×××国家标准

《低倍数泡沫灭火系统设计规范》

GB50151-92

2000年局部修订条文

               工程建设标准局部修订公告
   
                    第25号

  国家标准《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB 5o15l- 92,由公安部天津消防科学研究所会同有关单位进行了局部修订,已经有关部门会审,现批准局部修订的条文,自2000年10月1日起施行,原规范中相应的条文同时废止。现予公告。

                                 ×××建设部
                                   2000年 8月 25日



                   第一章 总 则

  第1.0.3条 本规范适用于加工、储存、装卸、使用甲(液化烃除外)、乙、丙类液体场所设置的泡沫灭火系统的设计。 本规范不适用于船舶、海上石油平台等场所设置的泡沫灭火系统的设计。

  [说明]根据我国的规范体系,建筑类规范规定低倍数泡沫灭火系统的设置场所,本规范规定低倍数泡沫灭火系统的选型与具体设计。为了更加明确这一点,做此修改。


              第二章 泡沫液和系统型式的选择

第一节 泡沫液的选择、储存和配制

  第2.1.1条 对非水溶性甲、乙、丙类液体储罐,当采用液上喷射泡沫灭火时,可选用蛋白、氟蛋白、水成膜或成膜氟蛋白泡沫液;当采用液下喷射泡沫灭火时,应选用氟蛋白、水成膜或成膜氟蛋白泡沫液。

  [说明]本规范的规定与美国、英国等国家相关标准的规定类似。

  20世纪 80年代初,英国 Angus 公司以水解蛋白为基料,添加适宜的氟碳表面活性剂制成了成膜氟蛋白泡沫液(FFFP), 20世纪 90丰代我国开发了这种泡沫液。该泡沫液不但具有氟蛋白泡沫液的特
点,而且还具有水成膜泡沫液的成膜特点,是当今普遍使用的泡沫液种类之一。

  从灭火角度,抗溶性氟蛋白泡沫液、抗溶性水成膜泡沫液和抗溶性成膜氟蛋白泡沫液等也适用液下喷射泡沫灭火,但其价格较贵,对单纯的非水溶性甲、乙、丙类液体储罐本规范不推荐采用上述抗溶泡沫液。

    第 2.1.1A条 保护非水溶性甲、乙、丙类液体的泡沫喷淋系统、泡沫枪系统、泡沫炮系统,当
  采用泡沫喷头、泡沫枪、泡沫炮等吸气型泡沫产生装置时,可选用蛋白、氟蛋白、水成膜或成膜氟
  蛋白泡沫液;当采用水喷头、水枪、水炮等非吸气型喷射装置时,应选用水 成膜或成膜氟蛋白泡
  沫液。

    [说明]水成膜、成膜氟蛋白泡沫混合液施加到非水溶性液体燃料表面上时,能产生一层防护
  膜。其灭火效力不仅与泡沫性能有关,更重要的是依赖于它的成膜性及其防护膜的坚韧性和牢固
  性。所以水成膜、成膜氟蛋白泡沫液也适用于水喷头、水枪、水炮等非吸气型喷射装置。

  第2.1.2条 对水溶性甲、乙、丙类液体和含氧添加剂含量体积比超过10%的无铅气油,以及用一套泡沫灭火系统同时保护水溶性和非水溶性甲、乙、丙类液体的,必须选用抗溶性泡沫液。

  [说明]汽油中的含氧添加剂主要是醚、醇等水溶性液体,对普通泡沫具有很强的破坏作用。无铅汽油中含氧添加剂含量体积比超过10%时,用普通泡沫液灭火困难,所以也必须选用抗溶性泡沫液。为
此,参照NFPA11-1998《低倍数泡沫灭火系统标准》增加相应要求。

  当添加剂为多组分的混合物时,只计算含氧元素的那些组分的净含量。

  某些储罐区既有水溶性液体储罐又有非水溶性液体储罐,某些桶装库房同时存有水溶性和非水溶性液体,为了降低工程造价设计一套泡沫灭火系统是可行的,但须选抗溶性泡沫液。用抗溶性泡沫液扑救非水溶性甲、乙、丙类液体时,其设计要求与普通泡沫液相同。
  第2.1.4条 用于配制泡沫混合液的水源,应符合下列要求:
    一、配制泡沫混合液的水源应按泡沫液适宜的水质要求配备;
    二、配制泡沫混合液的水温宜为4℃~35℃

