浅谈医药厂区危险品库泡沫-水雨淋系统设计

浅谈医药厂区危险品库泡沫-水雨淋系统设计

李凯

中国医药集团联合工程有限公司广州公司     广东广州     510730

摘要：以某项目危险品库设计为例，简要介绍泡沫-水雨淋系统设计参数及泡沫混合液计算以及两种不同的联动方式，工作原理等问题。以求归纳此系统设计方面的经验，供广大设计同行参考。

关键词：危险品库；泡沫-水雨淋系统；泡沫液；泡沫混合液供给强度；联动方式

引言：泡沫灭火的作用机理是水与泡沫原液通过泡沫比例混合器混合形成一定比例的泡沫混合液，通过管道将泡沫混合液输送至火灾区域经泡沫喷头喷发后与空气混合形成泡沫，最后覆盖在燃烧区域的表面形成泡沫层。通过泡沫层的隔绝氧气和抑制可燃液体蒸发等作用而达到扑灭火灾的目的。泡沫-水雨淋系统是如今行业内扑救可燃液体火灾普遍采用的自动灭火方式之一。

泡沫-水雨淋系统属于开式系统，系统雨淋阀需联动开启。目前常用的联动方式有火灾探测器联动和闭式喷头传动管联动两种方式。以下根据具体案例分别介绍两种联动方式的工作原理及适用范围；同时对危险品库自动喷水雨淋-泡沫联用系统设计参数选取及相关计算做详细介绍。

一、项目概况

本项目为制药生产厂区，项目配备危险品储存仓库。该危险品库长65m，宽22m，高6.5m，占地面积为1430㎡，火灾危险类别为单层甲类仓库。主要储存物品为甲类1、2、5、6项，共分为三个防火分区，每个防火分区面积均约500㎡。该仓库共分为7个库区，单个库区最大占地面积为242㎡，最小库区占地面积为100㎡。危险品库平面布局如下：

本项目危险品库储存甲类物品种类主要包括无水乙醇、火棉胶、乙醚等甲类物质。

由于该甲类仓库占地面积超过《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）第3.3.2条相关规定，需根据该规范3.3.3条规定设置自动灭火系统以扩大占地面积及防火分区面积。

二、系统选择

常见自动灭火系统包括自动喷水灭火系统和气体灭火系统。本项目储存甲类物品可溶于水，如采用自动喷水灭火系统扑救可燃液体火灾会造成可燃液体流淌外溢，引起火灾蔓延。所以采用自动喷水灭火系统并不合适。

气体灭火系统也是一种常用的自动灭火系统，可用于扑救可燃液体火灾。但本项目属于甲类仓库，发生火灾后极易爆炸，维护结构泄爆墙发挥作用，火灾区域属于敞开空间，气体灭火系统无法发挥作用。所以气体灭火系统不适合甲类区域灭火。

根据多种自动灭火系统分析比选，结合可燃物相关物理化学性质。本项目自动灭火系统宜采用泡沫喷淋系统。由于本项目储存甲类液体火灾沿水平方向蔓延较快，且靠泡沫混合液或水稀释不能有效灭火。根据《泡沫灭火系统设计标准》GB50151-2021 第6.3.1条规定，本项目不适宜采用闭式泡沫-水喷淋系统，应选择泡沫-水雨淋系统。

三、泡沫-水雨淋系统设计

3.1泡沫灭火剂选择

根据本项目甲类仓库储存物品包括无水乙醇、乙醚等水溶性物质，泡沫液应选用抗溶性泡沫液。

抗溶性氟蛋白泡沫液灭火速度快，但储存时间短，价格较高。而水成膜泡沫液具有灭火速度快、灭火效率高、储存时间长等特性，且价格适中，本项目选用3%抗溶性水成膜泡沫液。

3.2泡沫量计算

根据《泡沫灭火系统设计标准》GB50151-2021第6.2.2条规定，当保护非水溶性液体时，其泡沫混合液供给强度不应小于表6.2.2的规定；当保护水溶性液体时，其泡沫混合液供给强度和连续供给时间应由试验确定。本项目泡沫液供给强度需满足保护水溶性液体火灾要求，但规范并未给出具体数据。

参照《泡沫灭火系统设计标准》GB50151-2021第4.5.3条规定，当甲、乙、丙类液体泄漏导致的室外流淌火灾场所设置泡沫枪、泡沫炮系统时，应根据保护场所的具体情况确定最大流淌面积，当采用抗溶性泡沫液时，其泡沫混合液供给强度不应小于12L/min.㎡,泡沫液连续供给时间不小于15min。本项目灭火系统虽然采用的是泡沫-水雨淋系统，泡沫液供给强度参照泡沫枪系统可满足灭火要求，泡沫液联系供给时间按30min设计。

本项目液体火灾流淌面积最大的一个防护区面积为242㎡，设计泡沫液供给流量为50L/s，泡沫液用量为V=50*60*30*3%/1000=2.7m³。本项目设计选用立式泡沫罐，有效容积为3m³。

3.3泡沫系统消防泵扬程

泡沫混合液输送管道采用DN200焊接钢管，流速v=1.499m/s，i=0.000126，泡沫液输送管道长约100m。系统采用专用泡沫消防泵加压供给。

泡沫泵扬程H=∑h+h1+h2。其中∑h为系统管道沿程水头损失与局部损失之和，取0.20MPa，h1为最不利点泡沫喷头工作压力，取0.10MPa，h2为最不利点泡沫喷头至消防水池最低水位的净高差，取0.20MPa。

经计算泡沫泵扬程可取50m。由于市面常见泡沫比例混合装置工作压力不低于0.6MPa，泡沫消防泵扬程应满足泡沫比例混合器工作压力需求。本项目泡沫泵扬程最终确定为

80m。

3.4泡沫-水雨淋系统示意图

四、泡沫-水雨淋系统联动方式选择

4.1联动系统介绍

泡沫-水雨淋系统应配套设置火灾探测与联动控制系统，联动开启雨淋阀组。常见联动控制系统包括由火灾自动探测器联动雨淋阀的电动控制系统及由带闭式喷头的传动管联动雨淋阀组的水力控制系统。

4.2联动系统选择

由带闭式喷头的传动管联动雨淋阀组的水力控制系统工作原理是依靠闭式喷头受热破裂，水流喷出联动开启雨淋阀组。本项目最大防护区布置闭式喷头传动总管道长度为110米，满足规范要求。且采用水力传动系统能有效避免电动系统误报警而导致雨淋阀组开启的事故。所以本项目联动系统选择水力传动管联动系统。

五、实施效果

本项目已通过相关消防及质量验收并投入使用。在相关验收试验及后续消防维保过程中各项指标均满足规范及灭火要求。本项目泡沫-水雨淋系统设计及选型具有一定的代表性，可供各位设计同行参考。

参考文献：

[1]GB 50151-2021, 泡沫灭火系统设计标准[S].

[2]GB 50016-2014（2018年版）, 建筑设计防火规范（2018年版）[S].