概述
泡沫灭火系统（以下简称泡沫系统）主要由消防水泵、泡沫灭火剂储存装置、泡沫比例混合装置、泡沫产（发）生装置及管道等组成。它是通过泡沫比例混合器将泡沫灭火剂与水按比例混合成泡沫混合液，再经泡沫产（发）生装置制成泡沫并施放到着火对象上实施灭火的系统。泡沫体积与其混合液体积之比称为泡沫的倍数，按照系统产（发》生泡沫的倍数不同，泡沫系统分为低倍数泡沫灭火系统（以下简称低倍泡沫系统）、中倍数泡沫灭火系统（以下简称中倍泡沫系统）、高倍数泡沫灭火系统（以下简称高倍泡沫系统）。
低倍泡沫系统被广泛用于生产、加工、储存、运输和使用甲、乙、丙类液体的场所，并早已成为甲、乙、丙类液体储罐区及石油化工装置区等场所的消防主力军。
高倍、中倍泡沫系统是继低倍数泡沫系统之后发展起来的泡沫灭火技术。
八十年代，我国开发了高倍数泡沫灭火剂和系统设备，九十年代颁布了《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》，高倍泡沫系统在我国得到了一定的推广。
本章主要是依据现行国内外相关标准、规范及有关灭火试验编写的，包括泡沫灭火剂、泡沫系统类型与选择、泡沫系统设备、储罐区低倍泡沫系统设计、泡沫喷淋系统与泡沫-水喷淋系统设计、泡沫炮系统设计、高倍与中倍泡沫系统设计、泡沫系统使用与维护等方面内容。它不能代替“规范”使用，当设计泡沫系统时，应根据国家现行标准、规范进行。
第一节泡沫灭火剂
1．1泡沫灭火剂的由来与发展
泡沫灭火剂的发展始终贯穿于泡沫灭火技术的发展，泡沫灭火剂的沿革从一个侧面记载着泡沫灭火技术的发展轨迹，所以了解泡沫灭火剂的发展史，有益于我们了解或掌握泡沫灭火技术。
19世纪，随着石油工业的发展，石油及其产品的火灾频频发生，传统灭火剂- 水对其无能为力，所以从19世纪末人们就致力开发扑救液体燃料火灾的方法和灭火剂。1900年劳兰特发明了由硫酸铝水溶液与碳酸氢钠及皂角草素水溶液发生化学反应而产生化学泡沫的灭火方法，在此基础上，1925年厄克特研制出了干法化学泡沫，在工业上得到了应用。1937年萨莫发明了用天然蛋白质水解制取蛋白泡沫灭火剂的方法，泡沫灭火技术得到了里程碑式的发展，1939年德国的戴姆勒又研制出了金属皂型抗溶蛋白泡沫灭火剂。1954年英国的艾斯诺和史密斯发明了高倍泡沫灭火剂。为了安全，在二次世界大战期间，英国用蛋白泡沫进行油罐液下喷射
泡沫灭火试验，因蛋白泡沫疏油性差而未成功，出于技术需要开始研制
新的泡沫灭火剂。美国获取英国的试验信息后也进行了该项技术的研究，1964年图夫等人率先以氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂为基料成功研制出了普通水成膜泡沫灭火剂，该泡沫灭火剂表现出了灭火快、储存时间长及对灭火设备适应性强等卓越性能，被世界各国所认可。1965年英国ICI公司采用向蛋白泡沫灭火剂中添加氟碳表面活性剂的手段开发出了氛蛋白泡沫灭火剂，克服了蛋白泡沫灭火剂的缺点并将灭火效力提高了一倍。1972年美国人奇萨在普通水成膜泡沫灭火剂的基础上，添加了一种抗醇的高分子化合物，制成了抗溶水成膜泡沫灭火剂（AFFF／AR），也称多用途水成膜泡沫灭火剂。70年代末英国Angus公司以水解蛋白为基础，通过添加适宜的氟碳表面活性剂研制出了成膜蛋白泡沫灭火剂。
我国60年代前以化学泡沫为主，60年代后才出现了蛋白泡沫，70年代研制出了氟蛋白泡沫，此后又对蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂的生产配方和工艺进行了改进，并陆续研制出了普通水成膜泡沫和抗清水成膜泡沫、合成抗溶泡沫、抗溶氟蛋白泡沫、高倍泡沫、成膜氟蛋白泡沫和抗溶成膜氟蛋白泡沫等泡沫灭火剂。
世界各国均已淘汰了化学泡沫，并且扑救石油灭灾主要使用氟蛋白泡沫灭火剂和水成膜泡沫灭火剂。由于水成膜泡沫灭火剂中氟碳表面活性剂在生产和使用环节上存在环保问题，美国3M公司已于2000年5月停止生产其水成膜泡沫灭火剂，目前泡沫灭火剂的发展趋势还有待观察。
