一、 系統概述
1.1系統簡介
PWZ-BWSN型泡沫噴霧滅火系統(以下簡稱系統),是一種近年來出現的新形式的滅火方式,它融合了水噴霧滅火和泡沫滅火及氣體滅火的一些更實用的一些特點,同時具備了上述滅火方式的諸多優點,成為滅火大軍中越來越受歡迎的成員。
系統在結構組成上,是采用了儲壓與驅動原理,而在設計應用上,則與水噴霧滅火系統相似。系統采用高效進口泡沫滅火劑,可滅A、B、C類火災,特別適用于撲救熱油流淌和電力變壓器等火災;滅火劑使用量小并具有生物降解性,不污染環境,具有良好的絕緣性能,對設備無影響;采用氣體儲壓式動力源,無需消防水池和配置給水設備;滅火效率高、安全可靠、安裝操作維護簡單; 其同時具有水霧滅火系統和泡沫滅火系統的冷卻、窒息、乳化、隔離等滅火機理。整個滅火系統設備簡單、布置緊湊。
1.2適用范圍
1) 油浸電力變壓器;
2)燃油鍋爐房;
3)燃油發電機房;
4)小型石油庫;
5)小型儲油罐;
6)小型汽車庫;
7)小型修車庫;
8)船舶的機艙及發動機艙。
1.3裝置特點與優點
1) 裝置不用大量的水,免除了供、排水設計和相關設施,結構緊湊,易于安裝,因而造價低,維護方便。
2)由于滅火劑高的張力及高滲透力,使著火物質迅速隔絕空氣而滅火,滅火效率高,時間短。
3)滅火劑屬環保產品,對環境及著火物質本身不會造成任何污染。
4)不受水源等地理環境限制,適應性強。
5)可滅A、B、C類火,應用廣。
二、 產品概述
2.1系統結構
本裝置專門用于油浸變壓器火災滅火。
系統由控制裝置、儲液罐、泡沫滅火劑、電磁控制閥、氮氣啟動裝置、氮氣驅動裝置、減壓閥、分區閥、安全閥、水霧噴頭和管網等組成。
圖1 泡沫噴霧滅火結構
2.2工作原理
系統是采用泡沫滅火劑儲存于儲液罐中。當變壓器出現火災時,通過監測變壓器上表面纜式火災探測器和重瓦斯信號(或兩路纜式火災探測器)自動啟動滅火或人為手動啟動滅火;滅火啟動后,在高壓氮氣驅動下,推動儲液罐內的泡沫滅火劑;通過管道和水霧噴頭后,將泡沫滅火劑噴射到變壓器上;迅速冷卻變壓器表面及噴灑出燃燒的變壓器油,并產生一層阻燃薄膜,隔離保護對象和空氣,使之迅速滅火的滅火系統。
三、技術數據
1) 控制電源AC220V
2)氮氣瓶氮氣公稱壓力:13.5Mpa;
3)感溫電纜報警溫度:105℃;
4)水霧噴頭噴灑壓力:大于0.35 MPa,不大于0.5 MPa;
5)水霧噴頭噴灑高度:≤10米;
6)泡沫滅火劑共給強度:8 L/min·m2;
7)泡沫連續共給時間:大于15min;
8)泡沫滅火劑使用壽命: 5年;
9)控制輸出接點容量: DC24V 1.5A;
10)信號輸入公共點電壓:DC24V;
11)系統使用環境溫度為4℃~50℃(特殊場合訂貨時提出)
12)控制器工作溫度:-10~55℃,24小時內平均溫度不超過35℃;
13)控制器存儲溫度:-27~70℃。
3.1型號編制
四、使用說明
4.1自動啟動操作
轉動自動、手動選擇按鈕,使箭頭指向自動,即啟動自動狀態,裝置在此狀態下能根據外部信號啟動裝置滅火;
4.2手動動作
裝置在運行過程中都能通過按下手動按鈕(帶防護罩)后啟動滅火,不同手動按鈕分別控制相應分區閥來選擇給不同的被保護裝置滅火;
4.3急停按鈕
系統在自動或手動開啟滅火后,不立即啟動滅火裝置,一般要延時一段時間后再啟動滅火,延時時間可以設定。在啟動滅火之后,如果按下急停按鈕,則停止滅火啟動。
