液上泡沫产生器(泡沫及喷射器具介绍)

Posted 2023-06-01

篇首语：我们要像海绵一样吸收有用的知识。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了液上泡沫产生器(泡沫及喷射器具介绍)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

液上泡沫产生器(泡沫及喷射器具介绍)

针对部分消防救援人员及企业专职消防队队员对泡沫及其喷射装具存在概念不清、辨识不准的情况，结合近期的学习，收集整理了相关资料，汇总出泡沫灭火剂、泡沫灭火装具相关基本知识。专业的词在用专业的词语解释的同时，加入了一些自己的理解，供大家参考。

一、泡沫灭火剂

（一）首先介绍几个基本概念

1、泡沫灭火剂：是扑救可燃易燃液体的有效灭火剂，它主要是在液体表面生成凝聚的泡沫漂浮层，起窒息和冷却作用。

灭火原理：泡沫喷射在着火液体上后，能浮在液面起覆盖作用。泡沫是热的不良导体，有隔热作用，又具有吸热性能，可以吸收液体的热量，使液体表面温度降低，蒸发速度减慢；另一方面，泡沫之间有一定的粘性，阻止液体蒸汽穿过，使液体和燃烧区隔绝，当液体完全被泡沫覆盖之后，得不到可燃蒸汽的补充，火焰被迫熄灭。这也是为什么水和泡沫不能同时使用灭同一处火灾的原因所在（因为直流水会破坏泡沫的覆盖层）。

另外，泡沫灭火剂不适用于扑救金属火灾、遇水燃烧或爆炸物质的火灾、带电设备的火灾（注意，中级可能会考哦）。（虽说叫泡沫灭火剂，但毕竟含了很多水）

2、泡沫液：也可叫做泡沫原液或泡沫浓缩液，可按适宜的浓度与水混合形成泡沫溶液的浓缩液体。

3、泡沫混合液：也可叫做泡沫溶液，由泡沫液与水按规定浓度配制成的溶液（针对油烃类火灾，泡沫混合液只有冷却效果，没有灭火功效）。

4、发泡倍数：泡沫液按规定比与水混合制成混合液，混合液产生的泡沫体积与混合液体积的比值称发泡倍数。按发泡倍数（可理解为膨胀率）不同，泡沫灭火剂可分为低倍数泡沫灭火剂、中倍数泡沫灭火剂、高倍数泡沫灭火剂。

低倍数泡沫发泡倍数 n<20倍；中倍数泡沫发泡倍数 20 倍≤ n<200倍；高倍数泡沫发泡倍数n≥200倍。

5、析液时间：是衡量泡沫稳定性的一个指标。指一定质量的泡沫自生成开始，到析出混合液的时间。常用到25%和50%析液时间，指的是析出25%和50%质量的混合液时间。（析液时间长的灭火剂稳定性好，但流动性相对较差，灭火效率低；相反析液时间短流动性好，但不够稳定，泡沫容易消失。泡沫生成需要经历一个由较小的气泡合并为较大的气泡的过程，泡沫膜逐渐增厚，由于重力作用，泡沫膜部分液体就会流到气泡下方，到一定重量时，液体便脱开气泡析出，气泡不断合并）

6、非水溶性、水溶性：简单来讲，将液体分别和水混合，静置后分层的是非水溶液，不分层的是水溶液。但严格来讲，所有液体都有一定的溶水性，只是溶解度有高有低。我们通常将烃类液体视为非水溶性液体，常见的有原油、汽油、煤油、柴油、笨等，而将甲酸、酒精、乙醇等易溶于水的称为水溶性液体。现在还有一种叫乙醇汽油的，也属于水溶性液体。

