Hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam

Hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam được ứng dụng rộng rãi tại các khu vực có nguy cơ cháy nổ cao như bể xăng dầu, kho chứa hóa chất,… bởi những ưu điểm tuyệt vời như giảm số lượng chất chữa cháy cần dùng để dập tắt lửa; giảm sự hư hỏng thiết bị; giảm ô nhiễm môi trường,…

Hệ Thống Chữa Cháy Bằng Bọt Foam Là Gì?

Hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam hoạt động theo nguyên lý cách ly là chủ yếu. Khi được kích hoạt sẽ phun ra một loại bọt bao phủ lên trên bề mặt xăng, dầu; tách chất lỏng dễ cháy ra khỏi oxy để dập lửa.

 

Hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam

Bọt Foam Là Gì?

Bọt Foam là bọt dùng để chữa cháy. Vai trò của nó là làm mát ngọn lửa và bao phủ nhiên liệu, ngăn chặn sự tiếp xúc của nó với oxy, dẫn đến sự ức chế quá trình đốt cháy. Bọt Foam chữa cháy được phát minh bởi nhà hóa học người Nga Alexander Loran vào năm 1902.

Các chất hoạt động bề mặt được sử dụng phải tạo bọt ở nồng độ dưới 1%. Các thành phần khác của bọt chống cháy là dung môi hữu cơ (ví dụ rimethyl- trimylene glycol và hexylene glycol) chất ổn định bọt (lauryl alcohol) và chất ức chế ăn mòn (en.wikipedia).

Bọt Foam Trong Các Hệ Thống Chữa Cháy Bằng Bọt Foam Là Gì?

Bọt Foam trong các hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam bao gồm 3 phần: bọt cô đặc, nước và không khí. Khi được trộn chính xác, các thành phần này tạo thành một lớp bọt bao phủ lên bề mặt xăng dầu, tách chất lỏng dễ cháy ra khỏi không khí và lửa; làm mát; khử hơi và làm bay hơi để chữa cháy. Điều này làm cho hệ thống chữa cháy bọt Bọt Foam trở thành một lựa chọn hiệu quả để bảo vệ, ngăn ngừa hỏa hoạn và chữa cháy ở những nơi có chất lỏng dễ cháy.

Phân Loại Bọt Foam

Bọt Foam có thể được phân loại theo độ giãn nở hoặc khả năng chống cháy, cụ thể như sau:

Phân Loại Bọt Foam Theo Độ Giãn Nở

• Bọt Foam có độ giãn nở thấp như AFFF có tốc độ mở rộng dưới 20 lần, có độ nhớt thấp, có thể nhanh chóng bao phủ các khu vực rộng lớn.
• Bọt Foam có độ giãn nở trung bình có tỷ lệ giãn nở từ 20 đến 100 lần.
• Bọt Foam có độ giãn nở cao có tỷ lệ giãn nở từ 200 đến 1000 lần, phù hợp với các không gian kín như nhà chứa máy bay, nơi cần có tốc độ bao phủ nhanh chóng.
• Bọt Foam chống cồn có chứa một loại polyme tạo thành một lớp bảo vệ giữa bề mặt cháy và bọt, ngăn chặn sự phân hủy của bọt Foam bởi cồn trong nhiên liệu đang cháy. Bọt Foam chống cồn được sử dụng trong việc chữa cháy các loại nhiên liệu có chứa oxy, chẳng hạn như MTBE.

Phân Loại Bọt Foam Theo Khả Năng Chống Cháy

Khi phân loại theo khả năng chống cháy, bọt Foam được chia thành bọt loại A và bọt loại B.

Bọt Foam Loại A

Bọt Foam loại A được phát triển vào giữa những năm 1980 với mục đích chống cháy rừng. Bọt Foam loại A làm giảm sức căng của bề mặt nước, giúp làm ướt và bão hòa nhiên liệu loại A với nước. Điều này hỗ trợ ngăn chặn hỏa hoạn và có thể ngăn chặn lửa lan rộng.

