1、泵入平衡壓力式泡沫比例混合裝置的應用設計琢磐系:鱗驥泵人平衡壓力式泡沫比例混合裝置的應用設計楊志軍,吳海衛(公安部上海消防研究所,上海200032)摘要:論述了泵入平衡壓力式泡沫比例混合裝置在工程應用中的各種結構形式,對其各自的特點及適用的泡沫滅火系統進行了分析,提出了設計中需要注意的若干問題.關鍵詞:泵入平衡壓力式泡沫比例混合裝置;泡沫滅火系統;工程設計中圖分類號:TU89,X924文獻標識碼:A文章編號:10090029(2006)040505031前言泵入平衡壓力式泡沫比例混合裝置除了與儲罐壓力式泡沫比例混合裝置一樣具有混合比精度高,壓力損失小,流量壓力范圍廣的特點外,還具有可靠性更高,

2、泡沫液儲量范圍更大,結構設計更加靈活等諸多優點,尤其適用于大中型石化工程場所.該裝置是由常壓泡沫液罐,泡沫液泵,平衡閥組件,泡沫比例混合器以及閥門,儀表,管路等設備組成的一個系統.它在組成結構上可以有多種變化,同時泡沫液泵的驅動機可以有多種選擇;在控制上,也有多種實現方式.事實上,不同的工程項目需要考慮的具體問題各不相同,這就需要產品具有更強的靈活性和適應性,以滿足系統設計的需要.2基本結構及部件變化情況泵入平衡壓力式泡沫比例混合裝置的基本工作原理是:采用高性能齒輪泡沫液泵向混合器輸送泡沫液,并通過平衡閥準確地自動調節泡沫液壓力,使之與混合器噴嘴前水壓力平衡,從而保證精確的混合比1.平衡閥對泡

3、沫液壓力的調節有兩種方式:一種是平衡閥串聯安裝在泡沫液供給管路上,采用減壓的方式自動調節泡沫液壓力與混合器噴嘴前水壓力平衡;另一種是平衡閥與泡沫液供給管路并聯安裝,通過旁通溢流來實現兩壓力平衡.根據平衡閥的安裝方式,泵入平衡壓力式泡沫比例混合裝置分為平衡閥串聯式和平衡閥旁通式兩種基本結構.見圖1,圖2所示.在圖1,圖2中,P.為泡沫液泵出口壓力,P為混合器噴嘴前水壓力,q為流過混合器的水的流量;P為混合器孔板前泡沫液壓力,q為進入混合器的泡沫液的流量;q+q為泡沫混合液流量.q-比例混合器q+q2qz比例混合器q+q圈1平衡閥串聯式結構圖2平衡閥并聯式結構這兩種平衡閥安裝方式都能夠起到調節壓力

4、平衡(即P一P)的目的,但卻有一個基本不同點,即平衡閥串聯安裝時,是調節閥后泡沫液壓力與水壓力平衡,而并聯式安裝時,是調節閥前泡沫液壓力與水壓力平衡.在這兩種安裝方式中,平衡閥隔膜腔的控制壓力引入正好相反.在串聯安裝時,隔膜上腔引入泡沫液壓力P,隔膜下腔引入水壓力P.在并聯式安裝時,隔膜上種結構在僅采用一臺泡沫液泵,一個混合器的情況下,都可以使用.但是,當系統需要考慮主備用泡沫液泵以及兩個或兩個以上混合器等復雜情況時,它們各自的特點就會顯現出來.泡沫液泵的驅動機可有幾種選擇,分別為水輪機,靠,可不設置備用泡沫液泵4.若采用電機或柴油機驅動泡沫液泵,則必須設計主備用泡沫液泵.泵入平衡壓力式泡沫比

5、例混合裝置能夠很方便地實現自動控制.基本做法是在裝置中設計自動閥門,一般包括主管路進水閥,泡沫液泵進口閥,混合器泡沫液進口閥,若采用水輪機驅動泡沫液泵,則還包括水輪機進水閥.同時,在混合器泡沫液進口管路上設置壓力信停,自動閥門的開關以及壓力信號遠傳等進行邏輯控制.在應用設計時,應結合系統設計情況,選擇最合理可靠的設備元件和邏輯程序.基金項目:上海市科委資助項目"石油化工高效環保型滅火技術與設備研究"(o2-JGO5O17)消防科辱與提米2006年7月第25卷第4期5053典型工程應用設計(1)方案l.平衡閥并聯,單臺水輪機驅動泡沫液泵,單根混合器管路,電動閥門控制.這是一個