7、泡沫校验：也称验证泡沫。泡沫液与水混合成泡沫混合液，经水带、泡沫喷射装具向外喷出，喷射出来的液体先后顺序分别为“水、混合液、泡沫”（因为泡沫消防车泵启动后，先出水，带动泡沫液罐液体吸出，混合后液体再经泡沫枪喷出，故这一阶段先出水，后出混合液，出的混合液也是由差变好的过程；同时在这期间，枪体吸气口形成负压，并吸入空气，与不断流经管路的混合液混合，形成初始泡沫，当这一过程稳定后，泡沫将不断喷出，故最后出的才是泡沫），这一校验过程一般不超过1分钟，在我支队2021年7月份的化工灭火救援培训中，这一过程往往在30秒以内完成（液体从泡沫喷射装具喷嘴喷出至形成连续不断泡沫的时间，如果从车辆出液算起，时间会更长一些，这与水带铺设长度等因素也有关系）。泡沫校验的目的是避免前期喷出的水、混合液直接进行灭火，破坏原有的泡沫保护层或引起火势的进一步蔓延扩大，要让真正的泡沫去灭火，提高灭火效能。

（二）A类泡沫灭火剂与B类泡沫灭火剂

泡沫灭火剂按照使用场所和特点可分为A类和B类泡沫灭火剂。

1、A类泡沫灭火剂：主要适用于扑救A类（固体物质）火灾的泡沫灭火剂，同时也可以用于扑救非水溶性液体火灾。相对于B类泡沫灭火剂，A类泡沫灭火剂强调润湿功能和隔热防护性能，而且比普通B类要贵。

A类泡沫灭火剂主要应用在压缩空气泡沫系统中。通过比例混合装置与水混溶后，形成泡沫混合液（泡沫溶液），泡沫混合液通入一定比例的压缩空气，撞击混合后产生泡沫。

压缩空气泡沫系统（CAFS），是能在一定压力范围内压入适量的空气至泡沫液中，以形成各种发泡倍数和不同状态泡沫的泡沫产生系统。压缩空气泡沫系统的典型应用是压缩空气泡沫消防车（主要装备水罐和泡沫液罐，通过压缩空气泡沫系统喷射泡沫灭火的消防车）。需要说明的是：压缩空气泡沫（A泡）为高倍数泡沫，发泡率高，通常配比只有0.2%~0.5%，压缩空气泡沫浓缩液用量仅为普通泡沫液的1/10。

2、B类泡沫灭火剂：可分为水溶性泡沫灭火剂（如蛋白泡沫灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂、轻水泡沫灭火剂等）和抗溶性泡沫灭火剂（如凝胶型抗溶泡沫灭火剂、水成膜抗溶泡沫灭火剂、氟蛋白抗溶泡沫灭火剂等）。抗溶性泡沫灭火剂是主要用于扑救水溶性液体的灭火剂，因为这种灭火剂加入了不溶解于水的有机金属络合盐（如脂肪酸锌皂），它能均匀的分布在泡沫壁上，在醇类物质表面形成一层胶膜，有效的防止水溶性溶剂溶于泡沫中的水，保护了泡沫，使泡沫能够牢固地覆盖在溶剂液面上，起到灭火作用。（大家闻的比较臭的一般为蛋白泡沫液，因为用的多为动物蛋白，水成膜的相对不臭，用的合成蛋白。抗溶性泡沫保质期只有两年，价格是普通泡沫的3-4倍。这里对各类泡沫成分、性质不做详细介绍）

拓展：实战中应急使用，如果发生水溶性液体火灾，又没有抗溶性泡沫的情况下，可利用普通B类泡沫。若所载泡沫液为3%型，则将泡沫比例混合器调为6%（自动泡沫比例混合器显示屏上的比例），若所载泡沫液为6%型，则将泡沫比例混合器调为8%，使用此方法，供液时间将会减半（因为你的泡沫液用超标了）。

（三）低倍数、中倍数、高倍数泡沫灭火剂

前面讲了低、中、高倍数泡沫灭火剂的区分，下面说下适用范围。

1、低倍数泡沫灭火剂：主要通过泡沫的遮断、窒息、冷却作用，将燃烧液体与空气隔离实现灭火。大部分泡沫灭火剂都属于低倍数泡沫灭火剂。通常用的低倍数泡沫发泡倍数在6~8倍，低于4倍的就不能再用了（因为倍数越低，越接近于水，而且这里的6倍，和6%型泡沫液里的6不是一个概念）。

