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泡沫比例混合器如何保养

分类: 发布时间:2020-03-15 02:03:50 84次浏览

泡沫比例混合器(装置)

3.4.1  泡沫比例混合器(装置)的选择,应符合下列规定:

      1  系统比例混合器(装置)的进口工作压力与流量,应在标定的工作压力与流量范围内;

      2  单罐容量不小于20000m3的非水溶性液体与单罐容量不小于5000m3的水溶性液体固定顶储罐及按固定顶储罐对待的内浮顶储罐、单罐容量不小于50000m3的内浮顶和外浮顶储罐,宜选择计量注入式比例混合装置或平衡式比例混合装置;

      3  当选用的泡沫液密度低于1.12g/mL时,不应选择无囊式压力比例混合装置;

      4  全淹没高倍数泡沫灭火系统或局部应用高倍数、中倍数泡沫灭火系统,采用集中控制方式保护多个防护区时,应选用平衡式比例混合装置或囊式压力比例混合装置; 

      5  全淹没高倍数泡沫灭火系统或局部应用高倍数、中倍数泡沫灭火系统保护一个防护区时,宜选用平衡式比例混合装置或囊式压力比例混合装置。

3.4.2  当采用平衡式比例混合装置时,应符合下列规定:

      1  平衡阀的泡沫液进口压力应大于水进口压力,且其压差应满足产品的使用要求;

      2  比例混合器的泡沫液进口管道上应设置单向阀;

      3  泡沫液管道上应设置冲洗及放空设施。

3.4.3  当采用计量注入式比例混合装置时,应符合下列规定:

      1  泡沫液注入点的泡沫液流压力应大于水流压力,且其压差应满足产品的使用要求;

      2  流量计进口前和出口后直管段的长度不应小于管径的10倍;

      3  泡沫液进口管道上应设置单向阀;

      4  泡沫液管道上应设置冲洗及放空设施。

3.4.4  当采用压力式比例混合装置时,应符合下列规定:

      1  泡沫液储罐的单罐容积不应大于10m3;

      2  无囊式压力比例混合装置,当泡沫液储罐的单罐容积大于5m3且储罐内无分隔设施时,宜设置1台小容积压力式比例混合装置,其容积应大于0.5m3,并应保证系统按最大设计流量连续提供3min的泡沫混合液。

3.4.5  当采用环泵式比例混合器时,应符合下列规定:

      1  出口背压宜为零或负压,当进口压力为0.7MPa~0.9MPa时,其出口背压可为0.02MPa~0.03MPa;

      2  吸液口不应高于泡沫液储罐最低液面1m;

      3  比例混合器的出口背压大于零时,吸液管上应有防止水倒流入泡沫液储罐的措施;

      4  应设有不少于1个的备用量。

3.4.6  当半固定式或移动式系统采用管线式比例混合器时,应符合下列规定:

      1  比例混合器的水进口压力应为0.6MPa~1.2Mpa,且出口压力应满足泡沫产生装置的进口压力要求;

      2  比例混合器的压力损失可按水进口压力的35%计算。

 

条文说明

 

3.4 泡沫比例混合器(装置)

3.4.1  储罐容量较大时,其火灾危险性也会增大,发生火灾所造成的后果亦比较严重。因此,对于大容量储罐,宜选择可靠性和精度较高的计量注人式比例混合装置和平衡式比例混合装置。

     对于密度低于1. 12g/mL的泡沫液,由于它与水的密度接近,当将水注入到泡沫液储罐内时,泡沫液易与水在泡沫液储罐内混合而不易形成明显的分界面。所以,不能选择无囊的压力比例混合装置。

3.4.2  本条前两款是该比例混合装置的原理性要求,第三款是保证系统使用或试验后能用水冲洗干净,不留残液。

3.4.3  计量注人式比例混合装置是近年发展起来的一种新型比例混合装置。该装置主要由泡沫液泵、水泵、流量计、电子控制器、 泡沫液储罐等组成。其基本原理为:利用流景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。其运行不受水压影响,并且也不会因补充泡沫液而中断。图1为一典型计量注入式比例混合装置的流程图,该流程在水管道上设有流量计,主要监测水的流量,并利用变量泡沫液泵控制泡沫液的流量。在工程中,也可同时在泡沫液管路上设置流量计,进行泡沫液流量的监测。另外,可使用变频技术来控制泡沫液泵的流量。对于该类型的装置来说,流量测量的准确性将直接影响混合比的精确性。因此,要求流量计的进口前和出口后直管段的长度不小于10倍的管径。

计量注入式比例混合装置

图1  计量注入式比例混合装置

3.4.4  工程实践中,压力比例混合装置囊渗漏甚至破裂的实例均有发生。本着经济、安全可靠、使用方便的原则限制其储罐容积。

     对于无囊式压力比例混合装置,当采用单个较大容积的泡沫液储罐时,平时难以进行系统试验,其故障较难发现,且系统调试检测也不方便。为此,推荐设置1台小容积的压力式比例混合器,并能保证按系统最大设计流量连续提供3min的泡沫混合液。

3.4.5  在泡沫灭火系统工程中,环泵式比例混合器是利用文丘里管原理的第一代泡沫比例混合器产品。其流程如图2所示。

     影响该泡沫比例混合器精度的因素主要有消防泵的进出口压 力和泡沫液储罐液面与比例混合器的高差等两方面。试验研究表明,当比例混合器进口压力为0.7MPa时,其出口背压可为0.02 MPa;当比例混合器进口压力为0. 9MPa时,其出口背压可为0.03MPa。      '

     系统泡沫液储罐与储水设施一般都存在液面高差。当泡沫液液面高于水液面时,操作不慎泡沫液会流到水中,反之水会流到泡沫液储罐中。这两种现象实际中均发生过,为避免此类现象,需要设置相关阀门。

