泡沫灭火系统设计 (24) 泡沫—水喷淋系统与泡沫喷雾系统

泡沫—水喷淋系统与泡沫喷雾系统
7.1 一般规定
7.1.1 泡沫—水喷淋系统具备灭火、冷却双功效,可有效防止灭火后因保护场所内高温物体引起可燃液体复燃,且系统造价又不会明显增加。目前,泡沫—水喷淋系统已成为液体火灾场所的重要灭火系统之一。
泡沫—水喷淋系统通常的工作次序是先喷泡沫灭火,然后喷水冷却。依据自动喷水灭火系统的分类方式,泡沫—水喷淋系统可分为雨淋系统和闭式系统两大类。其中闭式系统又可进一步细分为预作用系统、干式系统、湿式系统三种形式。
本条对泡沫—水喷淋系统适用场所的规定是根据国内试验研究、工程应用及国外相关标准制定的。尽管国内外有在室外场所安装泡沫—水喷淋系统的工程实例,但根据公安部天津消防研究所的试验,在多风的气候条件下,其灭火功效存在着某些不确定因素。所以,本规范暂推荐其用于室内场所。
本条所述的缓冲物可以是专门设置的缓冲装置,也可以是保护场所内设置的固定设备、金属
物品或其他固体不燃物。通过公安部天津消防研究所的试验,对于水溶性液体厚度超过25mm,但有金属板或金属桶之类的缓冲物时,灭火是切实可行的。
7.1. 2 泡沫喷雾系统在变电站油浸变压器上应用,是20世纪90年代源于我国,并已少量出口到欧洲。现行国家标准《火力发电厂与变电所没计防火规范》GB 50229将泡沫喷雾系统规定为变电站单台容量为125000kV·A及以上的主变压器应设置的灭火系统可选项之一,加速了该系统使用。为保证本规范规定的设计参数科学、安全、可靠,2007年4月至9月,公安部天津消防研究所会同杭州安士城消防器材有限公司、杭州新纪元消防科技有限公司、杭州美邦冷焰理火有限公司、上海冠丞金能源科技有限公司,在杭州成功开展了大型油浸变压器泡沫喷雾系统试验研究,取得了系统设计所需的成果。
面积不大于200m2的非水溶性液体室内场所,主要指燃油锅炉房、油泵房、小型车库、可燃液体阀门控制室等小型场所。
食品电烤箱7.1.3 本条参照了NFPA 16《泡沫—水喷淋与泡沫—水喷雾系统安装标准》等相关标准,同时兼顾现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084对持续喷水时间的规定。本条规定必须做到,否则系统灭火无法保证,为此定为强制性条文。
7.1.4 泡沫—水雨淋系统与泡沫—水预作用系统是由火灾自动报警系统控制启动的自动灭火系统。为了保证在报警系统故障条件下能启动灭火系统,其消防泵、相关控制阀等应同时具备手动启动功能,并且报警控制阀等尚应具备应急机械手动开启功能。为尽可能避免因体力原因而不能操作,对机械手动启动力进行了限制。在系统启动后,为尽快向保护场所供给泡沫实施灭火,尽可能少向保护场所喷水,泡沫液供给控制装置快速响应是必须的。响应方式可能随选用的泡沫比例混合装置的不同而不同,可为随供水主控阀动作而动作的从动型,也可为与供水主控阀同时动作的主动型。
7.1.5 本规定旨在使泡沫液及时与水按比例混合,缩短系统响应时间;同时保证泡沫液在管道内不漏失、不变质、不堵塞。
7.1.6 本条规定是为方便泡沫—水喷淋系统的调试和检测。关于流量,泡沫—水雨淋系统按一个雨淋阀控制的全部喷头同时工作确定;闭式系统的最大流量按作用面积内的喷头全部开启确定,最小流量按8L/s确定。
7.1.7 本条规定的目的,一是防止火灾蔓延,二是出于环境保护的需要。
7.1.8 由于某些场所适宜选用带闭式喷头的传动管传递火灾信号,在工程中亦存在许多实例,为保证其可靠性制定了该条文。对于独立控制系统,传动管的长度是指系统传动管的总长,对于集中控制系统,则是指一个独立防护区域的传动管的总长。规定传动管的长度不大于300m,是为了使系统能够快速响应。