2、中倍数泡沫灭火剂：中倍数泡沫灭火机理取决于其发泡倍数和使用方式，当以较低的倍数用于扑救甲、乙、丙类液体流淌火灾时，其灭火机理与低倍数泡沫相同；当以较高的倍数用于全淹没方式灭火时，其灭火机理与高倍数泡沫相同。这么说，大家可能会觉得中倍没什么特点，中倍数泡沫灭火剂要和中倍数泡沫发生器联用，在供给强度相同时灭火时间要比低倍数泡沫短很多，适用于地上油罐的液上灭火和地面流淌火。

3、高倍数泡沫灭火剂：以少量高倍数泡沫液和水，按一定比例混合后，再通过高倍数泡沫发生装置，吸入大量空气，把混合液吹成许许多多的灭火气泡（关键词：大量空气、吹成。下面会介绍高倍数泡沫发生器，大家可以看下装置特点）。主要适用于扑救火源集中、泡沫容易堆积场合的火灾，如船仓、油池、地下建筑、室内仓库、矿井巷道、电缆沟、机场设施、LNG、乙烯、丙烯等低温液体泄漏或火灾，油槽、计量槽、密闭泵利用固定设施打半淹没、全淹没。

（四）3%型和6%型泡沫灭火剂

3%型泡沫灭火剂主要用于固定泡沫灭火系统，主要针对初期火灾，油温不高，波及不广，相对易控制的火情。（泡沫液与水的混合比为3:97）

6%型泡沫灭火剂主要用于移动消防力量，主要针对难控火灾，油温比较高时，相对3%型泡沫壁厚、抗烧性好。（泡沫液与水的混合比为6:94）

（五）为什么在灭火过程中泡沫灭火剂要统型

由于多种类型的泡沫灭火剂的联用会产生灭火效能降低的问题（原因是各种添加剂的性质是不一样的，有些离子带正电，有些离子带负电，混合使用之后容易发生反应，降低灭火剂的活性，造成1加1小于2，甚至等于0的效果）。故我支队目前车载及库存泡沫均为水成膜泡沫灭火剂，辖区25家企业专职队均在建站时被要求配备水成膜及抗溶性水成膜泡沫灭火剂（一般单位库存不低于12吨，化工单位不低于20吨），实现辖区泡沫灭火剂全部统型（为什么选用水成膜泡沫灭火剂，因为与其他泡沫相比，其延展性、流动性更好，储蓄时间长，对泵、罐体、装置腐蚀性相对小，可进行强释放）。

水成膜泡沫灭火剂和抗溶性水成膜泡沫灭火剂标识。

6% A F F F（水成膜） / A R（抗溶）。泡沫桶标识仅有A F F F，代表装载水成膜泡沫灭火剂；泡沫桶标识为A F F F/ A R，即代表抗溶性水成膜泡沫灭火剂。

二、泡沫灭火装具

（一）各类器具介绍

泡沫管枪：

2、泡沫钩管：又称空气泡沫钩管，是一种移动式泡沫灭火装具，用来产生和喷射泡沫，主要扑救油罐火灾，在池火和围堰火扑救中也有所应用。主要型号PG16型，工作压力0.5mpa，混合液流量16L/s，重量一般在14至17kg，长度3.5m至4m。一些钩管设计不够合理，有的无吸风（气）孔、有的无变径（上下一般粗，生成泡沫后，泡沫会由少变多、泡沫壁会由小变大，由于管径不变，随着泡沫的行进，泡沫壁会因膨胀相互挤压、破碎，导致最终发泡效果不佳），目前较为理想的是五节变径钩管。

