泡沫灭火剂在灭火应用中的问题分析
泡沫灭火剂在灭火应用中的问题分析
摘要：结合实战应用，对消防部队在火灾扑救中经常使用的泡沫灭火剂在灭火救援应用时发现的问题进行分析，并提出改进措施，为消防部队扑救油类火灾提供参考。
关键词：空气泡沫灭火剂；氟碳表面活性剂；灭火救援
泡沫灭火剂是扑救油类火灾中必不可少的“弹药”。据统计，截至2012年底，全国公安消防部队共计装备了各类泡沫灭火剂约1.6万t，其中大部分为普通蛋白、氟蛋白、水成膜泡沫，约占75%。在2010年辽宁“7.16”大连中石油火灾扑救中就曾创造了15h内有效控制大火的奇迹，泡沫灭火剂发挥了巨大的作用。但是，由于泡沫灭火剂种类繁多，类型不一，特别是消防部队经常使用的空气泡沫灭火剂，由于使用条件和对应的灭火对象不同在火灾扑救中容易因使用不当而导致降低泡沫灭火剂的灭火效能，延误火灾扑救进程。
一、泡沫灭火剂在实战使用中易出现的问题
(1)泡沫混合比不匹配。
泡沫原液与水混合才能形成泡沫混合液，泡沫比例混合装置是空气泡沫灭火系统中吸取并输送泡沫液的主要设备，可以将水和泡沫按比例混合。泡沫液种类不同，其混合比也不同，所以比例混合器一般为可调的。目前，我国消防部队使用的泡沫灭火剂混合比为0.1%～9%，但在使用过程中，由于操作人员不注意针对泡沫液标定的混合比及时调整比例混合器的混合比例，造成发泡效果不好，浪费灭火药剂。
另外，消防部队使用的泡沫比例混合器根据构造分为环泵式、管线式、压力式等多种形式，又分手动和自动两种调节形式。特别是手动调节的泡沫比例混合器，要根据所需的泡沫液混合比和现场出泡沫混合液的流量，及时进行调整。如PH32的比例混合器在出2支PQ8泡沫管枪的情况下，使用混合比为6%的泡沫液时，比例混合器示数应调至16，使用混合比为3%的泡沫液时应调至8。
(2)压力过大或过小。
按照空气泡沫的产生原理，从泡沫原液到空气泡沫需经两道程序：水和泡沫液先经比例混合器混合，再经泡沫产生器发泡。消防部队配备的泡沫消防车上的泡沫比例混合器和移动式泡沫比例混合器大多为环泵式负压泡沫比例混合器和管线式泡沫比例混合器。环泵式负压泡沫比例混合器的工作原理是当水泵的压力水通过喷嘴时产生负压，吸人泡沫原液，水和泡沫液在扩散管前喉管内混合，混合液通过扩散管后，压力逐步上升，最后进入水泵进一步混合并输出。管线式泡沫比例混合器也同样利用这一原理，压力水通过喷嘴产生负压，吸入泡沫原液。压力过小会导致比例混合器吸不上泡沫原液，过大会导致压差过大而泡沫混合比过大。因此，这类负压式比例混合器进出压力应保持在0.6～1.2 MPa，才能按设计比例吸人泡沫原液，满足灭火需要。
另外，由于空气泡沫的工作原理是泡沫混合液通过孔板产生负压吸入空气，因此泡沫产生器具也需要在一定的工作压力下，才能产生足够的负压将空气与泡沫混合液进行混合。目前；我国现有的空气泡沫炮工作压力大部分在0.8MPa以上，空气泡沫枪、泡沫钩管工作压力在0.5MPa以上，而中倍数、高倍数泡沫发生器的工作压力在0.3～l.0 MPa，压力过低产生的负压不足，发泡效果不好，而压力过高会导致消防员把持不住移动泡沫喷射器具或超过泡沫喷射器具的耐压极限而损坏。
(3)泡沫炮不加装炮筒出泡沫。
根据泡沫产生的原理，压缩空气泡沫在由喷射器具喷出前已经与空气提前混合，其他泡沫混合液则由喷嘴产生的负压吸入空气，再经过筒体降压稳流与空气充分混合，形成空气泡沫再经筒体集中射流形式，形成密集射流射出。虽然一些水成膜泡沫混合液通过水炮或多功能水枪喷射也可以形成部分空气泡沫，但是经过对比发现，其发泡倍数和射程不如加装泡沫炮筒和泡沫枪管的效果好。
(4)泡沫射流速度和方向不对。
泡沫灭火剂的灭火效果主要取决于泡沫的发泡倍数、稳定性、流动性及抗烧性，但泡沫射流的速度和方向往往会影响到泡沫的发泡倍数和流动性。泡沫在油品中流动过快会形成湍流，使油品与泡沫混合，泡沫含油量大，将会大大降低泡沫的稳定性和抗烧性。这也正是普通蛋白泡沫不能进行液下喷射的原因之一。如采取液下喷射时，泡沫射流的速度应当根据泡沫液的种类和油品的性质决定，如发泡倍数为3的氟蛋白泡沫对于汽油、低闪点原油等甲、乙类易燃液体，进入速率不能超过3 m/s，对于高闪点或挥发性不强的丙类液体，泡沫进入速率不能超过6 m/s。此外，在油面喷射中，应尽量加快泡沫的流动性，要避免机械冲击和高温破坏，对于流淌火采取强施放方式时不应直接将集中射流击打在油面上，采取缓施放方式时应避免泡沫与高温器壁接触，或提前采取冷却措施确保泡沫灭火效果。确定泡沫射流的速度和方向后，应保持射流状态，使泡沫自行流动覆盖油面灭火，切忌频繁调整方向。
(5)多种泡沫混合使用。