  [说明」淡水是配制各类泡沫混合液的最佳水源。某些泡沫液也适宜于用海水配制混合液。一种泡沫液是否适宜于用海水配制混合法,取决于其耐海水(或硬水)的性能。因此,选择水源时,应考虑与所选泡沫液要求的水质是否相适宜。为此,将原规范一、二、三款合并为目前的一款,四款改为二款。     ①注:局部修订条文中标有黑线的部分为修订的内容。


第二节 系统型式的选择

  第2. 2.1条 选择固定式、半固定式或移动式泡沫灭火系统类型时,应符合相关规范的规定。

  [说明]现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》、《石油库设计规范》、《原油和天然气工程设计防火规范》分别对各自行业设置固定式、半固定式和移动式泡沫灭火系统的场所进行了规定,全面修订中的《建筑设计防火规范>>拟将上述三个“规范”未包括的使用 泡沫灭火系统场所进行规定,设计时应根据上述“规范”选择泡沫灭火系统类型,所以删除本节原条文,予以重新编制。

  第2.2.2条 储罐区泡沫灭火系统的选择,应符合下列要求:
    一、非水溶性甲、乙、丙类液体的固定项储罐,可选用液上喷射泡沫灭火系统、液下喷射泡沫
  灭火系统或半液下喷射泡沫灭火系统;
    二、水溶性甲、乙、丙类液体的固定顶储罐,应选用液上喷射泡沫灭火系统或半液下喷射泡沫
  灭火系统;
    三、甲、乙、丙类液体的外浮顶和内浮顶储罐应选用液上喷射泡沫灭火系统;
    四、非水溶性液体的外浮项储罐、内浮顶储罐、直径大于 18m的固定顶储罐以及水溶性液体的
  立式储罐,不应选用泡沫炮作为主要灭火设施。
    五、高度大于7m、直径大于9m的固定顶储罐,不应选用泡沫枪作为主要灭火设施。

  [说明] 一、液上喷射泡沫灭火系统适用于固定顶、外浮顶和内浮顶三种储罐;
      二、液下喷射泡沫灭火系统不适用于外浮顶和内浮顶储罐,其原因是浮顶阻碍泡沫的正常
    分布,当只对外浮顶或内浮顶储罐的环形密封处设防时,无法将泡沫全部输送到该处。 当以液
    下喷射的方式将泡沫注入水溶性液体后,由于水溶性液体分子的极性和脱水作用,泡沫会遭到
    破坏,无法浮升到液面实施灭火。所以液下喷射泡沫灭火系统不适用于水溶性甲、乙、丙液体
    固定顶储罐的灭火.
      三、半液下喷射是泡沫灭火系统应用形式之一,某些发达国家应用多年,
      四、对于外浮项储罐,其设防区域为环形密封区,泡沫炮难以将泡沫施加到该区域。类似
    的原因泡沫炮也不适用于内浮项储罐。泡沫炮为强施放喷射泡沫,由于泡沫会潜入水溶性液体
    中,使泡沫脱水而遭到破坏,所以不适用于水溶性液体固定项储罐。直径大于 18 m的固定顶储
    罐发生火灾时,罐顶一般只撕开一条口子,全掀的案例很少。泡沫炮难以将泡沫施加到储罐
    内 。美、英等国家的相关标准也作了相同或相近的规定。
      五、灭火人员操纵泡沫枪难以对罐壁更高、直径更大的储罐实施灭火。美、英等国家的相
    关标准也作了相近的规定。

  第2.2.3条 下列场所宜选用泡沫喷淋系统
    一、非水溶性甲、乙、丙类液体可能泄漏的室内场所;
    二、泄漏厚度不超过25mm的水溶性甲、乙、丙类液体可能泄漏的室内场所;
    三、泄漏厚度超过25mm但有缓冲物的水溶性甲、乙、丙液体可能泄漏的室内场所。

  [说明]本条是根据多年的试验研究、工程应用的经验及参考发达国家的标准制订的,同时也保留了原“规范”的内容。所述的缓冲物可以是专门设置的缓冲装置,也可以是非专门设置的固定设备、金属物品或其它固体不燃物。通过公安部天津消防科学研究所的试验,对于厚度超过25 mm但有金属板或金属桶之类的缓冲物时,灭火是切实可行的。

  第2.2.4 条 汽车槽车或火车槽车的甲、乙、丙类液体装卸栈台可选用泡沫喷淋系统或泡沫炮系
统。

  [说明] 本条是参照 NFPA11- 1998《低倍数泡沫灭火系统标准》制定的。在选用栈台泡沫灭火系统时应综合考虑整个栈台的尺寸规格、所涉及的液体类别、临近的其他危险场所及暴露场所、排水设施、常年风向、环境温度和人员配备等因素。