4.4復歸
系統在滅火啟動并且信號輸入恢復正常后,按下復歸鍵,控制器結束滅火,各參數回到初始狀態,相應指示燈關閉。但是系統閥門不能自動關閉,滅火系統應進行人工恢復,具體步驟下面介紹。
4.5機械手動啟動
在停電或其他特殊情況下,裝置沒能自動或手動啟動滅火系統,工作人員可以通過機械手柄手動開啟氮氣容器閥和儲液罐上的分區閥來啟動滅火系統。
其過程如下:
1) 首先用手按下氮氣啟動電磁閥手動開關,氮氣瓶釋放氣體至儲液罐;
2) 觀察儲液罐壓力,當儲液罐壓力大于0.35MPA后,用專用手柄打開分區閥,開啟系統滅火。
五、設計
5.1泡沫噴頭設計
式中:q---水霧噴頭流量(L/min)。
P---噴頭的工作壓力(MPa),一般情況下取0.35 MPa;
K---噴頭的公稱流量系數 根據實際情況,選取不同K值的噴頭。
R=Btan(θ/2)
式中:R——水霧錐底圓半徑(m);
B——水霧噴頭的噴口與保護對象之間的距離(m);B一般在0.8-1m左右,結合實際情況和安全距離適當調整。
θ——水霧噴頭的霧化角(°)
選擇合適霧化角水霧噴頭,水霧噴頭可布置為矩形方式和菱形方式,矩形布置時噴頭相距不大于水霧錐底面半徑的1.4倍,菱形布置時噴頭相距不大于水霧錐底面半徑的1.7倍。保證水霧可完全覆蓋變壓器。
設計人員根據實際情況確定型號,選擇合適噴頭型號及數量。
水霧噴頭、管道與電氣設備帶電(裸露)部分的安全凈距離應符合線型國家相關標準規定距離。
5.2保護面積計算方法
按照《泡沫滅火系統設計規范》GB 50151-2010中7.4.2.1條規定,即變壓器保護面積按變壓器油箱本體水平投影且四周外延1米確定。
5.3最小滅火劑用量計算
Q=S×W×T
式中Q滅火劑總用量(L);
S被保護的面積(m²)
W保護對象的泡沫滅火劑供給強度(L/min·㎡),按《泡沫滅火系統設計規范》GB 50151-2010中7.4.2.2條規定,式中取W=8 L/min·㎡。
T泡沫噴灑時間(min),式中取15min。
5.4最小噴頭數量計算
n=Q/q
式中如果n為整數,N=n,如果n為小數,則N=n+1。N為最小噴頭數量,實際噴頭使用數量不小于N。
5.5實際滅火劑用量
Qj=Nj*q
式中Qj為滅火及實際設計用量,Nj為噴頭實際使用數量。
5.6管路設計
依據《泡沫滅火設計規范》9.2.1規定儲液區泡沫滅火系統水和泡沫混合液流速不宜大于3m/s。
可按3m/s計算主管道直徑,然后取大于或等于計算值的標準管徑。
管徑經驗值見下表:
泡沫噴灑量(L) | 工作壓力(MPa) | 按3m/s流速的計算直徑mm | 主管道及分區閥推薦直徑mm |
500 | 0.35 | 15.36 | 25 |
800 | 19.43 | ||
1000 | 21.7 | ||
1500 | 26.6 | 50 | |
2000 | 30.7 | ||
2500 | 34.34 | ||
3000 | 37.62 | ||
3500 | 40.63 | ||
4000 | 43.44 | ||
4500 | 46.08 | ||
5000 | 48.57 | 65 | |
5500 | 50.94 | ||
6000 | 53.21 | ||
6500 | 55.38 | ||
7000 | 57.47 | ||
