量化注入式泡沫灭火系统设计

本科毕业设计（论文）20 届本科毕业论文（设计）论文题目：量化注入式泡沫灭火系统设计学生姓名： 所在院系： 所学专业： 导师姓名： 完成时间： 本科毕业设计（论文）摘 要泡沫消防系统中，大规模泡沫消防工程对泡沫混合液的供给源提出了更高的要求，传统的贮罐压力式泡沫比例混合装置有限的泡沫液供给量已越来越不适应现代大型泡沫消防工程的要求。因此，可以设想采用一种新的系统，用目前发展比较成熟的交流变频技术进行控制，使泡沫灭火达到一个更有效的水平。关键词：泡沫；消防；变频本科毕业设计（论文）AbstractFire in the foam system, a large-scale bubble bursting fire works on the supply source of the mixture a higher demand, the traditional foam tank pressure device limited the proportion of mixed foam liquid supply has become increasingly unsuited to modern large-scale bubble the requirements of fire protection engineering. So can imagine, use one new system, adopt development ripe exchange frequency conversion technology control to the fire extinguishing system of foam comparatively at present, make the foam put out the fire and reach a more effective level.Key Words: Foam; Fire ; Exchange frequency 本科毕业设计（论文）目 录引言 .11 设计要求 .12 量化注入式泡沫灭火系统 .12.1 工作原理 .12.2 主要特点 .22.3 适用范围 .23 主要构成 .24 注入式泡沫比例混合装置工作流程 .35 系统组件的选择 .45.1 泡沫液的选择 .45.2 泡沫消防泵的选择 .55.3 控制阀门和管道 .65.4 泡沫比例混合器 .75.5 控制系统 .85.6 泡沫液储罐 .85.7 泡沫产生装置 .86 系统供水 .96.1 管道水力计算 .96.2 减压孔板 .127 量化注入式与平衡式泡沫比例混合装置的比较 .147.1 相同之处 .147.2 不同之处 .148 结束语 .15致谢 .15参考文献 .15英文文献名称（变频技术应用）本科毕业设计（论文）引言泡沫灭火系统是大型灭火系统的一种，主要用于石油化工企业、大型油库、机场、建筑、码头 等场所，其工作原理是：将泡沫原液与消防水按一定比例在比例混合器中混合后，经管道输 送到终端泡沫产生装置，产生泡沫， 进行灭火作业，大量事实证明，在泡沫灭火系 统中，泡沫混合液的混合比精确与否是影响灭火效果的核心因素，如不能保证 精确的混合比，不但造成泡沫原液的浪费， 还大大降低了整个系统的灭火效果，从而延误最佳灭火时机，造成火势蔓延甚至失控， 给国家和企业带来难以估量的损失，所以，通过各种方式来确保精确混合比的泡沫混合液就显得很重要了。为 了避免出现此类情况，我们可以设想通过控制泡沫液和消防水的流量来达到目的。可称此装置为注入式泡沫比例混和装置。