6、最基本,最簡捷,最常用的結構,適用于大多數常規的只考慮一個泡沫混合液管路的系統設計.其流程圖見圖3.圖3方累l流程不意圖四個電動閥門,分別為混合器消防水進口閥,水輪機壓力水進口閥,泡沫液泵進口閥,混合器泡沫液進口閥.另外,配備了一臺FD型泡沫站控制箱,用于執行對四個電動閥門的自動控制,控制箱同時具備自動巡檢以及與控制中心進行聯系功能.裝置的自動控制即為對四個電動閥門的動作控制.控制程序為:FD泡沫站控制箱在接到控制中心火警確認信號后,即刻在規定時間內同時打開四個電動閥門,裝置即投入運行.若出現某個閥門故障,發出報態在FD上及控制中心均可被顯示.由于水輪機需要依靠消防壓力水工作,因此在系時,水輪

7、機用水量取設計混合液流量的lO;若采用6型的泡沫液,水輪機用水量取設計流量的2O%.(2)方案2.平衡閥串聯,單臺水輪機驅動泡沫液結構的最基本的裝置結構,見圖4.與平衡閥并聯安裝相比,該結構需要增加安裝一個持壓閥,用來泄掉小流量工況下泡沫液泵出口過高可以保證平衡閥通過減壓作用使出口泡沫液壓力與水壓力平衡.在控制上,與方案l相同.一般來說,這兩種結構5O6在設計中都可以采用.在功能上沒有區別.水1圖4方案2流程示意圖(3)方案3.平衡閥并聯,兩臺泡沫液泵,一臺電機驅動,一臺柴油機驅動,單根混合器管路,氣動閥門控制,見圖5.圖5方案3流程示意圖該裝置設置了三臺氣動閥門,分別位于混合器消防水進口,泡

8、沫液泵進口,混合器泡沫液進口.同時,為了檢測泡沫液泵是否工作正常并進行切換,在泡沫液BQC電機控制箱,一臺BCK柴油機控制箱,一個JXD接線盒,所有氣動閥和壓力傳感器的控制線通過接線盒接到控制中心.邏輯控制程序設定在控制中心,BQC和BCK實現在現場分別對電機和柴油機的控制.控制程序為:控制中心在確認火警信號后,首先開啟混合器進水口氣動閥和泡沫液泵進口氣動閥,同時啟動電機泡沫液泵,當壓力傳感器壓力達到設定值,顯示電動泡沫液泵工作正常時,打開混合器泡沫液進口障,或壓力傳感器檢測到電動泡沫液泵未能正常工作,則啟動柴油機泡沫液泵,使裝置投入運行.該方案與系統設計有很多接口,在設計中需要特別注意與系統

9、設計方進行技術溝通與落實.(4)方案4.平衡閥串聯,兩臺電機驅動泡沫液泵,兩根混合器管路,電動閥門控制.在工程中,有時需要采用一套裝置同時向兩個或兩個以上的管路系統提供泡沫液,而這兩個管路系統壓力不同,并且可能同時使用,見圖6.二撒泡沫泡沫泡沫混合液Tf平衡閥I消防水f平衡閥LI消防水l廣_圖6方案4流程示意圖在這種情況下,采用平衡閥串聯安裝的結構形式則是必要的,并且一個混合器管路需要一根串聯安裝的平衡閥供泡沫液管路.因為,串聯安裝的平衡閥是出口壓力與水壓力平衡.因此,這種結構設計可以保證每個平衡閥后的壓力與對應的混合器進口水壓力平衡,從而保證每個混合器都能正常工作.該裝置設置了三臺自動閥門,

10、分別位于泡沫液泵BQC泡沫站控制箱,控制箱同時控制三臺閥門及兩臺泡沫液泵電機的啟停,泡沫液泵出口管路上的壓力傳泵的流量壓力應能滿足可能需要同時工作的所有混合管路系統對泡沫的需求之和.4結束語泵入平衡壓力式泡沫比例混合裝置的應用設計可靈活多變,筆者雖然對在工程中應用的幾種主要結構和配置方案進行了分析,但通過改變裝置的可變項,還體條件對裝置結構,部件設備,控制方案等各個方面進行優化設計,以滿足系統設計的要求,確定合理,可靠的工程應用設計方案.消防井學與技術2006年7月第25卷第4期,s.?科技信息?新型大區域火災探測報警系統參考文獻:1楊志軍.泵入平衡壓力式泡沫比例混合裝置的設計J.消防科學與技

11、術,2003,22(3):181182,187.E2CHAMGUARDINC.,Inlinebalancedpressureproportionersystemdesign,Installation&Maintenance.E3vIKINGINc.,ModelLFFinLineBalancedPressureProportionerDesignandTechnicalData.E43GB501512000.低倍數泡沫滅火系統設計規范Es.Engineeringapplicationdesignofthefoampumppressurebalancedpr0p0rti0ningunit