5.5 泡沫管道
泡沫管道是流通泡沫混合液的通道，包括从消防泵到储罐之间的所有管线，按管径的不同分为泡沫干线管道和泡沫支线管道。泡沫管径大小的选择要根据《管道元件 DN(公称尺寸)的定义和选用》GB/T1047—2005确定，DN系列选用的数值附表1所示。 5.5.1 确定泡沫混合液在管道内流速
通常为了及时灭火和满足安全需要，泡沫泵启动后将泡沫混合液输送到最远油罐的时间不超过5min的要求，泡沫混合液的流速一般不超过v?2.5~3.0m/s。
泡沫混合液的最小流速：
v?
L
(5-6) T
式中：S——泡沫液储罐至最远一个油罐泡沫发生器之间管道的长度，170m；
T——泡沫混合液输送到最远油罐的最大时间，5min。 所以，v?170?0.57m/s 5?60考虑到设计需要，泡沫混合液在管道内的流速取v?2.0m/s。 5.5.2 泡沫干线管
泡沫干线管一般都是围绕着防火堤敷设成环型管网或沿防火堤的长轴作成枝状管网。其一端与泵出口连接，另一端与油罐顶上的固定空气泡沫产生器的支管线相连，在连接的支管线上设截断阀门，以便集中地向着火罐供给泡沫。为了保证油罐上某一个空气泡沫产生器遭到破坏时，其余的空气泡沫产生器仍能使用，故油罐上的每一个空气泡沫产生器宜用一根单独泡沫混合液管线。
泡沫干线管道的管径与泡沫混合液的总流量有关，计算式为：
Q?S1?v (5-
7)
式中：Q——泡沫混合液的总流量，L/s；
S1——泡沫干线管道截面积，m2； v——泡沫混合液在管道内的流速，m/s。
22
所以，3.9?10??3??D124?2
D1?50mm
考虑设计余量并参照管道直径表，应该选用DN65的泡沫管径，DN65的管径参数为De74×4.5。 5.5.3 泡沫支线管
泡沫支线管其一端与泡沫干线管连接，另一端与油罐顶上的固定空气泡沫产生器相连。泡沫支线管的管径受中数泡沫产生器的泡沫流速影响，PZ3型中数泡沫产生器的泡沫流速为3L/s。
q1?S2?v (5-8)
式中：S2——泡沫支线管道截面积，m2； 所以，3?10??3??D224?2
D2?44mm
考虑设计余量并参照管道直径表，应该选用DN50的泡沫管径，DN50的管径参数为De59×4.5。
5.6 泡沫储罐
系统用于贮存泡沫液的贮罐为常压罐，可用不锈钢、玻璃钢、聚乙烯等材料制作，贮罐型状、安装方式可根据实际需求进行设计，但所有贮罐必须有检修人孔和通气孔以及液 位计。
求系统用泡沫液的最小贮备量，根据《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50196—93第5.1.4条规定，系统用泡沫液的最小贮备量应按下式计算：
W?WD?WG?WA (5-9)
式中：W——系统用泡沫液的最小贮备量，L；
WD——最大一个油罐用泡沫液的贮备量，L；
WG——泡沫液储罐与一个油罐的泡沫发生器之间管道中最大的泡沫液量，L；
23
WA——油罐区内扑救油品流散火灾需用泡沫液的贮备量，L。
???0.652?所以：W?281???170?540??0.8%?286L
4??根据设计所需泡沫液量，并考虑在实际灭火中保证泡沫液量充足，本设计选用300L不锈钢储罐。
5.7 泡沫比例混合器
泡沫比例混合装置是泡沫灭火系统实现泡沫灭火剂与水按规定比例自动混合成泡沫混合液，通过输送管网将其送入泡沫产生设备或泡沫喷射设备喷射泡沫实施灭火的核心设备。目前国外的泡沫比例混合装置的型式主要有五种:管线式负压空气泡沫比例混合装置、环泵式负压空气泡沫比例混合装置、平衡式空气泡沫比例混合装置、压力式空气泡沫比例混合装置、水轮机驱动泵式泡沫比例混合装置[18]。本设计采用环泵式泡沫比例混合器。
5.7.1 安装方式和工作原理
