泡沫、干粉聯(lián)用滅火的研究和應用

邵大財，張世鳳

(南京消防器材股份有限公司，江蘇南京 211112)

0 前言

石油及其產品大多是易揮發(fā)、易燃燒、易爆炸的物質，在儲運過程中始終存在著燃燒和爆炸的危險。如何迅速、準確、有效地撲滅儲存、運輸中油品火災是急需研究和解決的問題。

目前，用于儲運石油及石油產品的固定滅火裝置主要有水噴霧滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)、和化學干粉滅火系統(tǒng)等。

水噴霧滅火系統(tǒng):霧狀水射流雖然能較好地撲滅閃點較高的柴油等重油火災，但閃點較低的輕質油品(如汽油)在較低的溫度下仍能產生燃燒極限范圍內的蒸汽，故用霧狀水射流不能撲滅汽油、苯火災。

泡沫滅火系統(tǒng):由于空氣泡沫比油輕，泡沫可浮在易燃液體表面自由展開，而形成充滿空氣微小稠密的泡沫層，強韌地復蓋在整個燃燒的油面上，有防止火焰輻射熱的效能，可大大消除滅火后火災復燃的危險性。但用泡沫撲救石油火災的速度不及干粉滅火劑快，對高處的火災不能覆蓋。

化學干粉滅火系統(tǒng):我國目前大量使用的干粉滅火劑是碳酸氫鈉干粉滅火劑。它在撲救石油火災中具有很高的滅火效率。但是干粉滅火的冷卻效果很差，不能阻止滅火后復燃，特別是一些有障礙物的火災場所，由于障礙物中的隱火不能完全撲滅，容易發(fā)生復燃危險。

比較以上幾種滅火系統(tǒng)，各有其特點，從單一系統(tǒng)適用的場所和對石油及其產品的滅火效果來看都不能令人滿意。如果將泡沫滅火系統(tǒng)和干粉滅火系統(tǒng)合二為一，組成一個泡沫干粉聯(lián)用滅火系統(tǒng)，就會得到一個較為滿意的滅火系統(tǒng)。通常選擇價格較便宜，滅火效果好的氟蛋白泡沫與干粉聯(lián)用。

采用氟蛋白泡沫與干粉聯(lián)用這一新的滅火技術，既可發(fā)揮泡沫滅火徹底性和干粉滅火迅速性的優(yōu)點，又能克服泡沫滅火緩慢性和干粉滅火存在復燃性的缺陷，這樣可以用最少的滅火藥劑，取得最佳的滅火效果。這是因為氟蛋白泡沫的表面張力和界面張力低于燃油對表面張力和界面張力，因此泡沫可抵抗燃油及干粉的污染和破壞，使干粉和泡沫有很好的相容性。所以氟蛋白能與干粉滅火劑進行聯(lián)用，從而充分發(fā)揮這兩種滅火劑各自的優(yōu)點，彌補彼此的缺陷，達到快速、有效的滅火目的［1］。

1 泡沫滅火機理

1.1 封閉效應

將可燃物與氧氣隔離開來，燃燒反應就會中止。即用泡沫覆蓋火可燃物，使可燃物、火焰及空氣三者隔離，火焰失去了燃料、氧氣來源，就會熄滅。

1.2 蒸氣效應

火焰的輻射熱可以使泡沫中的水份蒸發(fā)為水蒸氣，不僅大量吸收火場的燃燒熱量，而且使蒸氣與空氣混合使火災區(qū)域的氧氣含量降低，起到一定的窒息作用，燃燒即可減弱或停止。

1.3 冷卻效應

燃燒物上或燃燒物附近的泡沫混合液的表面張力相當?shù)?，使它對燃燒物的冷卻深度遠遠超過同等體積水的作用，把溫度降低到自燃點或閃點以下，不再放出維持燃燒的氣體或蒸氣，達到滅火的目的。

應該指出，滅火是個復雜的過程，上述三種效應往往是重迭起作用的，必須用整體動態(tài)的觀點來分析和研究。

2 泡沫的適用范圍

深入系統(tǒng)的理論研究和國內外大量的試驗、滅火演習與實戰(zhàn)得到證明，泡沫主要適用于撲救A類火災和B類火災中的非水溶性液體火災。如:1)汽油、煤油、柴油、苯、石油等B類火災;2)木材、紙張、橡膠、塑料、紡織品等A類火災;3)控制液化石油氣、液化天燃氣的流淌火災。

3 干粉滅火機理

3.1 抑制作用［2］

干粉的抑制滅火作用有兩種觀點。1)多相抑制機理。認為滅火過程是在干粉粒子表面發(fā)生化學抑制反應;2)均相抑制機理。認為滅火過程是干粉先在火焰區(qū)氣化后，再在氣相粒子表面發(fā)生化學抑制反應。

