ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ СИСТЕМЫ

Противопожарные системы и их характеристики. Требования Морского Регистра и СОЛАС – 74 к устройству, расположению и параметрам противопожарных систем.

ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ СИСТЕМЫ

Противопожарные мероприятия

Пожар на судне может привести к порче груза, выходу из строя машин и судового оборудования, а также представлять угрозу для жизни людей. Особенно опасен пожар на танкерах, перево­зящих нефтепродукты, так как он может сопровождаться взры­вом нефтяных паров в грузовых танках. Обеспечению пожарной безопасности на судах уделяется большое внимание. В соответ­ствии с требованиями Морского Регистра судоходства в процессе проектирова­ния судна необходимо предусматривать конструктивные проти­вопожарные мероприятия. К ним относится: разделение судна огнестойкими поперечными переборками, применение негорючих материалов для отделки помещений, пропитывание деревян­ных изделий огнестойкими составами, предотвращение искрообразования в отсеках и помещениях, где хранятся легковоспла­меняющиеся взрывоопасные жидкости или материалы, обеспе­чение судна противопожарным оборудованием и инвентарем и т.д.

Но, как показывает практика эксплуатации морских су­дов, одними предупредительными мерами пожары на судах иск­лючить нельзя. Основная роль в борьбе с пожарами на судах отводится противопожарным судовым системам. В этих систе­мах в качестве огнегасящих агентов используют забортную во­ду, водяной пар, углекислый газ, пену и специальные огнегасящие жидкости (четыреххлористый углерод, бромистый этил и др.). В настоящее время в качестве такого агента получают распространение хладоны (в отечественном судостроении - хладон 114-В2).

В зависимости от рода огнегасящего агента и способа его использования существует несколько разновидностей противо­пожарных систем (см. табл. 1).

К противопожарным системам предъявляется целый ряд требований, основными из которых являются постоянная готов­ность к действию, эффективность тушения очага пожара, высо­кая живучесть системы, простота устройства и быстрота ее дей­ствия.

Огнегасящие агенты должны отвечать некоторым специфи­ческим для судовых условий требованиям:

-сохранять свои ка­чества при длительном хранении на судне;

-не быть токсичными;

-при тушении пожара не портить грузы, оборудование, отделку помещений и не вызывать коррозии механизмов и оборудова­ния.

Эффективность применения противопожарных систем зави­сит от своевременной сигнализации об опасности возникновения пожара. Особенно это необхо­димо для судовых помещений, редко посещаемых членами экипажа (хранилища взрывча­тых и легковоспламеняющихся веществ, специальные кладовые и пр.). С этой целью на судах применяют различные автома­тические системы сигнализации, оповещающие экипаж све­товыми или звуковыми сигна­лами о возможности возникно­вения пожара в охраняемом помещении. Устанавливаемые в по­мещениях датчики-извещатели замыкают электрическую цепь при появлении пламени, дыма или повышении температуры воз­духа. Примером самой простой системы пожарной сигнализации служит приведенная на рис. 50 электрическая сигнальная систе­ма. Действует она так. Ток от аккумуляторной батареи 1 прохо­дит по замкнутой цепи через соленоид 3, датчик 2 и параллельно через сопротивление 6. Но его сила мала для загорания лампоч­ки 4 и срабатывания звонка 5. Под воздействием дыма, света или повышенной температуры воздуха в помещении датчик срабаты­вает, размыкая электрическую цепь, а сердечник соленоида шун­тирует сопротивление. Электрический ток полной силы пойдет через лампочку и звонок, вследствие чего возникнет световой или звуковой сигнал.

Противопожарная водяная система

Противопожарная водяная система (для краткости называемая системой водотушения) предназначена для тушения пожара струями воды. Помимо своего прямого назначения система во­дотушения может обеспечивать забортной водой:

– системы водяного орошения, водораспыления, водяных завес, пенотушения, спринклерную, балластную и др.;

– эжекторы осушительной и водоотливной систем;

– трубопроводы охлаждения механизмов, приборов и уст­ройств.

Кроме того, система водотушения подает воду для промыв­ки фекальных цистерн, обмывки якорных цепей и клюзов, мытья палуб и продувания кингстонных ящиков.