  第2.2.5条 设有围堰的甲、乙、丙类液体室外流淌火灾区域应根据保护区域具体情况选用泡沫喷淋系统、泡沫炮或泡沫枪系统。

  [说明]本条所述的围堰是指用土或其他不燃结构材料建造,并能将深度大于25 mm的燃料限定住的护堤。
  本条是参照 NFPA11—1998《低倍数泡沫灭火系统标准》、 BS 5 3 0 6、 Part 6《低倍数泡沫灭火系统标准》制定的。

  第2.2.6条 无围堰的甲、乙、丙类液体室外流淌火灾区域宜选用移动式泡沫炮或泡沫枪系统。

   [说明]本条所述无围堰的甲、乙、丙类液体室外流淌火灾区域是指发生甲、乙、丙类液体流淌时无路牙、防护堤、房屋墙等结构物限制的场所。该场所的甲、乙、丙类液体流淌厚度限定在 2 5 mm之内。
  本条是参照NFPA 11-1998《 低值数泡沫灭火系统标准》、 BS 5 3 0 6、 Part 6《低倍数泡沫灭火系统标准》制定的。


                第三章 系统设计

第一节 一般规定

  第3.1.1条 泡沫混合液设计用量的确定应符合下列要求:
    一、泡沫灭火系统扑救储罐区一次火灾的泡沫混合液设计用量,应按式3.1.1—1计算,并应按罐内用量、该罐辅助泡沫枪用量、管道剩余量三者之和最大的储罐确定:

     M1 = A1 ·R1 ·T1 +n·Qf·t + V
                         (3.1.l—1)
    式中:M1 -- 扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量(L);
       A1 --单个储罐的保护面积(m2);
       R1--泡沫混合液供给强度(L/min·m2);
       T1--泡沫混合液连续供给时间(min);
       N --计算储罐的辅助泡沫枪数量;
       Qf--每支辅助泡沫枪的泡沫混合液流量( L/min);
       t --泡沫枪的混合液连续供给时间(min);
       V--系统管道内泡沫混合液剩余量(L)。

    二、泡沫喷淋系统扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量应按式3.1.1--2计算:

    m2=A2·K2·T2     (3.1.1—2)

    式中:m2一泡沫喷淋系统扑救一次火灾的泡沫混 合液设计用量(L);
       A2 --泡沫喷淋系统的最大保护面积(m2
       R2 --泡沫喷淋系统泡沫混合液供给强度(L/min·m2 );
       T2 --泡沫喷淋系统泡沫混合液连续供给时间( min)。

    三、泡沫炮、泡沫枪系统扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量应按式3.1.1—3计算:

    M3=1.2A3·R3·T3             (3.1.1—3)

    式中:M3 -- 泡沫炮、泡沫枪系统扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量(L);
       A3 -- 泡沫炮、泡沫枪系统扑救一次火灾的最大保护面积(m2);
       R3 -- 泡沫炮、泡沫枪系统泡沫混合液供给强度(L/min·m2);
       T3 -- 泡沫炮、泡沫枪系统泡沫混合液连续供给时间(min)。

  [说明]本条第一部分是原规范第3.1.1条与第3.1.2条的合并与修改。如执行原规范第3.1.1条“储罐区泡沫灭火系统设计,其泡沫混合液用量,应满足扑救储罐区内泡沫混合液最大用量的单罐火灾和扑救该储罐流散火灾所设辅助泡沫管枪混合液用量之和的要求”,对于某些多罐种和/或水溶性与非水溶性甲、乙、丙类液体共存的储罐区可能会导致错误设计,且该条语句表达不通顺。修改后的条文规定泡沫灭火系统扑救储罐区一次火灾的泡沫混合液设计用量按罐内用量、该罐辅助管枪用量、管道剩余量三者之和为最大的一个储罐进行设计,避免了上述问题。 用泡沫炮或泡沫枪扑灭火灾时,受风等环境因素的影响,喷出的泡沫会有一定的损失。风力愈大、射程愈远,损失愈大。所以确定泡沫炮、泡沫枪流量时,应将其损失计算在内。出于安全,确定了1.2倍的参数。

