泡沫消防车泡沫系统在实战中的应用剖析
泡沫消防车是指装配有水泵、泡沫液罐、水罐以及成套的泡沫混合和产生系统,可喷射泡沫扑救易燃、可燃液体火灾,以泡沫灭火为主,以水灭火为辅的灭火战斗车辆。泡沫消防车是在水罐消防车的基础上通过设置泡沫灭火系统改进而成的,具有水罐消防车的水力系统及主要设备,根据泡沫混合的不同类型分别设置泡沫液罐、泡沫比例混合器、压力平衡阀、泡沫液泵、泡沫枪炮等。泡沫消防车特别适用于扑救石油及其产品等易燃液体火灾,既可独立扑救火灾,也可向火场供水和供泡沫混合液。
空气泡沫比例混合系统用于泡沫灭火时,使水和泡沫液按一定的比例（具体泡沫类型）混合,并由水泵将混合液送至泡沫发生装置。目前，装备部队的泡沫消防车泡沫系统主要有环泵式泡沫比例混合系统、自动压力平衡式比例混合系统两种。
（一）环泵式泡沫比例混合系统
环泵式比例混合系统。环泵式比例混合系统在国产泡沫消防车上得到了广泛应用,其工作原理如图1所示。
图1 环泵式泡沫比例混合系统结构示意图
环泵式比例混合器一般安装在消防泵的出水管和进水管之间，泡沫管道形成环流状，所以也称为环泵式负压泡沫比例混合器，其工作原理是利用水泵出口引出的水流在经过文丘里管的入口和出口时产生的负压将从泡沫计量控制阀流出的泡沫原液吸入到车载水泵中，按照设定的比例，使泡沫原液和水混合为具有良好灭火能力的泡沫混合液，再经水泵出口沿管道输送至车载消防炮或消防枪喷射出去。按照调节方式的不同，环泵式比例混合器分为手动式调节和自动式调节两大类。
A、手动式调节负压泡沫比例混合器工作时需要人工操纵计量控制阀调节手柄，根据水泵出水量的大小调整计量控制阀开度，进而保证获得固定的泡沫比例。由于该类型泡沫比例混合器在安装和使用上存在诸多不便，且泡沫比例调节不够精准，因此在消防车应用中越来越少，正逐步被淘汰，但是在当前，仍然有部分泡沫消防车配备了手动式调节泡沫比例混合器，在扑救石油化工类火灾时，要着重注意此类混合器的调节方法及使用注意事项。
图2 手动式调节负压泡沫比例混合器结构示意图
手动式调节负压泡沫比例混合器的使用过程中，泡沫液与水的混合比正确与否, 直接影响灭火效果, 而混合比的正确度取决于有压液流通过泡沫比例混合器时所产生的真空度的高低及定量孔的大小。故在使用过程中, 除了泡沫供给量与发泡喷射设备的流量合理匹配外, 还必须注意水泵吸入管路内的压力应小于 0. 049 MPa, 才能确保泡沫比例混合器的正常工作。因此泡沫比例混合器不能直接使用消火栓中的水和其它车辆直接供给的水, 而应将消火栓中的水和其它车辆供给的水注入水罐内降压后再供给水泵, 否则,真空度受破坏, 影响吸液量。
环泵式负压泡沫比例混合器对工作液体的压力、吸入泡沫液的数量和输出混合液的压力等都有一定的要求。它根据发泡喷射设备标定的工作压力控制泡沫比例混合器的进口压力。例如,PQ4、PQ8 空气泡沫枪的工作压力为 0. 7 MPa, PP24、PP32、PP48 泡沫炮工作压力范围在 0. 8～1. 2 MPa,因此要求泡沫比例混合器的进口压力也在 0. 7 MPa和 0. 8～1. 2 MPa。对于泡沫吸入量, 按空气泡沫喷射设备的规格要求, 通过调节比例混合器的阀芯位置来实现。