Bọt Foam Loại B

Bọt Foam loại B được sản xuất để chống lại các đám cháy lớp B (các chất lỏng dễ cháy). Việc sử dụng bọt loại A để chữa đám cháy lớp B có thể mang lại hiệu quả không thực sự tốt vì bọt Foam loại A không được thiết kế để bao phủ khói được tạo ra bởi chất lỏng dễ cháy. Bọt Foam loại B có 2 loại chính:

• Bọt Foam Tổng Hợp

Bọt Foam tổng hợp dựa trên chất hoạt động bề mặt tổng hợp. Chúng có khả năng giãn nở tốt hơn và có thể lan rộng trên bề mặt chất lỏng giúp dập tắt ngọn lửa nhanh hơn. Bọt Foam tổng hợp gồm 2 loại: bọt Foam AFFF và bọt Foam AR-AFFF kháng cồn.

• Bọt Foam Protein

Bọt Foam Protein chứa Protein tự nhiên là tác nhân tạo bọt. Không giống như bọt Foam tổng hợp, bọt Foam Protein có khả năng phân hủy sinh học. Chúng chảy và lan truyền chậm hơn, nhưng cung cấp lớp bao phủ có khả năng chịu nhiệt cao hơn và bền hơn.

Bọt Foam Protein bao gồm bọt Foam Protein thông thường (P), bọt Foam Fluoroprotein (FP), fluoroprotein tạo màng (FFFP), bọt fluoroprotein kháng cồn (AR-FP) và bọt tạo màng kháng cồn fluoroprotein (AR-FFFP)

Ứng Dụng Bọt Chữa Cháy Foam

Mỗi loại bọt có ứng dụng riêng của nó.

• Bọt Foam có độ giãn nở cao phù hợp để sử dụng trong một không gian kín, như tầng hầm, phòng chứa đồ,…
• Bọt Foam có độ giãn nở thấp được sử dụng cho các đám cháy có khả năng lan rộng.
• AFFF là lựa chọn tốt nhất cho những sự cố tràn nhiên liệu.
• FFFP tốt hơn cho các trường hợp nhiên liệu cháy hình thành vũng sâu.
• AR-AFFF phù hợp để chữa các đám cháy có liên quan đến cồn. AR-AFFF phải được sử dụng ở những khu vực pha trộn khí gas với oxy, vì cồn ngăn chặn sự hình thành màng giữa bọt FFFP và xăng, nó phá vỡ kết cấu của bọt Foam khiến bọt Foam trở nên vô dụng.

Các Thiết Bị Chính Trong Hệ Thống Chữa Cháy Bằng Bọt Foam

 

 

Đầu phun Foam Fuxeon

Một hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam hoàn chỉnh thường gồm các thiết bị chính như sau:

Nút Ấn BáoCháy

Nút ấn báo cháy được kết nối với hệ thống báo cháy và chữa cháy, được sử dụng thủ công bởi con người. Khi phát hiện đám cháy, người phát hiện chỉ cần nhấn nút, tín hiệu sẽ nhanh chóng truyền thông tin về tủ trung tâm.

Đầu Báo Cháy (Khói, Nhiệt)

Đầu báo cháy là thiết bị nhạy cảm với sự cố cháy, có nhiệm vụ phát hiện đám cháy và truyền thông tin về tủ điều khiển trung tâm.

Tủ Điều Khiển Trung Tâm

Tủ điều khiển trung tâm có khả năng giám sát và điều khiển các thiết bị trong hệ thống chữa cháy.

Còi, Chuông, Đèn Báo Cháy

Còi, chuông, đèn báo cháy được bố trí ngay trước cửa ra vào phòng nhằm kịp thời thông báo cho người bên trong về sự cố cháy.

Đầu Phun Foam

Khi xảy ra hỏa hoạn, cháy nổ, các đầu phun Foam sẽ hấp thụ nhiệt xung quanh, khi nhiệt độ đạt đến ngưỡng nhiệt độ nổ thì hạt chứa thủy ngân sẽ bị vỡ, tạo đường cho bọt Foam phun ra và bao phủ đám cháy.

Bồn Chứa Hợp Chất

Bồn chứa hợp chất là một hệ thống bao gồm một bồn áp lực bên trong là 1 túi cao su dày để chứa Foam, sử dụng áp lực nước để bóp túi cao su, đẩy Foam ra ngoài vào bộ trộn Foam.

Đi kèm với bồn chứa là phụ kiện van, túi cao su (được lắp đặt sẵn bên trong), bộ trộn, các van nạp- xả hóa chất, van xả nước, van thông hơi.

