台州玉环英东油库消防系统改造设计【毕业论文】

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本科毕业论文（20届）台州玉环英东油库消防系统改造设计I 目录1.前言12．设计任务书12.1基本设计数据12.2改建设计任务22.3设计原则33．消防改造设计计算43.1灭火系统形式的确定43.2最大泡沫用量和清水用量的确定43.3管径的计算83.4选泵103.5泡沫比例混合器的确定113.6消火栓数的确定113.7消防泵房配电系统计算124.设计说明124.1主要设计部分124.2消防泵房的位置124.3位于山顶消防水罐的利用124.4关于消防水源124.5消防电路说明134.6消防管道安装形式134.7消防栓的设置134.8外来消防力量接入本系统135．参考文献136.外文翻译14I [摘要]：本设计根据台州玉环英东油库现有的消防系统、油罐布置、库区的平面图、各油罐的参数、油品储存情况和当地气候等情况，对该油库的消防系统进行重新改造设计，包括了库区消防管道系统配置设计计算、罐区全部拱顶油罐改为带喷咀的冷却水管相关设计计算、罐区全部拱顶油罐泡沫产生器的安装相关设计计算、消防泵房改造设计计算、消防泵房配电系统改造相关设计计算。具体有灌区最大耗水和最耗泡沫的3006罐的冷却水计算、泡沫使用量计算，周边罐冷却用水计算，消防水池计算，各个油罐着火时的冷却水和泡沫使用量计算，冷去水和泡沫管径计算，管道水力计算，泵的扬程和流量计算。最后绘制库区消防管道系统工艺流程图、库区消防管道系统安装图、罐区3000m3拱顶油罐环形冷却水管安装图、罐区1000m3拱顶油罐泡沫产生器的安装图、消防泵房安装图。[关键词]：消防系统；改造设计；消防工艺；安装图I [Abstract]：ThedesignoftheoildepotfiresystemisbasedonYuhuanTaizhou,yingdongoildepotfireprotectionsystem,tanklayout,floorplanoftheoildepot,theparametersoftheoiltank,oilstorageconditionsandlocalclimate,etc.,includingthedesignandcalculationsofthereservoirareafirepipelinesystemconfiguration,thedesignandcalculationaboutallthevaulttankintothecoolingwaterassociatedwithnozzledesignandcalculation,allthevaulttankfoamgeneratorinstallationofrelateddesigncalculations,firepumphouserenovationdesigncalculations,firepumproomrelatedtodistributionsystemdesignandcalculationoftransformation.Thecalculationsofthe3006tankwhichwillconsumptionthethemostestwaterandbubblewhenitfiring,foamusagecalculation,calculationofcoolingwateraroundthetank,watervolumecalculation,EachtankofcoolingwaterrequiredforfireandfoamCalculation,thecalculationofthebubbleorwaterdiameter,hydrauliccalculation,thepumpheadandflowcalculations.LastDrawoildepotpipelinesystemflowchartofthefire,thefirereservoirpipingsysteminstallationplans,3000m3tankdomeringcoolingwatertankinstallationplans,vaultedtank1000m3tankfoamgeneratorinstallationplans,firepumpinstallationdrawings.[Keywords]：FireFightingSystem；TransformationDesign；FireTechnology；InstallationDrawingsI 1.前言石油是一种战略能源物资，对经济发展国家安全及人们的日常生活都有巨大的影响，石油是易燃易爆液体,具有燃烧速度快、火势凶猛、辐射热强、沸腾喷溅、扩散蔓延等危害性,火灾危险性极大,一旦发生火灾,会造成经济上、政治上的损失和后果，因此,做好油库的消防工作意义十分重大。油库的消防系统为控制及扑灭油库火灾提供了有效的保障，因此，消防系统是有油库中一个非常重要的必备系统。油库在设计应设计可靠的消防保障系统，保证在事故发生时能满足扑救要求，并通过采取积极有力的措施，使事故造成的损失控制在一定范围内。油库灭火系统一般由供水冷却系统和泡沫灭火系统等组成。本文从不符合要求的消防系统油库安全的危害的角度，阐述了建设一个符合要求的消防系统的重要性。本文着重阐述当今油库消防系统的一些优秀做法，首先了解当前油库消防系统存在的问题，然后从报警系统、工业电视监视系统、供水冷却系统、泡沫灭火系统、控制系统等多方面对油库消防系统的改进方法。最后结合台州玉环英东油库的情况和其原有的消防系统的情况对其消防系统提出改造方案。2．设计任务书2.1基本设计数据2.1.1油库概况2.1.1.1自然地理条件（1）地理位置英东油库位于玉环县东南沿海区域，英东油库西面、南面为大海，北面为玉环水产市场，西北面为黄砍路，东面为南山，东南面为叫人屿。（2）自然条件玉环县地处亚热带季风气候区，濒临东海，具有明显的海洋性气候特征。温暖湿润，四季较分明，雨量丰沛，日照充足，无霜期长。多年平均（1980～2002年）干旱指数为0.61，比全省0.54高，气候较干燥。（3）气温常年平均气温16.9℃至17.6℃，年积温6200～6500℃。年内分配以1月份最低为6.8℃～7.2℃，8月份最高为27.2℃～28.8℃，极端最低气温-5.6℃，极端最高气温为36.0℃。（4）降水量玉环站年平均降水量1450.6mm（1956～2002年），年最大降水量1960.1mm（1973年），年最小降水量898.4 mm（1986年），比值2.18，有两个明显的雨季和一个少雨期；3～6月为第一个多雨期，雨量610～640mm，8月中旬至9月为第二个多雨期，雨量260～320mm，雨量的多少主要取决于台风降水；10月至次年2月为秋冬少雨期。（5）蒸发量XXXII 玉环县多年平均蒸发量为891.1mm，年最大蒸发量为1148mm（1980年），年最小蒸发量为730.3mm（1993年），比值1.57。（6）风向玉环县境临海洋，一年四季均为风季，风力风向随季节转换。常年风速2.9～9.6m/s，风向以北到东北为多。3～5月多东北风，6～8月多西南风，9月～翌年2月多东北风。据坎门气象站1963～1988年资料，全年风力不小于10.8 m/s（≥6级）的大风日数209天，不小于17.0m/s（≥8级）的大风日数48天，10分钟最大风速35.0m/s（风向东北）于1985年7月31日出现，极大风速47.3m/s（风向东北）出现于1985年7月30日。2.1.1.2油罐区布置概况油罐区布置油罐情况及其基本数据已知如下：（1）3000m3拱顶罐（二台）罐号：罐3006（介质：燃料油），罐3007（介质：柴油）罐尺寸:罐直径(m)×罐壁高(m)φ15.8×14.57m；（2）1500m3内浮顶罐（二台）罐号：罐1504（介质：燃料油），罐1505（介质：煤油）罐尺寸:罐直径(m)×罐壁高(m)φ12.35×12.54m；（3）600m3拱顶罐（二台,介质分别为柴油及煤油）。罐号：罐601（介质：煤油），罐602（介质：柴油）罐尺寸:罐直径(m)×罐壁高(m)φ9×9.94m；（4）1000米3拱顶罐（一台）罐号：罐1003（介质：燃料油）罐尺寸:罐直径(m)×罐壁高(m)φ12×9.82m；2.1.1.3操作参数及设计取值油罐操作温度：40℃，操作压力：常压。基本风压标准值：取为1.20KPa。地震烈度：本工程区域抗震设防烈度为6度。2.1.1.4原有消防设施情况台州玉环英东油库区内已有消防泵房一座，消防水池一座及消防水罐一座，消防水池的容积分别为2000m3，消防水罐的容积500m3。消防泵房主要负责向已建罐区输送消防冷却水及泡沫混合液，以满足罐区固定消防设施的要求。库外建有固定式消防泡沫灭火系统和冷却水管道。由于消防泵房内设备长期使用，已经存在启动不灵、破损等现象，同时，设备的功能不能满足现有规范的消防要求，因此，对消防泵房内的全部设备进行更新。库外消防冷却水管道与泡沫管道由于存在大量埋地管道，渗漏严重，存在安全隐患；地面部分由于受海风侵蚀损坏严重，需要全面更新。XXXII 2.2改建设计任务2.2.1本改造工程主要内容（1）全部消防系统管道改造，要求改造后的库区消防系统的泡沫埋地管道和冷却水埋地管道均改为地上管道。