[文章]：燃料对泡沫灭火剂灭火性能的影响(一)

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燃料对泡沫灭火剂灭火性能的影响(一)

  
  1  概  述
    评价泡沫灭火剂质量的优劣，主要从两方面考虑。一是泡沫灭火剂的理化性能。理化性能与储存性能息息相关，对产品在储存期内能否保持预期的灭火性能有直接影响。二是泡沫灭火剂的灭火性能。不同的泡沫灭火剂，在火灾模型、供给强度一定的情况下，灭火性能越高，灭火时间越短，火灾损失就小。在工程设计中，人们总希望选用灭火性能高的灭火剂，主要是为了提高灭火的可靠性。同时，可减少泡沫灭火剂的储存量，缩小储存容器的体积，降低综合成本。因此，灭火性能是评价泡沫灭火剂质量优劣的关键指标。
    要科学地评价泡沫灭火剂的灭火性能，标准的燃料和试验方法是非常重要的两个方面。不同燃料的组成、馏程、蒸发速度、火焰温度等物理性能都有很大差别，燃烧情况不同，被扑灭的难易程度也不同；不同的试验方法，对同一种泡沫灭火剂灭火性能的评价结果自然不同。在试验方法确定以后，选择不同的燃料，对同一种泡沫灭火剂灭火性能的评价会有不同的结果。
    实验中发现，同一泡沫灭火剂，在执行国家标准GB 15308—94[1]与国际标准ISO 7203[2]时，所得到的灭火性能结果截然不同。经过分析，问题出在燃料上。国标采用的燃料是90号车用汽油(以下简称车用汽油)，而ISO 7203采用的燃料是沸程为84ºC～105ºC的脂肪烃(主要成分是正庚烷及其异构体的工业正庚烷，以下简称工业正庚烷)。
    初步分析表明，采用车用汽油作为评价泡沫灭火剂的标准燃料是不科学的。其主要原因是：
    (1)车用汽油由碳5～14的链烷烃、环烷烃、烯烃、芳烃以及含氧化合物等组成，其化学组分种类和成分远比工业正庚烷繁多和复杂。同时，含有数量不定的对泡沫具有破坏作用的含氧化合物。
    (2)不同的生产厂或同一生产厂中不同批次车用汽油的化学组成不能重复或再现。
    (3)在沸程、表面张力、蒸发速度等物理性能方面与工业正庚烷有一定的差别。
    采用工业正庚烷作为评价泡沫灭火剂灭火性能的标准燃料是最理想的选择。但是，目前国内无工业正庚烷产品，只有试剂级的正庚烷，而进口工业正庚烷的价格为4.6万元／t，是车用汽油价格的十几倍。因此，标准燃料问题就成为我国标准与世界接轨的主要障碍，也成为制约标准修订的关键。本文的目的，就是通过对各种燃料进行分析、试验、比较，确定一种价廉、易得、物理性能接近于工业正庚烷的标准燃料，为制订泡沫灭火剂标准、规范提供理论依据。

2  实验部分
2．1  燃料的选择
2．1．1  几种常见燃料与工业正庚烷主要技术指标的比较(见表1)  可以看出，溶剂油与工业正庚烷比较接近。
2．1．2  不同厂生产的燃料物理性能及主要组成(见表2)  从表2数据看，不同生产厂生产的溶剂油的技术参数是十分接近的，而车用汽油则不稳定。
2．1．3  国内外标准现状及发展趋势  国外方面主要查阅了美国、英国、日本、法国、德国、意大利、加拿大、瑞典等发达国家的有关标准。如：美国军用标准MIL-F-24385泡沫灭火剂、英国BS 6535-4泡沫灭火剂、英国军用标准DEF 1412l-14124泡沫灭火剂、德国DIN
14272泡沫灭火剂等采用航空汽油作为标准燃料；美国联邦标准O-F-555泡沫灭火剂、GB 15308泡沫灭火剂通用技术条件、GA219蛋白氟蛋白泡沫灭火剂、GB13463抗溶性泡沫灭火剂、GA 31高倍数泡沫灭火剂等采用车用汽油作为标准燃料；ULl62泡沫灭火剂、加拿大CAN／ULC-S 560-98、CAN／ULC-S 563-98、CAN／ULC-S 564-98泡沫灭火剂以及ISO 7203-1～3泡沫灭火剂和欧洲标准EN 1564-1～4：1997泡沫灭火剂等采用工业正庚烷作为标准燃。
从发展趋势看，工业正庚烷——这种燃烧较稳定的燃料将取代其它燃料作为标准燃料[7-18]。
表1  几种常见燃料的主要技术指标的比较
  



燃料名称
  密度(20℃)

  8／mL
  

馏    程
   芳烃含量

    ％
    表面张力

    mN／m

车用汽油
   0．7 254
  初馏点≥40 ºC
     不限
     20．56

10％蒸发温度≤70 ºC

50％蒸发温度≤120 ºC

90％蒸发温度≤190 ºC

残留量≤2％

航空汽油
    ≤0．7
  初馏点≥40 ºC
     不限
  



—

10％蒸发温度≤80 ºC

50％蒸发温度≤105 ºC

90％蒸发温度≤145ºC

残留量≤1．5％



溶剂油
  

  ≤0．7
  初馏点≥80ºC
  

   ≤3．0
  

   20．16

110ºC馏出量≥93 ºC

120ºC馏出量≥98ºC

残留量≤1．5 ºC



工业正庚烷
  

  0．7±0．02
  馏程范围

84 ºC～105 ºC
  

   ≤1．5
  

   20



表2  不同厂生产的燃料物理性能及主要组成

   企业名称
   燃料名称
  密度p20
     馏    程／ºC
     组    分／％



HK
  

10％
  

50％
  

90％
  

96％
  

链烷烃
  

烯烃
  

环烷烃
  

芳烃
含氧化合物

  天津石化

  公司化工厂
  车用汽油
  0．725 4
  40
  59
  100
  169
   195
34．4
38．4
  9．7
17．5
不详

溶剂油
0．702 2
  84
  
  97
  
124(98％)
78．9
  
     20．9
     0．2
     无

北京燕化石油化

工股份有限公司
  车用汽油
  0．735 7
  41
  54
  
  
  