Bộ Trộn Foam

Bột trộn Foam có tác dụng giải phóng một lượng bột Foam cô đặc vào nguồn nước có tỷ lệ như thiết kế.

Ống Dẫn, Lăng Phun Foam

Lăng phun Foam được gắn trực tiếp vào đầu phun Foam. Khi có cháy, bọt sẽ được trộn và phân phối qua ống dẫn, đến lăng phun và qua đầu phun để bao phủ khu vực có cháy.

Nguyên Lý Hoạt Động Của Hệ Thống Chữa Cháy Bằng Bọt Foam

Khi đầu dò phát hiện đám cháy và truyền tín hiệu về tủ trung tâm điều khiển của hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam, tủ trung tâm sẽ nhanh chóng truyền tín hiệu đến các thiết bị đầu ra (còi, chuông, đèn báo cháy). Khi nhiệt độ tại khu vực cháy lên tới khoảng 60°C đến 80°C, đầu Sprinkler vỡ, nước phun ra, áp lực hệ thống giảm, bơm tự động kích hoạt cung cấp nước cho bồn chứa hợp chất.

Khi nước đi qua đường ống dẫn, van điện từ sẽ mở ra, một phần nước sẽ đi vào bồn Foam tạo áp lực với tủ chứa Foam bên trong bồn và áp lực này sẽ đẩy bọt Foam thoát ra ngoài theo hướng có vòi phun để bao phủ lên khu vực đang có sự cố cháy.

Ưu Nhược Điểm Của Hệ Thống Chữa Cháy Bằng Bọt Foam

 

Chữa cháy bằng bọt Foam

Hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam giúp giảm thiểu lượng nước cần dùng để dập lửa. Điều này có nghĩa là làm giảm thiểu sự hư hỏng của thiết bị, đồ dùng, giảm ô nhiễm môi trường do nước phun ra, đặc biệt là tại những nơi có chứa chất độc hại.

Với loại bọt Foam có độ nở cao thì hầu như không có hư hại gì cho hàng hóa, thiết bị. Chỉ sau một thời gian ngắn, không gian được chữa cháy bằng bọt Foam sẽ trở lại bình thường.

Với các hệ thống chữa cháy khác (Nitơ, CO2- hoạt động bằng nguyên lý giảm nồng độ oxy trong đám cháy), nếu lửa chưa dập tắt hoàn toàn có thể bùng phát lại nhưng bọt Foam không chỉ có tác dụng dập tắt đám cháy mà còn có hiệu quả làm mát tránh nguy cơ cháy lại.

Hơn hết, hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam mang lại hiệu quả cực cao khi được sử dụng để bảo vệ các kho chứa xăng, dầu, hóa chất,…- khu vực mà không phải hệ thống chữa cháy nào cũng mang lại hiệu quả.

Dẫu có nhiều ưu điểm như thế, nhưng bọt Foam là chất chữa cháy đắt nhất trong các chất chữa cháy đến thời điểm hiện nay.

Căn Cứ Thiết Kế Hệ Thống Chữa Cháy Bằng Bọt Foam

• Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7278-1: 2003: Chất chữa cháy- Chất tạo bọt chữa cháy- Phần 1: Yêu cầu kỹ thuật đối với chất tạo bọt chữa cháy độ nở thấp dùng phun lên bề mặt chất lỏng cháy không hòa tan được với nước.
• Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7278-2: 2003: Chất chữa cháy- Chất tạo bọt chữa cháy- Phần 1: Yêu cầu kỹ thuật đối với chất tạo bọt chữa cháy độ nở trung bình và cao dùng phun lên bề mặt chất lỏng cháy không hòa tan được với nước.
• Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7278-3: 2003: Chất chữa cháy- Chất tạo bọt chữa cháy- Phần 1: Yêu cầu kỹ thuật đối với chất tạo bọt chữa cháy độ nở thấp dùng phun lên bề mặt chất lỏng cháy hòa tan được với nước.
• NFPA 11: Tiêu chuẩn về bọt Foam độ nở thấp- trung bình- cao.

