Microsoft PowerPoint LÝ THUY¾T èNG DäNG HDSD BOT CHUA CHAY 05 Dec 22 1 LÝ THUYẾT, ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CÁC LOẠI CHẤT TẠO BỌT CHỮA CHÁY Date 20 11 2022 LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ CHẤT TẠO BỌT CHỮA CH[.]
05-Dec-22 LÝ THUYẾT, ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CÁC LOẠI CHẤT TẠO BỌT CHỮA CHÁY Date : 20.11.2022 LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ CHẤT TẠO BỌT CHỮA CHÁY (FOAM) 2 05-Dec-22 NGUỒN GỐC CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY Tam giác lửa Oxy Nhiệt Nhiên liệu • Quá trình cháy cấu tạo từ nguyên tố: Oxy, Nhiệt Nhiên liệu • Q trình cháy trình liên tục (hay phản ứng dây chuyền) Nhiên liệu bị phân hủy thành gốc tự tác động nhiệt Các gốc tự phần tử hoạt động, chúng phản ứng với oxy (khơng khí) sinh nhiệt, nhiệt lại phân hủy nhiên liệu 3 NGUỒN GỐC CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY Dựa vào chất chất cháy, chia đám cháy thành loại: Loại A (ASH): Đám cháy chất rắn hữu (gỗ, giấy, vải thành phần gốc cellulose) Loại B (BARREL): Đám cháy chất lỏng (xăng, dầu, sản phẩm gốc hydrocarbon, loại dung môi dễ cháy tan nước) khí dễ cháy (chủ yếu sản phẩm hydrocarbon) Loại D (DYNAMITE): Đám cháy kim loại (Các kim loại kiềm, kiềm thổ…) Loại C (CURRENT): Đám cháy từ thiết bị điện Loại K (KITCHEN): Đám cháy nhà bếp (dầu ăn, mỡ động thực vật…) Theo tiêu chuẩn NFPA 10 4 05-Dec-22 CÁC TÁC NHÂN DẬP CHÁY Các chất chữa cháy phân loại theo dấu hiệu bản: Trạng thái chế hoạt động Trạng thái có nhóm: Dựa theo trạng thái vật lý chất chữa cháy ▰Các chất chữa cháy dạng lỏng (Nước dung dịch hóa chất) ▰Các chất chữa cháy dạng bọt (Bọt hịa khơng khí, bọt hóa học) ▰Các chất chữa cháy dạng rắn (Cát, hóa chất dạng bột) ▰Các chất chữa cháy dạng khí (Khí trơ, sản phẩm cháy hồn tồn) Cơ chế có nhóm: Dựa theo phương pháp dập cháy Phương pháp làm lạnh vùng cháy chất cháy Phương pháp cách ly chất phản ứng với vùng cháy Phương pháp giảm nồng độ thành phần tham gia phản ứng cháy Phương pháp kìm hãm hóa học phản ứng cháy 5 CÁC TÁC NHÂN DẬP CHÁY Phân loại sử dụng cho nhóm chất dập cháy Chất dập cháy Nước Loại A Gỗ, giấy Loại B Loại C Loại D Loại K Điện Kim loại Nhà bếp V Hơi nước V V V Bột V CO2 Ít Bọt V V Ít Hóa chất ướt V V V V Bột V V Hạn chế Hóa chất ướt V Giảm nồng độ V Nước Hơi nước V Cách ly Hạn chế Hạn chế Bọt Làm lạnh Chất khí V CO2 Chất dập cháy Chất lỏng V V V V Ít Kìm hãm Ít V V V V V V 6 05-Dec-22 KHÁI NIỆM BỌT CHỮA CHÁY Dung dịch bọt chữa cháy : “…là tập hợp bong bóng khí hình thành từ dung dịch tạo bọt, chúng có tỷ trọng thấp chất lỏng dễ cháy Chúng sử dụng chủ yếu để tạo “tấm chăn” bên