压缩空气泡沫消防车的灭火能力分析

压缩空气泡沫消防车的灭火能力分析（一）水平供灭火剂能力。常规消防车水带远距离供水时,随着水带的长距离铺设和水流量的磨擦必然有压力损失，这就造成了在火灾现场压力不足，救火效力大大折扣。为了维持远距离火场消防水枪的喷射压力和流量的需求,常规消防车必须在高负荷工况下运行供水。即使如此,其远距离供水的能力也是有限的。以消防车采用80型有衬里消防水带作为供水主管线供2支65型水枪(流量为15L/S)为例,在500m距离上水带阻力为0.845MPa,要维持水枪在0.35MPa额定压力的喷射,水泵供水压力必须达到1.2MPa对于常规消防车,上述远距离供水工况已经达到极限。压缩空气泡沫消防车是将压缩空气泡沫在消防水带中远距离输送,这种形式使得沿程磨损变得微乎其微。根据以色列军方测试结果,CAFS在消防水带中输送距离为600米时,水枪喷射压力和系统输出压力几乎相等。这样一来，如果在火灾现场需要大流量供水时而傍边又没有充足的水源时，用这一先进装备来进行远距离供水效果是非常好的。压缩空气泡沫消防车和常规消防比较起来，优势就显的非常突出，也体现了压缩空气泡沫消防车这一先进装备配备消防队的实用性。压缩空气泡沫消防车也可增强主战消防车的水平供水能力。目前,我国消防队配备的主战消防车合理配置水泵的供水量为40L/S,可以供1门移动式消防炮(32型泡沫炮或40型水炮)或者同时供给5支65型消防水枪(7.5L/S)。大型火灾现场往往需要更多的消防水枪、炮同时进行直接灭火和对周围目标的冷却保护,此时就需要更多辆主战消防车同时供水。（二）垂直供灭火剂能力。高层建筑本身一般都具有较高的耐火等级，但由于建筑高、结构复杂、功能繁多、人员集中、设备密集、内部装修和放置的可燃荷载大，给火灾扑救和人员疏散带来了很大困难，一旦发生火灾，容易造成大量人员伤亡、重大经济损失和严重社会影响。高层建筑火灾的特点是由它的基本特征和设备特点所决定的，高层建筑的高度高，层数多，功能复杂，设备繁多，竖向管道井多，因此在扑救这类火灾中往往会遇到很多问题，如水带的铺设问题、供水问题，特别是消防供水的问题显得尤为突出。在高层建筑火灾的扑救中，传统的消防车已经很难适应灭火的需要，主要原因是无法将水源运送到火灾现场，一个原因是水压通常不足,另一个原因则是水带打折截阻水流,而CAFS消防车正好可以克服这些困难，它满足向高层建筑供水的三个必要因素：（1）水泵供水压力：CAFS消防车的应用将显著改变消防车供水的负荷。在一般情况下,以泡沫形态喷射时水泵的供水量不超过20L/S,供水压力不超过1.0MPa,此时水泵转速不超过2500r/min,发动机转速不超过1800r/min(常规为2150r/min左右),消防车在低负荷的工况条件运行,显然提高了可靠性和寿命。使用水枪喷射压缩空气泡沫时,消防水带中呈气-混合液两相流体,湿泡沫时水枪进口压力不超过0.15MPa,干泡沫时水枪进口压力不超过0.02MPa。消防水带承受的压力如此之低,其中压缩空气的体积可缩性也避免了压力剧变时对消防水带的水锤冲击,保证了供水输送的可靠性。（2）水带的沿程阻力：在向高层建筑供水时,消防车的供水压力必须满足水枪喷射压力、位差以及沿程阻力三者之和的要求。除了上述沿程阻力降低的因素之外,由于压缩空气泡沫在水带中的比重仅为水的1/2以下,水带内80%为空气，减小了与水带的摩擦，且重量轻，重力势能小，水带压力损失小，水带打折两三处也照样出水,不像使用传统泡沫系统时,一遇到水带打折,前面水枪就无法出水,每次持喷枪的战士要调整位置时,起码需要一个战士帮忙抬水带,来跟着移动水带,另外尚需要一个战士调整所有打折之处,以利出水。根据以色列军方测试结果,CAFS在消防水带中输送距离为600米时,水枪喷射压力和系统输出压力几乎相等。（3）垂直供水距离：在向高层建筑供水时，压缩空气泡沫消防车喷射出的空气泡沫和常规消防车喷射的灭火剂两者相比较，空气泡沫显然比普通灭火剂要有明显的优势，我国常规消防车垂直供水距离为50米，如果采用80mm水带垂直供水，压缩空气泡沫消防车供泡沫的距离至少可以达到100米；如果采用65mm水带垂直供水，压缩空气泡沫消防车供泡沫的距离至少可以达到150米。压缩空气泡沫消防车一般采用40mm水带，也就是说它的垂直供泡沫距离将会更高。（三）冷却能力。在火灾的扑救过程中,对火源周围建筑物进行冷却和隔热保护是为了更大的减少火灾损失。特别是在大中型火灾的冷却隔热保护过程中,消耗的水量大于直接灭火所需的水量。常规隔热冷却保护,是用水枪(或水炮)不断向被保护目标喷水,但这一过程中水的有效利用率是很低的,绝大部分的水喷射至目标表面后流淌至地面而不能参与上述吸热过程,参与吸热冷却的仅占全部冷却喷水量的5%～10%。CAFS形成的干泡沫具有较高的泡沫倍数和稳定性。在扑救油罐火灾的过程中，冷却这一环节是非常重要的，主要是防止油罐发生爆炸和火势的蔓延扩大给灭火战斗带来不必要的损失。下面就以油罐火灾为例来体现压缩空气泡沫消防车的冷却能力。对着火罐冷却时采用湿泡沫进行全周长冷却，主要考虑到着火罐受热辐射影响罐体温度较高，如果用水冷却，由于水的流动性较快，大部分水不能够有效利用而流失掉。而用湿泡沫冷却着火罐，泡沫本身有一种能降低水的表面张力的能力,压缩空气泡沫含有大约30%的水分和70%的空气,附在泡沫上的水分在快速通过火的时候,大部分都能达到吸热降温的灭用而剩下的水分则依附在泡沫上,随着泡沫黏附材料的特性,再慢慢释放出溶液,继续发挥它的吸热降温灭火作用,而大大地减少了水的浪费流失。对邻近罐的冷却采用干泡沫进行半周长冷却，压缩空气泡沫消防车形成的干泡沫可以附着在被保护的临近油罐表面形成一层稳定的泡沫层,且可以垂直挂在罐壁上停留在被保护的临近油罐表面形成一层稳定的泡沫层,且可以垂直挂在罐壁上停留一定的时间，能有效的起到阻燃保护作用。对罐体喷射一次泡沫以后便可以停止喷射，待泡沫快被蒸发掉后再进行喷射，大大节省了水资源。由于泡沫中的空气的良好隔热能力,与单一的水相比则显著提高了隔热冷却效果。并且干泡沫可以覆盖油罐顶端的呼吸阀，避免火源与油品蒸发出来的可燃气体接触而引发更大火灾。当对着火罐和邻近罐的冷却达到一定的效果后，实行灭火战斗总攻时，就可利用干泡沫对着火罐进行灭火。由于该系统提供大冲量泡沫,穿过火焰在燃料表面形成覆盖层,从而减少了火焰热量向燃料表面的反馈，减小对泡沫的破坏，且喷出的泡沫分布均匀,能有效覆盖燃料的表面而达到灭火的目的。