Каждое самоходное судно должно иметь систему водотуше­ния. Система водотушения состоит из пожарных насосов, напор­ной магистрали с пожарными рожками, забортных трубопро­водов с приемными кингстонами, разобщительной арматуры, контрольно-измерительных приборов и пожарных рукавов со стволами.

К системе водотушения отраслевым стандартом предъявля­ются следующие требования:

– давление в напорной магистрали не должно превышать 1 МПа;

– расход воды через ствол должен быть не менее 10 м³/ч при минимальном напоре 28 – 32 м вод. ст.;

– разобщительные клапаны на пожарной магистрали сле­дует устанавливать через 30 – 40 м;

– пожарные трубопроводы должны быть защищены от электрокоррозии посредством установки протекторов;

– число и расположение пожарных рожков должно обеспе­чивать подачу в любую точку верхней палубы не менее двух струй воды.

Для обеспечения живучести системы напорную магистраль применяют кольцевого типа, с несколькими перемычками, раз­общаемыми запорными клапанами, а пожарные насосы рассре­доточивают по разным отсекам. Пожарные насосы применяют центробежные, с электро- или турбоприводом. Их производитель­ность для судна следует определять расчетом изусловия одно­временного обеспечения:

– действия 15 % от всего числа установленных на судне по­жарных рожков;

– водяного орошения трапов и выходов из машинного отде­ления;

– системы водораспыления в машинном отделении;

– системы пенотушения.

Пожарный рожок представляет собой запорный клапан, имеющий с одной стороны фланец, которым он соединяется с трубопроводом, а с другой – быстросмыкаемую гайку для при­соединения пожарного рукава. Свернутый в кольцо рукав со стволом хранится в стальной корзине около пожарного рожка. На пожарных катерах, спасателях и буксирах, помимо рожков, устанавливают лафетные стволы, из которых можно направлять мощную струю воды на горящее судно, находящееся на расстоянии.

На рис.51 показано устройство системы водотушения на морском сухогрузе. В системе два центробежных пожарных насоса 3 и 29 с отдельными напорными стояками 30 и 25, приемными трубопроводами 6 и 32, кингстонами 8 и 33, кингстонными ящи­ками 7 и 34 и разобщительной арматурой. Стояки соединены с напорной пожарной магистралью 14, от которой отходят трубопроводы к пожарным рожкам 12 и лафетному стволу 24, установленным на верхней па­лубе и палубе надстройки. Кольцевая пожарная магистраль проложена над верхней палубой во избежание замерзания в ней воды. Каждый пожарный насос имеет байпасный трубопровод 19, 28, позволяющий перекачивать воду по замкнутому контуру (работать «на себя»), когда нет расхода воды на потребители судна. На напорном трубопроводе уста­новлен предохранительный клапан 18, который срабатывает в случае возрастания за насосом давления выше допустимой ве­личины, и вода по трубопроводу 27 перепускается в приемный трубопровод 32. Перед пуском насоса 3 открывают клинкет 5. Насос забирает воду из-за борта через решетку 10, приемный трубопровод 6 и фильтр 4, нагнетая ее по стояку 20 в пожарную магистраль 14. Для обеспечения постоянной готовности системы водотушения к немедленному действию необходимый напор в пожарной магистрали поддерживается с помощью пневмоцистерны или постоянно работающего одного из пожарных насо­сов.

Противопожарные водораспылительные системы

Водораспылительные системы обеспечивают распыливание воды и создание водяных факелов и завес над защищаемыми пло­щадями помещений или поверхностями корпуса судна. На мор­ских судах применяется несколько разновидностей водораспылительных систем, которые по назначению разделяются на спринклерную, водораспыления, орошения и во­дяных завес.

Спринклерная система предназначена для предотвращения возникновения или тушения пожара в каютах, кают-компаниях, салонах и слу­жебных помещениях на морских пассажирских судах. Схема такой системы показана на рис. 52. Вода к системе подво­дится от пожарной магистрали 1. Трубопроводы 4 с водораспылителями – спринклерами 5 размещены на подволоке ох­раняемого помещения 3 из расчета равномерного прикрытия водяными факелами всей площади пола и стен. Перед спринк­лерами постоянно имеется напор воды, так как разобщитель­ный клапан 2 обычно открыт (закрывается только во время ре­монта системы). Спринклеры срабатывают автоматически под воздействием повышенной температуры воздуха в охраняемом помещении.