     在使用中,由于锈蚀、泡沫液残液固化等,导致其中的比例混合器堵塞,所以应设不少于1个的备用量。

环泵式比例混合流程示意

3.4.6  管线式比例混合器工作流量范围小(参见表2),压力损失大(约为进口压力的1/3),通常用于移动式或半固定式泡沫灭火系统。本条是依据有关试验制定的。

国产管线式比例混合器主要规格及其性能参数


泡沫液储罐

3.5.1  泡沫液储罐宜采用耐腐蚀材料制作,且与泡沫液直接接触的内壁或衬里不应对泡沫液的性能产生不利影响。

3.5.2  常压泡沫液储罐应符合下列规定:

      1  储罐内应留有泡沫液热膨胀空间和泡沫液沉降损失部分所占空间;

      2  储罐出液口的设置应保障泡沫液泵进口为正压,且应设置在沉降层之上;

      3  储罐上应设置出液口、液位计、进料孔、排渣孔、人孔、取样口、呼吸阀或通气管。

3.5.3  泡沫液储罐上应有标明泡沫液种类、型号、出厂与灌装日期及储量的标志。不同种类、不同牌号的泡沫液不得混存。


条文说明

 

3.5 泡沫液储罐

3.5.1  泡沫液中含有无机盐、碳氢与氟碳表面活性剂及有机溶剂,长期储存对碳钢等金属有腐蚀作用,对许多非金属材料也有溶解、溶胀和渗透作用。另一方面,某些材料或防腐涂层对泡沫液的性能有不利影响,尤其是碳钢对水成膜泡沫液的性能影响最大。 所以,在选择泡沫液储罐内壁的材质或防腐涂层时,应特别注意是否与所选泡沫液相适宜。

    不锈钢、聚四氟乙烯等材料可满足储存各类泡沫液的要求。

3.5.2  泡沫液会随着温度的升高而发生膨胀,尤其是蛋白类泡沫液长期储存会有部分沉降物积存在罐底部。因此,规定泡沫液储罐要留出上述储存空间。

    蛋白类泡沫液沉降物的体积按泡沫液储量(体积)的5%计算为宜。

3.5.3  不同种类、不同牌号的泡沫液混存会对泡沫液的性能产生不利影响。尤其是成膜类泡沫液混入其他类型泡沫液后,会破坏其成膜性。


泡沫产生装置

3.6.1  低倍数泡沫产生器应符合下列规定:

      1  固定顶储罐、按固定顶储罐对待的内浮顶储罐,宜选用立式泡沫产生器;

      2  泡沫产生器进口的工作压力应为其额定值±0.1Mpa;

      3  泡沫产生器的空气吸入口及露天的泡沫喷射口,应设置防止异物进入的金属网;

      4  横式泡沫产生器的出口,应设置长度不小于1m的泡沫管;

      5  外浮顶储罐上的泡沫产生器,不应设置密封玻璃。

3.6.2  高背压泡沫产生器应符合下列规定:

      1  进口工作压力应在标定的工作压力范围内;

      2  出口工作压力应大于泡沫管道的阻力和罐内液体静压力之和;

      3  发泡倍数不应小于2,且不应大于4。

3.6.3  中倍数泡沫产生器应符合下列规定:

      1  发泡网应采用不锈钢材料;

      2  安装于油罐上的中倍数泡沫产生器,其进空气口应高出罐壁顶;

3.6.4  高倍数泡沫产生器应符合下列规定:

      1  在防护区内设置并利用热烟气发泡时,应选用水力驱动型泡沫产生器;

      2  在防护区内固定设置泡沫产生器时,应采用不锈钢材料的发泡网。

3.6.5  泡沫—水喷头、泡沫—水雾喷头的工作压力应在标定的工作压力范围内,且不应小于其额定压力的0.8倍。


条文说明

 

3.6 泡沫产(发)生装置

3.6.1  本条对低倍数泡沫产生器作了具体规定。

      1  固定顶储罐与按固定顶储罐防护的内浮顶储罐发生火灾时多伴有罐顶整体或局部破坏,安装在罐壁顶部的横式泡沫产生器由于受力条件不佳及进口连接脆弱而往往被拉断,选用立式泡沫产生器可降低这一风险。立式泡沫产生器的安装示意图见图3。

      2  本款旨在保证泡沫产生器在合理的压力下工作,使之产生的泡沫在发泡倍数与稳定性方面利于灭火。 '

      3  本款规定主要是防止堵塞泡沫产生器或泡沫喷射口。

      4  本款规定有利于泡沫产生器的正常工作。横式泡沫产生器的典型安装示意图及主要尺寸见图4、表3。

      5  泡沫产生器设置在外浮顶储罐密封的上方,其密封玻璃不但无用,还可能影响泡沫喷射。

横式泡沫产生器安装示意


图4中的主要尺寸

3.6.2  泡沫产生器进口工作压力范围由制造商提供,通常标在其产品说明书中。对发泡倍数的规定是根据国内试验和国外相关标准制定的。

3.6.3  本条对中倍数泡沫产生器进行了规定。

      1  发泡网的材质、结构和形状对发泡量和泡沫质量有很大影响,为保证发泡性能和提高使用年限,规定其应用不锈钢材料制作。

      2  安装于油罐上的中倍数泡沫产生器对吸气条件要求较严格,为保证泡沫产生器进气通畅,所以其进空气口应高出罐壁顶。

3.6.4  本条对防护区内高倍数泡沫产生器的选择提出了要求。

      1  水轮机驱动式高倍数泡沫产生器是利用压力水驱动水轮机旋转,不受气源温度的限制,可以利用防护区内热烟气发泡。而电动机驱动式高倍数泡沫产生器,因电动机本身要求的环境工作温度有一定限制,不能利用火场热烟气发泡。

