bg sanpham

Giải pháp chữa cháy bằng bọt - Nguyên lý hệ thống chữa cháy foam

Thứ ba - 28/12/2021 22:00
Hệ thống chữa cháy bằng bọt là hệ thống chữa cháy mà chất dùng để dập cháy là bọt. (TCVN 5760: 1993)Bọt chữa cháy (firefighting foam): Tổ hợp các bong bóng đầy khí được tạo thành từ dung dịch nước của chất tạo bọt chữa cháy thích hợp. (TCVN 7278: 2003)
Giải pháp chữa cháy bằng bọt - Nguyên lý hệ thống chữa cháy foam

I.CHỮA CHÁY BẰNG BỌT (FOAM)

1. KHÁI NIỆM

Hệ thống chữa cháy bằng bọt là hệ thống chữa cháy mà chất dùng để dập cháy là bọt. (TCVN 5760: 1993)
Bọt chữa cháy (firefighting foam): Tổ hợp các bong bóng đầy khí được tạo thành từ dung dịch nước của chất tạo bọt chữa cháy thích hợp. (TCVN 7278: 2003)
Dung dịch tạo bọt (foam solution): Dung dịch của chất tạo bọt và nước. (TCVN 7278: 2003)
Chất tạo bọt (foam concentrate): Chất lỏng khi trộn với nước theo nồng độ thích hợp thì tạo ra dung dịch bọt. (TCVN 7278: 2003)

2. NGUYÊN LÝ CHỮA CHÁY BẰNG BỌT

Phương pháp chữa cháy bằng bọt tạo ra hiệu quả chữa cháy bằng cách cách ly nguồn cháy và giảm nhiệt độ đám cháy xuống dưới ngưỡng cháy. Khi được phun vào đám cháy, bọt sẽ hình thành một lớp màng bao phủ lên đám cháy, ngăn cản sự cung cấp khí oxy cho đám cháy, giảm nhiệt độ đám cháy và không cho đám cháy lan rộng ra.
 

3. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CHỮA CHÁY BẰNG BỌT

➣ Ưu điểm:
- 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 đối với đám cháy loại A và B (chất cháy dạng lỏng) và 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.

➣ Nhược điểm: 
- Không hiệu quả đối với đám cháy loại C (cháy khí) và D (cháy kim loại).
- Hệ thống thiết bị phức tạp và chi phí cao.

 

II. HỆ THỐNG CHỮA CHÁY BẰNG BỌT

1. THÀNH PHẦN HỆ THỐNG

1.1 CHẤT TẠO BỌT - FOAM CONCENTRATE – FOAM CÔ ĐẶC

Chất tạo bọt là thành phần quan trọng trong hệ thống chữa cháy bằng bọt, khi trộn với nước sẽ cho ra dung dịch bọt, dung dịch bọt trộn với không khí sẽ tạo thành bọt chữa cháy.

Phân loại chất tạo bọt: (TCVN 7278: 2003)

Chất tạo bọt tạo màng nước (aqueous film – forming foam concentrate - AFFF): Chất tạo bọt trên cơ sở hỗn hợp của hydrocarbon và chất hoạt động bề mặt được flo hóa có khả năng tạo màng nước trên bề mặt của một số hydrocacbon.
Dùng chữa cháy khi tác nhân gây cháy là các loại chất lỏng không phân cực, ví dụ như xăng, dầu, …

Chất tao bọt bền rượu (alcohol – resistant foam concentrate-AR): Chất tạo bọt có độ bền chống phân hủy khi sử dụng trên bề mặt rượu hoặc các dung môi phân cực khác.
Dùng để chữa cháy khi các chất cháy là các chất lỏng phân cực, ví dụ: cồn, acetone, ete, các acid hữu cơ, ….

Chất tạo bọt floprotein tạo màng (film – forming fluoroprotein concentrate- FFFP): Chất tạo bọt floprotein có khả năng tạo màng nước trên bề mặt của một số hydrocacbon.
Dùng cho các đám cháy hydrocacbon tạo thành hố sâu.

Chất tạo bọt tổng hợp (synthetic foam concentrate-S): Chất tạo bọt trên cơ sở hỗn hợp của chất hoạt động bề mặt hydrocacbon và chất chứa flocacbon có bổ sung chất ổn định.
Chất tạo bọt protein (protein foam concentrate-P): Chất tạo bọt có nguồn gốc từ vật liệu protein thủy phân.
Chất tạo bọt floprotein (fluoroprotein foam concentrate-FP): Chất tạo bọt protein được cho thêm chất hoạt động bề mặt được flo hóa.
 

1.2 BỒN CHỨA (TANK)

Bồn chứa dùng để chứa chất tạo bọt cung cấp cho hệ thống chữa cháy bọt. Viking đang dùng công nghệ bồn chứa túi cho các sản phẩm hệ thống chữa cháy bọt của mình. Công nghệ này cho ra tỷ lệ chất tạo bọt/nước ổn định bằng cách tự động điều chỉnh theo lưu lượng và áp suất của hệ thống trong quá trình vận hành.

Bồn túi là một là 1 bồn chịu áp lực làm từ thép, chứa một túi đàn hồi bên trong ngăn cách giữa nước và chất tạo bọt. Túi đàn hồi cho phép áp lực nước được chuyển đến chất tạo bọt mà không trộn lẫn hai chất lỏng. Khi có áp lực nước cung cấp, nước sẽ ép túi và đẩy chất tạo bọt foam ra khỏi bồn đi vào hệ thống.

 
cau tao bon chua foam 01
Bồn chứa có 2 loại là bồn đứng và bồn nằm, với nhiều kích cỡ khác nhau, cùng với nhiều hệ thống van, ống nối đi kèm.
 
