低倍數泡沫滅火系統泡沫消防泵站的設計探討

李世環 于海麗 耿秀蘋（海工英派爾工程有限公司 山東 青島 266061）

前言

低倍數泡沫滅火系統作為一種高效滅火措施廣泛應用于石油化工企業的火災撲救，收到了良好的效果，尤其是石油化工企業的油品罐區，多數以泡沫消防作為主要滅火手段。而作為固定式泡沫滅火系統的關鍵設施—泡沫消防泵站，合理的設計是保證系統安全可靠，達到預期效果的前提，本文將結合具體工程實例對泡沫消防泵站的設計進行探討。

一、泡沫消防泵站的設置

1.泡沫消防泵站可與消防水泵房合建，因兩者都需要水源、電源，其合建有利于集中管理和使用，節約投資。

2.泡沫消防泵站與被保護的甲、乙、丙類液體儲罐或裝置的距離不宜小于30m，同時要保證泡沫混合液或泡沫輸送到保護對象的時間不大于5min；當泡沫消防泵站與被保護對象的距離為30m～50m時，注意泡沫消防泵站的門、窗不宜朝向保護對象。

3.泡沫消防泵站內應設置水池（罐）水位指示裝置。泡沫消防泵站應設置與本單位消防站或消防保衛部門直接聯絡的通訊設備，當泡沫比例混合裝置設置在泡沫消防泵站內無法滿足要求時，應設置泡沫站。

二、泡沫消防泵站的組成

1.泡沫消防水泵、泡沫混合液泵

泡沫消防水泵是為采用平衡式、計量注入式、壓力式等比例混合裝置的泡沫滅火系統供水。泡沫混合液泵是為采用環泵式比例混合器的泡沫滅火系統供給泡沫混合液。

泡沫消防水泵、泡沫混合液泵應采用自灌引水啟動，且一組泵的吸水管不應少于兩條，其中一條損壞，其余吸水管應能通過全部用水量。

系統設置備用泵時，其工作能力不應低于最大一臺泵的能力，以保證在其中一臺泵發生故障后，系統仍可按最大設計流量供給泡沫混合液。當罐區規模較小時，其火災危險性也會較小，且可利用機動設施滅火，因此可不設置備用泵。

2.泡沫液泵

泡沫液泵是為泡沫滅火系統供給泡沫液的泵，其工作壓力和流量應滿足系統最大設計要求，一般工作壓力要大于消防水壓0.2Mpa左右。泡沫液泵應設置備用泵，其規格型號應與工作泵相同，且工作泵故障時應能自動與手動切換到備用泵。除水力驅動外，宜與系統泡沫消防水泵的動力源一致。

泡沫液泵的材料應能耐泡沫液腐蝕且不影響泡沫液的性能，應能耐受不低于10min的空載運轉。

3.泡沫比例混合裝置

目前，在固定式系統中常用的泡沫比例混合裝置主要有平衡式、計量注入式、壓力式比例混合裝置。

（1）平衡式比例混合裝置

由單獨的泡沫液泵按設定的壓差向壓力水流中注入泡沫液，并通過平衡閥、孔板或文丘里管（或孔板和文丘里管的結合），能在一定的水流壓力或流量范圍內自動控制混合比。

（2）計量注入式比例混合裝置

利用流量計實時監控系統運行條件，并向電子控制器反饋流量信號，電子控制器接收到相應流量數據的電信號后，會控制泡沫液泵按相應流量供給泡沫液，以達到維持恒定混合比的目的。

（3）壓力式比例混合裝置

當系統管網中的水流經比例混合器減壓孔板時，在孔板的前后會形成壓差。壓高處的一部分水（3%或6%）通過泡沫罐的進水管進入罐內，擠壓膠囊，將膠囊中的泡沫液通過泡沫罐的出液管擠壓至比例混合器低壓處與水混合形成泡沫混合液，形成的泡沫混合液輸出到泡沫產生設備（泡沫產生器，泡沫槍，泡沫炮等）與空氣混合產生泡沫滅火。

（4）小結

計量注入式比例混合裝置是近年發展起來的一種新型裝置；壓力式比例混合裝置由于安裝使用簡單方便，性能穩定，投資低，一般用在危險性低的小罐區；平衡式比例混合裝置具有泡沫液儲存容量更大、可靠性更高等優點，在國內外廣泛應用。

4.泡沫液

泡沫液的選擇

（1）對非水溶性甲、乙、丙類液體儲罐，當采用液上噴射系統時，應選用蛋白、氟蛋白、成膜氟蛋白或水成膜泡沫液；當采用液下噴射系統時，應選用氟蛋白、成膜氟蛋白或水成膜泡沫液。