bề mặt chất lỏng dễ cháy ngăn chặn dập tắt cháy cách loại trừ oxy (khơng khí) làm mát nhiên liệu (làm mát vùng cháy) Bọt ngăn ngừa cháy lại cách ngăn cản bay hơi nhiên liệu Bọt có đặc tính bám dính vào bề mặt, cung cấp bảo vệ an toàn khỏi đám cháy liền kề Theo tiêu chuẩn NFPA 11 Bọt hịa khơng khí chất chữa cháy dạng bọt tạo từ trình kết hợp dung dịch chất tạo bọt (chất tạo bọt nước) khơng khí (hoặc khí nén thơng qua hệ thống tạo bọt) Bọt hịa khơng khí bao gồm bong bóng, bên chứa khơng khí phân cách màng mỏng chất lỏng Theo tiêu chuẩn TCVN 5303-1990 7 KHÁI NIỆM BỌT CHỮA CHÁY Tại lại dùng bọt chữa cháy: • • • • • Tạo “tấm chăn” bao phủ lên bề mặt cháy vùng cháy Là tác nhân ngăn chặn bay nhiên liệu, qua loại bỏ khả cháy lại Khả dập cháy nhanh chóng Có độ phân hủy sinh học cao, an toàn với người môi trường Không gây hư hỏng đến đồ đạc, tài sản máy móc dập cháy 8 05-Dec-22 KHÁI NIỆM BỌT CHỮA CHÁY Cơ chế dập cháy bọt gì: Tam giác lửa Bọt chữa cháy hoạt động theo chế tác động: Dựa theo mơ hình tam giác lửa • Tách oxy khỏi bề mặt nhiên liệu nhờ màng bọt • Ngăn chặn nhiên liệu tiếp xúc với oxy • Giảm nhiệt độ vùng cháy nhờ thành phần nước có bọt 9 KHÁI NIỆM BỌT CHỮA CHÁY Các sử dụng dung dịch bọt chữa cháy: Để có dung dịch bọt chữa cháy, cần có đầy đủ yếu tố sau: Bọt đặc Khơng khí Nước Thiết bị nén khí Lưu ý: Trước sử dụng bọt chữa cháy cần pha chế bọt cô đặc (1%, 3%, 6% nước) nén khí đến áp suất cần thiết 10 10 05-Dec-22 KHÁI NIỆM BỌT CHỮA CHÁY Hiệu dung dịch bọt chữa cháy: Được Không Sử dụng cho đám cháy loại A, cháy gỗ, giấy, vải, bông… Dung dịch bọt chữa cháy đóng vai trị chất thấm ướt giúp nước dễ dàng tiếp xúc với bề mặt cháy, ngăn chặn cháy • Sử dụng hiệu cho đám cháy loại B (trừ khí), dập cháy nhanh triệt tiêu cháy lại đám cháy loại Sử dụng tốt với nhiên liệu hydrocarbon dung mơi phân cực • Khơng sử dụng cho đám cháy loại C (thiết bị điện), 94-97% thành phần nước • Khơng sử dụng cho đám cháy khí nén: Acetylene, Propane, Butane, LPG,… • Khơng sử dụng cho đám cháy loại D (kim loại), dẫn đến nổ lớn • Không sử dụng cho đám cháy chiều (Trường hợp nhiên liệu cháy dạng chất lỏng bị rò rỉ từ nguồn lưu giữ cao) Theo NFPA foam khơng khuyến cáo dùng cho đám cháy khơng tạo màng nhiên liệu cháy rơi • 11 11 PHÂN LOẠI BỌT CHỮA CHÁY Bọt chữa cháy ngày chia làm loại: ▰ Bọt gốc tổng hợp ▰ Bọt gốc tự nhiên Bọt gốc tổng hợp: Với thành phần chất tạo bọt hữu tổng hợp gốc fluor, bao gồm bọt tạo màng nước (AFFF) bọt tạo màng polymer kháng cồn (AR-AFFF) Ngoài ra, bọt tạo màng nước cịn có thêm sản phẩm khơng chứa fluor (Fluorine-free hay FFF) với mục đích thân thiện mơi trường Bọt gốc tự nhiên: Với thành