壓縮空氣泡沫滅火技術(shù)是*近二十余年逐漸在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用的一種新型泡沫滅火技術(shù)，核心部件是壓縮空氣泡沫系統(tǒng)，則可降低泡沫滅火劑儲(chǔ)備量和儲(chǔ)備空間，進(jìn)一步凸顯了固定式壓縮空氣泡沫系統(tǒng)用于油罐火災(zāi)防護(hù)的性能優(yōu)勢(shì)。因此，本研究采用模擬油罐滅火的方式，評(píng)價(jià)壓縮空氣泡沫系統(tǒng)用于液上噴射的技術(shù)可行性和有效性，從而為基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（2011BAK03B04）。

　　固定式壓縮空氣泡系統(tǒng)的工程應(yīng)用提供有利的技術(shù)支撐。

　　1試驗(yàn)材料和試驗(yàn)方法1.1試驗(yàn)材料GB50151―2010〈泡滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定61，當(dāng)采用液上噴射系統(tǒng)時(shí)，非水溶性甲、乙、丙類液體儲(chǔ)罐低倍數(shù)泡液應(yīng)選用蛋白、氟蛋白、成膜氟蛋白或水成膜泡液；當(dāng)選用水成膜泡液時(shí)，其抗燒水平不應(yīng)低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB15308―2006泡表1滅火劑規(guī)定的C級(jí)。用一套系統(tǒng)同時(shí)保護(hù)水溶性和非水溶性甲、乙、丙類液體的，必須選用抗溶泡液。綜合上述規(guī)定要求，本項(xiàng)研究中選用了經(jīng)GB15308-2006〈泡滅火劑標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)合格的3%蛋白泡滅火劑（P）、6%氟蛋白泡滅火劑（FP）、3%水成膜泡滅火劑（AFFF）和3%抗溶水成膜泡滅火劑（AFFF/AR）作為試驗(yàn)所用滅火材料71.按GB15308―2006〈泡滅火劑對(duì)上述幾種泡滅火劑的滅火性能的測(cè)試結(jié)果如下表1所示。

　　試驗(yàn)用泡沫滅火劑的滅火性能名稱混合比/%燃料滅火時(shí)間25%抗燒時(shí)間滅火性能級(jí)別橡膠工業(yè)用溶劑油工業(yè)丙酮橡膠工業(yè)用溶劑油液上噴射滅火試驗(yàn)燃料為90車用汽油，車用汽油比標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)試驗(yàn)燃料橡膠工業(yè)用溶劑油餾程范圍更大，并且車用汽油雖然無(wú)明確閃點(diǎn)（一般在一50~10C之間），但是按GB5⑴16―2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范〉中的分類，應(yīng)屬于非水溶性甲類液體18，目前市售的無(wú)鉛汽油中往往還會(huì)加入甲基叔丁基醚91，進(jìn)一步增加了滅火難度。因此本文試驗(yàn)選擇車用汽油作為試驗(yàn)燃料，相當(dāng)于選擇了一個(gè)相對(duì)較為苛刻和不利的滅火條件。

　　1.2試驗(yàn)設(shè)備考慮到目前尚沒(méi)有專門的標(biāo)準(zhǔn)或小尺度模型可以有效評(píng)價(jià)泡滅火劑針對(duì)油罐火災(zāi)的實(shí)際滅火性能，而進(jìn)行油罐實(shí)體火災(zāi)試驗(yàn)則需要耗費(fèi)大量試驗(yàn)用燃料，一般的財(cái)力、物力很難保證進(jìn)行多次重復(fù)性、規(guī)律性探索試驗(yàn)，因此課題組設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬油罐，以評(píng)價(jià)壓縮空氣泡產(chǎn)生方式用于固定式泡滅火系統(tǒng)的可行性（模擬油罐試驗(yàn)示意圖如所示）。具體而言，模擬油罐為敞口設(shè)計(jì)，直徑1.7m，罐壁高1.7m.試驗(yàn)中泡混合液流量固定為11.4L/min，而模擬油罐的截面積為2. 26m2，因此本研究中泡溶液供給強(qiáng)度為5L/（min m2）。此夕卜，在壓縮空氣泡進(jìn)口處之后設(shè)置一泡旁路出口，便于試驗(yàn)時(shí)測(cè)定發(fā)泡倍數(shù)，罐底設(shè)置排液管，以便于墊水層的放空。