cac dang bon chua foam 01

1.3 BỘ TRỘN (PROPORTIONER)

Bộ trộn là một phần không thể thiếu của hệ thống chữa cháy bọt. Bộ trộn có công dụng phân phối chất tạo bọt vào dòng nước theo đúng tỉ tệ thiết kế của hệ thống (1%, 3%, 6%) để tạo thành dung dịch bọt chữa cháy. 
Có nhiều thiết bị có chức năng bộ trộn dùng cho các hệ chữa cháy bọt khác nhau.

a/ Bộ trộn (Foam ratio controller)
Là bộ trộn được sử dụng trong nhiều loại hệ thống chữa cháy bằng bọt (hệ thống bọt foam ống ướt, hệ thống tác động sớm, hệ xả tràn, …)

 
bo tron foam ratio controllers 02 02
b/ Bộ trộn dải rộng (Wide range proportioner)
Là bộ trộn có khả năng phối trộn chất tạo bọt theo tỷ lệ chính xác. Thường được sử dụng trong hệ thống chữa cháy bọt ống ướt, hệ thống chữa cháy bọt tác động trước. Đặc biệt là thiết bị này có khả năng trộn chính xác đối với điều kiện lưu lượng thấp, xảy ra khi có số lượng đầu phun kích hoạt ít.

 
wide range proportioner 02
c/ Bộ trộn ổn định áp suất nối tiếp (In-line Balanced Pressure Proportioner - ILBP)
Đối với hệ thống cần duy trì áp suất và lưu lượng để ổn định tỷ lệ chất tạo bọt/nước suốt quá trình chữa cháy giúp tối ưu tác dụng chữa cháy như hệ thống điều hòa áp suất, hệ thống trộn bơm bọt thì thiết bị bộ trộn cân bằng áp suất nối tiếp là không thể thiếu.

 
in line balanced pressure proportioner 02
Ngoài ra đối với các hệ thống có nhiều ống bọt, các ống bọt ở xa bồn chứa cũng cần có ILBP.

d/ Bộ trộn FomTec (FomTec BFZ Inductors)
fomtec bfz inductors 02
e/ Bộ trộn cầm tay (Handline eductor)
Bộ trộn cầm tay được dùng cho các hệ thống chữa cháy bọt cần tiết kiệm chi phí, không cần dùng bồn túi. Chất tạo bọt được chứa trong bồn thường, thùng phi hay thùng tole sẽ được hút vào bộ trộn cầm tay nhờ hiệu ứng venturi và phối trộn với nước cho ra dung dịch bọt.

 
handline eductor 02
 

1.4 THIẾT BỊ XẢ BỌT (DISCHARGE DEVICES)

Thiết bị xả bọt có tác dụng giải phóng dòng dung dịch bọt trong đường ống của hệ thống chữa cháy bọt, hướng dòng bọt đến đám cháy để dập tắt đám cháy. Trong quá trình đó còn có thể có thêm bước trộn không khí vào dung dịch bọt để tăng thể tích bọt, tăng khả năng bao phủ dập tắt đám cháy.
Tùy thuộc loại hệ thống mà có các thiết bị xả bọt khác nhau: sprinkler, đầu phun, vòi phun, súng phun, buồng phun, …

a/ Bộ tạo bọt (Foam maker)
foam makers 02
b/ Sprinkler
approved sprinklers for foam
c/ Cổng xả bọt (Discharge outlets)
foam chambers 02
Thường được dùng trong hệ thống chữa cháy bọt cho bể nhiên liệu.

d/ Súng phun bọt (Monitor)
Dùng cho hệ thống bán tự động, có khả năng điều chỉnh hướng dòng bọt đến đám cháy bằng tay hoặc tự động. loại súng phun tự động có cơ cấu giúp vòi phun có khả năng quét qua lại 1 vùng để tăng thể tích vùng bảo vệ.
monitors 02
e/ Hose reel
Là thiết bị có sẵn bồn chứa chất tạo bọt, sử dụng bằng tay, cho các khu vực nhỏ.
the bladder tank foam hose station 02
f/ Đầu phun sàn (Grate nozzle)
Thường được dùng cho hệ thống chữa cháy bọt cho sàn đáp trực thăng, hangar. Đầu phun được bố trí thành 1 hệ thống cho phép nhanh chóng tạo lớp bọt bao phủ mặt sàn, tác dụng dập tắt nhanh các đám cháy do tràn nhiên liệu.
grate nozzles gn201 02

1.5 VAN ĐIỀU KHIỂN VÀ THIẾT BỊ PHỤ TRỢ

Van điều khiển sẽ điều khiển cung cấp nước và dung dịch bọt cho toàn bộ hệ thống chữa cháy bọt. đi kèm van là bộ trim phù hợp với chức năng yêu cầu.

a/ Van báo động (alarm check valve trim)
van bao dong viking 1
b/ Van xả tràn (deluge valve trim)
deluge valve trim
c/ Van kiểm soát chất tạo bọt (Concentrate control valve -CCV)
concentrate control valveccv
d/ Van điều khiển xả (pressure operated relief valve)
pressure operated relief valve
e/ Van điều khiển lưu lượng (flow control valve)
flow control valve
f/ Van điều khiển áp suất (Pilot Pressure Regulating Valve)
pilot pressure regulating valve

2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG CHỮA CHÁY BẰNG BỌT

Khi có đám cháy, thiết bị phát hiện đám cháy sẽ báo về trung tâm điều khiển, trung tâm điều khiển sẽ mở van điều khiển chính và van điều khiển bọt, cho phép nước và chất tạo bọt đến bộ trộn, tạo thành dung dịch bọt. Dung dịch bọt được đưa tới thiết bị xả để cộng thêm với khí tạo thành bọt phun vào đám cháy để dập tắt đám cháy.
 

3. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG CHỮA CHÁY BỌT

Hệ thống chữa cháy bằng bọt có thể phân thành 3 loại:
- Hệ thống cố định và tự động
- Hệ thống bán cố định
- Hệ thống di động

Hoặc dựa vào cấu tạo có thể phân thành 4 loại sau:

 

3.1 HỆ THỐNG BỌT ỐNG ƯỚT (WET PIPE FOAM SYSTEM)

Hệ thống bọt ống ướt là hệ thống chữa cháy ống ướt tiêu chuẩn có khả năng xả bọt tự động bởi sự kích hoạt của sprinkler khi đám cháy xảy ra.
Hệ thống bọt foam ống ướt được mô tả như hình sau, hệ thống bao gồm các thiết bị chính: hệ thống bồn túi chứa chất tạo bọt (A), van báo động (alarm valve) (C) và bộ trim đi cùng, chuông nước (12), van điều khiển chất tạo bọt (D), van điều khiển xả PORV (17), thiết bị kích hoạt (sprinkler), …

Nguyên lý hoạt động: khi có cháy, nhiệt độ cao sẽ làm vỡ bầu thủy tinh của sprinkler, làm giảm áp lực bên khoang xả của van báo động dẫn đến nước với áp cao từ nguồn cấp nước chảy qua van, đi đến bộ trộn. Từ van báo động, song song với dòng chính có một dòng báo động đi đến chuông nước để báo động. dòng báo động cũng đi đến cổng kích hoạt của van điều khiển xả (PORV). Van điều khiển xả hoạt động, kích hoạt van điều khiển chất tạo bọt, cho phép chất tạo bọt từ bồn túi đi đến bộ trộn. chất tạo bọt và nước phối trộn thành bọt và đi đến sprinkler để dập tắt đám cháy.

Sơ đồ hệ thống chữa cháy bọt ống ướt:
so do he thong chua chay foam dg ong uot 01
Chú thích sơ đồ hệ thống bọt ống ướt:

A: Bồn foam (1 đến 7)

C: Van báo động và bộ trim gồm buồng làm trễ.

21. Van bi

15. van cấp nước cho bồn foam

1. Van xả tháo nước bồn foam

8. Van cấp nước

27. Van 3 ngã và đồng hồ áp suất

16. đường cấp nước vào bồn foam

2. Van đóng ngắt đường nạp foam

12. Chuông nước

29. Van xả tháo

22. Van đóng ngắt đường cấp foam cô đặc

3. Van xả tháo nạp foam

D: Van điều khiển đường cấp foam cô đặc

30. công tắc áp suất

23. Đường xả foam cô đặc

4. Van đóng ngắt đường chỉ thị mức

14. Van bi

E: Bộ trim đặt hàng rời

24. van 1 chiều

5. Ống chỉ thị mức

17. Van P.O.R.V

9. van 1 chiều

25. Van kiểm tra

6. Van giảm áp nước bồn foam

18. lỗ giới hạn 0.125 inch

10. họng tiếp nước chữa cháy

26. Van cách ly hệ thống

7. Van giải áp foam

19. Van 1 chiều

11. van 1 chiều

28. Đường nước kích hoạt

B: Bộ trộn

20. Bộ lọc

13. đường nước báo động

 

3.2 HỆ THỐNG BỌT XẢ TRÀN (DELUGE FOAM)

Hệ thống này sử dụng cho nơi cần có lượng bọt lớn và yêu cầu sự dập tắt nhanh. Hệ thống cũng được sử dụng để tạo vùng đệm an toàn để ngăn sự lây lan nhanh của đám cháy; làm lạnh công trình ngăn chặn sự biến dạng và sụp đổ của công trình; bảo vệ bồn chứa nhiên liệu, đường ống, máy biến áp.

a/ Cấu tạo hệ thống
Hệ thống bọt xả tràn bao gồm các thiết bị chính: van xả tràn và bộ trim (A), nguồn bọt (bồn túi hoặc bơm), van điều khiển bọt(C), bộ trộn (B), thiết bị kích hoạt hệ thống, …
Hệ thống bọt tràn có 3 cách kích hoạt bộ van tràn:
- Kích hoạt thủy lực: đường nước kích hoạt nối van xả tràn với thiết bị kích hoạt thủy lực gắn tại tại vùng cần bảo vệ. Đường kích hoạt là đường nước riêng, tách biệt với đường xả bọt.
- Kích hoạt bằng khí nén: thêm thiết bị van điều khiển bằng khí nén.
- Kích hoạt bằng điện: có thêm thiết bị van điều khiển điện (solenoid valve)
so do he thong bot foam xa tran tu nguon bom 01
Chú thích sơ đồ hệ thống bọt xả tràn từ nguồn bơm

A: Van xả tràn và bộ trim

2. Đường nước kích hoạt

6. Đồng hồ đo áp suất đường nước kích hoạt

B: Bộ trộn ổn định áp suất nối tiếp (ILBP)

3. Van đóng ngắt foam cô đặc

7. Van kiểm tra

C: Van điều khiển đường dung dịch bọt

(Halar valve - CCV)

4. Đồng hồ đo áp suất đường cấp foam cô đặc

8. Van cách ly hệ thống

1. Van cấp nước

5. Van xả tháo của CCV

 

b/ Nguyên lý hoạt động
- Kích hoạt bằng thủy lực: khi có cháy, thiết bị kích hoạt bằng thủy lực hoạt động, làm giảm áp suất trong đường kích hoạt, kích hoạt cả 2 van (van tràn và van điều khiển bọt), cho phép nước và chất tạo bọt đi đến bộ trộn để tạo bọt.
c 1 thermostatic release 01
Thiết bị kích hoạt thủy lực C-1

- Kích hoạt bằng khí: khi có cháy, đường kích hoạt chứa khí bị mất áp, cho phép bộ kích hoạt bằng khí hoạt động, dẫn đến nước trong đường kích hoạt van tràn được xả và kích hoạt van tràn, van tràn được kích hoạt sẽ kích hoạt tiếp van điều khiển bọt, cho phép nước và dung dịch tạo bọt đến bộ trộn để tạo thành bọt.
pneumatic actuator 01
Thiết bị kích hoạt bằng khí nén model H-1

