闭式泡沫——水喷淋系统介绍

谢伟刚
（上海化工设计院，上海200032）

　　摘　要：比较了闭式泡沫——水喷淋系统与自动喷水灭火系统和传统意义上的泡沫喷淋系统之间的差异设计角度介绍了该系统的组成、特点及系统设计，认为该系统是一种集自动喷水和泡沫喷淋于一体、有效的、合理的固定式自动灭火系统。
　　关键词：消防；消防设计；比例混合器；自动喷水灭大系统；泡沫喷淋系统
　　中图分类号：TU998.1
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455（2000）06--0053-03

概　述

　　由于化工生产的原料、成品大多为易燃。易爆物品，随着生产规模的不断扩大，设备和建筑物的标准的提高，一旦发生火灾，造成的损失将更为巨大。因此，设置安全、有效和合理的消防措施对化工工程尤其重要。近年来，闭式泡沫——水喷淋系统作为一种有效的灭火系统在许多化工工程得到了运用。

１ 与自动喷水灭火系统和泡沫喷淋系统的比较

　　自动喷水灭火系统中的闭式系统有湿式、干式 和预作用系统，开式系统有雨淋系统，无论哪种系统都是使用水作为灭火剂，虽然水是一种很好的灭火剂，但是，有许多易燃、易爆物品是用水难以扑灭的， 如油、有机溶液等。
传统意义上的泡沫喷淋系统是一种开式系统采用的喷头形式有吸气式和非吸气式两大类。吸气式喷头是一种专用的泡沫喷头，其额定工作压力较高，一般为0.30MPa，所以该系统在使用时需要较高的供水压力；非吸气式喷头可采用现有的水雾喷头 代替，其额定工作压力相对较低。但无论采用哪种喷头，作为一种开式系统都需要较大的泡沫液的用量和消防水量。
　　闭式泡沫——水喷淋系统在修订后的《自动喷水灭火系统设计规范》中称为自动喷水一泡沫联用灭火系统。闭式泡沫——水喷淋系统在性能上弥补了自动喷水灭火系统和泡沫喷淋系统的不足。该系统有别于一般的自动喷水灭火系统和传统意义上的泡沫喷淋系统，它集自动喷水和泡沫喷淋于一体，是一种有效的、合理的固定式自动灭火系统。

2 特点及系统组成

　　闭式泡沫——水喷淋系统，即在闭式自动喷水灭 火系统中设置可供泡沫混合液的设备，成为可喷水也可喷泡沫的固定灭火系统。系统可先喷水，也可先喷泡沫。先喷水、后喷泡沫可以加强灭火效果；先喷泡沫。后喷水可以刊物体降温，防止火焰复燃。
　　闭式泡沫——水喷淋系统的组成是以闭式自动喷水灭火系统为主，加人了泡沫比例混合器、泡沫液贮罐等装置，喷头采用的是闭式喷头。泡沫比例混合器分为环泵式、平衡式和压力式，现大多采用压力式 泡沫比例混合器（见图1），它能在一定的水流量和 压力范围内自动调节泡沫液流量。采用压力式泡沫比例混合器时，泡沫液贮罐也为压力型，现常用胶囊式，这样既可以保护罐体不易被腐蚀，又能保持使用后剩余的泡沫不破污染，待下次仍能使用。

3 泡沫液选择

　　闭式泡沫——水喷淋系统采用的是闭式喷头，普通的空气泡沫液不适用于该系统，应采用水成膜泡沫液（AFFF）。因为水成膜泡沫不象普通的空气泡沫 液那样需要吸入空气后发泡，然后覆盖燃烧物的表面，它具有迅速和容易发泡的能力，可应用于一般无吸气装置的水喷淋设备。水成膜泡沫液在灭火过程中，其泡沫层析出的水份能在燃烧物的表面形成水膜，该水膜中含有氟碳表面活性剂，使其具有良好的流动性，从而快速控制火势，扑灭火灾，同时，它还具有较长的时间的封闭性能和抗火焰复燃的优点。现水成膜泡沫已普遍被人们了解，并已广泛使用。由于使用了水成膜泡沫液的闭式泡沫——水喷淋系统可采用闭式喷头，所以，该系统也特别适合对原有闭式水喷淋系统的改造。

