泡沫灭火剂覆盖效果的研究

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1、童f斯圣纪消防学术研讨套论文亲泡沫灭火剂覆盖效果的研究李建华(中国人民武装警察部队学院)摘要泡沫灭火荆对流淌的易燃或有毒液体的覆盖作用和效果的研究，结果表明泡沫层抑制液面挥发的效果受泡沫种类、施放方式、现场风力、覆盖后持续的时问和环境的温度的影响，且不同种类泡沫的覆盖效果有较大的差异。关键词灭火救援泡沫灭火剂发泡倍数析液时间1导言易燃或有毒液体泄漏现场常会形成大面积的挥发性液滩，因其不断向四周和低洼处流淌，以及液面不断蒸发的易燃或有毒气体的扩散，使得泄漏事故危害范围扩大，爆炸或中毒危险对现场实施处置的消防人员也是严重的威胁。液滩流淌及其蒸气的扩散是液

2、态化学危险品泄漏事故危害区域扩大的主要原因，其中挥发扩散的蒸气是引发人员中毒和爆炸的重要因素。为了抑制易燃或有毒液滩的挥发，在灭火救援实践中常采用砂土覆盖、泡沫覆盖、水层覆盖、燃烧等方法。其中因泡沫易运送、易产生、易施放、易流动、质量轻、覆盖范围大等优点，挥发性液滩的泡沫覆盖抑制方法已成为最常用的方法之一。液滩表面的泡沫覆盖层能抑制其蒸气的挥发，从而控制现场危险源及其危害性。因为易燃或有毒液滩的挥发速度与其蒸气扩散可能形成的危害范围有直接关系；挥发速度越快，可能的危害范围越大；反之，则越小。例如，一起丙烯腈贮罐严重泄漏事故造成露天现场形成了一块直径5

3、0m的液滩。当时是晴天，现场10m上空风速为5m／s，该液滩的挥发速度可达2．4kg／s。若液滩未及时得到任何覆盖处置，则从液滩挥发的丙烯腈蒸气形成的毒害范围可在下风向达750m(范围边界浓度以90mg／m3计)；若采取适当措施进行覆盖，并使液滩的挥发速度降低至原来的1／10，经计算其扩散蒸气在下风向的毒害区域边界可缩短至100m；如果覆盖效果很好，并使液滩的挥发速度降至原来的1／100，丙烯腈蒸气将形成不了有实际作用的毒害区域。然而，泡沫层多厚才能有控制效果、泡沫覆盖可控制的时间长短、不同种类泡沫的覆盖控制效果是否相同等问题，本文通过相关的试验，进

4、行了探讨。2小型试验2．1试验条件在小型14m水平试验风筒内对油盘中的易燃油品，用不同类型的泡沫灭火剂进行覆盖试验，在风筒下风出口处检测油蒸气平均浓度及其随时间的变化，确定油盘液面质量挥发速度。根据液面质量挥发速度的大小和变化情况，评价泡沫灭火剂的覆盖控制效果。试验风筒内中间底部放置一个500mm×500mm的油盘，其上边缘装有泡沫管和喷嘴，以实施对油盘内试验油品表面的覆盖。风筒内油盘上空气的流速(y，单位m／s)随距油液面的282泡沫灭火剂覆盖效果的研究高度(H，单位m)按下式分布：V一2．75+lnH(1)试验油品为正戊烷、异戊烷、正已烷和异辛烷

5、；覆盖用泡沫有蛋白泡沫、合成泡沫、水成膜泡沫和抗溶性泡沫，其主要性质如下表1所示。试验中主要测定油品用泡沫覆盖前后表1泡沫灭火剂的主要性质的质量挥发速度。测定泡沫覆盖后的挥发速发泡25％析液时间温度序号泡沫类型度时，通过泡沫管和喷嘴对盘内壁施放泡倍数℃沫，直至液面上形成5Cm厚泡沫层。随后，1#蛋白泡沫5．56．420开始计时和从风筒下风口采样点检测油蒸2#合成泡沫8．29．320气的平均浓度，根据此浓度可间接计算油液3#承成膜泡沫6．85．320面的挥发速度。4#抗溶性泡沫6．610．3202．2试验结果与讨论测得的泡沫覆盖前各油液面的挥发速度如图

6、1所示。泡沫覆盖后油液面挥发速度随覆盖时间的变化如图2所示。图2采用了双对数坐标，其纵坐标为泡沫覆盖后与前测得的油液面挥发速度的比值，代表泡沫覆盖控制效加”加5倒嘲剿壮电群鬻9』Ⅱ、堂000I×果，此比值越小，泡沫覆盖控制效果越好。根0据试验的观察和测定结果，3#泡沫一经在圈l无泡沫疆盖时油液面挥发速度油表面上形成5cm厚泡沫覆盖层，就有明显的抑制油面蒸发的作用，一般可使油面的挥发速度降低至覆盖前的1／10以下；待泡沫覆盖10min左右后，这种抑制作用开始进入最佳期，最佳控制效果可使挥发速度降至覆盖前的1／100左右，其最佳抑制期长短因被覆盖的油品种

7、类不同而有所不同，可从几十分钟至百十分钟，例如覆盖正己烷最佳抑制期能持续110min；泡沫最佳抑制期结束后，泡沫覆盖层的控制效果明显下降，直至丧失。对于3#泡沫，其控制作用在覆盖120rain后开始失效。泡沫覆盖层在油液面上刚形1成时，因施放过程中的搅动泡沫丑或多或少地会带起油滴，并混合彗．．在泡沫中。因处于泡沫层上部的枣油滴挥发受不到泡沫层的覆盖抑礓制作用，故开始有一段时间的控螺0．01制效果并非为最佳，只有在这些群油滴挥发殆尽，泡沫的覆盖抑制～作用方进人最佳期。在最佳期内3～7—1530努709～0110—130150170200240泡沫层能够

8、保持完整，且能明显泡沫覆盖时间／mln围23#泡沫覆盖控制效果看到蒸气进入泡沫层后使之胀起的现象。随着油液面