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消防泡沫罐膠囊式泡沫比例混合裝置應(yīng)用探討
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本文簡要介紹了壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置在設(shè)計(jì)、泡沫液灌裝、系統(tǒng)應(yīng)用等方面應(yīng)注意的問題，提出了一些獨(dú)到的經(jīng)驗(yàn)和建議。?
關(guān)鍵詞? 泡沫比例混合裝置，膠囊，泡沫液灌裝，分體組合
泡沫比例混合裝置是泡沫滅火系統(tǒng)中一個(gè)非常重要和關(guān)鍵的部件。它的設(shè)計(jì)和應(yīng)用是否得當(dāng)，直接關(guān)系到整個(gè)泡沫滅火系統(tǒng)的滅火效果和滅火成敗壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置由泡沫液儲(chǔ)罐和泡沫比例混合器兩部分組成，實(shí)現(xiàn)了泡沫液儲(chǔ)存和泡沫比例混合兩種功能的合二為一。由于其具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝使用方便、維護(hù)簡單、占地面積小、泡沫液可多次使用、便于系統(tǒng)調(diào)試和日常試驗(yàn)等特點(diǎn)，越來越多地受到設(shè)計(jì)單位和用戶的青睞，已逐漸成為固定式泡沫滅火系統(tǒng)的首選產(chǎn)品。
目前，國內(nèi)生產(chǎn)壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置的廠家很多，各個(gè)廠家的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不盡相同；同時(shí)，國內(nèi)壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置的工程應(yīng)用也很多，在實(shí)際安裝使用過程中，各個(gè)工程的安裝設(shè)計(jì)要求也不盡相同這樣，在設(shè)計(jì)和工程使用過程中就往往存在一些不妥之處。下面將存在的一些問題探討如下：
一、泡沫液的灌裝應(yīng)嚴(yán)格按廠家提供的灌裝程序進(jìn)行。
壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置的泡沫液灌裝大部分是在工程安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，一般應(yīng)由生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員親自灌裝或現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，并且要嚴(yán)格按程序進(jìn)行。這是由于儲(chǔ)存泡沫液的膠囊多是用厚度1～2 mm的橡膠粘合成型，單面承受壓力和拉力的強(qiáng)度很差。如果在灌裝泡沫液的過程中操作不當(dāng)，很容易造成膠囊的撕裂破損據(jù)工程實(shí)例統(tǒng)計(jì)，約70％的膠囊破損是由于泡沫液灌裝不當(dāng)引起的。嚴(yán)重的是，一旦膠囊破損，就會(huì)直接引起整個(gè)泡沫滅火系統(tǒng)的癱瘓，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)后果嚴(yán)重。
泡沫液灌裝應(yīng)該堅(jiān)持的原則是，在灌裝過程中，應(yīng)避免膠囊單面受力。灌裝的程序一般大致分四個(gè)步驟：注水→檢漏→充氣→灌液。
注水是指向儲(chǔ)罐和膠囊的夾層內(nèi)充滿水，其作用主要有兩點(diǎn)：一是排掉夾層內(nèi)的空氣，以避免在壓力較高時(shí)空氣受壓縮使膠囊外部局部受壓形成氣鼓而破裂；二是使膠囊在灌裝泡沫液時(shí)可以懸浮在水中，膠囊內(nèi)外壁同時(shí)受到液體的壓力，可以避免因泡沫液的重力等因素造成膠囊頂部法蘭連接處受到拉扯而撕裂。所以，注水是泡沫液灌裝過程中必不可少的重要步驟。
檢漏是指通過向夾層的水施加適當(dāng)水壓，以檢查膠囊是否已經(jīng)破損主要目的是確保在灌裝泡沫液前膠囊是完好的，避免向已經(jīng)破損的膠囊內(nèi)灌裝泡沫液而造成浪費(fèi)。如果是向購買時(shí)間不長的新設(shè)備第一次灌裝泡沫液，由于膠囊在出廠前一般都剛做過檢漏試驗(yàn)，這一步驟可以酌情省略。但是，如果是向已經(jīng)使用過的設(shè)備二次灌裝，或者是向購買時(shí)間較長的設(shè)備第一次灌裝，都應(yīng)該嚴(yán)格按步驟進(jìn)行檢漏。