На рис. 53 дана схема одной из конструкций спринклера, находящегося в исходном (закрытом) состоянии. При повышении температуры в помещении до 70–72°С заполняющая стеклянную колбу 3 легкоиспаряющаяся жидкость закипает, разрывая ее давлением образующихся паров. При этом поддержка 1 с клапаном 5 выталкиваются на­пором воды вниз, и через открывающееся в диафрагме 2 отверстие вода вытекает наружу. Струя ее ударяется о розетку 7, разбивается на мелкие частицы, образуя распыленный факел. Эффективность тушения пожара распыленной водой обеспечивается при расходе ее 0,16 л/с на 1 м² орошаемой площади.

Система водораспыления предназначена для тушения горя­щего топлива в МКО судна. Система водораспыления МКО, изображенная на рис. 54, состоит из двух автономных трубопро­водов (верхнего и нижнего) 5 и 10 с водораспылителями струй­ными 6 и щелевыми 11. Вода в систему подводится из пожарной магистрали 1. Невозвратно-запорный клапан 12 предотвра­щает обратный переток воды из трубопроводов водораспыления в пожарную магистраль и позволяет при необходимостиперекрывать их. Предохранительный клапан 14 автоматически разобщает систему водораспыления от пожарной магистрали при повышении давления в ней выше допустимой величины.

На рис. 55 показана одна из разновидностей водораспылителей, применяемых в системах водораспыления. В отличие от спринклера водораспылитель не имеет клапана и его выходное отверстие всегда открыто. При поступлении к нему воды из пожарной магистрали струя после выхода из отверстия 2, ударяясь о розетку 4, распыливается. Для тушения под настилом 7 трюма (рис. 54) пролившегося топлива открывают клапан 12, и вода по трубопроводу 10 поступает к щелевым водораспылителям 11, выходя из кото­рых веерообразными струями накрывает поверхность настила второго дна. Рас­пыленная вода в зоне очага пожара испаряется, охлаждая за счет этого горя­щее топливо и одновременно препятствуя доступу к нему кислорода воздуха.

При тушении горящего топлива, раз­лившегося на поверхности затопленного МКО, открывают через палубную втул­ку 3 посредствам валикового привода 16 клапан 4, и вода по трубопроводу 5 поступает в верхние водораспылители 6, из которых она в виде конусообразных струй направляется вниз, устраняя очаг пожара.

Системы орошения и затопления погребов применяются на ледоколах, китобойных и других специальных судах, где хра­нятся взрывчатые и легковоспламеняющиеся вещества. Возго­рание взрывоопасных веществ может вызвать их взрыв и при­вести к гибели судна. Самовоспламенение взрывчатых веществ в погребе может возникнуть от повышения температуры вслед­ствие пожара в соседних с ним отсеках. Так, самовоспламене­ние пороха происходит при 180^оС, а взрывчатых веществ – при 270 ^оС. Трудность тушения пожара в погребах усугубля­ется тем, что, во-первых взрывчатые вещества, имеющие всвоем составе окислители, будут гореть, даже когда их изолиру­ют от атмосферного воздуха, и, во-вторых, с повышением дав­ления в погребе процесс горения усиливается.

Поэтому наиболее эффективным способом предотвращения и тушения пожара в погребах является понижение темпера­туры в них или непосредственное охлаждение хранимых ве­ществ. С этой целью погреба оборудуют системами орошения и затопления забортной водой. Системы орошения обычно ав­томатического действия, для каждого погреба выполняются автономными (рис. 56). Система орошения состоит из трубопровода орошения 18 с водораспылителями 19, расположенными в погребе, подводнόго 5 и побудительного 7 трубопроводов с разобщительной арма­турой, быстродействующим клапаном 4 и пусковыми кранами 13 и 15. Система питается водой из пожарной магистрали 9. К крышке клапана 4 подведен побудительный трубопровод 7 от пожарной магистрали 9. Кран 13, имеющий электромагнит­ный привод, открывается по сигналу от датчика 16 автоматически. Клапан 4 в исходном состоянии закрыт, так как напор воды и сила пружины на тарелку 2 сверху превышают давле­ние воды на закраины тарелки снизу (диаметр тарелки 2 боль­ше диаметра седла 1 клапана). При повышении температуры в погребе свыше 70^оС датчик 16 замыкает электрическую цепь 14, и под действием электромагнита открывается кран 15. Во­да вытекает через него и вследствие этого давление в побудительном трубопроводе 7 резко падает. В результаты под напо­ром воды со стороны полости А тарелка поднимается вверх, и вода поступает через полость Б в трубопровод 18. При выходе из водораспылителей 19 распыленные водяные факелы охлаж­дают воздух и стеллажи. На случай отказа автоматического крана 15 система орошения пускается в действие открытием резервного пускового крана 13 посредством валикового привода 12.