　　試驗(yàn)中使用的泡產(chǎn)生系統(tǒng)為課題組自行研制并符合GB27897―2011A類泡滅火劑標(biāo)準(zhǔn)要求的標(biāo)準(zhǔn)壓縮空氣泡系統(tǒng)1101，泡出口處使用30m長(zhǎng)的軟管與模擬油罐的壓縮空氣泡進(jìn)口連接。

　　油罐液上噴射壓縮空氣泡滅火的試驗(yàn)方法如下：向油罐中加入自來(lái)水，使水層高度為1.2m.啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)壓縮空氣泡系統(tǒng)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，使泡溶液出口流量維持在試驗(yàn)要求的范圍內(nèi)。）進(jìn)一步調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)壓縮空氣泡系統(tǒng)，使泡狀態(tài)至試驗(yàn)要求的相應(yīng)發(fā)泡倍數(shù)，記錄相關(guān)壓力參數(shù)。

　　向罐內(nèi)加入90車用汽油，使水層上方的燃料層厚度維持在30mm.將罐內(nèi)車用汽油點(diǎn)燃，同時(shí)啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)壓縮空氣泡沫系統(tǒng)。系統(tǒng)穩(wěn)定后開(kāi)啟泡沫旁路出口閥門，試發(fā)泡倍數(shù)。預(yù)燃60s后，開(kāi)啟泡沫入罐閥門施放滅火泡沫，并記錄90%控火時(shí)間和滅火時(shí)間。

　　2試驗(yàn)結(jié)果與討論2.1不同供給強(qiáng)度的影響合比2/3條件下泡沫溶液供給強(qiáng)度對(duì)控、滅火效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，較高的泡沫供給強(qiáng)度可以獲得更好的滅火效果。雖然未進(jìn)行更為細(xì)致的供給強(qiáng)度試驗(yàn)，但可以初步判斷，5LAmin m2）已經(jīng)接近臨界供給強(qiáng)度。GB50151―2010〈泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范〉中對(duì)非水溶性液體儲(chǔ)表2罐液上噴射系統(tǒng)的泡沫混合液供給強(qiáng)度規(guī)定為：蛋白6L/（minm2），氟蛋白、水成膜和成膜氟蛋白5L/（minm2）。本研究的試驗(yàn)結(jié)果雖然并未體現(xiàn)出壓縮空氣泡沫產(chǎn)生方式在泡沫溶液供給強(qiáng)度方面的優(yōu)勢(shì)，但是試驗(yàn)條件為設(shè)計(jì)混合比的2/3，可以推測(cè)在泡沫滅火劑用量方面，壓縮空氣泡沫滅火技術(shù)具備一定優(yōu)勢(shì)。此外，對(duì)這一試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步引申可以認(rèn)為在未來(lái)的固定式壓縮空氣泡沫系統(tǒng)用于油罐液上噴射工程設(shè)計(jì)中，蛋白泡沫滅火劑設(shè)計(jì)供給強(qiáng)度同樣應(yīng)高于水成膜泡沫滅火劑。

