6-1火场灭火剂供给强度.ppt
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第六章火场供灭火剂力量的计算,火场供灭火剂强度,影响火场供灭火剂力量的因素,民用建筑火灾火场供水力量的计算,甲、乙、丙类液体储罐火灾火场供灭火剂力量的计算,厂房、库房火灾火场供灭火剂力量的计算,石油化工装置火灾火场供灭火剂力量的计算,二、火场供泡沫强度,6-1火场灭火剂供给强度,一、火场供水强度,三、火场供干粉强度,6-1火场灭火剂供给强度,供水强度,供泡沫强度,供干粉强度,一、火场供水强度,火场供水强度指单位面积、单位周长或某一点上在单位时间的供水量。
1.火场供水强度的确定,2.灭火供水强度,3.冷却供水强度,由火场热流密度确定火场供水强度,由喷射器具的流量和控制面积确定的火场供水强度,由喷射器具的流量和控制周长确定的火场供水强度,由水枪控制某一点时的供水强度,由辐射强度确定的火场供水强度,一、火场供水强度,
(一)火场理论灭火供水强度的确定,
(二)灭火实战中灭火供水强度的确定,由火场热流密度确定火场供水强度,火场热流密度火场上单位时间单位面积上所释放出的热量值。
火场热流密度用Q火表示,单位J/s.m2,木材:
Q火=2.3105J/s.m2橡胶:
Q火=3.36105J/s.m2,
(一)火场理论灭火供水强度的确定,一、火场供水强度,Q火火场热流密度,单位J/s.m2,q由火场热流密度确定的火场供水强度,Q水水的吸热能力,单位J/L,喷射器具的供水效率,直流水枪75,喷雾水枪80,水炮70,例1:
木材燃烧的火场热流密度为2.3105J/s.m2,水的吸热能力25.9105J/L,利用直流水枪灭火,计算其供水强度。
=0.12(L/s.m2),q=0.12L/s.m2常作为定量分析的标准值,
(一)火场理论灭火供水强度的确定,由火场热流密度确定火场供水强度,W火灾荷载密度,kg/m2,q由火场热流密度确定的火场供水强度,L/s.m2,qm灭火实际需要的最小供水强度,L/s.m2,一、火场供水强度,例2:
建筑物火灾,火灾荷载密度60kg/m2,计算其灭火最小供水强度。
=0.18(L/s.m2),由辐射强度确定的火场供水强度,P,Q燃火场燃烧热,J/s,点P距火焰中心的直线距离,m,Q水,q,Qp点P处的辐射强度,J/s.m2,例3:
1000m3的原油罐着火,火场燃烧热为1522.2263105J/s,计算用直流水枪冷却距着火油罐18m处的邻近罐的供水强度。
解:
由喷射器具的流量和控制面积确定的火场供水强度,SK,hs,Se,A,=,
(二)灭火实战中灭火供水强度的确定,例4:
QZ19水枪,SK15m,Se10m,ql6.5L/s,水平控制角为45,计算其供水强度。
=0.13(L/s.m2),由喷射器具的流量和控制周长确定的火场供水强度,
(二)灭火实战中灭火供水强度的确定,例5:
QZ19水枪,SK17m,hs5m,ql7.5L/s,水平控制角为45,计算其供水强度。
=,=0.8(L/s.m),=,ql,0.01745(SN-hs),+D,q,对于开花水和喷雾水,
(二)灭火实战中灭火供水强度的确定,例6:
QW48喷雾水枪,额定压力下,流量6.83L/S,设程11m,射流宽度5.5m,水平摆角30度,计算其供水强度.,由水枪控制某一点时的供水强度,q=nql,q该点处的供水强度,L/s,n喷射器具的数量,ql喷射器具的流量,L/s,
(二)灭火实战中灭火供水强度的确定,例7:
4支QZ19直流水枪,SK17m,ql7.5L/s,控制燃烧气柱,计算其供水强度。
q=nql,=47.5,=30(L/s),灭火供水强度增大则灭火时间减小;灭火供水强度减小则灭火时间增大。