- Kích hoạt bằng điện: hệ thống có thêm 1 van điện chịu trách nhiệm xả áp trong đường kích hoạt của van tràn. Van tràn hoạt động kích hoạt van điều khiển bọt, cho chất tạo bọt và nước đến bộ trộn.
van dian tu viking 01
Van điện

3.3 HỆ THỐNG BỌT TÁC ĐỘNG SỚM (PREACTION FOAM SYSTEM)

Hệ thống bọt tác động sớm thường được dùng cho vị trí cần sự đáp ứng nhanh và chính xác. Tất cả sprinkler đều đóng và đường ống không có nước. Khi có cháy, thiết bị cảm biến phát hiện có cháy và tự động mở hệ thống van nước và bọt trước khi sprinkler vỡ.
Cấu tạo hệ thống: tương tự hệ thống bọt xả tràn, điểm khác biệt là hệ tác động sớm có thêm bộ van 1 chiều ở giữa van tràn và bộ trộn, thêm bảng điều khiển kích hoạt. Bộ phận kích hoạt của hệ thống tác động sớm có thể là thủy lực, khí nén, điện. Kiểu kích hoạt có thể là kiểu đơn (1 trong 3 kiểu thủy lực, khí nén, điện) hoặc kiểu kích hoạt kép (thủy lực – khí nén; khí nén – điện; điện - thủy lực).
he thong bot tac dong som 01
Chú thích sơ đồ hệ thống bọt tác động sớm

A: Bồn bọt / bồn foam (1-7)

6. Van giảm áp nước bồn

D: Van điều khiển foam

12. Đường kích hoạt xả

1. Van nạp xả nước

7. Van giải áp foam

13. van 3 ngã và đồng hồ áp suất

14. đường ống xả dung dịch foam

2. Van đóng ngắt nạp foam

B: Bộ trộn

E: bộ trim phụ trợ, đặt hàng riêng

15. Va 1 chiều đường dung dịch foam

3. Van xả tháo foam

C: Van xả tràn và bộ trim

8. Van đóng ngắt đường foam

16. Van kiểm tra foam

4. Van đóng ngắt đường chỉ thị mức

9. Van cấp nước

10. Van cấp nước vào bồn foam

17. Van cách ly với hệ thống 

5. Ống chỉ thị mức

19.  Van 1 chiều ống đứng

11. đường ống cấp nước cho bồn foam

18. van xả tháo foam cô đặc

3.4 HỆ THỐNG BỌT ĐỘ GIÃN NỞ CAO (HIGH-EXPANSION)

Hệ thống bọt giãn nở cao cơ bản giống hệ thống bọt van xả tràn, khác biệt là hệ thống bọt giãn nỡ cao có thêm bộ tăng cường bọt (high expandsion generator) ở đầu phun ra.
 
foam chua chay 01
 
he thong bot do gian no cao 01
Chú thích sơ đồ hệ thống bọt độ giãn nở cao

A: Bồn bọt / bồn foam (1-7)

7. Van giải áp

E: bộ trim phụ trợ, đặt hàng riêng

16. Van 1 chiều đường dung dịch foam

1. Van nạp xả nước

8. Van giải áp foam

9. Van đóng ngắt đường foam

17. Van kiểm tra foam

2. Van đóng ngắt nạp foam

B: Bộ trộn

11. Van cấp nước vào bồn foam

18. Van cách ly với hệ thống 

3. Van xả tháo foam

C: Van xả tràn và bộ trim

12. đường ống cấp nước cho bồn foam

 

4. Van đóng ngắt đường chỉ thị mức

10. Van cấp nước

E: bộ trim phụ trợ, đặt hàng riêng

 

5. Ống chỉ thị mức

D: Van điều khiển dung dịch foam

13. Đường kích hoạt xả

 

6. Van giải áp nước bồn

14. van 3 ngã và đồng hồ áp suất

15. đường ống xả dung dịch foam

 
vgh10000

Thiết bị tăng cường bọt VGH10000

III. ỨNG DỤNG CHỮA CHÁY BỌT

1. BẢO VỆ KHO HÀNG

kho hang hoa

2. BẢO VỆ BỒN CHỨA (STORAGE TANK PROTECTION)

storage tank protection

3. BẢO VỆ MÁY BAY TRONG NHÀ CHỨA (PROTECTING AIRCRAFT)

protecting aircraft

4. BẢO VỆ KHU XUẤT HÀNG (TRUCK LOADING RACK PROTECTION)

truck loading rack protection


5. CHỮA CHÁY TRÀN NHIÊN LIỆU (SPILL FIRE PROTECTION)

spill fire protection


6.  BẢO VỆ SÀN ĐÁP TRỰC THĂNG (HELIPORT PROTECT)

heliport protect
 

IV. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA CHÁY BẰNG BỌT

Tài liệu thiết kế hệ thống chữa cháy bọt:
✔ NFPA 11
✔ NFPA 16
✔ FM Global Property Loss Prevention Data Sheets 4-12
✔ TCVN 7278 (ISO 7203)
Trình tự chung để thiết kế 1 hệ thống chữa cháy bằng bọt gồm các bước sau:

Bước 1: Xác định loại đám cháy để chọn loại chất tạo bọt và nồng độ bọt phù hợp
Bước 2: Xác định loại công trình và diện tích cần bảo vệ, để lựa chọn loại hệ thống chữa cháy thích hợp, thời gian phun bọt và tính toán lượng bọt cần thiết.
Bước 3: Lựa chọn thiết bị cho hệ hệ thống theo nồng độ bọt, lưu lượng bọt và lượng bọt cần thiết.