Yêu Cầu Đối Với Chất Chữa Cháy Độ Nở Thấp- Trung Bình- Cao Theo TCVN

Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7278: 2003: Chất chữa cháy- Chất tạo bọt chữa cháy, mỗi loại chất chữa cháy (độ nở thấp- trung bình- cao) sẽ phải đáp ứng những tiêu chuẩn khác nhau, nhưng nhìn chung hầu hết các loại chất chữa cháy bọt phải đảm bảo những vấn đề sau:

Sử Dụng Với Nước Biển

Nếu chất tạo bọt chữa cháy được ghi nhãn là thích hợp để sử dụng với nước biển thì nồng độ khuyến nghị sử dụng với nước ngọt và nước biển phải như nhau.

Độ Ổn Định Của Chất Tạo Bọt Chữa Cháy Khi Đông Đặc Và Hóa Lỏng

Trước và sau khi ổn nhiệt, chất tạo bọt chữa cháy, nếu được người cung cấp xác nhận là không bị tác động có hại bởi đông đặc và hóa lỏng, phải không nhìn thấy được dấu hiệu của việc phân tầng và không đồng nhất.

Cặn Trong Chất Tạo Bọt Chữa Cháy

Cặn Trước Khi Hóa Già

Bất kỳ cặn nào trong chất tạo bọt được chuẩn bị theo tiêu chuẩn phải có khả năng lọt qua rây 180 micromet và tỷ lệ phần trăm thể tích của cặn không được vượt quá 0,25%.

Cặn Sau Khi Hóa Già

Bất kỳ cặn nào trong chất tạo bọt được hóa già phải có khả năng lọt qua rây 180 micromet và tỷ lệ phần trăm thể tích của cặn không được vượt quá 1,0%.

Độ Lỏng Tương Đối Của Chất Tạo Bọt Chữa Cháy

Trước và sau khi ổn nhiệt, tốc độ dòng của chất tạo bọt chữa cháy không được nhỏ hơn tốc độ dòng đạt được với chất lỏng chuẩn có độ nhớt động học 200 mm2/s.

Giới Hạn Độ pH Của Chất Tạo Bọt Chữa Cháy

Độ pH của chất tạo bọt chữa cháy trước và sau ổn nhiệt, không được nhỏ hơn 6,0 và không được lớn hơn 9,5 ở (20±2) 0C.

Độ Nhạy Với Nhiệt Độ Của Chất Tạo Bọt Chữa Cháy

Nếu độ pH trước và sau khi ổn nhiệt chênh nhau nhiều hơn 0,5, chất tạo bọt chữa cháy này phải được chỉ định là chất tạo bọt nhạy cảm với nhiệt độ.

Sức Căng Bề Mặt Của Dung Dịch Tạo Bọt

Trước Khi Ổn Nhiệt

Sức căng bề mặt của dung dịch tạo bọt được chuẩn bị từ chất tạo bọt, trước khi ổn nhiệt, ở nồng độ khuyến nghị của người cung cấp phải trong khoảng ± 10% của giá trị đặc trưng.

Độ Nhạy Nhiệt Độ

Sức căng bề mặt của dung dịch tạo bọt được chuẩn bị từ chất tạo bọt sau khi ổn nhiệt, ở nồng độ khuyến nghị của người cung cấp.

Nếu giá trị nhận được sau khi ổn nhiệt nhỏ hơn 0,95 lần hoặc lớn hơn 1,05 lần giá trị nhận được trước khi ổn nhiệt thì chất tạo bọt chữa cháy này phải được chỉ định là chất tạo bọt nhạy cảm với nhiệt độ.

(*) Lưu ý: Tất cả những yêu cầu trên đều tuân thủ theo phép thử được tiến hành theo quy định của TCVN 7278-1: 2003 (chất tạo bọt chữa cháy độ nở thấp), TCVN 7278-2: 2003 (chất tạo bọt chữa cháy độ nở trung bình và cao).

Tiêu Chuẩn Về Hệ Thống Chữa Cháy Bằng Bọt Foam Theo Tiêu Chuẩn NFPA 11

 

Mẫu sơ đồ thiết kế hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam

Theo tiêu chuẩn NFPA 11 về bọt Foam độ nở thấp- trung bình- cao, hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam phải đáp ứng được những yêu cầu cơ bản sau:

Chất Lượng Nước

Việc cung cấp nước cho các hệ thống chữa cháy bọt có thể là nước ngọt hoặc nước biển nhưng phải có chất lượng sao cho không ảnh hưởng xấu đến sự hình thành bọt và sự ổn định của bọt.