注入式泡沫比例混合装置是运用数字化控制，可使泡沫混合液的混合比更加精确，从而达到更好的灭火效果，尤其是 该泡沫比例混合装置能同时满足高、中、低倍数的消防设备使用（需根据要求选配不同的泡沫原液），彻底解决了高、中、低倍数比例混合装置只能单独使用的问题，大大节约了用户的投资。注入式泡沫比例混合装置不仅克服了压力式泡沫比例混合装置流量范围小和平衡式比例混合装置计量不准确的缺点，而且打开了大型泡沫站数字化控制的新时代，是一种理想的消防 灭火装备。1 设计要求系统的具体设计要求为：(1)对泡沫灭火有一定的了解。对以往消防方案有一定认识。(2)根据国标选择 系统组件。(3)用一般绘图软 件绘制整个系统的原理图，结构图。(4)对系统管路 进行分析。(5)对变频调速 进行简要介绍2 量化注入式泡沫灭火系统2.1 工作原理该装置是依靠消防主管线上的数字流量计采集现行主管线消防水流量的大小，按照设计的要求非常精确地提供泡沫液的混合比。当控制装置获取主管线流量计的流量数值时，经过电脑换算出泡沫液需求量，同时通过 PLC 变频器，指令泡沫液供给系统按要求的比例供给泡沫液，并可随着主管线的不同流量提供准本科毕业设计（论文）确的混合比。另外，泡沫液管线上配备有流量计，其主要作用是用来修定泡沫液的供给量，并将数值反馈到控制装置，由控制装置随时进行修正泡沫液供给系统，以得到更精确的泡沫液混合比，同时也将泡沫液混合比数字化处理。2.2 主要特点2.2.1 泡沫液泵按标准供给泡沫液，真正确保了精确的混合比，节约了泡沫液；2.2.2 泡沫液泵的叶轮为不锈钢或者青铜材质，不仅保证了工作压力和流量，而且叶轮不会因泡沫液的腐蚀而锈死；2.2.3 采用常压式不锈钢泡沫液储罐，使用寿命长；2.2.4 适用于任何泡沫灭火剂，并可随时根据泡沫灭火剂的性质进行比例调节；2.2.5 灭火过程中，可根据灭火需求，随 时添加泡沫灭火剂；2.2.6 采用注入的方式，不消耗压力，可靠性及准确性高；2.2.7 采用手动和自动相结合，可进行切换，操作 简单可靠。2.3 适用范围注入式泡沫比例混合装置特别适用于大中型泡沫灭火系统。例如：石油化工企业、大型油库、油码头及海上钻井平台等重要的消防工程。由于其常 压泡沫液储罐可以在灭火过程中随时添加泡沫液，使用时间可以延长，大大增强了灭火抗灾的能力和可靠性。3 主要构成该装置主要由常压泡沫液储罐、流量计、持 压/泄压阀、安全阀、泡沫比例混合器、泡沫液泵、可编程控制柜、手 动触摸屏及管道附件等 组成。3.1 泡沫液泵该装置选用高性能齿轮泵（容积泵）作为泡沫液泵，能更好地满足各种泡沫液的使用要求。这种泡沫液 泵转速较低、 扬程较高、 计量准确，其齿轮选用不锈钢或青铜材料制作，耐腐蚀 性能好。3.2 流量计一般选用电磁流量计、涡街流量计、超声波流量 计等。流量计根据管道所输送的泡沫液或水介质，都会精确地测量出其流量数值。3.3 可编程控制系统可编程控制系统的主要作用就是根据采用的泡沫原液，设定好混合比 6%或3%以及其它配比。另外，在消防用水时，它可实时监 控消防用水量大小，并指令本科毕业设计（论文）齿轮泵按设定的比例供给泡沫原液。3.4 自监测、自诊断功能采用流量计可以选配成自监测和自诊断功能，其主要功能表现信号有：故障信号、维护 需求和控制功能信号。(1)故障信号由现场仪器提供信息，以便能提示人们快速地排除相应的故障。(2)维护信号主要是提示 实施对设备进行维护。(3)控制信号是完成现场仪器的参数读写、仪器校准和变送器线性度修正等工作，如组态发生和通过本地操作面板修改技术参数等。4 注入式泡沫比例混合装置工作流程图 1 注入式泡沫比例混合装置工作流程(1)控制柜的作用是：启动消防泵组，以提供消防用水。