Hệ thống chữa cháy Foam là gì? 3 Ưu điểm quan trọng

Trong các môi trường có nguy cơ cháy cao do chất lỏng dễ cháy như xăng dầu, dung môi công nghiệp hay hóa chất hữu cơ, việc lựa chọn hệ thống chữa cháy phù hợp là yếu tố sống còn. Khác với hệ thống chữa cháy bằng nước hay khí, hệ thống chữa cháy Foam (bọt) được thiết kế đặc biệt để kiểm soát và dập tắt các đám cháy chất lỏng bằng cách cách ly oxy, hạ nhiệt và ngăn cháy lan.

I. Hệ thống chữa cháy Foam là gì?

Giới thiệu hệ thống chữa cháy foam

Hệ thống chữa cháy Foam là hệ thống sử dụng dung dịch tạo bọt (foam concentrate) kết hợp với nước và không khí để tạo ra bọt chữa cháy. Bọt này có khả năng phủ kín bề mặt cháy, cách ly ngọn lửa khỏi nguồn oxy trong không khí và hạ nhiệt độ vùng cháy, từ đó làm tắt đám cháy nhanh chóng và ngăn ngọn lửa bùng phát trở lại.

Hệ thống chữa cháy foam thường được lắp đặt cố định, hoạt động tự động hoặc bán tự động và được tích hợp vào mạng lưới phòng cháy chữa cháy tổng thể của công trình. Một số hệ thống Foam chữa cháy còn được thiết kế di động, dùng cho chữa cháy tại hiện trường tạm thời.

Tại sao foam được ưa chuộng trong các môi trường cháy chất lỏng, hóa chất

Các đám cháy do chất lỏng dễ cháy như xăng, dầu diesel, dung môi, cồn công nghiệp thường không thể dập tắt hoàn toàn bằng nước vì nước có mật độ thấp hơn, bị trôi khỏi bề mặt cháy và thậm chí còn làm cháy lan. Trong khi đó, bọt foam nổi lên trên bề mặt chất lỏng, tạo thành một lớp màng mỏng cách ly hoàn toàn với không khí, ngăn đám cháy tiếp tục cháy.

Lý do foam được sử dụng phổ biến trong môi trường cháy chất lỏng:

• Chống cháy lan tốt: lớp bọt bao phủ toàn bộ bề mặt chất lỏng, giảm lan rộng
• Không gây nguy hiểm cho thiết bị xung quanh: không dẫn điện, không ăn mòn
• Khả năng ngăn cháy tái phát: ngay cả sau khi dập lửa, lớp bọt còn duy trì tác dụng
• Hiệu quả cao tại các khu vực có nguy cơ cháy hóa chất: kho xăng dầu, nhà máy sơn, khu hóa dầu…

II. Cấu tạo cơ bản của hệ thống Foam chữa cháy

Bồn chứa dung dịch tạo bọt

Bồn chứa là nơi lưu trữ dung dịch tạo bọt cô đặc (foam concentrate), thường là AFFF (Aqueous Film Forming Foam), AR-AFFF (Alcohol Resistant) hoặc Protein Foam. Dung tích bồn có thể từ vài trăm đến hàng nghìn lít, tùy quy mô hệ thống. Bồn làm bằng thép không gỉ, có lớp phủ chống ăn mòn và hệ thống van xả, bơm cấp riêng biệt.

Bồn chứa cần được lắp đặt ở vị trí thoáng mát, có kiểm soát nhiệt độ và có hệ thống đo mức chất lỏng để đảm bảo lượng dự trữ luôn đáp ứng yêu cầu chữa cháy.

Thiết bị trộn foam – nước (proportioner)

Đây là thiết bị quan trọng giúp pha trộn chính xác tỷ lệ foam và nước, thường là 3% hoặc 6% tùy loại dung dịch. Proportioner có thể là:

• Loại venturi (tạo hút chân không để trộn foam)
• Loại cơ học có đồng hồ đo lưu lượng
• Loại tích hợp trong hệ thống bơm

Tỷ lệ trộn sai có thể làm giảm hiệu quả chữa cháy hoặc gây lãng phí dung dịch foam. Do đó, việc lắp đặt và hiệu chỉnh thiết bị trộn cần được thực hiện đúng kỹ thuật và có kiểm định.