1．2泡沫灭火剂的基本组分及其作用 1．2．l发泡剂
发泡剂是泡沫灭火剂中的基本组分，多为各种类型的表面活性物质，作
用是使泡沫灭火剂的水溶液易发泡。
1．2．2稳泡剂
稳泡剂多为一些持水性强的大分子或高分子物质，它能提高泡沫的持水
时间，增强泡沫的稳定性。
1．2. 3耐液添加剂
耐液添加剂多为既疏水又疏油的表面活性剂和某些抗醇性高分子化合
物，使泡沫有良好的耐燃料破坏性。
1．2．4助溶剂与抗冻剂
助溶剂与抗冻剂一般为一些醇类或 醇醚类物质，使泡沫灭火剂体系稳
定、泡沫均匀、抗冻性好。
1．2．5其它添加剂
泡沫灭火剂中还有泡沫改进剂、防腐蚀剂、防腐败剂等添加剂。所
有泡沫灭火剂配成预混液后，有效期会大大缩短，尤其是蛋白类泡沫灭火剂，很快会腐败，所以通常应以原液状态储存。 1．3泡沫灭火剂分类
1． 4灭火机理
低倍数泡沫的主要灭火机理是通过泡沫的遮断作用，将燃烧液体与空气隔离实现灭火。高倍数泡沫的主要灭火机理是通过密集状态的大量高倍数泡沫封闭火灾区域，以阻断新空气的流入达到窒息灭火。由于泡沫中水的成分占97％以上，所以它同时伴有冷却而降低燃烧液体蒸发的作用，以及灭火过程中产生的水蒸气的窒息作用。中倍数泡沫的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。 1．5泡沫灭火剂的特点与适用范围 1．5．1蛋白泡沫灭火剂（P）
蛋白泡沫灭火剂是由动物的硫、角、毛、血及豆饼、草籽饼等动、植物蛋白质水解产物为基料制成的泡沫灭火剂。其优势在于原料易得、生产工艺简单、成本低，泡沫稳定性和持水性及抗烧性好，一般适于咸水、海水等。它不适用于液下喷射泡沫系统，储存期较短，质量好的蛋白泡沫灭火剂储存期在5年以上，我国目前的蛋白泡沫灭火剂一般储存2～3年。 蛋白泡沫灭火剂适用于扑救诸如原油、汽油、柴油、苯、甲苯等非水溶性甲、乙、丙类液体火灾，也可扑救如纸张、木材等A类火灾。
1．5．2氟蛋白泡沫灭火剂（FP）
在蛋白泡沫灭火剂中添加氢碳表面活性剂制成了氛蛋白泡沫灭火剂，由于氟碳表面活性剂的表面张力较低，并具有较好的疏油性，所以氟蛋白泡沫灭火剂与蛋白泡沫灭火剂相比，其泡沫流动性与封闭性好，灭火效力提高了一倍，可用于液下喷射泡沫系统，并能与干粉联合使用。 1．5．3抗治氟蛋白泡沫灭火剂（FP/AR）
抗溶氟蛋白泡沫灭火剂是在氟蛋白泡沫灭火剂的基础上添加了高分子多糖和其它添加剂等制成的，它兼有氟蛋白泡沫灭火剂和凝胶型抗港泡沫灭火剂的特点，主要用于扑救水溶性甲、乙、丙类液体火灾，也可用于扑救非水溶性甲、乙、丙类液体火灾和A类火灾。
1．5． 4成膜氟蛋白泡沫灭火剂（FFFP）
成膜蛋白泡沫灭火剂以水解蛋白为基础，添加适宜的氟碳表面活性剂制成的，它具有蛋白灭火剂抗烧性能好的优点，同时还具有成膜性，它作为高性能的氛蛋白泡沫灭火剂可配非吸气式泡沫喷射装置使用。由于它的基料为水解蛋白，储存期与蛋白泡沫灭火剂相同。
1． 5． 5抗溶成膜氟蛋白泡沫灭火剂（FFFP /AR）
抗溶成膜氟蛋白泡沫灭火剂是在成膜氟蛋白泡沫灭火剂的基础上，添加高分子抗醇化合物制成的，主要用于扑救水溶性甲、乙、丙类液体火灾，当扑救非水溶性甲、乙、丙类液体火灾时，可视为普遍成股氛蛋白泡沫灭火剂。 1．5．6水成膜泡沫灭火剂（AFFF ）
普通水成膜泡沫灭火剂是以氛碳表面活性剂和碳氢表面活性剂为基料制成的。由于所用氟碳表面活性剂的表面张力较低，泡沫析出的混合液能在所保护的非水溶性液体表面上形成一层具有隔绝空气和降温作用的防护膜，增强了泡沫的流动性和流油性，同时增强了泡沫的封闭性和抗复燃性，因此其灭火效力不仅与泡沫性能有关，还依赖于其防护膜的牢固性。水成膜泡沫灭火剂与蛋白类泡沫灭火剂相比，灭火性能较好，但抗烧性能较差；由于它是合成原料制成的，其储存期较长，通常可储存15～20年。它能与干粉灭火剂联合使用，适用于液下喷射泡沫系统，还适用于非吸气型泡沫喷射装置。 水成膜泡沫灭火剂主要适用于扑灭汽油、煤油、柴油、苯等非水溶性甲、乙、丙类液体火灾，由于其渗透性强，对于A火灾它比纯水的灭火效率高，所以也适用于扑灭木材、织物、纸张等A火灾。
