浅述空气泡沫灭火剂在油库中的应用

 泡沫灭火系统是油库消防系统的重要设施，在油消防工作中发挥着极为重要的作用，与之相配套的空气泡沫灭火剂在油库消防工作中得到了广泛应用。了解空气泡沫灭火剂灭火机理，熟悉空气泡沫灭火剂特点，对于较好地使用、管理油库泡沫灭火系统，充分发挥泡沫灭火设备设施的消防功能具有重要意义。 

    1空气泡沫灭火剂的火灾原理 

    空气泡沫是由一定比例的泡沫液和水混合，经空气搅动后，通过物理作用而形成含空气的膜状气泡群。泡沫倍数根据泡沫性质不同可达2～1000倍，相对密度（水＝1）在0.001～0.5之间，远远小于一般可燃液体，因而可能漂浮于液体的表面，形成较厚的空气泡沫覆盖层。 

    空气泡沫覆盖层隔绝了燃烧液体表面的空气，对燃烧液体表面具有良好的窒息作用、冷却作用，加之泡沫受热蒸发后产生水蒸气，能够稀释燃烧区气氛浓度、隔断火焰辐射热，从而阻止了燃烧液体受热蒸发，使可燃气体难以进入燃烧区，实现了灭火的功能。应该指出，灭火是个复杂的过程，上述4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。空气泡沫较为稳定，对油面的封闭时间较长，加之冷却作用，在灭火过程中具有良好的防止复燃性能，是其他灭火剂所不能比拟的，也是空气泡沫灭火剂在油库广泛应用的主要原因之一。 

    2泡沫灭火剂的组成及特点 

    相对而言，泡沫灭火系统灭火效率高，效果好，空气泡沫灭火剂使用方便，流动性好，安全可靠，经济实用，是油库目前是理想的灭火剂。按其发泡倍数可分为低倍数、中倍数和高倍数泡沫灭火剂3种类型；按泡沫液与水的体积混合比不同，又可分为6％型、3％型2种类型；按原料组成不同，又可分为蛋白型和合成型2种类型。其中在油库中常用的低倍数泡沫灭火剂有蛋白（植物蛋白、动物蛋白）型、氟蛋白型、水成膜型3大类。 

    2.1低倍数泡沫灭火剂 

    GB50074-2002《石油库设计规范》规定，地上式固定顶、内浮顶油罐应设低倍数泡沫灭火系统等，浮顶油罐宜设低倍数泡沫灭火系统。GB50151-2000《低倍数泡沫灭火系统设计规范》规定，对非水溶性甲、乙、丙类液体储罐，当采用液上喷射泡沫灭火时，可选用蛋白、氟蛋白、水成膜泡沫液液；当采用液下喷射泡沫灭火时，应选用氟蛋白、水成膜泡沫液等。低倍数泡沫灭火剂可应用于固定、半固定或移动式泡沫灭火系统，发泡倍数小于20，由于比重大，泡沫可远距离喷射，抗风干扰比中、高倍数泡沫强，在浮顶油罐的液上泡沫喷放中，易覆盖表面形成保护泡沫层，适用开放性的火灾灭火。 

    2.1.1蛋白泡沫灭火剂 

    蛋白泡沫灭火剂是由动物蛋白质，如牛、马、羊、猪的蹄角、毛血或植物性蛋白质如豆饼、菜籽饼等，在碱性（氢氧化钠或氢氧化钙）的作用下，经过部分水解后，加入稳定剂、防冻剂、缓蚀剂、防腐剂和黏度控制剂等添加剂加工浓缩而成。蛋白泡沫液按制造原料分为动物蛋白和植物蛋白2类。蛋白泡沫灭火剂是最早用于油库油罐灭火剂，也是油库油罐区液上式系统普遍使用的灭火剂，国内产品已系列化、标准化。

其主要优点是价格低、抗烧性强，缺点是易氧化腐败，储存时间短。 
    2.1.2氟蛋白泡沫灭火剂 

    油罐液下喷射泡沫灭火系统相对液上喷射泡沫灭火系统来讲，具有灭火效率高，可靠性好的明显优势。为广泛推广应用油罐液下喷射泡沫灭火技术，在20世纪80年代初开始广泛应用氟蛋白泡沫灭火剂。 

