８６　广东化工　ⅥｎＶｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ　２０１５年第６期　第４２卷总第２９６期　

压缩空气泡沫灭火技术应用研究进展　白云，张有智　（第二炮兵工程大学６０３教研室，陕西西安７１００２５）　

Ｔｈｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ　Ａｉｒ　Ｆｏａｍ　Ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　

Ｂａｉ　Ｙｕｎ，Ｚｈａｎｇ　Ｙｏｕｚｈｉ　（６０３　ｔｈｅ　Ｓｅｃｏｎｄ　Ａｒｔｉｌｌｅｒｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　７　１００２５，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ　ａｉｒ　ｆｏａｍ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｆｉｒｅ　ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ　ａｉｒ　ｆｏａｍ　ｓｙｓｔｅｍ，ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａｄｖａｎｔａｇｅ，ａｎｄ　ｆｒｏｍ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ　ａｉｒ　ｆｏａｍ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｔｗｏ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ　ａ＿ｒ　ｆｏａｍ　ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ　ａｉｒ　ｆｏａｍ；ｆｏａｍ　ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ　ａｇｅｎｔ￣ｆｉｒｅ　ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ　

压缩空气泡沫（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ　Ａｉｒ　Ｆｏａｍ，ＣＡＦ）是指一种通过新　的方式产生的泡沫，它通过将一定比例的上ｊ三缩空气引入带压的泡　沫混合液中，进行混合以后生成灭火泡沫再经过管路输出。通过　这种技术产生的泡沫具有灭火效率高、防复燃性强、对环境友好　且适合大规模火灾的扑救等优点，和传统的吸气式泡沫技术相比，　压缩空气泡沫技术混合过程充分、均匀且用水量少，产生的泡沫　具有良好的润湿性、附着性和覆盖性，以及良好的热辐射阻隔能　力，由于压缩空气的引入增大了泡沫液的动量，大大提高了泡沫　的喷射距离。总之压缩空气泡沫系统在灭火机理上是一个重大的　突破，具有高科技、高效率、小型化、环保型的特点。…因此，　压缩空气泡沫技术备受全世界重视，成为当今国际火灾防护技术　的研究热点之一‘。　ｌ压缩空气泡沫系统的组成和工作原理　图１是压缩空气泡沫系统（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ　Ａｉｒ　Ｆｏａｍ　Ｓｙｓｔｅｍ，　ＣＡＦＳ）的示意图，它主要由泡沫溶液储罐、压缩空气源、混合腔、　泡沫输运管路等儿个组件构成，一端连接水源和压缩空气源，另　一端连接喷头。【２】其中泡沫溶液储罐为系统提供经过充分预混的　泡沫溶液供给，妇｛缩宅气源一般有两种方式：（１）高压气体瓶，（２）　空气压缩机，丰要作用是向系统提供压力　气，产生泡沫。混合　发泡系统是整个压缩空气泡沫系统的核心，主要作用是提供调整　泡沫最佳混合比率，以保证产生泡沫灭火系统所需的混合液ｐ　Ｊ。　图１压缩空气泡沫系统的组成　Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ　ａｉｒ　ｆｏａｍ　ｓｙｓｔｅｍ　ＣＡＦＳ采用高压气瓶或空气压缩机将空气、水和泡沫液按比　例压送至特制喷嘴，依靠压缩气体释压时的膨胀增速，利用混合　室和水带内气、液湍流的磨擦作用来产生精细泡沫。用这种方法　产生的泡沫既细小又均匀，具有用水量少，良好的热辐射阻隔能　力，良好的润湿性和灭火距离远等优点　Ｊ。　２压缩空气泡沫灭火技术　ＣＡＦＳ技术以其独特的优势取代　气泡沫灭火　Ｊ，成为世界各　国普遍关注并感兴趣的新技术。近年，由于环保、水资源保护等　问题越来越受到人们的重视，尤其是那些对火灾扑救附带特殊要　求的情境，如某些石油化工可燃性液体危险品火灾的扑救，因此，　近几年得到更为迅速的推广和应用。　２．１压缩空气泡沫灭火技术的装置　ＣＡＦＳ技术最早于起源２Ｏ世纪３Ｏ年代起源于德国．主要应　用于森林火灾的扑救。２Ｏ世纪４Ｏ年代，美国和英国海军在船舶　发电机房和油料舱中使用ＣＡＦＳ来扑救液体火灾。此时，ＣＡＦＳ　构成简单，应用受到限制。直到２０世纪８Ｏ年代，美国土地管理　局将轮转式空气压缩机、直射型泡沫比例混合器引入到ＣＡＦＳ的　设计中，确保了供气和供水连续不断，泡沫液的混合实现了更加　精确的自动化混合，为ＣＡＦＳ的广泛应用提供了技术基础。此后，　荚国、加拿大澳大利亚、德国等国家对ＣＡＦＳ应用技术和系统设　汁进行了多项基础及应用性研究。　随着ｃＡＦＳ产品的不断丰富和技术不断发展，国外许多学者　进行了特殊场所下ＣＡＦＳ灭火有效性的应用研究。如美国火灾管　理署ＵＳＦＡ对压缩空气泡沫扑灭建筑火灾进行了现场实验，以衡　量利用ＣＡＦＳ扑灭城市火灾的可行性；德国卡尔斯鲁大学模拟了　室内发生轰燃后，ＣＡＦＳ灭火的有效性；德国卡塞尔消防队模拟　了ＣＡＦＳ对于集装箱类火灾的灭火实验。这些研究表明，ＣＡＦＳ　不仅适用于市政建筑火灾的扑救，对于集装箱以及飞机场（库）等　ＡＢ类场所也具有适用性。　低倍数泡沫系统按设备安装方式分为固定式、半固定式和移　动式三类。　２．１．１车载压缩空气泡沫系统　压缩空气泡沫灭火设备及装有这种设备的泡沫消防　一直是　国外消防装备生产企业致力开发的代表２１世纪发展方向的重要　消防产品【”。１９５７年，丹麦首都哥本哈根市消防局首次开始使用　

