陳思寧
（廣東省石油化工設計院，廣東 廣州 510130）

　　摘要：以某聚丙烯酸樹脂生產區的低倍數泡沫噴淋滅火系統設計為例，探討了抗溶性水成膜泡沫噴淋滅火系統的選擇及設計參數的確定，指出了設計中應注意的問題。
　　關鍵詞：化工生產；消防；低倍數泡沫噴淋滅火系統；噴淋強度；消防設計
　　中圖分類號：TU998.1
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2001)03-0052-03

前言

　　隨著我國石油化工工業的發展，合成樹脂、粘合劑、涂料等化工廠日益增多，這些生產廠房一般面積較大，且原料中含有水溶性甲、乙、丙類液體，這些場所火災危險性大，一旦發生火災，蔓延速度快，如不及時撲滅則損失嚴重。低倍數泡沫噴淋滅火系統能有效地撲滅該類場所的初期火災，防止火災蔓延。本文以一工程實例來闡述低倍數泡沫噴淋滅火系統的選擇及設計參數的確定^[1]。

1 工程概述

　　某化工廠，生產聚丙烯酸樹脂，生產廠房占地面積為2000m²，建筑高度為22.4m，共四層，屋頂為涂防火漆的鋼結構屋頂。該廠房屬甲類二級多層廠房，主要反應物料及輔料見表1：

表1 主要反應物料物性 物質 閃點/℃ 物理性質 醋酸乙酯 -4.4 稍溶于水 復合丙烯酸 54 易溶于水 甲基丙烯酸甲酯 10 微溶于水 丙烯酸丁酯 37 不溶于水 甲苯 4.4 不溶于水 醋酸乙烯 -7.8 微溶于水 苯乙烯 31 難溶于水 二甲苯（混合） 29

　　表1中所涉及的原料含有多種甲、乙類液體，且部分原料為有毒物質，物料在反應釜內加熱聚合，生產自動化程度高，因此僅設消火栓及滅火器作為滅火設施是不夠的。為了火災時能迅速滅火，抑制和控制火勢，防止火災蔓延，有必要設置一套滅火效率高的，依靠自救為主的低倍數泡沫噴淋滅火系統。

2 系統選擇、組成及工作原理

2.1 系統選擇
　　低倍數泡沫噴淋滅火系統目前多采用雨淋閥控制的開式系統和濕式報警閥控制的閉式泡沫-水噴淋系統，本工程因保護對象有水溶性甲、乙類液體，不能采用閉式噴頭，而且考慮到開式系統能提供一種整體保護，一個雨淋閥動作時，它所控制的所有開式噴頭同時噴泡沫，可以在瞬間噴出大量泡沫液覆蓋或阻隔一個比較大的火區，以對付和控制來勢兇猛、蔓延迅速的火災。所以本工程不選擇閉式泡沫－水噴淋系統。而我們經常采用的雨淋間立式安裝的開式系統，雖系統比較簡單，但系統水壓力不穩定時，易發生誤動作^[2]，經比較，本工程采用圖1所示的由濕式報警閥和雨淋閥組成的泡沫噴淋滅火系統，該系統具備開式系統的優越性且工作比較穩定，不易發生誤動作。

2.2 保護面積的劃分
　　在保護面積的劃分時，考慮到生產區是由多個反應釜區（42m²）組成，且生產線分多期上，為便于今后吊裝、安裝、維修設備，本設計以42m²為一個保護區，每區設一個溫感雨淋閥，控制6個泡沫噴頭。
2.3 系統組成
　　本系統主要由消防水泵、穩壓泵、帶隔膜的壓力式空氣泡沫比例混合裝置、濕式報警間組、水流指示器、泡沫噴頭、溫感雨淋閥、手動啟動間和帶閉式噴頭的火災探測傳動控制系統組成。
2.4 工作原理
　　傳動管內平時充滿水，其水壓力與供水管內的水壓相同，當保護區內發生火災時，火焰溫度達到閉式感溫水噴頭的動作溫度時，閉式噴頭的玻璃球破裂噴水，自動放出傳動管內的水，使傳動管內水壓驟降，此時溫感雨淋閥動作，泡沫噴頭先開始噴水，濕式報警閥動作，水力警鈴響鈴報警，管網壓力下降，消防泵自動啟動，壓力水流經泡沫比例混合器與泡沫原液按一定比例混合后供向泡沫噴頭，噴頭噴出泡沫進行滅火。火災發生時，安裝于樓層的水流指示器動作送出電信號至消防控制中心，在消防控制中心的控制器上會顯示某一層的噴頭已經工作。

