泡沫灭火系统讲义

3·2泡沫比例混合装置 概述 泡沫灭火系统（以下简称泡沫系统）主要由消防水泵、泡沫灭火剂储存装置、泡沫比例混合装置、泡沫产（发）生装置及管道等组成。它是通过泡沫比例混合器将泡沫灭火剂与水按比例混合成泡沫混合液，再经泡沫产（发）生装置制成泡沫并施放到着火对象上实施灭火的系统。泡沫体积与其混合液体积之比称为泡沫的倍数，按照系统产（发》生泡沫的倍数不同，泡沫系统分为低倍数泡沫灭火系统（以下简称低倍泡沫系统）、中倍数泡沫灭火系统（以下简称中倍泡沫系统）、高倍数泡沫灭火系统（以下简称高倍泡沫系统）。 低倍泡沫系统被广泛用于生产、加工、储存、运输和使用甲、乙、丙类液体的场所，并早已成为甲、乙、丙类液体储罐区及石油化工装置区等场所的消防主力军。 高倍、中倍泡沫系统是继低倍数泡沫系统之后发展起来的泡沫灭火技术。八十年代，我国开发了高倍数泡沫灭火剂和系统设备，九十年代颁布了《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》，高倍泡沫系统在我国得到了一定的推广。 本章主要是依据现行国内外相关、规范及有关灭火试验编写的，包括泡沫灭火剂、泡沫系统类型与选择、泡沫系统设备、储罐区低倍泡沫系统设计、泡沫喷淋系统与泡沫-水喷淋系统设计、泡沫炮系统设计、高倍与中倍泡沫系统设计、泡沫系统使用与维护等方面内容。它不能代替“规范”使用，当设计泡沫系统时，应根据国家现行标准、规范进行。 第一节泡沫灭火剂 1．1泡沫灭火剂的由来与发展 泡沫灭火剂的发展始终贯穿于泡沫灭火技术的发展，泡沫灭火剂的沿革从一个侧面记载着泡沫灭火技术的发展轨迹，所以了解泡沫灭火剂的发展史，有益于我们了解或掌握泡沫灭火技术。 19世纪，随着石油工业的发展，石油及其产品的火灾频频发生，传统灭火剂- 水对其无能为力，所以从19世纪末人们就致力开发扑救液体燃料火灾的方法和灭火剂。1900年劳兰特发明了由硫酸铝水溶液与碳酸氢钠及皂角草素水溶液发生化学反应而产生化学泡沫的灭火方法，在此基础上，1925年厄克特研制出了干法化学泡沫，在工业上得到了应用。1937年萨莫发明了用天然蛋白质水解制取蛋白泡沫灭火剂的方法，泡沫灭火技术得到了里程碑式的发展，1939年德国的戴姆勒又研制出了金属皂型抗溶蛋白泡沫灭火剂。1954年英国的艾斯诺和史密斯发明了高倍泡沫灭火剂。为了安全，在二次世界大战期间，英国用蛋白泡沫进行油罐液下喷射 泡沫灭火试验，因蛋白泡沫疏油性差而未成功，出于技术需要开始研制新的泡沫灭火剂。美国获取英国的试验信息后也进行了该项技术的研究，1964年图夫等人率先以氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂为基料成功研制出了普通水成膜泡沫灭火剂，该泡沫灭火剂表现出了灭火快、储存时间长及对灭火设备适应性强等卓越性能，被世界各国所认可。1965年英国ICI公司采用向蛋白泡沫灭火剂中添加氟碳表面活性剂的手段开发出了氛蛋白泡沫灭火剂，克服了蛋白泡沫灭火剂的缺点并将灭火效力提高了一倍。1972年美国人奇萨在普通水成膜泡沫灭火剂的基础上，添加了一种抗醇的高分子化合物，制成了抗溶水成膜泡沫灭火剂（AFFF／AR），也称多用途水成膜泡沫灭火剂。70年代末英国Angus公司以水解蛋白为基础，通过添加适宜的氟碳表面活性剂研制出了成膜蛋白泡沫灭火剂。 我国60年代前以化学泡沫为主，60年代后才出现了蛋白泡沫，70年代研制出了氟蛋白泡沫，此后又对蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂的生产配方和工艺进行了改进，并陆续研制出了普通水成膜泡沫和抗清水成膜泡沫、合成抗溶泡沫、抗溶氟蛋白泡沫、高倍泡沫、成膜氟蛋白泡沫和抗溶成膜氟蛋白泡沫等泡沫灭火剂。 世界各国均已淘汰了化学泡沫，并且扑救石油灭灾主要使用氟蛋白泡沫灭火剂和水成膜泡沫灭火剂。由于水成膜泡沫灭火剂中氟碳表面活性剂在生产和使用环节上存在环保问，美国3M公司已于2000年5月停止生产其水成膜泡沫灭火剂，目前泡沫灭火剂的发展趋势还有待观察。 1．2泡沫灭火剂的基本组分及其作用 1．2．l发泡剂 发泡剂是泡沫灭火剂中的基本组分，多为各种类型的表面活性物质，作用是使泡沫灭火剂的水溶液易发泡。 1．2．2稳泡剂 稳泡剂多为一些持水性强的大分子或高分子物质，它能提高泡沫的持水时间，增强泡沫的稳定性。 1．2. 3耐液添加剂 耐液添加剂多为既疏水又疏油的表面活性剂和某些抗醇性高分子化合物，使泡沫有良好的耐燃料破坏性。 1．2．4助溶剂与抗冻剂 助溶剂与抗冻剂一般为一些醇类或醇醚类物质，使泡沫灭火剂体系稳定、泡沫均匀、抗冻性好。 1．2．5其它添加剂 泡沫灭火剂中还有泡沫改进剂、防腐蚀剂、防腐败剂等添加剂。所有泡沫灭火剂配成预混液后，有效期会大大缩短，尤其是蛋白类泡沫灭火剂，很快会腐败，所以通常应以原液状态储存。 1．3泡沫灭火剂分类 1．也灭火机理 低倍数泡沫的主要灭火机理是通过泡沫的遮断作用，将燃烧液体与空气隔离实现灭火。高倍数泡沫的主要灭火机理是通过密集状态的大量高倍数泡沫封闭火灾区域，以阻断新空气的流入达到窒息灭火。由于泡沫中水的成分占97％以上，所以它同时伴有冷却而降低燃烧液体蒸发的作用，以及灭火过程中产生的水蒸气的窒息作用。中倍数泡沫的灭火机理取决于其发泡倍数和使用方式，当以较低的倍数用于扑救甲、乙、丙类液体流淌火灾时，其灭火机理与低倍数泡沫相同；当以较高的倍数用于全淹没方式灭火时，其灭火机理与高倍数泡沫相同。 1．5泡沫灭火剂的特点与适用范围 1．5．1蛋白泡沫灭火剂（P） 蛋白泡沫灭火剂是由动物的蹄、角、毛、血及豆饼、草籽饼等动、植物蛋白质水解产物为基料制成的泡沫灭火剂。其优势在于原料易得、生产工艺简单、成本低，泡沫稳定性和持水性及抗烧性好，一般适于咸水、海水等。它不适用于液下喷射泡沫系统，储存期较短，质量好的蛋白泡沫灭火剂储存期在5年以上，我国目前的蛋白泡沫灭火剂一般储存2～3年。