压缩空气泡沫系统消防车【８】。我国于２０世纪９Ｏ年代引入ＣＡＦＳ　技术，公安系统的消防研究部门以着手研究国产化的ＣＡＦＳ设备　并取得了阶段性成果。随着压缩泡沫技术的发展以及国产Ａ类泡　沫的研制成功［９１，压缩空气Ａ类泡沫车在我国得到了长足的发展。　

压缩空气泡沫消防车的特点主要体现在方便、安全、高效、　环保四个方面。此外，压缩窀气泡沫消防车还具有单车火火效率　高，灭火强度大，用水量少、水渍损失小、环保犁好及供液垂直　距离高等优点。它可以装在任何车辆　…，还町装任　化等企业　的大、中、小型固定灭火装置上Ｉｌ　。　２．１．２便携式压缩空气泡沫系统　便携式压缩空气泡沫系统适用于快速出动、书ｕ期火灾及小规　模火灾的扑救Ｉ】　。主要是由泡沫剂罐、压缩空气瓶和泡沫枪组成。　其工作原理与车载系统基本相同。由于其使用携带灵活方便，因　此，对需要及时控制、延缓火势的发展起到关键作用。【Ｉ　适宜于　燃料库、产油设施及炼油厂、机场、军事基地、博物馆、图书馆　及艺术馆、采矿设施、港口等使用。　

【收稿日期】２０１５—０ｌ－２３　【作者简介】白云（１９９１．），女，河北阳原人，硕士研究生，主要研究方向为特种燃料安全防护。　２０１５年第６期　第４２卷总第２９６期　广东化工　

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２．１．３小型移动式压缩空气泡沫系统　小型移动式压缩空气泡沫系统灭火装置的设计是基于“气一　水ｌ两年１ｊ流压缩空气泡沫火火技术”的基础上，关键在于产生气水　混合火火介质和喷射灭火介质机构的设计，同时还要兼顾操作方　便，易ｔ携带，环保节能等特性。　结构组成和便携式基本相同，这类灭火系统一般是加装在普　通水罐消防车辆．ｋ，使其具备相应的功能，但与真正意义上的压　缩空气泡沫车辆相比仍存在相当大的差距。小型移动式压缩空气　泡沫系统灭火快速、高效、无毒、环保的特点正可适用于相对封　闭的空间内的火灾　。　２．１．４集成式压缩空气泡沫系统　集成式压缩空气泡沫系统是自带发动机驱动，集成空压机、　比例混合器、水泵、发动机和控制系统于一体。此系统主要应用　：高层建筑、地铁、隧道等封闭设施Ｉ　】，由于其一一些技术上的原　

因，离实际大规模的应用还需一段时间。但现在欧美一些国家也　开始将该系统应用到一些如军事设施、机场及地下设施中。【】　２＿２与ＣＡＦｓ结合使用的泡沫灭火剂　可　压缩空气泡沫系统结合使用的灭火剂分为Ａ类和Ｂ类　ｆ水成膜泡沫灭火剂。ＡＦＦＦ）ｉ”】。其中多用于Ａ类泡沫，故国内一　