（2）罐区拱顶油罐的冷却水管改为带喷咀的冷却水管。（3）罐区拱顶油罐泡沫产生器的安装改造。（4）消防泵房改造设计。2.2.2设计计算（1）库区消防管道系统配置设计计算。（2）罐区全部拱顶油罐改为带喷咀的冷却水管相关设计计算。（3）罐区全部拱顶油罐泡沫产生器的安装相关设计计算。（4）消防泵房改造设计计算。（5）消防泵房配电系统改造相关设计计算。2.2.3设计绘图（1）库区消防管道系统工艺流程图。（2）库区消防管道系统安装图。（3）罐区3000m3拱顶油罐环形冷却水管安装图。（4）罐区1000m3拱顶油罐泡沫产生器的安装图。（5）消防泵房安装图。2.3设计原则1.消防系统总体设计和工艺计算主要依据《油库设计与管理》、《低倍数泡沫灭火系统设计规范》和《石油库工艺设计手册》同时查阅其他的资料。2.满足设计功能满足油库消防需求的前提下，尽可能做到总体平面布置合理紧凑，减少占用的土地面积，做到流程简单，操作管理方便。3.满足设计功能满足油库消防需求的前提下，设备尽可能统一使用，降低改造造价。4.满足操作和维修要求、工艺流程合理，减少操作步骤和维护成本。5.符合环保要求，创造良好生产、生活环境。6.满足抗震、防台风、防涝、耐海风腐等要求。7.远期与近期相结合，考虑英东油库已是近20年的老油库，且在临海在建台州最大的油库，建成后英东油库业务量将有所下降。XXXII 3．消防改造设计计算3.1灭火系统形式的确定查《低倍数泡沫灭火系统设计规范》有： （1）、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。（2）、第2.2.2条：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。（3）第2.2.2条：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。《石油库设计规范》中的相关规定：1单罐容量大于1000的油罐应采用固定式泡沫灭火系统。2罐容量小于或等于1000的油罐可采用半固定式泡沫灭火系统。灭火系统相应有高倍数、中倍数、低倍数泡沫灭火系统。其使用情况分述如下：1高倍数泡沫灭火系统是能产生200倍以上泡沫的发泡灭火系统。这种灭火系统一般用于扑救密闭空间的火灾，如覆土油罐、电缆沟、管沟等建、构筑物内的火灾。2中倍数泡沫灭火系统是能产生21～200倍泡沫的发泡灭火系统，这种灭火系统分为两种情况，50倍以下（30～40倍最好）的中倍数泡沫适用于地上油罐的液上灭火；50倍以上的中倍数泡沫适用于流淌火灾的扑救（如建、构筑物内的泡沫喷淋）。3低倍数泡沫灭火系统是能产生20倍以下的泡沫发泡灭火系统，这种灭火系统适用于开放性的火灾灭火。中倍数泡沫灭火系统和低倍数泡沫灭火系统由于自身的特性，各有自己的优点和缺点：低倍数泡沫灭火系统是常用的泡沫灭火系统，使用范围广，泡沫可以远距离喷射，抗风干扰比中倍数泡沫强，在浮顶油罐的液上泡沫喷放中，由于比重大，具有较大的优越性，同时到英东油库处于海边考虑到在油罐遭到破坏后泡沫液的使用，我们选用低倍数灭火系统。另，按“满足设计功能满足油库消防需求的前提下，设备尽可能统一使用，降低改造造价。”的设计原则和成膜氟蛋白泡沫液无论从灭火效果、最大允许含油量等都优于其它的的灭火剂，本库区最终选择以成膜氟蛋白泡沫液为灭火剂的固定式液上低倍数泡沫灭火系统。3.2最大泡沫用量和清水用量的确定从库区的布置图、各个罐的容量和储存油品品种等可得，当库区中3006#和3007#拱顶罐发生火灾时需要的清水量和泡沫液量最大。虽然3006#中储存的是燃料油，3007#中储存的是柴油，查《石油库设计规范》可知燃料油属丙A类油品，柴油属乙B类油品，但在供给泡沫液时与储存油品的性质无关。另，有油库布置图可知，3006#罐发生火灾时周围3007#、1003#和1505#三个大罐需要冷却，是需要冷却的最多的，而且需冷却的罐总容量最大。综上所述，当3006#罐着火时需要的清水总量和泡沫液量都是最大的。3.2.13006#罐着火时清水的使用量和泡沫液使用量3000m的3006#拱顶燃料油油罐：罐直径(m)×罐壁高(m)φ15.8×14.57m。XXXII 3.2.1.1泡沫液、冷却水用量的确定查《低倍数泡沫灭火系统设计规范》得泡沫液的供给强度和连续供给时间为：泡沫液种类供给强度（L／min·m3）连续供给时间（min）甲乙类液体丙类液体蛋白6.04030氟蛋白、水成膜、成膜氟蛋白5.01530查《油库设计规范》有：第9．2．6条油罐的消防冷却水或保护用水的供给强度，应符合下列规定：一、当采用固定冷却方式时，着火油罐为固定油罐及浮盘为浅盘和浮舱用易熔材料制作的内浮顶油罐，冷却水供给强度为2.5L/mim..m^2；着火的浮顶、浮顶油罐，冷却水供给强度为2.0L/min.m^2。相邻油罐冷却水供给强度为1.0L/min.m^2。当冷却罐壁全表面积时，环形冷却管可为一个圆形管；当冷却罐壁一半表面积时，环形冷却水管可做成两个或四个圆弧形管。另查《油库加油站设计与管理》p282有：地上立式油罐消防冷却水供给范围和供给强度：油罐及消防冷却形式供水范围供给强度固定式冷却着火罐固定顶罐罐壁表面积2.5L/min.m2浮顶罐、内浮顶罐罐壁表面积2.0L/min.m2相邻罐罐壁表面积的1/22.0L/min.m2p283有：直径大于20m的地上固定顶油罐应为6h，其他地上立式油罐可为4h。3006#罐的表面积S表=π*D*h=3.14*15.8*14.57=722.84684m2横截面积S横=*π*D2=*3.14*15.82=195.97m2冷却水供给强度Q清水=S表*q=722.84684*2.5=1807.117L/min=0.0301m3/s泡沫供给强度Q泡沫=S横*q=195.97*5.0=979.85L/min=5.299L/S3006罐本身需要的冷却水量V1=Q清水*T=1807.117*4*60=433708.08L查《低倍数泡沫灭火系统设计规范》得：泡沫产生器设置数量              XXXII 储罐直径（m）泡沫产生器设置数量（个）≤101＞10且≤252＞25且≤303＞30且≤354所以3006罐需配置两个PC16型泡沫产生器，所以校核后的泡沫流量为：Q泡沫=1920L/min=0.032m3/S=32L/s根据供给时间为30min计算，在3006罐着火时库区需为3006罐本身提供的泡沫量为：V泡沫=（校）Q泡沫*T=32*30*60=57600L查《低倍数泡沫灭火系统设计规范》有：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＞10且≤20＞20且≤30＞30且≤40＞40112231020203030240L／min=4L/s泡沫枪的供给量为V枪=4*20*60=4800L令，库区泡沫消防管道直径为100mm，最远距离为100M那么充满管道所需的泡沫体积为：V管道=*π*D2=0.25*3.14*0.12*100=0.785m3=785L3006罐着火时需要的总的泡沫混合液体积为：V=V泡沫+V枪+V管道=57600+4800+785=63185L查《低倍数泡沫灭火系统设计规范》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。需要泡沫液的体积为：V*4%=63185*0.04=2527.4L=2.6m3泡沫液中所含的水分的量为：V2=63185*96%=60657.6L=60.7m3令，冷却水管道与泡沫管道同体积3006罐着火时本身总共所需的清水的量为：V3=V1+V2+V管道=433708.08+60657.6+785=495150.68L=495m3同理可得库区所以其他罐的冷却水使用量，结果如下表：XXXII πDmhmS横m2601/602S表=π﹒D﹒h3.1499.94280.901504/1505S表=π﹒D﹒h3.1412.3512.5484.743006S表=π﹒D﹒h3.1415.814.57722.853007S表=π﹒D﹒h3.1415.814.57722.851003S表=π﹒D﹒h3.14129.82370.021/4πDmDmS横m2601/602S横=1/4﹒π﹒D﹒D0.253.149963.591504/1505S横=1/5﹒π﹒D﹒D0.253.1412.3512.35119.733006S横=1/6﹒π﹒D﹒D0.253.1415.815.8195.973007S横=1/7﹒π﹒D﹒D0.253.1415.815.8195.971003S横=1/8﹒π﹒D﹒D0.253.141212113.04S表m2清水qQ总L/minQ总m3/s着火时需水体积vm3相邻时需体积vm3601/2Q总=S表﹒q280.902.50702.2610.0117168.5484.271504/5Q总=S表﹒q484.742.00969.4750.0162232.67116.343006Q总=S表﹒q722.852.501807.1170.0301433.71216.853007Q总=S表﹒q722.852.501807.1170.0301433.71216.851003Q总=S表﹒q370.022.50925.0440.0154222.01111.01S横m2泡沫qQ泡沫L/minQ泡沫L/S产生器个数规格601/602Q泡沫=S横﹒q63.595317.955.2991PC81504/1505Q泡沫=S横﹒q119.735598.659.9782PC83006Q泡沫=S横﹒q195.975979.8516.3312PC163007Q泡沫=S横﹒q195.975979.8516.3312PC161003Q泡沫=S横﹒q113.045565.29.4202PC8产生器个数规格（校）Q泡总L/min（校）Q泡总m3/S（校）Q泡总L/SQ泡分m3/S601/6021PC84800.00880.0041504/15052PC89600.016160.00830062PC1619200.032320.01630072PC1619200.032320.01610032PC89600.016160.008XXXII 校核：根据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》第3．