充氣是指向膠囊內(nèi)以適當(dāng)壓力充填適當(dāng)體積的氮?dú)饣蚩諝狻Ｆ渲饕饔靡灿袃牲c(diǎn)；一是利用氣體將膠囊撐開，防止膠囊局部粘結(jié)，有利于泡沫液灌裝，二是在膠囊頂部形成局部氣體懸浮體積，使膠囊在泡沫液灌裝過程中可以承受足夠的浮力，避免膠囊法蘭連接處受力過大。充氣也是一個(gè)很重要的步驟，一般情況下都應(yīng)按程序進(jìn)行。當(dāng)灌裝現(xiàn)場(chǎng)充氣條件困難且沒有進(jìn)行前期檢漏步驟時(shí)，充氣可酌情省略。
灌液是指前期各步驟進(jìn)行完畢且全部合格后，向膠囊內(nèi)灌裝泡沫液。這時(shí)應(yīng)該注意的是灌裝壓力不能太高，速度不能太快，不應(yīng)超過儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)儲(chǔ)存量。應(yīng)使儲(chǔ)罐與膠囊的夾層留有一定的儲(chǔ)水空間，避免灌裝過滿造成膠囊與管壁貼緊，影響設(shè)備正常工作。
二、泡沫出液管的出口應(yīng)位子儲(chǔ)瞄頂部，出口水平管段宜設(shè)置止回閥。
壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置的泡沫比例混合器的主管道在工程安裝過程中是串聯(lián)在系統(tǒng)管網(wǎng)中的，為了便于安裝和檢修，泡沫比例混合器主管道的位置較低，一般都位于儲(chǔ)罐的中下部。如果泡沫出液管的出口位于儲(chǔ)罐低部，由于在系統(tǒng)伺服狀態(tài)下，泡沫出液管道上一般要求保持暢通。那么，在系統(tǒng)沒有啟動(dòng)時(shí)，即使沒有壓力水從夾層擠壓膠囊，膠囊內(nèi)的泡沫液由于自身液位高，根據(jù)連通器原理，在重力作用下泡沫液也會(huì)沿著泡沫出液管進(jìn)入泡沫比例混合器的主管道，使系統(tǒng)管道內(nèi)進(jìn)入泡沫液，長期下去會(huì)嚴(yán)重腐蝕系統(tǒng)管網(wǎng)；同時(shí)，泡沫液外流會(huì)造成泡沫液的無端浪費(fèi)，使滅火所需的泡沫液量不足，影響系統(tǒng)滅火甚至造成系統(tǒng)滅火失敗所以，壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置的泡沫出液管的出口應(yīng)位于儲(chǔ)罐頂部。在實(shí)際工程中，于生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品自身設(shè)計(jì)不當(dāng)，將泡沫出液管的出口設(shè)計(jì)在儲(chǔ)罐低部，且出液管道上又沒有任何預(yù)防泡沫液外流的措施，造成管道腐蝕、泡沫液外流的工程實(shí)例很多，希望能引起產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門的注意。
另外，壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置的泡沫出液管道上宜設(shè)置防止壓力水回流到膠囊內(nèi)的止回閥。由于現(xiàn)有國家規(guī)范對(duì)此沒有作出明確要求，許多廠家都沒有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)；也有部分廠家認(rèn)為設(shè)備用在自動(dòng)控制系統(tǒng)中才有必要設(shè)置止回閥，其實(shí)這種認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的。這是因?yàn)椋弘m然在系統(tǒng)正常工作過程中，由于比例混合器的減壓作用，泡沫液人口處消防水的壓力比膠囊內(nèi)泡沫液的壓力低，壓力水是不會(huì)進(jìn)入膠囊內(nèi)的；但是在系統(tǒng)剛剛啟動(dòng)或剛剛關(guān)閉的一段時(shí)間內(nèi)，或系統(tǒng)管路發(fā)生泄露、堵塞時(shí)，都可能引起比例混合器的泡沫液人口處消防水的壓力在瞬間高于膠囊內(nèi)泡沫液的壓力，從而造成消防水回流到膠囊內(nèi)的現(xiàn)象，大家都知道，壓力儲(chǔ)罐式泡沫比例混合裝置分有囊式和無囊式，其最大的區(qū)別就在于有囊式的剩余泡沫液可以再次使用。而泡沫液可再次使用的前提是泡沫液不能與水混合而引起變質(zhì)和下一次使用時(shí)混合比失調(diào)。所以，每一臺(tái)壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置的泡沫液出口管段上都宜設(shè)置止回閥。
三、雨淋報(bào)警閥或電動(dòng)控制閥宜設(shè)置在壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置的后期管路上。