(2)控制柜的作用是：通过流量计采集消防用水流量后，转换为泡沫液用量,并指令齿轮泵按一定量供给泡沫原液，然后通过流量计 检测泡沫原液流量的数值并修正其流量，以达到更精确的泡沫液流量。(3)流量计的作用是：实时监控消防水的流量。(4)流量计的作用是：实时检测泡沫液泵提供的流量。 泡沫液泵泡沫混合液比例混合器流量计 流量计消防泵组泡沫液泵控制柜消防水泵控制柜险情信号中心控制室 本科毕业设计（论文）根据系统工作流程可得系统工作原理：图 2 系统工作原理图5 系统组件的选择由于该系统的传输介质为具有腐蚀性的泡沫灭火剂，故整个系统组件应具有良好的耐腐蚀性.5.1 泡沫液的选择 5.1.1 (1) 当采用液上喷射系统时，应选用蛋白、氟蛋白、成膜氟蛋白或水成膜泡沫液；(2) 当采用液下 喷射系统时，应选用氟蛋白、成膜氟蛋白或水成膜泡沫液；(3) 当选用水成膜泡沫液时，其抗 烧水平不应低于现行国家标准泡沫灭火本科毕业设计（论文）剂GB15308 规定的 C 级 。5.1.2 保护烃类液体的泡沫水喷淋系统、泡沫枪 系统、泡沫炮系统泡沫液的选择应符合下列规定：(1) 当采用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；(2) 当采用非吸气型 喷射装置时，应选用水成膜或成膜氟蛋白泡沫液。(3) 对 于水溶性液体和极性溶剂及其它对普通泡沫有破坏作用的甲、乙、丙类液体，必须选用抗溶泡沫液。(4) 中倍数泡沫 灭火系统泡沫液的选择应符合下列规定：(5) 用于油罐的中倍数泡沫灭火剂应采用专用 8%型氟蛋白泡沫液；(6) 除油罐外的其他 场所，可选用中倍数泡沫液或高倍数泡沫液。(7) 高倍数泡沫灭火系统利用热烟气发泡时， 应采用耐温耐烟型高倍数泡沫液。(8) 应根据系 统所采用的水源选择适用于海水或仅适用于淡水的泡沫液。(9) 泡沫液宜储存在通风干燥的房间或敞棚内；储存的环境温度应符合泡沫液使用温度的要求5.2 泡沫消防泵的选择5.2.1(1) 应选择特性曲线平缓的离心泵，且其 工作压力和流量应满足系统设计要求；(2) 当泡沫液泵采用水力驱动时， 应将其消耗的水流量 计入泡沫消防水泵的额定流量；(3) 泵进口管道上 应设置真空压力表或真空表；(4) 泵出口管道上 应设置压力表、单向阀和带控制阀的回流管。5.2.2 泡沫液泵的选择与设置(1) 泡沫液泵 的工作压力和流量应满足系统最大设计要求，并应与所选比例混合装置的工作压力范围和流量范围相匹配， 同时应保证在设计流量范围内泡沫液供给压力大于最大水压力；(2) 泡沫液泵 的结构形式、密封或填充类型应适宜输送所选的泡沫液，其材料应耐泡沫液腐蚀且不影响泡沫液的性能；(3) 应设置备 用泵，备用泵的规格型号应与工作泵相同，且工作泵故障时应能自动与手动切换到备用泵；(4) 除水力驱动 型外，泡沫液泵的动力源设置应符合国家标准的规定，且宜与系统泡沫消防水泵的动力源一致；(5) 泡沫液泵应 能耐受不低于 10min 的空载运转。本科毕业设计（论文）由于该套系统需要严格控制泡沫混合液的混合比，故对动力部分的选择也是至关重要的。动力部分：该套系统主要采用变频调速的原理来控制混合比，就目前而言，变频技术在电力方面发展的比较成熟，应用的也比较广泛，故选用交流电机作为该系统的动力，另外，相比较而言，齿轮泵和蜗杆泵 的性能较为稳定，在转速和外界压力微量变化时流量不会剧烈变化，而一般离心泵不具备此项性能，故注入式泡沫比例混和装置的动力部分亦选择齿轮泵或蜗杆泵为好，电机功率应根据泡沫混合液的流量和混合比来确定。5.3 控制阀门和管道(1) 当泡沫消防水泵或泡沫混合液泵出口管道口径大于 300mm 时，不宜采用手动阀门。