張艷煥，林長(zhǎng)青

(1.北京建工建筑設(shè)計(jì)研究院，北京 100044；2.青島市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，山東 青島 266071)

近年來我國航天事業(yè)飛速發(fā)展離不開航天發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。在航天發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試中經(jīng)常用到易燃易爆物質(zhì)-甲基肼，加注綜合間貯存有大量的甲基肼，加注綜合間的自動(dòng)滅火系統(tǒng)一般采用泡沫-水雨淋系統(tǒng)。

1 工程概況

本工程占地面積1944.07 m2，總建筑面積1944.07 m2，地上1層，建筑高度10.65 m。一層平面劃分為緩沖間、酸洗間、半成品庫、成品存放區(qū)、焊接區(qū)、水洗間、設(shè)備調(diào)試間、管路制作間、加注設(shè)備調(diào)試區(qū)、雨淋閥間、工裝間、周轉(zhuǎn)區(qū)、加注綜合間等。

2 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試廠房消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)及泡沫-水雨淋系統(tǒng)的應(yīng)用

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試廠房的消防系統(tǒng)除了消火栓系統(tǒng)及滅火器的常規(guī)設(shè)計(jì)之外，就是加注綜合間采用泡沫-水雨淋系統(tǒng)。加注綜合間面積221.58 m2，貯存2000 L甲基肼，2000/221.58=9<25 L/m2，根據(jù)《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1.1條第2款[1]的規(guī)定，加注綜合間可以采用泡沫-水雨淋系統(tǒng)。泡沫-水雨淋系統(tǒng)可前期噴水后期噴泡沫，前期噴水控火，后期噴泡沫強(qiáng)化系統(tǒng)的滅火能力，縮短滅火時(shí)間；也可前期噴泡沫后期噴水，分別發(fā)揮泡沫滅火和水冷卻的優(yōu)勢(shì)[2]。對(duì)比兩種滅火方式的優(yōu)缺點(diǎn)，本工程泡沫-水雨淋系統(tǒng)采用前期噴泡沫后期噴水的設(shè)計(jì)。

3 泡沫-水雨淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 水力計(jì)算

圖1 水力計(jì)算平面圖

Fig.1 Hydraulic calculation plan

泡沫-水雨淋系統(tǒng)在主管道內(nèi)的流速不宜大于5 m/s，支管道內(nèi)的流速不應(yīng)大于10 m/s。管材選用內(nèi)外熱鍍鋅鋼管，系統(tǒng)水管道與泡沫混合液管道的沿程水頭損失應(yīng)按下列公式計(jì)算[1]：

式中：i-管道的單位長(zhǎng)度水頭損失(kPa/m)；

V-管道內(nèi)水或泡沫混合液的平均流速(m/s)；

dj-管道的計(jì)算內(nèi)徑(m)。

泡沫-水噴頭的泡沫混合液流量按下式計(jì)算[1]：

式中：q—泡沫混合液流量(L/min)；

k—泡沫-水噴頭的流量特性系數(shù)；

P—泡沫-水噴頭的進(jìn)口壓力(MPa)。

水力計(jì)算平面圖詳見圖1。

采用作用面積法計(jì)算，水力計(jì)算表詳見表1。

表1 水力計(jì)算表

本工程泡沫-水雨淋系統(tǒng)前期噴泡沫后期噴水，噴泡沫與噴水強(qiáng)度均應(yīng)滿足《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.2.2條[1]的規(guī)定，甲基肼雖然屬于水溶性液體，但根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果其混合液供給強(qiáng)度可參照《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》表7.2.2[1]的數(shù)據(jù)，泡沫液選用抗溶性水成膜，本工程噴頭設(shè)置高度小于10 m，泡沫混合液供給強(qiáng)度不小于6.5 L/(min·m2)。水力計(jì)算泡沫混合液供給強(qiáng)度或噴水強(qiáng)度10.26>6.5 L/(min·m2)，滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 平面及系統(tǒng)設(shè)計(jì)

經(jīng)過水力計(jì)算可知每段消防管管徑，選用的泡沫-水噴頭技術(shù)參數(shù)：噴灑直徑4.5 m，工作壓力0.3～0.5 MPa，流量系數(shù)k=40，發(fā)泡倍數(shù)≥6。根據(jù)已有資料布置泡沫-水噴頭，標(biāo)注平面尺寸及每段消防管管徑，詳圖1。

根據(jù)繪制的泡沫-水雨淋系統(tǒng)平面圖繪制泡沫-水雨淋系統(tǒng)原理圖，詳圖2。

圖2 泡沫-水雨淋系統(tǒng)原理圖

Fig.2 Foam-water deluge system schematic

泡沫-水雨淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)詳表2。

表2 泡沫-水雨淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)表

3.3 系統(tǒng)組件的選擇計(jì)算

泡沫-水雨淋系統(tǒng)的系統(tǒng)組件包含雨淋報(bào)警閥組、泡沫液罐、泡沫比例混合器、壓力開關(guān)、泡沫-水噴頭、電磁閥、泡沫液控制閥等。由表1可知系統(tǒng)干管管徑DN150，雨淋報(bào)警閥組選取型號(hào)ZSFY150，公稱直徑DN150。

由表1可知總流量37.9 L/s，《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1.3條[1]規(guī)定泡沫混合液連續(xù)供給時(shí)間不應(yīng)小于10 min，本工程選取10 min，泡沫混合比3%。泡沫混合液量=37.9×10×60=22740 L，泡沫液量=22740×3%=682.2 L。本工程設(shè)計(jì)中，選取ZPS系列PGNL700型的泡沫液儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐容量700 L。泡沫比例混合器選取PHY系列PHY48型，本型號(hào)流量范圍12～48 L/s，流量范圍包含37.9 L/s符合設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)管道充液時(shí)，壓力開關(guān)發(fā)出電信號(hào)確定火災(zāi)位置，作用類似水流指示器。泡沫液控制閥控制泡沫液的供給。電磁閥控制泡沫液控制閥的開啟。

4 總結(jié)

泡沫-水雨淋系統(tǒng)具有安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、滅火效率高等優(yōu)點(diǎn)，適用于撲救甲、乙、丙類易燃易爆液體火災(zāi)，適用場(chǎng)所有危險(xiǎn)品倉庫、車庫、飛機(jī)庫、停車場(chǎng)、化工廠、鍋爐房、石化企業(yè)、冶金企業(yè)、航天測(cè)試廠房等。另外，對(duì)常見物質(zhì)的A類火災(zāi)，以及橡膠、塑料、合成纖維等物質(zhì)的火災(zāi)也有很好的撲滅效果。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，該系統(tǒng)將得到更加廣泛的應(yīng)用。