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A类泡沫灭火剂的性能实验研究

2020-08-03 12:28:15      点击:1330
摘要:A类泡沫是一类新型火灾安全防护产品,先前研究侧重定性和半定量的灭火性能评估,通过标准木垛火试验定量评价A类泡沫灭火剂灭A类火性能,探索不同混合比、发泡倍数等使用条件对灭火性能的影响,并与普通水的灭火性能进行比较。

结果表明,在相同供给强度下,在压缩空气泡沫系统中使用A类泡沫灭火剂灭A类火,灭火速度相比普通水快2O%以上。并且当混合比在0.2~0.5,发泡倍数在5~1倍,灭火效果较好。而按照木垛火得出的适宜使用参数,经大量灭火实战检验,其同样有效。

关键词:A类泡沫灭火剂;压缩空气泡沫系统;A类火灭火性能;木垛


A类泡沫灭火剂(ClassAFoam)是一类主要用于扑救固体火灾(A类火)的新型高效泡沫灭火剂。与用普通水扑救固体火灾相比,A类泡沫灭火剂结合压缩空气泡沫系统(Compressed Air Foam Systems,CAFS)使用时具有混合比低、灭火速度快、水渍损失小等特点。因此将压缩空气泡沫消防车(亦称A类泡沫消防车)与A类泡沫灭火剂结合使用以扑救常见市政火灾,已成为目前包括我国在内的许多国家消防部队中陆续推广应用的一项新技术。

前,国内外已经开展过一些针对A类泡沫灭火剂灭A类火性能的研究,但主要侧重于定性或半定量的灭火性能评估,对于A类泡沫灭火剂灭A类火性能的标准化、定量化研究较少。此外,由于目前A类泡沫灭火剂主要结合压缩空气泡沫系统使用,该系统的特点是泡沫液混合比可在一定范围内连续调整,虽然提升了该项灭火技术针对不同火场条件的适应能力和适用性但是也提高了该项技术使用的复杂程度,对不同火场条件下的适宜使用条件如混合比、发泡倍数等参数提出了更为具体的要求。因此,有必要对A类泡沫灭火剂灭A类火的性能进行定量化评估,提出其适宜的应用参数,更好地发挥灭火装备的性能优势。

 

一、试验设备与方法

 

1.1材料与仪器

实战使用的压缩空气泡沫灭火系统一般主要用于压缩空气泡沫消防车中,泡沫液流量一般在8OL/min以上,产生远超出小规模试验研究所需量的灭火泡沫,同时其一般无法按照试验需要灵活地调节和控制产生泡沫的状态,无法进行精确的重复性试验。因此,笔者研制了一套符合GB27897—2011《A类泡沫灭火剂》标准要求的标准压缩空气泡沫系统(如图1所示),以满足泡沫溶液流量控制在(11.4-4-0.4)L/min范围内、使用不同的混合比时产生调整不同泡沫状态的要求。为保证试验结果的科学、有效,选取了国内外目前市售的3种A类泡沫灭火剂合格产品,分别编号为CAF1、CAF2和CAF3。一般而言,泡沫灭火剂主要用于扑救B类火灾,只有当其用于手提式灭火器中时,才进行灭A类火性能评价。综合评估目前国内外相关标准中灭A类火性能试验评价方法,基本采用木垛火试验模型。因此,试验中灭A类火性能试验同样采用木垛火作为试验模型。木垛采用符合国家标准GB4351.1—2005~手提式灭火器第1部分:性能和结构要求》规定的2A木垛:每根木条长度635mm,按16层每层7根的形式摆放并加固。其他测量设备符合GB27897—2011标准要求。

1.2试验方法

(1)按试验要求配制一定混合比的A类泡沫混合液,并注入耐压储罐,启动标准压缩空气泡沫系统,调节进气管压力和耐压储罐压力,使泡沫溶液出口流量在(1J.4±0.4)L/rain范围内,记录达到一定发泡倍数条件下的相关压力参数;

(2)在引燃盘内加入厚度为30mm的清水,再加入2I橡胶工业用溶剂油,将引燃盘放入木垛的正下方;

(3)点燃橡胶工业用溶剂油,引燃2min,然后将油盘从木垛下抽出,同时启动标准压缩空气泡沫系统,按步骤(1)中确定的压力参数调节歧管压力和耐压储罐压力,并确保泡沫溶液出口流量达到(11.4±0.4)L/min,预燃6min。

(4)预燃结束后即开始灭火,灭火从木垛正面,距木垛不小于1.8m处开始喷射,但不在木垛的背面喷射,待可见火焰全部熄灭后,停止,记录灭火时间。

发泡倍数和25%析液时间的测定按GB27897-2011标准规定的实验方法进行。

 

二、实验结果与讨论

 

2.1 不同泡沫状态下的灭火实验

实验在室内进行,图2为使用0.3%混合比时A类泡沫灭火剂CAF1灭A类火灾实验过程,图2(a)、图2(b)、图2(c)、图2(d)分别为开始灭火0、10、20、55s时的情况。样本CAF1灭A类火的实验结果如表1所示。

图2:A类泡沫灭A类火实验过程

 

混合比

发泡倍数

25%析液时间/s

灭火时间/s

抗复燃时间/min

0.3%

11.4

490

55

 

>10

0.5%

17.4

519

50

1.0%

48.9

1167

74

表1:不同泡沫状态下的A类泡沫灭A类火实验结果

 

