自动喷水-泡沫联用灭火系统关键部件的设计与研究

摘要

随着社会经济的高速发展，现代建筑的基本发展动向是向多用途、多功能、复合型方向发展。如今，大型综合的建筑包含许多功能，有大型地下停车场、大型仓库、油库、柴油发电机房和燃油锅炉房等。这些建筑群中既包含有大量的可燃固体，又存储着大量的可燃液体。目前广泛使用的自动喷水灭火系统的灭介质是水。对于可燃固体（A类火灾）引起的火灾，用水灭火会有很好的效果。然而对于可燃液体（B类火灾）引起的火灾，消防水却是难以施展其作用，而泡沫灭火对B类火灾具有得天独厚的优势。
　　因此，本文结合泡沫灭火的巨大优势来弥补自动喷水灭火系统的短板，对自动喷水-泡沫联用灭火系统的关键部件进行深入研究与试验。这种联用系统，集水和泡沫的灭火作用于一体，在充分发挥水和泡沫的灭火功效的同时，节省了水的用量，降低了灭火成本，是一种高效且经济的灭火系统。
　　本文设计了一种新型的自动喷水-泡沫联用灭火系统。通过分析现有自动喷水-泡沫联用灭火系统，得出现有联用系统的泡沫液混合比不精确、供给泡沫液持续时间短、泡沫供给动力弱、动力源单一等结论。本文通过分析现有自动喷水灭火装置，确定湿式自动喷水灭火装置的选型，通过分析现有泡沫比例混合装置的优缺点，确定泡沫比例混合装置的选型。本设计选用平衡式（直接泵入）泡沫比例混合装置。根据泡沫比例混合装置的选型，结合湿式自动喷水灭火系统，绘制了整套系统的初步结构图。
　　针对A类火灾和B类火灾可能同时存在的大型综合建筑，本文通过对现行的自动喷水灭火装置和泡沫比例混合装置进行了分析，设计了一种新型自动喷水-泡沫联用灭火系统，对两个子系统分别进行了设计、选型与试验，并对试验数据进行分析以验证其合理性。总结全文，本论文主要做了以下几方面的工作：
　　（1）设计了一种新型的自动喷水-泡沫联用灭火系统。通过分析现有自动喷水泡沫联用灭火系统，得出现有联用系统的泡沫液混合比不精确、连续泡沫液持续时间短、泡沫液供给动力弱、动力源单一的结论。本设计对湿式自动喷水灭火装置和泡沫比例混合装置进行了选型，分别选用湿式自动喷水灭火系统和平衡式（直接泵入）泡沫比例混合装置。根据泡沫比例混合装置的选型，结合湿式自动喷水灭火系统，绘制了整套系统的初步原理结构图。
　　（2）设计了一套湿式报警阀组，其中额定最大工作压力选为1.2MPa，湿式报警阀进出口公称直径选为DN150mm。根据先进湿式自动喷水灭火装置的原理，通过水力计算，确定影响管道内消防水的压力损失、流速、流量的因素，确定关键部件的参数选择。
　　（3）根据国家标准GB5135.2-2003《自动喷水灭火系统》的要求，对湿式自动喷水灭火阀组进行了样机制作、试验系统的安装以及试验。依次进行了阀体强度试验、水力摩阻试验以及报警试验，其中报警试验包括报警流量、压力、延迟时间和压力比的试验，通过对试验数据的分析可知，该湿式自动喷水灭火系统设计合理，符合要求。
　　（4）设计了一套混合动力的平衡式泡沫比例混合装置。首先通过功能设计，确定了一柴一电混合动力的泡沫驱动模式；其次通过泡沫混合的数学原理和平衡方程的建立，确定该子系统的理论可行性，并对该装置进行总体结构设计；最后对该装置进行参数设计以及关键部件选型。
　　（5）根据国家标准GB20031-2005《泡沫灭火系统及部件通用技术条件》，对本设计的泡沫比例混合装置进行样机制作、试验系统的安装以及试验。首先对比例混合器进出口的压力损失进行试验。然后进行了混合比试验，其中包括清水试验和泡沫试验。

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第一章 引 言

1.1 课题来源、研究的目的及意义

1.2 自动喷水-泡沫联用灭火系统发展现状与趋势

1.3 喷水灭火系统与泡沫灭火系统的分类

1.4 自动喷水-泡沫联用灭火系统的结构特点

1.5 本论文的研究内容与研究方法

第二章 系统的总体设计

2.1 系统的初步总体结构设计

2.2 泡沫液及喷头的选择

2.3自动喷水灭火系统的选型

2.4 泡沫发生装置的选型

第三章 湿式自动喷水灭火系统关键部件的设计

3.1 湿式自动喷水灭火系统的结构及原理

3.2 湿式自动喷水灭火系统的水力计算与选型

3.3 湿式报警阀组的结构设计

3.4 报警阀组关键部件的设计与选用

第四章 湿式自动喷水灭火系统的样机制作与试验

4.1 试验目的和要求

4.2 试验样机的安装

4.3 阀体强度试验

4.4 水力摩阻试验

4.5 报警试验

第五章 泡沫比例混合装置的设计

5.1 比例混合装置功能设计

5.2 混合比的理论分析

5.3 结构设计

5.4性能参数设计

第六章 泡沫比例混合装置的试验与分析

6.1试验目的和要求

6.2压力损失试验

6.3 混合比试验

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

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