环泵比例混合流程是泡沫消防工程上最早的一种流程，其安装见图5-2[19]。虽然在一些技术先进的国家己开始由其他流程取代，但在我国目前该流程还是应用较普遍的一种泡沫消防流程。环泵比例混合器的安装位置必须置于消防水泵进、出口之间的回路管段上，环泵比例混合器的进口与消防水泵的出水管连接，环泵比例混合器的出口（扩散管）则与消防水泵的进水管连接，吸泡沫液的口与泡沫管连接。
图5-2 环泵式泡沫比例混合流程安装示意图
1－泵出口管；2－阀门；3－环泵式比例混合器；4－阀门；5－吸液管；6－泡沫液加入口；7－排气
24
口；8－混合器进液管；9－混合器出液管；10－泡沫液储罐；11－消防泵；12－消防泵进水管；13
－泡沫液；14－水源；15－排渣口
工作原理：当水泵启动后，有压力的水流由阀进入泡沫比例混合器，经过喷嘴喷入扩散管，再由扩散管经水泵进水管吸入水泵内，在这样不断循环中，由于喷嘴口径很小，水流由喷嘴喷出，流速很快，真空室内造成负压，于是泡沫液罐内的泡沫液在大气压力的作用下，通过吸管和控制孔被吸进真空室，与水混合形成泡沫混合液，混合液流经扩散管进入泵的进水管。如果泵是正压进水，当比例混合器进口压力为0.7MPa时，其出口背压不大于0.02MPa，当其进口压力大于0.9MPa时，其出口背压不大于0.03MPa，，否则泡沫液就不能够按6％的比例混合，甚至水会从环泵比例混合器扩散管倒流入泡沫液罐。环泵比例混合器俗称负压空气泡沫比例混合器。 5.7.2 环泵式泡沫比例混合器的选型
根据泡沫混合液流量和泡沫液流量确定环泵式泡沫比例混合器型号。泡沫液的混合比为6%，目前，市场上PH系列环泵式泡沫比例混合器型号和规格见表5-5。
表5-5 PH系列环泵式泡沫比例混合器型号和规格
型号 PH16
PH24 PH32 PH48 PH64
混合液流量 （L/s） 16 24 32 48 64
泡沫液流量 （L/s） 0.96 1.44 1.92 2.88 3.84
进口压力 （MPa） 0.6～1.4 0.6～1.4 0.6～1.4 0.6～1.4 0.6～1.4
出口压力 （MPa） 0～0.05 0～0.05 0～0.05 0～0.05 0～0.05
由于泡沫混合液的总流量为10.4L/s，所以选用PH16型环泵式泡沫比例混合器。
5.8 泡沫泵
泡沫泵的选择需根据泡沫混合液的流量、扬程确定。通过计算泡沫混合液所需扬程和流量，选择泡沫泵的型号。 5.8.1 确定泡沫泵的扬程 泡沫泵扬程的计算公式：
H1?hP??Z?Pc （5-10） ?cg25
式中：H1——泡沫泵的扬程，m；
hP——泡沫混合液管线总摩阻损失，m；
?Z——空气泡沫产生器入口与消防水池液面和标高差，m； Pc——空气泡沫产生器进口工作压力，Pa；
?c——泡沫混合液密度（因为其中有94%的水，所以一般取?c??s，?s为水的
密度）。
（1）确定摩阻损失系数?
确定泡沫泵的扬程，首先要计算雷诺数Re的大小，确定流体的流动形式。Re＜2000，层流；Re=2000～4000，过度流；Re＞4000，湍流。通过确定流体的流动形式，计算摩阻损失系数?。雷诺数为：
Re?dv?? （5-11）
式中Re——雷若数
d——泡沫管径，0.065m； v——泡沫混合液流速，2m/s；
ρ——泡沫混合液密度，1.11×103kg/m3； μ——泡沫混合液黏度，25×10-3Pa·s。
0.065?2?1.11?103?5772＞4000湍流 所以 Re?25?10?3通常泡沫混合液管按旧钢管或铸铁管考虑，一般取绝对粗糙度??0.5mm。对于粗糙管，若Re值相同，则摩阻损失系数?与
?2?值有关，即 d2??? ???1.74?2?lg? （5-12）
d??2?0.5??所以： ???1.74?2?lg??0.035
65??（2）管线总摩阻损失
局部组件的当量长度按管线长度的20%计算：L局?20%L?170?20%?34m 管线的总长度：L总=L?L局?170?34?204m 所以管路的沿程摩阻为：
L总v220422hr???0.035???22.5m
d2g0.0652?9.826
?2