蛋白泡沫灭火剂适用于扑救诸如原油、汽油、柴油、苯、甲苯等非水溶性甲、乙、丙类液体火灾，也可扑救如纸张、木材等A类火灾。 1．5．2氟蛋白泡沫灭火剂（PP） 在蛋白泡沫灭火剂中添加氛碳表面活性剂制成了氟蛋白泡沫灭火剂，由于氟碳表面活性剂的表面张力较低，并具有较好的疏油性，所以氟蛋白泡沫灭火剂与蛋白泡沫灭火剂相比，其泡沫流动性与封闭性好，灭火效力提高了一倍，可用于液下喷射泡沫系统，并能与干粉联合使用。 1．5．3抗洛氛蛋白泡沫灭火剂（FP/AR） 抗溶氟蛋白泡沫灭火剂是在氟蛋白泡沫灭火剂的基础上添加了高分子多糖和其它添加剂等制成的，它兼有氟蛋白泡沫灭火剂和凝胶型抗洛泡沫 1． 4灭火机理 低倍数泡沫的主要灭火机理是通过泡沫的遮断作用，将燃烧液体与空气隔离实现灭火。高倍数泡沫的主要灭火机理是通过密集状态的大量高倍数泡沫封闭火灾区域，以阻断新空气的流入达到窒息灭火。由于泡沫中水的成分占97％以上，所以它同时伴有冷却而降低燃烧液体蒸发的作用，以及灭火过程中产生的水蒸气的窒息作用。中倍数泡沫的灭火机理取决于其发泡倍数和使用方式，当以较低的倍数用于扑救甲、乙、丙类液体流淌火灾时，其灭火机理与低倍数泡沫相同；当以较高的倍数用于全淹没方式灭火时，其灭火机理与高倍数泡沫相同。 1．5泡沫灭火剂的特点与适用范围 1．5．1蛋白泡沫灭火剂（P） 蛋白泡沫灭火剂是由动物的硫、角、毛、血及豆饼、草籽饼等动、植物蛋白质水解产物为基料制成的泡沫灭火剂。其优势在于原料易得、生产工艺简单、成本低，泡沫稳定性和持水性及抗烧性好，一般适于咸水、海水等。它不适用于液下喷射泡沫系统，储存期较短，质量好的蛋白泡沫灭火剂储存期在5年以上，我国目前的蛋白泡沫灭火剂一般储存2～3年。 蛋白泡沫灭火剂适用于扑救诸如原油、汽油、柴油、苯、甲苯等非水溶性甲、乙、丙类液体火灾，也可扑救如纸张、木材等A类火灾。 1．5．2氟蛋白泡沫灭火剂（FP） 在蛋白泡沫灭火剂中添加氢碳表面活性剂制成了氛蛋白泡沫灭火剂，由于氟碳表面活性剂的表面张力较低，并具有较好的疏油性，所以氟蛋白泡沫灭火剂与蛋白泡沫灭火剂相比，其泡沫流动性与封闭性好，灭火效力提高了一倍，可用于液下喷射泡沫系统，并能与干粉联合使用。 1．5．3抗治氟蛋白泡沫灭火剂（FP/AR） 抗溶氟蛋白泡沫灭火剂是在氟蛋白泡沫灭火剂的基础上添加了高分子多糖和其它添加剂等制成的，它兼有氟蛋白泡沫灭火剂和凝胶型抗港泡沫灭火剂的特点，主要用于扑救水溶性甲、乙、丙类液体火灾，也可用于扑救非水溶性甲、乙、丙类液体火灾和A类火灾。 1．5． 4成膜氟蛋白泡沫灭火剂（FFFP） 成膜蛋白泡沫灭火剂以水解蛋白为基础，添加适宜的氟碳表面活性剂制成的，它具有蛋白灭火剂抗烧性能好的优点，同时还具有成膜性，它作为高性能的氛蛋白泡沫灭火剂可配非吸气式泡沫喷射装置使用。由于它的基料为水解蛋白，储存期与蛋白泡沫灭火剂相同。 1． 5． 5抗溶成膜氟蛋白泡沫灭火剂（FFFP /AR） 抗溶成膜氟蛋白泡沫灭火剂是在成膜氟蛋白泡沫灭火剂的基础上，添加高分子抗醇化合物制成的，主要用于扑救水溶性甲、乙、丙类液体火灾，当扑救非水溶性甲、乙、丙类液体火灾时，可视为普遍成股氛蛋白泡沫灭火剂。 1．5．6水成膜泡沫灭火剂（AFFF ） 普通水成膜泡沫灭火剂是以氛碳表面活性剂和碳氢表面活性剂为基料制成的。由于所用氟碳表面活性剂的表面张力较低，泡沫析出的混合液能在所保护的非水溶性液体表面上形成一层具有隔绝空气和降温作用的防护膜，增强了泡沫的流动性和流油性，同时增强了泡沫的封闭性和抗复燃性，因此其灭火效力不仅与泡沫性能有关，还依赖于其防护膜的牢固性。水成膜泡沫灭火剂与蛋白类泡沫灭火剂相比，灭火性能较好，但抗烧性能较差；由于它是合成原料制成的，其储存期较长，通常可储存15～20年。它能与干粉灭火剂联合使用，适用于液下喷射泡沫系统，还适用于非吸气型泡沫喷射装置。 水成膜泡沫灭火剂主要适用于扑灭汽油、煤油、柴油、苯等非水溶性甲、乙、丙类液体火灾，由于其渗透性强，对于A火灾它比纯水的灭火效率高，所以也适用于扑灭木材、织物、纸张等A火灾。 1．5．7抗溶水成膜泡沫灭火剂（AFFF/AR） 抗溶水成膜泡沫灭火剂是在普通水成膜泡沫灭火剂的基础上，添加一 种抗醇的高分子化合物制成的，它在灭非水溶性液体火灾时，具有普通水成膜泡沫灭火剂的成膜特点，在灭醇、酯、醚、醛、酮等水溶性液体火时，在燃料表面上能形成一层高分子胶股，保护上面的泡沫免受极性液体脱水而导致的破坏。它主要用于扑救水溶性甲、乙、丙类液体火灾，也可用于扑救非水溶性甲、乙、丙类液体火灾和A类火灾。 1．5．8合成型抗溶泡沫灭火剂（S/AR） 1974年美国奇萨以触变形多糖作为抗醉剂，制成了凝胶型抗溶泡沫灭火剂，我国于80年代研制出多糖和凝胶型抗溶泡沫灭火剂。凝胶型抗溶泡沫与水溶性液体接触时，泡沫中的多糖凝聚并在水溶性液体燃料上形成一层波膜，保护上面的泡沫免受极性液体脱水而导致的破坏。凝胶型抗溶泡沫主要用于扑灭水溶性甲、乙、丙类液体火灾。 1．6泡沫灭火剂的主要性能 为了保证质量，多数国家制订了泡沫灭火剂技术标准，对泡沫灭火剂的性能进行了规定。我国现行标准在对泡沫液理化性能的要求上与ISO标准基本相同，但对其泡沫性能的要求及其检测试验条件有较大差异，目前我国正在着手修订有关技术标准，预计修订后会有所接近。 泡沫的主要性能为：泡沫倍数、析液时间、灭火时间、抗烧时间。低倍数泡沫与中、高倍数泡沫在检测试验方法、检测项目和指标上是有别的，详见有关标准。 第二节泡沫系统类型与选择 本节按立式储罐区低倍泡沫系统、泡沫喷淋系统与泡沫一水喷淋系统、泡沫炮系统，中倍与高倍泡沫系统的层次，对其系统类型与选择分别进行论述，力求清晰、简捷。 2．l储罐区低倍泡沫系统 低倍泡沫系统诞生以来，甲、乙、丙类液体储罐一直是其主要应用场所，本章重点内容就是储罐区低倍泡沫系统。 2．1．1储罐的基本结构 70年代以前，出于某种需要，我国建造了一批地下掩体（覆土）储罐、地下钢筋混凝土储罐及半地下储健。