      2  当在防护区内固定安装泡沫发生器时,在火灾条件下,发泡网有可能会受到火焰或热烟气的威胁,发泡网一旦损坏,泡沫发生器就无法发泡灭火。

3.6.5  泡沫-水喷头、泡沫-水雾喷头的工作压力太低将降低发泡倍数,影响灭火效果。


控制阀门和管道

3.7.1  泡沫灭火系统中所用的控制阀门应有明显的启闭标志。

3.7.2  当泡沫消防水泵或泡沫混合液泵出口管道口径大于300mm时,不宜采用手动阀门。

3.7.3  低倍数泡沫灭火系统的水与泡沫混合液及泡沫管道应采用钢管,且管道外壁应进行防腐处理。

3.7.4  中倍数泡沫灭火系统的干式管道,应采用钢管;湿式管道,宜采用不锈钢管或内、外部进行防腐处理的钢管。

3.7.5  高倍数泡沫灭火系统的干式管道,宜采用镀锌钢管;湿式管道,宜采用不锈钢管或内、外部进行防腐处理的钢管;高倍数泡沫产生器与其管道过滤器的连接管道应采用不锈钢管。

3.7.6  泡沫液管道应采用不锈钢管。

3.7.7  在寒冷季节有冰冻的地区,泡沫灭火系统的湿式管道应采取防冻措施。

3.7.8  泡沫—水喷淋系统的管道应采用热镀锌钢管。其报警阀组、水流指示器、压力开关、末端试水装置、末端放水装置的设置,应符合现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084的有关规定。

3.7.9  防火堤或防护区内的法兰垫片应采用不燃材料或难燃材料。

3.7.10  对于设置在防爆区内的地上或管沟敷设的干式管道,应采取防静电接地措施。钢制甲、乙、丙类液体储罐的防雷接地装置可兼作防静电接地装置。


条文说明

 

3.7 控制阀门和管道

3.7.1  阀门若没有明显启闭标志,一旦失火,容易发生误操作。 对于明杆阀门,其阀杆就是明显的启闭标志。对于暗杆阀门,则须设置明显的启闭标志。为保证系统可靠操作,本条定为强制性条文。

3.7.2  口径较大的阀门,一个人手动开启或关闭较困难,可能导致消防泵不能迅速正常启动,甚至过载损坏。因此,选择电动、气动或液动阀门为佳。增压泵的进口阀门属上一级供水泵的出口阀门,也按出口阀门对待。

3.7.3  水与泡沫混合液管道为压力管道,一般泡沫混合液管道的 最小工作压力沟0.7MPa,许多系统的泡沫混合液管道工作压力超过l.0MPa。钢管的韧性、机械强度、抗烧等性能可以保障泡沫系统安全可靠。

3.7.6 、3.7.7  为保证系统可靠运行,这两条定为强制性条文。


一般规定

4.1.1  甲、乙、丙类液体储罐固定式、半固定式或移动式泡沫灭火系统的选择,应符合国家现行有关标准的规定。

4.1.2  储罐区低倍数泡沫灭火系统的选择,应符合下列规定:

    1  非水溶性甲、乙、丙类液体固定顶储罐,应选用液上喷射、液下喷射或半液下喷射系统;

    2  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、丙类液体固定顶储罐,应选用液上喷射系统或半液下喷射系统;

    3  外浮顶和内浮顶储罐应选用液上喷射系统;

    4  非水溶性液体外浮顶储罐、内浮顶储罐、直径大于18m的固定顶储罐及水溶性甲、乙、丙类液体立式储罐,不得选用泡沫炮作为主要灭火设施;

    5  高度大于7m或直径大于9m的固定顶储罐,不得选用泡沫枪作为主要灭火设施。

4.1.3  储罐区泡沫灭火系统扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量,应按罐内用量、该罐辅助泡沫枪用量、管道剩余量三者之和最大的储罐确定。

4.1.4  设置固定式泡沫灭火系统的储罐区,应配置用于扑救液体流散火灾的辅助泡沫枪,泡沫枪的数量及其泡沫混合液连续供给时间不应小于表4.1.4的规定。每支辅助泡沫枪的泡沫混合液流量不应小于240L/min。


4.1.5  当储罐区固定式泡沫灭火系统的泡沫混合液流量大于或等于100L/s时,系统的泵、比例混合装置及其管道上的控制阀、干管控制阀宜具备远程控制功能。

4.1.6  在固定式泡沫灭火系统的泡沫混合液主管道上应留出泡沫混合液流量检测仪器的安装位置;在泡沫混合液管道上应设置试验检测口;在防火堤外侧最不利和最有利水力条件处的管道上,宜设置供检测泡沫产生器工作压力的压力表接口。

4.1.7  储罐区固定式泡沫灭火系统与消防冷却水系统合用一组消防给水泵时,应有保障泡沫混合液供给强度满足设计要求的措施,且不得以火灾时临时调整的方式保障。

4.1.8  采用固定式泡沫灭火系统的储罐区,宜沿防火堤外均匀布置泡沫消火栓,且泡沫消火栓的间距不应大于60m。

4.1.9  储罐区固定式泡沫灭火系统应具备半固定式系统功能。

4.1.10  固定式泡沫灭火系统的设计应满足在泡沫消防水泵或泡沫混合液泵启动后,将泡沫混合液或泡沫输送到保护对象的时间不大于5min。


 

条文说明

 

4.1 一般规定

4.1.1   现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB 50160、 《石油库设计规范》GB 50074、《石油天然气工程设计防火规范》GB 50183分别对各自行业设置固定式、半固定式和移动式泡沫灭火系统的场所进行了规定。《建筑设计防火规范》GB 50016规定甲、乙、丙类液体储罐等泡沫灭火系统的设置场所应符合上述规范的有关规定。

