畢業(yè)論文-壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)研究

1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計） PAGE III 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)研究學(xué) 號 姓 名 系 隊 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 二八年六月摘 要當(dāng)前，我國滅火救援工作進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段，愈來愈多的建筑呈現(xiàn)出高層化、功能化、復(fù)雜化的發(fā)展態(tài)勢，石油、化工等工業(yè)所占的比例也呈上升趨勢，滅火救援工作面臨著新的挑戰(zhàn)。常規(guī)滅火系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足新形勢下滅火救援工作的需要，必須有新的滅火系統(tǒng)與其相適應(yīng)。壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)是一種新型高效的滅火系統(tǒng)，采用高新的滅火技術(shù)，完全可以應(yīng)付新形勢下的滅火救援工作。此系統(tǒng)在歐美等國已得到廣泛的研究和應(yīng)用，在滅火救援中發(fā)揮了重要的作用。我國近幾年來才開始引進(jìn)壓縮

2、空氣泡沫滅火系統(tǒng)，但是對這種系統(tǒng)認(rèn)識不深，實(shí)際作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不足，在滅火作戰(zhàn)中難以發(fā)揮其最大的滅火效能。本文立足將壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)應(yīng)用到滅火實(shí)踐中，分析壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的基本原理及主要特點(diǎn)，著重研究壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)在選用滅火劑和具體滅火戰(zhàn)斗中的應(yīng)用。通過與常規(guī)滅火系統(tǒng)相比較，提出常規(guī)滅火系統(tǒng)撲救當(dāng)前火災(zāi)所存在的問題，科學(xué)的分析壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)在新形勢下滅火應(yīng)用中的合理性和可行性，為消防部隊的滅火作戰(zhàn)提供指導(dǎo)。關(guān)鍵詞： 壓縮空氣泡沫;滅火系統(tǒng);滅火應(yīng)用技術(shù)AbstractPresently, our country fought fire the rescue work to

3、 enter a recent development phase, more and more constructions presented high stratified, the functionalization, the complication development momentum, the proportion which industries and so on petroleum, chemical industry occupied also assume the trend of escalation, the fire fighting rescue work a

4、re facing the new challenge.The convention suppression system was already unable to satisfy under the new situation to fight fire the rescue work need, must have the new suppression system with its to adapt.The compressed air foam extinguishing system is one kind of new highly effective suppression

5、system, uses the high new fire fighting technology, definitely may deal with under the new situation the fire fighting rescue work.This system in countries and so on Europe and America obtained the extensive research and the application, has played the vital role in the fire fighting rescue.Our coun

6、try only then starts to introduce the compressed air foam extinguishing system in the last few years, but is not deep to this kind of system understanding, the actual operational experience and the empirical datum are insufficient, displays its biggest fire fighting potency with difficulty in the fi

7、re fighting combat.This article will base the compressed air foam extinguishing system to apply in the fire fighting practice, the analysis compressed air foam extinguishing systems basic principle and the main feature, will study the compressed air foam extinguishing system to select the fire-extin

8、guishing and in the concrete fire fighting fight application emphatically.Through compares with the convention suppression system, proposed that the convention suppression system saves goal the question which the current fire exists, the scientific analysis compressed air foam extinguishing system f

9、ights fire in the operational application rationality under the new situation and the feasibility, provides the instruction for the fire armys fire fighting combat.Key word： compressed air froth; Suppression system; Fire fighting applied technology PAGE IV目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc20140624

10、2 中文摘要 PAGEREF _Toc201406242 h I HYPERLINK l _Toc201406243 英文摘要 PAGEREF _Toc201406243 h II HYPERLINK l _Toc201406244 目 錄 PAGEREF _Toc201406244 h III HYPERLINK l _Toc201406245 1 引言 PAGEREF _Toc201406245 h 1 HYPERLINK l _Toc201406246 1.1 研究的重要性 PAGEREF _Toc201406246 h 1 HYPERLINK l _Toc201406247 1.2 目

11、前國內(nèi)外應(yīng)用研究狀況 PAGEREF _Toc201406247 h 1 HYPERLINK l _Toc201406248 1.3 研究方法 PAGEREF _Toc201406248 h 2 HYPERLINK l _Toc201406249 2 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)簡介 PAGEREF _Toc201406249 h 2 HYPERLINK l _Toc201406250 2.1 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的定義、組成及工作原理 PAGEREF _Toc201406250 h 2 HYPERLINK l _Toc201406251 2.1.1 系統(tǒng)定義 PAGEREF _Toc20140625

12、1 h 2 HYPERLINK l _Toc201406252 2.1.2 系統(tǒng)組成 PAGEREF _Toc201406252 h 2 HYPERLINK l _Toc201406253 2.1.3 系統(tǒng)工作原理 PAGEREF _Toc201406253 h 3 HYPERLINK l _Toc201406254 2.2 壓縮空氣泡沫的發(fā)泡種類及適用場合 PAGEREF _Toc201406254 h 3 HYPERLINK l _Toc201406255 2.3 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的特點(diǎn) PAGEREF _Toc201406255 h 4 HYPERLINK l _Toc2014062