建造地下掩体（覆土）储罐工程量大、耗资也大，70年代中期后我国已不再新建此类储罐；钢筋混凝土储罐火灾危险性较大，我国已发生了多起该类储罐大火，其中包括颇具影响的黄岛油库火灾，而且建造该类储罐施工期长，投资一般比金属储罐还大，所以70年代后我国逐步淘汰了该类储罐。目前，我国主要使用地上立式金属储罐，其有固定顶、外浮顶、内浮顶储罐三种类型。为使读者更好地了解储罐区泡沫系统，本节对三种立式金属储罐的基本结构和保护面积加以介绍。 2·1·1·l固定顶储罐 固定顶储罐是指在金属圆柱型储罐上安装了一个固定的拱形（或锥形）金属顶的储罐（见图2．1．1．1）。固定顶储罐的罐顶中央通常设置呼吸阀，以保持罐内为常压。为控制固定顶储罐爆炸着火时在罐顶与罐壁处爆裂泄压，使可燃液体仍能保存在储罐内，避免火灾范围进一步扩大，其罐顶与罐壁间采用弱焊接。 固定顶储罐相对较危险，火灾案例最多，所以目前除储存原油外，多用来储存乙类和丙类液体。目前使用的固定顶储罐，其直径一般在 35MM以内，直径更大的很少。固定顶储罐的蒸发面积为其横截面积，其发生火灾时是在整个液面上燃烧的，所以保护面积应按其储罐的横截面积计算。 2·l·l·2外浮顶储罐 外浮顶储罐（以区别内浮顶储罐，有些英语译文译为敞口浮顶储罐）是指在圆柱形金属储罐内安装了一个随液面上下浮动之罐顶的储罐。为使浮顶浮动自如、避免卡住，浮顶与储罐内壁间的密封不可能十分严密，所以一般不用它储存轻质易燃液体，多用来储存原油。正常条件下浮顶与所储存的液体直接接触，没有气相空间，其安全性较好；与其他类型储罐相比，它的容积易于做大。正是由于外浮顶储罐在上述方面的优势，它被广泛使用，且容积大型化，建造容量100000M3 （直径约80m）及其以上的外浮顶储罐已较为普遍。 目前外浮顶储罐普遍采用钢制浮船式和双盘式结构的浮顶（见图2．1．1．2A、图2．1．1．2B），这些储罐一般只在环形密封处着火，发生全液面火灾的几率极小，其低倍泡沫系统主要针对扑灭环形密封区域的火灾而进行设计安装。本章所述外的浮顶储罐泡沫系统设计就是建立在保护其环形密封区基础上的。 2· 1·l·3内浮顶储罐 通俗地讲，在固定项储罐内又设置了一个随液面上下漂浮之浮顶的储罐称为内浮顶储罐（见图2．1．1．3）。由于内浮顶储罐为双重罐顶结构，其屏蔽性较好，比前两种储罐的火灾危险性小，尤其比固定顶储罐小，一般用它储存网点和沸点较低的甲类液体。尽管它比固定顶储能安全，但仍然会发生火灾，有火灾案例可查，所以世界各国对这类储罐一般均设防。 内浮顶储罐的浮顶又称浮盘，其结构形式较多，主要有钢制单、双盘、浅盘、铝或其它易熔材料制成的浮盘（以下简称易馆浮盘）。目前工程中内浮顶储座采用钢制浅盘和易熔浮盘的较多。 单、双盘式内浮顶储罐发生沉盘事故的可能性较小，它一般按上述外浮顶储罐的思路设防，保护面积为罐壁与泡沫堰板间的环形面积。浅盘式和易熔浮盘式内浮顶储罐发生火灾时，沉盘、熔盘的可能性大，保护面积应为其储罐的横截面积。 注：关于内浮顶储罐浮盘分类名称引自国家标准GBJ74－84《石油库设计规范》，它与现行行业标准SH3046－92《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》的分类名称不一致。后者将内浮顶储罐的浮盘分为单盘、隔舱式单盘、双盘、在浮筒上的金属顶等四种，本文所称的浅盘即后者所称的单盘，本文所称的单、双盘对应后者的隔舱式单盘、双盘。 2．1．2储罐区低倍泡沫系统类型选择 储罐区低倍泡沫系统有固定式、半固定式和移动式三种类型。 2·1·2·1固定式泡沫系统 消防水源、消防水泵（如果安装的话）、泡沫比例混合装置、泡沫产生器等设备或组件通过固定钢制（或合金）管道连接起来，永久安装在使用场所，当被保护的储罐发生火灾需要使用时，不需其它临时设备配合的泡沫系统称为固定式泡沫系统。这类系统所有设备或组件均为永久性安装。 目前，固定式泡沫系统多设计为手动控制系统，即手动启动泡沫消防泵和有关阀门，向储罐内排放泡沫实施灭火；也有少数自动控制系统，即首先靠火灾自动报警及联动控制系统自动启动泡沫消防系及有关阀门向储罐内排放泡沫实施灭火，自动操纵出现故障时，由手动启动系统。 固定式泡沫系统适用于独立申、乙、丙类液体储罐区和机动消防设施不足的企业附属甲、乙、丙类液体储罐区。 2·1·2·2半固定式泡沫系统 将泡沫产生器（液上喷射）或将带控制阀的泡沫管道（液下喷射，有些系统还安装了高背历泡沫产生器）永久性安装在储罐上，通过固定管道连接并引到防火堤外的安全处，且安装上固定接口，当被保护储感发生火灾时，用消防水带将泡沫消防车或其它泡沫供给设备与固定接口连接起来，通过泡沫消防车或其它泡沫供给设备向储罐内供给泡沫实施灭火的泡沫系统称为半固定式泡沫系统。 半固定式泡沫系统适用于机动消防设施较强的企业附属甲、乙、丙类液体储罐区。在我国各大石油化工企业的储罐区基本均能见到该类系统，但一些单位未正确安装它，主要表现为连接泡沫产生器的管道只引到了储罐壁的根部而没有引至防火堤外，当储罐发生火灾时，因其接。距储健大近而使半固定式泡沫系统无法连接使用，已有教训。 2．1·2·3移动式泡沫系统 用水带将消防车或机动消防泵、泡沫比例混合装置、移动式泡沫产生装置等连接组成的灭火系统即为移动式泡沫系统。设置移动式泡沫系统的甲、乙、丙类流体储罐区，其储罐上未安装固定泡沫产生器或泡沫管道，当被保护储罐发生火灾时，靠移动式泡沫产生装置向着火储罐内供给泡沫灭火。需要指出，移动式泡沫系统的各组成部分都是针对所保护的储罐区设计的，其泡沫混合液供给量、机动设施到场时间等方面都有要求，而不是随意组合的。 有些单位设置了泡沫泵站并在储罐区安装了环形泡沫混合液管道，着火时连接泡沫枪喷射泡沫灭火。因为其泡沫产生装置为移动式，应视为移动式泡沫系统。 移动式泡沫系统适用于总储量不大于500M3 、单罐储量不大于200M3。且罐高不大于7m的地上非水溶性甲、乙、丙类液体立式储罐；总储量小于200m3 、单罐储量不大于100M3 、且罐高不大于5M 的地上水溶性甲、乙、丙类液体立式储罐；卧式储罐区；甲、乙、丙类液体装卸区易于泄漏的场所。 