　　不同泡沫液類型的影響不同供給強(qiáng)度的控。滅火性能試驗(yàn)結(jié)果樣本編號(hào)混合比/%供給強(qiáng)度八1/！11一1 m一發(fā)泡倍數(shù)90%控火時(shí)間滅火時(shí)間10min未滅火實(shí)際上從表2中已經(jīng)能夠初步體現(xiàn)出泡沫液類型對(duì)滅火性能的影響?？谷芩赡づ菽瓬缁饎┲泻蟹砻婊钚詣?，因此其滅火性能優(yōu)于普通蛋白泡沫滅火劑，從表1的滅火性能級(jí)別上就可體現(xiàn)出這一點(diǎn)。具體到本試驗(yàn)中，在3L/（minm2）供給強(qiáng)度下，雖然3%AFFF/AR的滅火時(shí)間長(zhǎng)于3'55"，但3%表3 p在此供給強(qiáng)度下已無(wú)法滅火。為進(jìn)一步明確泡沫液類型對(duì)滅火性能的影響，本研究還對(duì)3%AFFF和6%FP在供給強(qiáng)度相同條件下的控、滅火性能進(jìn)行了比較試驗(yàn)。本研究中所用泡沫滅火劑的控、滅火性能數(shù)據(jù)如表3所示。

　　對(duì)于90%控火時(shí)間，表3中數(shù)據(jù)體現(xiàn)出如下趨51/（min.m2）供給強(qiáng)度下的控。滅火性能試驗(yàn)結(jié)果樣本名稱混合比/%供給強(qiáng)度八！/！1―1發(fā)泡倍數(shù)90%控火時(shí)間滅火時(shí)間驗(yàn)結(jié)果還可以表述為：加入了氟表面活性劑的泡沫液，其控火性能優(yōu)于不添加氟表面活性劑的品種，而添加了氟表面活性劑的品種中，“成膜型”泡沫滅火劑優(yōu)于“非成膜型”泡沫滅火劑。依據(jù)當(dāng)今的泡沫滅火劑配方技術(shù)水平，除蛋白泡沫滅火劑外，為提高其他用于B類火災(zāi)撲救的低倍數(shù)泡沫滅火劑的滅火泡沫在油面上的流動(dòng)性，均會(huì)在配方中加入氟表面活性劑組分，而所加入氟表面活性劑降低泡沫溶液表面張力的能力不同，又使泡沫滅火劑分為“成膜型”和“非成膜型”兩種。雖然是否“成膜”除取決于泡沫溶液本身表面張力以外，還取決于被保護(hù)液體的表面張力，但是泡沫溶液表面張力始終是決定滅火泡沫在油面流動(dòng)性的關(guān)鍵因素，即針對(duì)同一種被保護(hù)液體而言，在相近發(fā)泡倍數(shù)條件下的泡沫溶液表面張力越低，滅火泡沫的在液面上的流動(dòng)性越好。

　　雖未進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，但試驗(yàn)中不同類型的泡沫滅火劑，其表面張力由低到高的順序應(yīng)為：FFFAFFF/AR　　對(duì)于本研究中AFFF/AR的控火時(shí)間長(zhǎng)于AFFF這一情況，推測(cè)主要原因在于AFFF/AR中含有的高分子多糖類“抗醇”成分，導(dǎo)致在壓縮空氣泡沫產(chǎn)生方式下其泡沫粘度相對(duì)較高，在一定程度上弱化了AFFF/AR的“成膜”效果。而對(duì)于本研究中FP與P的控火時(shí)間較為接近這一情況，推測(cè)其主要原因在于壓縮空氣泡沫產(chǎn)生方式使蛋白型泡沫具備了極高穩(wěn)定性這一特點(diǎn)，弱化了氟蛋白泡沫流動(dòng)性優(yōu)于蛋白泡沫這一特性，從而導(dǎo)致蛋白泡沫滅火劑和氟蛋白泡沫滅火劑在壓縮空氣液上噴射方式下的控火時(shí)間差異不大。

　　對(duì)于滅火時(shí)間，同樣遵從“成膜型”泡沫滅火劑優(yōu)于“非成膜型”泡沫滅火劑這一規(guī)律。而對(duì)于AFFF/AR的控火時(shí)間長(zhǎng)于AFFF，滅火時(shí)間卻短于AFFF這一情況，推測(cè)其主要原因在于AFFF/AR的泡沫穩(wěn)定性優(yōu)于AFFF，從而較AFFF更易控制邊緣火，縮短了滅火時(shí)間。