13、56 3 CAFS在滅火戰(zhàn)斗中的應(yīng)用技術(shù)研究 PAGEREF _Toc201406256 h 5 HYPERLINK l _Toc201406257 3.1 滅火劑的選用 PAGEREF _Toc201406257 h 5 HYPERLINK l _Toc201406258 3.1.1 常規(guī)泡沫和壓縮空氣泡沫在節(jié)水、滅火功效上的比較 PAGEREF _Toc201406258 h 5 HYPERLINK l _Toc201406259 3.1.2 常規(guī)泡沫和壓縮空氣泡沫在價格上的比較 PAGEREF _Toc201406259 h 5 HYPERLINK l _Toc201406260 3.1

14、.3 壓縮空氣A類泡沫和B類泡沫在環(huán)保、滅火范圍上的比較 PAGEREF _Toc201406260 h 6 HYPERLINK l _Toc201406261 3.2 在滅火戰(zhàn)斗中的應(yīng)用 PAGEREF _Toc201406261 h 7 HYPERLINK l _Toc201406262 3.2.1 概述 PAGEREF _Toc201406262 h 7 HYPERLINK l _Toc201406263 3.2.2 壓縮空氣泡沫消防車基本配置 PAGEREF _Toc201406263 h 7 HYPERLINK l _Toc201406264 3.2.3 撲救普通建筑火災(zāi)的應(yīng)用 PA

15、GEREF _Toc201406264 h 8 HYPERLINK l _Toc201406265 3.2.4 撲救高層建筑火災(zāi)的應(yīng)用 PAGEREF _Toc201406265 h 8 HYPERLINK l _Toc201406266 3.2.5 撲救大型油罐火災(zāi)的應(yīng)用 PAGEREF _Toc201406266 h 10 HYPERLINK l _Toc201406267 4 結(jié)論 PAGEREF _Toc201406267 h 13 HYPERLINK l _Toc201406268 參考文獻(xiàn)： PAGEREF _Toc201406268 h 15 HYPERLINK l _Toc20

16、1406269 致謝 PAGEREF _Toc201406269 h 16第16頁 共16頁1 引言壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)是一種新型的消防滅火技術(shù)，英文縮寫為“CAFS”。搭載壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的消防車稱為壓縮空氣泡沫車。CAFS是當(dāng)今世界最先進(jìn)的消防技術(shù)，是對消防技術(shù)的一場嶄新的革命。壓縮空氣泡沫系統(tǒng)是一種“高能量”的系統(tǒng),它通常使用的壓力與傳統(tǒng)消防車滅火壓力相同,但是它的壓力來源除了水泵的壓力外,還有空氣壓縮泵的壓力,其所推動的物質(zhì)又只是含有水分的氣泡,所以在一般相同條件的情況下,它所噴射出的泡沫比傳統(tǒng)的水,或是傳統(tǒng)的泡沫混合液都要高、要遠(yuǎn)。1.1 研究的重要性目前，壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)屬

17、于新配備的消防技術(shù)裝備，在國內(nèi)對于壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)一是認(rèn)識不深,實(shí)際作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不足；二是心態(tài)保守,不容易做改變。從配備情況看，江蘇總隊、上?？傟?、遼寧總隊、重慶總隊已經(jīng)配備，其他總隊今年也開始陸續(xù)引進(jìn)；從配備的種類上看，國內(nèi)引進(jìn)的種類還比較單一，撲救高層建筑火災(zāi)還只是進(jìn)行內(nèi)攻，不能內(nèi)外協(xié)同作戰(zhàn)，無法發(fā)揮其最大的滅火效能；從應(yīng)用上看，思想上還存在誤區(qū)，認(rèn)為利用壓縮空氣泡沫撲救火災(zāi)很浪費(fèi)，或是當(dāng)作一般的消防車在使用，或者是在后方供水，或是出水，難以發(fā)揮壓縮空氣泡沫車應(yīng)有的價值。 結(jié)合我國消防部隊的實(shí)際情況,有必要對壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究,為消防部隊滅火作戰(zhàn)提供指導(dǎo)。1.2

18、 目前國內(nèi)外應(yīng)用研究狀況CAFS在歐美等國已廣泛使用,而且日趨成熟。美國在撲救油類火災(zāi)和森林火災(zāi)上進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，效果顯著。德國、加拿大、美國在石油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、甚至軍事工業(yè)中也做了大量研究,在應(yīng)用技戰(zhàn)術(shù)方面積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。國內(nèi)從九十年代后期開始引進(jìn)CAFS,在應(yīng)用技術(shù)研究上還處于起步階段。目前，僅有個別支隊對CAFS進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。無錫消防支隊利用CAFS消防車在無錫市金陵大飯店（是集餐飲、住宿、辦公、寫字樓為一體的五星級酒店，占地面積約8000平方米，建筑面積3.4萬平方米，建筑高度為99.3米，主體建筑27層）進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，用40毫米的水帶，向99.3米供泡沫耗時1分55秒34，用80毫