phần chất tạo bọt hữu tự nhiên gốc protein (có nguồn gốc thực vật), bao gồm bọt protein (P), bọt protein fluor hóa (FP), bọt tạo màng protein (FFFP), bọt tạo màng protein có khả kháng cồn (AR-FP vầ AR-FFFP) 12 12 05-Dec-22 PHÂN LOẠI BỌT CHỮA CHÁY Bọt chữa cháy Bọt gốc tổng hợp • FFF • AFFF • AR-AFFF Bọt gốc tự nhiên • • • • • P FP FFFP AR-FP AR-FFFP Ngoài ra, dựa vào điều kiện sử dụng mà bọt chữa cháy cịn có thêm só loại bọt chữa cháy khác • Bọt chữa cháy huấn luyện (Training Foam) với mục đích diễn tập, đào tạo, biểu diễn Loại bọt không sử dụng chữa cháy thực tế • Bọt chữa cháy chuyên dụng cho cháy rừng (loại bọt giống với nhóm bọt thành phần có thêm hóa chất riêng để “áp chế’’ đám cháy rừng loại bỏ tượng than hồng 13 13 PHÂN LOẠI BỌT CHỮA CHÁY Bọt chữa cháy tùy vào lượng khí nén có bong bóng bọt mà có kích thước bọt khác nhau, kích thước bong bóng lớn thể tích bọt lớn Ngoài cách phân loại bọt chữa cháy theo thành phần cấu tạo, bọt chữa cháy phân loại theo độ nở: “Độ nở hay bội số nở (Expansion ratio): Là tỷ số thể tích bọt tạo thành thể tích dung dịch tạo bọt” • • • Theo tiêu chuẩn TCVN 7278-2:2003 Bọt có độ nở thấp: Độ nở từ đến 20 lần Bọt có độ nở trung bình: Độ nở từ 21 đến 200 lần Bọt có độ nở cao: Độ nở 200 lần Tùy thuộc vào loại đám cháy mà sử dụng loại bọt có độ nở khác Bọt chữa cháy có tác dụng là: Cách ly Làm lạnh Bọt độ nở trung bình đến cao tác dụng cách ly (phù hợp cho đám cháy không gian giới hạn cần độ bao phủ nhanh) Bọt độ nở thấp có tác dụng làm lạnh (phù hợp với đám cháy rộng) 14 14 05-Dec-22 PHÂN LOẠI BỌT CHỮA CHÁY Bọt chữa cháy bao gồm đặc tính chính: ▰ ▰ ▰ ▰ ▰ Khả dập cháy nhanh (Knockdown) Tính chịu nhiệt độ (Heat resistance) Khả kháng nhiên liệu Hydrocarbon (Fuel tolerance) Khả kháng cồn (Alcohol tolerance) Khả ức chế bay (Vapor suppression) 15 15 PHÂN LOẠI BỌT CHỮA CHÁY Bảng so sánh đặc tính loại bọt chữa cháy AFFF FFF AR-AFFF P FP FFFP Dập cháy Tuyệt vời Tốt Tuyệt vời Kém Trung bình Trung bình Chịu nhiệt Kém Kém Tốt Tuyệt vời Tuyệt vời Tốt Kháng nhiên liệu Trung bình Trung bình Tốt Kém Tuyệt vời Tốt Kháng cồn Không Không Tuyệt vời Không Không Không Chống bay Tốt Tốt Tốt Tuyệt vời Tuyệt vời Tốt 16 16 05-Dec-22 CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA BỌT CHỮA CHÁY Các sản phẩm bọt chữa cháy trạng thái lỏng Do bọt chữa cháy có dạng: Bọt cô đặc (không sử dụng trực tiếp) Dung dịch bọt (pha với nước từ bọt cô đặc theo tỷ lệ khuyến cáo) Vì vậy, có hai loại thông số kỹ thuật đại diện cho dạng bọt: Bọt cô đặc Dung dịch bọt Cảm quan Bội số nở Tỷ trọng Thời gian tiết nước 25% pH Sức căng bề mặt Độ nhớt Sức căng phân giới Nhiệt độ đông đặc Hệ số lan