  第3.1.2条 储罐的保护面积应按下列规定确定:
    一、固定顶储罐、浅盘式和浮盘采用易熔材料制作的内浮顶储罐,应为其储罐的横截面积;
    二、外浮顶储罐,单、双盘式内浮顶储罐,应为罐壁与泡沫堰板间的环形面积。

  [说明]一、本条一款为原规范第3.2.1条的一部分,这一规定同样适用于液下喷射、半液下喷射   泡沫灭火系统,所以调整至本节进行一般规定。

     二、本条二款由原规范第3.2.2条和第3.2.3条的部分内容归纳而成。 自八十年代初,在发
   达国家外浮顶储罐泡沫灭火系统的泡沫喷射口(含泡沫产生器),就有罐壁设置和浮顶设置两种
   方式。近几年我国某些地方采用了浮顶设置形式,本款含采用从浮顶密封上方和金属挡雨板下施
   放泡沫的泡沫喷射口(含泡沫产生器)浮顶设置方式的保护面积确定。

     三、本规范引用了现行《石油库设计规范》的储罐名称,而现行行业标准《石油化工立式圆
   筒形钢制焊接储罐设计规范》SH3046— 92将内浮顶储罐的浮盘分为单盘、隔舱式单盘、双盘、
   在浮筒上的金属顶四种,两者名称不一致。本规范所称的浅盘即后者所称的单盘,本 规范所称
   的单、双盘对应后者的隔舱式单盘、双盘。若《石油库设计规范》改变名称,本规范也会相应变
   更。

  第3.1.4条 设置固定式泡沫灭火系统的储罐区,应在其防火堤外设置用于扑救液体流散火灾的辅助泡沫枪,其数量及其泡沫混合液连续供给时间,不应小于表3.1.4的规定。每支辅助泡沫枪的泡沫混合液流量不应小于 240L/min。

   泡沫论数区和连续供给时间 表3.1.4
储罐直径(m)
配备泡沫枪数(支)
连续供给时间(min)
≤10
1
10
>10且≤20
1
20
>20且≤30
2
20
>30且≤40
2
30
>40
3
30
  [说明]本条有三层含义:一是提出对设置固定式泡沫灭火系统的储罐区,在其防火堤外设置用于扑救液体流散火灾的辅助泡沫枪要求,比原规范明确了;二是提出设置数量及其泡沫混合液连续供给时间根据所保护储罐直径确定的要求,呼应本节第3.1.1条;三是原规范的要求。
  原规范规定了辅助泡沫枪型号,其单只流量较BS 5 3 0 6 Part 6和N F P A 11的规定大出一倍以上,为此对其进行了修改。

  第3.1.5条 当储罐区固定式泡沫灭火系统的泡沫混合液流量大于或等于100L/s时,系统的泵、比例混合装置及其管道上的控制阀、干管控制阀宜具备遥控操纵功能,所选设备设置在有爆炸和火灾危险的环境时且应符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。

  [说明]甲、乙、丙类液体储罐区危险程度及火灾后的损失一般均高于其他民用场所,但目前应用于该类场所的泡沫灭火系统,对其控制功能的设计要求一般低于其他灭火系统,为了适当提高泡沫灭火系统的防范能力提出此条要求。

  第3.1.6条 在固定式泡沫灭火系统的泡沫混合液主管道上应留出泡沫混合液流量检测仪器安装位置;在泡沫混合液管道上应设置试验检测口。 [说明]为验证安装后的泡沫灭火系统是否满足规范和设计要求,要对安装的系统按有关规范的要求进行检测,为此所作的设计应便于检测设备的安装和取样。

  第3.1.7条 储罐区固定式泡沫灭火系统与消防冷却水系统合用一组消防给水泵时,应有保障泡沫混合液供给强度满足设计要求的措施,且不得以火灾时临时调整的方式来保障。

  [说明]出于降低工程造价的考虑,有些设计将储罐区泡沫灭火系统与消防冷却水系统的消防泵合用。 但由于两系统的工作状态不同,且多数储罐区的储罐规格也不尽相同,有的相差很大,致使有些系统使用困难。为此提出本条要求,对此类设计加以约束。

  第3.1.8条 采用固定式泡沫灭火系统的储罐区,应沿防火堤外侧均匀布置泡沫消火栓。泡沫消火栓的间距不应大于6Om,且设置数量不宜少于4个。
  [说明]本条规定布置的泡沫消火栓,其功能是连接泡沫枪扑救储罐区防火堤内流散火灾。泡沫消火栓的设置大致有两种形式,一种是安装在固定系统的泡沫混合液管道上;另一种是由水消火栓、独立泡沫液储罐(桶)和泡沫比例混合器构成。不管哪一种形式,保证一定数量和间距是必要的。现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》规定水消火栓的间距不大于60 m,为使储罐区消防设施的布置有章法,本条采纳了这一参数。