2．2条规定，外浮顶储罐泡沫灭火系统的设计，应符合下列规定：   一、泡沫混合液供给强度不应小于12.5l／（min·m2），连续供给时间不应小于30min，单个泡沫产生器的最大保护周长应符合表3．2．2的规定：单个泡沫产生器的最大保护周长   表3．2．2泡沫喷射口设置部位堰板高度（m）保护周长（m）罐壁顶部、密封或 挡雨板上方软密封≥0.924机械密封＜0.612≥0.624金属挡雨板下部＜0.618≥0.6243006#罐着火时周围有601#、3007#、1003#和1505#四个油罐，据查《油库加油站设计与管理》得：当与找火罐相邻1.5D内的油罐超过3座时，应按其中较大的3座相邻油罐计算冷却水量。3006罐着火时周边的3007#、1003#和1505#三个大罐需要冷却水的量为：V4=V3007+V1003+V1505=216.85+222.01+116.34=555.2m3所以，最终，3006#罐着火时，需要的清水水总量为：V=V3+V4=495+555.2=1050.2m3需要的冷却水总量为：V冷=V1+V4+V管道=433.7+555.2+0.785=989.7m3需要的泡沫液总量为：2.6m3所以库区原有的消防水池已经足够灭火需要。3.3管径的计算查《自动喷水灭火系统设计规范》有：条自动喷水灭火系统管道内的水流速度不宜超过５米/秒。同时油罐喷淋冷却喷咀生产厂商的信息中在查得普通油罐喷淋冷却喷咀出口处的流速一般不能大于3m/s。故，本设计中末端管道上的冷却水的流速取3m/s为上限，木段管道到消防水池之间的水流速取5m/s为上限。查《低倍数泡沫灭火系统设计规范》有;第3.7.3条 储罐区泡沫灭火系统管道内的泡沫混合液流速不宜大于3m／s；泡沫喷淋系统管道内的泡沫混合液流量不宜大于5m／s；液下喷射泡沫灭火系统泡沫喷射管之前的泡沫管道内的泡沫流速宜为3m／s~ 9XXXII m／s。故,本设计中泡沫管道的中的泡沫液流速的上限统一取3m/s.根据计算所有罐末端需要的最小管径.因为本消防系统必须满足任何一个罐在着火时都能满足消防需要,所以其中各个罐的冷却水需求量和泡沫混合液需求量都是按当本罐着火时的需要量计算.计算结果如下表:清水末端管径Q总m3/S流速vm/s结果mD总最终取值mm根号5/6取值分叉DmmD分叉最终取值mm601/20.011750.055650.912870.0498651504/50.016250.064650.912870.05866530060.030150.0881000.912870.079910030070.030150.0881000.912870.079910010030.015450.063650.912870.057265泡沫末端管径（校）Q总m3/S流速vm/s结果mD总最终取值mm根号2取值分叉DmmD分叉最终取值mm601/20.00830.058651.41421无分叉651504/50.01630.0821001.414210.05836530060.03230.1171251.414210.082410030070.03230.1171251.414210.082410010030.01630.0821001.414210.0583653006着火总的清水量：3006全+1505（半边）+3007（半边）+1003（半边）流速vm/s结果mD泵出口总管最终取值mmD泵出口总管最终取值mm泵出口总管清水0.061m3/s50.1247150200泵出口总管泡沫0.036m3/s30.12361502003.4选泵查《低倍数泡沫灭火系统设计规范》有:泡沫混合液管道的局部压力损失可采用当适长度法计算，也可按系统管道沿程压力损失值的20%~30%估算。同时查《建筑给水排XXXII 水设计规范》有:第2．6．l条规定：当生活、生产、消防共用给水管网时，局部水头损失为20％；当为消火栓系统消防给水管网时，局部水头损失为15％；当为生产、消防共用给水管网时，局部水头损失为15％。鉴于低倍数泡沫灭火系统包括储罐区泡沫系统和泡沫喷淋系统，所以采纳了20％～30％的系数。储罐区泡沫系统可采用下限，设置雨淋阀、过滤器的泡沫喷淋系统要采用上限。所以本设计中泡沫和清水管道的局部水头损失都按系统管道沿程压力损失值的20%估算。3.4.1清水泵:i=0.00001070.00001070.00001070.00315MPa/m=（0.00315×100×1.2）/×10=37.8m根据洪湖蓝天公司生产的清水冷却水喷咀的工作压力为0.35MP，由可知要加35m的扬程。又因为油罐的最大高度为14.57m所以=49.57m=0.5m=49.57m扬程余量系数取1.10，所以H=87.87*1.1=96.47m流量余量系数取1.10，所以Q=0.061*1.1=0.0671m3/S=67.1L/S=241.56m3/h所以根据查<<设计手册>>P577选泵:200TSW型节段式多级离心泵，级数为3级流量Q=83.3L/S,扬程H=117m，转速：1450r/min，电机功率：180kw，轴功率：129kw，效率：74%，允许吸上真空高度：6.4m，叶轮直径：356mm。吸入口处法兰：DN200,吐出口出法兰：DN155。电动机:JO3型电机3.4.2泡沫泵:i=0.00001070.00001070.00001070.001134MPa/m=（0.001134×100×1.2）/×10=13.6m因为查《石油库工艺设计手册》P706可知PC8和PC16泡沫产生器的工作压力为0.5MP，由可知要加50m的扬程。又因为油罐的最大高度为14.57m所以=64.57mXXXII =0.5m=64.57m扬程余量系数取1.10，所以H=78.67*1.1=85.8m流量余量系数取1.10，所以Q=0.036*1.1=0.0396m3/S=39.6L/S=142.56m3/h所以根据查<<设计手册>>P588选泵:150D30型节段式多级离心泵，级数为3级。流量Q=43.0L/S,扬程H=87.0m，转速：1480r/min，电机功率：75kw，轴功率：47.6kw，效率：77%，允许吸上真空高度：6.5m，叶轮直径：305mm。吸入口处法兰：DN150,吐出口出法兰：DN150。电动机:JO2-92-4.75kw3.5泡沫比例混合器的确定泡沫混合液流量Q=0.036m3/s泡沫液的流量q=Q*4%=0.036*0.04=0.00144m3/s=1.44L/s查<<石油库工艺设计手册>>p705得选1台PHY32型环泵式泡沫比例混合器可满足需求。3.6消火栓数的确定消火栓数计算公式为：计算库区所有罐需要的消火栓数结果如下表：Q总L/min消火栓数601/602702.26111504/1505969.475130061807.117230071807.11721003925.0441查《低倍数泡沫灭火系统设计规范》有：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m的间距不应大于6om，且设置数量不宜少于4个。所以以消火栓的保护距离为60m计算，在防火堤周围设3组消火栓，在库区设4组消火栓可满足要求。XXXII 3.7消防泵房配电系统计算泵房中有180kw的泵泡沫泵和75kw的清水泵各两台，但其中两台是备用泵，所以实际运行时的功率为255kw，当考虑到保险，我们仍按照4台泵一起运行的功率计算，及510kw，同时考虑照明电路使用的8盏100w防爆日光灯共为0.8kw，所以最后取510.8kw。4.设计说明4.1主要设计部分本消防系统主要包括消防泵房、消防管道、消防喷淋系统，消防泡沫、消防水池等部分。4.2消防泵房的位置消防泵房设在离罐组适当距离的地方，保证了在火灾情况下消防泵房这一消防系统核心的安全，同时能在接警后的5分钟内对着火罐产生作用。以冷却水和泡沫混合液中最不利情况计算，即速度取3m/s，管道长度取100m，所以从启动到系统对油罐产生作用用时为33.4s。一满足了设计要求。同时考虑原有泵房处于最大的山洞消防水池出口处，非常有利于降低泵入口处的吸入管线摩阻，而且原有泵房的面积高度等都符合了新泵房的要求，所以本改造不对泵房房体进行重新改造和建造。