消防泡沫灭火系统中泡沫比例混合装置特点分析

摘要：对泡沫灭火系统中常见的四种泡沫比例混合装置的原理、适用范围及优缺点进行分析阐述，供设计及施工人员在实际工作中进行合理选型。

关键词：泡沫灭火系统;泡沫比例混合装置

泡沫灭火系统，是扑灭甲、乙、丙类液体火灾的主要消防灭火设施，在消防灭火现场中通过使用各种功能的水泵，将泡沫灭火剂、水和空气按照不同比例进行混合后产生不同混合比例的泡沫，利用泡沫本身具有吸热冷却、辐射热阻隔和隔氧窒息三大灭火机理进行有效灭火。而泡沫灭火系统的核心组件之一，就是泡沫比例混合装置。泡沫比例混合液是根据规范规定的比例，将水和泡沫原液混合，以供泡沫产生装置发泡的设施。我国设计和施工过程中常用的有管线式、压力式、环泵式和平衡式这四种泡沫比例混合装置。下面就针对这几种不同类型的泡沫比例混合装置，将其适用范围及优缺点进行一一分析。

1 管线式泡沫比例混合装置

管线式泡沫比例混合装置，水泵加压出水后在泡沫液储罐吸液管上方的混合腔内形成一定的负压（见图1），并完全依靠大气压力将泡沫容器内的泡沫液吸到腔内，最后与水混合。管线式泡沫比例混合装置，正常安装于管线上，泡沫与水直接混合形成泡沫液，所以压力损失较大，混合比精度一般较低，因此在固定式泡沫灭火系统中较少使用。但管线式泡沫比例混合装置具有体积小、重量轻的特点，主要将其用于消防水带连接使用、手抬式泡沫灭火系统或可移动式泡沫灭火系统，且在现场安装中可以紧靠泡沫储罐放置，极大缩短了受污染管理，极大提高了输送泡沫混合液的速度。

2 压力式泡沫比例混合装置

压力式泡沫比例混合装置，依靠充水管的压迫和吸液管的抽吸，在两者的共同作用下将泡沫液注入至泡沫产生装置。在现场实际应用中较为常见的类型包括无囊式（见图2）和囊式（见图3）两种类型的压力比例混合装置。由于比例混合装置由泡沫液储罐和泡沫比例混合装置组成，并且是集成一体的，因此在现场安装过程中无需再次调整混合比，设计与施工极为方便，更有利于进行自动化控制。然后在实际工程实践中，囊式比例混合装置中囊渗漏甚至爆破的现场的确是时有发生，所以规范规定了其单罐容积不得大于10m3。综上所述，压力式泡沫比例混合装置较适用于分散独立设置泡沫站的液体火灾防护区。

3 环泵式泡沫比例混合装置

环泵式泡沫比例混合装置，在我国又通常被称作负压式泡沫比例混合装置，（见图4）。在实际应用中，往往会发现影响该泡沫比例混合装置混合精度的主要因素有吸液管长度导致存在的高差及其消防泵的流量及扬程等。而且消防水池到泡沫液存储容器之间也会存在相对应且不可避免的液位高度差，当消防水池液位严重低于泡沫液液位时，如果消防水池出水管未有效安装止回阀等阻止回流的措施，泡沫液会回流到消防水池中导致消防水池严重污染甚至出水管堵塞;反之水也会倒流回泡沫液储罐中。这两种现象在现场实际应用中均有出现过，为了避免相关人员误操作等不可控因素，我们在设计和施工中需注意在相应管道上设置关断阀门。环泵式泡沫比例混合装置需与消防水泵安装在同一消防泵站内，并安装于泡沫消防泵的出水管旁路上，并且需设置旁路阀，因此环泵式泡沫比例混合装置安装位置具有较大的局限性，只适用于建有独立消防泵站的场所。但其优点在于可以极大的提升混合速度，混合性能优于管线式泡沫比例混合装置，但也导致了污染管路长，延长了泡沫到火灾防护区的输送时间，而且水泵不能与其他系统合用。不过环泵式结构相对简单，造价可以得到有效控制，后期操作、检修、维护和测试也相对方便，所以该系统尤其适合于储罐规格单一的甲、乙、丙类液体储罐。

4 平衡式泡沫比例混合装置

平衡式泡沫比例混合装置，利用平衡式压力控制阀中的隔膜腔和节流阀等装置，将水压和泡沫液的供给量进行相对平衡（见图5）。该混合装置由比例混合装置和平衡压力流量控制阀组合安装为一体，产品出厂前已进行了混合比的标定强度测试，因此该泡沫比例混合装置目前我国实际工程的设计和施工中应用最多。混合精度较前三者提高很多，可靠近储罐设置，常常用于自动集中控制的若干个防护区的泡沫灭火系统，特别是防护对象之间流量差值较大的储罐。

5 計量注入式新型比例混合装置

除了上述的四种类型的泡沫比例装置，近年来我国还出现了计量注入式新型比例混合装置（见图6）。该装置除了需要以上四种混合装置共同拥有的水泵、泡沫液泵、泡沫液储罐等通用组件外，还需要另行配置电子信号控制器和流量计等特殊组件。其工作原理主要是利用电子流量计24小时不间断的监控系统状态及触发条件，达到预先设置的触发条件后向主控系统中的电子信号控制器输入流量信号，电子信号控制器接收到流量数据的电信号后，控制其需要联动启动的泡沫液泵，并根据现场火灾的规模和大小输出供给等量的泡沫液，最终达到快速有效的扑灭火灾。其系统运行并不受水压限制，也不会因补充泡沫液而中断。在实际应用过程中还可以结合变频技术，来更加有效的控制泡沫液泵的流量。对于该类型的装置来说，最为核心的流程设计就是怎样提高流量测量的准确性，因为这将直接影响泡沫液最终混合比的精确性。因此，规范要求流量计的进口前和出口后直管段的长度不小于10倍的管径。

以上介绍了几种较为常见的泡沫比例混合装置的工作原理、适用范围及其各自的优缺点。在实际现场应用过程中，设计及施工人员需根据不同泡沫比例混合装置的具体特点，灵活选型，从而更加高效准确的配置泡沫灭火系统。

作者简介：

程少蔚，大专，研究方向：建筑防火及消防设施。

参考文献：

[1] 中国消防协会.消防安全技术实务[M].北京：中国人事出版     社，2019.

[2] GB 50151-2010，泡沫灭火系统设计规范[S].2011.

[3] 唐黎明，郝敏.泡沫比例混合装置的种类与应用[J].石油库与加     油站，2010，19（5）.