Tổng quan về Hệ thống Phòng cháy Chữa cháy bằng Bọt

Có nhiều cách để dập lửa. Tùy vào tình huống, hệ thống phòng cháy chữa cháy có thể được thiết kế để hoạt động với nhiều loại chất chữa cháy khác nhau. Nước thường được sử dụng vì dễ kiếm và hiệu quả trong nhiều trường hợp. Tuy nhiên, nước không phải lúc nào cũng là lựa chọn tốt nhất. Các lựa chọn khác bao gồm khí trơ, chất chữa cháy dạng bột khô hoặc ướt, và các loại bọt chữa cháy khác nhau. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về ứng dụng của bọt chữa cháy.

Thiết kế và bảo trì phù hợp cho một hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng bọt đòi hỏi phải hiểu cách thức và lý do sử dụng bọt. Trước tiên, hãy cùng tìm hiểu các ứng dụng của bọt trong phòng cháy chữa cháy.

Khi nào nên sử dụng hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng bọt

Bọt thường là chất chữa cháy được lựa chọn trong các tình huống lưu trữ chất lỏng dễ cháy hoặc dễ bắt lửa trong các bồn chứa hoặc kho lưu trữ số lượng lớn. Bọt đặc biệt hiệu quả khi chất lỏng dễ cháy có bề mặt để có thể phun bọt lên. Khác với nước, vốn nặng hơn hầu hết các chất lỏng dễ cháy và sẽ chìm xuống đáy mà không hiệu quả, bọt chữa cháy nhẹ hơn và sẽ nổi lên trên. Tại đó, bọt tạo thành một lớp phủ trên bề mặt, giảm sự hình thành hơi, ngăn oxy tiếp xúc với chất lỏng dễ cháy và hiệu quả trong việc dập tắt nguy cơ cháy nổ.

Bọt giãn nở cao cũng có thể được sử dụng để dập tắt đám cháy trong không gian kín. Khi được sử dụng trong đường hầm đường sắt, nhà chứa máy bay hoặc các không gian xác định khác, bọt rất hiệu quả trong việc nhanh chóng lấp đầy khu vực và dập tắt ngọn lửa.

Cuối cùng, bọt cũng có tác dụng làm mát giống như nước vì dung dịch bọt chủ yếu là nước (~97%).

Trước khi chúng ta tìm hiểu sâu hơn về các khái niệm này, hãy xem xét khi nào bọt phòng cháy chữa cháy không phù hợp.

Khi KHÔNG nên sử dụng bọt để phòng cháy chữa cháy 

Bọt không được khuyến nghị trong các trường hợp sau:

• Cháy do điện – Khi liên quan đến điện áp cao, việc sử dụng bọt là cực kỳ nguy hiểm. Bọt chứa nước, mà nước là chất dẫn điện. Do đó, nguy cơ bị điện giật là rất cao. Tuy nhiên, có thể sử dụng bọt cho đám cháy do điện nếu nguồn điện đã được ngắt trước đó.
• Đám cháy ba chiều – Bọt chữa cháy hoạt động hiệu quả nhất khi có thể tạo thành một lớp phủ hoặc rào cản giữa chất lỏng dễ cháy và không khí. Nếu đám cháy lan rộng trong không gian ba chiều, bọt sẽ không thể dập tắt hiệu quả.
• Khí chịu áp suất – NPG, LPG và các loại nhiên liệu khác ở trạng thái khí ở nhiệt độ môi trường và phải được nén, hoá lỏng để lưu trữ thường không phù hợp với hệ thống chữa cháy bằng bọt. Những chất này rất dễ bay hơi và có thể giải phóng một lượng lớn hơi khí.
• Kim loại đang cháy – Khi nước hoặc các chất dựa trên nước được sử dụng cho một số kim loại đang cháy, chúng có thể tạo ra phản ứng hóa học giải phóng rất nhiều nhiệt. Thậm chí, nó có thể phát nổ như pháo hoa và tạo ra một tình huống cực kỳ nguy hiểm.

Các loại bọt chữa cháy

Bọt phân cực và không phân cực

Về mặt hóa học, có hai loại bọt chữa cháy chính: phân cực và không phân cực. Chúng tương ứng với hai loại chất lỏng dễ cháy chính. Việc sử dụng đúng loại bọt phù hợp với loại chất lỏng hiện có là rất quan trọng.