Máy bơm chữa cháy, đường ống, đầu phun tạo bọt

• Máy bơm chữa cháy: Bơm hỗn hợp nước và foam từ bồn chứa đến hệ thống đầu phun. Công suất và lưu lượng bơm được tính toán theo diện tích bảo vệ, thường từ 10–50 lít/giây với áp lực từ 5–10 bar.
• Đường ống dẫn hỗn hợp: Làm bằng thép mạ kẽm hoặc inox, có van chặn, đồng hồ đo áp lực và chống ăn mòn từ dung dịch foam.
• Đầu phun tạo bọt: Có nhiều loại như đầu phun treo trần, đầu phun bề mặt, vòi rồng tạo bọt hoặc foam chamber (buồng tạo bọt cho bồn chứa). Đầu phun có tác dụng biến hỗn hợp nước – foam thành bọt mịn, phủ đều lên bề mặt cháy.

Khoảng cách và mật độ đầu phun cần tuân thủ TCVN 5760:2009 và các tiêu chuẩn quốc tế như NFPA 11.

Bộ điều khiển và van chặn tự động

• Bộ điều khiển: Kết nối với hệ thống báo cháy hoặc vận hành thủ công, có thể lập trình thời gian phun và thời gian dừng. Một số hệ thống còn tích hợp giao diện điều khiển từ xa qua máy tính.
• Van chặn tự động: Được lắp tại các điểm then chốt để ngắt hệ thống khi cần hoặc điều tiết lưu lượng. Van có thể là loại cơ, điện từ hoặc khí nén, hoạt động đồng bộ với máy bơm và bộ điều khiển.

Toàn bộ hệ thống cần được tích hợp cảnh báo áp suất, đồng hồ lưu lượng và có khả năng vận hành tối thiểu 30 phút theo yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN và quốc tế.

III. Nguyên lý hoạt động của hệ thống chữa cháy foam

Cách trộn dung dịch foam với nước

Nguyên lý cốt lõi của hệ thống chữa cháy foam là tạo ra bọt chữa cháy thông qua quá trình trộn dung dịch tạo bọt (foam concentrate) với nước, sau đó cấp khí để hình thành bọt có khả năng bao phủ và cách ly đám cháy.

Quá trình này được thực hiện bằng thiết bị gọi là proportioner, đảm bảo pha trộn đúng tỷ lệ giữa dung dịch foam và nước, phổ biến là:

• 3% foam concentrate + 97% nước đối với AFFF
• 6% foam concentrate + 94% nước đối với các loại foam đặc biệt hoặc dùng cho chất lỏng nguy hiểm

Sau khi hỗn hợp được trộn, nó sẽ được dẫn qua máy bơm và hệ thống ống đến các đầu phun chuyên dụng, nơi không khí được hút vào và tạo thành các bọt khí ổn định.

Quá trình tạo bọt và phủ kín bề mặt cháy

Tại đầu phun, hỗn hợp nước – foam sẽ được trộn với không khí theo nguyên lý venturi để tạo ra bọt chữa cháy có cấu trúc bền, nhẹ và phủ đều. Bọt được phun ra theo dạng mịn hoặc dải rộng tùy theo loại đầu phun và yêu cầu của khu vực cần bảo vệ.

Lớp bọt sau khi phun ra sẽ có khả năng:

• Nổi trên bề mặt chất lỏng dễ cháy như xăng, dầu, dung môi
• Lan rộng nhanh bao phủ khu vực cháy và vùng nguy cơ cháy lan
• Duy trì ổn định trong nhiều phút, hạn chế cháy tái phát

Cắt oxy – làm mát – ngăn cháy lan

Hệ thống foam dập tắt đám cháy bằng ba cơ chế chính:

1. Cách ly oxy: Lớp bọt mịn phủ lên bề mặt chất cháy, ngăn tiếp xúc giữa oxy trong không khí và chất cháy, từ đó làm ngưng quá trình đốt cháy.
2. Hạ nhiệt vùng cháy: Nước trong dung dịch foam giúp làm mát bề mặt, giảm nhiệt độ đám cháy xuống dưới ngưỡng bắt cháy (thường dưới 200°C), ngăn ngọn lửa bùng phát trở lại.
3. Ngăn cháy lan: Foam có độ bám dính cao, có thể bám lên tường, sàn và các vật liệu xung quanh đám cháy, tạo lớp ngăn cản nhiệt và tia lửa lan sang khu vực khác.