Система затопления погребов предназначена для затопления их забортной водой в случае возникновения опасности взрыва веществ. В зависимости от расположения погреба относительно ватерлинии судна применяют системы самотечного или принудительного затопления. Погреба, расположенные ниже ватерлинии, затопляются самотеком под забортным давлением воды. Погреба, расположенные выше ватерлинии, затопляются принудительным путем при помощи водоструйных эжекторов. Устройство системы принудительного затопления погреба показано на рис. 57. Действует система следующим образом. При угрозе взрыва в погребе посредством валиковых приводов открывают капаны 3 и 5, и вода из пожарной магистрали 17 подводится к эжектору 6. В горловине эжектора создается разрежение, вследствие чего происходит засасывание забортной воды через трубопровод 4. Вода эжектором подается по трубопроводу 7 в погреб, где, про­ходя через водораспылители 16, разбрызгивается. При затоплении погреба воздух выходит наружу через воздушную трубу 14, головка 15 кото­рой прикрыта сеткой, предохраняющей от попадания в погреб пламени. Осушение погреба после его затопления производится перепуском воды по трубопроводу 8 к приемникам осуши­тельной системы. Для этого посредством валикового привода 11 с верхней палубы открывают клапан 9.

Система водяных завес предназначена для прикрытия по­верхностей корпуса и надстроек судна сплошными водяными завесами.

На рис. 58 показана схема системы водяных завес, приме­няемая на пожарных катерах. Система создает с помощью ще­левых водораспылителей плоские водяные завесы, позволяющие катеру приближаться к горящему судну и тушить из ла­фетных стволов на нем пожар. Система состоит из трубопрово­дов 6 со щелевыми водораспылителями 7, расположенными по бортам катера. Трубопроводы соединены с пожарной магист­ралью. Разобщаются они запорными клапанами 3. От пожар­ной магистрали отходят стояки к лафетным стволам 8, установленным на палубе и надстройке. Мощными струями воды, направляемыми из лафетов на горящее судно, сбивается пла­мя, и очаг пожара ликвидируется. Управление разобщительны­ми клапанами 3 производится с верхней палубы посредством валиковых приводов. Необходимый расход воды на щелевые водораспылители и лафетные стволы обеспечивают пожарные насосы. Расход воды на создание водяных завес составляет 0,2 – 0,3 л/с на 1 м² защищаемой площади.

Система паротушения

Система паротушения предназначена для тушения горящего топлива паром в топливных цистернах, в трюмах под пароге­нераторами, шкиперских и специальных кладовых, глушителях дизельных двигателей и т. п. На танкерах систему пропарива-ния грузовых танков используют в качестве резервной системы пожаротушения. В системе паротушения применяется насы­щенный водяной пар с давлением не выше 0,8 МПа (8 кгс/см²).

Система паротушения (рис. 59) состоит из распределитель­ного коллектора 4 с пусковыми клапанами 7 и трубопроводов подводяших пар к охраняемым помещениям. Пар к коллек­тору 4 подводится по трубопроводу 1 от парогенератора. Пар от редукционного клапана 3 давление пара понижается до требуемого значения, которое контролируют по манометру 5. Коллектор 4 с пусковыми клапанами 7 размещают в отдель­ном помещении, называемом станцией паротушения. При от­крытии этих клапанов пар из коллектора поступает в трубопровод 8. К системе паротушения предъявляется требование заполнения паром не более чем за 15 мин половины объема всех охраняемых ею помещений. Система проста по устройству, отличается быстротой пуска и надежностью. Ее недостаток: необходимость гермети­зации цистерн и помещений перед пуском в них пара и опасность его для людей.