（2）對水溶性甲、乙、丙類液體和其他對普通泡沫有破壞作用的甲、乙、丙類液體，以及用一套系統同時保護水溶性和非水溶性甲、乙、丙類液體的，必須選用抗溶泡沫液。

泡沫液的儲存

泡沫液宜儲存在通風干燥的房間或敞棚內。儲存溫度應符合泡沫液使用溫度的要求，通常為0～40℃。

3.閥門和管道

當泡沫消防水泵或混合液泵出口管道口徑大于300mm時，宜采用電動、氣動或液動閥門。閥門應有明顯的啟閉標志。泡沫和泡沫混合液的管道，應采用鋼管，且管道外壁應進行防腐處理。泡沫液管道應采用不銹鋼管。

三、實例分析

1.項目現狀及建設概況

某石油化工企業新建工程所在廠區擬建1座消防泵站及泡沫消防泵站（合建），服務范圍為全廠消防冷卻水系統、低倍數泡沫滅火系統。泵站內設有4臺消防水泵；1套消防增壓穩壓設備；2臺泡沫消防水泵；1套平衡式泡沫比例混合裝置；可滿足本工程消防冷卻水系統、低倍數泡沫滅火系統需要。設有2座6000m3消防水罐，用以儲存廠區消防用水。消防水罐補水第一水源采用外部市政給水管網，第二水源采用海水。

2.設備核算及選型

儲罐上設置固定式滅火系統，所需泡沫混合液由消防泵站及泡沫消防泵站提供。根據項目的平面布置，新建泡沫消防泵站距離最遠端的儲罐為450m，滿足5min內將泡沫混合液送至最遠端著火罐的要求。

低倍數泡沫滅火系統采用泵入平衡壓力式流程。主要由2臺泡沫消防水泵、1套平衡式比例混合裝置組成。低倍數泡沫滅火系統平時由消防增壓穩壓設備維持在一定壓力下，火警狀態下，儲罐火災報警裝置報警后，立即啟動泡沫消防水泵，聯動打開出現火情的儲罐的泡沫混合液控制總閥，泡沫消防水泵提供壓力水至混合裝置的比例混合器處，混合裝置內泡沫液泵自泡沫液儲罐中吸取泡沫液至比例混合器處，壓力水與泡沫液在此根據設定的比例自動進行混合產生泡沫混合液，供給罐區滅火使用。

經計算及校核，5000m3醇類固定頂儲罐泡沫混合液用量為112L/s（6×PC16+2支PQ8泡沫槍用量），火災連續供水時間30min。新建泡沫消防泵站內泡沫消防水泵為一臺電泵一臺柴油機泵（一用一備），單泵流量120L/s，揚程100m；泡沫液泵為一臺電泵一臺柴油機泵（一用一備），滿足設計要求。

考慮項目采用海水作為第二消防水源，泡沫液采用6%耐海水型水成膜抗溶性泡沫液，考慮系統容積、損失、沉降等因素，經計算所需泡沫混合液用量為224.97m3，泡沫液量17.5m3，故平衡式泡沫比例混合裝置設有20m3臥式常壓泡沫液儲罐1臺，用以儲存泡沫液。

結束語

通過對泡沫消防泵站的組成及工程實例的分析得出以下結論：

1.泡沫消防泵站設計的核心是泡沫比例混合裝置、泡沫消防泵、泡沫液儲罐的選型及泡沫液的選擇和計算。

2.通過計算泡沫混合液用量及泡沫消防泵站距儲罐最遠距離，可以確定泡沫消防泵的流量和揚程。

3.泡沫液的選擇，既要考慮其性能是否滿足滅火要求，也要考慮工程造價和其它設備的配套選型等諸多方面的因素。

4.因采用平衡式泡沫比例混合流程，泡沫液儲罐選用常壓碳鋼儲罐。考慮泡沫液的特殊性，泡沫液儲罐內壁應作防腐處理，與泡沫液直接接觸的防腐層不應對泡沫液的性能產生不利影響。

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部和中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB50160-2008,石油化工企業設計防火規范.北京:中國計劃出版社,2009.

[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部和中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB50151-2010,泡沫滅火系統設計規范.北京:中國計劃出版社,2011.

[3]中華人民共和國建設部和中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB50074-2002,石油庫設計規范.北京:中國計劃出版社,2003.

[4]中國石油化工集團公司.中國石化安[2008]183號,關于印發《大型浮頂儲罐安全設計施工、管理規定》的通知,2008.4.25.