Системы и аппараты пожаротушения.

В практике тушения пожаров наибольшее распрост­ранение получили следующие принципы прекращения горения: 1) изоляция очага горения от воздуха или сни­жение концентрации кислорода до значения, при котором не может происходить горение путём разбавления воздуха негорючими газами; 2) охлаждение очага горе­ния ниже определенных температур; 3) интенсивное торможение (ингибирование) скорости химической ре­акции в пламени; 4) механический срыв пламени в ре­зультате воздействия на него сильной струи газа или воды; 5) создание условий огнепреграждения, т. е. та­ких условий, при которых пламя распространяется че­рез узкие каналы.

Для этих целей используют различные химические вещества.

1) Вода. Огнетушащая способность воды обусловливается охлаждающим действием, разбавлением горючей среды образующимися при испарении парами и механическим воздействием на горящее вещество, т. е. срывом пламе­ни. Охлаждающее действие воды определяется значи­тельными величинами её теплоёмкости и теплоты паро­образования. Разбавляющее действие, приводящее к снижению содержания кислорода в окружающем возду­хе, обусловливается тем, что объём пара в 1700 раз превышает объём испарившейся воды.

При тушении водой нефтепродукты и многие другие горючие жидко­сти всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому вода может оказаться малоэффективной при их тушении. Вода, содержащая различные соли и поданная ком­пактной струёй, обладает значительной электропровод­ностью, и поэтому её нельзя применять для тушения пожаров объектов, оборудование которых находится под напряжением.

2) Пены применяют для тушения твёрдых и жидких ве­ществ, не вступающих во взаимодействие с водой. Огнетушащие свойства пены определяют её кратностью - отношением объема пены к объему ее жидкой фазы, стойкостью, дисперсностью и вязкостью. На эти свойства пены помимо ее физико-химических свойств оказывают влияние природа горючего вещества, условия протека­ния пожара и подачи пены.

В зависимости от способа и условий получения огнетушащие пены делят на химические и воздушно-механи­ческие. Химическая пена образуется при взаимодействии растворов кислот и щелочей в присутствии пенообразующего вещества и представляет собой концентриро­ванную эмульсию двуокиси углерода в водном растворе минеральных солей, содержащем пенообразующее веще­ство.

Воздушно-механическую пену низкой (до 20), сред­ней (20—200) и высокой (свыше 200) кратности полу­чают с помощью специальной пенообразующей аппарату­ры и пенообразователей. Пеногенерирующая аппаратура включает воздушно-пенные стволы для получения низкократной пены, генераторы пены и пенные оросители для получения среднекратной пены. Для получения высокократной пены требуется дополнительный наддув воз­духа.

3) Инертные газообразные разбавители. К ним относят двуокись углерода, азот, ды­мовые или отработавшие газы, пар, а также аргон и другие газы. Огнетушащее действие названных составов заключается в разбавлении воздуха и снижении в нем содержания кислорода до концентрации, при которой прекращается горение. Огнетушащий эффект при раз­бавлении указанными газами обусловливается потерями теплоты на нагревание разбавителей и снижением тепло­вого эффекта реакции. Применяются для тушения складов ЛВЖ, аккуму­ляторных станций, сушильных печей, стендов для испы­тания электродвигателей, электрооборудования и т. д.

Двуокись углерода нельзя применять для тушения веществ, в состав моле­кул которых входит кислород, щелочных и щелочнозе­мельных металлов, а также тлеющих материалов. Для тушения этих веществ используют азот или аргон, при­чем последний применяют в тех случаях, когда имеется опасность образования нитридов металлов, обладающих взрывчатыми свойствами и чувствительностью к удару.

4) Газы в сжиженном состоянии.При таком способе подачи практически отпадает необходи­мость в ограничении размеров допускаемых к защите объектов, поскольку жидкость занимает примерно в 500 раз меньший объем, чем равное по массе количе­ство газа, и не требует больших усилий для её подачи. Кроме того, при испарении сжиженного газа достигает­ся значительный охлаждающий эффект и отпадает огра­ничение, связанное с возможным разрушением ослаблен­ных проемов, поскольку при подаче сжиженных газов создается мягкий режим заполнения без опасного повы­шения давления.

5) Ингибиторы на основе предельных углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены атомами галоидов (фтора, хлора, брома). Эффективно тормозят химические реакции в пламени. Галоидоуглеводороды плохо растворяются в воде, но хорошо смешиваются со многими органическими ве­ществами. Огнетушащие свойства галоидированных угле­водородов возрастают с увеличением молярной массы содержащегося в них галоида. Наиболее широкое распространение для пожароту­шения получили тетрафтордибромэтан (хладон 114В2), бромистый метилен, трифторбромметан (хладон 13В1), а также огнетушащие составы на основе бромистого этила.

Галоидоуглеводородные составы обладают удобными для пожаротушения физическими свойствами. Так, вы­сокие значения плотности жидкости и паров обусловли­вают возможность создания огнетушащей струи и про­никновения капель в пламя, а также удержание огнетушащих паров возле очага горения. Низкие температу­ры замерзания позволяют использовать эти составы при минусовых температурах.

6) Порошковые составы на основе неоргани­ческих солей щелочных металлов. Они отличаются вы­сокой огнетушащей эффективностью и универсальностью, т. е. способностью тушить любые материалы, в том чис­ле нетушимые всеми другими средствами. Порошковые составы являются, в частности, единст­венным средством тушения пожаров щелочных метал­лов, алюминийорганических и других металлоорганических соединений.