Противопожарная углекислотная система

В грузовых трюмах, топливных цистернах, машинных, котельных и насосных отделениях, помещениях электростанции, а также в специальных кладовых. Углекислотная система состоит из баллонов, в которых хранится на судне в жидком виде под давлением 12,5 МПа (125 кгс/см²) углекислота коллекторов для сбора и распреде­ления углекислоты, трубопроводов, подводящих ее к охраняе­мым помещениям, и трубопроводов с соплами, из которыхпускается углекислый газ в охраняемое помещение. Баллоны применяют стальные, стандартной вместимостью 40 л, рассчи­танные на максимальное давление 15 МПа. Коллекторы и трубопроводы выполняют из бесшовных стальных труб. Бал­лоны группируют в батареи. Батареи баллонов и распределительные коллекторы с пусковыми клапанами размещают в от­дельной выгородке, называемой углекислотной станцией. Для безопасности людей станции располагают в надстройке, не яв­ляющейся смежной с жилыми или служебными помещениями. Температура воздуха в помещении станции не должна превы­шать +46⁰С, так как при дальнейшем ее повышении углекис­лота будет испаряться, создавая в баллонах опасное давление. Углекислотная система в зависимости от размеров и типа суд­на может иметь в своем составе одну или две углекислотные станции. На рис. 60 приведена схема устройства углекислотной си­стемы на морском сухогрузе. Батареи баллонов соединены трубопроводами 4 с распределительным коллектором 8, от ко­торого отходят трубопроводы 10 в охраняемые системой поме­щения 11. Под подволоком охраняемого помещения проходит кольцевой трубопровод 13 с соплами 14, через которые угле­кислота выпускается в помещения . Для заполнения баллонов углекислотой и ее выпуска на каждом из них имеется головка, в которой встроены запор­ный клапан к предохранительная мембрана. Для выпуска углекислоты этот клапан открывают вручную или дистанционно из специального поста управления. При возрастании давления в баллоне выше 17,5 МПа (175 кгс/см²) углекислота прорывает мембрану, открывая себе выход в атмосферу через специальную выпускную трубку. У каждого баллона на отростке соединительного трубопровода 4 установлен невозвратный клапан 3, предотвращающий обратное перетекание углекислоты из коллектора 8 в баллон. На каждом распределительном противопожарном углекислотном трубопроводе 10 установлен пусковой клапан 9, управляемый вручную или дистанционно из поста управления. Для дистанционного управления арматурой чаще всего применяется пневматический привод, как наиболее быстродействующий и надежный в условиях пожаротушения. При пуске системы в действие открывают клапаны на головках баллонов и затем соответствующие пусковые клапаны 9 на распредели­тельном коллекторе 8. Углекислота из баллонов течет по тру­бопроводу 4 в коллектор 8, откуда по распределительному тру­бопроводу 10 попадает в кольцевой трубопровод 13. Вытекая из сопла 13 она испаряется, превращаясь в газ. Поскольку углекислый газ тяжелее воздуха, он опускается вниз, вытесняя воздух из помещения. Приток кислорода к очагу пожара прекращается и пламя гаснет. Запасы углекислоты для судна определяют расчетом в зависимости отобъёма охраняемых помещений и с учетом норм подачи углекислоты для тушения пожара, установленных Прави­лами Регистра. В соответствии с этим грузовые трюмы следует заполнять на 30% их объема в течение 10–15 мин. Углекислота очень эффективно гасит пламя, не вызывая при этом порчи материалов и продуктов. В углекислотной системе отсутствуют механизмы, она отличается быстродействием и удобством управления.

Недостатки системы: опасность углекислого газа для людей, невозможность применения системы для тушения пожара на от­крытых палубах, а также необходимость закрытия люков в ох­раняемом помещении перед пуском системы в действие.

Система нашла применение на танкерах и транспортных су­дах.