2．1．3储罐区泡沫系统泡沫喷射形式选择 储罐区泡沫系统有液上、液下、半液下三种泡沫喷射形式。 2．1．3．1液上喷射泡沫系统 液上喷射泡沫系统是指将泡沫从燃烧液体上方施加到燃烧液体表面上实现灭火的泡沫系统。它有固定式（见图2．1．3．1A）、半固定式（见图2．1．3．1B）、移动式三种，它适用于固定顶储罐、外浮项储罐、内浮项储罐。 1．油罐2．泡沫产生器3．混合液管4．闸 阀5．水泵 6.比例混合器 7.泡沫液罐 图2．1．3．IA固定式液上喷射泡沫系统 1．泡沫消防车及油罐3．空气泡沫产生 器 4.空气吸入口 5.混合液管 图2．1．3．1B半固定式液上喷射泡沫系统 2· 1·3·2液下喷射泡沫系统 液下喷射泡沫系统源于二次世界大战，成功于60年代，它是将高背压泡沫产生器产生的2－4倍泡沫通过泡沫喷射口从液面下喷射到储罐内，泡沫在初始动能和浮力的推动下到达燃烧液面实施灭火的泡沫系统。它通常设计为固定式（如图 2．1．3．2A）、半固定式（如图 2．1．3．2B）两种。 液下喷射泡沫系统适用于部分非水溶性甲、乙、丙类液体常压固定顶储罐。闪点低于23℃ 、沸点低于38℃的非水溶性甲类液体储能若采用液下喷射泡沫系统,由于泡沫会加剧液体的翻腾挥发,可能灭不了火.黏度大于440厘沱(2000SSU)的丙类液体诸罐若采液下喷射泡沫系统,泡沫可能难于从液下到达液面。 化学成分中含有氧元素的有机液体呈现一定的极性，各种泡沫喷射到其液体中会因脱水而湮灭，致使无法灭火，所以水溶性及含氧添加刻体积比大于10％的甲、乙、丙类液体储罐，不能采用液下喷射泡沫系统。 2．1．3．3半液下喷射泡沫系统 液下喷射泡沫系统不适用于内、外浮顶储罐，因为浮顶阻碍了泡沫的流动，使之难以到达预定的着火处。 半液下喷射泡沫系统主要为水溶性甲、乙、丙类液体固定顶储罐而设计的，它同样适用于非水溶性甲、乙、丙类液体固定顶储罐，但由于其结构比液下喷射泡沫乡统复杂，一般非水溶性甲、乙、丙类液体固定顶储罐不采用。 半液下喷射泡沫系统不适用于内、外浮顶储罐。 图2．1．3．3半液下喷射泡沫系统 2．2泡沫喷淋系统与泡沫-水喷淋系统 2．2．1系统组成与类型 泡沫喷淋系统是一种以泡沫喷头为喷洒装置的自动低倍泡沫系统，如图2．2．1和图2．2．2所示，它主要由火灾自动报警及联动控制系统、消防供水系统、泡沫比例混合装置、雨淋阀组、泡沫喷头等组成，多为顶喷式，与自动喷水系统中的雨淋系统类似。它诞生于20世纪50年代，主要用来扑救室内、外甲、乙、丙类液体初期溢流火灾。 传统的泡沫喷淋系统是采用吸气型喷头，主要以泡沫来灭火。成膜类泡沫液研制成功后，相继出现了采用泡沫-水两用喷头、乃至水喷头的泡沫-水喷淋系统。泡沫-水喷淋系统是将传统泡沫喷淋系统与自动喷水系统相结合的灭火系统，它喷洒一定时间的泡沫灭火再喷洒水冷却以防复燃。按所用喷头的不同，泡沫-水喷淋系统又分为泡沫- 水雨淋系统和闭式泡沫-水喷淋系统。 泡沫-水喷淋系统具备灭火、冷却双功效，并且可采用标准水喷头，使系统安装方便、造价低，正在取代传统的泡沫喷淋系统。这可从美国消防协会（NFPA）标准的变化窥见一斑。NFPA 11《低倍数泡沫系统标准》，自1994年版开始删除了对泡沫喷淋系统的具体规定，并指出有关设计参见 NFPA 16，1999年又将NFPA 16《雨淋式泡沫- 水喷淋系统与泡沫-水喷雾系统标准》与NFPA 16A《闭式泡沫-水喷淋系统标准》合并为 NFPA16《泡沫-水喷淋系统标准》 2·2·2系统选择 按场所的不同，综合相关标准的规定，对泡沫喷淋系统和泡沫- 水喷淋系统选择如下： 2．2．2．l非水溶性甲、乙、丙类液体可能泄漏的室内场所；泄漏厚度不超过25MM 或泄漏厚度超过25MM 但有缓冲物的水溶性甲、乙、丙类液体可能泄漏的室内场所宜选用泡沫喷淋系统。 所谓缓冲物可以是专门设置的缓冲装置，也可以是非专门设置的固定设备、金属物品或其他固体不燃物。通过公安部天津消防科学研究所的试验，对于厚度超过25mm但有金属板或金属桶之类的缓冲物时，灭火切实可行，否则难以灭火。 2．2．2．2汽车槽车或火车槽车的甲、乙、丙类液体装卸栈台；卧式储罐、某些石化工艺装置等设有围堰的甲、乙、丙类液体室外场所可选用泡沫喷淋系统。 2．2．2．3I类飞机库飞机停放和维修区内应设置泡沫-水雨淋系统。 I类飞机库飞机停放和维修区设置泡沫-水雨淋系统，其开式喷头安装在屋面板下，既可灭飞机库地面油火，又可冷却屋顶承重钢结构，还可保护工作人员疏散和消防救援人员的安全，是其它系统难以比拟的。 2．2．2．4汽车库等甲、乙、丙类液体潜在泄漏量较小，并伴有橡胶轮胎等物质火灾的场所宜设置闭式泡沫- 水喷淋系统。 2．3泡沫炮系统 2．3．1泡沫炮系统类型及组成 泡沫炮系统是一种以泡沫炮为泡沫产生与喷射装置的低倍泡沫系统，有固定式与移动式之分。固定泡沫炮系统一般可分为手动泡沫炮系统与远控泡沫炮系统。手动泡沫炮系统一般由泡沫炮、炮架、泡沫液贮罐、比例混合装置、消防泵组等组成；远控泡沫炮系统一般由电控（或液控、气控）泡沫炮、消防炮塔、动力源、控制装置、泡沫液贮罐、比例混合装置、消防泵组等组成。 2．3．2泡沫炮系统的适用场所 泡沫炮系统作为主要灭火设施或辅助灭火设施适用于下列场所 2．3．2．l直径小于18M 的非水溶性液体固定顶储罐 储存汽油、轻质原油等低闪点可燃液体的小容积固定项储罐发生火灾时，罐顶被全部爆撤的可能性较大，尤其是处于中低液面的小容积固定顶储罐，罐顶被全部爆掀的可能性更大。据有关组织对我国已发生的储罐火灾统计表明，直径16m（容积2000m 3以下的固定顶储罐发生火灾时，罐顶被全部爆掀的几率约为70％。所以对于小容积非水溶性甲、乙、丙类液体储罐尽管泡沫炮系统不是最佳但也可选作主要灭火设施。 大直径（容积大于3000m3）的固定顶储罐发生火灾时多在罐顶与罐壁的弱焊接处局部掀开一条口子，全掀的几率较小，且直径越大全掀的几率越小。