3.2 燒爆作用［2］

某些化合物(如尿素與碳酸氫鈉的反應產物NaC2N2H3O3與碳酸氫鈉)與火焰接觸時，由于高溫作用，可使干粉顆粒爆裂成為多個更小顆粒，使干粉的表面積劇增。增加了與火焰的接觸面積，增強了干粉的吸附力，提高了滅火效能。

3.3 其他作用

滅火時干粉的“粉霧”可減弱火焰的熱輻射:干粉顆粒的高溫分解，釋放出結晶水和不活潑氣體可吸收部分熱量和稀釋氧的濃度，以降低燃燒強度。

4 干粉滅火劑的應用范圍

a)普通型干粉主要適用于易燃及可燃液體(如汽油、煤油、潤滑油與原油等)火災，可燃氣體(液化氣、乙炔氣等)火災，電氣設備火災等的撲救。

b)多用型干粉主要適用范圍，除與上述普通型干粉相同外，還可用于一般固體物質火災(如木材、棉、麻、竹等)的撲救。

c)泡沫與干粉聯(lián)用配伍表(見表1)

表1 干粉與泡沫聯(lián)用配伍表［2］

5 泡沫、干粉聯(lián)用滅火的應用

5.1 聯(lián)用滅火裝置的組成

基于對泡沫、干粉等滅火劑特性的研究成功地開發(fā)了MPFC-700/150泡沫-干粉聯(lián)用滅火裝置。該聯(lián)用滅火裝置由干粉滅火裝置和泡沫滅火裝置組合而成?？傮w結構如圖1所示。

圖1 MPFC－700/150泡沫－干粉聯(lián)用滅火裝置結構圖

5.2 泡沫－干粉聯(lián)用滅火裝置工作原理

a)聯(lián)用滅火裝置示意圖

聯(lián)用滅火裝置示意圖如圖2所示:

圖2 MPFC－700/150泡沫－干粉聯(lián)用滅火裝置示意圖

b)泡沫滅火裝置組成和工作原理

泡沫滅火裝置由泡沫罐、泡沫噴槍、氮氣瓶組、減壓閥、壓力表、手動瓶頭閥和手動球閥等組成，見圖2。

泡沫滅火裝置有3個容器為40 L的氮氣瓶，氣瓶組件中下層放置的三只氮氣瓶，每只氮氣瓶上裝有瓶頭閥，用來釋放高壓氮氣，由手動打開，當?shù)獨馄?、氮氣瓶4和氮氣瓶5的瓶頭閥打開，高壓氮氣經集流管B、高壓管路、減壓閥、進氣閥、低壓管路進入泡沫罐。其工作原理是用氮氣作為驅動氣體，在設定的壓力作用下泡沫液經水帶流向泡沫噴槍，通過滅火人員進行滅火。

c)干粉滅火裝置組成和工作原理

干粉滅火裝置由干粉罐、干粉噴槍、氮氣瓶組、減壓器、壓力表、手動瓶頭閥和手動球閥等組成，見圖2。

干粉滅火裝置有2個容積為40 L的氮氣瓶，氣瓶組件中上層放置的二只氮氣瓶，每只氮氣瓶上裝有瓶頭閥，用來釋放高壓氮氣，由手動打開，當?shù)獨馄?和氮氣瓶2瓶頭閥打開，高壓氮氣經集流管A、高壓管路、減壓閥、進氣閥、低壓管路進入干粉罐。其工作原理是用氮氣作為驅動氣體與干粉混合并在設定的壓力作用下干粉經軟管流向干粉噴槍，通過滅火人員進行滅火。

6 小結

MPFC-700/150泡沫-干粉聯(lián)用滅火裝置是一種配置在掛車上的消防裝備。具有泡沫、干粉二種手段的獨立作戰(zhàn)能力，其主要功能是依靠泡沫和干粉兩種手段的聯(lián)合應用，以撲救易燃液體和氣體的火災，尤其適用撲救野外露天野戰(zhàn)油庫的火災。如若單獨使用干粉滅火，干粉具有控制火災、滅火迅速的優(yōu)點，其缺點是難以有效撲滅“死角”區(qū)域的隱火而常常造成復燃。如若單獨使用泡沫滅火，泡沫能夠流動到火場任何“死角”區(qū)域內，完成對火場的完全覆蓋，因而可以有效地制止復燃。但對難以形成覆蓋的“尖、高、凸”部位的泄漏火卻表現(xiàn)軟弱無力，因而完全覆蓋所需時間較長，使其滅火速度明顯低于干粉的滅火速度。顯然，聯(lián)合使用泡沫和干粉這兩種手段滅火可以相互彌補，揚長避短，使滅火戰(zhàn)斗力得到明顯提高。

［1］賀揚先.撲救石油火災新技術試驗研究［J］.《消防科技》，1990，4.

［2］張松鶴.化學干粉滅火劑的技術特性和使用方法分析［J］.造船技術，1997，(10):212.