  第3.1.9条 储罐区固定式泡沫灭火系统宜具备半固定系统功能。

  [说明]甲、乙、丙类液体储罐发生火灾时,通常会有泡沫消防车等救援。根据有关组织对我国已发生的地上金属固定顶储罐火灾统计表明,容积大于2000 m3(直径16m)以上的储罐发生火灾时多在罐顶与罐壁的弱焊接处局部掀开一条口子,罐顶全掀的几率较小,且直径越大全掀的几率越小,泡沫消防车不能直接有效地将灭火泡沫施加到局部开口子的着火储罐内;浮项储罐的泡沫灭火系统主要是针对其密封区域火灾而设计的,泡沫消防车不能将泡沫直接有效地喷射到其密封区域,且浮项也没有考虑其导致的冲击载荷,一旦使用,有击沉浮顶之危险;泡沫消防车也不宜直接向水溶性甲、乙、丙类液体储罐供给泡沫,原因是大部分泡沫会潜入液体中湮灭而不能灭火。所以推荐储罐区固定式泡沫灭火系统具备半固定系统功能,就等于多了一种措施。
  当泡沫混合液管道在防火堤外环状布置时,利用环状管道上设置泡沫消火栓就能实现半固定系统功能,但不如在通向泡沫产生器的支管上设置带控制阀的管牙接口方便。如何实现该功能,由设计者与业主协商。


                  第四章 系统组件

第一节 一般规定

  第4.1.2条 系统主要组件的涂色,应符合下列要求:
    一、泡沫液泵、泡沫混合液管道、泡沫液储罐、泡沫比例混合器、泡沫产生器涂红色;
    二、泡沫消防泵、给水管道涂绿色。 注:当管道较多与工艺管道涂色有矛盾时,也可涂相应
  的色带或色环。

低倍数数泡沫
发泡倍数不大于20的灭火泡沫
液上喷射泡沫灭火系统
泡沫从液面上喷入罐内的灭火系统
液下喷射
泡沫从液面下喷入罐内的灭火系统
泡沫混合液
泡沫液和水按一定的比例混合后,形成的水溶液
固定式泡沫灭火系统
由固定的泡沫消防泵、泡沫比例混合器、泡沫产生装置和管道组成的灭火系统
半固定式泡沫灭火系统
由固定的泡沫产生装置、泡沫消防车或机动泵、用水带连接组成的灭火系统
移动式泡沫灭火系统
由消防车或机动消防泵,泡沫比例混合器、移动式泡沫产生装置,用水带连接组成的灭火系统
固定顶储罐
立式圆柱形的储罐上,有一个固定顶的储罐
外浮顶罐
储罐的顶漂浮在液面上,且可以随着液面上下浮动
内浮顶罐
有一个固定顶,内部还有一个浮顶的储罐
双盘式浮顶
浮顶为浮仓式,浮仓由多个隔板隔开
单盘式浮顶
浮顶局部为浮仓式的浮顶
浅盘式浮顶
浮顶是盘状无仓式的浮顶
泡沫喷淋系统
用喷头喷洒泡沫的固定式灭火系统
高背压泡沫产生器(即液下喷射泡沫产生器)
泡沫混合液通过此装置能吸入空气,产生低倍数泡沫,其出口具有一定的压力(表压)
混合比
泡沫液在泡沫混合液中的体积百分数
半液下喷射泡沫灭火系统
泡沫从储罐底部注入,并通过软管浮升到液体燃料表面进行灭火的泡沫灭火系统
平衡压力比例混合器
由单独的泡沫液泵按设定的压差向压力水流中注入泡沫液,并通过平衡阀、孔板或文丘里管(或二者的结合)能在较大的水流压力或流量范围内自动控制混合比的比例混合装置。
附加说明:本规范局部修订主编单位、多编单位和主要起草人员

主编单位:公安部天津消防科学研究所

主编单位:中国石化总公司北京设计院中国石化总公司洛阳石油化工工程公司
      大庆油田消防支队河南省公安消防总队中国环球化学工程公司

主要起草人员:金洪斌 秘义行 汤晓林 侯建萍 刘玉身 侯世恩 郑铁一 南江林 吴洪有