7500 | 59.49 | ||
8000 | 61.44 | 80 | |
8500 | 63.33 | ||
9000 | 65.16 | ||
9500 | 66.95 | ||
10000 | 68.69 | ||
11000 | 72.04 | ||
12000 | 75.24 | 100 | |
13000 | 78.32 | ||
14000 | 81.27 | ||
15000 | 84.12 | ||
16000 | 86.88 |
5.7氮氣瓶組設計
先計算泡沫罐的工作壓力H=∑h+P0+hz
式中:H-泡沫儲液罐的工作壓力即減壓器低壓側設定壓力 (MPa);
∑h-管道沿程和局部水頭損失的累計值(MPa);
P0-最不利點處水霧噴頭工作壓力(MPa),這里取0.35MPa;
hz-最不利點噴頭距泡沫液出口的高程差(MPa);
依據《泡沫滅火系統設計規范》9.2.1舍維列夫計算公式計算壓力損失
式中:i-管道單位長度損失;
V-管道內泡沫液平均流速;
dj管道的計算內徑;
到最不利點的所有管道,根據不同直徑算出管道單位損失及長度,再用當量法求出管道內的局部水頭損失,最后得到∑h。
再依據玻意耳-馬略特定律計算動力瓶組個數
式中:
PC----系統工作壓力 ,按H值計算
V----儲液罐容積
PN----標準狀況下氮氣瓶內允許最低工作壓力,一般規定為壓力下限8MPa
VP----單個氮氣瓶容積 我們一般用70L氮氣瓶
N----計算的氮氣瓶個數
六、注意事項
1、本系統應存放在安全地方,沒有經過培訓或非專業人員不得接近;
2、本系統在寒冷地區應該裝有加熱系統,溫度不得低于4℃,瓶內氮氣壓力會隨溫度升高而升高,應避免溫度過高或直曬,溫度過高時要注意氮氣瓶內壓力,氮氣瓶內壓力不應高于15Mpa,如有超壓現象,要人工釋放瓶內氣體。
3、氮氣瓶組氮氣瓶內氣體壓力不能低于10Mpa,啟動氮氣瓶內壓力不得低于3Mpa,要定期巡視,記錄氮氣瓶內壓力,保證氮氣瓶內氮氣壓力在規定范圍內;
4、減壓器在出廠前已經調試到正確位置,系統在出廠以后不要隨意轉動減壓器調壓手柄,萬一出現調壓器手柄轉動現象,要通過專業人員將減壓閥調整回正確位置;
5、系統調試安裝完畢,正式運行之前,必須打開電磁氣動閥和氣瓶容器閥上的防護鎖,還要開啟噴霧管道上的控制閥。
七、維護管理
7.1氮氣啟動源
目測氮氣瓶及瓶上電磁閥、減壓器、單向閥等各閥體是否有機械性損傷,檢測瓶內壓力,壓力應在3-6.7MPa之間:檢查周期:每月。
7.2氮氣動力源
目測氮氣瓶及瓶上氣壓閥、減壓器、單向閥等各閥體是否有機械性損傷,檢測瓶內壓力,壓力應該在10-14.9MPa之間:檢查周期:每月。
7.3儲液罐
目測儲液罐有無機械損傷,排渣口處截止閥有無滲液現象,分區閥有無機械損傷、外漏現象;檢查周期:每月。
7.4水霧噴頭及管網
目測水霧噴頭及管網有無機械損傷、變形及堵塞;檢查周期:每年
7.5泡沫滅火劑
泡沫滅火劑使用壽命大于5年,每五年應該檢測泡沫滅火劑的性能,如果不達標要由供應商進行更換。檢查周期 1年。
7.6滅火系統的恢復
本系統中氮氣動力源和泡沫只供一次滅火噴放使用,滅火結束后,所有容器閥重新換上封閉膜片,然后將動力源及啟動源氮氣瓶重新裝滿氮氣;關閉分區閥,儲液罐重新裝滿滅火劑。此工作必須有泡沫滅火系統供應商完成。
八、產品圖片展示