（普通泡沫钩管）

（标准五节变径钩管，此图来自2021全国化工培训班）

3、中倍数泡沫发生器：移动式中倍数泡沫发生器主要有手提式、肩背式和推车式三种。常见的有手提式中倍数泡沫发生器、AB类泡沫比例混合器（肩背式）和暴雪中倍数泡沫炮（推车式）。在“三叠加、三梯次”泡沫灭火战法中，利用此装具使低倍泡沫打出中倍效果，但不作为灭火使用，因为不抗烧（毕竟不是中倍），主要用于推动低倍数泡沫前进并增加厚度，进行二次覆盖，冷区补位，防止复燃。

中倍数泡沫发生器的特点是都带有网格。网格的作用是将泡沫混合液进一步分隔成泡沫，使泡沫粒径小，密度大，延展性好。

（1）手提式中倍数泡沫发生器

支队目前没有，不做介绍。

（手持式中倍数泡沫发生器）

（2）AB类泡沫比例混合器（自吸式中倍数泡沫枪）：基本上各消防救援站都有。该装置是一种多功能自吸式泡沫喷射器，使用0.1%~1%的A类泡沫液可喷灭A类燃料引起的火灾。使用3%~6%的B类泡沫液可喷灭非水溶性液体火灾。由泡沫液罐，自吸式低、中倍数泡沫混合器与消防枪组成。配有3个枪头，具有中倍数泡沫、低倍数泡沫和直流等3种喷射方式。有0.1%~0.5%,1%,3%,6%泡沫混合比例可调整。0.7MPa≥额定工作压力≥0.5MPa。额定工作压力下，射程：直流≥13m，低倍数泡沫≥10m，中倍数泡沫≥2m。额定工作压力下，额定流量≥40L/min。适用于扑救小面积、初期火灾。

（3）暴雪泡沫炮（中倍数泡沫炮）

PPY40D型暴雪泡沫炮是我支队正在普遍使用的中倍数泡沫发生器，水流量40L/s，中倍泡沫流量96000L/min，中倍泡沫射程45~50米，输出最高压力0.8mpa，泡沫消耗1.8L/s。该器具特点是有三个喷嘴，混合液在一定的压力下进入发生器喷嘴，其中边上的两个喷嘴以雾化或小粒子的形式快速大量的喷向发泡网，形成中倍数泡沫;中间的喷嘴以吸气的方式不经过发泡网直接喷出泡沫，三个喷嘴喷出的泡沫最终合并向前射出。中间的喷嘴主要起到提高射程的作用，在支队培训过程中发现，当压力较低时(小于0.35Mpa),会看到明显的三股泡沫流(中间长，两边短)，该类型中倍数泡沫发生器不适合用于“三叠加、三梯次”泡沫灭火战法中，适合中远距离灭火使用。

（PPY40D型暴雪泡沫炮）

（三股分流，两边泡沫倍数大）

（PPY40D两边喷嘴）

4、高倍数泡沫发生器：大致可分为四类，简易高倍数泡沫发生器、水力驱动高倍数泡沫发生器、发动机驱动高倍数泡沫发生器、电动机驱动高倍数泡沫发生器。用于喷射高倍数泡沫灭火剂。

（三叶片）

在“三叠加、三梯次”泡沫灭火战法中，主要用于补位和增加泡沫的厚度，达到窒息灭火效果。

高倍数泡沫发生器在中倍数泡沫发生器网格的基础上加装了送风管扇（高倍数泡沫发泡比高，只利用文丘里管的方式不能解决问题，通常设置风机），在风力作用下，使泡沫粒径变大，密度变小，堆积高度，使延展性变弱，打出高倍淹没效果。

5、泡沫炮：又称空气泡沫炮，按操纵方式分手动型、电动型和气动型。使用泡沫灭火，需要加装泡沫发泡管，未加装只能进行强释放。

（二）固定、半固定泡沫灭火系统

1、固定泡沫灭火系统：由固定的泡沫液消防泵、泡沫液贮罐、泡沫比例混合器（装置）、泡沫混合液的输送管道、泡沫产生装置、火灾探测与启动控制装置及控制阀门等系统组件组成，并与给水系统连成一体。当火灾发生时，先启动消防泵、打开相关阀门，系统即可实施灭火。固定式泡沫灭火系统的泡沫喷射方式可采用液上喷射和液下喷射方式。（即固定的系统，由企业进行控制，无需水带连接，一般固定设施采用的为3%型泡沫灭火剂）