对于只是局都掀开一条口子的大直径储能，不管采用哪种泡沫炮和如何定位，显然都不能有效地将灭火泡沫施加到着火的储罐内，所以它也就不能作为大直径固定顶（合内浮顶）储罐的主要灭火设施。泡沫炮不能将泡沫有效地喷射到外浮顶储罐的密封区域 ，且外浮顶储罐的浮顶也没有考虑其冲击载荷，所以泡沫炮系统不能有效扑救外浮顶储罐的火灾，一旦使用，有击沉浮顶之危险。1983年，英国Amoco石油公司一个直径255英尺的原油外浮顶储罐就发生了消防炮击沉浮顶，使火灾过一步失控的案例。 泡沫炮作为强施放装置，即使能将泡沫供给到水溶性甲、乙、丙类液体储能内，也会因大部分泡沫潜入液体中湮灭而不能灭火。所以泡沫炮系统不能作为水溶性甲、乙、丙类液体储罐的主要灭火设施。 2．3．2．2围堤内的甲、乙、丙类液体流淌火灾 石油化工装置区、卧式储罐区等场所为防止液体泄漏后随处没流，在其周围筑有围堰，液体泄漏导致流淌火灾时仅在围堰限定的区域内，由于泡沫炮的机动性强，对这类场所有较强的实用性，所以泡沫炮系统可作为这类场所的主要灭火设施。 2．3．2．3甲、乙、丙类液体汽车槽车钱台或火车槽车栈合； 汽车槽车栈台，方案之一是选泡沫炮系统作为主灭火设施。 火车槽车栈台比较长，多数没有顶盖，最明显的是成排的鹤管。其火灾多发生在装卸产品时，且初始多为一节槽车，所以设计上可按一个着火点考虑，对此泡沫炮系统作主消防设施便是理想的选择。 2·3．2．4室外甲、乙、丙类液体流淌火灾 室外申、乙、丙类液体流淌火灾是指液体室外发生泄漏火灾时无道牙、堤、墙等结构物阻挡的场所。这类场所发生流淌火灾的具体位置通常不确定，宜选泡沫炮系统作为主灭火设施，通常可选移动式泡沫炮。 2·3·2．5飞机库 Ⅰ类飞机库的翼下泡沫系统可选用远控泡沫炮系统。Ⅰ类飞机库通常除设置泡沫- 水雨淋系统外，还设置作为辅助灭火系统的翼下泡沫系统，其作用是：对飞机机翼和机身下部喷洒泡沫，弥补泡沫- 水雨淋系统被大面积机翼遮挡之不足；控制和扑灭飞机初期火灾和地面燃油流散火；飞机停放和维修时发生燃油泄漏，可及时用泡沫覆盖，防止着火。 Ⅱ类飞机库可选用远控泡沫炮系统作主要灭火系统。2．3．2．6装卸油品码头油驳停泊进行油品装卸作业时，，是装卸油品码头最可能发生火灾的时刻，其消防系统除保护码头外还应保护船舶，冷却系统通常采用水幕系统和消防水炮，灭火设施当首选泡沫炮．泡沫炮通常所需流量较大，距着火部位较近，并需建造泡沫塔，所以其一般设远控泡沫炮。 2．4高倍泡沫系统 2．4．1系统组成与类型 高倍泡沫系统一般由消防水源、消防水泵（如果安装的话）、泡沫比例混合装置、泡沫发生器以及连接管道等组成。它分为全淹没式、局部应用式、移动式三种类型。 2．4．1．l全淹没式高倍泡沫系统 全淹没系统是指用管道输送高倍泡沫灭火剂和水，连续地将高倍泡沫按规定的高度充满被保护区域，并将泡沫保持到所需的时间，进行控火或灭火的固定系统。全淹没系统的控制方式通常以自动为主，辅以手动。 2．4．1．2局部应用式高倍泡沫系统 局部应用系统是指向局部空间喷放高倍泡沫，进行控火或灭火的固定、半固定系统。 2．4．1．3移动式高倍泡沫系统 是指车载式或便携式系统，它可作为固定系统的辅助设施，也可作为独立系统用于某些场所。 2．4．2系统选择 高倍泡沫系统能迅速充满大空间，以淹没或覆盖的方式扑灭A类和B类火灾，也可用于控制液化烃储罐因泄漏导致的大面积流淌。高倍泡沫用水量少，灭火区域不存在排水问题，且保护区荷载增加少，用于地下工程上有一定的优势。高倍泡沫系统与自动喷水系统联合使用，集高倍泡沫系统灭火和自动喷水系统冷却之长，在灭火的同时保护建筑物，可用于大纸卷仓库、大型橡胶轮胎仓库等危险性极大，一旦发生火灾会产生极高热量的场所。 应当指出，人淹没于含有大量烟气的高倍泡沫中，因迷失方向而无法逃生的可能性很大，所以有人进人的场所要慎用高倍泡沫系统。 2．4．2．1在不同高度上都存在火灾危险的大范围封闭空间和有固定围墙或其它因档设施的场所宜选择全淹没式高倍泡沫系统。 Ⅱ类飞机库飞机停放和维修区可选择全淹没式高倍泡沫系统。 2．4．2．2大范围内的局部封闭空间或局部设有阻止泡沫流失围档设施的场所可选择局部应用式高倍泡沫系统。 2．4．2．3地下工程、矿井巷道等发生火灾的部位难以确定或人员难以接近的场所；需要排烟、降温或排除有害气体的封闭空间等宜选择移动式高倍泡沫系统。 2．5中倍泡沫系统 中倍泡沫系统应用较少，且多用作辅助灭火设施。它分为局部应用式、移动式两种类型。 2．5．l局部应用式中倍泡沫系统 向局部空间喷放中倍泡沫的固定式、半固定式系统。它适用于大范围内的局部封闭空间或局部设有阻止泡沫流失围档设施的场所，以及100m2 以内的液体流淌火灾。前苏联与前西德在二十世纪七十年代限于当时的条件，曾将中倍泡沫系统用于石油储罐。我国某些部门或企业在效仿时，根据一些不能反映客观火灾情况的所谓试验，夸大了中倍泡沫系统的灭火效率，在业内引起较大争议。 2．5．2移动式中倍泡沫系统 全部组件可以手提的一套机动灭火装置。该系统的泡沫发生装置的射程一般在10m－20m，适用于流淌面积不超过100m2 的液体流淌火灾场所。 第三节泡沫系统设备 泡沫系统设备分运用设备和专用设备。通用设备主要是消防水泵等除泡沫系统外其它消防系统也使用的设备；专用设备一般指泡沫比例混合器和泡沫产生装置等只在泡沫系统使用的设备。介绍通用设备的文献较多，所以本节只对泡沫专用设备进行介绍和论述。 3．1泡沫系统设备型号的编制 泡沫系统设备型号一般是根据公安部以前颁布的标准GNll－82《消防产品型号编制方法》编制的。其型号由类、组、特征代号与主参数等部分组成，类、组、特征代号用其有代表性汉字的大写汉语拼音字头表示，为了简化型号，每组内仅有一个品种不加特征代号，主参数是反映该设备的主要技术性能或主要结构参数，用阿拉伯数字表示，泡沫系统设备型号编制如表3．1。 P H P 48 类、组、特征代号 表3．