危化品倉庫火災滅火劑選擇與滅火戰術研究

摘要：危化品倉庫火災防控的核心在于滅火劑的精準選擇與戰術體系優化。系統研究危化品倉庫火災中滅火劑選擇與戰術應用的優化策略。剖析危化品燃燒特性和滅火難點，建立基于物質屬性的滅火劑適配矩陣，明確干粉、泡沫、氣體等滅火劑的適用場景與配伍規則；提出“分層阻斷-多劑協同”的立體戰術體系，設計初期快速抑爆、中期立體控火、后期安全善后的全流程處置方案；集成智能監測預警與遠程裝備，構建包含無人機偵察、機器人集群作戰的數字孿生指揮系統，形成科學滅火決策支持鏈。

關鍵詞：危化品倉庫；火災；滅火劑；滅火戰術

中圖分類號：D035.36" " " 文獻標識碼：A" " " "文章編號：2096-1227（2025）03-0052-03

危化品倉庫火災因存儲物質特性復雜、致災路徑多元，成為工業安全領域的重大風險源。當前應急處置中，傳統監測手段對隱蔽火源的識別滯后性明顯，滅火戰術與裝備配置難以匹配動態燃燒過程，極易導致災情惡化。本文通過構建全周期作戰框架，將智能感知、戰術決策與裝備協同納入統一體系，重點解決火情演化預判不準、多劑型滅火效能耦合不足等核心問題。該研究突破傳統經驗主導的處置模式，為危化品火災防控提供理論支撐與技術范式。

1 危化品倉庫火災風險特性與滅火難點

1.1" 風險特性

危化品倉庫作為特殊存儲場所，其風險特性源于存儲物質的物理化學屬性與空間結構的相互作用。存儲物質的多樣性直接導致燃燒爆炸行為的不可預測性，有機溶劑、氧化劑、壓縮氣體等不同類別危化品，在熱輻射條件下的反應路徑差異顯著，如醇類物質受熱易形成蒸氣云爆炸，而硝基化合物則存在自加速分解風險。這種物質特性的多維異質性使得火情發展呈現出非線性演變特征，常規火災動力學模型難以精準預判[1]。與此同時，現代倉儲普遍采用的立體貨架布局與密閉空間設計形成了風險耦合效應，垂直堆垛方式加速了火焰沿包裝物表面的立體蔓延，密閉環境則導致有毒煙氣與未燃氣體快速積聚，形成局部超壓環境。此類空間特性不僅加劇了火勢擴展速度，還嚴重制約了初期火源的準確定位與應急通道的有效利用，使傳統平面倉儲的防火設計標準面臨失效風險。

1.2" 滅火難點

危化品倉庫火災處置面臨雙重技術挑戰：連鎖反應阻斷與滅火劑適配性矛盾。燃燒過程中物質分解產生的自由基鏈式反應具有自持強化特征，常規滅火手段難以在有限時間窗口內徹底切斷活化能的傳遞路徑，特別是金屬有機化合物燃燒時產生的金屬氧化物會催化自由基再生，進而形成二次爆燃風險。滅火劑選擇面臨復雜的兼容性要求，部分抑制劑雖能有效撲滅主火源，卻可能誘發次生化學反應，例如，水基滅火劑接觸遇濕易燃物，會加劇放氫反應。這種矛盾性導致現場處置需要精確平衡即時控火需求與潛在次生災害防控，對指揮決策系統的專業判斷能力提出極高要求。現有技術體系尚未建立完整的滅火劑-危化品交互作用數據庫，實戰中多依賴經驗性選擇，進一步放大了處置過程的不確定性。

2 選擇滅火劑，強化精準匹配與效能評估

2.1" 滅火劑類型矩陣

危化品倉庫火災的滅火劑選擇需建立多維度適配體系，核心在于針對不同物質燃燒特性實現精準匹配。干粉類滅火劑的應用需重點考察其化學惰性與覆蓋效率，ABC型超細干粉因其粒徑小的優勢可穿透復雜燃燒界面，在抑制含碳固體物質陰燃時具有顯著效能，但對氣體類危化品的深層滲透能力則受限于分子擴散速率。泡沫類滅火劑的選擇需兼顧物理隔離與化學穩定雙重功能，抗溶性泡沫基于分子結構改性形成的穩定覆蓋層，可有效阻隔水溶性溶劑的蒸氣釋放，但在處置沸點低于泡沫穩定溫度的液態危化品時，存在熱擾動導致覆蓋層破裂的風險。氣體類滅火劑的適用場景需重點評估環境密閉性與復燃可能性，IG541等惰性氣體基于降低氧濃度的窒息滅火機理，在保護精密設備方面具有獨特優勢，但需精確控制釋放濃度以避免局部含氧量驟降引發的次生危險。各類滅火劑的協同應用需建立物質反應路徑圖譜，例如，在撲救金屬烷基化合物火災時，干粉與惰性氣體的組合使用，既能中斷鏈式反應，又可抑制粉塵復燃，這種多機理耦合策略可突破單一滅火劑的功能局限。