• Bọt cực được sử dụng cho các chất lỏng dễ cháy có tính cực, tức là các chất lỏng mà phân tử của chúng có một đầu mang điện tích dương và một đầu mang điện tích âm. Đây thường là các dung môi, như rượu, được sử dụng trong ngành hóa chất và hóa dầu.
• Bọt không phân cực được thiết kế để sử dụng với các chất lỏng không phân cực, có phân tử không mang điện tích phân cực. Đây thường là các hydrocacbon như dầu thô và xăng.

Hầu hết các thiết bị phòng cháy chữa cháy được thiết kế sử dụng với nước đều có thể dùng cho cả hai loại bọt. Tuy nhiên, người thiết kế và nhân viên bảo trì cần nắm rõ các đặc tính của từng loại dung dịch/tinh chất bọt cụ thể để lựa chọn cài đặt thiết bị phù hợp cho từng loại.

Bọt giãn nở thấp so với bọt giãn nở cao

Một cách khác để phân loại bọt chữa cháy là theo tỷ lệ giãn nở. Bọt được tạo ra bằng cách trộn chất tạo bọt với nước để tạo thành dung dịch bọt. Dung dịch này sau đó đi qua một thiết bị phun (chẳng hạn như vòi phun) để đưa không khí vào hỗn hợp và làm tăng đáng kể thể tích của bọt thành phẩm.

Bọt giãn nở thấp là loại bọt có thể giãn nở thể tích từ 2 đến 20 lần so với mật độ nước khi tạo thành bọt hoàn chỉnh. Loại bọt này thường được sử dụng khi mục đích là tạo ra một lớp màng dập lửa trên bề mặt chất lỏng dễ cháy.

Bọt giãn nở trung bình (tăng thể tích 20-200 lần) và bọt giãn nở cao (tăng thể tích 200-1000 lần) thường được sử dụng để nhanh chóng lấp đầy một không gian kín có diện tích lớn, chẳng hạn như tầng hầm, đường hầm mỏ hoặc nhà chứa máy bay.

Mỗi loại bọt và tỷ lệ giãn nở đều yêu cầu thiết bị khác nhau và/hoặc các cài đặt khác nhau trên thiết bị. Các nhà thiết kế và nhân viên bảo trì nên tham khảo ý kiến của nhà sản xuất bọt và thiết bị để đảm bảo sử dụng đúng cách và tương thích.

Thiết Bị Phòng Cháy Chữa Cháy Dùng Bọt

Bộ trộn tỷ lệ

Dung dịch bọt bao gồm 1-6% chất tạo bọt, phần còn lại là nước. Trong một hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng bọt điển hình, chất tạo bọt được lưu trữ trong một bồn chứa. Tỷ lệ chính xác giữa bọt và nước phụ thuộc vào loại bọt được sử dụng. Để đạt được tỷ lệ chính xác này cần có một thiết bị đặc biệt gọi là bộ định tỷ lệ, thiết bị này đưa lượng chất tạo bọt phù hợp vào đường ống nước.

Có hai loại bộ trộn chính: loại có áp suất và loại khí quyển. Mỗi loại bộ trộn được thiết kế để hoạt động hiệu quả ở một tỷ lệ phần trăm chất cô đặc nhất định.

Bộ trộn tỷ lệ có áp suất: Trong hệ thống này, chất tạo bọt được đẩy qua hệ thống bằng áp suất. Điều này có thể thực hiện bằng bơm hoặc bằng bình chứa có áp suất 

bể. Loại sau là một bể nước có chứa một bóng chứa bên trong, trong đó dung dịch tạo bọt được lưu trữ. Bóng chứa dung dịch được nén áp suất từ bên ngoài bởi áp lực nước bao quanh nó. Máy bơm hoặc bóng chứa được nén áp suất sẽ đẩy dung dịch tạo bọt vào bộ trộn tỷ lệ.

Bộ trộn tỷ lệ khí quyển: Loại bộ trộn này sử dụng áp suất khí quyển để hút chất tạo bọt qua hệ thống giống như hút nước bằng ống hút trong ly. Nước chảy qua một lỗ nhỏ, tạo ra hiệu ứng Venturi, từ đó tạo ra lực hút đủ mạnh để kéo chất tạo bọt từ một bình chứa khí quyển nhỏ vào dung dịch. Loại bộ trộn này được thiết kế để pha trộn 3-6% chất tạo bọt vào nước.

