泡沫、干粉聯(lián)用滅火的研究和應(yīng)用

邵大財(cái)，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(chǎn)品大多是易揮發(fā)、易燃燒、易爆炸的物質(zhì)，在儲(chǔ)運(yùn)過程中始終存在著燃燒和爆炸的危險(xiǎn)。如何迅速、準(zhǔn)確、有效地?fù)錅鐑?chǔ)存、運(yùn)輸中油品火災(zāi)是急需研究和解決的問題。

目前，用于儲(chǔ)運(yùn)石油及石油產(chǎn)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(xué)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?fù)錅玳W點(diǎn)較高的柴油等重油火災(zāi)，但閃點(diǎn)較低的輕質(zhì)油品(如汽油)在較低的溫度下仍能產(chǎn)生燃燒極限范圍內(nèi)的蒸汽，故用霧狀水射流不能撲滅汽油、苯火災(zāi)。

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(qiáng)韌地復(fù)蓋在整個(gè)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(zāi)復(fù)燃的危險(xiǎn)性。但用泡沫撲救石油火災(zāi)的速度不及干粉滅火劑快，對(duì)高處的火災(zāi)不能覆蓋。

化學(xué)干粉滅火系統(tǒng):我國(guó)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(zāi)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(fù)燃，特別是一些有障礙物的火災(zāi)場(chǎng)所，由于障礙物中的隱火不能完全撲滅，容易發(fā)生復(fù)燃危險(xiǎn)。

比較以上幾種滅火系統(tǒng)，各有其特點(diǎn)，從單一系統(tǒng)適用的場(chǎng)所和對(duì)石油及其產(chǎn)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(gè)泡沫干粉聯(lián)用滅火系統(tǒng)，就會(huì)得到一個(gè)較為滿意的滅火系統(tǒng)。通常選擇價(jià)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(shù)，既可發(fā)揮泡沫滅火徹底性和干粉滅火迅速性的優(yōu)點(diǎn)，又能克服泡沫滅火緩慢性和干粉滅火存在復(fù)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?yàn)榉鞍着菽谋砻鎻埩徒缑鎻埩Φ陀谌加蛯?duì)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(jìn)行聯(lián)用，從而充分發(fā)揮這兩種滅火劑各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)彼此的缺陷，達(dá)到快速、有效的滅火目的［1］。

1 泡沫滅火機(jī)理

1.1 封閉效應(yīng)

將可燃物與氧氣隔離開來，燃燒反應(yīng)就會(huì)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(huì)熄滅。

1.2 蒸氣效應(yīng)

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(chǎng)的燃燒熱量，而且使蒸氣與空氣混合使火災(zāi)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(yīng)

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

應(yīng)該指出，滅火是個(gè)復(fù)雜的過程，上述三種效應(yīng)往往是重迭起作用的，必須用整體動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)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(guó)內(nèi)外大量的試驗(yàn)、滅火演習(xí)與實(shí)戰(zhàn)得到證明，泡沫主要適用于撲救A類火災(zāi)和B類火災(zāi)中的非水溶性液體火災(zāi)。如:1)汽油、煤油、柴油、苯、石油等B類火災(zāi);2)木材、紙張、橡膠、塑料、紡織品等A類火災(zāi);3)控制液化石油氣、液化天燃?xì)獾牧魈驶馂?zāi)。

3 干粉滅火機(jī)理

3.1 抑制作用［2］

干粉的抑制滅火作用有兩種觀點(diǎn)。1)多相抑制機(jī)理。認(rèn)為滅火過程是在干粉粒子表面發(fā)生化學(xué)抑制反應(yīng);2)均相抑制機(jī)理。認(rèn)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(xué)抑制反應(yīng)。

3.2 燒爆作用［2］

某些化合物(如尿素與碳酸氫鈉的反應(yīng)產(chǎn)物NaC2N2H3O3與碳酸氫鈉)與火焰接觸時(shí)，由于高溫作用，可使干粉顆粒爆裂成為多個(gè)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(qiáng)了干粉的吸附力，提高了滅火效能。

3.3 其他作用

滅火時(shí)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(jié)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(qiáng)度。

4 干粉滅火劑的應(yīng)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(rùn)滑油與原油等)火災(zāi)，可燃?xì)怏w(液化氣、乙炔氣等)火災(zāi)，電氣設(shè)備火災(zāi)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(zhì)火災(zāi)(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(yīng)用

5.1 聯(lián)用滅火裝置的組成

基于對(duì)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(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 MPFC－700/150泡沫－干粉聯(lián)用滅火裝置結(jié)構(gòu)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?dú)馄拷M、減壓閥、壓力表、手動(dòng)瓶頭閥和手動(dòng)球閥等組成，見圖2。

泡沫滅火裝置有3個(gè)容器為40 L的氮?dú)馄?，氣瓶組件中下層放置的三只氮?dú)馄浚恐坏獨(dú)馄可涎b有瓶頭閥，用來釋放高壓氮?dú)?，由手?dòng)打開，當(dāng)?shù)獨(dú)馄?、氮?dú)馄?和氮?dú)馄?的瓶頭閥打開，高壓氮?dú)饨?jīng)集流管B、高壓管路、減壓閥、進(jìn)氣閥、低壓管路進(jìn)入泡沫罐。其工作原理是用氮?dú)庾鳛轵?qū)動(dòng)氣體，在設(shè)定的壓力作用下泡沫液經(jīng)水帶流向泡沫噴槍，通過滅火人員進(jìn)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?dú)馄拷M、減壓器、壓力表、手動(dòng)瓶頭閥和手動(dòng)球閥等組成，見圖2。

干粉滅火裝置有2個(gè)容積為40 L的氮?dú)馄浚瑲馄拷M件中上層放置的二只氮?dú)馄?，每只氮?dú)馄可涎b有瓶頭閥，用來釋放高壓氮?dú)?，由手?dòng)打開，當(dāng)?shù)獨(dú)馄?和氮?dú)馄?瓶頭閥打開，高壓氮?dú)饨?jīng)集流管A、高壓管路、減壓閥、進(jìn)氣閥、低壓管路進(jìn)入干粉罐。其工作原理是用氮?dú)庾鳛轵?qū)動(dòng)氣體與干粉混合并在設(shè)定的壓力作用下干粉經(jīng)軟管流向干粉噴槍，通過滅火人員進(jìn)行滅火。

6 小結(jié)

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(dú)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(yīng)用，以撲救易燃液體和氣體的火災(zāi)，尤其適用撲救野外露天野戰(zhàn)油庫(kù)的火災(zāi)。如若單獨(dú)使用干粉滅火，干粉具有控制火災(zāi)、滅火迅速的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是難以有效撲滅“死角”區(qū)域的隱火而常常造成復(fù)燃。如若單獨(dú)使用泡沫滅火，泡沫能夠流動(dòng)到火場(chǎng)任何“死角”區(qū)域內(nèi)，完成對(duì)火場(chǎng)的完全覆蓋，因而可以有效地制止復(fù)燃。但對(duì)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(shí)間較長(zhǎng)，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(bǔ)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，使滅火戰(zhàn)斗力得到明顯提高。

［1］賀揚(yáng)先.撲救石油火災(zāi)新技術(shù)試驗(yàn)研究［J］.《消防科技》，1990，4.

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