2.2" 效能評估體系

滅火劑效能評估需構建多參數動態分析框架，將即時滅火效果與長期環境影響納入統一評價維度。滅火速度的量化需結合熱釋放速率曲線與自由基濃度衰減特征，特別是在立體貨架火災中，需同步評估縱向阻燃效率與橫向擴散抑制能力。環境破壞度的評價需引入全生命周期視角，既要測算滅火劑殘留物對土壤及水體的滲透毒性，也要分析高溫分解產物的二次污染風險，例如，含氟表面活性劑在高溫下可能生成具有生物累積性的全氟化合物[2]。毒理效應監測需建立動態追蹤機制，基于移動式質譜聯用設備，實時捕捉燃燒區與下風向的氣溶膠組分變化，重點識別鹵化氫、氰化氫等急性毒性物質的擴散軌跡。評估體系的完善方向在于突破實驗室靜態測試的局限，開發基于實際火場熱力學參數的反向推演模型，將滅火劑噴射壓力、環境溫濕度等變量納入效能修正系數，使評估結果更貼合實戰需求。需特別關注滅火劑與危化品間的非預期交互作用，例如，某些硅酸鹽類阻燃劑可能與酸性燃燒產物發生放熱反應，此類潛在風險應作為否決性指標納入評估決策流程。

3 完善滅火戰術，構建全周期作戰體系

3.1" 初期響應戰術

危化品倉庫火災的初期處置直接決定災情演化方向，需構建以“三分鐘黃金期”為核心的快速干預體系。火情識別階段，需依托智能傳感網絡實現多維度數據融合，基于紅外熱成像與氣體組分分析的交叉驗證，精準定位初始燃燒點，并預判物質反應趨勢。在此階段，無人機偵察系統承擔關鍵情報支撐功能，搭載多光譜探測設備，穿透煙霧屏障，實時回傳燃燒物質表面溫度梯度變化與包裝物形變特征，為滅火劑類型選擇提供動態決策依據。快速控火方案的實施需同步考慮空間結構與物質特性，針對立體貨架火災采用垂直分區阻斷戰術，利用高壓細水霧形成縱向隔離帶，抑制火焰沿貨架立柱攀爬；對于密閉空間內揮發性液體泄漏引發的火情，則優先采用氮氣幕墻進行物理隔離，阻斷可燃蒸氣與空氣的混合進程。此階段需嚴格控制滅火劑投放強度，避免過量施救導致壓力容器受熱爆裂或沉淀物飛揚形成粉塵云，尤其需防范金屬粉末火災中，氧氣濃度驟變引發的爆燃連鎖反應。戰術執行過程中須建立動態風險評估機制，基于嵌入式傳感器實時監測建筑承重結構形變與危化品容器壓力變化，為戰術調整提供數據支撐。

3.2" 協同作戰模式

復雜火場環境下需突破單一滅火手段的局限性，建立多劑型協同、多裝備聯動的立體作戰體系。“三明治”戰術的實施需準確把握不同滅火劑的作用時序與空間配比，底層采用抗溶性泡沫形成連續覆蓋膜抑制可燃液體蒸發，中間層使用超細干粉中斷自由基鏈式反應，頂層部署IG541惰性氣體防止復燃，這種分層遞進策略可實現對多相態燃燒的立體控制。水霧-泡沫-干粉組合戰術需重點優化噴射參數匹配，基于調節水霧粒徑分布增強對熱輻射的屏蔽效果，同時借助泡沫的鋪展性擴大隔離面積，干粉則在氣溶膠狀態下滲透至燃燒深層區域。立體貨架火災處置中，需構建“縱向阻斷、橫向分割”的網格化控火模式，利用消防機器人集群實施定向破拆，在貨架層間形成物理隔離空間，配合移動式高壓噴射裝置實施梯度降溫。該模式需解決多劑型相容性問題，例如，避免蛋白泡沫與某些干粉接觸導致凝固失效，需基于實驗數據建立不同組合的配伍禁忌圖譜。協同作戰還需整合有人-無人裝備的智能交互，無人機群負責高空火勢監測與應急物資投送，地面機器人執行高危區域堵漏與滅火劑精準投放，指揮中樞基于數字孿生系統實現戰術動態推演與實時修正。