Không có chất ức chế ăn mòn, hóa chất phá vỡ nhũ tương hoặc bất kỳ chất nào khác không có sự tư vấn của nhà sản xuất chất tạo bọt.

Lượng Nước

Lượng nước cung cấp cho hệ thống chữa cháy bọt không chỉ bao gồm lượng nước cần thiết cho thiết bị tạo bọt mà còn cả nước có thể được sử dụng trong các hoạt động chữa cháy khác.

Áp Suất Nước

Áp suất  nước có sẵn ở đầu vào của hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam (ví dụ: máy tạo bọt, máy tạo bọt khí) trong điều kiện lưu lượng yêu cầu tối thiểu phải là áp suất tối thiểu mà hệ thống được thiết kế.

Nhiệt Độ Nước

Cách tạo bọt chữa cháy tốt nhất là sử dụng nước ở nhiệt độ từ 4 đến 37.8°C.

Thiết Bị Lưu Trữ

Chất tạo bọt và thiết bị tạo bọt phải được bảo quản ở nơi không tiếp xúc với mối nguy hiểm mà chúng đang bảo vệ.

Nếu được đặt trong không gian mà chúng đang bảo vệ, chất tạo bọt và thiết bị phải được lưu trữ trong một cấu trúc không cháy.

Bồn Chứa Hợp Chất

• Bồn chứa phải được lót hoặc chế tạo từ vật liệu tương thích với chất tạo bọt chữa cháy.
• Bồn chứa phải được thiết kế để giảm thiểu sự bay hơi của chất tạo bọt chữa cháy.

Đường Ống

Ống trong khu vực nguy hiểm phải được làm từ thép hoặc hợp kim khác được quy định cho áp suất và nhiệt độ liên quan.

Ống dẫn không được nhỏ hơn trọng lượng tiêu chuẩn. Ống dẫn phải tuân theo một trong các tiêu chuẩn sau:

• ASTM A 135
• ASTM A 53
• ASTM A 795

Trong trường hợp có khả năng tiếp xúc với các chất ăn mòn, ống dẫn phải có khả năng chống ăn mòn.

Lựa chọn độ dày thành ống phải dựa trên dự đoán áp suất bên trong, ăn mòn thành ống bên trong và bên ngoài cùng các yêu cầu uốn cơ học khác.

Chất tạo bọt

Chất tạo bọt để bảo vệ nhiên liệu hydrocarbon phải là một trong những loại sau:

• Protein
• Fluoroprotein
• AFFF
• FFFP
• ARC
• Chất tạo bọt độ giãn nở cao
• Chất tạo bọt độ giãn nở trung bình
• Các chất khác được nhà sản xuất cho phép sử dụng với mục đích này.

Tìm hiểu chính xác về tiêu chuẩn thiết kế hệ thống chữa cháy bằng bọt Foam tại “NFPA 11”.

Các Loại Bọt Foam Thông Dụng Tại Thị Trường Việt Nam

 

Dung dịch Foam KV Fire

AFFF và ARC là hai loại bọt Foam được sử dụng nhiều nhất tại Việt Nam.

Bọt Foam AFFF

Bọt Foam AFFF là dạng nước và thường chứa chất hoạt động bề mặt hydrocarbon như natri alkyl sulfate và fluorosurfactant, fluorotelomers, perfluorooctanoic acid (PFOA), hoặcperfluorooctanesic (PFOA).

AFFF có độ giãn nở thấp, tốc độ mở rộng dưới 20 lần, độ nhớt thấp, có thể nhanh chóng bao phủ các khu vực rộng lớn.

Bọt Foam ARC

Bọt Foam ARC hay AR-AFFF- bọt Foam chống cồn là loại bọt chống lại tác động của cồn và có thể tạo thành các màng bảo vệ. Loại bọt này có khả năng lan nhanh trên ngọn lửa do đó nó có hiệu quả cao đối với các đám cháy Hydrocarbon. Với sức căng bề mặt thấp, ARC tạo ra lớp bọt nặng hơn chất lỏng đáng cháy và nổi lên trên bề mặt chất lỏng Hydrocarbon.

Nếu bạn đang tìm kiếm một chất tạo bọt Foam cho hệ thống chữa cháy “Dung dịch Foam KV Fire” (Ấn Độ) là một sản phẩm mà bạn nên tham khảo.

Dung dịc