如:PH32型比例混合器阀芯上有五个不同直径的定量孔,PH48、PH64型比例混合器有四个定量孔,它们通过转动手柄来调节阀芯位置,手柄上有箭头指示,指示牌与阀盖一起固定在阀体上,上面标有数字。由于制造厂家不同,因此有时指示牌上的数字代表意义也不同。例如,上海·格拉曼国际消防装备有限公司生产的PH32型比例混合器,它的指示牌上标有“25”“50”、“100”、“150”、“200”和“关”等字样,这些数字表示的是空气泡沫供给量,“关”表示阀芯的关闭位置;而天津·中华消防器材厂生产的PH32型比例混合器指示牌上标的是“4”、“8”、“16”、“24”、“32”和“关”等字样,这些数字表示的是泡沫混合液的流量。一般泡沫喷射设备是以泡沫混合液流量来区分规格的。这里需要知道的是空气泡沫供给量等于泡沫混合液的流量乘以6.25的发泡倍数，其实上述两种标定是一样的。
环泵式负压泡沫比例混合器按照每秒钟提供的最大混合液流量可分为PH32、PH48和PH64三种型号。“P”代表泡沫,“H”代表混合,后面的数字为主参数,代表每秒钟提供的最大混合液流量为多少升。例如PH32型,表示提供的最大混合液量为32L/s。
为了具体说明在消防车使用泡沫灭火时泡沫比例混合器的正确操作方法, 下面分步骤说明它的操作程序:
① 当使用泡沫灭火时, 按需要取出消防水带、空气泡沫枪, 将水带一端接水泵出口, 另一端接空气泡沫枪或按需要将泡沫炮炮口调到所需位置;
② 将空气泡沫枪启闭手柄放在“混合液或水”的位置上或按需要将泡沫炮球阀打开;
③ 打开水罐的后进水阀;
④ 起动发动机, 接合取力器, 使水泵低速运转;
⑤ 打开通向比例混合器的压力水球阀手柄;
⑥ 加大发动机油门, 使水泵出水压力达到空气泡沫枪标定的压力值或泡沫炮的工作压力值, 旋转比例混合器的调节手柄, 将指针指在空气泡沫枪标定的泡沫液或空气泡沫混合液定量孔的位置上。例如用 6%泡沫液配用单支 PQ8型空气泡沫枪时, 则将指针指在混合液量为 8 L/ s 或空气泡沫量为 50 L/ s 的定量孔位置上; 如果用 PP32 泡沫炮, 则将指针指在混合液量为“32 L/ s”或空气泡沫量为“200 L/ s”的定量孔位置上。若用 3%泡沫液, 指针的数值相应减半。
值得特别注意的是，如果射水设备的流量值与手动比例混合器的调节流量不对应的话，就不能喷射合格的泡沫。
⑦ 打开泡沫液进液球阀, 空气泡沫比例混合器连续不断地定量吸入泡沫液。
B、自动式调节负压泡沫比例混合器一般采用可编程序控制器（PLC）进行系统控制，出水流量计对水泵排出水量进行测量，并将这一数值传送至调节器。调节器根据所需的泡沫混合比例（一般1%-10%之间）对侧后电机进行相应的调节。当泡沫导液阀开启时，来自离心泵的水压将进入注射器，然后返回泵浦的吸水侧。泡沫液从泡沫罐内流入泡沫比例调节阀，最终进入注射器内，在注射器内，水流与泡沫将根据注射器的原理进行相互混合。关闭泡沫导液阀则可关闭导入水流与泡沫比例混合系统。
自动式调节负压泡沫比例混合器泡沫量随出水口流量变化自动增减，从而使泡沫比例始终维持在设定范围内。该类型泡沫比例混合器具有控制准确、操作简单、可靠稳定等优点，同时配有手动应急操作模式，确保系统的使用安全。该类型泡沫比例混合器以优越的性能和简便的操作在消防车应用中正越来越广泛。自动式泡沫比例混合器一般由控制单元、显示单元、计量控制阀、流量检测计和文丘里管等组成。