　　2.3固定式壓縮空氣泡沫系統(tǒng)的有效性分析受經(jīng)費(fèi)和時(shí)間等因素限制，以及單個(gè)試驗(yàn)樣本不具備整體代表性等原因，本文中在此實(shí)驗(yàn)情況下尚未對(duì)更廣范圍下發(fā)泡倍數(shù)的影響和更多試驗(yàn)樣本進(jìn)行深入研究，須在后續(xù)研究中采用相對(duì)小尺度的大量基礎(chǔ)試驗(yàn)對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行深入探索和證實(shí)。

　　本研究的試驗(yàn)結(jié)果仍具有較強(qiáng)的理論和現(xiàn)實(shí)意義，初步證明了固定式壓縮空氣泡沫系統(tǒng)采用液上噴射方式具有技術(shù)可行性。使用現(xiàn)行泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范〉中規(guī)定的蛋白泡沫滅火劑、氟蛋白泡沫滅火劑、水成膜泡沫滅火劑和抗溶水成膜泡沫滅火劑在5L/（min m2）這一不大于現(xiàn)有規(guī)范設(shè)計(jì)要求的泡沫溶液供給強(qiáng)度下，均取得滅火試驗(yàn)成功，說(shuō)明固定式壓縮空氣泡沫系統(tǒng)采用液上噴射方式具有比較可靠的技術(shù)可行性。雖然試驗(yàn)中所選取泡沫滅火劑的滅火時(shí)間受到每次試驗(yàn)時(shí)風(fēng)速、風(fēng)力、溫度等外界因素的影響，并且存在只有很小的邊緣火未撲滅而導(dǎo)致整體滅火時(shí)間延長(zhǎng)的情況，從而使每次試驗(yàn)的滅火時(shí)間不具備完全可比性，但這并不影響*終的技術(shù)可行性結(jié)論。

　　本研究還進(jìn)一步證明了壓縮空氣泡沫滅火方式具有比吸氣式泡沫產(chǎn)生方式更好的滅火性能。在所有的試驗(yàn)中，低倍數(shù)泡沫滅火劑所使用的混合比，均低于其設(shè)計(jì)混合比，如3%水成膜滅火劑，按照2%混合比使用即取得了滅火成功，進(jìn)一步證實(shí)了壓縮空氣泡沫滅火方式具有比吸氣式泡沫產(chǎn)生方式更好的滅火性能，具備應(yīng)用于油罐火災(zāi)防護(hù)的潛力和應(yīng)用價(jià)值。未來(lái)固定式壓縮空氣泡沫滅火技術(shù)研究的方向應(yīng)是固定式壓縮空氣泡沫系統(tǒng)工程應(yīng)用問(wèn)題，包括供氣、供液方式設(shè)計(jì)、氣液混合方式和氣液平衡方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)、通過(guò)泡沫輸送管路長(zhǎng)度對(duì)泡沫狀態(tài)進(jìn)行控制以及如何根據(jù)現(xiàn)有泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)置形式進(jìn)行適當(dāng)兼容性改造設(shè)計(jì)等。

　　3結(jié)論固定式壓縮空氣泡沫系統(tǒng)采用液上噴射方式具有技術(shù)可行性，特別是在泡沫滅火劑儲(chǔ)備量方面可低于現(xiàn)有吸氣式泡沫系統(tǒng)。

　　較高的泡沫供給強(qiáng)度可以獲得更好的滅火效果，5L/（min如2）已接近液上噴射壓縮空氣泡沫的臨界供給強(qiáng)度。

　　加入了氟表面活性劑的泡沫液，其控火性能優(yōu)于不添加氟表面活性劑的品種，而添加了氟表面活性劑的品種中，“成膜型”泡沫滅火劑優(yōu)于“非成膜型”泡沫滅火劑。對(duì)于滅火時(shí)間，同樣遵從“成膜型”

　　泡沫滅火劑優(yōu)于“非成膜型”泡沫滅火劑這一規(guī)律。