    氟蛋白泡沫灭火剂是在蛋白泡沫液中加入2％或1％（体积比）的氟碳表面活性剂预制液制成的，除具的蛋白泡沫的优点外，还具有泡沫流动性好、对油品的封闭作用强、疏油能力强，可以应用于油罐液下喷射泡沫灭火系统。在同燃烧、同面积、同供给强度下，氟蛋白泡沫液比蛋白泡沫液的灭火时间缩短1/3~1/2。缺点是储存时间短，相对蛋白泡沫灭火剂价格较高。 

    2.1.3水成膜沫灭火剂 

    2000年新修订的GB50151-2000《低倍数泡沫灭火系统设计规范》中第一次明确，对非水溶性甲、乙、丙类液体储罐，当采用液下喷射泡沫灭火时，应选用水成膜泡沫液等。水成膜泡沫灭火剂，又称“轻水”泡沫灭火剂，是一种新型合成泡沫液，主要由氟炭表面活性剂、碳氢表面活性剂、稳定剂以及其他添加剂和水组成，是目前世界上公认的性能最佳的油类灭火剂。 

    该灭火剂是20世纪80年代初，由英国Angus公司以水解蛋白为基料，添加适宜的氟碳表面性剂制成的成膜氟蛋白泡沫液，在发达国家应用广泛。其特点是灭火效率高（灭火效力约为蛋白泡沫的4倍），流动性好，抗氧化性强，抗冻结性好，能长期保存，可以应用于油罐液下喷射泡沫灭火系统。缺点是泡沫抗烧性差，售价高，对油面的封闭时间和阻复燃时间短，在防止复燃与隔离热液面的性能方面，不如蛋白泡沫液。 

    2.2中倍数泡沫液 

    GB50074-2002《石油库设计规范》规定，地上式固定顶油罐、内浮顶油罐应设低倍数泡沫灭火系统等，当浮顶油罐采用中心软管配置泡沫混合液的方式时，可设中倍数泡沫灭火系统。国产中倍数泡沫液是一种氟蛋白泡沫液，泡沫发泡倍数在20～200之间，可应用于局部应用式、移动式中倍数泡沫灭火系统，50倍以下的中倍数泡沫液适用于地上油罐的液上灭火，50倍以上的适用于流淌火灾的扑救。 

    据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》专题报告汇编（1989年9月编制）和1992年10月原商业部设计院编制的中倍数泡沫灭火系统资料介绍，低倍数泡沫混合液供给强度为5～7L/（min.m2）、混合比为3％～6％、预燃时间60～120s的情况下，灭火时间为3～5min；中倍数泡沫混合液供给强度为4～4.4L（min.m2）、混合比为8％、预燃时间60～90s的情况下，灭火时间为1～2min。在供给强度同为4L/（min.m2），时，中倍数蛋白泡沫混合液灭火时间124s；低倍数蛋白泡沫混合液灭火时间为459s；低倍数氟蛋白泡沫混合液灭火时间为270s。 

    上述资料说明，中倍数泡沫液在油面上流动速度快，可直接在油面上，受油品污染少，抗烧性好，和低倍数泡沫液相比，灭火速度快，可靠性高，节约投资，可用于扑救油罐火灾，也可用于扑救储油洞库、覆土罐室火灾。

 缺点是储存时间短，相对蛋白泡沫灭火剂价格较高。 

    2.3高倍数泡沫灭火剂 

    GB50074-2002《石油库设计规范》修订时，增加了覆土油罐可设高倍数泡沫灭火系统的规定。高倍数泡沫灭火作为一种新型高效低成本的技术。高倍数泡沫灭火剂的基料是合成表面活性剂，所以又称合成泡沫灭火剂，按其配制混合液时使用水的类型，分为淡水型和海水型两种，发泡倍数的200～1000之间，可应用于全淹没式、局部应用式和移动式灭火系统。主要适用于扑救有限空间内的火灾，如储油洞库、覆土罐室、地下油泵房等，即可以灭火，又有助于排烟和驱除有毒气体，也适用于储油区和运转设备的泄漏所造成的大面积液体火灾。 