此消彼长,q1t1=qt,q1变化后的灭火供水强度,t1供水强度变化后的灭火时间,min,t理论供给强度确定的灭火时间,min,q理论供给强度(热流密度),(三)灭火时间,灭火时间的计算,火灾发生,灭火战斗结束,接警出动,清理战场,残火时间,消防队出水前全面燃烧时间,V重可燃物重量燃烧速度,kg/min.m2,木材的为0.83,例8:
建筑火灾,火灾荷载密度36kg/m2,木材重量燃烧速度0.83kg/min.m2,出水之前全面燃烧4min,计算供给强度0.24L/s.m2时的灭火时间。
q=0.12L/s.m2,=32(min),=16(min),灭火供给强度已知,灭火时间已知,可以确定出灭火用水量,Q=60Aqt,(四)灭火用水量,例9:
建筑火灾,火灾荷载密度24kg/m2,木材的重量燃烧速度0.83kg/min.m2,燃烧面积54m2,出水时,火势处于发展阶段,计算其灭火供水量。
Q=60Aqt,q=0.12L/s.m2,=24(min),Q=60Aqt,=60540.1224,=9331(L),一、火场供水强度,(五)冷却供水强度,根据冷却保护的对象不同,冷却供水强度有不同的计算公式,
(1)对于点目标的保护,
(2)对于线目标的保护,(3)对于面目标的保护,q=nql,
(1)对于点目标的保护,q该点处的供水强度,L/s,n喷射器具的数量,ql喷射器具的流量,L/s,
(2)对于线目标的保护,=,ql,0.01745(SNhs),+D,q,(3)对于面目标的保护,石油库根据储油罐的总容量可分为四个等级:
一级,50000m3以上(100000),二级,10000m350000m3(30000100000),三级,2500m310000m3(1000030000),四级,500m32500m3(100010000),五级,500m3以下(1000),油罐冷却用水,1)液体储罐冷却,油品储罐的类型,
(1)按埋置深度分,地上、地下、半地下,
(2)按油罐建材料分,金属材料、非金属材料,(3)按油罐结构形式分,拱顶式(固定顶式),浮顶式,卧式罐,油池,1)液体储罐冷却,对于地上式或半地上式固定顶罐:
冷却对象:
着火罐、邻近罐,着火罐直径1.5倍范围内的相邻罐均称为邻近罐,对于浮顶罐:
冷却对象:
着火罐,1)液体储罐冷却,对于地下油罐:
冷却对象:
不考虑着火罐,主要考虑灭火时的保护用水,如人身掩护、冷却地面及油罐附件的用水需要。
对于地上卧式油罐:
冷却对象:
着火罐和邻近罐,着火罐直径和长度之和的一半范围内的油罐均为邻近罐,1)液体储罐冷却,冷却用水,用固定设备冷却,用移动设备冷却,用固定设备冷却,着火罐为固定顶罐时,q=2.5L/min.m2,着火罐为浮顶罐时,q=2L/min.m2,相邻罐冷却,q=1L/min.m2,1)液体储罐冷却,冷却用水,用固定设备冷却,用移动设备冷却5000m317m,用移动设备冷却(5min10min20min),着火罐为固定顶罐时,q=0.8(0.6)L/s.m,着火罐为浮顶罐时,q=0.6(0.45)L/s.m,相邻罐冷却,q=0.7(0.35L/s.m(不保温)0.2(保温),1)液体储罐冷却,例10:
500m3的油罐,对着火罐进行冷却时,最少用多少支枪?
500m3油罐直径按9m计算,L=2R=D,=3.149,=28.26(m),Lq=9.4(m),例10:
500m3的油罐,对着火罐进行冷却时,最少用多少支枪?
L=28.26(m),Lq=9.4(m),=3(支),对于500m3以及500m3以下的油罐进行冷却时需要不少于3支枪。
对于球罐的冷却,按照冷却面积计算,着火罐冷却整个表面积,邻近罐冷却半个表面积,2D范围内均属于邻近罐。
冷却供水强度按固定系统推算,为0.25L/s.m2,直径为6m的液化气储罐,对着火罐进行冷却时需多少支枪?