4.1.2   目前,泡沫灭火系统用于甲、乙、丙类液体立式储罐,有液上喷射、液下喷射、半液下喷射三种形式。本规范将泡沫炮、泡沫枪系统划在了液上喷射系统中。关于本条的规定,综合说明如下:

    1  对于甲、乙、丙类液体固定顶、外浮顶和内浮顶三种储罐,液上喷射系统均适用。

    2  液下喷射泡沫灭火系统不适用于水溶性液体和其他对普通泡沫有破坏作用的甲、乙、丙类液体固定顶储罐,因为泡沫注入该类液体后,由于该类液体分子的脱水作用而使泡沫遭到破坏,无法浮升到液面实施灭火。半液下喷射是泡沫灭火系统应用形式之一,某些发达国家应用多年。

    3  液下与半液下喷射系统不适用于外浮顶和内浮顶储罐,其原因是浮顶阻碍泡沫的正常分布;当只对外浮顶或内浮顶储罐的环形密封处设防时,更无法将泡沫全部输送到所需的区域。

    4  对于外浮顶储罐与按外浮顶储罐对待的内浮顶储罐,其设防区域为环形密封区,泡沫炮难以将泡沫施加到该区域;对于水溶性甲、乙、丙类液体,由于泡沫炮为强施放喷射装置,喷出的泡沫会潜入其液体中,使泡沫脱水而遭到破坏,所以不适用;直径大于18m的固定顶储罐与按固定顶储罐对待的内浮顶储罐发生火灾时,罐顶一般只撕开一条口子,全掀的案例很少,泡沫炮难以将泡沫施加到储耀内。

    5  灭火人员操纵泡沫枪难以对罐壁更高、直径更大的储罐实施灭火。

   本条规定必须要做到,为此定为强制性条文。

4.1.3  执行本条时,应注意泡沫混合液设计流量与泡沫混合液设 计用量两个参数。对于固定顶和浮顶罐同设、非水溶性液体与水溶性液体并存的罐区,由于泡沫混合液供给强度与供给时间不一定相同,两个参数的设计最大值不一定集中到一个储罐上,应对每个储罐分别计算。按泡沫混合液设计流量最大的储罐设置泡沫消防水泵或泡沫混合液泵,按泡沫混合液设计用量最大的储罐储备消防水和泡沫液。

   另外,本条应与本规范第9.1.1条等结合起来使用。个别工程项目曾错误地按储罐保护面积乘以规范规定的最小泡沫混合液供给强度,再加上辅助泡沫枪流量设置泡沫消防水泵或泡沫混合液泵,由于实际设置的泡沫产生器的能力大于其计算值,致使系统无法正常使 用。为此,强调指出:应按系统实际设计泡沫混合液强度计算确定罐内泡沫混合液用量,而不是按本规范规定的最小值去确定。

   综上所述,为保证系统设计能力满足灭火需要,将本条定为强制性条文。

4.1.4   本条有三层含义:一是提出对设置固定式泡沫灭火系统的储罐区,设置用于扑救液体流散火灾的辅助泡沫枪要求,不限制将泡沫枪放置在其专职消防站的消防车上;二是提出设置数量及其 泡沫混合液连续供给时间根据所保护储罐直径确定的要求,呼应本节第4. 1. 3条;三是规定了可选的单支泡沫枪的最小流量。为保证系统设计能力满足灭火需要,将本条定为强制性条文。

4.1.5   大中型甲、乙、丙类液体储罐的危险程度高、火灾损失大, 为了及时启动泡沫灭火系统,减少火灾损失,提出此条要求。

4.1.6   为验证安装后的泡沫灭火系统是否满足规范和设计要求,需要对安装的系统按有关规范的要求进行检测,为此所做的设计应便于检测设备的安装和取样。

4.1.7  出于降低工程造价的考虑,有些设计将储罐区泡沫灭火系统与消防冷却水系统的消防泵合用。但由于两系统的工作状态不同,且多数储罐区的储罐规格也不尽相同,有的相差很大,致使有 些系统使用困难。为此提出本条要求,对此类设计加以约束。

4.1.8  泡沫消火栓的功能是连接泡沫枪扑救储罐区防火堤内流散火灾。现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB 50160规定消火栓的间距不宜大于60m,为使储罐区消防设施的布置有章法,本条采纳了这一参数。

4.1.9  规定固定式泡沫灭火系统具备半固定系统功能,灭火时多了 一种战术选择,且简便易行。当泡沫混合液管道在防火堤外环状布置 时,利用环状管道上设置泡沫消火栓就能实现半固定系统功能,但不如在通向泡沫产生器的支管上设置带控制阀的管牙接口方便。

4.1.10  为保证系统及时灭火,本条定为强制性条文。


固定顶储罐

4.2.1  固定顶储罐的保护面积应按其横截面积确定。

4.2.2  泡沫混合液供给强度及连续供给时间应符合下列规定:

    1  非水溶性液体储罐液上喷射系统,其泡沫混合液供给强度和连续供给时间不应小于表4.2.2-1的规定;

泡沫混合液供给强度和连续供给时间

         注:1  如果采用大于本表规定的混合液供给强度,混合液连续供给时间可按相应的比例缩短,但不得小于本表规定时间的80%。

               2  沸点低于45℃的非水溶性液体,设置泡沫灭火系统的适用性及其泡沫混合液供给强度,应由试验确定。

   2  非水溶性液体储罐液下或半液下喷射系统,其泡沫混合液供给强度不应小于5.0L/(min.m2)、连续供给时间不应小于40min;