3.3" 善后處理規程

火災撲滅后的處置環節關乎環境污染防控與次生災害預防，需建立標準化、全流程的善后管理體系。殘留物處理需遵循“分類識別、風險分級”原則，利用便攜式拉曼光譜儀快速鑒別未完全反應的危化品，對具有自燃特性的金屬粉末采用硅藻土包裹惰化處理，遇水反應物質則使用專用吸附墊物理轉移。化學中和環節需構建多級處理體系，酸性物質泄漏優先采用碳酸氫鈉干粉中和，堿性物質則使用硼酸溶液梯度稀釋，處理過程中需嚴格控制反應速率，防止熱失控。環境監測需部署模塊化移動實驗室，沿主導風向設置多級采樣點，基于氣相色譜-質譜聯用技術追蹤二噁英類持久性污染物的擴散軌跡，同時使用生物毒性測試箱評估土壤及水體生態風險[3]。建筑結構安全評估需融合聲發射檢測與三維激光掃描技術，識別受熱梁柱的內部裂紋與承載力衰減程度，對承重構件實施碳纖維加固或局部置換。該階段需特別注意隱蔽性風險防控，例如未完全熄滅的陰燃物質可能引發二次復燃，需基于分布式光纖測溫系統實施72h持續監測。所有處置過程均需建立電子化溯源檔案，記錄污染物處理路徑與最終處置去向，為后續環境修復提供數據基礎。

4 基于融合技術構建智能滅火系統

4.1" 智能監測預警

危化品倉庫的智能監測體系需實現從靜態感知到動態研判的跨越式升級，構建多源異構數據融合分析平臺。傳感網絡部署采用“空間分層、功能分區”的立體架構，在庫區頂部安裝毫米波雷達監測整體熱輻射分布，貨架層間布置光纖光柵傳感器，捕捉局部溫度躍變，地面設置電化學氣體檢測陣列追蹤揮發性物質濃度梯度[4]。在此基礎上引入數字孿生技術，基于三維點云重構技術建立倉庫動態模型，將實時監測數據映射至虛擬空間進行燃燒過程仿真推演。預警算法的優化需突破傳統閾值報警的局限，開發基于物質特性譜庫的智能診斷模塊，當檢測到特定溫度-壓力-氣體濃度組合時，自動關聯物質分解反應路徑并預判潛在風險類型。針對危化品存儲狀態變化帶來的干擾因素，系統須具備動態學習能力，基于在線更新物質相容性矩陣與熱穩定性參數，持續修正預警模型置信區間[5]。在應急響應層面，需構建分級預警聯動機制，初級預警觸發自動噴淋系統局部控溫，中級預警啟動排煙裝置與防火卷簾隔離，高級預警則聯動應急管理部門啟動區域疏散預案，形成閉環防控鏈條。

4.2" 遠程滅火裝備

遠程滅火系統的構建需攻克精準定位與動態適配雙重技術瓶頸，形成“偵-控-滅”一體化的作戰體系。高機動性滅火機器人搭載多自由度機械臂與全景視覺系統，可在復雜火場環境下執行破拆、堵漏與精準噴射任務，其導航系統融合激光SLAM與熱輻射定位技術，基于自適應路徑規劃避開坍塌風險區域。無人機集群滅火系統采用模塊化設計，旋翼平臺搭載干粉噴射裝置與紅外引導頭，基于群體智能算法實現滅火劑的三維覆蓋，在處置立體貨架火災時能形成多點同步打擊的立體滅火網。固定式智能滅火裝置則依托管網優化算法提升響應速度，基于預置在貨架內部的超細水霧噴頭與氮氣釋放單元，構建局部快速抑爆屏障。裝備協同控制需建立統一作戰云平臺，實時整合機器人位姿數據、無人機航跡信息與固定裝置狀態參數，運用博弈論算法動態分配滅火資源。針對危化品火災的復雜工況，裝備須具備在線策略調整能力，例如在處置金屬有機化合物火災時，滅火機器人能自動切換干粉噴射模式并同步啟動冷卻水幕，防止高溫引發二次分解反應。系統可靠性保障需構建多級冗余機制，在通信中斷時裝備可依托邊緣計算模塊自主執行預設戰術，確保關鍵控制鏈路的持續運行。

5 結束語

危化品倉庫火災防控效能的提升，依賴于滅火劑選擇與戰術應用的深度協同。需針對危化品倉庫火災特性，建立滅火劑選擇的技術標準與戰術應用的操作規范。構建物質燃燒特性與滅火機理的匹配模型，解決滅火劑誤用引發的次生風險；創新設計的立體戰術實現火情分級控制與資源精準投放；智能系統的深度應用推動滅火行動從經驗判斷向數據驅動轉型。未來需重點突破極端環境下的滅火劑效能保持技術，并完善戰術動態調整算法，為復雜危化品火災處置提供更可靠的技術支撐。

參考文獻

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[5]王強.化學品滅火在消防救援中的運用探究[J].當代化工研究，2023（18）：176-178.