?泡沫滅火系統(tǒng)中常常使用雨淋報(bào)警閥或電動(dòng)控制閥以實(shí)現(xiàn)分區(qū)自動(dòng)控制和管路控制。泡沫噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范中也明確要求系統(tǒng)中設(shè)置雨淋報(bào)警閥。然而，對(duì)雨淋報(bào)警閥和電動(dòng)控制閥的具體設(shè)置位置，國家規(guī)范和各個(gè)設(shè)計(jì)院也都沒有一個(gè)統(tǒng)一的要求，其實(shí)，將雨淋報(bào)警閥或電動(dòng)控制閥設(shè)置在壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置的后期管路上且靠近防護(hù)區(qū)時(shí)，其效果比較好，主要好處有兩點(diǎn)：
第一、雨淋報(bào)警閥或電動(dòng)控制閥到消防水泵出口止回閥之間的管路上平時(shí)都充滿壓力水，壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置的儲(chǔ)罐與膠囊的夾層中也就充滿壓力水，使壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置始終處于伺服狀態(tài)。系統(tǒng)一旦啟動(dòng)，省略了給儲(chǔ)罐夾層充水升壓的過程，可迅速擠壓置換出泡沫液并按比例形成泡沫混合液，縮短系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，對(duì)滅火非常有利。
第二、雨淋報(bào)警閥或電動(dòng)控制閥靠近防護(hù)區(qū)，一旦發(fā)生火災(zāi)，雨淋報(bào)警閥或電動(dòng)控制閥首先開啟，管路中的壓力水首先可以迅速噴向防護(hù)區(qū)，這對(duì)于控制火勢(shì)非常有利，特別對(duì)于泡沫噴淋系統(tǒng)效果就更加明顯。
?另外，有人認(rèn)為，將雨淋報(bào)警閥或電動(dòng)控制閥設(shè)置在泡沫液儲(chǔ)罐后期，使泡沫液儲(chǔ)罐長期受壓對(duì)儲(chǔ)罐不利。對(duì)此其實(shí)并不用擔(dān)心。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，雨淋報(bào)警閥前端平時(shí)要求的靜水壓應(yīng)不低于0.14MPa，實(shí)際工程事例中大部分系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靜水壓都在0.3 MPa左右。而泡沫液儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)工作壓力一般不低于1.2MPa，儲(chǔ)罐長期承受這么低的靜水壓力是完全沒有問題的。
四、儲(chǔ)罐體積過大時(shí)宜采用立式罐或采用分體組合式結(jié)構(gòu)。
?壓力罐膠囊式泡沫比例混合裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了臥式儲(chǔ)罐的體積不能太大。儲(chǔ)罐內(nèi)的膠囊平時(shí)只是通過膠囊中部兩個(gè)法蘭與儲(chǔ)罐固定，中部豎直的一根帶孔管是膠囊唯一的支撐。當(dāng)臥式儲(chǔ)罐體積過大時(shí)，罐體封頭處的膠囊部位距離帶孔管過遠(yuǎn)，缺少必要的支撐。在裝置工作時(shí)，受夾層內(nèi)壓力水的擠壓，膠囊很容易發(fā)生扭曲、纏繞，造成部分泡沫液無法擠出，嚴(yán)重時(shí)還可能造成膠囊破損，引起整個(gè)滅火系統(tǒng)的癱瘓。所以，臥式儲(chǔ)罐的體積不宜太大，體積一般不宜超過5m3，長徑比不宜大于2。采用直徑不超過2.5m的立式儲(chǔ)罐是解決大體積儲(chǔ)液量的一個(gè)有效辦法。
另外，采用分體組合式結(jié)構(gòu)是解決大體積儲(chǔ)液量的另一實(shí)用可行辦法。分體組合式結(jié)構(gòu)是指將體積比較大的儲(chǔ)罐分成兩個(gè)體積較小的儲(chǔ)罐，這兩個(gè)體積較小的儲(chǔ)罐又共用一套比例混合器。
?分體組合式結(jié)構(gòu)是一種比較新穎的結(jié)構(gòu)，它突破了一個(gè)儲(chǔ)罐帶一個(gè)比例混合器的傳統(tǒng)慣例。通過大量的技術(shù)論證和工程實(shí)例證明，此種結(jié)構(gòu)不會(huì)影響混合比的精確度，是一種實(shí)用可行的新型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)除可解決大體積儲(chǔ)液量的問題外，還可解決工程實(shí)際中泡沫罐儲(chǔ)存間空間有限、人口過小的難題。在河北省某郵電大樓泡沫工程中，采用此種結(jié)構(gòu)將一個(gè)1 m3泡沫罐設(shè)計(jì)為2個(gè)0.5 m3泡沫罐，成功地解決了儲(chǔ)存間高度矮、人口小的難題，并順利通過系統(tǒng)驗(yàn)收試驗(yàn)，受到用戶和消防部門的高度評(píng)價(jià)。另外，分體組合式結(jié)構(gòu)還可以實(shí)現(xiàn)主泡沫罐與備用泡沫罐之間的快速切換。
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