干粉喷射性能测试及回收装置

摘要：GB 7956.4-2019《消防车第4部分：干粉消防车》是消防车系列标准之一，是干粉消防车进行定型试验和型式试验的检验依据，干粉装置的喷射压力、有效喷射速率等技术指标是干粉消防车性能考核的核心指标。受限于干粉灭火剂成分组成及环保的要求，难以寻找合适的干粉消防车干粉喷射性能试验场所。据此，提出一种既能够检测干粉喷射性能，又不对环境造成污染，同时还可以将喷射后的干粉回收再利用以便节约资源的装置。

关键词：干粉消防车；干粉系统；喷射性能测试；回收装置

中图分类号：U463.9 收稿日期：2023-06-20

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.10.016

1 前言

近年来，随着我国经济的快速发展，对环境造成的污染也越来越重，为了落实可持续发展的要求，我国对环境保护工作越来越重视，对水、大气、土地的污染等监控力度日益加大。干粉消防车作为消防装备中的一员，主要用以扑救易燃液体（如油类、液态烃、醇、酯、醚等）、可燃气体（如液化石油气、天然气、煤气等）和电气设备火灾等，是我国消防救援队伍不可或缺的灭火类车辆［1］。干粉灭火剂主要由磷酸铵盐、碳酸氢钠等组成，呈极细粉尘状态。干粉喷射时覆盖面积极大，飘散距离极远，对操作人员及周围环境的危害很大，大幅提高空气中PM2.5的数值，被环保部门严厉查处，难以寻找合适的试验场所，无法持续可靠的开展干粉消防车干粉喷射性能的检测。干粉喷射性能测试及回收装置可彻底解决干粉喷射产生的环境问题，同时还可以将喷射后的干粉回收再利用，以便节约资源［2］。

2 干粉系统工作原理

GB 7956.4-2019《消防车第4部分：干粉消防车》［3］是消防车系列标准之一，是干粉消防车进行定型试验和型式试验的检验依据，干粉装置的喷射压力、有效喷射速率等技术指标是干粉消防车性能考核的核心指标。干粉消防车所配置干粉系统主要由高压氮气瓶组、供气系统、干粉罐、出粉管路、吹扫管路和放余气管路等装置构成，具体工作原理如图1所示。

高压氮气瓶组是整套干粉喷射系统工作的动力源，通常由若干个钢制气瓶组成，干粉罐是存放干粉灭火剂的载体，其下部有进气环管，供气系统的作用是将喷射干粉的压缩氮气经减压阀减压后输送到干粉罐内，以推动干粉通过干粉管路由干粉炮或干粉枪喷射到火场。a.打开高压氮气瓶，高压氮气由高压管路汇集至减压阀，按照GB 7956.4-2019《消防车第4部分：干粉消防车》的要求，减压阀减压后的压力不应大于1.7 MPa，当干粉罐内气压达到系统工作压力时，减压阀即处于压力平衡状态；b.打开干粉罐进气球阀，氮气通过管路从底部进入干粉罐，强烈地搅动干粉，使罐内充满氮气-干粉的混合物；c.打开出粉球阀，氮气携裹干粉由干粉炮（枪）口高速喷出。打开干粉炮（枪）的出粉球阀喷射后，随着干粉罐内压力逐渐降低，减压阀自动开启，不断向干粉罐内补充高压氮气，系统压力降低到最低工作压力时干粉炮（枪）停止喷射。

3 干粉喷射性能测试及回收装置

干粉喷射性能测试及回收装置，包含有干粉收集装置、干粉收集装置底框架、振动器、摆动机构、干粉回收机构等，其工作原理如图2所示。

由于干粉系统喷射时氮气-干粉体积迅速膨胀，该装置的技术难点在于如何将氮气迅速扩散到空气中，并同时收集干粉。干粉收集装置设有干粉收集筒，主要用于收集干粉。收集筒的一端通过粉袋与干粉喷射装置相连，另一端设有排粉管，与干粉回收机构可拆卸连接，排粉管配置有阀门，在干粉收集筒的侧壁上开设有若干排气口，并均配置有用于阻挡干粉向外扩散的粉尘布，粉气混合物通过粉气输送管路进入干粉收集筒后，粉气混合物中的氮气通过干粉收集筒上的粉尘布排放到大气中，干粉则过滤留在干粉收集筒内，实现了既能检测干粉喷射性能，又不对环境造成污染，同时还可以满足将喷射后的干粉回收再利用的要求。

干粉收集筒的两侧通过转轴安装在干粉收集装置底框架上，如图3所示。干粉收集筒与摆动机构相连，摆动机构为电动液压杆，其活塞杆、缸座分别连接干粉收集筒和底框架，在液压杆的驱动下带动干粉收集筒绕转轴上下摆动，用以控制干粉收集筒的旋转角度，使干粉收集装置两端的粉气输送管路、排粉管与车载干粉炮、干粉回收机构方便快速的对接，保证粉气进口与干粉炮喷射口在同一个水平线上。

干粉收集筒的周向侧壁上开设有若干排气口，各排气口均配置有用于阻挡干粉向外扩散的粉尘布，粉尘布的材质为覆膜涤纶针刺毡除尘布。在干粉系统喷射时，为防止干粉堵塞粉尘布导致氮气排放不通畅，在干粉收集筒的外壁设有振动频率可调的振动器，使得附着在干粉收集筒内壁以及粉尘布内侧表面的干粉抖落下来，便于回收利用。干粉收集装置底框架下部安装有电子秤重计固定在电动转运车上，在干粉喷出后，即可测出喷射的干粉质量，可以检测干粉装置的喷射率，达到测试目的。干粉回收机构包含有安装在移动推车上的螺旋输送机，螺旋输送机一端通过干粉回收管路与排粉管连接，另一端与干粉回收袋连接，通过粉料输出口将干粉快速灌装到干粉袋中回收再利用。

干粉系统喷射性能测试现场如图4所示。

4 结语

结合干粉系统工作原理，本文提出一种干粉喷射性能测试及回收装置，干粉喷射装置喷射出的粉气混合物通过粉气输送管路进入干粉收集装置后，粉气混合物中的氮气通过干粉收集筒侧壁上的粉尘布排放到大气中，干粉则过滤留在干粉收集筒内，不仅实现了干粉喷射性能检测，而且减少了对环境的污染，同时还可以将喷射后的干粉回收再利用，研究结论对于干粉消防车和车载式干粉炮等产品设计及发展具有重大的意义。

参考文献：

[1]魏德洲，宋旭东.干粉灭火系统计算研究[J].工业用水与废水，2002（5）：56-59.

[2]朱立强，霍祥俊.干粉炮灭火系统的设计探讨[J].消防科学与技术，2002（3）：39-40.

[3]GB 7956.4-2019 消防车第4部分：干粉消防车[S].

作者简介：

李冰，男，1984年生，博士，研究方向为消防车辆检验及消防车标准制修订。