Giới hạn của chữa cháy bằng bọt
- Bọt không thích hợp cho đám cháy khí và khí hóa lỏng
- Không thích hợp với đám cháy phun thành dòng
- Không dùng được cho loại cháy do kim loại (Na, Ka, …)
- Bọt dẫn điện nên không áp dụng được với cháy do điện

 

1. XÁC ĐỊNH CẤP ĐỘ NGUY CƠ CHÁY

a/ Xác định phân lớp hàng hóa:
- Class I: hàng hóa làm từ vật liệu không cháy thỏa 1 trong các điều kiện sau:
+ Đặt trên pallet gỗ
+ Chứa trong thùng carton có nếp gấp 1 lớp
+ Đóng gói bằng màng co hoặc gói bằng giấy.
- Class II: hàng hóa chất liệu không cháy, chứa trong thùng gỗ hoặc thùng carton dày nhiều lớp gấp, có hoặc không có pallet
- Class III: hàng hóa làm từ gỗ, giấy, sợi tự nhiên, chất dẻo nhóm C, chứa trong thùng giấy hoặc không, có pallet hoặc không.
- Class IV: hàng hóa đặt trên pallet hoặc không, thỏa 1 trong các loại sau:
+ Cấu thành một phần hoặc hoàn toàn bằng chất dẻo nhóm B
+ Cấu thành từ chất dẻo nhóm A
+ Có 5-15% trọng lượng từ chất dẻo dạng đặc nhóm A, chứa trong thùng gỗ hoặc giấy.
+ Có 5-25% thể tích từ chất dẻo nhóm A dạng xốp, chứa trong thùng gỗ hoặc giấy.
+ Pha trộn giữa chất dẻo dạng xốp và dạng đặc nhóm A, chứa trong thùng gỗ hoặc giấy, 
+ Cấu thành chứa 5-15% chất dẻo dạng đặc nhóm A, không đóng gói.

b/ Xác định nhóm chất dẻo
- Nhóm A:  làm từ các chất dẻo sau:
(1) ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer)
(2) Acetal (polyformaldehyde)23
(3) Acrylic (polymethyl methacrylate)
(4) Butyl rubber
(5) Cellulosics (cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, ethyl cellulose)
(6) EPDM (ethylene-propylene rubber)
(7) FRP (fiberglass-reinforced polyester)
(8) Natural rubber
(9) Nitrile-rubber (acrylonitrile-butadiene-rubber)
(10) Nylon (nylon 6, nylon 6/6)
(11) PET (thermoplastic polyester)
(12) Polybutadiene
(13) Polycarbonate
(14) Polyester elastomer
(15) Polyethylene
(16) Polypropylene
(17) Polystyrene
(18) Polyurethane
(19) PVC (polyvinyl chloride — highly plasticized, with plasticizer content greater than
20 percent) (rarely found)
(20) PVF (polyvinyl fluoride)
(21) SAN (styrene acrylonitrile)
(22) SBR (styrene-butadiene rubber)

- Nhóm B:  gồm các loại sau
(1) Chloroprene rubber
(2) Fluoroplastics (ECTFE — ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer; ETFE — ethylenetetrafluoroethylene-copolymer; FEP — fluorinated
ethylene-propylene copolymer)
(3) Silicone rubber

- Nhóm C: các loại sau được xếp vào nhóm C
(1) Fluoroplastics (PCTFE — polychlorotrifluoroethylene;
PTFE — polytetrafluoroethylene)
(2) Melamine (melamine formaldehyde)
(3) Phenolic
(4) PVC (polyvinyl chloride — flexible — PVCs with plasti‐
cizer content up to 20 percent)
(5) PVDC (polyvinylidene chloride)
(6) PVDF (polyvinylidene fluoride)
(7) Urea (urea formaldehyde)

c/ Xác định cấp độ nơi nguy hiểm
- Nhóm nguy cơ thấp
Gồm các khu vực có ít vật liệu dễ cháy và khả năng phát tán nhiệt thấp như: chuồng trại gia súc, nhà thờ, bệnh viện, hội sở, trường học, nhà hàng (khu vực ăn uống), bảo tàng, sân thượng trống, nhà riêng.
- Nhóm nguy cơ thông thường 1
Gồm các khu vực chứa số lượng trung bình của vật liệu có khả năng bắt lửa thấp, đống vật liệu có khả năng bắt lửa thấp với chiều cao không quá 2.4m.
Ví dụ các khu vực sau: bãi đỗ xe, phòng trưng bày, tiệm bánh mì, nhà máy thực phẩm, nhà máy sản xuất hộp, nhà máy bơ, xưởng điện tử, nhà máy sản xuất kính, tiệm giặt sấy, phòng máy cơ khí, …
- Nhóm nguy cơ thông thường 2
Gồm khu vực có chứa số lượng trung bình đến nhiều các vật liệu dễ bắt lửa, đống vật liệu có khả năng bắt lửa trung bình đến cao với chiều cao đống không quá 3.7m.
Ví dụ: chuồng trại, nhà máy xay xát, nhà máy hóa chất, xưởng da, khu vực xuất hàng bên ngoài, nhà máy bột giấy, cửa hàng máy móc, bến tàu, nhà máy sản xuất đồ nhựa, bưu điện, nhà máy in, sân khấu, nhà máy sệt, xưởng sản xuất săm lốp, nhà máy thuốc lá, nhà máy gỗ…
- Nhóm nguy cơ đặc biệt 1: nơi có mặt số lượng lớn chất dễ cháy dạng rắn, bụi, sơ vải, … có nguy cơ cháy lan nhanh nhưng có ít hoặc không có chất dễ cháy dạng lỏng, VD: nhà chứa máy bay, khu vực có dầu thủy lực, khu vực đúc, khu vực cán kim loại, nhà máy gỗ dán, xưởng in dùng mực có điểm chớp cháy (flash point) dưới 38oC, nhà máy sản xuất cao su, nhà máy cưa, xưởng dệt, sản phẩm nệm, …
- Nhóm nguy cơ đặc biệt 2: chứa nhiều chất lỏng dễ cháy: xưởng nhựa đường, xưởng sơn, bể dầu tôi kim loại, xưởng sản xuất nhựa, …

 

2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA CHÁY BẰNG BỌT CHO BỂ CHỨA NHIÊN LIỆU LỎNG

a/ Chất lỏng dễ cháy:
Theo NFPA 11:
- Chất lỏng dễ cháy là chất lỏng có flash point > 100oF (37,8oC)
- Chất lỏng dễ bốc cháy là chất lỏng có flash point <100oF (37,8oC)

b/ Bảo vệ bể chứa 

 
bao ve bon chua dau

✦ Giới hạn: 
- Súng phun (monitor nozzle) không dùng làm hệ chữa cháy chính cho bể có đường kính lớn hơn 18m.
- Vòi cầm tay (handline) không thể dùng làm hệ chữa cháy chính cho bể 9m đường kính hay 6m chiều cao.