truyền Phân hủy sinh học 17 17 CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA BỌT CHỮA CHÁY Thông số kỹ thuật bọt cô đặc thông số kỹ thuật bọt cô đặc nêu bắt buộc phải có tất sản phẩm bọt chữa cháy thương phẩm thông số cung cấp thông tin ban đầu sản phẩm bọt Thông số Cảm quan Tỷ trọng Ý nghĩa Cảm quan mô tả tính chất vật lý sản phẩm, bao gồm màu sắc, tính đồng (Chẳng hạn chất lỏng suốt, màu vàng) Các sản phẩm bọt thường có màu vàng, cam hổ phách; số sản phẩm đặc biệt (tùy nhà sản xuất) có màu khác bọt cô đặc thân thiện môi trường tính phân hủy sinh học cao có màu xanh cây, bọt đặc chữa cháy rừng có màu đỏ, bọt đặc có bội số nở cao có màu xanh Tỷ trọng thơng số vật lý, thể giá trị khối lượng riêng bọt đặc với nước (Ví dụ loại bọt có tỷ 1.10 20 độ C có nghĩa lít bọt nặng 1.10 kg) Tùy vào loại bọt cô đặc mà tỷ trọng thường từ 1.015 – 1.140, để phân biệt với tỷ trọng 1.00 nước 18 18 05-Dec-22 CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA BỌT CHỮA CHÁY Thông số Ý nghĩa (tiếp) pH pH đặc tính hóa học chất lỏng, thể tính chất axit hay kiềm chất lỏng Theo NFPA 18 quy định, bọt cô đặc chữa cháy có pH khoảng 6.0 – 9.5 Nếu pH < 6.0 gây ăn mịn cho thiết bị chứa kim loại Nếu pH > 9.5 gây ăn mòn da người nguy hiểm với môi trường thủy sinh Độ nhớt Độ nhớt đặc tính vật lý dịng chảy chất lỏng (có thể hiểu nơm na độ đặc) Các bọt cô đặc chữa cháy đo độ nhớt động lực (đơn vị mPa.s, đo với tốc độ trượt 375/s 20 độ C) Độ nhớt đặc điểm để nhận biết bọt đặc, bọt có loại bọt Newton(tất dòng trừ bọt kháng cồn) bọt phi-Newton(bọt kháng cồn) Bọt phiNewton thường đặc nhiều so với bọt Newton Nhiệt độ đơng đặc Nhiệt độ đơng đặc đặc tính vật lý chất lỏng Nó cung cấp thơng tin nhiệt độ thấp mà bọt đặc cịn giữ trạng thái lỏng Nhiệt độ đông đặc nhiệt độ làm việc nhiệt độ bảo quản thấp bọt đặc 19 19 CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA BỌT CHỮA CHÁY Thông số kỹ thuật dung dịch bọt Đối với dung dịch bọt bắt buộc phải có thơng số: ▰ ▰ ▰ ▰ Bội số nở Thời gian tiết nước 25% Sức căng bề mặt Độ phân hủy sinh học Ngồi thơng số Sức căng phân giới hay Hệ số lan truyền thường không bắt buộc (tùy vào sản phẩm nhà sản xuất) 20 20 10 05-Dec-22 BẢNG SO SÁNH CÁC ĐIỀU KIỆN THỬ TIÊU CHUẨN Loại khay Diện tích khay (m2) Dung tích nhiên liệu cháy (lít) Loại nhiên liệu Thời gian quy định dập cháy (phút) Lưu lượng phun (lít/m2) EN 1568-3 Khay tròn 4.52 144 Heptan 2.52 TCVN 7278-1 Khay tròn 4.52 144 Heptan 2.52 ISO 7203 -1 Khay tròn 4.52 144 Heptan 2.52 ICAO B Khay tròn 4.52 100 Kerosen/Jet A1 2.52 ICAO C Khay tròn 7.32 157 Kerosen/Jet A1 1.57 UL-162 Khay vuông 4.65 230 Heptan 1.65 MIL F24385F Khay vuông 