S=4R2,=43.1432,=113(m2),A=ql/q,=7.5/0.25,=30(m2),n=S/A,=113/30,=4(支),2)气体储罐冷却,对于直径为6m和6m以下的气体储罐,冷却整个罐壁时不能少于4支枪。
对于较大直径的储罐,如果计算出冷却用枪大于10支可减小三分之一,但减小后不能小于10支。
超过20支的可按20支计算。
对于相邻罐的冷却水枪数量:
6m以下的储罐冷却水枪数量为2支,对于大直径的储罐超过6支仍按6支计算。
2)气体储罐冷却,一般的建筑火灾灭火力量和防御力量的对比,低于3层的建筑,风向,防御力量,=,3)建筑火灾冷却,一般的建筑火灾灭火力量和防御力量的对比,对于50m以下的高层建筑,=,3)建筑火灾冷却,一般的建筑火灾灭火力量和防御力量的对比,对于50m以上的高层建筑,=,3)建筑火灾冷却,引申:
灭火供水强度的确定和区间划分问题灭火供水强度的确定理论上:
灭火供水强度大于火场热流密度,火灾即可扑救;实际上:
灭火供水强度要比理论值大很多倍。
但并不是供水强度越大越好,因为当供水强度大于最小供水强度的3倍以上时,灭火效果没有显著提高,而水渍损失和浪费水源的情况却更明显。
因此,灭火供水强度一般取最小供水强度和3倍最小供水强度之间这个区间范围。
引申:
灭火供水强度的确定和区间划分问题灭火区间的划分灭火供水强度态势系数a:
a1时劣势a=1均势1a1.5主动1.5a2优势2a2.5超常优势2.5a=3绝对优势,引申:
灭火供水强度的确定和区间划分问题,根据a可将灭火态势进行划分,例11:
火灾荷载密度W=96kg/m2,试确定灭火供水强度区间,并对该区间进行划分,确定各种态势下的灭火供水强度。
解:
实际灭火强度可取区间就在0.18与0.54之间,具体划分如下:
态势a值灭火供水强度劣势小于1小于0.18均势等于1等于0.18主动在11.5之间0.180.27优势在1.52之间0.270.36超常优势在22.5之间0.360.45绝对优势在2.53之间0.450.54,二、火场供泡沫强度,当用泡沫进行A类火灾的扑救时,其供混合液强度与供水强度的确定方法相同。
当用泡沫进行可燃液体火灾的扑救时,需根据泡沫本身情况和灭火对象的不同分别确定。
二、泡沫灭火系统,泡沫灭火系统是利用机械作用产生泡沫,并用泡沫将燃烧物覆盖或淹没,通过窒息,冷却等作用灭火的灭火系统。
(1)低倍数泡沫灭火系统,
(2)中倍数泡沫灭火系统,(3)高倍数泡沫灭火系统,固定式泡沫灭火系统,半固定式泡沫灭火系统,移动式泡沫灭火系统,
(1)低倍数泡沫灭火系统,按泡沫喷射方式分类:
液上喷射泡沫灭火系统,液下喷射泡沫灭火系统,泡沫喷淋灭火系统,半液下灭火系统,
(1)低倍数泡沫灭火系统,a.液上喷射泡沫灭火系统,a.液上喷射方式的说明,适用于固定顶,内浮顶,外浮顶,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,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,a.液上喷射方式的说明,可采用固定或半固定方式和移动方式可选用普通蛋白、氟蛋白、成膜氟蛋白、抗溶泡沫等多种泡沫适用于水溶和非水溶甲、乙、丙三类液体占用空间,受风力影响严重。
泡沫损失大。
(1)低倍数泡沫灭火系统,b.液下喷射泡沫灭火系统,泡沫产生器不是安装在罐体上,而是安装在储罐的防火堤外,储罐一旦发生先爆炸后燃烧,泡沫灭火系统不易遭到破坏,从而提高了系统的可靠度;,
(1)低倍数泡沫灭火系统,b.液下喷射泡沫灭火系统,优点:
泡沫系统不易遭到破坏,安全可靠性高。
(1)低倍数泡沫灭火系统,b.液下喷射泡沫灭火系统,优点:
减少泡沫损失,提高了灭火效率。
泡沫在上浮过程中,使罐内冷油和热油对流,起到一定冷却作用。
节省储罐容积。
由于泡沫是从液下到达燃烧液面,不通过高温火焰,不沿灼热的罐壁流入,减少了泡沫的损失,提高了灭火效率。