3 泡沫液的選擇

　　根據生產工藝所采用物料的化學性質，其中有部分原料為水溶性甲、乙類液體，故選用Universal Gold（3％）型抗溶性水成膜泡沫液，該泡沫液對水溶性及非水溶性甲、乙、丙類液體火災均有效。

4 泡沫噴頭的選擇

　　因保護水溶性甲、乙、丙類液體時，不管選擇何種抗溶性泡沫液，均無成膜性，所以要選用吸氣型泡沫噴頭。本工程采用西安衛士消防設備制造廠生產的PT系列吸氣型泡沫噴頭。

5 設計參數的確定

5.1 泡沫混合液供給強度和連續供給時間
　　國家規范規定當采用泡沫噴淋系統保護水溶性甲、乙、丙類液體時，其混合液供給強度和連續供給時間宜由試驗確定^[1]。本工程參考上海集寶國民泡沫有限公司提供的（AR-AFFF）Universal Gold（3％）型經美國UL認證的泡沫噴淋有關試驗數據（表2）確定泡沫噴淋強度為12L/(min·m²)。參考《低倍數泡沫滅火系統設計規范》GB50151－92（2000年局部修訂），表3.2.1－2及表3.4.2確定泡沫液連續供給時間為30min。

表2 （AR-AFFF）Universal Gold（3％）型泡沫噴淋試驗數據 可燃物 型式 最小應用速率/(L·min^-1·m^-2) 最小入口壓力/MPa 乙醇 直立或下垂型 11.74 0.115 酯 直立或下垂型 11.74 0.115 醚類 直立或下垂型 10.27 0.08 烴類 直立或下垂型 7.82 0.05 酮 直立 14.18 0.16 丁酮 直立 12.72 0.13

5.2 泡沫噴淋作用面積
　　國家規范中對泡沫噴淋作用面積沒有規定，但《消防技術規范實施手冊》^[3]第九章第9.4.7節中指出：“對于安裝有固定泡沫噴頭的機房、變壓器室、實驗室、油庫、生產廠房、油品庫房等的燃燒面積，一般情況下，按室內占地面積（防火分區的占地面積）計算，若室內面積超過400m²時，仍可按400m²計算。”
　　本工程雖然保護面積的劃分按42m²計，但泡沫液供給流量按同一層平面內最中間一個區域著火時，其相鄰的8個區域噴頭也動作時所需的最大量計算，故本工程泡沫噴淋作用面積按400m²考慮。

6 設計中應注意事項

　　①在進行泡沫噴淋滅火系統設計時，應根據生產工藝的具體情況，合理劃分保護面積；
　　②泡沫液罐盡可能靠近被保護的廠房，縮短輸送管道，泡沫噴淋管道的流速宜大于2m/s小于5m/s；
　　③泡沫噴頭的工作壓力應在標定的工作壓力范圍內，且不應小于其額定壓力的0.8倍，因壓力太低將降低泡沫倍數；
　　④傳動管網上的閉式噴頭的布置間距不宜X于2.5m，傳動管的長度不應大于300m；
　　⑤溫感雨淋閥除利用傳動管網上的閉式噴頭動作自動開啟外，還應加設應急手動啟動閥，以便想作人員在現場能直接啟動。

參考文獻：
　　[1]GB 50151-92（2000年局部修訂條文），低倍數泡沫滅火系統設計現范[S]．
　　[2]朱呂通，陳正昌，朱江．自動噴水滅火設備[M]．北京：群眾出版社，1988．
　　[3]《消防技術規范實施手冊》編委會．消防技術規范實施手冊[M]．北京：中國奧林匹克出版社，1996．

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作者簡介：
　　陳思寧（1964－），女，工程師，020－81920466