7.2 泡沫—水雨淋系统
7.2.1 本条规定必须做到,否则灭火无法保证,为此定为强制性条文。
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7.2.2 本条是在总结国内灭火试验数据的基础上,参照NFPA16《泡沫—水喷淋系统与泡沫—水喷雾系统安装标准》、BS 5306Part 6《泡沫灭火系统标准》,并结合我国国情制定的。本条规定必须做到,否则灭火无法保证,为此定为强制性条文。
7.2.3 泡沫—水雨淋系统是自动启动灭甲、乙、丙类液体初期火灾的灭火系统,为保证其响应时间短、系统启动后能及时通知有关人员以及满足系统控制盘监控要求,需要设置雨淋阀、水力警铃,压力开关。
单区小系统保护的场所火灾荷载小,且其管道较短,响应时间易于保证,为节约投资可不
设置雨淋阀与压力开关。
7.2. 4 泡沫—水喷头和泡沫—水雾喷头的性能要优于带溅水盘的开式非吸气型喷头。另外,所谓“吸气型”仅针对泡沫—水喷头,并不针对泡沫—水雾喷头。
7.2.5 本条是参照NFPA 16《泡沫—水喷淋系统与泡沫—水喷雾系统安装标准》、NFPA 13《水喷淋灭火系统安装标准》和现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GE 50084、《水喷雾灭火系统设计规范》GB 50219等,结合泡沫—水雨淋系统的特性制定的。
可控硅焊机7.2.6 系统的响应时间是参照现行国家标准《水喷雾灭火系统设计规范》GB 50219,并结合泡沫—水雨淋系统的特性制定的。为利于灭火,保护面积内的泡沫混合液供给强度要均匀且满足设计要求,这就需要任意四个相邻喷头组成的四边形保护面积内的平均泡沫混合液供给强度不小于设计强度。
7.3 闭式泡沫—水喷淋系统
7.3.1 本条规定了不宜选用闭式泡沫—水喷淋系统的场所。
1 液体火灾蔓延速度比较快,发生火灾后,会很快蔓延至所有液面,若流淌面积较大,则闭式泡沫—水喷淋系统很难控火,参见第7.3.4条条文说明。这种情况下,宜设置泡沫—水雨淋系统。
2 根据公安部天津消防研究所的试验,用闭式喷头喷洒水成膜泡沫,其发泡倍数不足2倍。这充分说明闭式泡沫—水喷淋系统的泡沫倍数较低,靠泡沫混合液或水稀释可扑灭少量水溶性液体泄漏火灾。当水溶性液体泄漏面积较大时,闭式泡沫—水喷淋系统可能较难灭火,宜设置泡沫—水雨淋系统。
3 若净空高度过高,则烟气上升至顶棚时,温度会变得比较低,有可能会导致喷头不能及时受热开放,参照《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084,作此规定。
7.3.2 泡沫—水干式系统是靠管道内的气体来启动的,喷头开启后,需先将管道内的气体排空,才能喷放泡沫。因此,喷头喷泡沫会有较长的时间延迟,若火灾蔓延速度较快,则在喷头开始喷泡沫时,火灾已经蔓延很大区域,此时火势可能已经难于控制。
7.3.3 管道充水的泡沫—水湿式系统,火灾初期需要先将管道内的水喷完后才能喷泡沫
破拱器灭火。而喷水不但无助于控制本条所述场所的油类火灾,可能还会加速火灾蔓延。以致系统喷泡沫时,火灾规模可能已经很大,使得系统难以控火和灭火。
7.3.4 油品等液体火灾,不但热释放速率大,而且会产生大量高温烟气,高温烟气扩散至距火源较远处时还可能启动喷头。因此,开放的喷头数量可能较多,开启喷头的总覆盖面积比着火面积要大,甚至大很多。