(2) 低倍数泡沫灭火系统的水与泡沫混合液及泡沫管道 应采用钢管，且管道外壁应进行防腐处理。(3) 中倍数泡沫灭火系统的干式管道， 应采用钢管；湿式管道，宜采用不锈钢管或内、外部进行防腐处理的 钢管。(4) 高倍数泡沫灭火系统的干式管道，宜采用 镀锌钢 管；湿式管道，宜采用不锈钢管或内、外部进行防腐 处理的钢管；高倍数泡沫产生器与其管道过滤器的连接管道应采用不锈钢管。(5) 泡沫液管道 应采用不锈钢管。(6) 在寒冷季 节有冰冻的地区，泡沫灭火系统的湿式管道应采取防冻措施。(7) 泡沫水 喷淋系统的管道应采用热镀锌钢管。其报警阀组、水流指示器、压力开关、末端试水装置的 设置， 应符合现行国家标 准自动喷水灭火系统设计规范GB50084 的相关规定。(8) 防火堤或防护区内的法兰垫片应采用国家标准建筑材料及制品燃烧性能分级GB8624-2006 中规定的燃烧性能不低于 B 级的材料。(9).主要管道附件包括 单向阀、闸阀、持压泄压阀、安全阀、智能流量 计等。(10) 单向阀一般按照管 线直径来选择，材质为不锈钢， 。(11) 闸阀也是根据管 线直径来选择的，材质为不锈钢且应能够灵活操作。(12) 持压泄压阀的作用是维持系统局部压力恒定，装接在泡沫液回路管 线上，当工作压力在正常范围 之内时，持 压泄压阀不动 作，当系 统压力超过额定压力时，持 压泄压阀打开，一部分泡沫液流回常 压泡沫液 储罐 ，系统压力回到正常。(13) 安全阀装接在系统出液管线上，主要是为了防止系统压力持续升高造成管道破裂，一般额定值为 2.5Mpa，当系 统压力超 过此设定值时，安全 阀打开泄本科毕业设计（论文）压。(14) 智能流量计是用来采集系统中主管线水的流量和泡沫液的流量的，一般可采用电磁流量计、涡街流量计、超声波流量 计等。分别装接在比例混合装置的进水口和泡沫液出口处。5.4 泡沫比例混合器5.4.1 (1) 系统比例混合器的进口工作压力与流量，应在标定的工作压力与流量范围内；(2) 单罐容量不小于 20,000m3 的烃类液体与单罐容量不小于 5,000m3 的水溶性液体和极性溶剂固定顶储罐及按固定顶储罐对待的内浮顶储罐、单罐容量不小于 50,000m3 的内浮顶和外浮顶储罐，宜选择计 量注入式比例混合装置或平衡式比例混合装置； (3) 当 选用的泡沫液密度低于 1.12g/mL 时，不应选择无囊式压力比例混合装置；(4) 全淹没高倍数泡沫灭火系统或局部应用高倍数、中倍数泡沫灭火系统，采用集中控制方式保护多个防护区时，应选用平衡式比例混合装置或囊式压力比例混合装置；(5) 全淹没高倍数泡沫灭火系统或局部应用高倍数、中倍数泡沫灭火系统保护一个防护区时，宜选用平衡式比例混合装置或囊式压力比例混合装置。5.4.2 当采用平衡式比例混合装置时，应符合下列规定：(1) 泡沫液进 口压力应大于水进口压力，且其压差应满足产品的使用要求；(2) 比例混合器的泡沫液 进口管道上应设单向阀；(3) 泡沫液管道上 应设冲洗及放空设施。5.4.3 当采用注入式比例混合装置时：(1) 泡沫液注入点的泡沫液流压力应大于水流压力，且其压差应满足产品的使用要求；(2) 为了保证流量计采集数据的准确性，流量计进口前和出口后直管段的长度应不小于 10 倍的管径； (3) 泡沫液进 口管道上应设单向阀以防止消防水进入泡沫液储罐；(4) 系 统用过以后，管道内会残存一部分泡沫液，由于泡沫液具有很 强的腐蚀性，故泡沫液管道上应设 冲洗及放空设施。5.4.4 当采用压力式比例混合装置时：(1) 泡沫液储罐的单罐容 积不应大于 10m3；这就导致了压力式比例混合装置不能满足大型油罐区的消防需要。