IV. Ứng dụng thực tế của hệ thống foam chữa cháy

Khu vực phù hợp: kho xăng dầu, nhà máy hóa chất, trạm nhiên liệu, kho hóa chất nguy hiểm

Hệ thống foam chữa cháy được đánh giá là giải pháp tối ưu cho đám cháy chất lỏng dễ cháy, thường xảy ra trong các môi trường sau:

• Kho chứa xăng dầu, kho LPG, trạm cấp nhiên liệu: Những nơi có nguy cơ cháy nổ cao do lượng chất lỏng dễ cháy lớn và dễ lan nhanh
• Nhà máy hóa chất, nhà máy sản xuất sơn, dung môi: Môi trường nhiều chất dễ cháy, nguy cơ phản ứng cháy lan nhanh
• Kho hóa chất độc hại, chất dễ bay hơi: Cần dập tắt nhanh, triệt để và không làm khuếch tán hơi hóa học
• Khu vực bồn chứa ngoài trời hoặc các bể chứa ngầm: Dễ tiếp xúc nhiệt từ bên ngoài, cần hệ thống foam có thể phun phủ toàn bộ bề mặt

Phân biệt các loại foam: AFFF, AR-AFFF, Protein Foam…

Trên thị trường hiện nay, hệ thống foam chữa cháy sử dụng nhiều loại dung dịch khác nhau, mỗi loại có tính năng và phạm vi ứng dụng riêng:

1. AFFF (Aqueous Film Forming Foam)
   • Tạo lớp màng nước mỏng trên bề mặt chất cháy
   • Hiệu quả cao với cháy xăng, dầu khoáng
   • Dễ sử dụng, phổ biến nhất hiện nay
2. AR-AFFF (Alcohol Resistant AFFF)
   • Chống được sự phá hủy của cồn và dung môi phân cực
   • Dùng cho môi trường có chứa cồn công nghiệp, methanol, ethanol
   • Phù hợp với nhà máy dược, nhà máy sản xuất hóa mỹ phẩm
3. Protein Foam (bọt gốc protein)
   • Có độ bền cơ học cao, ít độc hại với môi trường
   • Hiệu quả tốt trong đám cháy lớn kéo dài
   • Tuy nhiên thời gian tạo bọt lâu hơn AFFF
4. Synthetic Foam (bọt tổng hợp)
   • Dễ bảo quản, độ bền cao
   • Được sử dụng trong hệ thống cố định quy mô lớn

Tùy vào tính chất khu vực, kỹ sư thiết kế hệ thống foam phải lựa chọn đúng loại dung dịch phù hợp, tính toán thể tích bồn chứa và tỷ lệ trộn tương ứng.

V. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống chữa cháy foam

Ưu điểm: dập cháy chất lỏng hiệu quả, ít gây hư hại thiết bị

Hệ thống chữa cháy foam là lựa chọn tối ưu cho các khu vực có nguy cơ cháy chất lỏng dễ bắt cháy, như xăng dầu, dung môi, hóa chất. Các ưu điểm nổi bật bao gồm:

1. Hiệu quả cao với cháy loại B (chất lỏng dễ cháy): Foam không chỉ dập tắt ngọn lửa mà còn ngăn cháy lan và hạn chế khả năng tái phát. Theo thống kê của Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật PCCC, foam giúp rút ngắn thời gian dập tắt đám cháy loại B xuống dưới 2 phút nếu hệ thống kích hoạt kịp thời.
2. Tạo lớp phủ cách ly oxy: Bọt foam bao phủ bề mặt chất cháy, cắt đứt sự tiếp xúc giữa oxy và chất dễ cháy, làm ngưng quá trình cháy gần như tức thì.
3. Ít gây hư hại thiết bị và không dẫn điện: Foam không phá hủy thiết bị như nước, không làm ăn mòn nhanh hệ thống nếu chọn đúng loại. Điều này đặc biệt có lợi trong các nhà máy có thiết bị cơ khí hoặc lưu trữ hàng hóa có giá trị.