自动式调节负压泡沫比例混合器在扑救石油化工类火灾中，例如：利用半固定泡沫系统注入泡沫、出泡沫喷射器具灭火等，相对手动比例混合器不用明确喷射器具的流量、泡沫产生器的数量，不需计算灭火剂流量来调节，而且避免了喷射灭火剂流量与比例混合器不能对应的问题，保证了泡沫比例的合格稳定。
（二）自动压力平衡式比例混合系统
自动压力平衡式比例混合系统是将泡沫液强制地压入水中形成混合液的混合方式。对系统压力水流量不会造成影响。混合比例通过泡沫液流量计量及压力调节集成模块控制，混合精度高，所允许的泡沫液流量范围大，同时具有较好的系统稳定性。它有依靠出水压力压送和采用专用泡沫液泵压送两种方式。目前采用正压式自动比例混合系统的泡沫消防车,多数使用泡沫液泵压送方式。这种方式对精确监测和控制的要求高,优点是比例控制精确,缺点造价高,在高端泡沫消防车上应用较多。其工作原理如图3所示。
图3 自动压力平衡式比例混合系统结构示意图
（三）使用注意事项
（1）在使用泡沫消防车喷射泡沫时，驾驶员首先要核定车载泡沫的种类和比例。选用手动泡沫比例混合器的车辆，手动调节阀必须与泡沫喷射器具的流量对应，泡沫型号为3%时，手动调节阀指针的数值相应减半;在扑救石化类火灾事故时，泡沫消防车应尽量选择水泵流量大于100L/S,泡沫比例混合器最好选择自动比例混合器;泡沫最好应该选择低倍数泡沫6%型，消防车泡沫比例要设置正确，如泡沫型号为6%型，则消防车的泡沫比例应设置为6%。
（2）正压式泡沫比例混合器采用独立泡沫泵进行泡沫注入，泡沫注入压力需高于水压力 0. 1～0. 2 MPa，以保证整个消防系统的工作压力;与此同时，流量也需要根据泡沫比例进行精确控制。在实际使用时，需要增加泄压阀对泡沫泵多余的压力和流量进行及时准确的溢流，避免泡沫注入管道压力过高，对整个消防系统产生影响；在外吸泡沫液时，更换泡沫空桶前要关闭设置于外吸泡沫口处的手动球阀，以防止空气进入，导致外吸失败。
（3）负压式泡沫比例混合器除了保证水泵的入水口和出水口的压力差外，另外要保证泡沫液位与计量阀位置的高度差。为了保证能可靠快速地吸入泡沫，特别是在外吸泡沫时，泡沫桶高度不能太低，否则容易造成泡沫液吸入困难，严重情况下有可能造成泡沫比例达不到预设比例值。
（4）手动或半自动泡沫比例混合器存在弊端，一方面必须确认泡沫喷射器具的总流量，另一方面泡沫比例混合器的流量限制。例如，5万立方米的石油储罐，必须确认泡沫产生器的数量，每个产生器的流量，假如有10个泡沫产生器，每个产生器的流量为8L/S,而车的比例混合器混合液流量调不出80L/S,这样手动或半自动泡沫比例混合器的消防车就无法准确对储罐实施灭火。
（5）装配有自动压力平衡式比例混合系统的泡沫消防车，应注意水泵与泡沫泵的流量匹配，了解按照泡沫配比泡沫泵的供泡沫最大流量是否满足水泵的最大流量。例如，有一款工业泡沫消防车，泡沫系统采用液压泡沫泵的自动泡沫比例混合器，其消防泵在有外供压力水时，流量可达到18927升/分钟，而泡沫泵的额定流量为1022L/分钟，当选用6%型泡沫液时，泡沫泵的流量达不到其水泵的最大供水量时所需的泡沫量。