(2) 无囊式压力比例混合装置，当泡沫液 储罐的单罐容积大于 5m3 且储罐内本科毕业设计（论文）无分隔设施时，宜设置一台小容积压力式比例混合装置，其容积应大于 0.5m3 并能保证系统按最大设计流量连续提供 3min 的泡沫混合液。5.4.5 当半固定式或移动式系统采用管线式比例混合器（负压比例混合器）时：(1) 比例混合器的水进口压力应在 0.6MPa1.2MPa 的范围内，且出口压力应满足泡沫产生装置的进口压力要求；(2) 比例混合器的 压力损失可按水进口压力的 35%计算。5.5 控制系统该套系统可采用继电器控制也可采用 PLC 控制，主要控制泡沫供给系统的启动及泡沫液量的调节。根据国家消防规范的规定，系统采用两台泡沫泵组（一用一备），发生紧急情况时，主泵组启动，备用泵组断开，当主 泵组断电时 ，备用泵组自动投入运行，主电源恢复正常时，能重新自动切换到主泵组进行工作，这就保证了系统的可靠性。泡沫液量的调节主要靠控制柜内的运算器、变频器以及设在管线上的两个智能流量计来进行，首先流量 计将管线上的水流量及泡沫液流量反馈给控制系统，运算器再根据反馈回来的数据运算出瞬时泡沫液和水的混合比，然后与事先设定好的混合比数值进行比较，如果有偏差，就计算出偏差值，然后通 过变频器来调节泡沫供给系统中电机的频率，使电机速度变慢或变快，从而调节泡沫液的输出量，使系统的实际混合比尽可能的接近设定值，这样就得到了较为精确的泡沫混合比，从而大大提高泡沫灭火系统的性能，不 仅节约了泡沫液量，而且使系统的可靠性进一步加强。5.6 泡沫液储罐由于该套系统采用注入泡沫液的方式，故泡沫液储罐应选用常压储罐,常压罐的容积可达到十吨以上，这就有效克服了压力式储罐容积小的缺点。泡沫液储罐宜采用耐腐蚀材料制作，且与泡沫液直接接触的内壁或衬里不应对泡沫液的性能产生不利影响。常压泡沫液储罐应符合下列规定：(1) 储罐内应 留有泡沫液热膨胀空间和泡沫液沉降损失部分所占空间；(2) 储罐出液口的 设置应保障泡沫液泵进口为正压，且应设置在沉降层之上；(3) 储 罐上应设出液口、液位 计、 进料孔、排渣孔、人孔、取样口、呼吸阀或通气管。注：不同种类、不同牌号的泡沫液不得混存。本科毕业设计（论文）5.7 泡沫产生装置5.7.1 低倍数泡沫产生器：(1) 固定顶储 罐、按固定顶储罐对待的内浮顶储罐，宜选用立式泡沫产生器；(2) 泡沫产生器 进口的工作压力应为其额定值0.1MPa；(3) 泡沫 产生器的空气吸入口及露天的泡沫喷射口，应设置防止异物进入的金属网；(4) 横式泡沫 产生器的出口，应设长度不小于 1m 的泡沫管；(5) 外浮顶储 罐上的泡沫产生器，不应设置密封玻璃。5.7.2 高背压泡沫产生器：(1) 进口工作 压力应在标定的工作压力范围内；(2) 出口工作 压力应大于泡沫管道的阻力和罐内液体静压力之和；(3) 发泡倍数不 应小于 2，且不应大于 4。5.7.3 中倍数泡沫产生器：(1) 发泡网应 采用不锈钢材料；(2) 安装于油罐上的中倍数泡沫产生器，其进空气口应高出罐壁顶。5.7.4 高倍数泡沫产生器：(1) 在防护区内 设置并利用热烟气发泡时，应选用水力驱动型泡沫产生器；(2) 在防护区内固定 设置泡沫产生器时，应采用不锈钢材料的发泡网6 系统供水(1) 泡沫灭火系统水源的水 质应与泡沫液的要求相适宜；水源的水温宜 为435 。当水中含有堵塞比例混合装置或 喷洒装置的固体颗粒时，应设置相应的管道过滤器。(2) 配制泡沫混合液用水不得含有影响泡沫性能的物质。(3) 泡沫灭火系 统水源的水量应满足系统最大设计流量和供给时间的要求。(4) 泡沫灭火系统供水压 力应满足在相应设计流量范 围内系统各组件的工作压力要求，且应有防止系 统超压的措施。