19、米水帶向99.3米供泡沫耗時2分15秒42；廈門支隊對輸送泡沫距離進(jìn)行了的測試，利用CAFS可長距離輸送泡沫達(dá)2000米，對高山、隧道滅火有明顯的優(yōu)勢； 今年4月19日，上海消防部門在環(huán)球金融中心84層進(jìn)行消防演習(xí)，主要目的就是測試高層建筑的供水高度。當(dāng)時僅靠德國進(jìn)口的壓縮空氣泡沫主戰(zhàn)消防車單車垂直輸送水和泡沫混合的滅火劑，4分鐘就供到了大廈84層、360米的高度，創(chuàng)下消防滅火供水的新高度。1.3 研究方法（1）查閱文獻(xiàn)法。主要是通過指導(dǎo)教師提供資料和查閱以往文獻(xiàn)資料的方法對研究論文的內(nèi)容進(jìn)行搜集和整理。（2）實(shí)地調(diào)查法。在實(shí)習(xí)期間深入沈陽支隊實(shí)地調(diào)查，對壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，并記

20、錄數(shù)據(jù)。（3）新舊比對法。通過對壓縮空氣滅火系統(tǒng)和常規(guī)滅火系統(tǒng)的比較，根據(jù)我國現(xiàn)階段的消防現(xiàn)狀，闡述壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的實(shí)用價值及可行性。2 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)簡介2.1 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的定義、組成及工作原理2.1.1 系統(tǒng)定義在消防滅火時由傳統(tǒng)的消防水泵打出的水,加上特定比例的濃縮泡沫液,然后再加上由壓縮空氣泵打出的空氣,在消防水管或消防水帶中強(qiáng)力攪拌而形成的一種高能量滅火泡沫。2.1.2 系統(tǒng)組成滅火系統(tǒng)主要由四個小系統(tǒng)組成:a)動力系統(tǒng)(包括柴油機(jī)、取力器、傳動軸等)；b)水系統(tǒng)(包括水泵、水炮、水管路等)；c)壓縮空氣系統(tǒng)(包括壓縮機(jī)、氣體流量計、氣體管路等)；d)泡沫比例混

21、合系統(tǒng)(包括泡沫液泵、控制模塊、混合器、泡沫液箱等)。如圖2.1所示。該系統(tǒng)可以裝載在消防車上，也可用作固定滅火設(shè)施，本文主要研究CAFS消防車的應(yīng)用。泡沫液泡沫液泡沫液泵空氣壓縮機(jī)取力器消防水泵混合器控制模塊水流流量計水流流量計柴油發(fā)動機(jī)泡沫噴射裝置圖2.1 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的示意圖2.1.3 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)的工作原理如下:柴油發(fā)動機(jī)通過取力器將動力傳給消防水泵和空氣壓縮機(jī),并帶動它們工作。消防水泵和空氣壓縮機(jī)工作后,消防水泵的出口壓力水流經(jīng)流量計將信號傳給控制模塊,經(jīng)過控制模塊的計算和處理,發(fā)出指令信號,控制泡沫液泵的電動機(jī)轉(zhuǎn)速,即控制泡沫液泵輸出一定流量的泡沫液注入水流中,實(shí)現(xiàn)比例

22、混合,而且可以通過控制模塊調(diào)節(jié)混合比，然后在混合液中注入壓縮空氣,通過手動閥調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力和流量。壓縮空氣和泡沫混合液通過一定長度的軟管攪拌即產(chǎn)生了壓縮空氣泡沫。根據(jù)泡沫液混合比的不同及注入的壓縮空氣量的多少,壓縮空氣泡沫可分為濕泡沫和干泡沫。2.2 壓縮空氣泡沫的發(fā)泡種類及適用場合壓縮空氣泡沫與水的比例通常為0.1%-1.0%，絕大多數(shù)情況下使用比例在0.3%-0.5%。根據(jù)泡沫比例和流量的大小，得到的泡沫干濕程度也不等，通常分為五種：（1）濕泡沫（通常稱為T1）在垂直表面流動快，形不成厚度，主要用于發(fā)生在燃燒內(nèi)部的火災(zāi)。（2）中等濕泡沫（通常稱為T2） 有流動性，可成形，能在垂直表面停

23、留一定時間，主要用于充滿空隙，在通風(fēng)條件差的空間火災(zāi)滅火和框架結(jié)構(gòu)火災(zāi)滅火。（3）中等干泡沫（通常稱為T3）略有流動性，成形性好，可長時間停留在垂直表面，用于對受火熱威脅建筑、物體的覆蓋保護(hù)，撲救B類火災(zāi)。（4）中倍泡沫（通常稱為T4）干而膨松，隨風(fēng)流動，可在垂直表面停留一定時間，用于撲救地下室火災(zāi)和封閉空間火災(zāi)。（5）干泡沫（通常稱為T5） 干且膨松，成形性非常好，可長時間停留在垂直表面，主要用于玻璃和樹脂等表面的防火覆蓋。2.3 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）環(huán)保性好通蛋白泡沫用動物皮毛、角質(zhì)等制成，氟蛋白泡沫是在通蛋白泡沫的基礎(chǔ)上帶了表面活性劑。使用普通蛋白泡沫、氟蛋白泡沫滅火，異味重