　　在泡沫液的选择上，水成膜泡沫也有3％型和6％型，对非水溶性可燃液体可选用普通的3％型水成膜泡沫（AFFF），对水溶性可燃液体可选用3％型或 6％型抗溶性水成膜泡沫（AR－AFFF），其贮存温度在2℃－49℃之间，如果泡沫液贮罐设置在较寒冷区域，可选用防冻型水成膜泡沫。水成膜泡沫的贮存时间较长，即使达15a以上，经测试，证明其灭火性能仍有效。对水成膜泡沫来说，泡沫混合液的配制可用淡水，也可用海水。

4 系统设计

4.1 喷头的布置
　　在系统设计时，可先按照《自动喷水灭火系统设计规范》进行自动喷水灭火系统的管道和喷头布置，喷头的保护面积和间距可根据“规范”中的有关数据确定。
4．2 泡沫混合液的供给强度
　　泡沫混合液的供给强度和连续供给时间，在现行的们氏倍数泡沫灭火系统设计规范》中，仅对独立泡沫喷淋系统，采用蛋白泡沫液或氟蛋白泡沫液保护非水溶性可燃液体时有明确的规定，但当采用水成膜泡沫液保护非水溶性可燃液体或采用抗溶性水成膜泡沫液保护水溶性可燃液体时，“规范”中规定宜由试验确定其泡沫混合液的供给强度和连续供给时间[1]。“美国国家防火协会”（NFPA 16A）中给出了泡沫——水喷淋系统的泡沫混合液供给强度为不小于6.5L／（min·m²）^[2]连续供给时间不小于10min，该数据在设计时可作为参考。但当采用抗溶性水成膜泡沫液保护水溶性可燃液体时，泡沫混合液的供给强度，NFPA中也指出需参照制造厂提供的试验数据。
　　该系统设计时的火灾延续时间仍为不小于60 min，即泡沫喷淋时间为10min，水喷淋时间为50min，系统应为自动启动，且应有手动启动装置。
　　闭式泡沫——水喷淋系统中压力式泡沫比例混合器可设置在报警网前，也可设置在报警阅后（见图2），且宜单独设置报警阀。泡沫液贮罐宜设置在离报警阀和比例混合器较近的区域，其距离一般为小于15m，如果该距离大于15m时，则从泡沫液贮罐到比例混合器之间的泡沫液管线应充满泡沫液，且应有防冻措施。
　　在水力计算时，由于泡沫混合液中94％或97％是水，故闭式泡沫——水喷淋系统的水力计算可参照一般自动喷水灭火系统的水力计算公式。只是在确定喷淋水泵的扬程时，应加上压力式泡沫比例混合器的水头损失，该水头损失应根据设备制造厂提供的数据确定，一般为小于等于0.15MPa。
　　另外，在系统组件中，管道过滤器也是必不可少的。安装管道过滤器，清除水中较大颗粒的杂质，确保喷头的正常工作。一般该滤网的孔径为3.2mm。

结束语

　　闭式泡沫——水喷淋系统是一种安全可靠的固定式自动灭火系统，它的适用范围较广，可用于厂房、车间、可燃物仓库，汽车库和修车库等。随着我国经济的发展，该系统将得到更广泛的应用。

参考文献

　　 [1]GB50151-92，低倍数泡沫灭火系统设计规范[S]。
　　 [2]NFPA 16A .Standard for the Installation of Closed-Head Foam-Water Sprinkler Systems(1994 Edition)[S]

作者介绍：
　　 谢伟刚（1966-），男，工程师，全国化工给排水设计技术中心站技术委员