(5) 建（构）筑物内设置的泡沫水喷淋系统宜设水泵接合器，且宜设在比例混合器的进口侧。水泵接合器的数量 应按系统的设计流量确定，每个水 泵接合器的流量宜按 10L/s15L/s 计算.6.1 管道水力计算6.1.1(1) 储罐区泡沫灭火系统的泡沫混合液设计流量，应按储罐上设置的泡沫产生器或高背压泡沫产生器与该储罐辅助泡沫枪的流量之和计算，且应按流量之和最大的储罐确定。(2) 泡沫枪或泡沫炮系统的泡沫混合液设计流量，应按同时使用的泡沫枪或本科毕业设计（论文）泡沫炮的流量之和确定。(3) 泡沫水雨淋系 统的设计流量，应按雨淋阀控制的喷头的流量之和确定。多个雨淋阀并联的雨淋系 统，其系 统设计流量应 按同时启用雨淋阀的流量之和的最大值确定。6.1.2 采用闭式喷头的泡沫水喷淋系统的泡沫混合液与水的设计流量应按下式计算，且应符合下列规定：(6-1)niqQ160式中 Q 泡沫水喷淋系统设计流量（L/s）；q 最有利水力条件处作用面积内各喷头节点的流量（L/min）；n 最有利水力条件处作用面积内的喷头数。(1) 水力 计算选定的作用面积宜为矩形，其 长边应 平行于配水支管，其长度不宜小于作用面积平方根的 l.2 倍；(2) 最不利水力条件下，泡沫混合液或水的平均供给强度不应小于(3) 最有利水力条件下，系统设计流量不应超出泡沫液供给能力。泡沫产生器、泡沫枪或泡沫炮、泡沫水喷头等泡沫产生装置或非吸气型喷射装置的泡沫混合液流量宜按下式计算(6-2) Pkq10式中 q 泡沫混合液流量（L/min）；k 泡沫产生装置或非吸气型喷射装置的流量特性系数；P 泡沫 产生装置或非吸气型 喷射装置的进口压力（MPa ）。注： 系统泡沫混合液与水的供给能力应有不小于 5的裕度。6.1.3 系统管道输送介质的流速：(1) 储罐区泡沫 灭火系统水和泡沫混合液流速不宜大于 3m/s；(2) 液下喷射泡沫 喷射管前的泡沫管道内的泡沫流速宜为 3m/s9m/s；(3) 泡沫水喷淋系统、中倍数与高倍数泡沫灭火系统的水和泡沫混合液在主管道内的流速不宜大于 5m/s，在支管道内的流速不应大于 10m/s；(4) 泡沫液流速不宜大于 5m/s。沿程水头损失:当系统水管道与泡沫混合液管道采用普通钢管时，应按式(6-3)计算；当采用不锈钢管或铜管时，可按式(6-4)计算。(6-3)21.30.7 jVid本科毕业设计（论文）式中 i 管道的单位长度水头损失（MPa/m）；V 管道内水或泡沫混合液的平均流速（m/s）；dj 管道的计算内径（ m）。(6-4)1.854.71.850hjgiCdq式中 i 管道的单位长度水头损失（kPa/m）；dj 管道的计算内径（m）；qg 给水设计流量（m 3/s）；Ch 海澄威廉系数，铜 管、不锈钢管取 130。水管道与泡沫混合液管道的局部水头损失，宜采用当量长度法计算。水泵或泡沫混合液泵的扬程或系统入口的供给压力应按下式计算：H=h + P0 + hZ (6-5)式中 H 水泵或泡沫混合液泵的扬程或系统入口的供 给压力（MPa）；h 管道沿程和局部水头损失的累计值（MPa ）；P0 最不利点 处泡沫产生装置或泡沫 喷射装置的工作压力（MPa ）；hZ 最不利点处泡沫产生装置或泡沫喷射装置与消防水池的最低水位或系统水平供水引入管中心线之间的静压差（MPa）。6.1.4 液下喷射系统中泡沫管道的水力计算:(1) 泡沫管道的 压力损失可按下式计算：h=CQp1.72 (6-6)式中 h 每 10m 泡沫管道的压力损失（Pa/10m）；C 管道压力损失系数；Qp 泡沫流量（L/s）。