24、，滅火后留下的產(chǎn)物不能自動降解，對環(huán)境產(chǎn)生污染。壓縮空氣泡沫無異味，略帶橘香，滅火后留下的產(chǎn)物能自動降解，對環(huán)境無污染，且用水量小，水漬損失小。表2.1 幾種泡沫的環(huán)境性能和使用成本比泡沫類型A類火災(zāi)B類火災(zāi)環(huán)保生物降解使用成本水成膜3%很好好高水成膜6%很好好高氟蛋白3%好污染中氟蛋白6%好污染中壓縮空氣泡沫0.11%較好很好低（2）覆蓋性好、滅火效果好用壓縮空氣泡沫提高了水的保濕性，使水停留在燃燒物表面的時間變的更長。1份泡沫混合液中加入7份壓縮空氣，使泡沫混合液變成更多、更小、更均勻的氣泡，水的表面積擴(kuò)大了7倍，增加了覆蓋冷卻面積，提高了滅火效率。經(jīng)有關(guān)實(shí)驗(yàn)，壓縮空氣泡沫的25%泡沫析出

25、時間是幾種泡沫中最長的，說明覆蓋性更好，滅火效率高。（3）滅火人員勞動強(qiáng)度低消防水管中流動的是壓縮空氣泡沫,只含少量的水,水帶重量是傳統(tǒng)水帶重量的1/31/5,戰(zhàn)斗人員操作輕松,可節(jié)省消防員體力以利長期作戰(zhàn)。（4）可根據(jù)實(shí)戰(zhàn)情況,快速調(diào)節(jié)泡沫形態(tài),以滿足不同情況下的滅火要求濕式泡沫含水量大,同時具有較好的滲透性,可用于初期滅火和消除殘火。干式泡沫含水量少,具有較強(qiáng)的附著力和穩(wěn)定性,能較長時間附著在物體的表面,將空氣隔離,對未燃物能起到很好的保護(hù)作用,滅火后也可有效地防止復(fù)燃。（5）含水量低,可降低水損,有利于保護(hù)證據(jù),減少損失壓縮空氣泡沫中的水含量較低,不會出現(xiàn)浸泡現(xiàn)象,造成的水損相對較小,同

26、時也利于證據(jù)的搜集和火災(zāi)的起因調(diào)查。（6）保質(zhì)期長，綜合使用成本低壓縮空氣泡沫雖然價格較貴，但由于保質(zhì)期長達(dá)20年，且滅火效果好，用量小，綜合作用成本較低。3 CAFS在滅火戰(zhàn)斗中的應(yīng)用技術(shù)研究3.1 滅火劑的選用壓縮空氣泡沫分為A類泡沫和B類泡沫。A類泡沫用來撲救絕大多數(shù)的火災(zāi)，也可用來撲救B類火災(zāi)。B類泡沫適用于撲救特定場合的火災(zāi)，如油類火災(zāi)、化工類火災(zāi)等。3.1.1 常規(guī)泡沫和壓縮空氣泡沫在節(jié)水、滅火功效上的比較常規(guī)多用途A類泡沫劑滅火的混和比率是2%3%，壓縮空氣A類泡沫劑滅火的混和比率為0.3%；常規(guī)B類泡沫劑滅火的混和比率是3%6%， 壓縮空氣B類泡沫劑滅火的混比率為0.5%，由此

27、可以計算出，用同量的水滅火，壓縮空氣泡沫用量只是常規(guī)泡沫的1/10。經(jīng)過壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)作用后，一滴水即可生成七滴泡沫，而一滴泡沫與一滴水的滅火功效相等，即用相同的水量，它比傳統(tǒng)的滅火功效提高七倍。這種泡沫體積較小,所攜帶的水量不多,卻可以達(dá)到完整的吸熱作用,吸熱速度比單純用水快5倍以上,而大幅度的地減少了水的浪費(fèi)。滅同樣規(guī)模的火,其水的使用量僅為傳統(tǒng)滅火用水量的1/5，和傳統(tǒng)泡沫車相比較,其水的使用量僅為傳統(tǒng)泡沫滅火用水量的1/2。3.1.2 常規(guī)泡沫和壓縮空氣泡沫在價格上的比較壓縮空氣A類泡沫采購價大約是5060元人民幣/L,比較B類泡沫的30元人民幣/L看起來要貴不少,但是以使用量來

28、說,與混合比是36的A類泡沫和混合比是3%6%的B類泡沫相比較,花在泡沫上的開銷比以往要少得多。表3.1 1000升出水量時使用成本比泡沫類型價格（元）用量（升）成本（元）保質(zhì)期（年）水成膜3%24,000307205-15水成膜6%15,000609005-15氟蛋白3%4,500301352氟蛋白6%3,000601802壓縮空氣泡沫0.5 %40,000520020壓縮空氣泡沫0.3%40,0003120203.1.3 壓縮空氣A類泡沫和B類泡沫在環(huán)保、滅火范圍上的比較依照我國的火災(zāi)事件統(tǒng)計,絕大部分的火災(zāi)是屬于A類火災(zāi)。美國凱福斯消防科技公司做過的實(shí)驗(yàn),使用0.6%的A類泡沫,成功的在