4.3位于山顶消防水罐的利用消防系统有2座的消防水池，一座消防水罐位于山顶，通过管线将水直接连接到消防系统的冷却水管网中，使平时主要管网随时处于中压状态，减少了火灾时冷却水到达着火罐的时间，也有利于管网平时的防腐、检漏和维护。又因山洞消防水量已经足够灭火需要并大大有余，所以平时库区清洗物品、浇花等日常工作用水都可以次为水源，既节约了油库的自来水用水量又能使库区的清水得到充分。4.4关于消防水源因库区位于海边，没有水源，同时油罐及其附件经受不起海水的腐蚀，所以海水不能直接取作消防水用，所以本设计中的消防水池的水源为市高压自来水管网，能保证水池中消防水的随时补充，且保证了补充水的水质，也因此，在防火堤外不再曾设过滤器。4.5消防电路说明本油库本是三级油库。按规定在泵房应设两路电源，所以接入两路符合要求的线路，以防止其中一路因维修获故障停电时依然能保证泵房电力的供应。XXXII 4.6消防管道安装形式英东油库地处东南沿海，气候湿润多雨，常年下雨并常会受到台风的侵袭，库区原有消防系统为地下管道系统，已受腐蚀十分严重，所以本次改造设计中所有消防管道由原来的地下改为地上管道系统，并离地面10cm以上，以减少腐蚀速度。这样也有利于日常对管道的检查和除锈、上漆等维护工作的展开。4.7消防栓的设置消防栓的配置共5对，清水消火栓和泡沫消火栓成对不布置，以减少消防员在灭火时用于寻找消火栓的时间。消火栓数量上首先满足了每个油罐的最低要求没符合整个库区至少需要4个消火栓的标准。设计中在泵房外面配置了一对消火栓，用于对泵房的保护，中央阀区配置了一对消火栓用于对附近工具房和修理房的保护，同时也用对对油罐的保护，其它则基本用于对油罐的保护。4.8外来消防力量接入本系统根据规定，对于固定消防系统最好要有移动式消防系统的功能，所以本设计中考虑在中央阀区设置外来消防力量接入本系统的管牙接口，以实现固定消防系统兼具移动消防系统的功能。5．参考文献[1]竺柏康，徐玉朋.油库加油站设计与管理.浙江海洋学院石油化工学院.2010.271-272[2]石油库工艺设计手册.北京：商业部设计院.1982.[3]石油库设计规范（GB50074-2002）[M].北京：中国计划出版社.2003[4]gb50151－92.低倍数泡沫灭火系统设计规范.北京.中华人民共和国建设部.2000年局部修订条文[5]GBJ74一84.中华人民共和国国家标准石油库设计规范(修订本).北京.中国石油化工总公司，中华人民共和国石油工业部.[6]GB.消防给水及消火栓系统技术规范.北京.征求意见稿[7]ＧＢＪ８４－８５.自动喷水灭火系统设计规范.北京.中华人民共和国公安部.[8]深圳消防管道-钢管的焊接标准焊接钢管.深圳.[9GBJ16-87.]建筑设计防火规范.北京.中华人民共和国公安部[10]邱刚.中小型油库消防灭火系统计算.石油库与加油站.2002（1）.18-20[11]王建华.油库消防系统设计问题讨论.油气储运.2001(1).46-47[12]王建华.消防泵房设计及其设备选型探讨.天然气与石油.2004（3）.25-29[13]刘晖,孙仲仁.某油库消防冷却水系统中增压稳压设备的应用探讨.给水排水.2002（9）.48-50XXXII [14]秘义行.论固定顶储罐液上喷射泡沫系统泡沫产生器设置数量.石油化工消防.2000（3）.50-51[15].詹姆斯E.HELL.FireProtectionCriteria--AlaskaOilProducingPlatforms.215-219[16]D.海德.Foam---ItsEfficiencyinTankFires.FireTechnology.2005.5-126.外文翻译Foam---ItsEfficiencyInTankFiresD.HIRD,A.RODRIGUEZ,andD.SMITHU.S.NavalResearchLaboratoryZhuLiBin(OilandGasStorageandTransportationCollege,ZhejiangOceanUniversity,Zhoushan316000)[Abstract]：Theincreasinguseoffloatingrooftanksforthestorageofflammableliquidshasgivenrisetoatendencytowardusingfoammonitorsforfireprotectioninsteadoffixedapplicators.Theauthorsstudiedtheeffectofapplicationmethodsonfoamefficiencyandcomparedtheeffectivenessoftwoprotein-basedfoams,LightWater,andafluoroproteinfoamknownasF.P.70.Theeffectoffoampropertiesonthefirefightingabilityofproteinfoamonbulkfuelstoragefireshasbeenexaminedinanumberofreports.Inallcases,foamwasappliedgentlyontothefuelsurface.TheresultsobtainedareconvenientlysummarizedinareportbyTuveandPeterson.1Theyconcludedthefollowing:•Thattheexpansionordensityofafoamhaslittlebearingonitsefficiencyaslongasitexceedsacriticalminimumvalue;•Thatfoamviscosityanditsrateofwaterprecipitationarecloselyrelated;and•Thatasurfaceapplicationdensityof0.02gpm/ft2.ofwater-in-foamisneededtoequilibratetheheatproducedbythetestfire.XXXII SimilaresultswereobtainedbytheJointFireResearchOrganizationandaresummarizedinapaperbyFrenchetal.2Allthiswork,carriedoutbyapplyingfoamgentlytothesurfaceoftheburningfuel,simulatedthetypeofapplicationobtainedwiththefixed,topapplicatorsprevalentatthetime. [Keywords]：tanks、fire、foam、studiedtheeffectEFFECTOFMODERNSTORAGEMETHODSRecenttrendsinthestorageofClassAflammableliquidshavebeentowardsmuchlargerdiameterfloatingrooftankswithoutprovisionforfixed,foamapplication.Experienceshowsthatfixedfoamapplicatorsare*Imperialgallonsareusedthroughoutthispaper.ABritishInstituteofPetroleumclassificationforflammableliquidshavingclosedcupflashpointsbelow73°F(22.8°C),whichiscomparabletoClassIAandClassIBmaterialsasdefinedintheFlammableLiquidsCode(NFPANo.30).highlyvulnerabletodamageintheeventofaseriousoutbreakoffire,andthereisnowatendencytowardstheuseofhigh-capacityfoammonitorsfortheprotectionofstoragetanks.Thesearecapableofdeliveringmorethan600gpmofwater-in-foam.Foamproducedfrommonitorsorfromothertypesofmobileequipmentobviouslycannotbeappliedgentlytothefuelsurfaceinastoragetank,andalthoughtherehasbeenanunderstandingthattherewouldbesomelossinefficiencyundertheseconditions,noquantitativeinformationisavailable.Theworkdescribedinthispaperwasundertakeninanattempttoprovidesuchquantitativeinformation.LABORATORYTESTSAsmall-scalelaboratorytesthavingafireareaof0.78ft2wassetupinwhichfoamproducedinalaboratoryfoamgenerator3wasappliedasastraightstreamontoburning90octanegasoline.Thesizeoftheorificewasadjustedwithchangesinapplicationratetogiveaconstantstreamvelocityof8.2m/sec,whichissimilartothatobtainedwithconventionalequipment.Foamwasappliedataseriesofrates,andcriticalapplicationratesweredeterminedbyplottingthetimerequiredforextinguishmentagainsttherateofapplicationoffoamliquid(Figurei).XXXII