Nhược điểm: không phù hợp với cháy điện, cần xử lý foam thải

Dù có nhiều ưu điểm, hệ thống chữa cháy Foam vẫn tồn tại một số hạn chế:

• Không phù hợp cho đám cháy điện: Foam là chất dẫn điện nhẹ, không an toàn khi sử dụng trong phòng điện, tủ điện hoặc hệ thống máy móc còn đang hoạt động. Trong trường hợp này, nên dùng hệ thống khí CO2 hoặc FM-200.
• Tạo ra foam thải cần xử lý: Sau khi chữa cháy, phần bọt dư còn lại có thể mang theo chất cháy và hóa chất độc hại. Việc thu gom và xử lý bọt thải phải được thực hiện đúng quy định về môi trường. Nếu không, có thể gây ô nhiễm đất và nước ngầm.
• Cần không gian lưu trữ lớn: Bồn chứa dung dịch foam, hệ thống bơm và đường ống đòi hỏi diện tích lắp đặt nhất định, không phù hợp với công trình nhỏ hoặc hạn chế không gian kỹ thuật.

VI. Những lưu ý khi lắp đặt hệ thống chữa cháy foam

Yêu cầu kỹ thuật: lưu lượng – áp lực, loại foam phù hợp

Để hệ thống chữa cháy Foam hoạt động hiệu quả, các thông số kỹ thuật phải được thiết kế chính xác theo diện tích, loại chất cháy và thời gian yêu cầu dập lửa:

• Lưu lượng bơm tối thiểu từ 10–50 lít/giây, tùy quy mô công trình
• Áp lực đầu phun từ 5–10 bar để tạo đủ lực phun và bọt ổn định
• Tỷ lệ pha trộn foam – nước: thông thường 3% hoặc 6%, tuân theo chỉ dẫn nhà sản xuất foam

Lựa chọn sai loại foam hoặc tính sai lưu lượng sẽ khiến hệ thống không đủ khả năng dập cháy hoặc gây lãng phí hóa chất.

Kiểm tra – bảo trì định kỳ hệ thống chữa cháy Foam

Hệ thống chữa cháy Foam cần được kiểm tra tối thiểu 3 tháng một lần và bảo trì định kỳ mỗi năm. Các hạng mục bảo trì bao gồm:

• Kiểm tra mức dung dịch trong bồn chứa
• Kiểm tra proportioner để đảm bảo tỷ lệ pha trộn chính xác
• Thử vận hành bơm và đầu phun
• Vệ sinh đường ống, đầu phun tránh bị nghẹt bởi cặn bẩn hoặc hóa chất kết tủa

Lưu ý môi trường hoạt động hệ thống chữa cháy Foam (nhiệt độ, độ ẩm, tiếp xúc hóa chất)

Foam là chất hóa học nhạy cảm với môi trường. Vì vậy:

• Nhiệt độ môi trường bảo quản dung dịch foam nên duy trì trong khoảng 10–35°C để tránh biến đổi thành phần
• Độ ẩm cao có thể làm giảm tuổi thọ đường ống và thiết bị nếu không có lớp phủ chống ăn mòn
• Trong khu vực có nhiều hóa chất bay hơi, nên chọn loại foam AR-AFFF hoặc foam chịu dung môi để đảm bảo độ bền và hiệu quả chữa cháy

Ngoài ra, hệ thống nên đặt tại vị trí thông thoáng, có mái che, tránh ánh nắng trực tiếp để kéo dài tuổi thọ của dung dịch foam và thiết bị.

Liên hệ ngay để được tư vấn và lắp đặt hệ thống chữa cháy Foam tại VinaSafe

• Địa chỉ: 144 Nguyễn Văn Tạo, xã Long Thới, Huyện Nhà Bè, TP.HCM
• Hotline: 0877.114.114
• Fanpage: facebook.com/VinaSafe.Official