Система жидкостного тушения

Система жидкостного тушения предназначена для тушения по­жара огнегасительной жидкостью в машинных и котельных от­делениях, электростанциях, грузовых трюмах, фонарных, маляр­ных и других помещениях. Основной огнегасительной жидкостью до недавнего времени был четыреххлористый углерод в смеси с дибромэтаном. Эта смесь обладает теми же положительными свойствами, что и углекислота, но при этом более эффективна при тушении огня, так как пары ее в два раза тяжелее. Недо­статком жидкости является выделение ею в процессе тушения огня газа фосгена, пары которого неблагоприятно действуют на чело­века. В настоящее время в качестве огнегасительной жидкости применяется смесь бромистого этила (73%) и тетрафтордибромэтана (27%) или чистый тетрафтордибромэтан–хладон 114-B2, имеющий плотность 2,17*10⁶ кг/м³. Предпочтительно использо­вание хладона 114-В2, так как в судовых условиях вибрации и повышенной температуры происходят утечки огнегасительной смеси через соединения трубопроводов, пары которой токсичны и опасны для людей. Система тушения с использованием таких огнегасительных жидкостей сокращенно именуется системой СЖ-Б.

Система СЖ-Б, показанная на рис. 61, состоит из резервуара 9 с запасом огнегасительной жидкости, баллонов со сжатым воз­духом 17, сети трубопроводов огнегасительной жидкости и трубо­проводов сжатого воздуха с разобщительной арматурой. Ре­зервуары с огнегасительной жидкостью, воздушные баллоны и коллектор с пусковыми клапанами размещают в отдельном по­мещении, называемым станцией жидкостного тушения, которую располагают обычно на верхней палубе. На морских судах предусматривают одну станцию СЖ-Б с двойным запасом жидкости или две станции, рассредоточенные в носу и корме. При от­крытии клапана 16 сжатый воздух, проходя через редукционный клапан 15, редуцируется до требуемого давления 1 МПа (10 кгс/см²) и поступает в резервуар 9. Давлением воздуха жидкость из резервуара вытесняется вверх по сифонной трубе 11. При открытии соответствующего пускового клапана 2 жидкость по трубопроводу 1 подводится к охраняемому помещению, в верхней части которого расположен кольцевой трубопровод 20 с распылителями 21. Проходя через распылители, жидкость распыливается и под действием высокой температуры очага пожара испаряется. Пары жидкости в 3,5 раза тяжелее воздуха и по­этому быстро опускаются вниз, гася при этом пламя. Система СЖ-Б отличается надежностью и быстротой тушения пожара любой силы. Компактность станции СЖ-Б и возможность бы­строй перезарядки в море резервуаров огнегасительной жидко­стью позволили широко применять ее на морских судах.

Системы пенотушения

Системы пенотушения предназначены для тушения пожара пеной в грузовых танках и трюмах, топливных цистернах, коффер­дамах, машинных, котельных и насосных отделениях, а также для тушения горящих нефтепродуктов на поверхности моря. По способу получения пена бывает химической и воздушно-механи­ческой. Химическая пена образуется в результате реакции ра­створов кислот и щелочей в присутствии специальных веществ, придающих ей клейкость. Она содержит в себе пузырьки угле­кислого газа. Воздушно-механическая пена получается в резуль­тате растворения пенообразующего состава в воде и смешивания раствора с атмосферным воздухом. Пена в несколько раз легче воды и нефтепродуктов и поэтому плавает на их поверхности. В отличие от других огнегасительных агентов ею можно эффек­тивно тушить горящие нефтепродукты на поверхности моря. Пена неопасна для людей, не электропроводна, не портит грузы и нефтепродукты, не вызывает коррозии металлов. Выпущенная на очаг пожара пена изолирует его от кислорода атмосферного воздуха. В результате горение прекращается.

В зависимости от вида пены различают системы химического и воздушно-механического пенотушения. Вначале на судах при­менялась система химического пенотушения. Химическая пена получается из пенопорошков в специальных аппаратах, называе­мых пеногенераторами. Пенопорошок хранят на судне в гермети­чески закрытых металлических банках. Длительное содержание пенопорошка в пеногенераторе недопустимо ввиду его высокой гигроскопичности, приводящей к образованию комков. Основ­ным недостатком химического пенотушения является неподго­товленность пеногенераторов к немедленному действию, так как при возникновении пожара требуется произвести вскрытие ба­нок с порошком, что весьма трудоемко и занимает много вре­мени.

