泡沫灭火器

定义

泡沫灭火器指以泡沫为灭火介质、把泡沫喷射并覆盖在燃烧物表面的灭火器具。按其泡沫的生成方式，通常分为化学泡沫灭火器与空气泡沫灭火器两大类：前者靠筒内酸性与碱性两种药液混合起化学反应生成泡沫，后者靠气体压力把预先配好的泡沫混合液送出，并在喷出过程中与空气机械混合形成泡沫^[1]。

按火灾分类的说法，它主要用于脂类、石油产品等 B 类火灾以及木材等 A 类物质的初起火灾^[1]。以手提式化学泡沫灭火器为例，外壳为铁皮筒体，筒内装有碳酸氢钠与发沫剂的混合溶液，另设一个玻璃瓶内胆盛硫酸铝水溶液，两种药液平时不相接触^[2]。按操作方式还可分为手提式、推车式(舟车式)等形态，推车式由两人配合操作，喷射距离与连续喷射时间较长，适合较大面积的储槽或油罐车初起火灾^[2]。

国家标准 GB 4351.1 在 2005 年版中把 手提式灭火器 按灭火剂分为水基型、干粉型、二氧化碳和洁净气体四类，原先单独设类的泡沫型灭火器改归水基型之下^[3]。

原理

化学泡沫灭火器的核心是酸碱中和反应。使用时把筒身倒置，内胆中的硫酸铝溶液与筒内的碳酸氢钠溶液混到一起，反应生成氢氧化铝沉淀、硫酸钠和二氧化碳：

生成的二氧化碳被筒内加入的发泡剂裹住，形成大量气泡，筒中压力随之升高，把泡沫从喷嘴压出，药剂混合后体积约膨胀 7～10 倍，一般能喷射 10 米左右^[2]。发泡剂的作用是让喷出的二氧化碳与泡沫能附着在燃烧物上，使燃着的物质与空气隔离并降温^[2]。

泡沫的灭火作用由几方面叠加而成：泡沫覆盖在燃烧物表面，使表面与空气隔绝，起窒息作用；泡沫层挡住燃烧区热量传向可燃物，抑制其蒸发；泡沫中析出的水对表面起冷却作用，受热产生的水蒸气还能稀释附近氧的浓度^[4]。对液体火灾尤其如此，泡沫比重明显小于汽油与水，因此能浮在液面上形成覆盖层，一边降低液面温度、减慢蒸发，一边隔断氧气^[2]。

空气泡沫灭火器的思路不同：泡沫由泡沫液、水和空气经机械搅动形成，不依赖化学反应产生气体，据其发泡倍数分为低倍数、中倍数与高倍数三类^[5]。现行的泡沫液标准把发泡倍数 1～20 倍划为低倍、21～200 倍划为中倍、201 倍以上划为高倍^[6]。

发展历程

化学泡沫灭火器的雏形可以追溯到 20 世纪初。1903 年德国已出现向表面活性剂水溶液中通入二氧化碳或氮气起泡的做法；1927 年德国人瓦格纳改用泵输送泡沫灭火剂、在末端以喷射器吸入空气发泡；1930 年德国人斯塔默用蛋白质水解物制成了蛋白泡沫，这是第一种对石油火灾有效的泡沫^[7]。此类产品在 20 世纪中期已在工业国家普遍使用，化学泡沫灭火器也有 60 多年的应用历史，1990 年以前广泛用于扑救小型 A、B 类物质火灾^[8]。

化学泡沫灭火器的技术缺陷逐渐显现：使用周期短，一般每年需换一次药剂；药液有腐蚀性；使用时须倒置，筒体瞬时受压有爆裂风险；不能间歇喷射，灭火效率偏低。部分发达国家从 20 世纪 60 年代初起逐步禁止使用此类产品^[8]。在中国，原 YP 型化学泡沫灭火剂因泡沫黏稠、流动性差、灭火性能不佳而被淘汰，1992 年《化学泡沫灭火器用灭火剂》标准实施后，旧产品被禁止生产、销售和使用^[1]。

替代方向是空气泡沫。空气泡沫灭火器充装的泡沫液热稳定性好、抗烧时间长，灭火能力比化学泡沫高出 3～4 倍，保存期长、操作方便，被视作化学泡沫灭火器的换代产品，可分别充装蛋白、氟蛋白、聚合物、轻水（水成膜）与抗溶泡沫等类型^[1]。中国从 1958 年起研制蛋白型低倍数与高倍数空气泡沫灭火剂，20 世纪 60 年代中期低倍数蛋白泡沫灭火剂逐渐取代化学泡沫灭火剂；1960 年上海宝山、1963 年天津先后进行大型灭火试验，用国产空气泡沫设备成功扑救 1000 立方米贮油罐和 5000 立方米模拟罐火灾^[7]。

