泡沫滅火設備的壓力計算

消防泡沫滅火設備的壓力計算，這里我們需要對消防泡沫滅裝置進行舉例說明

【例】一個罐區有2000m3地上、立式、鋼質拱頂汽油罐3座，其底圈直徑11. 58m，罐壁高度10. 58m，另有2座2000m3柴油罐也是地上、立式、鋼質拱頂罐，其直徑和高度和汽油罐相同。其他5個都是100m3小的煤油罐。要求設計安裝固定式液上噴射普通蛋白泡沫滅火系統。

設計計算如下：

(1) 著火油罐面積：因200 0m3汽油罐是該罐區危險性較大而又直徑較大的油罐，所以，設計計算著火油罐面積時按2000m3汽油罐來計算。

式中  D-油罐直徑(m)；

    π-圓周率；

    A-油罐截面積(m2)。

    (2)空氣泡沫混合液量：

    Q混=Aq1    (5-3)

式中  Q混-泡沫混合液量(L／s)；

    q1-泡沫混合液供給強度[L／(min·m2)]。

    因為汽油屬于甲類易燃液體，并且又是固定式液上噴射泡沫滅火系統，故取q1=6L/( min·m2)，所以：

    Q混=105. 27×6L／min= 631. 59L/min=10. 53L/s

(3) 空氣泡沫產生器數量：

    從泡沫產生器型號規格表中查得每秒產生4L混合液的型號為PC4，故選PC4型泡沫產生器3個。

    (4)實際供泡沫混合液量：

    Q混實=N q2=3×4L/s=12L/s    (5-5)

    (5)固定式泡沫滅火系統需要泡沫液量：

    Q液1=Q混實×6%t×60 =12×0.06×40×60L=1728L    (5-6)

式中  Q液1-泡沫液量(L)；

    6% -6%型泡沫液；

    t-連續供泡沫混合液時間( min)；

    60-將分變成秒。

    (6)固定式泡沫滅火系統配泡沫混合液用水量：

    Q水1= Q混實×0.94t×60 =12×0.94×40×60L=27072L    (5-7)

式中  Q水1-固定式泡沫滅火系統配泡沫用水量；

    0.94-因6%型泡沫液，所以94%是水；

    t-連續供泡沫混合液時間(min)；

    60-將分變成秒。

    (7)輔助移動泡沫設備需泡沫液量：查表得：2000m3油罐(罐直徑=11. 58m)，需1只PQ4泡沫槍；根據表5-6得：PQ8型泡沫槍的泡沫液吸入量為0.48L/s。故：

    Q液2=Nq3t×60=1×0.48×10×60L = 288L    (5-8)

式中  Q液2-輔助移動泡沫槍所需要泡沫液量(L)；

    N -PQ8型泡沫槍個數；

    q3-PQ8型泡沫槍的泡沫液吸入量(L /s)；

t-連續供泡沫混合液時間( min)；

    60-將分變成秒。

    (8)需要貯存泡沫液量：

    Q液=Q液1+Q液2=(1728+288)L=2016L    (5-9)

    (9)輔助移動泡沫槍用水量：

    根據表5-6得：一只PQ8型泡沫槍所需水量q4=7.52L/s，故：

    Q水2=Nq4f×60 =1×7.52×10×60L=4512L    (5-10)

式中  Q水2-輔助移動泡沫槍所需水量(L)；

    N-泡沫槍數量（個）；

    q4-一只PQ8型泡沫槍所需水量(L/s)；

    t-連續供泡沫的時間( min)；

    60-將分變成秒。

    (10)配泡沫混合液需要水量：

    Q水=Q水1+Q水2=(27072+4512) L= 31584L    (5-11)

    (11)泡沫混合液的管徑：

設：泡沫混合液流速為2m／s，按下式計算：

取管徑100mm。

式中  Q混實-固定式泡沫滅火系統需要泡沫混合液量；

    V-泡沫混合液管道流速( m/s)。

(12)實際泡沫混合液管道的流速：

式中  d-圓整后混合液管道的管徑。

(13) 泡沫產生器下面泡沫混合液立管的管徑：根據《低倍數泡沫滅火系統設計規范》要求，對于固定頂油罐每個泡沫產生器，宜采用單獨一根混合液管線，所以這段泡沫混合液立管的流量Q混為8L/s（因為選用PC8型泡沫產生器）；設：流速V=2m／s，代入下式得：

    故，選泡沫產生器下面混合液立管管徑為80mm。

    (14)管線壓力損失：設泡沫泵房距2000m3汽油罐比罐區其他罐都遠，其距離100m;管道中設一個閘閥，一個止回閥；泵軸的中心線與油罐底在同一水平面上。又因為泡沫混合液的粘度可忽略不計。所以，按水管線計算泡沫混合液管線的壓力損失。從上得知，泡沫混合液管徑100mm，泡沫混合液流量12L/s，查有關表得每米壓力損失61. 1mmH2O，因管長100m，故管道沿程壓力損失：

    h沿=61.1×100mmH2 O=6110mmH2 O=6.11mH2 O=59.93kPa

    (15)管線局部壓力損失：局部阻力的壓力損失按管線沿程壓力損失20%計：

    h局=h沿×20 %=6.11×20 %mH2 O=1. 22mH2 O=11. 986kPa

(16) 泵出口揚程：

    H=h靜+h沿+h局+h產    (5-15)

式中  h靜——油罐較高液面高度(mH2 O)；

    h沿——混合液管線沿程壓力損失(mH2 O)；

    h局——混合液管線局部阻力損失(mH2 O)；

    h產——油罐上泡沫產生器進口工作壓力(mH2 O)。

    H=(12+6.1+1. 22+50) mH2 O= 69. 32mH2 O=0.679MPa

    (17)選泵：根據流量固定和移動Q=32L/s;H=69. 32mH2 O

    查有關表得：

    水泵型號：4BA6；流量為135m3／h=37. 5L/s;揚程為72. 5m。

    配套電動機型號：J083-2;容量為55kW，需2臺，備用1臺。

    (18)冷卻水量：

    若采用固定冷卻方式，據國家油庫設計規范規定著火油罐的冷卻水供給強度為0. 5L／(s·m)；冷卻范圍按罐周長計算；冷卻時間因罐直徑小于20m按4h計。

    Q冷水1=Sq水t×60×60    (5-16)

式中  Q冷水1-著火罐冷卻水量(L)；

    S-罐周長(m)；

    q水-供水強度[L／(s·m)]；

    t-供水時間(h)；

    60-**個60是將小時變成分，第二個60是將分變成秒。

    S=πD=3.14×11. 58m=36. 36m

式中  D-罐直徑(m)；

    π-圓周率。

    所以：Q汽水1=36. 36×0.5×4×60×60L=261792L≈262m3

    因相鄰的兩個油罐也是2000m3汽油罐，其直徑、高度均與前一個著火罐相同。若同樣采用環形冷卻水管做成一個圓形管狀冷卻，其冷卻水強度也是0. 5L／(s·m)，冷卻范圍也是相鄰罐周長的一半，冷卻時間也相同。所以相鄰油罐冷卻水量計算方法及結果和著火罐相同都是262m3。

    (19)總水量：

    Q總水=Q泡水+Q冷水1+ Q冷水2    (5-17)

式中Q總水-該油庫總的需要水量(m3)；

    Q泡水-配泡沫需要的水量(m3)；

    Q冷水1-著火罐需要冷卻水量(m3)；

    Q冷水2-相鄰罐需要冷卻水量(m3)。

    所以：Q總水=(59+262+262)m3 =583m3