Широко используют порошковые составы на основе карбонатов и бикарбонатов натрия и калия. Кроме то­го, для получения порошков используют фосфорно-аммонийные соли, хлориды калия и натрия и др. По области применения эти составы подразделяют на порошки об­щего и специального назначения. К первым, относят порошки, предназначенные для тушения древесины и ряда других углеродсодержащих твердых материалов, а также ЛВЖ и ГЖ.

К специальным порошкам относят порошок на основе графита для тушения металлов, алю­минийорганических и ряда других пирофорных (самовоспламеняющихся на воздухе) элементоорганических соединений.

Порошо­к ПХ на основе хлоридов натрия и калия считается наиболее универсальным, так как способен тушить пожары и практически любые материалы. По­рошки обладают рядом преимуществ перед галоидоуглеводородами: они и продукты их разложения не опасны для здоровья человека; как правило, не оказывают кор­розионного действия на металлы; защищают людей, производящих тушение пожара, от тепловой ра­диации.

Аппараты пожаротушения подразделяют на передвижные (пожарные автомобили), стационарные уста­новки и огнетушители (ручные до 10 л и передвижные или стационарные объемом свыше 25 л).

Автомобили пожарные делят на автоцистерны, до­ставляющие на пожар воду и раствор пенообразователя и оборудованные стволами для подачи воды или воз­душно-механической пены различной кратности, и спе­циальные, предназначенные для других огнетушащих средств или для определенных объектов.

Стационарные установки предназначены для тушения пожаров в начальной стадии их возникновения без уча­стия людей. Их монтируют в зданиях и сооружениях, а также для защиты наружных технологических устано­вок. По применяемым огнетушащим средствам их под­разделяют на водяные, пенные, газовые, порошковые и паровые. Стационарные установки могут быть автомати­ческими и ручными с дистанционным пуском. Как прави­ло, автоматические установки оборудуются также устрой­ствами для ручного пуска.

К стационарным установкам пожаротушения относят спринклерные и дренчерные установки.

Спринклерная установка представляет собой раз­ветвленную, заполненную водой систему труб, оборудо­ванную спринклерными головками. Выходные отверстия спринклерных головок закрываются легко­плавкими замками, которые при воздействии определен­ной температуры (замки рассчитаны на 345, 366, 414 и 455 К) распаиваются, и вода (пена) из системы под давлением выходит из отверстия головки и орошает конструкции помещения и оборудования в зоне действия спринклерной головки.

При защите неотапливаемых помещений применяют спринклерную установку воздушной системы, в которой трубопроводы заполнены не водой, а сжатым воздухом с использованием вместо водяного контрольно-сигнального клапана воздушного клапана. Такая система заполнена водой только до контрольно-сигнального клапана, а после него в системе находится сжатый воздух. При вскрытии головок в воздушной системе выходит воздух, и после этого она вся заполняется водой.

Дренчерные установки представляют собой систему трубопроводов, на которых расположены специальные головки-дренчеры с открытыми выходными отверстиями диаметром 8, 10 и 12,7 мм лопастного или розеточного типа, рассчитанные на орошение до 12 м² площади пола.

Дренчеры устанавливают как для тушения пожаров, так и для создания водяных завес для изоляции очагов огня и предотвращения его распространения. Дренчерные установки могут быть ручного и автоматического действия. При ручном действии дренчерная установка приводится в работу открыванием задвижки, после чего вода заполняет систему и выливается через головки-дренчеры. Дренчерные системы автоматического дейст­вия выполняются обособленными или объединяются со спринклерными установками с общими питательными трубопроводами и контрольно-сигнальными клапанами.

Газовые установки предназначены для тушения по­жаров в зданиях и сооружениях, позволяющих создать внутри них среды, не поддерживающей горения. Их под­разделяют на установки объёмного тушения (создание огнетушащей среды во всем объеме помещения), и локального тушения (создание огнетушащей среды в районе пожароопасного участка). По виду огнетушащих средств газовые установки делят на заряжаемые жидкой двуокисью углерода, азотом, аргоном, хладонами 114В2 и 13В1 и др. Газовые установки являются наиболее эффективными при пожарной защите зданий и сооружений, поскольку не только обеспечивают быстрое (в течение около 30 с) тушение пожара, но и предупреждают образование взрывоопасных сред (например, при проливе ЛВЖ) путем создания в атмосфере препятствующих распространению пламени концентраций ингибитора. Установки газового тушения эффективнее и менее сложны и громоздки, чем многие другие (например, пен­ные).

Огнетушители по виду огнетушащих средств подраз­деляют на: 1) жидкостные, в которых применяют воду с добавками (для улучшения смачиваемости, понижения температуры замерзания и т. д.); 2) углекислотные, в которых применяют сжиженную двуокись углерода, предназначены для тушения загорании различных материалов и установок напряжением до 1000 В; 3) химпенные (водные растворы кислот и щелочей) применяют для тушения загорания твер­дых материалов и ГЖ на площади до 1 м²; 4) воздушно-пенные, которые предназначены для тушения заго­рании ЛВЖ, ГЖ, твердых (в том числе тлеющих) мате­риалов (кроме металлов и установок под напряже­нием); 5) хладоновые, используемые для тушения ЛВЖ, ГЖ, го­рючих газов и т. п.; 6) порошковые, предназначенные для ту­шения различных материалов установок под напряжением до 1000 В; 7) комбини­рованные применяют для одновре­менного тушения пожаров ЛВЖ и ГЖ порошком ПСБ-3 и воздушно-механической пеной.