式比例混合装置

当系统管网中的水流经比例混合器减压孔板时, 在孔板的前后会形成压差。压高处的一部分水 (3%或6%) 通过泡沫罐的进水管进入罐内, 挤压胶囊, 将胶囊中的泡沫液通过泡沫罐的出液管挤压至比例混合器低压处与水混合形成泡沫混合液, 形成的泡沫混合液输出到泡沫产生设备 (泡沫产生器, 泡沫枪, 泡沫炮等) 与空气混合产生泡沫灭火。

(4) 小结

计量注入式比例混合装置是近年发展起来的一种新型装置;压力式比例混合装置由于安装使用简单方便, 性能稳定, 投资低, 一般用在危险性低的小罐区;平衡式比例混合装置具有泡沫液储存容量更大、可靠性更高等优点, 在国内外广泛应用。

4.泡沫液

泡沫液的选择

(1) 对非水溶性甲、乙、丙类液体储罐, 当采用液上喷射系统时, 应选用蛋白、氟蛋白、成膜氟蛋白或水成膜泡沫液;当采用液下喷射系统时, 应选用氟蛋白、成膜氟蛋白或水成膜泡沫液。

(2) 对水溶性甲、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, 以及用一套系统同时保护水溶性和非水溶性甲、乙、丙类液体的, 必须选用抗溶泡沫液。

泡沫液的储存

泡沫液宜储存在通风干燥的房间或敞棚内。储存温度应符合泡沫液使用温度的要求, 通常为0~40℃。

3.阀门和管道

当泡沫消防水泵或混合液泵出口管道口径大于300mm时, 宜采用电动、气动或液动阀门。阀门应有明显的启闭标志。泡沫和泡沫混合液的管道, 应采用钢管, 且管道外壁应进行防腐处理。泡沫液管道应采用不锈钢管。

三、实例分析

1.项目现状及建设概况

某石油化工企业新建工程所在厂区拟建1座消防泵站及泡沫消防泵站 (合建) , 服务范围为全厂消防冷却水系统、低倍数泡沫灭火系统。泵站内设有4台消防水泵;1套消防增压稳压设备;2台泡沫消防水泵;1套平衡式泡沫比例混合装置;可满足本工程消防冷却水系统、低倍数泡沫灭火系统需要。设有2座6000m3消防水罐, 用以储存厂区消防用水。消防水罐补水第一水源采用外部市政给水管网, 第二水源采用海水。

2.设备核算及选型

储罐上设置固定式灭火系统, 所需泡沫混合液由消防泵站及泡沫消防泵站提供。根据项目的平面布置, 新建泡沫消防泵站距离最远端的储罐为450m, 满足5min内将泡沫混合液送至最远端着火罐的要求。

低倍数泡沫灭火系统采用泵入平衡压力式流程。主要由2台泡沫消防水泵、1套平衡式比例混合装置组成。低倍数泡沫灭火系统平时由消防增压稳压设备维持在一定压力下, 火警状态下, 储罐火灾报警装置报警后, 立即启动泡沫消防水泵, 联动打开出现火情的储罐的泡沫混合液控制总阀, 泡沫消防水泵提供压力水至混合装置的比例混合器处, 混合装置内泡沫液泵自泡沫液储罐中吸取泡沫液至比例混合器处, 压力水与泡沫液在此根据设定的比例自动进行混合产生泡沫混合液, 供给罐区灭火使用。

经计算及校核, 5000m3醇类固定顶储罐泡沫混合液用量为112L/s (6×PC16+2支PQ8泡沫枪用量) , 火灾连续供水时间30min。新建泡沫消防泵站内泡沫消防水泵为一台电泵一台柴油机泵 (一用一备) , 单泵流量120L/s, 扬程100m;泡沫液泵为一台电泵一台柴油机泵 (一用一备) , 满足设计要求。

考虑项目采用海水作为第二消防水源, 泡沫液采用6%耐海水型水成膜抗溶性泡沫液, 考虑系统容积、损失、沉降等因素, 经计算所需泡沫混合液用量为224.97 m3, 泡沫液量17.5 m3, 故平衡式泡沫比例混合装置设有20m3卧式常压泡沫液储罐1台, 用以储存泡沫液。