29、2 min內(nèi)滅掉了100的汽油油池火災(zāi)。A類泡沫濃縮液在美國的選用標(biāo)準(zhǔn)有三個檢驗(yàn)單位,它們各有其要求的標(biāo)準(zhǔn):(1)第一個檢驗(yàn)單位是美國農(nóng)業(yè)部的森林服務(wù)處(USDA Forest Service)這個單位負(fù)責(zé)全美國的森林及國家公園的防火和滅火,其泡沫濃縮液檢驗(yàn)的主要項目是泡沫的腐蝕性,環(huán)境保護(hù)要求,使用安全性,以及合乎醫(yī)療衛(wèi)生健康標(biāo)準(zhǔn)。(2)第二個檢驗(yàn)單位是美國環(huán)保署(EPA)這個單位負(fù)責(zé)泡沫濃縮液檢驗(yàn)的主要項目是看泡沫液中有沒有環(huán)保署法規(guī)規(guī)定的“危險物質(zhì)”,例如丙三醇,醚類等物質(zhì)。(3)第三個檢驗(yàn)單位是美國的著名檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)“美國安全檢測實(shí)驗(yàn)室公司”(UL)這個單位對泡沫濃縮液檢驗(yàn)的主要項目是“沾

30、濕劑”,也就是說在0.25%的混合比例下,泡沫和水的混合液可以滅A類及B類的火災(zāi)。A類泡沫液是美國目前唯一通過所有上述3種檢驗(yàn)的產(chǎn)品。B類泡沫適用于一些特別定點(diǎn)的防護(hù)和保護(hù)措施，而且與A類泡沫液相比較B類泡沫腐蝕性較大。綜上所述，使用壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng),攜帶A類泡沫應(yīng)為最適當(dāng)?shù)倪x擇。A類泡沫的比例一般為0110。正常滅火使用的比例不超過03，而用于防火保護(hù)時不超過05，滅B類火災(zāi)時比例為0.6%，它的重要意義在于消防隊不用經(jīng)常更換消防車上所需攜帶的泡沫,即可滅各種不同類型的火災(zāi)。壓縮空氣B類泡沫在許多大型消防車上是和壓縮空氣A類泡沫同時存在的,但并不是一定需要有如此的設(shè)定。也就是說大部分的壓

31、縮空氣A類泡沫車輛只有一種泡沫,但是如果需要保護(hù)特定的設(shè)施,有兩種泡沫的功能當(dāng)然更好,只是因?yàn)樾枰嗟目臻g裝載泡沫濃縮液及單獨(dú)的混合比例器等設(shè)備,我們唯一的必要選擇就是車輛需要是大型的,發(fā)動機(jī)需要有300馬力以上才行。3.2 在滅火戰(zhàn)斗中的應(yīng)用3.2.1 概述對壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)在滅火戰(zhàn)斗中的應(yīng)用進(jìn)行試驗(yàn)研究,分析了壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)在撲救不同火災(zāi)的應(yīng)用特點(diǎn),著重闡述壓縮空氣壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)在撲救普通建筑火災(zāi)、高層建筑火災(zāi)、油罐火災(zāi)的實(shí)際應(yīng)用和戰(zhàn)術(shù)的運(yùn)用。這里重點(diǎn)研究CAFS消防車配備A類泡沫在具體戰(zhàn)斗中的應(yīng)用。 壓縮空氣泡沫消防車基本配置表3.2 CAFS消防車配置整車性能基本結(jié)構(gòu)

32、：拋光鋁合金花紋板車身，泵室和操作位置在車中部，器材箱在中后部整車外形尺寸(長寬高)：9600 2500 3300 (mm)整車載重能力 17t發(fā)動機(jī)類 型：4沖程6缸直噴柴油機(jī)，渦輪增壓，帶電噴燃油控制系統(tǒng)最大功率 310 hp驅(qū)動方式：驅(qū)動方式：42，軸距 6000mm水泵系統(tǒng)大流量、中低壓、防腐、單級離心泵，水泵及控制裝置安裝于車中部水泵性能：最大流量 6000L/min，最大壓力 2.2Mpa水泵驅(qū)動：由動力輸出裝置（PTO）驅(qū)動吸水口內(nèi)徑 120mm，2個，車兩側(cè)各一出水口內(nèi)徑：80mm，4個；車身左右各22條快速接駁水帶系統(tǒng)，2個出水口配25或40mm高壓軟管，可配多種管槍空氣壓縮

33、機(jī)系統(tǒng)性 能：空氣流量 5.9 m3/min在1.3Mpa時全自動泡沫比例混合器比例調(diào)節(jié)范圍：0.11.0%，可連續(xù)調(diào)整流量：0.389.5L/min 在 2.81.1 Mpa時水罐不銹鋼或防腐材料，厚度3mm，容量 4000升，配縱橫阻流板，電子水位計，過壓和低壓安全保護(hù)設(shè)備泡沫罐不銹鋼或防腐材料，厚度3mm，容量 200升，配縱橫阻流板，電子液位顯示水/泡沫炮位于車頂，手動/電動遙控兩用型，直流/開花可變，流量可調(diào)，可遙控操作射水能力：流量 4800 L/min，射程：射水 80m，射泡沫 70m3.2.3 撲救普通建筑火災(zāi)的應(yīng)用選用A類泡沫撲救普通建筑火災(zāi)，其主要優(yōu)點(diǎn)是戰(zhàn)斗展開迅速、控制