(1)低倍数泡沫灭火系统,b.液下喷射泡沫灭火系统,值得注意的几点:
必须选用氟蛋白泡沫或水成膜泡沫。
根据公安部天津消防科研所1976年在700m3和5000m3汽油糟试验报告,得出蛋白泡沫通过汽油浮到油面上来时,含汽油量达到2以上就有可燃性,达到85就可自由燃烧;而氟蛋白泡沫中的汽油含量可高达23以上,才能自由燃烧。
所以蛋白泡沫液不适合以液下喷射的方式扑救油类火灾。
必须采用高背压泡沫产生器。
应该设有防止罐内储油通过泡沫灭火系统管道倒流出来的措施。
(应设钢质控制阀和逆止阀及不影响泡沫系统正常运行的防油品渗漏设施),
(1)低倍数泡沫灭火系统,b.液下喷射泡沫灭火系统,值得注意的几点:
适用于部分非水溶甲、乙、丙类液体,
(1)低倍数泡沫灭火系统,b.液下喷射泡沫灭火系统,值得注意的几点:
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、丙类液体固定顶储罐。
不宜用于内外浮顶罐,不宜水溶性和含氧添加剂大于10甲、乙、丙类的液体。
(1)低倍数泡沫灭火系统,值得注意的几点:
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。
b.液下喷射泡沫灭火系统,c.半液下喷射,主要为水溶性甲、乙、丙类液体的固定顶罐设计。
它同样适用于非水溶性甲、乙、丙类液体,但是由于其结构比液下喷射系统复杂,非水溶性甲、乙、丙类液体固定顶罐一般不采用。
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。
(1)低倍数泡沫灭火系统,
(1)低倍数泡沫灭火系统,d.泡沫喷淋灭火系统,用喷头喷洒泡沫的固定式灭火系统。
液上固定系统泡沫混合液供给强度(非水溶性的甲、乙、丙类液体),液上固定系统泡沫混合液供给强度(水溶性的甲、乙、丙类液体),浮顶罐的供给强度,外浮顶储罐泡沫灭火系统:
泡沫混合液供给强度不应小于12.5L(minm2),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下表的规定:
内浮顶罐水溶性甲、乙、丙类液体内浮顶储罐,当设有泡沫缓冲装置时,泡沫混合液供给强度和连续供给时间应按表执行;未设泡沫缓冲装置时,泡沫混合液的供给强度应按表执行,但泡沫混合液连续供给时间应增加5O,外浮顶罐单个泡沫产生器的最大保护周长,低倍数泡沫灭火辅助泡沫枪数量和连续供给时间,低倍数泡沫液下喷射灭火混合液供给强度和连续供给时间,移动系统泡沫供给强度,
(2)中倍数泡沫灭火系统,中倍数泡沫不但具有低倍数泡沫流动性好、抗烧性强的特点,也具有高倍数泡沫的倍数高、覆盖火源时间短的优越性。
适用于扑救小型仓库、汽车库等有限空间火灾。
用于移动灭火时,用来扑救天然气、液化气和可燃液体的流散火灾。
增加供给强度时,还可以扑救醇、酯、醚类水溶性火灾。
局部应用式中倍数泡沫灭火系统由固定或半固定的中倍数泡沫发生装置直接或通过导泡筒将泡沫喷放到火灾部位的灭火系统。
移动式中倍数泡沫灭火系统可通过移动式中倍数泡沫产生装置直接或通过导泡筒将泡沫喷放到火灾部位实施灭火。
(2)中倍数泡沫灭火系统,中倍数泡沫混合液供给强度和连续供给时间,中倍数泡沫发生器保护周长和连续供给时间,中倍数泡沫灭火辅助发生器数量和连续供给时间,(3)高倍数泡沫灭火系统,按灭火时泡沫的覆盖方式分为:
全淹没式高倍数泡沫灭火系统,局部应用式高倍数泡沫灭火系统,自接到火灾信号到开始喷放泡沫的延时时间不宜超过1min。
泡沫的淹没时间不宜超过下表,高倍泡沫的全淹没时间(h),(3)高倍数泡沫灭火系统,泡沫最小供给速率,R泡沫最小供给速率,m3/min,V泡沫淹没体积,m3,T淹没时间,min,CN泡沫破裂补偿系数,一般取1.15,CL泡沫泄露补偿系数,一般取1.051.2,Rs喷水造成的泡沫破泡率,m3/min,扑救A类、B类火灾的高倍数泡沫灭火系统是按供给速率来计算的。
