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泡沫灭火剂在我国石化行业中的应用

2020-12-22 00:00:59      点击:1149
一、泡沫灭火机理

石化行业易发生可燃液体火灾即B类火灾,燃烧物主要是石油产品,使用普通的水无法有效地灭火,需要使用能有效扑灭油类火的泡沫灭火剂。

泡沫灭火剂是一种可以通过化学反应或机械方法产生泡沫的水溶液,它主要是利用水的冷却作用和泡沫隔绝空气的窒息作用来灭火,主要作用如下:

①在燃烧物表面形成泡沫覆盖层,可使燃烧物表面与空气隔绝达到窒息火灾的作用;

②泡沫层封闭了燃烧物表面,可以遮断火焰的热辐射,阻止燃烧物本身和附近可燃物质的蒸发;

③泡沫析出的液体可对燃烧表面进行冷却

④泡沫受热蒸发产生的水蒸气能够降低氧的浓度

 

二、泡沫灭火剂种类及特性

 

目前,我国石化行业常用的泡沫灭火剂类型有以下几种:

①蛋白泡沫灭火剂(P)

②氟蛋白泡沫灭火剂(FP);

③成膜氟蛋白泡沫灭火剂(FFFP);

④水成膜泡沫灭火剂(AFFF);

A类泡沫灭火剂。

 

2.1蛋白泡沫灭火剂(P)

蛋白泡沫灭火剂是以动物性蛋白质或植物性蛋白质的水解浓缩液为基料,加入适当的稳定剂、防腐剂和防冻剂等添加剂的起泡件液体。主要成分是水和水解蛋白,按它与水的混合比例来分有6%3%型两种。蛋白泡沫灭火剂与其他几种泡沫灭火剂相比,其主要优点是抗烧性能好、价格低廉。而其主要缺点是流动性差、灭火速度慢和有异味、贮存期短、易引起二次环境污染。这种蛋白泡沫灭火剂主要用于扑救各种不溶于水的可燃液体,如各种石油产品、油脂等火灾,也可用于扑救木材等一般可燃固体的火灾。由于其具有良好的稳定性,因而被广泛用于油罐灭火中。此外,它的析液时间长,可以较长时间密封油面,常将其喷在未着火的油罐上防止火灾的蔓延。

蛋白泡沫灭火剂现在的年用量大约在5000t左右,主要在一些老企业、效益不太好的企业中使用,因为使用它的一次性投资低,但随着其它几种灭火性能更好、环境污染小的泡沫灭火剂的推广应用,蛋白泡沫灭火剂正逐渐被淘汰。

 

2.2氟蛋白泡沫灭火剂(FP)

氟蛋白泡沫灭火剂是向蛋白泡沫灭火剂中添加少许氟碳表面活性剂而成。氟蛋白泡沫原料易得、价格低廉,添加的氟碳表面活性剂改善了蛋白泡沫的流动性和疏油能力,其中含有的二价金属离子增强了泡沫的阻热和贮存稳定性,是目前国内使用最多的泡沫灭火剂。它在灭火原理方面与蛋白泡沫基本相同,但由于氟碳表面活性剂的加入使其与普通蛋白泡沫灭火剂相比具有发泡性能好、易于流动、疏油能力强及与干粉相容性好等优点,其灭火效率大大优于普通蛋白泡沫灭火剂。它的缺点也是有异味、贮存期短,易引起二次环境污染。氟蛋白泡沫灭火剂主要也是用于扑救各种非水溶性可燃液体和一般可燃固体火灾,特别被广泛用于扑救非水溶性可燃液体的大型贮罐、散装仓库、生产工艺装置、油码头及飞机火灾等。在扑救大面积油类火灾中,氟蛋白泡沫与干粉灭火剂联用则效果更好。它的显著特点是可以采用液下喷射的方式扑救油罐火灾。

氟蛋白泡沫灭火剂是目前石化企业使用最广泛的一种泡沫灭火剂,在石化行业的消防安全方面仍然发挥着作用。

 

2.3成膜氟蛋白泡沫灭火剂(FFFP)

成膜氟蛋白泡沫灭火剂是在氟蛋白泡沫的基础上通过加入氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂的复配物,进一步降低泡沫液的表面张力,使其在可燃液体上的扩散系数大于零,从而泡沫灭火剂可以迅速在燃烧液体表面上覆盖一层水膜,可以有效地阻止可燃液体蒸气向外挥发,其灭火速度也得到了进一步提高。它与氟蛋白泡沫灭火剂相比最大的优点是封闭性能好,抗复燃性强。它的缺点也是受蛋白泡沫基料的影响大、贮存期比较短。这种泡沫灭火剂目前在一些欧洲国家使用广泛,特别是在英国几乎全部采用这种灭火剂。但在我国,特别是石化行业这种灭火剂使用的还不是很多。

 