    高倍数泡沫比中倍数、低倍数泡沫具有用水量少、发泡量大、淹没速度快、灭火能力强的特点，另外由于泡沫液用量很少，因此灭火的成本大大降低。缺点是高倍数泡沫热稳定性较差，密度较小，不能用于扑救油罐火灾。 

    3泡沫灭火剂相容问题 

    干粉灭火的优点是能够迅速控制火势，灭火速度快，其致命缺点是冷却作用甚微，灭火后容易产生复燃。空气泡沫灭火剂的优点是热稳定性、抗烧能力强，泡沫覆盖层厚，冷却作用明显，具有良好的防复燃性能。在扑救油类火灾时，为提高灭火效果，往往将泡沫灭火剂与干粉灭火剂联合使用，首先喷射干粉灭火剂迅速压住火势，而后再喷射泡沫覆盖油面，防止复燃，这样充分发挥了2种灭火剂的特长，可大大缩短灭火时间。但由于普通干粉中的添加剂对普通泡沫有很强的破坏作用，2种灭火剂相遇后，大量泡沫受到破坏后很快消失，反而降低了灭火效果。因此，在同一火灾场所，同时使用不同灭火剂时，首先必须保证2种或多种灭火剂间具有相容性。例如，氟蛋白泡沫灭火剂中的氟碳表面活性剂对液膜有较好的保护作用，使干粉粒子及添加剂分子游离于泡沫之间，从而使得泡沫免遭破坏，故对干粉灭火剂就有相容性。 

    3.1干粉灭火剂与空气泡沫灭火剂相容性 

    适用于扑救A、B、C类火灾的磷酸铵盐干粉灭火剂可与各种空气泡沫灭火剂相容，可联合使用。适用于扑救A、B、C类火灾的碳酸氢钠、碳酸氢钾干粉灭火剂，磷酸铵盐干粉灭火剂可与氟蛋白、水成膜泡沫灭火剂相容，可联合使用。 

    适用于扑救B、C类火灾的碳酸氢钠、碳酸氢钾干粉灭火剂与泡沫灭火剂不相容，不能联合使用。 

    3.2空气泡沫灭火剂间相容性 

    氟蛋白泡沫灭火剂与蛋白泡沫灭火剂相容，可联合使用。 

    水成膜泡沫灭火剂与氟蛋白泡沫灭火剂、蛋白泡沫灭火剂不相容，不能联合使用。 

    4空气泡沫灭火剂的使用与管理 

    4.1要严把采购入库关 

    对于新购入的蛋白泡沫灭火剂，应有国家颁发的生产许可证和该批产品质量分析报告单，并按标准核对各项性能是否达到了规定的技术要求。 

    4.2要确保储存容器质量 

    用于储存泡沫液的容器应是钢、不锈钢或聚乙烯塑料材料加工的专用容器，钢制容器内部应用耐溶剂的涂料做好内壁的防腐处理。

4.3要确保储存环境良好 

    应储存在阴凉、干燥的地方，不能置于露天曝晒。储存环境温度的上限一般为40℃，下限水成膜、高倍数泡沫灭火剂应高于其凝固点5℃，其他泡沫液按其流动点上推2.5℃，一般为0～5℃之间，储存温度过高，易变质；过低，则会冻结。平时储存泡沫液的容器应尽量装满，并确保密封。水成膜泡沫灭火剂能以原液的形式储存，也能以混合液的形式储存。其他泡沫灭火剂原液只能原液储存。不同类型、不同型号，或同一型号、不同厂家生产或生产批次的泡沫灭火剂也不能混合储存。 

    4.4要定期检验 

    根据GB15308-94《泡沫灭火剂通用技术条件》等规范要求，空气泡沫灭火剂的主要技术指标有发倍数、25％（50％）析液时间、灭火时间、25％（1％）抗烧时间、pH值、流动性、沉淀物、抗冻结、触化性能、扩散系数等。应用户根据产品说明要求应每年抽样检验。若有明显变质，应停止使用；若变质不严重，可继续使用，但要加大混合比或泡沫供给强度。