l 泡沫系统设备型号编制 类 组 特征 代号 代号含义 主参数 名称 单位 泡沫设备P（泡） 产生器C （产） 高背压Y（压） 油槽式C（槽） PC PCY PCC 泡沫产生器 高背压泡沫产生器 油槽式泡沫产生器 泡沫混合液流量 L/S 比例混合器H （混） 环泵式 压力式Y（压） 平衡式P（平） PH PHY PHP 环系式泡沫比例混合器 压力式泡沫比例混合器 平衡压力式泡沫比例混合 枪Q （ 枪 ） PQ 泡沫枪 炮P（炮） 固定式 移动式Y（移） PP 固定式泡沫炮 移动式泡沫抱 钩管 G 钩 ） PG 泡沫钩管 例如P H－48表示环泵式泡沫比例混合器，最大泡沫混合液流量为48L／S 3．2泡沫比例混合装置 泡沫比例混合装置的功用是将泡沫液与水按比例混合成泡沫混合液。本节将对泡沫系统常用的几种泡沫比例混合装置进行论述。 3．2．1环泵式泡沫比例混合器 3·2·1．工作原理 环泵式泡沫比例混合器是利用文丘里管原理的第一代产品，它安装在泵的旁路上，进口接泵的出口、出口接泵的进口，泵工作时大股液流流向系统终端，小股液流回流到泵的进口。当回流的小股液流经过其比例混合器时，在其腔内形成一定的负压，泡沫液储罐内的泡沫液在大气压力作用下被吸到腔内与水混合，再流到泵进口与水进一步混合后抽到泵的出口，如此循环往复一定时间后其泡沫混合液的混合比达到产生灭火泡沫要求的正常值（如图3．2．1）。根据其工作原理，消防泵进出口压力、泡沫液储罐液面与比例混合器的高差是影响其泡沫混合液混合比的两方面因素。消防、进口压力由泵轴心与水池、水罐等储水设施液面的高差决定，进口压力愈小，在一定范围内混合比愈大，反之混合比愈小，零或负压较理想；进口压力一定时出口压力愈高，在一定范围内混合比愈高，反之愈小；在重力的作用下，泡沫液储罐液面愈高混合比愈高，反之愈小。 3·2．1．2适用场所 环泵式泡沫比例混合器的限制条件较多，如不熟悉它难以设计出满足使用要求的系统，因此设计难度较大。但环泵式泡沫比例混合器结构简单、且配套的泡沫液储罐为常压储罐，易于操作、维护、检修、试验等，其工程造价与日常维护费用低，适用于建有独立泡沫消防泵站的单位，尤其适用于储罐规格较单一的甲、乙、丙类液体储罐区。只要系统设计时满足了其技术要求，安装时泡沫液储罐的标高可调节，待泡沫混合液混合比调试合格后再确定泡沫液储罐的标高，就能设计和安装出合格的系统。安装时的复杂换来各项费用的低廉和日后的各种方便是值得的。 图3．2．1环泵式泡沫比例混合器 3。2．1．3注意事项与设计要求 采用环泵泡沫比例混合器的系统，其消防泵的工作介质是泡沫混合液；必须单独配置泡沫消防泵，且泡沫消防泵送水管必须与其它水泵的进水管用开，否则当泡沫消防泵与其它泵同时工作时，部分泡沫液可能会被其它水泵吸取而影响泡沫混合液的混合比。确定泡沫消防泵的额定流量时，应将回流部分的流量计算在内，通常取系统设计流量的1．1倍。 有的工程用立式金属水罐作泡沫系统的储水设施，并将水罐的静水压计入了泡沫消防泵的扬程，致使其比例混合器无法正常工作，不得不进行改造，造成了不必要的浪费。我们说，尽管现行《低倍数泡沫灭火系统设计规范》（GB50151－92）规定，当环泵式泡沫比例混合器进口（即泡沫消防泵出口）压力为 0．7MPa～0．9MPa时，比例混合器出口（泡沫消防系进口）压力可为0·02MPa～0·03MPa，但应尽可能使比例混合器出口压力为零或负压，这样有利于保持泡沫混合液的混合比相对稳定，减小泡沫系统工作过程中因消防水 位变化而导致的变化。 比例混合器吸液口不应高出泡沫液储罐最低液面1M ，否则泡沫混合液的混合比就难以保证了。同样泡沫液储罐液面不应高出比例混合器吸液口太多，否则混合比将难以控制。 图3．2．1环泵式泡沫比例混合器 3。2．1．3注意事项与设计要求 采用环泵泡沫比例混合器的系统，其消防泵的工作介质是泡沫混合液；必须单独配置泡沫消防泵，且泡沫消防泵送水管必须与其它水泵的进水管用开，否则当泡沫消防泵与其它泵同时工作时，部分泡沫液可能会被其它水泵吸取而影响泡沫混合液的混合比。确定泡沫消防泵的额定流量时，应将回流部分的流量计算在内，通常取系统设计流量的1．1倍。 有的工程用立式金属水罐作泡沫系统的储水设施，并将水罐的静水压计入了泡沫消防泵的扬程，致使其比例混合器无法正常工作，不得不进行改造，造成了不必要的浪费。我们说，尽管现行《低倍数泡沫灭火系统设计规范》（GB50151－92）规定，当环泵式泡沫比例混合器进口（即泡沫消防泵出口）压力为 0．7MPa～0．9MPa时，比例混合器出口（泡沫消防系进口）压力可为0·02MPa～0·03MPa，但应尽可能使比例混合器出口压力为零或负压，这样有利于保持泡沫混合液的混合比相对稳定，减小泡沫系统工作过程中因消防水位变化而导致的变化。 比例混合器吸液口不应高出泡沫液储罐最低液面1M ，否则泡沫混合液的混合比就难以保证了。同样泡沫液储罐液面不应高出比例混合器吸液口太多，否则混合比将难以控制。 采用该泡沫比例混合器的系统，如果该开泡沫液储罐与水池相通的阀门，当泡沫液液面高于水液面时，泡沫液会流到水池中；当水液面高于泡沫液液面时，水会流到泡沫液储罐中。上述两种现象实际中均发生过，为此应采取必要的措施加以预防。 比例混合器有可能被异物堵塞，宜设置备用比例混合器。 3．2．2压力式泡沫比例混合装置 3·2·2．工作原理 压力式泡沫比例混装置分为标准压力比例混合装置（图3．2．2A）和囊式压力比例混合装置（图3．2．2B）两种。它们主要由比例混合器与泡沫液压力储罐及管路构成，从比例混合器向泡沫液储罐内分别引入两根管路，用文丘里管、孔板或文丘里管与孔板组合，在其比例混合器内的两极管路之间制造流体动压差，系统工作时压力高的管路向泡沫液储罐内充水，压力低的管路将泡沫液引进比例混合器，即用水置换泡沫液的方式实现泡沫液与水混合，其泡沫混合液的混合比靠更换孔板来调整。 标准压力比例混合装置是利用泡沫液与水短时间内不混合，能在两者之间形成分界面的现象，工作时将压力水直接充人储罐内泡沫液液面上。