         注:沸点低于45℃的非水溶性液体、储存温度超过50℃或粘度大于40mm2/s的非水溶性液体,液下喷射系统的适用性及其泡沫混合液供给强度,应由试验确定。

   3  水溶性液体和其他对普通泡沫有破坏作用的甲、乙、丙类液体储罐液上或半液下喷射系统,其泡沫混合液供给强度和连续供给时间不应小于表4.2.2-2的规定。


泡沫混合液供给强度和连续供给时间


4.2.3  液上喷射系统泡沫产生器的设置,应符合下列规定:

    1  泡沫产生器的型号及数量,应根据本规范第4.2.1条和第4.2.2条计算所需的泡沫混合液流量确定,且设置数量不应小于表4.2.3的规定;


泡沫产生器设置数量


     2  当一个储罐所需的泡沫产生器数量大于1个时,宜选用同规格的泡沫产生器,且应沿罐周均匀布置;

    3  水溶性液体储罐应设置泡沫缓冲装置。

4.2.4  液下喷射系统高背压泡沫产生器的设置,应符合下列规定:

    1  高背压泡沫产生器应设置在防火堤外,设置数量及型号应根据本规范第4.2.1条和第4.2.2条计算所需的泡沫混合液流量确定;

    2  当一个储罐所需的高背压泡沫产生器数量大于1个时,宜并联使用;

    3  在高背压泡沫产生器的进口侧应设置检测压力表接口,在其出口侧应设置压力表、背压调节阀和泡沫取样口。

4.2.5  液下喷射系统泡沫喷射口的设置,应符合下列规定:

    1  泡沫进入甲、乙类液体的速度不应大于3m/s;泡沫进入丙类液体的速度不应大于6m/s;

    2  泡沫喷射口宜采用向上斜的口型,其斜口角度宜为45°,泡沫喷射管的长度不得小于喷射管直径的20倍。当设有一个喷射口时,喷射口宜设置在储罐中心;当设有一个以上喷射口时,应沿罐周均匀设置,且各喷射口的流量宜相等;

    3  泡沫喷射口应安装在高于储罐积水层0.3m的位置,泡沫喷射口的设置数量不应小于表4.2.5的规定。


泡沫喷射口设置数量


         注:对于直径大于40m的储罐,其横截面积每增加400m2,应至少增加一个泡沫喷射口。

4.2.6  储罐上液上喷射系统泡沫混合液管道的设置,应符合下列规定:

    1  每个泡沫产生器应用独立的混合液管道引至防火堤外;

    2  除立管外,其他泡沫混合液管道不得设置在罐壁上;

    3  连接泡沫产生器的泡沫混合液立管应用管卡固定在罐壁上,管卡间距不宜大于3m;

    4  泡沫混合液的立管下端应设置锈渣清扫口。

4.2.7  防火堤内泡沫混合液或泡沫管道的设置,应符合下列规定:

    1  地上泡沫混合液或泡沫水平管道应敷设在管墩或管架上,与罐壁上的泡沫混合液立管之间宜用金属软管连接;

    2  埋地泡沫混合液管道或泡沫管道距离地面的深度应大于0.3m,与罐壁上的泡沫混合液立管之间应用金属软管或金属转向接头连接;

    3  泡沫混合液或泡沫管道应有3‰的放空坡度;

    4  在液下喷射系统靠近储罐的泡沫管线上,应设置用于系统试验的带可拆卸盲板的支管;

    5  液下喷射系统的泡沫管道上应设置钢质控制阀和逆止阀,并应设置不影响泡沫灭火系统正常运行的防油品渗漏设施。

4.2.8  防火堤外泡沫混合液或泡沫管道的设置应符合下列规定:

    1  固定式液上喷射系统,对每个泡沫产生器,应在防火堤外设置独立的控制阀;

    2  半固定式液上喷射系统,对每个泡沫产生器,应在防火堤外距地面0.7m处设置带闷盖的管牙接口;半固定式液下喷射系统的泡沫管道应引至防火堤外,并应设置相应的高背压泡沫产生器快装接口;

    3  泡沫混合液管道或泡沫管道上应设置放空阀,且其管道应有2‰的坡度坡向放空阀。

 


条文说明

 


4.2 固定顶储罐

4.2.1  固定顶储罐的燃液暴露面为其储罐的横截面,泡沫须覆盖全部燃液表面方能灭火,所以保护面积应按其横截面积计算确定。 本规定必须做到,否则灭火无法保证,为此定为强制性条文。

4.2.2  本条是依据国内外泡沫灭火试验、灭火案例制定,并参考 了国外相关标准。

    关于沸点低于45°C的非水溶性液体,编制组分别对正戊烷和凝析轻烃进行了泡沫灭火试验,试验如下:

    2010年7月,公安部天津消防研究所会同杭州新纪元消防科技有限公司,在杭州进行了正戊烷泡沫灭火试验。试验采用了直径为2.4m的试验盘,泡沫液采用水成膜泡沫液和氟蛋白泡沫液。试验 共进行了4次,前两次试验采用现行国家标准《泡沫灭火剂》GB 15308规定的试验方法。后两次试验将试验盘壁加高至800mm,且对盘壁进行了冷却,泡沫混合液供给强度为4.9L/(min·m2)。4次试验均未灭火,且均表现为盘壁处的边缘火无法彻底扑灭。

    2007年12月20日和21日,公安部天津消防研究所会同中国石油塔里木油田公司消防支队,在塔里木油田(轮南消防中队)进行了凝析轻烃泡沫灭火试验。试验油罐为直径3. 5m的敞口 罐;试验油品的组分见表4。油层厚度大于200mm;泡沫液分别为进口 6%型成膜氟蛋白泡沫液(FFFP)和6%型水成膜泡沫液 (AFFF)及国产6%型水成膜泡沫液(AFFF);发泡装置为PC2型横式泡沫产生器(共安装了 2个);沿罐周设置了冷却水环管并在试验中喷放了冷却水。试验次数共计5次,其中4次使用表4所示的油品、1次为经过1次灭火试验的残油。从试验的情况看,用1 个PC2型泡沫产生器[泡沫混合液供给强度约为12 L/(min·m2)] 2min左右基本控火。但除了用灭火试验残油的1次成功灭火外,其他4次即使用2个PC2泡沫产生器[泡沫混合液供给强度约为24L/(min·m2]仍不能彻底灭火,而是在一侧罐壁处形成长时间边缘火。


