王麗娜

山西中寧工程技術(shù)有限公司（030000）

0 前言

泡沫滅火系統(tǒng)是針對石油化工企業(yè)火災(zāi)發(fā)生的特點采取妥善滅火劑與水快速混合形成泡沫混合液，在發(fā)生火災(zāi)后立即覆蓋在起火點表面，快速隔絕氧氣，抑制燃料蒸發(fā)，達到快速滅火的效果。泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計由于受到諸多因素的影響，無法達到預(yù)期要求。必須對石油化工工程火災(zāi)發(fā)生的特點進行分析，明確當(dāng)前泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計的常見問題，制訂科學(xué)的設(shè)計方案，保證泡沫滅火系統(tǒng)發(fā)揮應(yīng)有的作用。

1 石油化工企業(yè)火災(zāi)發(fā)生的主要特點

1.1 燃燒與爆炸并存，危害巨大

石油化工企業(yè)在生產(chǎn)期間需要經(jīng)過高溫、高壓等多種復(fù)雜連續(xù)的操作，使整個石油化工生產(chǎn)存在巨大的安全隱患?；て髽I(yè)火災(zāi)會出現(xiàn)先爆炸后燃燒、先燃燒后爆炸以及爆炸燃燒交替進行的情況，導(dǎo)致管線設(shè)備裝置發(fā)生破裂，對整個化工企業(yè)的環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，還會引發(fā)重大的人員傷亡[1]。

1.2 燃燒速度迅猛

化工企業(yè)有大量易燃易爆的氣體、液體等材料，一旦發(fā)生火災(zāi)，就會快速蔓延火勢，引發(fā)一系列的連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致火災(zāi)救援受到嚴(yán)重阻礙。

1.3 容易形成立體火災(zāi)

大多數(shù)的石油化工企業(yè)在設(shè)計中經(jīng)常會呈現(xiàn)出立體化設(shè)計的思路，尤其是各種生產(chǎn)設(shè)備分布十分密集、孔洞過多，在出現(xiàn)火災(zāi)時因為可燃氣體和可燃液體具有良好的擴散性和流動性，化工原料的物體會快速流出，導(dǎo)致火災(zāi)迅速蔓延，通過樓板孔洞、通風(fēng)管道和樓梯間形成立體化的火災(zāi)形式，導(dǎo)致火勢無法得到有效控制，最終引發(fā)重大災(zāi)害。

1.4 火災(zāi)撲救十分復(fù)雜

大部分石油化工企業(yè)都具有自動化程度高、工藝復(fù)雜等問題，而火災(zāi)蔓延速度快，燃燒時間長，在燃燒的同時會引發(fā)爆炸氣體泄漏等各種問題，給火場救援造成巨大的影響，需要采用足夠的滅火劑和水，才能夠?qū)饎萦行Э刂?。我國的消防救援體系很難滿足火場救援的需求，需要不斷改進石油化工企業(yè)的滅火方案。

2 泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計中的主要問題

2.1 泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計不到位

泡沫滅火系統(tǒng)在滅火速度方面具有非常顯著的優(yōu)勢，在石油化工領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。一些石油化工企業(yè)泡沫滅火系統(tǒng)的設(shè)計與國家消防規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)存在很大的差異，因為設(shè)計人員沒有準(zhǔn)確理解和把握泡沫滅火系統(tǒng)的重要性，在設(shè)計中對滅火系統(tǒng)的原理認識比較膚淺，只知道進行大體的組件控制，無法充分發(fā)揮不同系統(tǒng)的功能，各種泡沫混合比例無法達到最佳要求，致使泡沫滅火系統(tǒng)的效果受到影響[2]。

2.2 缺乏對消防規(guī)范的理解

石油化工企業(yè)在泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計中，通常采用自動控制的方式，對泡沫滅火系統(tǒng)進行自啟動，但是有的設(shè)計人員缺乏對計算機自動化信息技術(shù)的了解，致使各種系統(tǒng)之間的運行存在明顯的不同，無法形成統(tǒng)一調(diào)度，導(dǎo)致中央控制系統(tǒng)、消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、手動操作系統(tǒng)之間無法形成有效互補。

2.3 施工技術(shù)水平不高

泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計涉及許多專業(yè)的知識和技能，很多施工圖紙內(nèi)容復(fù)雜。如果沒有做好技術(shù)交底，施工團隊無法看懂圖紙，或者對設(shè)計方案沒有準(zhǔn)確把握，導(dǎo)致最終的施工效果出現(xiàn)明顯的偏差。