般称之为“压缩空气Ａ类泡沫系统”。Ｉ１　研究表明，Ａ类泡沫结　合压缩空气泡沫系统使用时，可用于可燃、易燃液体火灾（Ｂ类火）　的扑救　】。　公安部天津消防研究所的包志明睇Ｕ＿将压缩空气泡沫系统与蛋　白泡沫火火剂结合使用以替代含ＰＦＯＳ口”的泡沫灭火剂，明确了　压缩空　ｔ蛋白泡沫的实际应用的有效性及其作为含ＰＦＯＳ泡沫灭　火剂替代技术的町行性Ｉ２　ｌ。本试验体现了：（１）证明了压缩空气蛋　白泡沫抑制非水溶性液体火的有效性。（２）证明了压缩空气蛋白泡　沫火火技术作为含ＰＦＯＳ泡沫灭火剂替代技术的技术可行性　。　（３１揭示出开发压缩空气泡沫系统专用泡沫灭火剂具有重要意义　［２　。泡沫灭火剂均是针对吸气式泡沫产生方式的特点而进行开发　

的【２　，考虑到压缩空气泡沫产生方式的特点以及由此带来的泡沫　稳定性提升和抗烧性能提高，开发适应此系统特点的专用泡沫灭　火剂必然可以获得更好的实际应用效果。　雎缩空气泡沫系统最初始目的是产生Ａ类泡沫，用于扑救Ａ　类火灾，适应火灾的范围小【２　。然而这种设备也可以用来产生Ｂ　类泡沫，只是绝大部分的火灾情况用压缩空气Ａ类泡沫来灭火就　町以了　。压缩空气Ｂ类泡沫在美国许多大型消防车上是和压缩　空气Ａ类泡沫同时存在的，但Ａ、Ｂ类泡沫混合后会发生反应，　凝结成胶状的物质会堵塞管路【２　，但通过研究【ｚ…，国外已成功的　将ＣＡＦｓ系统用于Ｂ类泡沫的消防车。经过大量的试验我们发现　【３　，当使用干泡沫（水气比为ｌ：２０）时，也可用于扑救和处理Ｃ　

类火灾和Ｄ类火灾【｜”，以及文物和图书馆火灾ｐ　，并且还可以用　于对热辐射的防护喷涂Ｌｊ　。　

３灭火方式　泡沫灭火系统按喷射形式不同【３　可分为液上喷射泡沫灭火系　统、液下喷射泡沫火火系统和半液下喷射泡沫系统。　液上喷射泡沫灭火系统是指将泡沫产生器产生的泡沫在导流　装置的作用下，从燃烧液体上方缓慢施加到燃烧液体表面上实现　灭火的泡沫系统【ｊ　。它有固定式、半固定式和移动式三种。液下　喷射泡沫灭火系统［３６１源于第二次世界大战，它是将高背压泡沫产　生器产生的泡沫通过泡沫喷射管从燃烧液体液面下输入，在泡沫　初始动能和浮力的推动下，泡沫到达燃烧液面从而实现灭火的泡　沫灭火系统。它分为固定式和半固定式两种。半液下喷射泡沫灭　火系统ｐ”只是少数儿个国家采用，它是将一轻质耐火软带卷存于　液下喷射管内，当使用时，在泡沫压力和浮力的作用下软带漂浮　到燃液表面使泡沫从燃液表面施放出来实现火火。它主要为水溶　性液体设计的，由于其结构比液下喷射泡沫灭火系统复杂，一般　不将其『ｆＪ于非水溶性液体。　液卜喷射泡沫灭火方式比液上喷射方式更为安全可靠Ｌ３　，具　有优异灭火性能的压缩空气泡沫灭火技术具有液下喷射的潜在可　能性。公安部天津消防研究所通过设计的模拟油罐试验装置，对　液下喷射氟蛋白泡沫穿过全汽油层灭火的效果进行了评估。结果　表明，液下喷射压缩空气氟蛋白泡沫控制油罐火灾具有技术可行　性和安全可靠性，控、灭火效果良好。　综上所述，压缩空气泡沫技术已经取得了重要的进展，并可　应用ｒ多种火灾的扑救，显示出成本低和耗水量少等明显优点。　然而国内关于压缩空气泡沫技术的基础研究，特别是在新型泡沫　介质的研制、灭火有效性及其灭火机理等方面的研究仍相对很少。　通过进一步完善ＣＡＦＳ技术和开发研制与压缩空气泡沫系统相配　套的泡沫灭火剂，可以使得ＣＡＦＳ技术在石油工业、化学工业、　军事工业，尤其是在高大建筑、物品库和飞机库，发挥出令人满　意的作用。