标准体系也随之调整。2005 年版 GB 4351.1 不再把泡沫型灭火器列为一级类别，符合旧标准 GB 15368-94 的传统泡沫灭火器在国内已基本停止生产，现役产品充装的是以水为基料、添加发泡剂的低倍数灭火剂^[3]。

应用

泡沫灭火器的主战场是易燃液体。它适用于扑救油制品、油脂等一般 B 类火灾，也可用于 A 类火灾，即木材、棉麻、纸张等固体物质的初起火灾；对闪点较低的易燃液体着火尤为有效，因为泡沫比油轻，能盖在液面上隔绝空气^[4]。石油制品、油脂等无法用水施救的火灾，属于其典型使用对象^[9]。

油库是空气泡沫灭火剂与泡沫灭火系统集中应用的场所。相关设计规范要求地上式固定顶罐、内浮顶油罐设置低倍数泡沫灭火系统，浮顶油罐宜设该系统；低倍数泡沫可与固定式、半固定式或移动式系统配合，因泡沫比重较大、可远距离喷射、抗风干扰强，适宜开放性的液面火灾^[5]。在液体储罐火灾中，喷射时应让泡沫打向容器内壁，使其沿壁流淌、逐步覆盖着火液面，避免射流直接冲击液面把燃烧液体冲出容器^[2]。

船舶、加油站、油罐车等场所也常见此类器材。推车式泡沫灭火器因喷射距离远、连续喷射时间长，可用于扑救较大面积的储槽或油罐车部位的初起火灾^[2]。家庭厨房的油锅起火也有对应的简易式空气泡沫灭火器，使用时泡沫应对着锅壁喷射，不能直接冲击油面，以防把燃烧的油冲出油锅^[10]。

局限

泡沫灭火器的适用范围有明确边界。它不能扑救 B 类火灾中的水溶性可燃、易燃液体火灾，如醇、酯、醚、酮等物质，也不能扑救带电设备火灾以及 C 类气体火灾和 D 类轻金属火灾^[4]。带抗溶性能的泡沫灭火器可在醇、醚、酮等水溶性溶剂初起火灾中发挥作用，但这属于特定型号的附加能力，并非所有泡沫灭火器都具备^[2]。

电气火灾之所以不宜用泡沫处置，是因为泡沫析出的液体主要是水，而筒内酸性剂与碱性剂的水溶液本身也导电，喷射到带电设备上存在导电风险^[11]。贵重物品、精密仪表也不宜用泡沫扑救，残留的水分与药剂会留下污迹并带来腐蚀^[11]。

化学泡沫本身的稳定性受温度制约。通常在 10～30℃ 之间反应，可生成黏稠泡沫，倍数可达 6～8；温度过低时反应缓慢、泡沫量少且脱水快，温度过高时泡沫量虽多却容易破裂^[12]。这类泡沫不能经长距离管道输送，也不能加压，否则泡沫结构会被破坏；储存温度不宜超过 38℃，高温存放会导致碳酸氢钠分解而失去产生二氧化碳的能力^[12]。存放在高温、曝晒位置会使碳酸分解而失效，冬季还需防冻^[13]。

操作上的限制同样存在。手提式化学泡沫灭火器在携行途中不得过分倾斜，更不可横拿或颠倒，否则两种药剂会提前混合并喷出；喷射全过程须保持筒体倒置，否则喷射中断^[2]。空气泡沫灭火器恰好相反，使用时须保持直立、不能颠倒或横卧，并且要一直压紧开启压把，松手即停止喷射^[2]。此外，泡沫中含有大量水分，灭火后会在现场留下污迹，在这一点上不及二氧化碳灭火剂清洁^[2]。

参见

• 干粉灭火器 —— 另一种常见手提式灭火器，可扑救泡沫灭火器不宜处置的带电与水溶性液体火灾。

• 二氧化碳灭火器 —— 以二氧化碳为介质，灭火后不留痕迹，常用于电气与精密设备场所。

• 水基型灭火器 —— 现行手提式灭火器分类中的一级类别，泡沫型灭火器已归入其下。

• 泡沫灭火剂 —— 决定泡沫灭火器灭火能力的核心充装物，分化学泡沫与空气泡沫两大类。

• 火灾分类 —— 按燃烧物性质划分 A、B、C、D 等类别，是判断泡沫灭火器适用范围的依据。