Applicationdensity(gpm/ft2)Figure1.Determinationofcriticalapplicationrates.Itwasfoundthatthecriticalapplicationratesweregreatlyaffectedbychangesinthetemperatureofthefuel,andtoexaminethis,testswereperformedinwhichpreburntimesofupto15minwereallowed,ThetemperatureprofileinthefuelatdifferentpreburntimesisshowninFigure2.Thetestsweremadeusing4percentsolutionsoftwocommerciallyavailablehydrolyzedproteinfoamsandarecentlydevelopedfluoroproteinfoam(F.P.70).Table1givesthefoampropertiesobtained.InFigure3,thecriticalapplicationratesforthethreefoamsareplottedagainstfirepreburntimes,andseveralobservationsareevident.•Thecriticalapplicationrateforallthreefoamsincreasedasthepreburntimeincreased.•Evenwithshortpreburntimes,thecriticalapplicationratesforfoamsAandB,appliedasastraightstreamtothefuelsurface,wereappreciablyhigherthantheresultsobtainedfromgentleapplicationtothefuelsurface.1.2•Thefluoroproteinfoam,F.P.70,appearedtohaveaperformancesuperiortothehydrolyzedproteinfoams.XXXII PreburntimesBecauseofthesmallsizeofvesselused,thefueltemperaturegradientobtainedwiththelaboratoryfireswasnotthoughttorelatecIoselytothetemperaturesobtainedwithfiresinlargertanks.Itwasdecidedtomeasurethesubsurfacetemperatureprofileonlargeroutdoorfiresbeforecarryingouttestswithfoam.AreportbyBurgoyneandKatan4givesusefulinformationonthesubsurfacetemperaturesobtainedwithfiresina22-in.diametertankcontaininglowgradegasoline.Theirresultsshowedthatalayerofhotfuelora"hotzone"wasformedundertheburningsurfacewithatemperatureofabout90°C(194°F).Distillationtestsshowedthatthistemperaturewouldgivea19percentdistillationofthefuelused.Therateatwhichthedepthofthehotzoneincreasedwasbetween24and36in./hr,andasharptemperaturegradientexistedbetweenthehotzoneandthecoolfuelbeneath.TABLE1.Propertieso/theFoamsUsedintheFireTests-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Criticalshear25percentdrainagestresstimeTypeoffoamExpansion(dynes/cm2)(min)-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------HydrolyzedproteinA82503-5HydrolyzedproteinB83702-5FluoroproteinfoamF.P.7082502-4-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------XXXII OHydrolizodproteinA[3HydrolizedproteinBAFluoroproteinfoomFP-70Preburntimes(min)Figure3.Criticalapplicationratesobtainedforfoamappliedasastraightstreamtothe0.78ft2laboratoryfire.Testswithregulargrade90octanegasolinewereirstmadeusinga22-in.diametertank.Asbestosinsulationwasusedtoreduceheattransferfromtheflamestothefuelviathesidewalls,andaconstantheaddeviceallowedtheadditionoffueltothebaseofthetankwithminimumdisturbancesothatconstantullagecouldbemaintainedduringburning.Firesof30-mindurationwereused,andfueltemperaturesweremeasuredat1-in.intervalsbelowthesurface.Experimentswerealsocarriedoutusinga4.8-ftdiametertank;butinthiscase,thefuellevelwasnotmaintainedduringburning;andsincewalleffectsarelesssignificantonlargertanks,noinsulationwasused.TheresultsofexperimentswithbothtanksareshowngraphicallyinFigure4.Hotzonetemperaturesof70°C(158°F)inthesmalltankand80°C(176°F)inthelargertankwererecorded.Twoseparatebatchesoffuelwereusedintheexperiments,andXXXII