试验油品的组分


    由于凝析轻烃试验油品中C4及以下组分含量约为6.5%,其他企业的类似油品的组分尚不确定,又未见国外类似轻质油品灭火试验的报道,并且现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》 GB 50160规定:“储存沸点低于45℃的甲B类液体,宜选用压力储罐。”所以,对于沸点低于45°C的非水溶性液体,其泡沫灭火系统 的适用性及其泡沫混合液供给强度,还不能给出明确规定,应由试 验确定。

    由于水溶性液体的种类繁多,分别规定出各种水溶性液体的泡沫混合液供给强度与连续供给时间是不可能的。.根据现状,能规定最小泡沫混合液供给强度与连续供给时间的水溶性液体,本规范作出规定,不能规定的应由试验确定。

    本条第1款、第2款要求必须做到,否则灭火无法保证,为此定为强制性条文。    

4.2.3   本条主要规定泡沫产生器的设置。  

    1  本款是按其中一个泡沫产生器被破坏,系统仍能有效灭火的原则规定的。对于直径大于50m的固定顶储罐,靠沿罐周设置泡沫产生器,泡沫可能不能完全覆盖燃液表面。所以,规定所能保 护的储罐最大直径为50m。    

    2  为使各泡沫产生器的工作压力和流量均衡,以利于灭火, 推荐采用相同型号的泡沫产生器并要求其均布。     

    3  水溶性液体固定顶储罐不设缓冲装置较难灭火,本规范规定的设计参数是建立在设有缓冲装置基础上的。目前,除水溶性液体外,其他对普通泡沫有破坏作用的甲、乙、丙类液体主要为添加醇、醚等物质的汽油,国内该类汽油的醇、醚含量比较低,此类储罐不设缓冲装置亦能灭火。目前,泡沫缓冲装置有泡沫溜槽(见图5)等。


泡沫溜槽


4.2.4  本条对液下喷射高背压泡沫产生器的设置进行了规定,说明如下:

    1  通常系统高背压泡沫产生器的进出口设有控制阀和背压调节阀及压力表等,试验与灭火时可能要操作其阀门。为了安全, 应设置在防火堤外。

    2  高背压泡沫产生器并联使用,是为了保证供出的泡沫压力与倍数基本一致,同时也便于系统调试与背压调节。

    3  本款规定是为了系统的调试和调节及检测。

4.2.5  本条是依据国内外泡沫灭火试验、灭火案例制定,并参考了国外相关标准。

    本条需与第9.2.1条规定结合起来使用。通常,从高背压泡沫产生器出口至泡沫喷射管前的泡沫管道的管径应小一些,以较大的流速输送泡沫,保持泡沫稳定与较快地输送。当其流速大于本条规定的泡沫口处的流速时,单独设置直径较大的泡沫喷射管,这样设计既经济又合理。当然,只要满足规范要求,前后两者可以等径。所以,为给设计以灵活性,提出泡沫喷射管的概念,考虑到流体力学参数的稳定,规定了其长度。

4.2.6  固定顶储罐与一些内浮顶储罐发生火灾时,部分泡沫产生器被破坏的可能性较大。为保障被破坏的泡沫产生器不影响正常 的泡沫产生器使用,使系统仍能有效灭火,作此规定。

    另外,一些工程为了防火堤内的整齐,将本应在地面分配的泡沫混合液管道集中设置在储罐上,然后再分配到各泡沫产生器。 当储罐爆炸着火时,极易将这些管道拉断,并且这样设计对储罐的承载也不利。所以,此次修订增加了该限制条款。

综上所述,为保证系统在储罐发生火灾时能正常工作,将本条 前两款定为强制性条文。

4.2.7  本条规定了防火堤内泡沫混合液和泡沫管道的设置,解释如下:

    1  本款规定旨在消除泡沫混合液或泡沫管道的热胀冷缩和储罐爆炸冲击的影响。敷设的意思是不限制管道轴向与向上的位移。

    2  将管道埋在地下,突出的优点就是防火堤内整洁,便于防火堤内的日常作业。但也有不利因素,一是控制泡沫产生器的阀门通常设置在地下,不利于操作;二是埋地管道的运动受限,对地基的不均匀沉降和储罐爆炸着火时罐体的上冲力敏感;三是不利 于管道的维护与更换。由于国内外均有采用,而规范又不便限制, 所以增加了此款。本款的宗旨是保护管道免遭破坏。所述金属转向接头可为铸钢、球墨铸铁或可锻铸铁制成。

    3  本款旨在排净管道内的积水。

    4  出于工程检测与试验的需要制定本款。

    5  目前液下喷射系统一个较突出的问题就是泡沫喷射管上 的逆止阀密封不严,有些系统除关闭了储罐根部的闸阀外,在防火堤外又设置了一道处于关闭状态的闸阀,使该系统处于了半瘫痪 状态,即使这样,还是漏油;有的系统甚至将泡沫喷射管设置成顶部高于液面的n形,既给安装带来困难,又增加了泡沫管道的阻力,同时又影响美观。目前有采用爆破膜等措施的,为此增加相关要求。


 外浮顶储罐

4.3.1  钢制单盘式与双盘式外浮顶储罐的保护面积,应按罐壁与泡沫堰板间的环形面积确定。

4.3.2  非水溶性液体的泡沫混合液供给强度不应小于12.5L/(min·m2),连续供给时间不应小于30min,单个泡沫产生器的最大保护周长应符合表4.3.2的规定。