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1999年,公安部天津消防研究所曾做过泡沫喷淋系统灭油盘火试验,试验条件为:在14m×14m的中试实验室,安装16只国产 68℃的普通玻璃泡喷头,喷头间距3.6m,设计喷洒强度6.5L/(min·m2),油盘大小为2120mm×1000mm,置于实验室中心,油盘距喷头4m,试验时排烟风机启动。试验发现点火后45s,16只喷头几乎同时开放。可见,开放喷头的覆盖面积为200m2,而着火区域面积仅为2.12m2。因此,对于闭式泡沫—水喷淋系统,需要将其作用面积设计大一些,才能保证发生火灾时能够满足设计喷洒强度,另外,液体火灾的蔓延速度很快,短时间内可能会形成较大面积的火灾,这也需要系统具有较大的作用面积,以覆盖着火区域。
综上所述,并参照NFPA 16《泡沫—水喷淋系统与泡沫一水喷雾系统安装标准》,规定作用面积为465m2
当防护区面积小于465m2出租车计价器传感器时,按防护区实际面积确定是安全的。
另外,我国尚未针对闭式泡沫—水喷淋系统的作用面积开展试验研究,NFPA 16《泡沫—水喷淋系统与泡沫—水喷雾系统安装标准》(2003版)也是借鉴了NFPA 409《飞机库标准》的规定。而作用面积与防护区面积、高度、可燃物种类和摆放形式有关。为留有余地,规定可采用试验值。
7.3.5 本条是参照NFPA 16《泡沫—水喷淋系统与泡沫—水喷雾系统安装标准》(2003版)并结合国内的试验制定的。本条要求必须做到,否则灭火无法保证,为此定为强制性条文。
7.3.6 闭式系统的流量是随火灾时开放喷头数的变化而变化的,这就要求系统输送的泡沫混合液能在系统最低流量和最大设计流量范围内满足规定的混合比,而比例混合器也只能在一定的流量范围内满足相应的混合比,其流量范围应该和系统的设计要求相匹配。因
此,需要按照系统的实际工作情况确定一个合理的流量下限。
统计资料表明,火灾时一般会开放4个~5个喷头,而对油品火灾,开放的喷头数会更多,从第7.3.4条条文说明所述的试验可看到这一点。当系统开放4个喷头时,系统流量一般可达到8L/s以上。如对一个均衡泡沫一水喷淋系统进行了计算,系统采用K=80的标准喷头,作用面积380m2,喷头间距3.5m,泡沫混合液供给强度6.5L/(min·m2),经计算,当系统开放3个喷头时,流量为6.5L/s,开放4个喷头时,流量为8.85L/s。因此,将流量下限确定为8L/s,这样,既能保证火灾初期系统开放喷头数较少时的要求,又能使目前的比例混合器产品容易满足团式系统的要求。为保证系统可靠运行,本条定为强制性条文。
7.3.7 本条参照NFPA 16《泡沫—水喷淋系统与泡沫—水喷雾系统安装标准》制定。由于油品火灾的热释放速率比较高,其烟气温度也会较一般火灾高,安装于顶棚的喷头周围容易聚集热量。因此,选用公称动作温度比较高的喷头,以避免作用面积之外的喷头开放,顶棚喷头的设置可参照现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084。当喷头离顶棚较远时,其周围的热量聚集效果会比较差,此时采用动作温度较低的喷头,条文
中的“中间层面”是指离顶棚较远的位置,如喷头安装在距顶棚较远的某层货架内,由于货物的阻挡,顶棚的喷头可能无法完全覆盖该位置。喷头安装于中间层面时,一般需设置集热挡水板,以利于喷头周围集热及免受顶棚喷头喷洒的影响。
7.3.8 本条参照NFPA 16《泡沫—水喷淋系统与泡沫—水喷雾系统安装标准》和NFPA 409《飞机库标准》制定。

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