趙慶

（中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌 330031）

淺議危險廢物暫存庫泡沫—水噴淋系統(tǒng)設(shè)計

趙慶

（中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌 330031）

結(jié)合某危險廢物暫存庫工程設(shè)計，探討了危險廢物暫存庫消防系統(tǒng)的選擇，并介紹泡沫-水噴淋系統(tǒng)的兩種方式以及系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)選取、噴頭選擇和泡沫液用量計算。

危險廢物；暫存庫；消防設(shè)計；泡沫-水噴淋系統(tǒng)；噴頭

危險廢物是指具有各種毒性、腐蝕性、易燃性、爆炸性、反應(yīng)性和感染性,會對生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重危害的廢物。危險廢物處置中心建設(shè)在我國已經(jīng)開展10多年了,處置中心暫存庫主要是待處理處置危險廢物的接收及臨時儲存場所。進入暫存庫的危險廢物種類繁多成分復(fù)雜,往往存在較多的易燃物質(zhì),因此暫存庫屬易燃燒的場所,筆者以某危險廢物處置中心暫存庫消防設(shè)計為例,對泡沫—水噴淋系統(tǒng)用于危險廢物暫存庫消防設(shè)計作簡要介紹。

1 工程概況

該危險廢物暫存庫建筑面積2 240 m2,年廢物吞吐量20 kt,最大貯存量2 400t。主要暫存物品為有機溶劑、廢油、廢油漆渣、活性炭渣、廢炭渣、含油廢抹布、實驗室廢物等,庫房為單層現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu),屋面采用焊接H型鋼梁及彩板輕型屋面,建筑高度為7.85 m,火災(zāi)危險類別為乙類。根據(jù)堆放物質(zhì)的性質(zhì),劃分為8個防火分區(qū)堆放各類不同性質(zhì)貨物,每防火分區(qū)面積為280 m2。

2 消防系統(tǒng)選擇

危險廢物暫存庫內(nèi)儲存較多易燃液體，采用水消防時比重小于水的可燃液體上浮，浮在水面上的可燃液體仍會繼續(xù)燃燒，并可能隨著水到處蔓延，擴大燃燒面積，僅僅采用水消防無法達到滅火的目的。氣體滅火可以撲滅可燃?xì)怏w火災(zāi)、液體火災(zāi)、可燃固體表面火災(zāi)以及電氣火災(zāi)，但應(yīng)用于高而大的保護空間設(shè)置自動關(guān)閉門窗造價高、不經(jīng)濟且人員疏散困難。泡沫-水噴淋系統(tǒng)可以撲滅火災(zāi)及預(yù)防易燃液體火災(zāi)時因易燃液體的沸溢和溢流把火災(zāi)引到附近區(qū)域，即使在不能撲滅火災(zāi)時也能起到控制火災(zāi)燃燒、減少熱量傳遞從而使暴露在火災(zāi)中的其他物質(zhì)不致受損的作用[1-3]。所以選用泡沫—水噴淋系統(tǒng)。根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50084-2001,2005年版）第4.2.7條規(guī)定,泡沫—水噴淋系統(tǒng)[4]主要采用閉式自動噴水—泡沫聯(lián)用系統(tǒng)和雨淋-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)兩種方式。

2.1 閉式自動噴水—泡沫聯(lián)用系統(tǒng)

該系統(tǒng)是在閉式自動噴水系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加泡沫液儲罐及泡沫比例混合器，系統(tǒng)組成及控制原理見圖1、圖2。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時,位于保護區(qū)的閉式噴頭破裂噴水,啟動該區(qū)域的水流指示器并向消防控制室報警；水流通過引起報警閥前后水壓不平衡,報警閥開啟,由報警閥上的水力警鈴發(fā)出聲音報警。壓力開關(guān)啟動水泵,輸送泡沫混合液至噴頭噴出泡沫滅火。濕式系統(tǒng)前期噴水至噴泡沫的轉(zhuǎn)換時間按4 L/s流量計算,不應(yīng)大于3 min,持續(xù)噴泡沫時間不少于10 min,泡沫液用完,系統(tǒng)噴水冷卻防止復(fù)燃。

圖2 閉式自動噴水—泡沫聯(lián)用系統(tǒng)工作原理

2.2 雨淋—泡沫聯(lián)用系統(tǒng)

該系統(tǒng)按照噴水先后順序可分為兩種類型,一種是前期噴泡沫滅火,后期噴水冷卻防止復(fù)燃；一種是前期噴水滅火,后期噴泡沫強化滅火效果。該系統(tǒng)均由雨淋閥組、火災(zāi)感應(yīng)傳動控制系統(tǒng)、開式噴頭、泡沫液儲罐及泡沫比例混合器等組成,系統(tǒng)組成及控制原理見圖3、圖4。雨淋閥組前的管道平時充滿水,雨淋閥組及比例混合器上的電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài),火災(zāi)發(fā)生時保護區(qū)內(nèi)的感光、感溫、感煙探測器發(fā)出信號,啟動消防水泵,打開雨淋閥,按照設(shè)定先噴水或先噴泡沫液滅火。