2.63 38 Gasoline 1:30 2.91 MIL F24385F* Khay vuông 4.65 57 Gasoline 1:30 1.65 LAST FIRE ASP Khay vuông 4.5 300 Heptan 3.74 IMO MSC.1 Khay vuông 4.5 144 Heptan 29 29 EN 1568-3 ,TCVN 7278-1 Chất tạo bọt chữa cháy phân loại theo : Hiệu dập cháy thành cấp I, II, III Theo khả chống cháy lại thành mức A,B, C, D 30 30 15 05-Dec-22 EN 1568-3 TCVN 7278-1 ISO 7203 -1 Khay trịn Khay trịn Khay trịn Diện tích khay (m2) 4.52 4.52 4.52 Dung tích nhiên liệu cháy (lít) 144 144 144 Heptan Heptan Heptan 3 2.52 2.52 2.52 Loại khay Loại nhiên liệu Thời gian quy định dập cháy (phút) Lưu lượng phun (lít/m2) 31 31 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CHUYÊN BIỆT CHO XE CHỮA CHÁY 32 32 16 05-Dec-22 XE CHỮA CHÁY THÔNG THƯỜNG 33 33 “ Hệ thống bơm trộn bọt vòng quanh Around-the-pump proportioning system => Đây hệ thống trộn bọt điển hình xe cứu hoả /xe chữa cháy thông thường (tên gọi khác xe chữa cháy nước thuốc) 34 34 17 05-Dec-22 Hệ thống bơm trộn bọt vịng quanh ? Nguyên lý hoạt động Hệ thống bơm trộn bọt vịng quanh hoạt động thơng qua trộn bọt (in-line proportioner) với đầu lắp vào họng hút bơm chữa cháy tạo thành vịng tuần hồn xung quanh máy bơm Chất tạo bọt chữa cháy bơm định lượng với tỷ lệ cố định (thường 3% 6%) kết hợp với nước từ họng hút bơm chữa cháy tạo thành dung dịch foam => Hỗn hợp dung dịch foam tạo lượng bọt lớn thông qua thiết bị phun khác (độ nở khác nhau) 35 35 CHẤT TẠO BỌT CHỮA CHÁY PHÙ HỢP XE CHỮA CHÁY THÔNG THƯỜNG Dựa đặc điểm hệ thống bơm trộn bọt vòng quanh xe chữa cháy, ta cần chọn loại chất tạo bọt có đặc điểm sau : Tỷ lệ trộn : 3% 6% Tuỳ vào tình cụ thể, ta sử dụng loại bọt phù hợp thiết bị phun/đầu phun/lăng phun chữa cháy khác theo loại độ nở : thấp/trung bình/cao Độ nở phù hợp: thấp/trung bình/cao An tồn môi trường 36 36 18 05-Dec-22 LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHUN BỌT KHÁC NHAU Có loại lăng phun/thiết bị phun bọt : Lăng phun/thiết bị phun bọt độ nở thấp Lăng phun/thiết bị phun bọt độ nở trung bình Lăng phun/thiết bị phun bọt độ nở cao 37 37 LỰA CHỌN LOẠI BỌT CÓ ĐỘ NỞ PHÙ HỢP Có loại độ nở : thấp, trung bình cao, tuỳ thuộc vào loại chất tạo bọt chữa cháy thiết bị phun sử dụng Bọt độ nở thấp Bọt độ nở trung bình Bọt độ nở cao Độ nở : Điều quan trọng chọn loại chất tạo bọt phù hợp để phát huy hết tính hiệu hệ thống One Seven nói riêng hệ thống bọt CAFS nói chung 51 51 CHẤT TẠO BỌT CHỮA CHÁY PHÙ HỢP CAFS/MỘT BẢY Dựa đặc điểm tính vượt trội hệ thống CAFS/Một bảy, ta cần chọn loại chất tạo bọt có đặc điểm sau : Tỷ lệ trộn thấp : Cũng giống xe chữa cháy CAFS khác, loại khuyến cáo sử dụng cho xe Một Bảy AQUA 05 (FF0.5%) đa hiệu kinh tế 58 58 29