1．5．7抗溶水成膜泡沫灭火剂（AFFF/AR）
抗溶水成膜泡沫灭火剂是在普通水成膜泡沫灭火剂的基础上，添加一
种抗醇的高分子化合物制成的，它在灭非水溶性液体火灾时，具有普通水成膜泡沫灭火剂的成膜特点，在灭醇、酯、醚、醛、酮等水溶性液体火时，在燃料表面上能形成一层高分子胶股，保护上面的泡沫免受极性液体脱水而导致的破坏。它主要用于扑救水溶性甲、乙、丙类液体火灾，也可用于扑救非水溶性甲、乙、丙类液体火灾和A类火灾。
1．5．8合成型抗溶泡沫灭火剂（S/AR）
1974年美国奇萨以触变形多糖作为抗醉剂，制成了凝胶型抗溶泡沫灭火剂，我国于80年代研制出多糖和凝胶型抗溶泡沫灭火剂。凝胶型抗溶泡沫与水溶性液体接触时，泡沫中的多糖凝聚并在水溶性液体燃料上形成一层波膜，保护上面的泡沫免受极性液体脱水而导致的破坏。凝胶型抗溶泡沫主要用于扑灭水溶性甲、乙、丙类液体火灾。
1．6泡沫灭火剂的主要性能
为了保证质量，多数国家制订了泡沫灭火剂技术标准，对泡沫灭火剂的性能进行了规定。我国现行标准在对泡沫液理化性能的要求上与ISO标准基本相同，但对其泡沫性能的要求及其检测试验条件有较大差异，目前我国正在着手修订有关技术标准，预计修订后会有所接近。
泡沫的主要性能为：泡沫倍数、析液时间、灭火时间、抗烧时间。低倍数泡沫与中、高倍数泡沫在检测试验方法、检测项目和指标上是有别的，详见有关标准。
第二节泡沫系统类型与选择
本节按立式储罐区低倍泡沫系统、泡沫喷淋系统与泡沫一水喷淋系统、泡沫炮系统，中倍与高倍泡沫系统的层次，对其系统类型与选择分别进行论述，力求清晰、简捷。
2．l储罐区低倍泡沫系统
低倍泡沫系统诞生以来，甲、乙、丙类液体储罐一直是其主要应用场所，本章重点内容就是储罐区低倍泡沫系统。 2．1．1储罐的基本结构
70年代以前，出于某种需要，我国建造了一批地下掩体（覆土）储罐、地下钢筋混凝土储罐及半地下储健。建造地下掩体（覆土）储罐工程量大、耗资也大，70年代中期后我国已不再新建此类储罐；钢筋混凝土储罐火灾危险性较大，我国已发生了多起该类储罐大火，其中包括颇具影响的黄岛油库火灾，而且建造该类储罐施工期长，投资一般比金属储罐还大，所以70年代后我国逐步淘汰了该类储罐。目前，我国主要使用地上立式金属储罐，其有固定顶、外浮顶、内浮顶储罐三种类型。为使读者更好地了解储罐区泡沫系统，本节对三种立式金属储罐的基本结构和保护面积加以介绍。 2·1·1·l固定顶储罐
固定顶储罐是指在金属圆柱型储罐上安装了一个固定的拱形（或锥形）金属顶的储罐（见图2．1．1．1）。固定顶储罐的罐顶中央通常设置呼吸阀，以保持罐内为常压。为控制固定顶储罐爆炸着火时在罐顶与罐壁处爆裂泄压，使可燃液体仍能保存在储罐内，避免火灾范围进一步扩大，其罐顶与罐壁间采用弱焊接。 固定顶储罐相对较危险，火灾案例最多，所以目前除储存原油外，多用来储存乙类和丙类液体。目前使用的固定顶储罐，其直径一般在 35MM以内，直径更大的很少。固定顶储罐的蒸发面积为其横截面积，其发生火灾时是在整个液面上燃烧的，所以保护面积应按其储罐的横截面积计算。 2·l·l·2外浮顶储罐
外浮顶储罐（以区别内浮顶储罐，有些英语译文译为敞口浮顶储罐）是指在圆柱形金属储罐内安装了一个随液面上下浮动之罐顶的储罐。为使浮顶浮动自如、避免卡住，浮顶与储罐内壁间的密封不可能十分严密，所以一般不用它储存轻质易燃液体，多用来储存原油。正常条件下浮顶与所储存的液体直接接触，没有气相空间，其安全性较好；与其他类型储罐相比，它的容积易于做大。正是由于外浮顶储罐在上述方面的优势，它被广泛使用，且容积大型化，建造容量100000M3 （直径约80m）及其以上的外浮顶储罐已较为普遍。
目前外浮顶储罐普遍采用钢制浮船式和双盘式结构的浮顶（见图2．1．1．2A、图2．1．1．2B），这些储罐一般只在环形密封处着火，发生全液面火灾的几率极小，其低倍泡沫系统主要针对扑灭环形密封区域的火灾而进行设计安装。本章