✦ Tính diện tích bể = πR2
Nồng độ và thời gian xả: theo các bảng sau
Bảng 2: Thời gian xả tối thiểu và nồng độ áp dụng cho thiết bị xả bọt cố định loại II trên bể chứa nhiên liệu hydrocarbon trần cố định

Loại hydrocarbon

Nồng độ áp dụng tối thiểu

Thời gian xả tối thiểu (phút)

L/min/m2

Gpm/ft2

Flash point từ 37.8oC đến 60oC

(100oF – 140oF)

4.1

0.1

30

Flash point dưới 37.8oC (100oF) hoặc chất lỏng được làm nóng đến nhiệt độ trên flash point của chúng

4.1

0.1

55

Dầu thô

4.1

0.1

55


Bảng 3: Thiết bị bọt cầm tay và súng phun bọt bảo vệ bể chứa nhiên liệu hydrocarbon trần cố định

Loại hydrocarbon

Nồng độ áp dụng tối thiểu

Thời gian xả tối thiểu (phút)

L/min/m2

Gpm/ft2

Flash point từ 37.8oC đến 60oC

(100oF – 140oF)

6.5

0.16

50

Flash point dưới 37.8oC (100oF) hoặc chất lỏng được làm nóng đến nhiệt độ trên flash point của chúng

6.5

0.16

65

Dầu thô

6.5

0.16

65


Bảng 4: Số lượng thiết bị xả cố định cho bể chứa nhiên liệu hydrocarbon trần cố định

Đường kính bể (R)

Số cổng xả bọt tối thiểu

m

ft

≤ 24

≤ 80

1

24 < R ≤ 36

80 < R ≤ 120

2

36 < R ≤ 42

120 < R ≤ 140

3

42 < R ≤ 48

140 < R ≤ 160

4

48 < R ≤ 54

160 < R ≤ 180

5

54 < R ≤ 60

180 < R ≤ 200

6

> 60

> 200

6

   

Thêm 1 cổng xả cho mỗi 465m2 (5000ft2) thêm


✦ Lưu lượng xả bọt = diện tích bảo vệ × nồng độ
Từ lưu lượng xả, chọn bộ trộn


✦ Lượng foam cô đặc = (lưu lượng xả) × (thời gian xả) × (% foam cô đặc)
 

3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA CHÁY BẰNG BỌT FOAM CHO NHÀ CHỨA MÁY BAY

a/ Phân loại nhà chứa máy bay: theo NFPA 409
- Group I: có ít nhất 1 trong các điều kiện sau:
+ Có 1 cửa cao hơn 8.5m (28ft)
+ Diện tích không quá 3716 m2 (40000ft2)
+ Chứa máy bay quan trọng (quân sự)
- Group II: có các điều kiện sau:
+ Chiều cao cửa < 8.5 m
+ Diện tích < 3716 m2
- Group III: nhà chứa ngăn thành ô, mỗi máy bay 1 ô có các điều kiện sau:
+ Chiều cao cửa ≤ 8.5m
+ Diện tích dựa theo bảng 4.1.3 NFPA 409
- Group IV: nhà chứa bằng bạt hoặc khung thép

b/ Xác định phương án bảo vệ
Dùng các phương án sau: 
+ Hệ thống sprinkler (deluge, preaction + AFFF)
+ Hệ thống sún phun (monitor)
+ Hệ thống bọt giãn nở cao
+ Hệ thống cầm tay

- Group I: 
+ Option 1: hệ thống chính là hệ sprinkler, khi diện tích cánh máy bay lớn hơn 279m2 thì phải dùng hệ súng phun (monitor) – nồng độ tối thiểu để bao phủ thân và cánh là 0.1gpm/ft2 (4.1Lpm/m2).
+ Option 2: kết hợp hệ sprinkler nước (6.9 Lpm/m2) và súng phun bọt
- Group II:
+ Option 1: hệ bọt xả tràn, nếu diện tích cánh máy bay lớn hơn 279m2 thì phải dùng hệ súng phun (monitor) – nồng độ tối thiểu để bao phủ thân và cánh là 0.1gpm/ft2 (4.1Lpm/m2).
+ Option 2: kết hợp 2 hệ thống
 
⌑ Hệ sprinkler nước (6.9 Lpm/m2)
⌑ Hệ súng phun bọt
+ Option 3: dùng đông thời cả 2 loại
⌑ Hệ thống sprinker nước ống ướt hoặc xả tràn (6,9 Lpm/m2)
⌑ Hệ bọt giãn nở cao, chiều dày bọt tối thiểu 0.9m, trong 1 phút phải phủ hết nhà chứa.
+ Option 4: hệ đầu phun bọt kín, theo nồng độ option 1
- Group III: như group II nếu có bơm nhiên liệu, cắt gọt, hàn, sơn phun.
- Group IV: không yêu cầu

c/ Xác định thời gian xả bọt và nồng độ xả cho hệ xả tràn làm hệ chính: 10’ với bọt, 45’ với hệ dùng nước.
Bảng 5 Nồng độ yêu cầu – Nhà chứa máy bay (AFFF)

Nhóm nhà chứa máy bay

Bọt AFFF 

gpm/ft2

(Lpm/m2)

I

0.16

(6.5)