圖3 雨淋-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)示意

圖4 雨淋-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)工作原理

由于該暫存庫空間較高，發(fā)生火災(zāi)時火災(zāi)蔓延較快,而閉式自動噴水—泡沫聯(lián)用系統(tǒng)噴頭的響應(yīng)動作則明顯滯后,無法及時控制火災(zāi)的蔓延;雨淋—泡沫聯(lián)用系統(tǒng)一旦啟動就能達到作用面積內(nèi)全面噴水,能有效地控制火勢的發(fā)展。采用先噴水后噴泡沫的雨淋-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)噴水時易形成流淌火,對于后期滅火不利。綜上所述,采用先噴泡沫滅火后噴水冷卻防止復(fù)燃的雨淋—泡沫聯(lián)用系統(tǒng)較合適。

3 系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

該倉庫采用單排貨架,儲物高度4 m,系統(tǒng)設(shè)計參考倉庫危險等級Ⅱ級,噴水強度15 L/(min·m2),作用面積280 m2,作用時間2 h,采用吸氣型泡沫—水噴頭,額定壓力0.4 MPa,流量系數(shù)K=45。

雨淋—泡沫聯(lián)用系統(tǒng)最好的就是一個防火分區(qū)對應(yīng)一個雨淋系統(tǒng),因此該暫存庫每個防火分區(qū)面積按280 m2設(shè)計,經(jīng)計算求出系統(tǒng)設(shè)計流量80 L/s,噴淋泵設(shè)計揚程0.85 MPa,計算公式如下。

式中：q為每個噴頭流量，L/s；K為噴頭流量系數(shù)；P為噴頭工作壓力，MPa；Q為系統(tǒng)設(shè)計流量，L/s；n為噴頭數(shù)量，個。

式中：H為水泵揚程,MPa；h為管道沿程、局部、報警閥及比例混合器的水頭損失之和，約0.35 MPa;P0為最不利點噴頭工作壓力,0.4 MPa;Z為最不利點與消防水池最低水位之間的高程差,約0.1 MPa。

4 泡沫液選擇及用量計算

根據(jù)《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50151-2010）第3.2.2條規(guī)定[5]，保護非水溶性液體的泡沫—水噴淋系統(tǒng)可選用蛋白、氟蛋白、水成膜或成膜氟蛋白泡沫液。氟蛋白具備人工合成表面活性基團,能在易燃液體表面形成隔絕空氣的泡沫毯,能防止易燃液體的表面蒸發(fā)氣體從而阻止燃燒。其價格較低,每兩年更換一次，考慮到該暫存庫特點選用氟蛋白泡沫滅火劑。系統(tǒng)流量80L/s,泡沫液混合比6%,供給時間10 min，由此可以求出泡沫液用量VF=4 320 L。

式中：VF為泡沫液體積,L；K為安全系數(shù),通常取1.3～1.6,本工程取1.5;Q為系統(tǒng)設(shè)計流量,L/min;B為泡沫濃度,6%;T為泡沫供應(yīng)時間,10 min。

5 噴頭選擇

雨淋—泡沫聯(lián)用系統(tǒng)采用的噴頭形式有吸氣型和非吸氣型兩大類[6]。吸氣型泡沫噴頭是一種專用的泡沫噴頭,噴頭上有吸氣孔,在一定的壓力驅(qū)動下,吸入空氣進行機械攪拌,形成良好的泡沫液灑向保護對象,其額定工作壓力較高,一般為0.30 MPa。根據(jù)噴灑方向不同,可分為頂噴式、水平式和彈射式3種。非吸氣型泡沫噴頭上沒有吸氣孔,與水霧噴頭相同,噴出來的是霧狀的混合液滴,而非具有一定倍數(shù)的泡沫液。其額定工作壓力較低,只限用于水成膜泡沫液或成膜氟蛋白泡沫液,可分為旋流型、撞擊型、擴散型和噴灑型四大類,而且可用現(xiàn)有的水霧噴頭代替。該暫存庫選用氟蛋白泡沫滅火劑,因此選用吸氣型噴頭。

6 小結(jié)

危險廢物暫存庫多儲存有毒和易燃易爆化學(xué)品,在工程設(shè)計中首先要注意物料的分類存放以及倉庫的通風(fēng),避免一些物料因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生火災(zāi),從源頭上避免火災(zāi)發(fā)生。泡沫—水噴淋系統(tǒng)經(jīng)濟實用、滅火效率高、安全可靠,可廣泛應(yīng)用于滅火要求較高的A、B、C類火災(zāi)場所,尤其是適用于可燃物較多、物料不確定的的危險廢物暫存庫。

[1]中國核電工程有限公司.給水排水設(shè)計手冊：建筑給水排水[M].3版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[2]中元國際工程設(shè)計研究院.自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2002.

[3]GB50370-2005,氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

[4]GB50084-2001(2005年版),自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

[5]GB50151-2010,泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

[6]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司,中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施（2009）：給水排水[M].北京:中國計劃出版社,2009.

Brief Discussion on Design of Foam-water Spraying System for Hazardous Waste Temporary Storage

ZHAO Qing
(China Nerin Engineering Co.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330031,China)

Selection of fire-fighting system for hazardous waste temporary storage is discussed in the paper by combination of engineering design of a hazardous waste temporary storage,and the paper introduces two methods of foam-water spraying system, selection of design parameters,selection of spray nozzle and calculation of foam liquid dosage.

hazardous waste;temporary storage;fire-fighting design;foam-water spraying system;spray nozzle

TU892

B

1004-4345（2014）01-0000-00

2013-07-30

趙 慶(1984—),男,工程師,主要從事給排水工程設(shè)計工作。