distillationtestsshowedthatineachcasethehotzonetemperaturecorrespondedtothe20percentdistillationtemperature.ThiscorrelateswellwiththeresultsobtainedbyBurgoyneandKatan4.Therewerenegligibledifferencesintheratesofhotzoneformationinthetwotanks,andtheresultsindicateahotzonedepthof12in.after30minofburningwiTAaafinalrateofformationof)4in./min.Time（min)Figure4.Variationwithtimeofthehotzoneplanedepthbelowthefuelsurface.TESTSON18-FT2FIREThisseriesoftestswasdesignedtoinvestigate,onalargerscale,theeffectsofforcefulfoamapplicationonadeepfuelfireunderthefollowingconditions:•Shortpreburntimes(2min)andlowfueltemperatures,and•Longpreburntimes(30rain)andfueltemperaturesintherangeof70°Cto80°C.Inthesetests,foamhavingpropertiesintherangeshown'inTable1wasappliedasastraightstreamtothecenterofthefireinan18-ft~tankcontaining150gal(17in.deep)of90octanegasoline.ThecriticalratesofapplicationweredeterminedandareshowninTable2.XXXII TABLE2.CriticalApplicationRates18-ft2Fire-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Criticalrateofapplication(gpm/ft2)---------------------------------------------------Typeoffoam2-rainpreburn30-rainpreburn-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------HydrolyzedproteinA0.070.17HydrolyzedproteinB0.070.17FluoroproteinfoamF.P.700.030.06-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Itwillbeseenthattrendssimilartothoseindicatedbythelaboratoryresultswereobserved,assignificantincreasesinthecriticalratesofapplicationwereobtainedforthelongerpreburntimes.However,thevaluesobtainedforthecriticalratesweregreaterthanthecorrespondingvaluesobtainedfromthelaboratoryfires,indicatingtheimportanceofsomescaleeffect.Furthermore,theapparentlargedifferencesshownbetweentypesAandBinthelaboratorytestslargelydisappearinthelargerfiretests.Itisthoughtthatthiseffectofscaleisdueinparttothewayinwhichthewallofthetankaffectstheflowoffoaminformingafoamblanket.Withthesmalldiameterlaboratoryfiretray,thefoamquicklyspreadtothewallsofthevesselformingafoamblanketuponwhichasignificantdepthoffoamcouldbebuilt.Forthelargerscalefires,afoamblanketappearedtobeformedfarlessreadily,andevenwhenfoamcoveredthesurfaceofthefuel,itwasmoredifficulttobuildupanimperviousfoamlayer.Theindicationsofascaleeffectforthismethodofapplicationareimportantsincethepracticalproblemofstoragetankprotectionisconcernedwithfiresmanyordersgreaterthanthosesofardiscussed.Asmallnumberoftests,therefore,werecarriedoutonamuchlargerfire,400ft2,inaconcretediketoexaminefurthertheeffectsofscale.TESTSON400FT2FreeBecauseofsmokepollutionproblemsintheareawherethetestsweremade,itwasnotpossibletocarryouttestswithlongpreburntimesonthelargerfires.Thetests,therefore,werelimitedtoapplyingfoamfromastandardfoam-makingnozzletoa400-ft2fireof400galofregulargradegasoline(approximately2in.deep).A2-minpreburntimewasusedinthesetests.Thenozzleprovidedaconstantdischargeof40XXXII gpm,anapplicationdensityof0.10gpm/ft2,whichwasdirectedasfaraspossibletothecenterofthetestfire.TheresultsobtainedareshowninTable3.TASLE3.Resultsofthe18-ft2FireTestFoamtypeandpropertiesFireperformanceHydrolyzedproteinAexpansion,7;criticalshearstress,180dynes/cm2;25percentdrainagetime,2min30sec.HydrolyzedproteinBexpanmon,7.3;criticalshearstress,340dynes/cm2;25percentdrainagetime,3rain20sec.Nofirecontrol.After4-6rninoffoamapplication,somereductioninflameintensity.Nofurtherreduction.Foamapplicationstoppedafter12min.Firereachedfullintensityagainwithinanadditional2min.FluoroproteinF.P.70expansion,7;criticalshearstress,90dynes/cm2;25percentdrainagetime,2rain25sec.Firecontrolledin45sec.Foamapplicationstoppedafter1min15sec.Fireoutafter1rain30sec.Fromtheresultsofthelaboratorytestsandthe18-ft2fire,onemighthaveexpectedthatthe400-ft2testfirewouldhavebeencontrolledreadilyundertestconditionsbythetwohydrolyzedproteinfoamcompoundsappliedatanapplicationdensityof0.10gpm/ft2.Onedifferenceinthe400-ft2testfirewasthatonlya2-in.fueldepthwasusedascomparedwithdeeperfuellayersonthesmallerfires.Itcould,however,beanextensionofthescaleeffectthatwasthoughttoexplainthedifferencesobtainedbetweenthesmalllaboratorytestfiresandthe18-ft2testfireresults.LIGHTWATERInvestigationsofnewfoamingagentsattheU.S.NavalResearchLaboratoryledtothedevelopmentofLightWaterfoamcompound.Thereareanumberofreports5-7relatingitsperformanceonshallowfuellayersassociatedwithitsuseonaircraftcrashfires.Therearenotestresultsreportedonitsperformanceondeepfuellayers;therefore,XXXII