泡沫、干粉联用灭火的研究和应用

邵大财，张世凤

(南京消防器材股份有限公司，江苏南京 211112)

0 前言

石油及其产品大多是易挥发、易燃烧、易爆炸的物质，在储运过程中始终存在着燃烧和爆炸的危险。如何迅速、准确、有效地扑灭储存、运输中油品火灾是急需研究和解决的问题。

目前，用于储运石油及石油产品的固定灭火装置主要有水喷雾灭火系统、泡沫灭火系统、和化学干粉灭火系统等。

水喷雾灭火系统:雾状水射流虽然能较好地扑灭闪点较高的柴油等重油火灾，但闪点较低的轻质油品(如汽油)在较低的温度下仍能产生燃烧极限范围内的蒸汽，故用雾状水射流不能扑灭汽油、苯火灾。

泡沫灭火系统:由于空气泡沫比油轻，泡沫可浮在易燃液体表面自由展开，而形成充满空气微小稠密的泡沫层，强韧地复盖在整个燃烧的油面上，有防止火焰辐射热的效能，可大大消除灭火后火灾复燃的危险性。但用泡沫扑救石油火灾的速度不及干粉灭火剂快，对高处的火灾不能覆盖。

化学干粉灭火系统:我国目前大量使用的干粉灭火剂是碳酸氢钠干粉灭火剂。它在扑救石油火灾中具有很高的灭火效率。但是干粉灭火的冷却效果很差，不能阻止灭火后复燃，特别是一些有障碍物的火灾场所，由于障碍物中的隐火不能完全扑灭，容易发生复燃危险。

比较以上几种灭火系统，各有其特点，从单一系统适用的场所和对石油及其产品的灭火效果来看都不能令人满意。如果将泡沫灭火系统和干粉灭火系统合二为一，组成一个泡沫干粉联用灭火系统，就会得到一个较为满意的灭火系统。通常选择价格较便宜，灭火效果好的氟蛋白泡沫与干粉联用。

采用氟蛋白泡沫与干粉联用这一新的灭火技术，既可发挥泡沫灭火彻底性和干粉灭火迅速性的优点，又能克服泡沫灭火缓慢性和干粉灭火存在复燃性的缺陷，这样可以用最少的灭火药剂，取得最佳的灭火效果。这是因为氟蛋白泡沫的表面张力和界面张力低于燃油对表面张力和界面张力，因此泡沫可抵抗燃油及干粉的污染和破坏，使干粉和泡沫有很好的相容性。所以氟蛋白能与干粉灭火剂进行联用，从而充分发挥这两种灭火剂各自的优点，弥补彼此的缺陷，达到快速、有效的灭火目的［1］。

1 泡沫灭火机理

1.1 封闭效应

将可燃物与氧气隔离开来，燃烧反应就会中止。即用泡沫覆盖火可燃物，使可燃物、火焰及空气三者隔离，火焰失去了燃料、氧气来源，就会熄灭。

1.2 蒸气效应

火焰的辐射热可以使泡沫中的水份蒸发为水蒸气，不仅大量吸收火场的燃烧热量，而且使蒸气与空气混合使火灾区域的氧气含量降低，起到一定的窒息作用，燃烧即可减弱或停止。

1.3 冷却效应

燃烧物上或燃烧物附近的泡沫混合液的表面张力相当低，使它对燃烧物的冷却深度远远超过同等体积水的作用，把温度降低到自燃点或闪点以下，不再放出维持燃烧的气体或蒸气，达到灭火的目的。

应该指出，灭火是个复杂的过程，上述三种效应往往是重迭起作用的，必须用整体动态的观点来分析和研究。

2 泡沫的适用范围

深入系统的理论研究和国内外大量的试验、灭火演习与实战得到证明，泡沫主要适用于扑救A类火灾和B类火灾中的非水溶性液体火灾。如:1)汽油、煤油、柴油、苯、石油等B类火灾;2)木材、纸张、橡胶、塑料、纺织品等A类火灾;3)控制液化石油气、液化天燃气的流淌火灾。

3 干粉灭火机理

3.1 抑制作用［2］

干粉的抑制灭火作用有两种观点。1)多相抑制机理。认为灭火过程是在干粉粒子表面发生化学抑制反应;2)均相抑制机理。认为灭火过程是干粉先在火焰区气化后，再在气相粒子表面发生化学抑制反应。

3.2 烧爆作用［2］

某些化合物(如尿素与碳酸氢钠的反应产物NaC2N2H3O3与碳酸氢钠)与火焰接触时，由于高温作用，可使干粉颗粒爆裂成为多个更小颗粒，使干粉的表面积剧增。增加了与火焰的接触面积，增强了干粉的吸附力，提高了灭火效能。

3.3 其他作用

灭火时干粉的“粉雾”可减弱火焰的热辐射:干粉颗粒的高温分解，释放出结晶水和不活泼气体可吸收部分热量和稀释氧的浓度，以降低燃烧强度。

4 干粉灭火剂的应用范围

a)普通型干粉主要适用于易燃及可燃液体(如汽油、煤油、润滑油与原油等)火灾，可燃气体(液化气、乙炔气等)火灾，电气设备火灾等的扑救。

b)多用型干粉主要适用范围，除与上述普通型干粉相同外，还可用于一般固体物质火灾(如木材、棉、麻、竹等)的扑救。

c)泡沫与干粉联用配伍表(见表1)

表1 干粉与泡沫联用配伍表［2］

5 泡沫、干粉联用灭火的应用

5.1 联用灭火装置的组成

基于对泡沫、干粉等灭火剂特性的研究成功地开发了MPFC-700/150泡沫-干粉联用灭火装置。该联用灭火装置由干粉灭火装置和泡沫灭火装置组合而成。总体结构如图1所示。

图1 MPFC－700/150泡沫－干粉联用灭火装置结构图

5.2 泡沫－干粉联用灭火装置工作原理

a)联用灭火装置示意图

联用灭火装置示意图如图2所示:

图2 MPFC－700/150泡沫－干粉联用灭火装置示意图

b)泡沫灭火装置组成和工作原理

泡沫灭火装置由泡沫罐、泡沫喷枪、氮气瓶组、减压阀、压力表、手动瓶头阀和手动球阀等组成，见图2。

泡沫灭火装置有3个容器为40 L的氮气瓶，气瓶组件中下层放置的三只氮气瓶，每只氮气瓶上装有瓶头阀，用来释放高压氮气，由手动打开，当氮气瓶3、氮气瓶4和氮气瓶5的瓶头阀打开，高压氮气经集流管B、高压管路、减压阀、进气阀、低压管路进入泡沫罐。其工作原理是用氮气作为驱动气体，在设定的压力作用下泡沫液经水带流向泡沫喷枪，通过灭火人员进行灭火。

c)干粉灭火装置组成和工作原理

干粉灭火装置由干粉罐、干粉喷枪、氮气瓶组、减压器、压力表、手动瓶头阀和手动球阀等组成，见图2。

干粉灭火装置有2个容积为40 L的氮气瓶，气瓶组件中上层放置的二只氮气瓶，每只氮气瓶上装有瓶头阀，用来释放高压氮气，由手动打开，当氮气瓶1和氮气瓶2瓶头阀打开，高压氮气经集流管A、高压管路、减压阀、进气阀、低压管路进入干粉罐。其工作原理是用氮气作为驱动气体与干粉混合并在设定的压力作用下干粉经软管流向干粉喷枪，通过灭火人员进行灭火。

6 小结

MPFC-700/150泡沫-干粉联用灭火装置是一种配置在挂车上的消防装备。具有泡沫、干粉二种手段的独立作战能力，其主要功能是依靠泡沫和干粉两种手段的联合应用，以扑救易燃液体和气体的火灾，尤其适用扑救野外露天野战油库的火灾。如若单独使用干粉灭火，干粉具有控制火灾、灭火迅速的优点，其缺点是难以有效扑灭“死角”区域的隐火而常常造成复燃。如若单独使用泡沫灭火，泡沫能够流动到火场任何“死角”区域内，完成对火场的完全覆盖，因而可以有效地制止复燃。但对难以形成覆盖的“尖、高、凸”部位的泄漏火却表现软弱无力，因而完全覆盖所需时间较长，使其灭火速度明显低于干粉的灭火速度。显然，联合使用泡沫和干粉这两种手段灭火可以相互弥补，扬长避短，使灭火战斗力得到明显提高。

［1］贺扬先.扑救石油火灾新技术试验研究［J］.《消防科技》，1990，4.

［2］张松鹤.化学干粉灭火剂的技术特性和使用方法分析［J］.造船技术，1997，(10):212.