(3)高倍数泡沫灭火系统,淹没体积,V=ShVg,V淹没体积,m3,S防护区的地面面积,m2,h泡沫淹没高度,m,Vg固定的机器设备等不燃物所占的体积,m3,(3)高倍数泡沫灭火系统,喷水造成泡沫破泡率,Rs=LsQs,Rs喷水造成的泡沫破泡率,m3/min,Qs预计动作最大数目喷头的总流量,L/min,Ls泡沫破泡率与水喷头排放速度之比,(m3/min)/(L/min)一般取0.0748,(3)高倍数泡沫灭火系统,高倍数泡沫产生器的数量,R防护区的泡沫最小供给速率,m3/min,N高倍数泡沫产生器的数量。
r每台高倍数泡沫产生器额定泡沫供给量,L/min,(3)高倍数泡沫灭火系统,泡沫混合液流量的计算,Qh=N实qh,Qh混合液流量,L/min,N实实际使用的泡沫发生器台数。
qh每台泡沫发生器在额定进口压力下泡沫混合液流量,L/min,原油泄漏,燃烧面积80m2,供给强度1.2L/s.m2,连续供给时间30min,计算供给强度1.5L/s.m2时的灭火时间。
q1t1=qt,=24(min),供泡沫强度与供给时间的关系,q1t1=qt,当已知供给强度、灭火时间和燃烧面积等条件时,可采用下式计算其供给量,例12:
400m2原油池发生火灾,用6型蛋白泡沫灭火剂灭火,供泡沫强度0.8L/s.m2,供给时间30min,计算供泡沫量,供泡沫液量,配制泡沫混合液用水量和混合液量。
供泡沫量,=576000(L),例12:
400m2原油池发生火灾,用6型蛋白泡沫灭火剂灭火,供泡沫强度0.8L/s.m2,供给时间30min,计算供泡沫量,供泡沫液量,配制泡沫混合液用水量和混合液量。
供泡沫液量,=5529.6(L),例12:
400m2原油池发生火灾,用6型蛋白泡沫灭火剂灭火,供泡沫强度0.8L/s.m2,供给时间30min,计算供泡沫量,供泡沫液量,配制泡沫混合液用水量和混合液量。
配制混合液用水量,=86630.4(L),例12:
400m2原油池发生火灾,用6型蛋白泡沫灭火剂灭火,供泡沫强度0.8L/s.m2,供给时间30min,计算供泡沫量,供泡沫液量,配制泡沫混合液用水量和混合液量。
供混合液量,=92160(L),三、供干粉强度,火场供干粉强度与干粉灭火剂本身的性质、灭火对象和喷射器具的性能有关。
利用移动干粉灭火系统,在连续供干粉时间不变的情况下,供干粉强度一般为固定系统的1.01.2倍,连续供给时间为20s30s,干粉枪供干粉强度:
0.35kg/m2.s干粉炮供干粉强度:
1kg/m2.s,全淹没系统干粉灭火剂用量,干粉灭火剂用量的计算,W=a(A1A2),W被保护空间所需干粉灭火剂用量,kg,a每平方火保护面积上的灭火剂用量,kg/m2,A1保护对象的表面积总和,m2,A2保护对象不燃物体表面积总和,m2,局部系统干粉灭火剂用量,重点掌握内容1确定供灭火剂强度的实际意义火灾对象的确定供灭火剂强度的确定灭火力量的确定供灭火剂量的确定制定火场供水计划2灭火实践中供灭火剂强度的控制方法固定灭火设施由设计制造者确定;移动灭火设施由消防车水泵决定出口压力、水枪的工作压力,从而控制供给强度。
3掌握根据已知条件确定火场供水量的计算方法4掌握固定灭火设施的组成、工作原理及其与移动灭火设施的关系。
重点掌握内容,练习:
某建筑内火灾荷载密度50kg/m2,若用QZ19直流水枪灭火,有效射程15m,则每支枪的最大控制面积为()m2。
建筑火灾荷载密度W为32Kgm,如供水强度为0.15L/s.m,其灭火时间为()min。
300m2原油池发生火灾(闪点大于60),用6型泡沫灭火剂灭火,如果采用移动力量供灭火剂,则泡沫供给强度为()L/s.m2,如果供给时间为30min,则所需水量为()L。
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