(2) 发泡倍数宜按 3 计算；(3) 压力损失系数可按表 1-1 取值；表 1-1 管道压力损失系数管径（mm） 管道压力损失系数10015020025030035012.9202.1400.5550.2100.1110.071本科毕业设计（论文）(4) 泡沫管道上的 阀门和部分管件的当量长度，可按表 1-2 确定。表 1-2 泡沫管道上阀门和部分管件的当量 长度（m ）公称直径（mm）管件种类 150 200 250 300闸阀90弯头旋启式逆止阀1.254.2512.001.505.0015.251.756.7520.502.008.0024.50注：泡沫液管道的压力损失计算宜用达西公式。确定雷诺数时，应采用泡沫液的实际密度；泡沫液粘度应为最低储存温度下的粘度。6.2 减压孔板6.2.1 (1) 应设 在直径不小于 50mm 的水平直管段上，前后管段的长度均不宜小于该管段直径的 5 倍；(2) 孔口直径不 应小于设置管段直径的 30，且不应小于 20mm；(3) 应采用不 锈钢板材制作。6.2.2 节流管：(1) 直径宜按上游管段直径的 1/2 确定；(2) 长度不宜小于 1m；(3) 节流管内泡沫混合液或水的平均流速不应大于 20 m/s。减压孔板的水头损失，应按下式计算：(6-7)2kHVg式中 Hk 减压孔板的水头损失（10 -2MPa）；Vk 减压孔板后管道内泡沫混合液或水的平均流速（ m/s）； 减压孔板的局部阻力系数。节流管的水头损失，应按下式计算：(6-8)22g1.3 0.7 LgVd式中 Hg 节流管的水头损失（10 -2MPa）； 节流管中渐缩管与渐扩管的局部阻力系数之和，取值 0.7；Vg 节流管内泡沫混合液或水的平均流速（m/s）；dg 节流管的计算内径（m）；L 节流管的长度（m）。6.2.3 减压阀应符合下列规定：本科毕业设计（论文）(1) 应设在报 警阀组入口前；(2) 入口前应设过滤 器；(3) 当连接两个及两个以上报警阀组时，应设置备用减压阀；(4) 垂直安装的减 压阀，水流方向宜向下。通过以上步骤，可以得到整个系 统的结构图如下：本科毕业设计（论文）图 3 注入式泡沫灭火系统结构图7 量化注入式与平衡式泡沫比例混合装置的比较本科毕业设计（论文）平衡式泡沫比例混合装置是目前国内较先进的泡沫消防设备。以下是注入式泡沫比例混合装置与平衡式泡沫比例混合装置在性能上的对比。7.1 相同之处(1) 两者均采用 齿轮泵或涡轮泵提供泡沫液。(2) 两者均采用常 压泡沫罐，可随时添加泡沫液。(3) 在相同的技 术参数下，两者设备底架外形尺寸基本相同。7.2 不同之处7.2.1 原理部分注入式泡沫比例混合装置，主要采用现今已经非常成熟的变频调速技术，当控制系统采集到主管线流量计的流量数值后，经过电气控制系统换算出泡沫液的需求量，指令泡沫液供给 系统按要求的比例供给泡沫液，其泡沫液流量能随着主管线流量的变化而变化。泡沫液管线上同时配备流量计，其数值也将及时输送到控制系统，由控制系统随 时检测并修正泡沫液供给系统的供给量，以得到更精确混合比的泡沫混合液，实现 了泡沫液混合比的数字化处理，同时可根据不同类型的泡沫液设置不同的混合比（此设置过程不需更换任何硬件设备）。平衡式泡沫比例混合装置主要是靠平衡阀根据消防主管线的水压力和泡沫液的供给压力,自动调节阀门的开关度大小来得到一个动态平衡,使适量的泡沫液和压力水进入比例混合器,以得到一定范围内的混合比，形成泡沫混合液。7.2.2 效果部分(1) 注入式泡沫比例混合装置能从数字上直接反映出混合比的大小,不仅能将泡沫液量化,而且相当精确,从而达到更好的灭火效果。PHP 系列平衡式泡沫比例混合装置,只能从实验上和感官上得出泡沫液的混合比,不能精确量化,在现场不能显示出消防水和泡沫液的流量以及混合比等数值。