泵入平衡压力式泡沫比例混合装置的应用设计.doc

泵入平衡压力式泡沫比例混合装置的应用设计琢磐系:鳞骥泵人平衡压力式泡沫比例混合装置的应用设计杨志军,吴海卫(公安部上海消防研究所,上海200032)摘要:论述了泵入平衡压力式泡沫比例混合装置在工程应用中的各种结构形式,对其各自的特点及适用的泡沫灭火系统进行了分析,提出了设计中需要注意的若干问题.关键词:泵入平衡压力式泡沫比例混合装置;泡沫灭火系统;工程设计中图分类号:TU89,X924文献标识码:A文章编号:10090029(2006)040505031前言泵入平衡压力式泡沫比例混合装置除了与储罐压力式泡沫比例混合装置一样具有混合比精度高,压力损失小,流量压力范围广的特点外,还具有可靠性更高,泡沫液储量范围更大,结构设计更加灵活等诸多优点,尤其适用于大中型石化工程场所.该装置是由常压泡沫液罐,泡沫液泵,平衡阀组件,泡沫比例混合器以及阀门,仪表,管路等设备组成的一个系统.它在组成结构上可以有多种变化,同时泡沫液泵的驱动机可以有多种选择;在控制上,也有多种实现方式.事实上,不同的工程项目需要考虑的具体问题各不相同,这就需要产品具有更强的灵活性和适应性,以满足系统设计的需要.2基本结构及部件变化情况泵入平衡压力式泡沫比例混合装置的基本工作原理是:采用高性能齿轮泡沫液泵向混合器输送泡沫液,并通过平衡阀准确地自动调节泡沫液压力,使之与混合器喷嘴前水压力平衡,从而保证精确的混合比1.平衡阀对泡沫液压力的调节有两种方式:一种是平衡阀串联安装在泡沫液供给管路上,采用减压的方式自动调节泡沫液压力与混合器喷嘴前水压力平衡;另一种是平衡阀与泡沫液供给管路并联安装,通过旁通溢流来实现两压力平衡.根据平衡阀的安装方式,泵入平衡压力式泡沫比例混合装置分为平衡阀串联式和平衡阀旁通式两种基本结构.见图1,图2所示.在图1,图2中,P.为泡沫液泵出口压力,P为混合器喷嘴前水压力,q为流过混合器的水的流量;P为混合器孔板前泡沫液压力,q为进入混合器的泡沫液的流量;q+q为泡沫混合液流量.q-比例混合器q+q2qz比例混合器q+q圈1平衡阀串联式结构图2平衡阀并联式结构这两种平衡阀安装方式都能够起到调节压力平衡(即P一P)的目的,但却有一个基本不同点,即平衡阀串联安装时,是调节阀后泡沫液压力与水压力平衡,而并联式安装时,是调节阀前泡沫液压力与水压力平衡.在这两种安装方式中,平衡阀隔膜腔的控制压力引入正好相反.在串联安装时,隔膜上腔引入泡沫液压力P,隔膜下腔引入水压力P.在并联式安装时,隔膜上种结构在仅采用一台泡沫液泵,一个混合器的情况下,都可以使用.但是,当系统需要考虑主备用泡沫液泵以及两个或两个以上混合器等复杂情况时,它们各自的特点就会显现出来.泡沫液泵的驱动机可有几种选择,分别为水轮机,靠,可不设置备用泡沫液泵4.若采用电机或柴油机驱动泡沫液泵,则必须设计主备用泡沫液泵.泵入平衡压力式泡沫比例混合装置能够很方便地实现自动控制.基本做法是在装置中设计自动阀门,一般包括主管路进水阀,泡沫液泵进口阀,混合器泡沫液进口阀,若采用水轮机驱动泡沫液泵,则还包括水轮机进水阀.同时,在混合器泡沫液进口管路上设置压力信停,自动阀门的开关以及压力信号远传等进行逻辑控制.在应用设计时,应结合系统设计情况,选择最合理可靠的设备元件和逻辑程序.基金项目:上海市科委资助项目"石油化工高效环保型灭火技术与设备研究"(o2-JGO5O17)消防科辱与提米2006年7月第25卷第4期5053典型工程应用设计(1)方案l.平衡阀并联,单台水轮机驱动泡沫液泵,单根混合器管路,电动阀门控制.这是一个最基本,最简捷,最常用的结构,适用于大多数常规的只考虑一个泡沫混合液管路的系统设计.其流程图见图3.图3方累l流程不意图四个电动阀门,分别为混合器消防水进口阀,水轮机压力水进口阀,泡沫液泵进口阀,混合器泡沫液进口阀.另外,配备了一台FD型泡沫站控制箱,用于执行对四个电动阀门的自动控制,控制箱同时具备自动巡检以及与控制中心进行联系功能.装置的自动控制即为对四个电动阀门的动作控制.控制程序为:FD泡沫站控制箱在接到控制中心火警确认信号后,即刻在规定时间内同时打开四个电动阀门,装置即投入运行.