34、火勢快、用水效率高等，能夠根據(jù)災(zāi)害現(xiàn)場的不同情況，科學(xué)、合理的運(yùn)用不同的戰(zhàn)術(shù)方法。(1)若離火場近，可利用卷盤膠管快速出水或出泡沫打擊火勢，這種方法適用于離火場約50米的距離（10米機(jī)動）和小范圍內(nèi)的未蔓延擴(kuò)大的火災(zāi)。一般情況下，CAFS消防車卷盤膠管可移動距離為60米，水罐容量為3000升，打完水箱水用時9分鐘。(2)離火場較遠(yuǎn)，就可考慮利用器材拖車運(yùn)送水帶的方法來施放水帶到火場前方以節(jié)省體力和人員（載重600斤）。水罐容量為3000升，出三支水槍打完水箱水約3分25秒。若出A類泡沫使用一支槍滅火，則打完3000升水，消耗泡沫液10升，所用時間20分整。如攜帶泡沫按200升計算，打完泡沫所用

35、時間可達(dá)到400分鐘，即6小時之久。(3)若遇到進(jìn)入小區(qū)等出入口設(shè)有小鐵門或璇轉(zhuǎn)門障礙物時，可先利用拖車把水帶或前方需用的器材一次性運(yùn)送到小鐵門或璇轉(zhuǎn)門口處，然后再相互傳遞水帶等器材，以爭取贏得時間盡快實(shí)施滅火。3.2.4 撲救高層建筑火災(zāi)的應(yīng)用 我國現(xiàn)階段部分城市高層建筑統(tǒng)計表3.3 部分城市高層建筑統(tǒng)計表城市層數(shù)或米數(shù)量北京2/3 以上為高層建筑上海16層以上4000多幢廣州18層以上的高層建筑7000多幢濟(jì)南600多幢南京1760多幢長沙10層以上1000多幢杭州90m以上70多幢全國150m 以上超高層建筑2006年底為153幢隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，充分利用土地資源和空間資源建設(shè)高層

36、建筑成為城市發(fā)展的趨勢。從表2中可以看出，近些年來，我國大部分城市高層建筑已經(jīng)占城市總建筑的大部分比重，并逐年呈上升趨勢，而常規(guī)消防車供水高度已經(jīng)不能滿足撲救城市高層建筑火災(zāi)的需要，必須更新?lián)Q代。據(jù)不完全統(tǒng)計，2000年至今，全國發(fā)生高層建筑火災(zāi)超過10萬起，其中60以上屬于居民住宅火災(zāi)。 解決了向高層建筑特別是超高層建筑供水的消防難題高層建筑火災(zāi)撲救是國際性的消防難題，如水帶的鋪設(shè)問題、供水問題，特別是超高層建筑的供水有相當(dāng)?shù)睦щy。高層建筑火災(zāi)以傳統(tǒng)消防車滅火,無法將水有效地輸送到火場。一個原因是水壓通常不足,另一個原因則是水帶打折截阻水流,而CAFS消防車正好可以克服這些困難，它滿足向高層

37、建筑供水的三個必要因素：（1）水泵供水壓力：CAFS消防車的應(yīng)用將顯著改變消防車供水的負(fù)荷。在一般情況下,以泡沫形態(tài)噴射時水泵的供水量不超過20 L/s,供水壓力不超過1.0 MPa,此時水泵轉(zhuǎn)速不超過2 500 r/min,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不超過1 800 r/min(常規(guī)為2 150 r/min左右),消防車在低負(fù)荷的工況條件運(yùn)行,顯然提高了可靠性和壽命。使用水槍噴射壓縮空氣泡沫時,消防水帶中呈氣-混合液兩相流體,濕泡沫時水槍進(jìn)口壓力不超過0.15 MPa,干泡沫時水槍進(jìn)口壓力不超過0.02MPa。消防水帶承受的壓力如此之低,其中壓縮空氣的體積可縮性也避免了壓力劇變時對消防水帶的水錘沖擊,保證了

38、供水輸送的可靠性。（2）水帶的沿程阻力：以消防車采用80型有襯里消防水帶作為供水主管線供2支65型水槍(流量為15 L/s)為例,在500 m距離上水帶阻力為0.845 MPa,要維持水槍在0.35 MPa額定壓力的噴射,水泵供水壓力必須達(dá)到1.2 MPa。對于常規(guī)消防車,上述遠(yuǎn)距離供水工況已經(jīng)達(dá)到極限。CAFS的應(yīng)用將壓縮空氣泡沫在消防水帶中遠(yuǎn)距離輸送, 水帶內(nèi)80%為空氣，減小了與水帶的摩擦，且重量輕，水帶壓力損失小，水帶打折兩三處也照樣出水,不像使用傳統(tǒng)水系統(tǒng)或傳統(tǒng)泡沫系統(tǒng)時,一遇到水帶打折,前面水槍就無法出水,每次持噴槍的戰(zhàn)士要調(diào)整位置時,起碼需要一個戰(zhàn)士幫忙抬水帶,來跟著移動水帶,另

39、外尚需要一個戰(zhàn)士調(diào)整所有打折之處,以利出水。根據(jù)以色列軍方測試結(jié)果,CAFS在消防水帶中輸送距離為600 m時,水槍噴射壓力和系統(tǒng)輸出壓力幾乎相等。（3）垂直供水距離：80mm水帶根據(jù)計算：體積=3.14 (0.08/2)220=0.10048立方米=100.48公斤65mm水帶根據(jù)計算：體積=3.14(0.065/2)220=0.06633立方米=66.33公斤用水重量：80mm水帶充滿水的重量為100.48公斤65mm水帶充滿水的重量為66.33公斤用壓縮空氣泡沫重量：80水帶供壓縮空氣泡沫時水帶重量為42.5公斤65水帶供壓縮空氣泡沫時水帶重量為20公斤我國常規(guī)消防車垂直供水距離為50m