(2) 注入式泡沫比例混合装置,可根据用户的需求,在现场根据不同类型的泡沫液设置不同的混合比，方便快捷。平衡式泡沫比例混合装置不具备上述功能，用户只能按设备所设定的比例选择泡沫液,不得更换。(3) 注入式泡沫比例混合装置,可根据用户需求选装自 检测和自诊断功能等。平衡式泡沫比例混合装置不能实现此功能。8 结束语由以上设计结果来看，注入式泡沫灭火系统确实大大提高了传统泡沫灭火系统的效能，可以使泡沫灭 火跟上时代的发展， 进行数字化控制，但由于技术发展的不均衡性，目前，该套系统的动力部分只能采用 电动机，而平衡式泡沫 灭火本科毕业设计（论文）系统则可以选用电动机、柴油机以及当前较为流行的水轮机，这说明注入式系统有一定的局限性，如果能将注入式的动力部分扩展到柴油机、水轮机以及以后发展起来的新动力范围，那将预示着注入式泡沫灭火系统时代的来临。致谢非常感谢学院领导和老师给我提供了这次良好的深入学习的机会和宽松的学习环境。通过这次毕业设计 ，不但使我将大学期 间 所学的专业知识再次回顾学习，而且也使我学到了专业领 域中一些前沿的知识。非常感谢在本次设计中曾给予我耐心指导和亲切关怀的老师及帮助过我的同学，正是由于他们的帮助和鼓励才使我能够在毕业设计过程中克服种种困难，最终顺利完成论文，他们的学识和为人也深深地影响着我。在此，请允许我再次向曾直接给予我多次指导的导师表示最忠诚的敬意！参考文献1孙波.机械专业毕业设计宝典 .西安：西安电子科技大学出版社，20082杨黎明.机电一体化系统设计手册，国防工 业出版社， 19973孙波.机械专业毕业设计宝典 .西安：西安电子科技大学出版社，20084杜祥瑛、薛顺德.机电一体化技 术词典 ，机械工 业出版社，19975于民治、张超.新编金属材料速 查速算手册 ：化学工 业出版社， 20076曾正明、彭福泉.机械工程材料手册 ，机械工 业出版社，19987三浦宏文.机电一体化实用手册，科学出版社，20078何庆.机械制造专业毕业设计指导与范例 .北京：化学工业出版社，20089王少怀.机械设计实用手册，机械工 业出版社， 200810成大先.机械设计手册，化学工 业出版社， 200211濮良贵、纪名刚，机械设计，高等教育出版社，第八版12陈立德.机械设计基础课程设计. 北京：高等教育出版社13机械设计手册委员会.机械设计手册单行本减速器和变速器.北京：机械工业出版社，200714机械设计手册委员会.机械设计手册单行本带传动和链传动. 北京：机械工业出版社， 200715机械设计手册委员会.机械设计手册单行本齿轮传动.北京：机械工业出版社.本科毕业设计（论文）毕业论文（设计）课题申核表院（系）名称 专业名称 指导教师姓名及职称 课题名称 量化注入式泡沫灭火系统设计课题来源 自选立题理由和所具备的条件泡沫灭火系统是大型灭火系统的一种，主要用于石油化工企 业、大型油库、机场、建筑、码头等场所。其工作原理是：将泡沫原液与消防水按一定比例在比例混合器中混合后，经管道输送到终端泡沫产 生装置， 产生泡沫，进行灭火作业。然而，大量事实证明，在泡沫 灭火系统 中，泡沫混合液的混合比精确与否是影响灭火效果的核心因素，如不能保 证精确的混合比，不但造成泡沫原液的浪费，还 大大降低了整个系统的灭火效果，从而延误最佳灭火时机，造成火势蔓延甚至失控，给国家和企业带来 难以估量的损失，所以，通过各种方式来确保精确混合比的泡沫混合液就显得很重要了。设想通过控制泡沫液和消防水的流量来达到使混合比精确的目的。主要采用交流电机变频技术来进行调节，又可称之 为量化注入式泡沫比例混和装置。研究本课题已具备相应的动力组件、 仪表、液 压控制阀