2.4水成膜泡沫灭火剂(AFFF

水成膜泡沫灭火剂是由成膜剂、发泡剂、泡沫稳定剂、抗烧剂、抗冻剂、助溶剂、防腐剂等组成。这种能够在油面上铺展形成水膜的碳氟表面活性剂水溶液俗称轻水。若将轻水制成泡沫,即为水成膜泡沫灭火剂(或称轻水泡沫灭火剂)。这种泡沫灭火剂与成膜氟蛋白泡沫灭火剂相似,在扑灭火灾时能在油类表面析出一层薄薄的水膜,靠泡沫和水膜双重作用灭火,除了具有成膜氟蛋白泡沫灭火剂在油面上的流动性好、灭火迅速、封闭性能好、不易复燃等特点外,还有一个优点就是储存时间长,一般为1020年;符合环境保护的需要,不会产生二次污染。正是由于它的这些优点,水成膜泡沫灭火剂自20世纪60年代被研发出来开始就在世界各地得到了迅速的发展和推广应用。70年代又研究发现,通过向其中加入一些高分子聚合物,阻止极性溶剂吸收泡沫中的水分,可以减少极性溶剂对泡沫的破坏作用,使灭火剂泡沫能较长时间停留在极性溶剂燃料表面,最终达到能扑灭极性溶剂火灾如醇、醚、酯、酮、胺等。目前,我国在水成膜泡沫灭火剂研究上也取得了很大进展,公安部天津消防科学研究所及中国石化安全工程研究院等多家单位均已开发和生产出了系列水成膜泡沫灭火剂。而且,也研究出了专门适用于熄灭乙醇汽油的抗溶水成膜泡沫灭火剂和寒冷地区使用的超低温水成膜泡沫灭火剂。近年来,水成膜泡沫灭火剂也已逐渐在我国消防系统内得到了推广应用,并且已成为泡沫灭火剂发展趋势。

水成膜及抗溶性水成膜泡沫灭火剂是扑灭可燃液体火灾的理想灭火剂,它与干粉联用,灭火效果更好,还可采用液下喷射的方法扑救油类火灾。总之,它可以很好地满足石油化工行业复杂多样的消防需求,在石化系统中有着广阔的应用前景。现在已有很多石油、炼油、采油、贮油场所在使用水成膜泡沫灭火剂。

 

2.5新型A类泡沫灭火剂

新型A类泡沫灭火剂也是由阻燃剂、发泡剂、渗透剂等多种物质组成,是一种既能扑灭A类火灾,又能扑灭B类火灾的新型、高效、快速泡沫灭火剂。它集强化水和一般泡沫灭火剂的优点于一身,是泡沫灭火剂发展的新潮流。A类泡沫灭火剂由西方国家在20世纪80年代研发成功,并已在美国、澳大利亚、加拿大及法国等得到迅速推广,现已编入美国消防协会NFPA标准中。据报道,美国目前40%的消防车配有A类泡沫灭火系统。国内也开始使用压缩空气A类泡沫灭火系统,但所用的A类泡沫及系统均采用进口产品。

压缩空气泡沫系统(CAFS)A类泡沫灭火技术的基础。新型A类泡沫灭火剂与CAFS技术的完美结合相对于传统意义上的A类泡沫灭火剂有着极大的优势:

发泡倍数的可调性,消防人员在使用过程中可以根据不同的燃烧物、燃烧状态调整泡沫混合液中混入压缩空气的体积,从而产生由湿到干等不同类型的泡沫,最大限度地提高扑灭火灾的能力。

析液时间的可控性,消防人员在灭火的同时可选择将析液时间较长、垂直表面附着力较强的泡沫覆盖在火灾周围的设施,以达到防火的目的。

无毒、无污染性A类、B类泡沫主要区别在于A类泡沫本身具有更高的浓度,B类泡沫液使用百分比是1%、3%、6%,而A类压缩空气泡沫系统使用的百分比是0.1%~1.0%并可调,而且A类泡沫液比B类泡沫液腐蚀性低,完全生物降解,能吸收大量烟雾,不仅能熄灭液体火灾且更有效地保护和熄灭固体类火灾,这是由于A类泡沫更均匀、细腻、稳定,析液时间更长的原因。

由于新型A类泡沫灭火剂兼能高效地扑灭A类和B类火灾,而且不但具有灭火作用,更有很好的防火作用。而在石化行业中,由于各类油罐区及装置都比较集中,一旦发生火灾,不但是各种石油产品会燃烧,其周围的建筑物及各种装置必然受到严重威胁。使用新型A类泡沫灭火剂既可以扑灭石油产品燃烧形成的B类火灾、建筑物及装置火灾,还可以在周围未燃烧的建筑物及装置喷上新型A类泡沫灭火剂,防止火灾蔓延。因此,新型A类泡沫灭火剂在石化行业中有很大的应用价值。

 

三、结语

 

目前,我国大部分石化企业的大型炼油厂、油库及数以万计的加油站主要采用蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂,而随着国内消防科研人员对高效、环保型水成膜泡沫灭火剂、A类泡沫灭火剂等核心技术的研究与掌握,这些新型灭火剂取代蛋白型泡沫灭火剂成为今后石化行业中主要的灭火药剂。相信在21世纪的灭火作战中,水成膜泡沫灭火剂、A类泡沫灭火剂将发挥巨大的作用,具有极其广阔的应用前景和市场发展前景。

 


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