atestwasmadeonthe18-ft2testfirewitha30-minpreburntimeatanapplicationratenearthecriticalrateforthefluoroproteinfoamF.P.70usedinthetestprogram.TheresultsaregiveninTable4togetherwiththeresultsfortheotherfoamingagentsusedinthetestprogram.TABLE4.Resultsof18ft2FireTestofRegularGrade90OctaneGasoline,17in.Deep,after30rainPreburnTime(FoamAppliedinStraightStreamtoCenterofFireAreaataRateof0.07gpm/ft2)FoamingagentFireperformanceLightWater,6percentsolutionFluoroproteinF.P.70,6percentsolutionHydrolyzedproteinAHydrolyzedproteinB90percentcontrolin1rain.Extinctionin5rain*90percentcontrolin2rain.Extinctionin5rain*Nocontrolafter15-rainfoamapplicationNocontrolafter15-rainfoamapplication*AlthoughLightWaterhadamorerapidcontroltimethanF.P.70,thelongextinctiontimesinbothcaseswereduetopersistenceofflamesnearthehottankwall.CONCLUSIONSThefollowingconclusionsweredrawnfromtheworkdescribedinthispaper.•Wherenormalprotein-basedfoamsareappliedforciblytofiresinClassAflammableliquids,theirefficiencyisgreatlyreducedcomparedwithgentleapplicationtothesurface.XXXII •Underoperationalconditionsintheeventoffireinafuelstoragetankcontaininggasoline,ahotzoneat70°Cto80°Cislikelytoform.Undertheseconditions,normalprotein-basedfoamsareevenlessefficient,unlessappliedgently,andfoamapplicationatthepresentrecommendedrates(0.1gpm/ft2)wouldhavenoeffectonthefire.•Resultsonthe400-ft2testfiresuggestthattherecouldbescaleeffectsforthistypeoffoamapplicationandpointtohighervaluesofthecriticalrateofapplicationevenforshortpreburntimes.Furtherworkisrequiredatthisandlargerscalesonfiresindeepfuellayerswithlongpreburntimesinmetaltanks.•FoamsmadefromthefluoroproteinfoamF.P.70andLightWater,appliedatratesbelowthepresentrecommendedratesofapplication,extinguishedthetestfiresrapidly,evenwhenadeephotzonehadbeenformed.REFERENCES[1]Tuve,R.L.andPeterson,H.B.,"AStudyofSomeMechanicalFoamsandTheirUseforExtinguishingPetroleumFires,"NRLReport3725,23Aug.1950,U.S.NavalResearchLaboratory[2]French,R.J.,Hinkley,P.L.,andFry,J.F.,"TheSurfaceApplicationofFoamtoPetrolFires,"FireResearchNoteNo.21,1952,DepartmentofScientiiicandIndustrialResearchandFireOffices'JointFireResearchOrganization.[3]Fry,J.F.andFrench,R.J.,"AMechanicalFoamGeneratorforUseinLabora-tories,"JournalofAppliedChemistry,Vol.1(1951),pp.425-429.[4]Burgoyne,J.H.andKatan,L.L.,"FiresinOpenTanksofPetroleumProducts:SomeFundamentalAspects,",JournaloftheInstituteofPetroleum~Vol.33(1947),p.158.[5]Tuve,R.L.,etal,"ANewVaporSecuringAgentforFlammableLiquidFireExtinguishment,"NRLReport6057,13March1964,U.S.NavalResearchLaboratory.[6]Tuve,R.L.,etal,"Full-scaleFireModellingTestStudiesof'LightV~rater'andProteinTypeFoams,"NRLReport6573,15Aug.1967,U.S.NavalResearchLabora-tory.[7]Fittes,D.W.andNash,P.,"LightWater,"Fiie,Vol.61,No.759(Sept.1968)pp.170-171,195.XXXII 油罐火灾中的泡沫使用效率D.海德,A..罗德里格斯,D.斯密斯美国海军研究实验室朱利斌浙江海洋学院石油化工学院，浙江舟山，316000[摘要]：在用于储存易燃液体的浮顶罐上，防火用的移动式泡沫灭火器有替代固定式灭火器的趋势，而且这一趋势正在增强。作者研究了使用泡沫方式对泡沫效率的影响，同时比较了：两种普通蛋白泡沫、普通轻水泡沫和大家熟知的F.P.70.氟蛋白泡沫的使用效率。流散火灾对蛋白泡沫的灭火性能的影响已经在多篇论文中论述解释了。所有的情况都是：泡沫平缓地被施放到燃烧物的表面。Tuve和Peterson在他们自己写的论文中很方便的得出一些结论，他们总结出了一下几点结论：•泡沫的膨胀性和密度可以承受一定的效率变化，只要它超过最小临界值。•泡沫的黏度和它的水吸出率是密切相关的。•在泡沫的应用中，需要0.02美制加仑每平方英尺的泡沫含水量用以平衡后大火中产生的热量。协同救火研究组织从French等人所著的论文中也总结出了相似的结论。所有的这些工作是从模拟将泡沫易平缓的方式通过分布在油罐顶部的喷头施放到燃烧的油料表面这一应用中得出的。[关键词]：油罐火灾泡沫研究影响XXXII 现代储存技术的影响近十年，用于储存A类易燃液体的油罐正朝着没有固定式泡沫灭火器的大直径浮顶罐的趋势发展。固定泡沫灭火器的使用经验表明，在严重的大火中灭火器是极易损坏的，同时，现在又有这样一个趋向，既趋向于使用大容量的泡沫灭火器来保护油罐。它们有能力投送超过600美制加仑的泡沫与水的混合物。从灭火器或其它移动灭火设备中产生的泡沫显然不能缓和地被施放到储罐中的的燃料表面，尽管还没有获取到定量的信息以致使我们还不理解为什么在这种条件下灭火效率会被削弱。实验室测试一个火域面积只有0.78平方英尺的小型实验室测试被建立，测试中，泡沫由实验室的泡沫产生器产生，并被直接喷射到燃烧着的90号汽油表面。调整喷射孔以便产生一个8.2米/秒流速的恒定流量，这与正常的设备可获得的流量是相似的。泡沫以不同的速率试验，临界应用率将从一张把要求的灭火时间与泡沫液的使用率进行对照的图中得到（图一）。Applicationdensity（密度）(gpm/ft2)投放密度（美制加仑/平方英尺）图1.关键应用率的测定XXXII 我们发现临界应用率会受到燃料温度的巨大影响，为了测试这一点，测试是在超过了所允许的15分钟预烧后实施的。图2中显示燃料的温度曲线在不同的预烧时间下是不同的。试验使用了4%的泡沫溶液，这种泡沫溶液由两种可获得的已商业化的水解蛋白和一种最新发展的F.P.70氟蛋白组成。表一给出了泡沫的性能数据。在图3中绘制了三种泡沫的临界应用率与预烧时间的对照情况，通过对照下面这些观点是显而易见的：•三种泡沫的临界应用率都是随预烧时间的增加而增加的。