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浅谈空气泡沫灭火剂在油库中的应用

 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差别可达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外貌,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外貌的空气,对燃烧液体外貌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相比的,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,宁静可靠,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差别,又可分为6%型、3%型2种类型; 按原料组成差别,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,当接纳液上喷射泡沫灭火时,可选用蛋白、氟蛋白、水成膜泡沫液液;当接纳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,易覆盖外貌形成保护泡沫层,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、尺度化。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)的氟碳外貌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,当接纳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,主要由氟炭外貌活性剂、碳氢外貌活性剂、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,添加适宜的氟碳外貌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,能长期生存,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,当浮顶油罐接纳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》专题陈诉汇编(1989年9月体例)和1992年10月原商业部设计院体例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。

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