40、，如果采用80mm水帶垂直供水，壓縮空氣泡沫消防車供泡沫的距離至少可以達(dá)到100m；如果采用65mm水帶垂直供水，壓縮空氣泡沫消防車供泡沫的距離至少可以達(dá)到150m。壓縮空氣泡沫消防車一般采用40mm水帶，也就是說它的垂直供泡沫距離將會更高。去年8月14日上海環(huán)球金融中心發(fā)生火災(zāi)，最高著火點(diǎn)位于83層，約270米高，現(xiàn)場有500余工人被困。當(dāng)時依靠壓縮空氣泡沫車垂直輸送水和泡沫混合的滅火劑，極短時間內(nèi)就供到了83層，及時有效的撲滅火災(zāi)，避免了重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。據(jù)了解，上海消防部門共引進(jìn)了40多輛德國產(chǎn)的多功能壓縮空氣泡沫主戰(zhàn)消防車，該車供水系統(tǒng)的平均供水高度已達(dá)200米，最大供水高度可達(dá)

41、375米，在高層建筑滅火中，大顯威力。 CAFS消防車撲救高層建筑火災(zāi)的五大優(yōu)勢一是安全滅火時間短，人火間距遠(yuǎn)，隔熱性好；控火能力強(qiáng)，滅火速度快，噴出的泡沫能有效減少煙霧形成，降低了轟然，對消防人員有更好的保護(hù)作用。二是方便操作簡單方便，可隨時投入戰(zhàn)斗；水帶輕（水帶內(nèi)85%為空氣），移動、拖動方便；輸送距離遠(yuǎn)，由于水管里流動的是壓縮空氣泡沫,水管不怕折疊,同時泡沫輕,重量損失小,水管可拉至1 000 m外的200 m高處進(jìn)行滅火，撲救高層建筑火災(zāi)非常方便。三是成本低且高效1滴水相當(dāng)于7個泡，每個泡的滅火功效與1滴水的滅火效果相同；泡沫的吸熱、冷卻效果好，滅火速度快。四是減輕建筑物承重壓力與純水

42、相比，泡沫液比水要輕得多，能有效避免或減小建筑物因超負(fù)荷而造成坍塌事故。五是環(huán)保因泡沫不易不易流動，所含水份少，對未燃燒物不會有大的浸濕和損壞，對滅火現(xiàn)場周邊環(huán)境污染、損失小，克服了普通泡沫的毒性和滅火后異味。3.2.5 撲救大型油罐火災(zāi)的應(yīng)用 對油罐冷卻的力量部署如圖3.1所示力量部署主要考慮到撲救油罐火災(zāi)應(yīng)快速出槍冷卻著火罐和鄰近罐的要求，以免發(fā)生爆炸和火勢的蔓延擴(kuò)大，及時有效的冷卻控火。如圖3.1所示，1號CAFS消防車出四支水槍冷卻著火罐；2號CAFS消防車出兩支槍冷卻2號罐半周長；3號CAFS消防車出兩支槍冷卻3號罐半周長。向1號車供水采用雙干線供水方式，以滿足供水需求，向2、3號車

43、供水采用單干線供水方式。111號著火罐233號鄰近罐2號鄰近罐4號圖3.1 力量部署圖 冷卻、滅火不同階段的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用凡是有固定滅火設(shè)施且固定設(shè)施有效的油罐火災(zāi)，首先啟動固定設(shè)施滅火。要說明的是固定滅火設(shè)施如設(shè)置壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)則更好。(1)冷卻階段對著火罐冷卻時采用濕泡沫進(jìn)行全周長冷卻，主要考慮到著火罐受熱輻射影響罐體溫度較高，如果用水冷卻，由于水的流動性較快，大部分水不能夠有效利用而流失掉。而用濕泡沫冷卻著火罐，泡沫本身有一種能降低水的表面張力的能力,壓縮空氣泡沫含有大約30%的水分和70%的空氣,附在泡沫上的水分在快速通過火的時候,大部分都能達(dá)到吸熱降溫的滅用而剩下的水分則依附在泡沫上

44、,隨著泡沫黏附材料的特性,再慢慢釋放出溶液,繼續(xù)發(fā)揮它的吸熱降溫滅火作用,而大大地減少了水的浪費(fèi)流失。對鄰近罐的冷卻采用干泡沫進(jìn)行半周長冷卻， CAFS形成的干泡沫可以附著在被保護(hù)的臨近油罐表面形成一層穩(wěn)定的泡沫層,且可以垂直掛在罐壁上停留在被保護(hù)的臨近油罐表面形成一層穩(wěn)定的泡沫層,且可以垂直掛在罐壁上停留一定的時間，能有效的起到阻燃保護(hù)作用。對罐體噴射一次泡沫以后便可以停止噴射，待泡沫快被蒸發(fā)掉后再進(jìn)行噴射，大大節(jié)省了水資源。由于泡沫中的空氣的良好隔熱能力,與單一的水相比則顯著提高了隔熱冷卻效果。并且干泡沫可以覆蓋油罐頂端的呼吸閥，避免火源與油品蒸發(fā)出來的可燃?xì)怏w接觸而引發(fā)更大火災(zāi)。(2)滅