2、半固定泡沫灭火系统：半固定，意思就是相对固定系统来说，该系统有一部分为固定式，可及时启动，另一部分是不固定的（或者说这部分压根就没有，需要移动消防力量去补充），发生火灾时，要由移动消防力量进入现场将相关装备、灭火剂与固定设备相连组成灭火系统灭火。主要有两种形式：一种为设有固定的泡沫产生装置，泡沫混合液管道、阀门。当发生火灾时，泡沫混合液由泡沫消防车或机动泵通过水带从预留的接口进入。另一种为设有固定的泡沫消防泵站和相应的管道，灭火时，通过水带将移动的泡沫产生装置（如泡沫枪）与固定的管道相连，组成灭火系统。（由消防车及水带与固定的泡沫产生器相连接或由固定的泡沫站及消防水带、泡沫管枪或钩管等组成的泡沫灭火系统）

（三）发泡原理

利用文丘里管原理。文丘里管是先收缩后扩大的管道，是一种真空发生装置。水流或泡沫混合液从文丘里管的入口进入，通过收缩的喷口喷出，流速加快，在喷口的出口后侧形成负压区，可以吸附泡沫液或空气，形成泡沫混合液或泡沫。

（四）释放问题

移动力量使用泡沫灭火剂，如果给的压力过大（一般为0.7mpa以上），会导致液体流速过快，吸空气量不足，喷射出来的就是混合液，如果压力过小（一般为0.2mpa以下，含低中高喷射装具），会导致负压不足吸不上泡沫。

泡沫产生装具按吸气形式可分为三种类型：

1、完全吸气型：包括固定式泡沫产生器（吸气），分为罐壁式和浮盘边缘式两种，主要用于快速扑救初期火灾。初期火灾热值不高，产生器距离火源近，不考虑防护与距离，泡沫产生效果90-95%。

2、半吸气型：包括泡沫管枪、泡沫钩管，主要用于扑救流淌火、池火。喷射距离通常不远（缓释放），泡沫产生效果70-80%。

3、非吸气型：包括移动炮、车载炮、臂架炮，主要用于装置立体火灾和防火堤池火攻坚扑救。通过二次撞击达到发泡效果（强释放），泡沫产生效果30%。

缓释放：主要指带有吸气（网格、风扇）功能的泡沫喷射器具在一定的压力下（一般不超过器具额定压力的2/3）向着火液体喷射泡沫的释放方式。用于中、近距离作战。

强释放：主要指不具有吸气功能的泡沫喷射器具喷射出的泡沫混合液经过二次撞击（喷射至罐壁、装置上）吸入空气产生一定泡沫量的释放方式。适用于远距离作战。

正确的释放方式是发挥泡沫最佳效能的基础技术。

（泡沫效果）

三、泡沫比例混合器

泡沫比例混合器是泡沫灭火系统的"神经中枢",利用文丘里原理安装在消防泵旁路，比例器的进口与消防泵的出口链接，出口接入消防泵的进口，形成环路。

按泡沫液加入的方式不同划分为正压式泡沫比例混合器和负压泡沫比例混合器。负压式比例混合器，可一边外吸泡沫液一边出泡沫。

（环泵（负压）式泡沫比例混合器原理）

（一）自动、手动泡沫比例混合器

按泡沫液比例调节方式不同划分。

1、自动泡沫比例混合器：可根据需要自动调节泡沫比例。有1%~8%、1%~10%、3~6~8%等类型。

（全自动式）

2、手动泡沫比例混合器：用手柄调节，需根据释放器混合流量要求调节，对准释放器所需相应的刻度“8-16-24-32-48-64”（喷射器具泡沫混合液流量对应值）或“25-50-100-150-200-300”（喷射器具泡沫流量对应值），绝对不能将刻度指示放在标定刻度的中间。