3 泡沫滅火系統(tǒng)的設(shè)計方案

3.1 泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計思路

通常泡沫滅火系統(tǒng)包括泡沫消防水泵、泡沫液泵和泡沫混合裝置、泡沫產(chǎn)生器、閥門管道等。泡沫比例混合裝置又分為環(huán)泵式、壓力式、平衡式等不同類型，不同的泡沫混合比例的工作原理各不相同，因此要根據(jù)石油化工企業(yè)的生產(chǎn)原料進行全面分析，總結(jié)火災(zāi)發(fā)生的主要特點[3]。

3.2 泡沫滅火系統(tǒng)的組成

泡沫滅火系統(tǒng)包括消防控制室、消防水源、消防水泵站、泡沫泵站、泡沫發(fā)生器、壓力儀表、閥門感溫電纜等主要部件和輔助部件。消防控制室的設(shè)計需要嚴(yán)格按照火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范的相關(guān)要求，根據(jù)火災(zāi)情況及時地控制泡沫泵和消防水泵的啟停，準(zhǔn)確反映系統(tǒng)的運行狀況，使自動化控制滿足消防要求。消防控制室通常由一臺或多臺集中式火災(zāi)報警控制器、消防聯(lián)動控制設(shè)備、手動控制設(shè)備共同組成。這些不同的控制方式能夠確保在一個控制方式無法正常運行的狀態(tài)下，也能夠及時補充和替換。

在系統(tǒng)設(shè)計時還要將操作監(jiān)視、管理監(jiān)控等多種狀態(tài)全部輸送至消防控制室，為整個泡沫滅火系統(tǒng)的計算機信息管理提供重要的參考依據(jù)。當(dāng)消防控制室內(nèi)獲得火災(zāi)報警信號之后，能夠及時通過PLC 控制系統(tǒng)對發(fā)生火災(zāi)的具體位置進行自動顯示，實現(xiàn)遠程泡沫系統(tǒng)的自動啟停消防聯(lián)動控制設(shè)備和手動直接控制裝置，實現(xiàn)多線遠程操控和現(xiàn)場總線操控等，還能夠?qū)ο浪门菽罕眠M水、電動閥門出液、電動閥門泡沫混合液管道的狀態(tài)進行及時查詢，對進水管線壓力指示進行警示，確保整個泡沫滅火系統(tǒng)的運行更加智能化和自動化[4]。

消防水源設(shè)計要嚴(yán)格按照石油化工工程項目的大小來考量存水量的比例。很多消防水源主要以消防水池和消防水管相結(jié)合的方式進行存水，一旦消防水池的水位低于預(yù)期，可直接通過超聲波液位計對液位下降進行檢測并開啟閥門，實現(xiàn)自動上水。消防水池補水到達正常的監(jiān)控液位之后能夠自動關(guān)閉電動閥門，同時將信號反饋至消防控制室，對消防水池和儲水罐的液位進行全面顯示。消防水池主要由消防水泵、穩(wěn)壓泵、氣壓罐、壓力式泡沫比例混合裝置、管網(wǎng)和泡沫槍等組成。

泡沫比例混合裝置與消防泵集中布置在消防泵房，并保證泡沫消防水泵啟動后，將泡沫混合液輸送到保護對象的時間不大于5 min。比例混合器至各泡沫用點的泡沫混合液管道平時為空管狀態(tài)，消防時打開泡沫比例混合裝置電動控制閥，向火點供給泡沫液。泡沫消火栓箱內(nèi)配置PQ8 泡沫槍2支，DN65～25 m 襯膠水帶2 條。車間生產(chǎn)原料大多為水溶性可燃液體，故選用3%抗溶性水成膜泡沫液，泡沫混合液供給強度為12 L/min·m2，連續(xù)供給時間按30 min,作用面積按465 m2，計算所得泡沫混合液流量為93 L/s,泡沫液用量為6 m3。

消防水泵站、泡沫泵站能夠及時將消防水源中的水快速輸送至火場，既可以分別放置，也可以合建統(tǒng)一泵站。泡沫泵站需要與被保護對象的距離不超過30 m，在泡沫消防泵啟動之后能夠盡量將泡沫混合液分送到最遠處。在5 min 之內(nèi)不能將泡沫混合液或者泡沫輸送到最遠對象，則需要對泡沫泵站和消防泵站分開建設(shè)，以滿足泡沫滅火系統(tǒng)的運行要求。