II

0.16

(6.5)


d/ Tính lưu lượng xả
Lưu lượng = diện tích bảo vệ × nồng độ

e/ Tính lượng foam cô đặc
Foam cô đặc = lưu lượng x 10 min × (% foam cô đặc) × 1.15

f/ Định vị trí súng phun (monitor)
- Chọn vị trí theo yêu cầu khách hàng
- Xác định bán kính và góc quay của súng phun, đảm bảo bao phủ được cánh và thân máy bay
- Xác định diện tích bảo vệ mỗi súng phun
𝕕t = (πR²/360)x góc

g/ Thời gian xả và nồng độ xả cho súng phun (monitor)
10 phút
AFFF nồng độ 4,1Lpm/m2
Protein và fluoroprotein nồng độ 6,5 Lpm/m2

h/ Lưu lượng súng phun bọt
lưu lượng mỗi súng phun (monitor) = diện tích × nồng độ

i/ Lượng foam cô đặc cho súng phun.
Lượng foam cô đặc cho súng phun = tổng lưu lượng súng phun × 10min × %foam x 1.15

j/ Hệ thống bọt cầm tay:
Chiều dài ống cần đủ để bao phủ hết máy bay
Lượng foam cô đặc phải đủ cho 2 vòi phun trong 20 phút với nồng độ 227 Lpm

 

4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA CHÁY BẰNG BỌT FOAM CHO TRẠM BƠM NHIÊN LIỆU

a/ Xác định khu vực nguy hiểm cần bảo vệ
Khu vực bơm nhiên liệu thường có đê bao và hệ thống thoát để ngăn sự tràn nhiên liệu.

b/ Xác định nồng độ và thời gian xả cho hệ thống chữa cháy chính
Thời gian xả tối thiểu là 10 phút, nồng độ tùy thuộc vào loại nhiên liệu và foam cô đặc.

c/ Số lượng đầu phun.
Mỗi đầu phun bảo vệ được được khu vực có đường kính 3.1m, do đó có thể tính số lượng đầu phun theo công thức
Số đầu phun = (chiều dài/3.1) × (chiều rộng/3.1) 

d/ Lương foam cô đặc:
Lương foam cô đặc = diện tích × nồng độ × 10min × (%foam cô đặc)

e/ Lăng phun quét, gắn trên xe chữa cháy.
ANUL yêu cầu có 2-4 lăng phun quét, nồng độ 0.1 gpm/ft2 trong 10 phút

 

5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA CHÁY BẰNG BỌT FOAM CHO BÃI ĐÁP TRỰC THĂNG

a/ Xác định khu vực của bãi đáp
- Đất liền: NFPA 418
- Ngoài khơi: NFPA 48
Bãi đáp theo các tiêu chuẩn: USCG, ABS, SOLAS

b/ Xác định loại bãi đáp
Dựa vào thực tế: size, tải máy bay, lượng nhiên liệu
- H-1: kích thước máy bay < 15m, diện tích nguy cơ cháy 34.8m2
- H-2: 15m ≤ kích thước máy bay < 24.4m, diện tích nguy cơ cháy 78m2
- H-3: 24.4m ≤ kích thước máy bay < 36.6m, diện tích nguy cơ cháy 133.8m2

c/ Phương án chữa cháy (đất liền): NFPA 418 yêu cầu hệ thống vòi chữa cháy bằng bọt bán cố định cho cả 3 loại bãi đáp và ít nhất 1 hệ thống di động cho mỗi chỗ cất hạ cánh.

Các yêu cầu khác:
- Nguồn nước phải đảm bảo tin cậy, và thỏa yêu cầu của nhà chức trách
- Các thiết bị chữa cháy phải được lắp đặt ở những nơi dễ tiếp cận và không xâm phạm nơi cất hạ cánh hay di chuyển của máy bay.
- Hệ thống chữa cháy bọt cố định phải đảm bảo tiêu chuẩn và được phê chuẩn.
- Yêu cầu có thiết bị chống đóng băng ở nơi có nhiệt độ thấp
- Ở các tòa nhà, hệ thống báo cháy cần có nút kéo khẩn gần đường ra bãi đáp.

d/ Thời gian xả và nồng độ
Với hệ cố định (đầu phun, súng phun) là 5 phút và 4.1 Lpm/m2 với AFFF
Với vòi cầm tay theo bảng 6 sau đây.

Bảng 6: Xác định thời gian xả và nồng độ đối với vòi cầm tay

Loại bãi đáp

½ OL

Độ rộng thân đã ×3

Diện tích chữa cháy

Nồng độ

Q1

Q2

Q

 

(ft)

(ft)

(ft)

(ft2)

(gpm/ft2)

(gal)

(gal)

H-1

0 < 50

25

× 15

= 375

× 0.1

= 37.5

+100%

= 75

H-2

50 < 80

40

× 21

= 840

× 0.1

= 84

+100%

=168

H-3

80 < 120

60

× 24

= 1440

× 0.1

= 144

+100%

=288

OL: chiều dài phủ bì trực thăng:

Q1: nước để kiểm soát đám cháy trong vòng 1 phút

Q2: dự trữ để dập tắt cháy

Q: lượng nước tổng cộng để dập tắt cháy


e/ Lượng foam cô đặc
Lưu lượng = diện tích × nồng độ
🡪 chọn bộ trộn
Foam cô đặc = lưu lượng × 5min × (% foam cô đặc)

 

6. HỆ THỐNG BỌT ĐỘ GIÃN NỞ CAO

Đối với các đám cháy mà nước và bọt thông thường không hiệu quả (ví dụ đám cháy có chất độc) hệ thống chữa cháy bọt độ giãn nở trung bình và cao được khuyến cáo sử dụng. Một lớp bọt dày được tạo ra bao phủ lên nguồn cháy, làm nguội đám cháy, ngăn cản phát tán chất độc.
Có 3 loại hệ thống chữa cháy bọt độ giãn nở cao:
- Xả ngập toàn bộ
- Xả cục bộ 
- Loại di động
Phân loại nguy cơ: dựa vào loại hàng hóa, điều kiện chứa và vận chuyển. tham khảo bảng 7.