Van hồng thủy

Van hồng thủy là một thành phần quan trọng trong bất kỳ hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng bọt nào. Thông thường, sẽ có một van hồng thủy trên đường ống nước. Ngoài van hồng thủy chính, còn có một van bọt cung cấp dung dịch bọt cho bộ trộn tỷ lệ. Hầu hết các van hồng thủy phòng cháy chữa cháy đều có thể sử dụng với nước, dung dịch bọt hoặc dung dịch cô đặc bọt.

Van điều khiển áp suất cũng là một thành phần quan trọng cần xem xét. Việc kiểm soát áp suất cho phép phân chia và điều chỉnh tỷ lệ ứng dụng chính xác hơn. Trong một hệ thống bọt, tốt nhất nên kiểm soát áp suất ở cả phía nước và phía bọt của hệ thống.

Thiết bị xả

Sau khi chất tạo bọt đã được pha trộn vào nước, cần sử dụng thiết bị phun để đánh bông hỗn hợp thành bọt. Có nhiều loại thiết bị phun khác nhau phù hợp với từng loại bọt. Bọt giãn nở thấp có thể sử dụng với các vòi phun tiêu chuẩn. Bọt giãn nở trung bình và cao yêu cầu thiết bị chuyên dụng như máy tạo bọt có khả năng trộn một lượng lớn không khí vào dung dịch. Hệ thống hút khí cho loại bọt này có thể tăng thể tích dung dịch lên từ 200 đến 1000 phần trăm. 

Các loại hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng bọt cho bồn chứa

Các bồn chứa nhiên liệu lỏng là đối tượng cần được bảo vệ phòng cháy chữa cháy hàng đầu vì lượng lớn chất lỏng dễ cháy bên trong tạo ra nguy cơ rủi ro cao. Khi thiết kế hệ thống này, điều quan trọng là phải xem xét loại bồn chứa. Có hai loại bồn chứa chính: bồn mái cố định và bồn mái nổi. Mỗi loại yêu cầu một hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng bọt khác nhau.

Bảo vệ phòng cháy chữa cháy cho bể chứa mái cố định

Bồn chứa có mái cố định là loại bồn tiêu chuẩn dùng để chứa một lượng chất lỏng nhất định. Khi chất lỏng rút ra khỏi bồn, một khoảng không gian chứa hơi sẽ hình thành phía trên bề mặt chất lỏng. Việc bảo vệ bên ngoài mái bồn sẽ không hiệu quả do nguy cơ hơi bên trong có thể bốc cháy và phát nổ, gây hư hại hoặc phá hủy bất kỳ thiết bị phòng cháy chữa cháy nào đặt trên mái. Thay vào đó, hệ thống bảo vệ phòng cháy chữa cháy dưới bề mặt thường được sử dụng. Trong hệ thống này, dung dịch bọt được đưa vào bồn từ đáy. Sau khi được phun qua chất lỏng dễ cháy bằng các vòi phun chuyên dụng, lớp bọt sẽ nổi lên trên bề mặt chất lỏng, tạo thành một lớp màng bảo vệ trên bề mặt.

Bảo vệ phòng cháy cho bể chứa mái nổi

Trong một bồn chứa có mái nổi, mái của bồn nổi tự do trên bề mặt chất lỏng. Khi chất lỏng được rút ra khỏi bồn, mái sẽ hạ xuống để loại bỏ không gian trống trong bồn. Loại bồn chứa này được thiết kế nhằm giảm thiểu hoặc loại bỏ sự hiện diện của hơi bên trong bồn. Điều này giúp giảm tốc độ bay hơi của chất lỏng. Nó cũng làm giảm khả năng xảy ra cháy, vì chính hơi mới cháy chứ không phải chất lỏng. Tuy nhiên, xung quanh chu vi của mái có một vòng đệm linh hoạt cho phép mái nổi. Hơi có thể thoát ra quanh vòng đệm này, tạo ra nguy cơ cháy nổ tiềm ẩn.

Trong trường hợp này, hệ thống phòng cháy chữa cháy ngầm sẽ không có tác dụng vì mái thấp ngăn không cho lớp bọt nào hình thành trên bề mặt chất lỏng. Thay vào đó, phần trên của mái được bảo vệ bằng thiết bị đặc biệt gọi là hồ chứa bọt.

Hỗ trợ chuyên gia cho các hệ thống ứng dụng bọt

Bộ phận phòng cháy chữa cháy của BERMAD cam kết hoàn toàn về sự xuất sắc trong thiết kế và dịch vụ khách hàng. Để được hỗ trợ về thiết kế và ứng dụng hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng bọt, vui lòng liên hệ với đại diện BERMAD tại khu vực của bạn.