它适用于蛋白类泡沫液，不适用于与水之间不能形成稳定界面，水充入储罐后很快与泡沫液混合的某些合成类泡沫液，如高倍数泡沫液、水成膜泡沫液等。由于该比例混合装置工作时泡沫液与水直接接触，泡沫系统一经使用储罐内泡沫液即使剩余也不能再用，所以不便于系统调试及日常试验等。 囊式压力比例混合装置克服了标准压力比例混合装置的缺点，它用胶囊将泡沫液与水隔开，系统工作时泡沫波与水不直接接触，泡沫液一次未使用完可再次使用，便于调试、日常试验等。 3·2．2．2适用场所 压力式泡沫比例混装置是工厂生产的由比例混合器与泡沫液储罐组成一体的独立装置，安装时不需要再调整其混合比等，其产品样本中并画出了 采用该泡沫比例混合器的系统，如果该开泡沫液储罐与水池相通的阀门，当泡沫液液面高于水液面时，泡沫液会流到水池中；当水液面高于泡沫液液面时，水会流到泡沫液储罐中。上述两种现象实际中均发生过，为此应采取必要的措施加以预防。 比例混合器有可能被异物堵塞，宜设置备用比例混合器。 3．2．2压力式泡沫比例混合装置 3·2·2．工作原理 压力式泡沫比例混装置分为标准压力比例混合装置（图3．2．2A）和囊式压力比例混合装置（图3．2．2B）两种。它们主要由比例混 合器与泡沫液压力储罐及管路构成，从比例混合器向泡沫液储罐内分别引入两根管路，用文丘里管、孔板或文丘里管与孔板组合，在其比例混合器内的两极管路之间制造流体动压差，系统工作时压力高的管路向泡沫液储罐内充水，压力低的管路将泡沫液引进比例混合器，即用水置换泡沫液的方式实现泡沫液与水混合，其泡沫混合液的混合比靠更换孔板来调整。 标准压力比例混合装置是利用泡沫液与水短时间内不混合，能在两者之间形成分界面的现象，工作时将压力水直接充人储罐内泡沫液液面上。它适用于蛋白类泡沫液，不适用于与水之间不能形成稳定界面，水充入储罐后很快与泡沫液混合的某些合成类泡沫液，如高倍数泡沫液、水成膜泡沫液等。 由于该比例混合装置工作时泡沫液与水直接接触，泡沫系统一经使用储罐内泡沫液即使剩余也不能再用，所以不便于系统调试及日常试验等。 囊式压力比例混合装置克服了标准压力比例混合装置的缺点，它用胶囊将泡沫液与水隔开，系统工作时泡沫波与水不直接接触，泡沫液一次未使用完可再次使用，便于调试、日常试验等。 3·2．2．2适用场所 压力式泡沫比例混装置是工厂生产的由比例混合器与泡沫液储罐组成一体的独立装置，安装时不需要再调整其混合比等，其产品样本中并画出了安装图，所以设计与安装方便、配置简单、利于自动控制。它适用于全厂统一供高压或稳高压消防水的石油化工企业，尤其适用于分散设置独立泡沫站的石油化工生产装置区。 3·2·2·3注意事项与设计要求 由于各种控制阀门存在制造误差，即使合格产品也往往因一侧长期充高压水而向另一侧渗漏；控制阀门经一定次数开、关后，密封部件磨损不严；操作不当使控制阀门未关严；控制阀门选型不当或不合格等原因造成标准压力比例混合装置的泡沫液储罐进水，使泡沫液失效。 囊式压力比例混合装置的囊是用橡胶制成的，因老化使之使用寿命有限，实践中因囊老化破裂而使系统瘫痪的事例多有发生。有的装置将囊的接口放在了储罐底部，这对减小囊所受的拉力是有益的，但因接口处长期受压有的发生了泡沫液渗漏。有的装置为使囊平时不受力，将泡沫液储存在囊外，囊内用于充水，这种装置对延长囊的使用寿命可能会有一定作用，但由于泡沫液与罐壁直接接触，所以除了囊外，更重要的是考虑储罐内部材料或防腐材料是否相适宜储存泡沫液。 泡沫液储罐的内部材料或防腐与所储存的泡沫液不适宜，导致储罐损坏和（或）泡沫液的变质。强调指出，水成膜泡沫液含有较大比例的碳氢表面活性剂与氟碳表面活性剂以及有机溶剂，长期储存，碳氢表面活性剂和有机溶剂不但对金属有腐蚀作用，而且对许多非金属材料也有很强的溶解、溶胀和渗透作用，若内壁材料不相宜，其泡沫液储罐使用寿命会缩短；碳钢长期与水成膜泡沫液直接接触，铁离子会使氟碳表面活性剂变质，碳氢表面活性剂和有机溶剂溶解的非金属材料分子或离子进入泡沫液中也会影响其性能。所以采用压力比例混合装置时，应考虑囊或储罐内壁材料是否与水成膜泡沫液相适宜。 某些工程为降低费用，选用一台储罐容积很大的压力比例混合器，有的竟达 25m3 以 上，一旦其发生故障，整套泡沫系统将瘫痪。为了安全可靠安装图，所以设计与安装方便、配置简单、利于自动控制。它适用于全厂统一供高压或稳高压消防水的石油化工企业，尤其适用于分散设置独立泡沫站的石油化工生产装置区。 3·2·2·3注意事项与设计要求 由于各种控制阀门存在制造误差，即使合格产品也往往因一侧长期充高压水而向另一侧渗漏；控制阀门经一定次数开、关后，密封部件磨损不严；操作不当使控制阀门未关严；控制阀门选型不当或不合格等原因造成标准压力比例混合装置的泡沫液储罐进水，使泡沫液失效。 囊式压力比例混合装置的囊是用橡胶制成的，因老化使之使用寿命有限，实践中因囊老化破裂而使系统瘫痪的事例多有发生。有的装置将囊的接口放在了储罐底部，这对减小囊所受的拉力是有益的，但因接口处长期受压有的发生了泡沫液渗漏。有的装置为使囊平时不受力，将泡沫液储存在囊外，囊内用于充水，这种装置对延长囊的使用寿命可能会有一定作用，但由于泡沫液与罐壁直接接触，所以除了囊外，更重要的是考虑储罐内部材料或防腐材料是否相适宜储存泡沫液。 泡沫液储罐的内部材料或防腐与所储存的泡沫液不适宜，导致储罐损坏和（或）泡沫液的变质。强调指出，水成膜泡沫液含有较大比例的碳氢表面活性剂与氟碳表面活性剂以及有机溶剂，长期储存，碳氢表面活性剂和有机溶剂不但对金属有腐蚀作用，而且对许多非金属材料也有很强的溶解、溶胀和渗透作用，若内壁材料不相宜，其泡沫液储罐使用寿命会缩短；碳钢长期与水成膜泡沫液直接接触，铁离子会使氟碳表面活性剂变质，碳氢表面活性剂和有机溶剂溶解的非金属材料分子或离子进入泡沫液中也会影响其性能。所以采用压力比例混合装置时，应考虑囊或储罐内壁材料是否与水成膜泡沫液相适宜。 