单个泡沫产生器的最大保护周长

4.3.3  外浮顶储罐泡沫堰板的设计,应符合下列规定:

    1  当泡沫喷射口设置在罐壁顶部、密封或挡雨板上方时,泡沫堰板应高出密封0.2m;当泡沫喷射口设置在金属挡雨板下部时,泡沫堰板高度不应小于0.3m;

    2  当泡沫喷射口设置在罐壁顶部时,泡沫堰板与罐壁的间距不应小于0.6m;当泡沫喷射口设置在浮顶上时,泡沫堰板与罐壁的间距不宜小于0.6m;

    3  应在泡沫堰板的最低部位设置排水孔,排水孔的开孔面积宜按每1m2环形面积280mm2确定,排水孔高度不宜大于9mm。     

4.3.4  泡沫产生器与泡沫喷射口的设置,应符合下列规定:

    1  泡沫产生器的型号和数量应按本规范第4.3.2条的规定计算确定;

    2  泡沫喷射口设置在罐壁顶部时,应配置泡沫导流罩;

    3  泡沫喷射口设置在浮顶上时,其喷射口应采用两个出口直管段的长度均不小于其直径5倍的水平T形管,且设置在密封或挡雨板上方的泡沫喷射口在伸入泡沫堰板后应向下倾斜30°~60°。

4.3.5  当泡沫产生器与泡沫喷射口设置在罐壁顶部时,储罐上泡沫混合液管道的设置应符合下列规定:      

    1  可每两个泡沫产生器合用一根泡沫混合液立管;

    2  当三个或三个以上泡沫产生器一组在泡沫混合液立管下端合用一根管道时,宜在每个泡沫混合液立管上设置常开控制阀;

    3  每根泡沫混合液管道应引至防火堤外,且半固定式泡沫灭火系统的每根泡沫混合液管道所需的混合液流量不应大于1辆消防车的供给量;

    4  连接泡沫产生器的泡沫混合液立管应用管卡固定在罐壁上,管卡间距不宜大于3m,泡沫混合液的立管下端应设置锈渣清扫口。

4.3.6  当泡沫产生器与泡沫喷射口设置在浮顶上,且泡沫混合液管道从储罐内通过时,应符合下列规定:

    1  连接储罐底部水平管道与浮顶泡沫混合液分配器的管道,应采用具有重复扭转运动轨迹的耐压、耐候性不锈钢复合软管;

    2  软管不得与浮顶支承相碰撞,且应避开搅拌器;

    3  软管与储罐底部的伴热管的距离应大于0.5m。

4.3.7  防火堤内泡沫混合液管道的设置应符合本规范第4.2.7条的规定。

4.3.8  防火堤外泡沫混合液管道的设置应符合下列规定:

     1  固定式泡沫灭火系统的每组泡沫产生器应在防火堤外设置独立的控制阀;

    2  半固定式泡沫灭火系统的每组泡沫产生器应在防火堤外距地面0.7m处设置带闷盖的管牙接口;

    3  泡沫混合液管道上应设置放空阀,且其管道应有2‰的坡度坡向放空阀。

4.3.9  储罐梯子平台上管牙接口或二分水器的设置,应符合下列规定:

    1  直径不大于45m的储罐,储罐梯子平台上应设置带闷盖的管牙接口;直径大于45m的储罐,储罐梯子平台上应设置二分水器;

    2  管牙接口或二分水器应由管道接至防火堤外,且管道的管径应满足所配泡沫枪的压力、流量要求;

    3  应在防火堤外的连接管道上设置管牙接口,管牙接口距地面高度宜为0.7m;

    4  当与固定式泡沫灭火系统连通时,应在防火堤外设置控制阀。


条文说明

 

4.3 外浮顶储罐

4.3.1  目前,大型外浮顶油罐普遍采用钢制单盘式或双盘式浮顶 结构(见现行国家标准《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB 50341),发生火灾通常表现为环形密封处的局部火灾。然而,这类储罐在运行过程中,也会出现因管理、操作不慎而导致的全液面敞口火灾,国内外都有浮顶下沉并伴随火灾发生,形成油罐的全液面 敞口火灾的案例,目前单罐容积最大的当属Amoco石油公司英国南威尔士米尔福德港炼油厂一个直径255英尺(容积10×104m³) 的浮顶原油罐火灾。相关统计资料表明,外浮顶油罐发生全液面敞口火灾的几率很小,故规定按环形密封处的局部火灾设防。

4.3.2  目前泡沫喷射口的设置方式有两种:第一种是设置在罐壁顶部;第二种是设置在浮顶上,它又分为泡沫喷射口设置在密封或挡雨板上方和泡沫喷射口设置在金属挡雨板下部(见图6)。规范 表4.3.2中“密封或挡雨板上方”即指前者,“金属挡雨板下部”即指后者。

    对泡沫混合液供给强度与连续供给时间的规定,主要依据国内的灭火试验。单个泡沫产生器的最大保护周长,参考了 NFPA 11《低倍数、中倍数、高倍数泡沫灭火系统标准》的规定。

    2006年8月7日,国内某油库一座15X104m³外浮顶油罐密封处因雷击发生火灾,供给泡沫19min灭火,持续供给时间 26min;另外,2007年国内发生的多起外浮顶油罐密封处火灾,均在供给泡沫10min内灭火。

    大量灭火实例证明本条规定是合理可靠的,不这样做系统灭火无法保证,为此定为强制性条文。

泡沫喷射口在浮顶上的安装方式

4.3.3  本次修订,将泡沫堰板高度由原规范规定的高出密封0.1m改为0.2m,主要为了使泡沫充分覆盖密封。需要指出,目前大型油罐基本都安装了二次密封,且二次密封的高度在0.7m以上,这就需要泡沫堆积高度在0.9m以上,才能确保彻底灭火。因些,选择析液时间与抗烧时间较长的泡沫尤重要。