常用的氟蛋白、水成膜等泡沫灭火剂，通过添加氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂等添加剂，降低泡沫的表面张力和界面张力，提高其在油类表面的流动性、铺展性；抗溶性泡沫通过加入有机酸金属盐、疏水性氟碳表面活动性剂、多糖组分等使泡沫与极性溶剂间形成疏水膜，起到保护泡沫的作用。同时，为确保泡沫灭火剂的有效保存和使用，还在泡沫剂中相应地添加了稳定剂、增稠剂、抗烧剂、助溶剂、缓冲溶液、金属缓蚀剂、抗冻剂、抑菌剂、螫合剂等。虽然上述添加剂在单一的泡沫灭火剂配制中进行了稳定性检验，但是在灭火剂复配中，由于这些添加剂既有阳离子型，又有阴离子型，极易相互作用。如果泡沫液氟碳表面活性剂是阴离子型，而配方中含有较大的有机阳离子或高价金属离子，则有可能与氟碳表面活性剂形成难溶物而使氟碳表面活性剂失效；若氟碳表面活性剂是阳离子型，则有可能与配方中阴离子成分形成难溶物而使氟碳表面活性剂失效。
所以，在使用泡沫灭火剂灭火中，应尽量避免不同类型的泡沫灭火剂一同使用，即使要混合使用，也应尽量选择与氟碳表面活性剂同一极性的灭火剂。
(6)补充泡沫液加装不满，吸不上。
灭火救援现场作战时间长，泡沫灭火剂消耗量大，需要在现场补充泡沫液。由于泡沫液包装多为桶装，一般情况下都是由消防员将泡沫液桶运到消防车顶通过泡沫液罐顶部进行灌注，注入的泡沫液以一定的速度撞击液面，在机械作用下产生大量泡沫，导致泡沫罐中充满泡沫，并随着液面上升溢出泡沫液罐，导致泡沫液不能加满。另外，在大流量使用泡沫液时，由于泡沫罐顶呼吸阀被堵死，也会导致泡沫液不能被比例混合器吸人，影响泡沫按正常比例混合。
(7)非海水型泡沫液与海水混合使用。
由于海水(或硬水)中含有的金属离子对泡沫具有破坏作用，只有添加了硬水软化剂的泡沫灭火剂，才能抵抗海水的破坏。因此，在使用海水时，一定要注意所选用的泡沫灭火剂是否为海水型的泡沫，否则无法产生泡沫，不仅起不到灭火的作用，还会污染环境。
(8)与干粉联合使用中灭火剂选型不对。
由于干粉灭火剂中所用的防潮剂(如硬脂酸镁)对泡沫有很大的破坏作用，两者一经接触，泡沫就会很快被破坏而消失，所以干粉只能与经过特制的泡沫液联用。目前，普通干粉可与氟蛋白泡沫液和水成膜泡沫联用。但是随着氟碳工业在灭火剂产业中的延伸，也开始出现经氟碳表面活性剂处理的干粉灭火剂。同多种泡沫混合使用的道理一样，泡沫液与干粉灭火剂之间不同离子型的氟碳表面活性剂也会相互作用，因此在使用中也要注意选择同性的干粉和泡沫灭火剂联用。
二、泡沫灭火剂在使用中的几点建议
(1)加强业务训练，发挥泡沫灭火剂效能。
强化消防员对泡沫使用中的压力、混合比、射流状态、流速、温度等条件的熟悉程度，定期开展泡沫灭火剂喷射训练，确保灭火作战中使泡沫灭火剂达到最佳效能。
(2)把握采购环节，确保泡沫液质量。
氟碳表面活性剂作为氟蛋白和水成膜泡沫的重要组分，占水成膜泡沫灭火剂总成本的80～85。由于氟碳表面活性剂生产工艺复杂、价格昂贵，我国的泡沫灭火剂生产厂商大多依赖进口，而泡沫液生产厂商在泡沫添加剂配方中使用氟碳表面活性剂的比例常为消防部队所忽视。
(3)加强装备保养，改进装备结构。
由于泡沫液存在一定的腐蚀性，如维护保养不当会导致泡沫产生装置的损坏，在实际使用中常常出现泡沫比例混合器孔板堵死的现象。加装泡沫液输送装置和液下注入装置即可解决泡沫液加装时泡沫液加不满的问题。
(4)增强环保意识，树立绿色消防理念。
蛋白泡沫及合成泡沫对环境都会造成一定的不良影响，消防部队要增强环保意识，一是在日常训练中要尽量减少泡沫的使用，二是在实战中要科学计算，合理使用泡沫灭火剂，同时要加强灭火用水的回收与处理，不能随意排放。
(5)核算经济成本，避免资金浪费。
泡沫灭火剂为消防部队常备的灭火剂，在储备泡沫灭火剂时不仅要考虑其成本，也要注意泡沫液的储存期限。蛋白泡沫液、氟蛋白泡沫液在储存条件较好时，有效期可达5年以上；水成膜泡沫液的有效期可达10年；抗溶泡沫液的有效期仅为1～2年。为此，储备何种泡沫灭火剂，应结合本地的经济实力和灭火对象综合考虑。
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本文主要内容来自于：刘洪强、熊伟
公安部消防局，北京100054（现名称为应急管理部）
中图分类号：X924.4，TQ569文献标志码：B文章编号：1009—0029(2013)12—1397—02
版权归属于原作者。
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