（以上手动式比例混合器）

（二）实际应用

1、车载炮。使用车载炮释放泡沫，应根据作战要求强释放（直流）或缓释放（带泡沫炮头）控制泵浦压力，查看车载炮额定混合流量或车载炮型号（如车载炮额定流量48。即混合液流量48L/s，48×6.25=300L/s的泡沫产生量），手动泡沫混合器标定泡沫混合液流量为48L/s，刻度指示调节为48（如若是泡沫流量对应值，就调至300），绝不能任意调节，保障释放器负压吸气量。

2、单/双干线

以PQ8泡沫管枪为例，标定泡沫混合液流量为8L/s。8L/s×6.25=50L/s的泡沫产生量（如果PQ16，16L/s×6.25=100L/s的泡沫产生量），刻度指示调节为8；如手动泡沫比例混合器最小刻度为16，车辆配置只有2把PQ8泡沫管枪，驾驶员应根据作战要求将刻度指示调节为16，并告诉班长采取双干线2个PQ8泡沫管枪或前端分水器双干线2个PQ8泡沫管枪出液灭火（保障释放器对应吸气量）。以上针对车载6%型泡沫液，如果是车载3%型，则减半（现在基本上车载都是6%型，这一条仅作为了解）。

四、泡沫灭火剂用量相关计算公式

（一）泡沫量计算：Q=Aq

Q为储罐（油池、流淌火）灭火需用泡沫量，L/s。

A为储罐（油池、流淌火）燃烧液面积，㎡。

q为泡沫供给强度，L/s·㎡。

（二）泡沫枪（炮、钩管）数量计算：N=Q/q

N为扑灭储罐（油池、流淌火）需用的泡沫枪（炮、钩管）的数量，支。

Q为储罐（油池、流淌火）灭火需用泡沫量，L/s。

q为每支泡沫枪（炮、钩管）的泡沫产生量，L/s。

为储罐（油池）灭火需用泡沫枪（炮、钩管）的数量，支。

扑灭液体流淌火需用的泡沫枪（炮）的数量，支。

（四）泡沫液使用时间估算。

车载6%泡沫液量（吨）	用水量（吨）	PQ16型泡沫枪1支，额定流量（L/s）	车载泡沫液全部用完时间（min）
0.2	3.2	16	3.5
0.5	7.9	16	8.7
1	15.7	16	17.3
2	31.4	16	34.7
4	62.7	16	69.4

如果用两支PQ16型泡沫枪，则时间减半。

综上，在用泡沫灭火剂灭火时，如果出现打出来的泡沫效果不佳、灭火效能不好，可能是因为以下几种原因引起。

1、泡沫比例混合器调节有误；

2、压力过大或过小；

3、析液时间不足；

4、验证泡沫时间不足；

5、泡沫灭火剂与泡沫喷射装具选用不相对应；

6、泡沫过期（水成膜泡沫灭火剂有效期8年，其他类型的基本都在2年左右)；

7、泡沫液管路堵塞（由于不及时清理或清理不当引起）；

8、泡沫喷射装具不符合要求（山寨货）；

9、人为操作问题（如泡沫管枪开关调节方向错误，泡沫钩管在使用过程中遮挡住了吸气口）。

“巧妇难为无米之炊”，初中时政治课上经常讲，考试也会经常考的一句话，讲的是生产力与生产关系之间的联系，表明生产关系对生产力具有能动的反作用，虽然目前化工类火灾对于部分支队辖区来讲仍然是少数，但相关装备器材宁可买来不用，也不能用时没有，做到居安思危，常备无患。

以上对泡沫灭火剂及泡沫喷射装具基本情况进行了说明，对文中涉及的“三叠加、三梯次”泡沫灭火战法、高倍数泡沫全淹没及半淹没战法在这里不进行阐述。如有不足之处还望各位领导、专家、同事批评指正，如需补充或更正的请在下面留言，大家一起交流探讨。下期，将针对煤化工灭火救援工作和大家一起交流学习。

来源丨昌吉州消防救援支队作战训练科编制、橙色救援