    对泡沫堰板距罐壁距离的规定,参考了大庆市某油库的试验与NFPA 11《低倍数、中倍数、高倍数泡沫灭火系统标准》的规定。

    从灭火角度考虑,泡沫喷射口浮顶上设置方式的泡沫堰板距罐壁的距离可进一步减小,但为方便密封检修,故规定不宜小于0.6m。

4.3.4  设置泡沫导流罩是行之有效的减少泡沫损失的措施。泡沫喷射口设置在浮顶上要求T形管,有利于泡沫的分布。

4.3.5  外浮顶储罐环形密封区域的火灾,其辐射热很低,灭火人 员能够靠近罐体;且泡沫产生器被破坏的可能性很小。故作此规定。

4.3.6  根据有关制造商的工程手册和实践经验,对泡沫喷射口浮顶上设置方式中的耐压软管、管道连接作了规定。本次修订,对耐 压软管的材料作了补充规定,多年的应用实践表明,该软管较可 靠。另外,由于有些油罐设有搅拌器,故增加了相应的规定。

4.3.9  本条规定是在原规范的基础上,结合实际灭火案例进行了细化。,

    一方面,外浮顶储罐火灾初期多为局部密封处小火,灭火人员 可站在梯子平台上或浮顶上用泡沫枪将其扑灭;另一方面,对于储存高含蜡原油的储罐,由于罐体保温不好或密封不好,罐壁上会凝固少量原油。当温度升高时,凝油熔化并可能流到罐顶。偶发火灾后,需要灭火人员站在梯子平台上用泡沫枪灭火。


内浮顶储罐

4.4.1  钢制单盘式、双盘式与敞口隔舱式内浮顶储罐的保护面积,应按罐壁与泡沫堰板间的环形面积确定;其他内浮顶储罐应按固定顶储罐对待。

4.4.2  钢制单盘式、双盘式与敞口隔舱式内浮顶储罐的泡沫堰板设置、单个泡沫产生器保护周长及泡沫混合液供给强度与连续供给时间,应符合下列规定:

    1  泡沫堰板与罐壁的距离不应小于0.55m,其高度不应小于0.5m;

    2  单个泡沫产生器保护周长不应大于24m;

    3  非水溶性液体的泡沫混合液供给强度不应小于12.5L/(min·m2 );

    4  水溶性液体的泡沫混合液供给强度不应小于本规范第4.2.2条第3款规定的1.5倍;

    5  泡沫混合液连续供给时间不应小于30min。

4.4.3  按固定顶储罐对待的内浮顶储罐,其泡沫混合液供给强度和连续供给时间及泡沫产生器的设置,应符合下列规定:

    1  非水溶性液体,应符合本规范第4.2.2条第1款的规定;

    2  水溶性液体,当设有泡沫缓冲装置时,应符合本规范第4.2.2条第3款的规定;

    3  水溶性液体,当未设泡沫缓冲装置时,泡沫混合液供给强度应符合本规范第4.2.2条第3款的规定,但泡沫混合液连续供给时间不应小于本规范第4.2.2条第3款规定的1.5倍;

    4  泡沫产生器的设置,应符合本规范第4.2.3条第1款和第2款的规定,且数量不应少于2个。

4.4.4  按固定顶储罐对待的内浮顶储罐,其泡沫混合液管道的设置应符合本规范第4.2.6条~第4.2.8条的规定;钢制单盘式、双盘式与敞口隔舱式内浮顶储罐,其泡沫混合液管道的设置应符合本规范第4.2.7条、第4.3.5条、第4.3.8条的规定。


条文说明

 

4.4 内浮顶储罐

4.4.1  虽然钢制单盘式、双盘式与敞口隔舱式内浮顶(见现行国 家标准《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB 50341)储罐有固 定顶,但其浮盘与罐内液体直接接触,挥发出的可燃蒸气较少,且 罐上部有排气孔,浮盘以上的罐内空间整体爆炸着火的可能性极小。由于该储罐的浮盘不宜被破坏,可燃蒸气一般存在于密封区,与本规范规定的外浮顶储罐一样,发生火灾时,其着火范围基本局限在密封处。所以,规定此类储罐的保护面积与外浮顶储罐一样,按罐壁与泡沫堰板间的环形面积确定。

    其他如由铝合金或人工合成材料等制作浮盘的内浮顶储罐, 因其浮盘易损等,与钢制单盘式、双盘式与敞口隔舱式内浮顶储罐相比,安全性有较大差距,其火灾案例较多,且多表现为浮盘被破 坏的火灾。为此,规定按固定顶储罐对待。

4.4.2  内浮顶储罐通常储存火灾危险性为甲、乙类的液体。由于火灾时炽热的金属罐壁和泡沫堰板及密封对泡沫的破坏,其供给强度也应大于固定顶储罐的泡沫混合液供给强度;到目前为止,按环形密封区设防的水溶性液体浮顶储罐,尚未开展过灭火试验,但无疑其泡沫混合液供给强度应大于非水溶性液体。本规定综合了上述两方面的分析,并参照了对外浮顶储罐的相关规定。

    本条第1款~第3款及第5款要求必须做到,否则灭火无法保证,为此定为强制性条文。

4.4.3  由于该储罐无法设置泡沫溜槽等固定缓冲装置,其他不影响浮盘上下浮动的泡沫缓冲装置应用较少,技术不一定成熟。考虑到上述缘由,允许此类储罐不设泡沫缓冲装置;另外,浮盘可能会有一定残存,对泡沫起到一定的缓冲作用。所以,为安全可靠, 规定延长泡沫混合液供给时间。