某些工程为降低费用，选用一台储罐容积很大的压力比例混合器，有的竟达 25m3 以 上，一旦其发生故障，整套泡沫系统将瘫痪。为了安全可靠和工程检测及平时试验方便，《低倍数泡沫灭火系统设计规范》（ 2000版）对压力比例混合装置的选用规定了一些限制性条款。 图3．2．2A标准压力比例混合装置 水 图3．2．2B囊式压力比例混合装置 3．2．3平衡压力式比例混合装置 3．2．3．1工作原理 平衡压力式比例混合装置通常由泡沫液泵、混合器、平衡压力流量控制阀阀及管道等组成（如图3．2．3）。平衡压力流量控制阀由隔膜腔、阀杆和节流阀组成，隔膜腔下部通过导管与泡沫液泵出口管道相连，上部通过导管与水管道相通，其作用是通过控制泡沫液的回流量达到控制泡沫混合液混合比。平衡压力式比例混合装置的工作原理是，泡沫液泵供给的泡沫液一段进入混合器，另一股经平衡压力流量控制阀回流到泡沫液储罐，当水压升高时，说明系统供水量增大，泡沫液供给量也应增大，平衡压力流量控制阀的隔膜带动阀杆向下，节流阀的节流口减小，泡沫液回流量减小，而供系统的量增大，同理水压降低时供系统的泡沫液量减小。平衡压力式比例混合装置的比 例混合精度较高，适用的泡沫混合液流量范围较大，泡沫液储罐为常压储罐。 平衡压力流量控制阀与混合器有分体式和一体式两种，工程中采用分体式的较多，并且某些发达国家早在二十世纪七十年代就用其开发的水力驱动泵并取代了电动泵，使平衡式压力比例混合装置简捷可靠。 我国二十世纪八十年代末开发的一体式平衡压力式比例混合装置，它不设泡沫液回流管，而是利用消防泵压力升高流量降低的机制，用其平衡阀直接控制进入混合器的泡沫液流量方式来控制泡沫混合液的混合比。它的流量调节范围相对要小些。目前我国还未开发水力驱动泵。 3．2．3．2适用场所 平衡压力式比例混合装置的适用范围较广，目前工程中采用的较多，尤其设置若干个独立泡沫站的大型甲、乙、丙类液体储罐区，多采用水力驱动式平衡压力比例混合装置。由于我国还未开发水力驱动泵，水力驱动式平衡压力比例混合装置靠进口来满足，造价较高。平衡压力式比例混合装置的调试工作须由专业人员在安装现场进行。 图3．2．3平行压力式比例混合器 3．2． 4管线式泡沫比例混合器 管线式比例混合器与环泵比例混合器的工作原理相同，它们都是利用文丘里管的原理在混合腔内形成负压，在大气压力作用下将容器内的泡沫液吸到腔内与水混合，所以它们又称负压比例混合器。不同的是，环泵比例混合器是装在泡沫消防泵的回流管上，而管线式比例混合器直接装在主管线上，所以它们的结构尺寸有所区别。 管线式比例混合器的工作压力通常在0．7～1．3Mpa范围内，压力损失在进口压力的三分之一以上，混合比精度通常较差。为此它主要用于移动式泡沫系统，且许多是与泡沫炮、泡沫枪、泡沫发生器装配一体使用的，在固定式泡沫系统中很少使用它。有关管线式比例混合器的结构见图3．2．4。 1管牙接口2混合器本体3过滤网 4喷嘴5吸液管接口6扩散管 7外接管8底阀座9底阀芯10橡胶膜片11调节阀芯12调节手柄 图3．2．4管线式比例混合器 3．3泡沫产（发）生装置 将空气混入并产（发）生一定倍数空气泡沫的设备称为泡沫产（发）生装置。泡沫产（发）生装置分为吸气型和吹气型，低倍泡沫产生装置和部分中倍泡沫发生装置是吸气型的，高倍和部分中倍泡沫发生装置是吹气型的。 吸气型泡沫产（发）生装置由液室、气室、变截面喷嘴或孔板、混合扩散管等部分组成。其工作原理是基于紊流理论，当一股压力泡沫混合液流经喷嘴或孔板时，由于通流截面的急剧缩小，液流的压力位能迅速转变为动能而使液流成为一束高速射流。射流中的流体微团呈无运动，当微团横向运动时，与周围空气间相互摩擦、碰撞、参混，将动量传给与射流边界接触的空气层，并将这部分空气连续挟带进人混合扩散管，形成气一液混合流。由于空气不断被带走，气室内形成一定负压，在大气压作用下外部空气不断进入气室，这样就连续不断产生一定倍数的泡沫。 吹气型泡沫发生装置主要由喷嘴、发泡筒、发泡网、风叶等组成，其工作原理是，一定压力泡沫混合液通过喷嘴以雾化形式均匀喷向发泡网，在网的内表面上形成一层混合液薄膜，由风叶送来的气流将混合液薄膜吹胀成大量的气泡（泡沫群) 3·3·1泡沫产生器 泡沫产生器是为甲、乙、丙类液体储罐液上喷射泡沫系统配套安装的一种低倍泡沫产生装置，按其安装方式的不同分为横式（如图3．3．1A）和立式两种（如图3．3．1B）；某些发达国家还分固定顶储罐用泡沫产生器和外浮顶储罐用泡沫产生器，但目前我国只生产横式一种，有PC4、PC8、PC16、PC24四种规格，额定工作压力0．5Mpa，发泡倍数大于5倍。 图3．3．1A横式泡沫产生器 图3．3．1B立式泡沫产生器 3．3．2高背压泡沫产生器 高背压泡沫产生器是为甲、乙、丙类液体储罐液下或半液下喷射泡沫系统配套安装的一种低倍泡沫产生装置。我国有 PCY8（ PCY450）、 PCY16（PCY900）、 PCY24（PCY1350）、 PCY32（PCY32）四种。括弧内为某些生产厂使用的新型号，其数字的含义为泡沫混合液额定流量（ L／min）。高背压泡沫产生器的发泡倍数为2－4倍，我国生产的产品的额定进口压力为0．7Mpa，最大出口压力约为 0·2 Mpa。 3．a．a泡沫喷头 泡沫喷淋系统使用的是吸气型泡沫喷头，第一代泡沫喷头因其体积大。物耗高，已逐步被体积小的第二代喷头所取代。随着成膜类泡沫的出现，非吸气型喷头的使用成为可能，特别是近年来的一些大型系统采用了水成膜泡沫- 水喷淋系统，它多使用酒水喷头或水雾喷头。本文介绍一种国外较常用的泡沫喷头（囹3．3．3A）和一种泡沫- 水雾喷头（图3．3．3B），供参考。 图3．3．3A泡沫- 水喷头 图3．3．3A泡沫- 水雾喷头 3．3． 4泡沫炮 泡沫混合液流量大于16L／S，以射流形式喷射泡沫的装置称为泡沫炮。泡沫炮从安装方式分为固定式与移动式两种。固定式泡沫炮是安装在固定支座上的，如图3．3．4A和图3．3．4B；移动式泡沫炮是安装在可移动支座上的，包括车载式、拖车式、手抬式等，