在日常工作中一些消防水泵不僅為泡沫滅火系統(tǒng)服務(wù)，同時也為消防栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)服務(wù)。在方案設(shè)計時要盡可能設(shè)計自動穩(wěn)壓裝置，在穩(wěn)壓罐上安裝電接點壓力表，確保整個系統(tǒng)能夠在壓力范圍內(nèi)正常工作，在消防控制系統(tǒng)聯(lián)動控制設(shè)備接收到報警電話時，能夠自動遠程啟動泡沫滅火系統(tǒng)。防護區(qū)域泡沫噴射設(shè)備以及報警元器件等是泡沫滅火系統(tǒng)的重要輔助單元，需要配備泡沫發(fā)生器、泡沫槍、泡沫炮以及電動控制閥等，利用感溫電纜手報按鈕和報警電話發(fā)出警報將火情地址發(fā)送給消防控制中心。消防控制中心能夠遠程自啟動，將泡沫混合液輸送至防護區(qū)的泡沫混合液總管路上，同時啟動泡沫發(fā)生器、泡沫炮等噴射設(shè)備，對火情進行快速撲救[5]。

泡沫水雨淋系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)應(yīng)該按照《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB 50151—2010 中的7.2.2 條，在對水溶性液體進行防護的情況下通過試驗來測定進料強度和進料時間。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，選用3%的耐溶性水膜，制成泡沫塑料，其供給強度為12 L/min，防護面積為440 m2，該系統(tǒng)的流量是88 L/s。在最初的持續(xù)供應(yīng)時間中，在30 min 內(nèi)提供泡沫。在隨后的30 min 內(nèi)，在持續(xù)的供應(yīng)時間中，在60 min 或更長的持續(xù)供應(yīng)時間。一次滅火需要6 m3的泡沫液體。泡沫水雨淋系統(tǒng)是由一個自動噴水系統(tǒng)發(fā)展而來，包括一個開放的泡沫噴嘴、一個大洪水閥門組、一個泡沫比例混合器、一個泡沫液體和一個給水設(shè)備，按消防安全要求，將泡沫和水噴灑到防護區(qū)域。泡沫滅火系統(tǒng)的設(shè)計過程類似，所以本工程共用一套消防給水泵。

要先噴射泡沫，再用水霧撲救，一定要把泡沫比例混合器布置在靠近倉庫的地方。工廠區(qū)的各個倉庫都裝有泡沫攪拌設(shè)備，并安裝了3 臺大型泄洪閥。平時系統(tǒng)雨淋閥前管網(wǎng)處于充水穩(wěn)壓狀態(tài)，泡沫罐的進口控制閥一般是關(guān)閉狀態(tài)，大洪水閥之后的管路是空的。火災(zāi)時，火區(qū)會有濃煙，溫度探測器會報警，大洪水閥開啟電磁閥，壓力開關(guān)發(fā)出火警，并觸發(fā)泡沫消防水泵?；馂?zāi)警報信號同時開啟與泡沫盒相應(yīng)的液流控制閥門。用比例混合機將發(fā)泡液體與加壓水混合，得到3%的泡沫。在經(jīng)過洪水閥和網(wǎng)絡(luò)后，用泡沫噴頭進行滅火[6]。

4 泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計的注意事項

在泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計中，要盡可能地根據(jù)石油化工企業(yè)的具體構(gòu)筑物、生產(chǎn)工藝等進行分析，確保泡沫滅火系統(tǒng)的覆蓋面積達到預(yù)期要求。在初始火災(zāi)為液體的倉庫和場所，需要先通過噴灑泡沫后噴水的泡沫噴淋系統(tǒng)，否則會造成火災(zāi)快速蔓延。無法在第一時間撲滅火災(zāi)，對于先噴泡沫后噴水的泡沫噴淋系統(tǒng)，需要與泡沫消防栓、箱分開設(shè)置，盡可能地靠近廠房倉庫，確保覆蓋范圍達到預(yù)期要求。泡沫消火栓的泡沫罐可以與消防泵集中設(shè)置。泡沫混合液管道可以用普通的鋼材，但每一次噴淋完畢后，需要對管道進行全面的沖洗，避免管道內(nèi)部堆積大量雜質(zhì)而引發(fā)管道堵塞等問題。定期對管道進行保養(yǎng)，避免管道出現(xiàn)滲漏等情況，確保泡沫滅火系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[7]。

5 結(jié)語

石油化工企業(yè)的火災(zāi)蔓延迅速，火勢迅猛，整個工廠內(nèi)部易燃易爆物質(zhì)非常多，成分復(fù)雜，需要運用泡沫滅火系統(tǒng)對起火點快速覆蓋，避免火勢蔓延，保障石油化工企業(yè)的安全運行。泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計還存在很多的問題和不足，因此需要運用現(xiàn)場總線控制技術(shù)、自動控制技術(shù)和遠程控制技術(shù)實現(xiàn)泡沫噴淋系統(tǒng)的遠程控制，在發(fā)生火災(zāi)時能夠第一時間進行撲救，提高了石油化工工程項目的運行質(zhì)量，保護人們的生命財產(chǎn)安全。