  
  
  
  
  

石家庄煤油厂
  车用汽油
     0．714 7
  42
   5l
   86
  151
   188
33.8
31．2
  8．2
17．0
  7．8

  溶剂油
     0．692 1
  84
  
   96
  
120(98％)
82．3
  
17.55
0．15
   无





                                                      待续

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燃料对泡沫灭火剂灭火性能的影响(二)

  
2．2  试验方法的选择
    灭火试验方法分两大类：一类是以ISO7203为代表的大型灭火试验方法，标准枪的流量11.4 L／min，油盘面积4.52 m2；另一类是以DEF 42-2l为代表的实验室小型灭火试验方法，标准枪的流量5L／min，油盘面积0.25m2。从实验目的和经费考虑，选用DEF 42-21标准规定的试验方法。
    (1)试验条件
    环境条件：室温(室内)；
    泡沫的温度：(20±2)ºC
    (2)设备、材料
    油盘：面积0.25 m2，高150mm，直径565 mm；
    标准泡沫枪[7]：流量5 L／min，喷嘴压力0.686MPa，供给强度3L／(min·m2)。
    (3)试验程序
    按厂商推荐的浓度配制泡沫溶液，并调节溶液的温度，确保泡沫枪喷出的泡沫的温度为(20±2) ºC。
    在喷嘴压力为0.686 MPa条件下，调节泡沫枪喷出泡沫的流量为(75±2.5)g／6 s(混合液供给强度为(3.0±0.1)L／(min·m2))。
    调节泡沫枪的位置，使泡沫枪保持水平，高出油盘上沿150mm，使泡沫落到油盘中央。
    在油盘内加入9 L燃料，预燃60s，开始供给泡沫，供给泡沫180s，记录灭火时间。
2．3  灭火性能的测试
    选用有代表性的、目前应用最普遍的6％水成膜泡沫灭火剂(AFFF)，6％蛋白(P)、氟蛋白(FP)泡沫灭火剂和6％合成泡沫灭火剂(S)为样品，以车用汽油、溶剂油、正庚烷为燃料进行试验。
2．3．1  6％水成膜泡沫灭火剂  用6％水成膜泡沫灭火剂分别对正庚烷、车用汽油、溶剂油的灭火试验数据见表3。
    表3  6%AFFF对试验燃料的灭火性能
     燃料名称
   90％控火时间／s
     灭火时间／s

正庚烷(试剂)
     24
     36

车用汽油(石家庄)
     57
     83

溶剂油(天津)
   25
     37

溶剂油(石家庄)
     24
     38

注：试验条件为环境温度：16ºC，泡沫温度：19ºC，燃料用量：9L，混

   合液供给强度：3.0L／(min·m2)。


2．3．2  6％蛋白泡沫灭火剂  用6％蛋白泡沫灭火剂分别对正庚烷、车用汽油、溶剂油的灭火试验数据见表4。
表4  6％P对试验燃料的灭火性能

     燃料名称
   90％控火时间／s
     灭火时间／s

正庚烷(试剂)
     64
     94

车用汽油(天津)
     68
     107

车用汽油(石家庄)
     70
     103

溶剂油(天津)
     6l
     86

溶剂油(石家庄)
     63
     90

注：试验条件与2．3．1相同。



2．3．3  6％氟蛋白泡沫灭火剂  用6％氟蛋白泡沫灭火剂分别对正庚烷、车用汽油、溶剂油的灭火试验数据见表5。
    表5  6％FP对试验燃料的灭火性能
  

   燃料名称
混合液供给强度

  L／(min·m2)
   90％控火

  时间／s
灭火时间／s

  正庚烷(试剂)
     3．04
     53
     89

车用汽油(天津)
     3．08
     56
     100

车用汽油(石家庄)
     3．08
     57
     103

溶剂油(天津)
     3．08
     50
     84

溶剂油(石家庄)
     3．04
     52
     87

注：试验条件：环境温度：14ºC；泡沫温度：21ºC；燃料用量：9L。



2．4  不同燃料层厚度的灭火性能测试
    用6％水成膜泡沫灭火剂分别对不同厚度的正庚烷、车用汽油、溶剂油进行灭火试验(试验方法同2．2)，结果见表7。
2．5  泡沫耐液性(稳定性)的测试
2．5．1  试验方法[5]  在200 mL的量杯内，分别加入50mL车用汽油、溶剂油和正庚烷。常温下，将5L／min标准泡沫枪产生的各类泡沫分别倒人量杯内，倒满、刮平，开始记时，待析出液体达到10mL时，停止计时。该时间即为耐液时间。
    耐液时间越长，泡沫耐液性越好。燃料对该泡沫的破坏性越差。
2．5．2  试验结果  表8为P、FP、AFFF三种泡沫分别在车用汽油、溶剂油和正庚烷的表面耐液性试验数据。


                                               待续

bingdianqin

太杂的
可以再简洁一些啊

liqinlove

下面的呢？