45、火階段待油面下降到一定高度，可以實(shí)施滅火時，利用干泡沫對著火罐進(jìn)行滅火。由于該系統(tǒng)提供大沖量泡沫,穿過火焰在燃料表面形成覆蓋層,從而減少了火焰熱量向燃料表面的反饋，減小對泡沫的破壞，且噴出的泡沫分布均勻,能有效覆蓋燃料的表面而達(dá)到滅火的目的。 滅火劑量的計算水箱容量3000L,泡沫箱攜帶200L的泡沫濃縮液,以0.6%的混合比例來說,它可以滅絕大部分的油類火災(zāi)。據(jù)美國加州洛杉磯的凱福斯消防科技公司在轉(zhuǎn)交遼寧消防總隊使用前所做的實(shí)驗(yàn), 2 min用了378.5 L的水保護(hù)住100的面積,這樣平均用上189.25L/min的水應(yīng)該可以保護(hù)50的油類火災(zāi)。本車所帶的泡沫如果在同樣情況下應(yīng)該可以保護(hù)8

46、400。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以油罐直徑為20m計算：油面的燃燒面積：CAFS消防車滅314的用水量: 常規(guī)消防車滅314的用水量: 消防車滅314的用泡沫量: 常規(guī)消防車滅314的用泡沫量：其中： ； ；。從計算數(shù)據(jù)可以看出，CAFS消防車的用水量比常規(guī)消防車的用水量節(jié)省50%，CAFS消防車的用泡沫量是常規(guī)消防車的用泡沫量的1/10。根據(jù)遼寧消防總隊實(shí)際測試數(shù)據(jù)，CAFS攜帶113.5 L的泡沫濃縮液,用0.3%的混合比例,可以和36.7 t的水混合使用，用0.6%的混合比例則可以和18t的水混合使用，完全可以應(yīng)付大型火災(zāi)和持久作戰(zhàn)。從作戰(zhàn)的時間來說,如果后續(xù)水源不缺的話,所帶的泡沫可以維持1

47、6 h的作戰(zhàn)。萬一指揮官臨場覺得還需要,也有足夠的時間取得補(bǔ)充。一般泡沫濃縮液都是20 L左右的塑料桶裝品,任何車輛攜帶運(yùn)送都很方便。 CAFS撲救油罐火災(zāi)的幾大突出特點(diǎn)(1)滅火、冷卻效果好，用水需求少在大中型火災(zāi)的冷卻隔熱保護(hù)過程中,消耗的水量大于直接滅火所需的水量。常規(guī)隔熱冷卻保護(hù),是用水槍(或水炮)不斷向被保護(hù)目標(biāo)噴水,但這一過程中水的有效利用率是很低的,絕大部分的水噴射至目標(biāo)表面后流淌至地面而不能參與吸熱過程,參與吸熱冷卻的僅占全部冷卻噴水量的5%10%。利用CAFS消防車噴射濕泡沫對油罐進(jìn)行冷卻，冷卻用水比常規(guī)消防車?yán)鋮s用水節(jié)省50%，CAFS形成的干泡沫可以附著在被保護(hù)的臨近油罐

48、表面形成一層穩(wěn)定的泡沫層,由于泡沫中的空氣的良好隔熱能力,與單一的水相比則顯著提高了隔熱冷卻效果。并且干泡沫可以覆蓋油罐頂端的呼吸閥，避免火源與油品蒸發(fā)出來的可燃?xì)怏w接觸而引發(fā)更大火災(zāi)。(2) 機(jī)動性強(qiáng)，所需戰(zhàn)斗人員少，體能消耗小用水和其他泡沫滅火，一般用65MM或80MM水帶，重量大，水槍（泡沫槍）的后座力大，有的需要2名戰(zhàn)斗員共同完成，戰(zhàn)斗員的體力消耗大，轉(zhuǎn)移水槍陣地不靈活。而用壓縮空氣泡沫滅火，水帶為40MM，重量輕，只需1名戰(zhàn)斗員持槍，轉(zhuǎn)移水槍陣地十分方便，戰(zhàn)斗員體力消耗小，每支槍由一名戰(zhàn)斗員控制，其他人員負(fù)責(zé)疏散人群和物資，避免造成不必要的人員傷亡和財產(chǎn)損失。(3) 供水裝備器材使用的可靠性能高消防車在火場供水的動力裝備是發(fā)動機(jī)和水泵，輸送裝備如消防水帶。在大型和特種火災(zāi)現(xiàn)場往往需要長時間大流量供水,此時消防車發(fā)動機(jī)長時間高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)以及消防水帶耐壓力沖擊的可靠性至關(guān)重要。在大型火場上很多國內(nèi)消防車不能適應(yīng)長時間大流量供水的需要。以2003年北京燕山化工廠火災(zāi)為例,大多國產(chǎn)消防車3 h5 h只能被迫退出供水車行列,而從國外引進(jìn)的CAFS消防車24 h后仍在正常供水運(yùn)行。4 結(jié)論4.1 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)研究的結(jié)果、創(chuàng)新點(diǎn)及意義（1）研究結(jié)果通過以上研究，壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)在撲救普通建筑火災(zāi)和高層建筑火災(zāi)無論