若出现某个阀门故障,发出报态在FD上及控制中心均可被显示.由于水轮机需要依靠消防压力水工作,因此在系时,水轮机用水量取设计混合液流量的lO;若采用6型的泡沫液,水轮机用水量取设计流量的2O%.(2)方案2.平衡阀串联,单台水轮机驱动泡沫液结构的最基本的装置结构,见图4.与平衡阀并联安装相比,该结构需要增加安装一个持压阀,用来泄掉小流量工况下泡沫液泵出口过高可以保证平衡阀通过减压作用使出口泡沫液压力与水压力平衡.在控制上,与方案l相同.一般来说,这两种结构5O6在设计中都可以采用.在功能上没有区别.水1图4方案2流程示意图(3)方案3.平衡阀并联,两台泡沫液泵,一台电机驱动,一台柴油机驱动,单根混合器管路,气动阀门控制,见图5.图5方案3流程示意图该装置设置了三台气动阀门,分别位于混合器消防水进口,泡沫液泵进口,混合器泡沫液进口.同时,为了检测泡沫液泵是否工作正常并进行切换,在泡沫液BQC电机控制箱,一台BCK柴油机控制箱,一个JXD接线盒,所有气动阀和压力传感器的控制线通过接线盒接到控制中心.逻辑控制程序设定在控制中心,BQC和BCK实现在现场分别对电机和柴油机的控制.控制程序为:控制中心在确认火警信号后,首先开启混合器进水口气动阀和泡沫液泵进口气动阀,同时启动电机泡沫液泵,当压力传感器压力达到设定值,显示电动泡沫液泵工作正常时,打开混合器泡沫液进口障,或压力传感器检测到电动泡沫液泵未能正常工作,则启动柴油机泡沫液泵,使装置投入运行.该方案与系统设计有很多接口,在设计中需要特别注意与系统设计方进行技术沟通与落实.(4)方案4.平衡阀串联,两台电机驱动泡沫液泵,两根混合器管路,电动阀门控制.在工程中,有时需要采用一套装置同时向两个或两个以上的管路系统提供泡沫液,而这两个管路系统压力不同,并且可能同时使用,见图6.二撒泡沫泡沫泡沫混合液Tf平衡阀I消防水f平衡阀LI消防水l广_图6方案4流程示意图在这种情况下,采用平衡阀串联安装的结构形式则是必要的,并且一个混合器管路需要一根串联安装的平衡阀供泡沫液管路.因为,串联安装的平衡阀是出口压力与水压力平衡.因此,这种结构设计可以保证每个平衡阀后的压力与对应的混合器进口水压力平衡,从而保证每个混合器都能正常工作.该装置设置了三台自动阀门,分别位于泡沫液泵BQC泡沫站控制箱,控制箱同时控制三台阀门及两台泡沫液泵电机的启停,泡沫液泵出口管路上的压力传泵的流量压力应能满足可能需要同时工作的所有混合管路系统对泡沫的需求之和.4结束语泵入平衡压力式泡沫比例混合装置的应用设计可灵活多变,笔者虽然对在工程中应用的几种主要结构和配置方案进行了分析,但通过改变装置的可变项,还体条件对装置结构,部件设备,控制方案等各个方面进行优化设计,以满足系统设计的要求,确定合理,可靠的工程应用设计方案.消防井学与技术2006年7月第25卷第4期,s.?科技信息?新型大区域火灾探测报警系统参考文献:1杨志军.泵入平衡压力式泡沫比例混合装置的设计J.消防科学与技术,2003,22(3):181182,187.E2CHAMGUARDINC.,Inlinebalancedpressureproportionersystemdesign,Installation&Maintenance.E3vIKINGINc.,ModelLFFinLineBalancedPressureProportionerDesignandTechnicalData.E43GB501512000.低倍数泡沫灭火系统设计规范Es.Engineeringapplicationdesignofthefoampumppressurebalancedpr0p0rti0ningunitYANGZhijun,WUHalwei作者简介:杨志军(1973一),男,湖北天门人,公安部上海消防研究所助理研究员,硕士,主要从事消防装备技术研究,上海市中山南二路601号,200032.收稿日期:2006O111507一一一一一一(,;一一_雪一一一一一一一一一一-量一一一一一叫d池.雪畔.l啪:量一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一