•即使是在短的预烧时间下，以直接喷射到燃料表面的方式使用的蛋白A泡沫和蛋白B泡沫的临界应用率也比以缓和方式释放到燃料表面时得到的临界应用率高。•F.P.70氟蛋白泡沫比水解蛋白泡沫表现更优越。预烧时间（分钟）表2.0.78英尺实验室火灾中获得的燃料温度燃料温度测量由于使用的是小尺寸的容器，在实验室获得的温度曲线不被认为是与在大型容器中获得的曲线非常接近的。这使得人们决定进行户外的更大型的火灾，并在没有进行泡沫测试前测量它温度曲线图。一份由Burgoyne和Katan编写的论文提供了有用的信息，这信息就是一个装有低标号汽油的22英尺直径的油罐的表面温度曲线。结果显示，一个大约90摄氏度（194华氏度）的热油层或说“热区”XXXII 会在燃烧的油品下面形成。蒸馏试验表明，在该温度下会蒸馏出19%的燃料。热区以每小时24到36英寸的速率形成，并且在热区和冷油之间存在剧烈地温度变化。TABLE1.测试中使用的泡沫的属性---------------------------------------------------------------------------临界剪切应力析出25%水份的时间泡沫类型膨胀系数(dynes/cm2)(分)---------------------------------------------------------------------------水解蛋白A82503-5水解蛋白B83702-5F.P.70氟蛋白82502-4---------------------------------------------------------------------------预烧时间（分钟）表3.直接将泡沫喷射到0.78英尺实验室火灾上的的得到的临界应用率XXXII 在22英寸直径的罐中第一次使用常规90号汽油进行了测试。绝热石棉是用来减少火焰的热量通过罐壁传递的。同时在最小干扰的前提下一个固定流量的设备被允许使用，从而使燃烧的燃料上保持一个恒定的空距。大火持续了30分钟，在液面以下每隔1英寸检测燃料的温度。也对直径4.8英尺的罐进行了试验，但因为这个原因，在燃烧过程中燃料的液面没有被保持在不变的位置。在大型罐中，当罐壁对传热的影响不那么明显时，绝热材料就不再使用。在两组罐中的实验结果在表4中以图表的形式显示。小罐中70摄氏度（158华氏度）的热区和大罐中80摄氏度（176华氏度）的热区都被记录了下来。实验中使用了两个不同批次的燃料，蒸馏实验显示了热区在每种情况下所对应的20%的蒸馏温度。这些很好的应证了Burgoyne和Katan所获得的结果。在两个罐之间存在一些可以忽略不记的差别，这结果还说明，一个12英寸深的热区在燃烧30分钟后以1/2英寸/分钟的最终速率形成。时间（分）表4.燃油表面的热区随时间的变化曲线18平方英尺火灾的测试设计这一系列的测试是为了大规模的考证在很深的燃料大火中强力使用泡沫的影响，测试是在下列情况下进行的：XXXII •短预烧时间（2分钟）并且在燃料低温的情况下；•长预烧时间（30分钟）并且燃料温度处于70到80摄氏度的情况下。在这些测试中，泡沫具有表1所示范围的理化特性，测试时这些泡沫被直接喷射到含有150加仑（18英深）90号汽油的直径18平方英尺的有关火灾中。临界应用率从表2中得出并被显示出来。TABLE2.18平方英尺火灾中的临界应用率---------------------------------------------------------------------------临界应用率(gpm/ft2)----------------------------------------------------------泡沫种类2分钟的预烧时间30分钟的预烧时间---------------------------------------------------------------------------水解蛋白A0.070.17水解蛋白B0.070.17F.P.70氟蛋白0.030.06---------------------------------------------------------------------------人们将看到,观测到的实验数据表明了一个相似的趋势,就像从长时间预烧中获得的临界速率的显著增加一样。然而。这个从实验室火灾中获得的值，说明了规模效应的重要性。再者，A类和B类之间的显著差异在大型火灾测试中基本消失了。据说这种规模效应部分原因是油罐壁影响了泡沫流的路径从而影响了泡沫层的形成。在实验室小直径的火盘中，泡沫流迅速顺着容器壁扩散并在其上面形成一个泡沫层，并且构成一个明显深度。在大型火灾中，形成一个泡沫层非常的不容易，即便是当泡沫覆盖在了燃料的表面时也很难构建起一个不透气的泡沫层。这种应用方式的迹象显示，自从油罐实际保护的问题受到关注后，规模效应的现象变得重要了。因此在更大的火灾面积中（400平方英尺）进行了一小部分的测试，以进一步关注并检验规模效应。400英尺火灾面积的测试因为会导致测试区的烟雾污染问题,所以不可能开展大型火灾长时间预烧的测试。实验中,因此,限制在应用泡沫从一个标准的泡沫产生器喷嘴喷到400加仑常规汽油产生的400平方英尺火灾中去(大约2英寸深)。XXXII 在试验中的预烧时间是2分钟。喷嘴提供了一个不断排放40美制加仑/分钟密度0.10美制加仑/平方英尺的泡沫,泡沫尽量直接喷向测试火中心。所得结果见表3。表3.18平方英寸测试火的测试结果泡沫类型和性质防火性能水解蛋白A膨胀，7；临界剪应力，180dynes/cm2；失25%水时间，2分30秒。水解蛋白B膨胀，7.3；临界剪应力，340dynes/cm2；失25%水时间，3分20秒。不控制火灾。使用泡沫4-6分钟后，一些火焰强度降低了。没有进一步减少。泡沫使用的12分钟后停止。停用后2分钟内火焰重新达到全亮度。F.P.70氟蛋白膨胀，7；临界剪应力，90dynes/cm2；失25%水时间，2分25秒。火势在45秒内得到控制。泡沫在使用1分15秒后停止使用。1分30秒后火被扑灭。从实验室的实验的结果和18平方英尺火灾来看，可以预见的一点是：在测试条件下，使用两个流量为0.10gpm/平方英尺的喷嘴，400平方英尺的火灾是容易控制的。其中的一个不同点是，400平方英尺面积的测试火灾只有2英寸。燃料深度常用来与火势更小但油层更深的火灾的做比较。它可以是被认为可以解释实验室小型测试火与18平方英寸测试火结果的不同点的规模效应的延伸。轻水美国海军研究实验室调查了新的发泡剂促进了轻水复合泡沫的发展。有许多报告是关于它在飞机坠毁引起的浅层油品火灾中的应用表现的。不过没有关于深层油品火灾的测试结果报告。因此，在测试程序中进行了一项测试：在一个经过了30分钟预烧的18平方英尺的测试大火中使用F.P.70氟蛋白，以一个接近临界流量的流量进行。结果在表4中与在测试程序中的另一项测试发泡剂的结果一起给出。表4.18平方一尺17英寸深的常规90号汽油预烧时间30分钟的实验结果（泡沫以0.07gpm/平方英尺的速率直接喷射到着火区域的中心位置）。泡沫灭火剂防火性能轻水泡沫，6%的F.P.70氟蛋白，1分钟后90%得到控制，5分钟后火灾熄灭2分钟后90%得到控制，5分钟后火灾熄灭XXXII 6%的水解蛋白A6%的水解蛋白B使用泡沫15分钟后火势仍没有得到控制使用泡沫15分钟后火势仍没有得到控制*虽然轻水泡沫比F.P.70泡沫能更迅速的控制火灾，但在这两种情况下，时间长的灭火时间都是由于火焰持续性的靠近高温罐壁。结论从这篇论文的描述中我们可以得到一下结论：•与缓和地将常规泡沫覆盖到A类易燃油品表面相比，用泡沫强行灭火的效率极大的降低的。•在汽油罐发生大火的过程中，可能形成一个70°C到80°C的高温油层区。这情况下普通的蛋白基泡沫的效率是比较低的，除非能缓和的将泡沫覆盖到油品表面，同时如果按目前建议的泡沫量（0.1gpm/平方英尺）使用，将不会对火灾起到任何作用。•400平方英尺试验结果表明，即使在短时间的预烧下，泡沫的使用形式和较高值的临界应用率都存在规模效应。此外，还需要进行在该规模和更大规模下的更深层次油品在长时间预烧的试验。•用F.P.70氟蛋白和轻水制造的泡沫，适合于目前建议的低速率、快速熄灭试验火甚至深层次的高温油层区已经形成的条件下。参考文献[1]Tuve，RL和彼得森.一些机械泡沫灭火的研究，他们对石油火灾.3725报告.1950年8月23日，美国海军研究实验室[2]法国，RJ，欣克利，特等.的泡沫表面用汽油火灾应用.火灾研究注意第21号，1952年，Scientiiic和工业研究和消防局的联合研究组织消防处。[3]弗莱，樱和法语的RJ.使用的机械泡沫发生器.应用化学研究所硕士论文.1（1951）.425-429页[4]伯戈因，JH和咯痰.火灾在石油产品开放坦克：一些基本方面.石油学院学报.33（1947），第158页[5]Tuve，RL等.一种新型气体和易燃液体火灾安全灭火剂.6057报告.1964年3月13日.美国海军研究实验室.[6]Tuve，RL等.全尺寸火灾模拟试验研究'评价者'和蛋白型泡沫.6573报告.1967年8月15日.美国海军研究.[7]Fittes，DW和纳什.光水.第170-171.XXXII