从表1可以看出,对于A类泡沫灭火剂,灭A类火,泡沫溶液混合比与发泡倍数存在一个适宜的区间范围,即需要使用适宜的混合比,才会有较好的灭火效果,发泡倍数过高时,灭火效果较差,其主要原因在于木垛由不同方向排列的木条形成许多孔隙,倍数过高降低了泡沫的流动性,阻碍后续的灭火泡沫向木垛内部施加。虽然较高的发泡倍数可以获得较好的泡沫附着性能,但是从灭火的角度而言,一方面获得较高的发泡倍数需要较高的混合比,灭火剂用量增大;另一方面较高的发泡倍数意味着泡沫中含有的空气较多,实战中会缩短泡沫的射程,并会降低灭火泡沫的流动性。灭火时,将混合比调整至0.2%~0.5%范围内,发泡倍数在5-15即可。

 

2.2不同泡沫灭火剂实验样本的灭火实验

对于样本CAF2和CAF3,其与CAF1灭A类火的实验结果对比如表2所示,由表2可以看出,在混合比为0.3%的条件下,发泡倍数比较接近的3种实验样本,其灭A类火的性能较为接近,没有明显差别。而此实验结果则进一步说明了使用适宜的混合比,并将发泡倍数调整至适宜的范围,可以获得较好的灭火效果。

 

样本名称

混合比

发泡倍数

25%析液时间/s

灭火时间/s

抗复燃时间/min

CAF1

 

0.3%

11.4

490

55

 

>10

CAF2

11.2

332

55

CAF3

11.6

334

60

表2:不同A类泡沫灭火剂实验样本灭A类火的实验结果

 

2.3 A类泡沫与普通水的灭火实验效果对比

 

表3为A类泡沫与水的灭火效果对比,可以看出,在相同实验条件下,水的灭火时间为75s,而使用A类泡沫灭火剂的灭火时间一般为50~55s,这说明当泡沫状态适宜时,A类泡沫相比于水,具有更快的灭火速度,并且由于其改变了水的物理状态,能够减少水的流失。

灭火介质

混合比

灭火时间s

抗复燃时间/min

A类泡沫

0.3%

55

 

>10

A类泡沫

0.5%

50


75

表3:A类泡沫与水的灭火效果对比

 

通过对实验结果的分析,可以初步明确一下结论;

(1)在压缩空气泡沫系统中使用A类泡沫灭火剂灭A类火,具有比普通水更快的灭火速度,在相同供给强度下(即不存在水或泡沫流失的情况下),其灭A类火速度相比普通水至少要快20%以上。上述实验结果表明,使用A类泡沫扑救一般市政火灾(火灾类型主要为固体火灾)时,可以提高灭火效率,减少用水量和水渍损失。水渍损失是灭火实战中的常见问题,由于普通水的附着力差,大量灭火用水并未发挥灭火作用即已流失。虽然A类泡沫灭A类火作用的发挥,主要是依靠泡沫中所含水分的降温作用,但是由于这种灭火方式改变了水的物理存在形式,以泡沫方式施加时可以提高灭火介质在灭火对象上的粘附能力,减少了水的流失,提高了水的利用率。由图2还可以看出,灭火泡沫还可以在可燃物表面形成一个非导热层,使可燃物隔绝空气中的氧气,从而提高其灭火能力。

 

(2)在压缩空气泡沫系统中使用A类泡沫灭火剂灭A类火时,选用适宜的混合比,并将发泡倍数调整到一个适宜范围,会有更好的灭火效果。虽然不同A类泡沫灭火剂产品的配方不尽相同,但是从上述试验结果中依然可以看出,无论使用哪种试验样本.当使用适宜的混合比将发泡倍数调整至适宜的范围,均可以获得较好的灭火效果。概括而言,当混合比在0.2~0.5%范围内,发泡倍数在5~15倍会有比较好的灭火效果。值得注意的是,具体到每一种A类泡沫灭火剂产品,其适宜的混合比和发泡倍数条件应较上述范围要小,具体参数可通过本项研究中所提供的方法来进一步试验确定。

 

2.4 A类泡沫灭火剂的实战应用效果

为进一步验证A类泡沫灭火剂在实战设备中的使用效果,笔者采用国产底盘配置进口压缩空气泡沫系统的压缩空气泡沫消防车进行了试验。在0.3%混合比条件下使用CAF1 A类泡沫灭火剂,可以达到发泡倍数5.6倍这一相对合适的泡沫状态,满足灭一般固体火灾的要求。按此参数条件,在包括“5.11”天津市西青区塑料仓库火灾等多次灭火实战中取得了较好的效果。 


三、结论

 

(1)在相同供给强度下,在压缩空气泡沫系统中使用A类泡沫灭火剂灭A类火速度比普通水快2O%以上

(2)压缩空气泡沫系统中使用A类泡沫灭火剂灭A类火时,当混合比在0.2%~0.5%,发泡倍数在5~15倍,会有较好的灭火效果。

(3)按照木垛火得出的适宜使用参数,经大量灭火实战检验,同样有效。

  

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本文主要内容来自于:陆强,包志明。,陈涛,张宪忠。,傅学成。

(1.公安部消防局,北京100054;2.公安部天津消防研究所,天津300381)

中图分类号:X924。4。TQ569文献标志码:A文章编号:1009—0029(2O13)02—0177一O3

版权归属于原作者。

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