Bảng 7 Thời gian dập tắt cho hệ bọt độ giãn nở cao

Loại nguy cơ

Công trình thép nhẹ hoặc không được bảo vệ

Công trình nặng hoặc được bảo vệ hoặc kháng lửa

Có sprinkler

Không có sprinnkler

Có sprinkler

Không có sprinnkler

Chất lỏng dễ bốc cháy (có flash point thấp hơn 38oC áp suất hóa lỏng không quá 40PSI (27bar))

3 phút

2 phút

5 phút

3 phút

Chất lỏng dễ cháy (flash point từ 38oC trở lên)

4 phút

3 phút

5 phút

3 phút

Vật liệu dễ cháy tỷ trọng thấp

(ví dụ: cao su xốp, nhựa xốp, giấy lụa cuộn)

4 phút

3 phút*

6 phút

4 phút*

Vật liệu dễ cháy tỷ trọng cao

(ví dụ: giấy cuộn bọc hoặc quấn đai)

7 phút

5 phút*

8 phút

6 phút*

Vật liệu dễ cháy tỷ trọng cao

(ví dụ: giấy cuộn bọc hoặc không quấn đai)

5 phút

4 phút*

6 phút

5 phút*

Lốp cao su

7 phút

5 phút*

8 phút

6 phút*

Vật liệu dễ cháy trong thùng carton, túi.

7 phút

5 phút*

8 phút

6 phút*

* thời gian dập tắt này không thể áp dụng trực tiếp cho khu vực lưu trữ hàng hóa xếp chồng cao trên 4.6m hoặc khu vực lửa lan rất nhanh

Bảng từ NFPA 11 2005


⋄ Loại công trình
Theo bảng trên có 2 loại là:
- Thép nhẹ, không được bảo vệ
- Thép nặng, được bảo vệ, hoặc có khả năng kháng lửa.


⋄ Hệ sprinkler và lượng bọt hao tổn: trong quá trình phun, bọt có thể bị hao tổn, nên cần tính toán lượng hao tổn này.
Lượng bọt hao tổn Rs = tỷ lệ bọt hao tổn × nồng độ xả sprinkler × diện tích
Ví dụ, khi sử dụng bộ giãn nở bọt Chemguard Model 3000WP:
RS = 6.4 cfm/gpm × 0.30 gpm/ft2 × 3000 ft2
RS = 5,760 cfm (161.28 m3/m)


⋄ Thời gian dập: bảng 7 

⋄ Thể tích bọt tối thiểu
Chiều cao cần bảo vệ < 6.1m dùng công thức sau
Chiều dày bọt tối thiểu = chiều cao bảo vệ + 2 ft (0.6 m)
Chiều cao cần bảo vệ ≥ 6.1m, sử dụng công thức sau:
Chiều dày bọt tối thiểu = chiều cao bảo vệ x 1.1
 
⌑ Thể tích bọt tối thiểu = diện tích × chiều dày bọt

⋄ Lượng bọt bù do co ngót = 15% (1.15)

⋄ Lượng bọt bù do rò rỉ = 20% (1.2)

⋄ Lưu lượng xả 
R= (V/T + RS) × CN × CL
trong đó:
R = lưu lượng xả: cfm (m3/m)
V = Thể tích bọt tối thiểu: ft3 (m3)
T = Thời gian xả bọt (phút)
RS = lượng bọt hao tổn: cfm (m3/m)
CN = bù lượng bọt co ngót (%)
CL = bù lượng bọt rò rỉ (%)


⋄ Lượng bọt

Chọn bộ tăng cường bọt (foam generator) trong bảng 8.

Bảng 8 Thông số kỹ thuật của bộ tăng cường tạo bọt

Bộ tăng cường bọt

Part Number/ Chemguard Model No.

Áp suất cổng vào bộ tăng cường bọt

Lưu lượng bọt cho ra của bộ tăng cường bọt

Lưu lượng dung dịch

Bọt hao tổn

Giãn nở

PSI

(bar)

cfm

(m3/m)

GPM

(Lpm)

 

F15105/3000WP

40

2.76

2950

83

46

175

6.4

?/1

60

4.14

3825

107

57

216

80

5.5

4300

121

66

17.5

F15106/6000WP

60

4.14

4875

137

75

285

6.4

?/1

70

4.8

5450

153

84

319

80

5.5

5925

166

139

527

F15108/15000WP

50

2.76

10750

301

110

417

5.1

?/1

75

5.17

14800

415

231

876

100

6.9

17000

476

153

580

F15109/18000WP

40

2.76

12600

353

178

675

2.8

?/1

60

4.14

15300

429

204

774

80

5.5

19000

532

240

910

F15110/25000WP

40

2.76

19063

534

179

679

5.1

?/1

60

4.14

23440

657

210

796

80

5.5

26200

734

235

891



Số lượng bộ tăng cường giãn nở bọt tính bằng công thức
Số bộ tăng cường bọt = lưu lượng bọt (R) / lưu lượng cho ra của bộ tăng cường bọt
Tính lưu lượng dung dịch bọt toàn hệ thống bằng công thức
Lưu lượng dung dịch bọt toàn hệ thống = số bộ tăng cường bọt × lưu lượng dung dịch
Lượng bọt cần thiết đạt được khi xả liên tục 25 phút hoặc 4 lần thể tích bọt tối thiểu. chọn giá trị nhỏ hơn, nhưng không được nhỏ hơn lượng bọt cần xả trong 15 min (khi nhỏ hơn thì lấy giá trị khi xả 15 min)

1. Lượng foam cô đặc = lưu lượng hệ thống × 25 min × tỷ lệ trộn
2. Lượng foam cô đặc = [(4 X thể tích cần (V) / lưu lượng cho ra của bộ tăng cường bọt] × lưu lượng dung dịch × tỷ lệ trộn.
3. Lượng foam cô đặc = lưu lượng dung dịch hệ thống × 15 min × tỷ lệ trộn



 

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết
Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây