压缩空气泡沫灭火技术应用

2021-04-10沈旭钊

新型工业化 2021年12期

沈旭钊

（国安达股份有限公司，福建厦门 361000）

0 引言

压缩空气泡沫主要指应用新方式促进泡沫的产生，然后在泡沫混合液中引入一定比例压缩空气，充分融合后，使灭火泡沫得以产生，借助管路将其输送出去，实现灭火目的。灭火泡沫优势比较明显，如绿色、无污染、适用于大型火灾、防止复燃、灭火率高等，其中最大的优点就是使泡沫喷射距离大幅度提高。因此，本文进一步论述压缩空气泡沫灭火技术的具体应用实践，希望给有关机构提供参考与借鉴。

1 压缩空气泡沫系统的工作原理、灭火方式及优势

1.1 含义

压缩空气泡沫系统的构成组件比较多，其中发挥重要作用的有泡沫输送管道、泡沫存储罐、压缩空气源等，两端分别连接喷头、空气压缩源，在此过程中，泡沫溶液存储罐发挥压缩混合泡沫溶液作用，并将其输送至系统，常用空气压缩源的方法有两种：其一是高度压力的气体瓶；其二是压缩空气机器设备，主要功能是将压力空气提供给系统，进而形成泡沫。对于压缩空气泡沫系统而言，其关键与核心是混合发泡沫系统。重要作用是提供出需求的泡沫，调整其混合比例达到最优状态，从而将足够的混合液提供给泡沫灭火系统，满足其灭火需求[1]。

借助空气压缩源两种方法，按照合适比例配置水、空气、泡沫液，并将其传输至特殊喷嘴中，通过对气体压缩试压中膨胀速度的运用，加上混合室、液湍流、水带内气之间的摩擦受力作用，形成所需的细小泡沫。这种方法可以使又均匀又细小的泡沫产生，具有明显优势，包括较少用水量、热辐射组合能力良好、湿润性良好、较远灭火距离等[2]。

1.2 灭火方式

以不同形式的喷射为根据，可以将泡沫灭火系统分为三种形式，分别是液上式、液下式、半液下式喷射泡沫灭火系统。

喷射泡沫灭火系统液上式实际是通过应用导流装备，使泡沫产生器中的泡沫从上部直接进入到燃烧液体中，从而将大火扑灭，完成相应任务，此种系统又可以被细分为三种类型，包括移动型、固定型和半固定型。

第二次世界大战之后产生液下喷射泡沫灭火系统，主要指特殊的泡沫产生器具有较高背压，通过使用此器材，使泡沫产生，再利用喷射泡沫的管材，将其传输至燃烧液体下面，在初始泡沫动态能、浮动力量的影响下，推送泡沫，使其到达燃烧液体表面，进而将大火消灭，完成相应任务，主要类型有固定型与半固定型[3]。

据了解，很少有国家应用喷射泡沫灭火系统的液下式，其原理是有一轻型耐火性能的柔软带卷位于液下喷射管中，通过对其进行有效运用，加上泡沫自身的力量作用，推动软袋前进，使其到达燃烧液体表面，这时袋中泡沫在大火中释放出来，将大火扑灭。设计的重点对象是水溶性液体，对比泡沫喷射灭火系统的液下是，其具有更加繁杂、多样的结构，基本不在非水溶性液体中使用。

与液上式喷射型相比，液下式喷射泡沫灭火方式更具安全性和可靠性，其压缩空气泡沫灭火技术的灭火性能比较优异，同时可能转化为液下式喷射型。借助对油罐实验设备的模仿，针对液下喷射氟蛋白泡沫，估量其在穿越全汽油层灭火中的成效。结果显示，在控制油罐火灾方面，液下喷射压缩空气浮蛋白泡沫的技术具有可行性、安全性、可靠性，具有良好灭火、控火效果[4]。

1.3 应用压缩空气泡沫灭火技术的优势

第一，良好的环保性能。角质和动物皮毛共同制成通蛋白泡沫，对于氟蛋白泡沫而言，以通蛋白泡沫为基础，并将表面活性剂增添进来。压缩空气泡沫技术下的泡沫无异味，略带香味，灭火后生成的产物可以自动降解，不会污染环境，同时具有较小用水量，出现较少水渍损失量。第二，良好覆盖性和灭火效果。应用此技术能够促进水保湿性能的提高，使水较长时间停留于燃烧物表面。将7分压缩空气增加到一份泡沫混合液中，会变小变多变均匀泡沫混合液。扩大水表面积，促进覆盖冷却面积的增加，为灭火效率提供保障。

2 固定式压缩空气泡沫灭火装置研究进展

2.1 灭火机理

将水、压缩空气和A类泡沫提前混合在一起，促进发泡泡沫液的形成，这就是空气压缩泡沫，其核心与关键是水。通过使用A类泡沫，极大改变水在物理方面的功能性质，使水表面张力得以变小，促进渗透能力的提升，进而使水保持较高的湿度，延长水在燃烧物表面的停留时间。使用压缩空气可以使预混目的得以实现，将七份压缩空气加入一份泡沫混合液中，使混合泡沫液中的气泡变得更细、更小、更均匀、更多，可以扩大水的表面积七倍，促进覆盖冷却面积的增加，使灭火效率得以提高[5]。

装置工作原理：首先，连接专用电源，开启主机设备，将离合器关上，这时空压机、水泵进入工作状态，通过带压力水流的影响和作用，水泵将压力水送至混合器，促进负压的产生，再进一步吸收泡沫原液，使具有适当比例的泡沫混合液体产生，在输出混合液管线上，将与水压力相同或稍高的压缩性质空气连接，在输送管线、气液混合设备的帮助和支持下，形成了符合要求的泡沫混合液，从空气泡沫出口输送出去，充分利用有关设备如水枪，将大火消灭。单独提供水源是此种装置的优势，流程是：开启发动机，水泵进入工作状态，流经水的出口后，充分利用直流式水枪，将大火消灭，圆满完成任务。

对于压缩空气泡沫灭火技术而言，其拥有与传统灭火技术相通的原理，不同之处在于有差异存在于选用的灭火传输用料和介质中，对比传统灭火技术，压缩空气泡沫灭火具有更优的灭火效果，一方面可以实施便携化设计，另一方面可以将灭火处理应用于深层火源，能够将压缩空气泡沫灭火技术的应用价值充分体现出来。最明显优势表现在环保和技术方面[6]。

2.2 灭火装置的性能

压缩空气泡沫灭火技术能够最大程度发挥有效材料资源的作用和价值，借助混合泡沫压缩，可以使气压形成于固定空间内，通过管道压缩输出，真空隔离火源，使其燃烧条件消失，进而对火源燃烧强度进行有效控制，防止复燃情况的出现。

压缩空气泡沫灭火技术的基本特点包括较高效率、较快速度、方便使用等，同时具有环保性，可以针对多种环境条件下的火源，实施灭火处理操作。

2.3 灭火的应用分析

（1）集成式压缩空气泡沫灭火系统。此系统可以集成空压机设备、水泵、发动机设备等，促进单元灭火结构的形成，使灭火设备的可移动化处理目的得以实现，此系统被广泛应用于公共场所，其灭火原料储备能力良好，能够快速有效扑灭大范围火源，可以将点对点灭火处理方式选择出来，不仅促进压缩空气灭火设备使用可控性能的提高，还能够使压缩空气泡沫灭火系统的应用功能得以完善，确保在各种环境下都可以将实际灭火效用充分发挥出来[7]。

（2）小型移动式压缩空气泡沫灭火设备。混合式灭火设计被应用于此设备中，充分结合空气压与水分子，将水元素应用于现有空气压缩基础上，从而使相应灭火装备能够适应各种灭火环境，由于此种空气压缩泡沫灭火装备具有较高内部压强，可以保障常规使用环境下的可操作性，针对各种火灾处理情况，实施灭火处理调整操作，使灭火处理距离得以缩短。

通常在普通水罐消防车辆上加装此类灭火系统，使其能够将对应功能充分发挥出来，然而，相比真正空气泡沫车辆，存在的发展空间仍然比较大。此灭火设备的特点是安全、无毒、环保、快速、高效等，对于比较封闭空间的火灾更加适用。

（3）便携式压缩空气泡沫灭火设备。此灭火器能够将传统灭火器笨重使用模式突破，灭火器的使用操作可以在3秒内实现，并具有更高的操作安全性，对解决小范围灭火问题十分有利，在技术工艺支持下，能够长时间使用，促进综合性灭火效益的提高。此设备的使用可以突破使用条件、使用空间、时间的限制，具有较高灭火喷射压力，可以针对固定范围，短时间内实施快速灭火处理操作，为狭小空间内的使用提供便利。

（4）车载压缩空气泡沫灭火系统。此系统分为两个部分，包括自动灭火和主动灭火。灭火器、灭火设备通过手动操作，使灭火操作得以实现，这是主动灭火，虽然此技术具有明显优势。但是在使用过程中，受到人为因素干扰的几率比较大，因此，在主动灭火情况下，其灭火作用不能充分发挥出来。借助车载计算机设备，串联火情报警器、灭火传感器等设备，当火情出现在车辆中时，可以实现灭火操作的自动控制，人为无需干预，一般在大型货运车辆灭火中广泛使用此类灭火系统设计，具有良好应用效果。然而，因为具有较高技术成本，对于低成本车载载具的设计应用不适合。

对于空气压缩泡沫消防车而言，其主要特点包括四个方面，具体是环保、高效、安全、便利。同时，单车灭火具有较高效率，较大强度，较少用水量，损失水渍少等。能够在所有车辆上安装，并且可用于各种与石化有关企业的固定灭火装置中。

3 空气压缩泡沫灭火技术未来发展

第一，在发展材料技术方面，会深度融合CAFS材料，大幅度提高其兼容性和环境适应性，保障空气压缩泡沫灭火技术可以在多个领域进行应用。第二，借助信息化的持续发展，可以应用智能化电子控制技术[8]。固定时间与地点是人们对灭火技术的局限认知，这仅仅停留于表面，因而对灭火技术的灵活性优势不能进行全面认识，未来在发展过程中，会逐渐开展机械化处理与改造工作，将微型化设计应用于空气压缩泡沫灭火动能和压缩构件中，让灭火技术的应用紧密联系人们生产与生活。第三，改进灭火技术，尽管空气压缩泡沫灭火技术的优势比较显著，但是其具有较高应用成本，必须及时定期更换，并且具有较短使用周期，如果有故障出现在单元构件中，就无法保障正常使用功能，由此看来，将空气压缩泡沫灭火技术的核心技术改革工作做好至关重要，这是有效提高社会效益和经济效率的最佳路径。