Система пенотушения. Возникший на судне пожар можно ликвидировать нанесением на горящий предмет углекислой пены благодаря чему прекращается доступ кислорода к горящему предмету. В зависимости от способа получения и состава пена бывает химическая и воздушно-механическая.

Химическая пена образуется в результате реакции растворов кислот и щелочей в присутствии специальных веществ, придаю­щих ей клейкость. Она содержит пузырьки углекислого газа. Находясь на поверхности горящего предмета, пена образует инертную прослойку, которая изолирует предмет от кислорода воздуха, благодаря этому прекращается его горение. Полученная пена очень легка, ее плотность 0,12—0,15 кг/м³, поэтому она плавает на поверхности даже самых легких жидких нефтепродуктов. Толщина слоя пены в этом случае должна быть не менее 150— 300 мм.

Особенно распространена система пенотушения на таких судах, как танкеры, перевозящие жидкие горючие вещества. Пену на судах могут вырабатывать стационарный (ПГ-100) и переносные (ПГ-25 и ПГ-60) пеногенераторы. Цифра на марке пеногенератора соответствует его пенопроизводительности в метрах кубических за секунду.

На рис. 3.30 показано устройство судового пеногенератора ПГ-50С, применяемого в системах для выработки химической пены. В бункер пеногенератора засыпают пенообразующий порошок. Горловина бункера, сообщаясь с эжектором 9_t перекрывается шаровым клапаном 7, помещенным в корпусе 2 и удерживаемым в верхнем положении пружиной 8. Кэжектору с одной стороны поступает вода из пожарной магистрали по патрубку1, .с другой стороны отводится пена Засыпав в бункер порошок, открывают клапан на трубопроводе подвода воды к эжектору. Поток воды, проходя через узкую часть эжектора, создаёт нем разрежение. Клапан 7 открывается, и порошок подсасывается из бункера. В пенопроводе порошок растворяется, что сопровождается реакцией пенообразования. Клапан 7 в крышке 3 уплотнен кольцом 6.. В корпусе бункера установлена сетка 5. Недостатком пеногенераторов является неподготовленность их к немедленному действию, так как герметически закрытые банки с порошком можно вскрывать лишь при возникновении пожара, Загружать бункер пенопорошком заблаговременно нельзя ввиду его высокой гигроскопичности, приводящей к образованию комков. Наряду с, пеногенераторами применяют пеноаккумуляторы — аппараты того же назначения и аналогичного принципа действия, но с меньшей производительностью. В них можно заранее загружать порошок и в связи с этим быстро приводить их в действие.

Производительность пеноаккумулятора должна быть достаточной для тушения пожара в период, предшествующий запуску основ­ного пеногенератора. Трубопроводы системы изготовляют из стальных оцинкованных труб с бронзовой или латунной арматурой. Диаметр магистрали, согласно Правилам Регистра СССР, должен быть не менее 70 мм. Скорость пены 4—8 м/с.

Несмотря на то что химическая пена по сравнению с. воз­душно-механической обладает более высокими огнегасительными качествами и ее требуется примерно в 1,5 раза меньше, из-за свойственных химическому пенотушению недостатков она теперь применяется редко. В настоящее время используют преимущественно воздущно-механическую пену, состоящую по объему из 90% воздуха,9,8 % вода и,0,2 % пенообразователя (жидкости специального состава).Пенообразователь хранится в обыкновенных цистернах, Он нечувствителен к изменению температуры, не теряет своих пенообразующих свойств до 0 °С и не портится при продолжительном хранении. Положительным является и то что для этой системы не требуется создания специальных пенообразующихстанций.

Несмотря на то, что химическая пена по сравнению с воздуш­но-механической обладает более высокими огнегасительными ка­чествами и ее требуется примерно в 1,5 раза меньше, из-за ука­занного недостатка химическое пенотушение на современных су­дах теперь используется редко. В настоящее время применяют главным образом воздушно-механическую пену, состоящую по объему из 90% воздуха, 9,8% воды и 0,2% пенообразователя (жидкость специального состава).

В настоящее время получает распространение пена высокой кратности пенообразования (1000:1). Под кратностью пенообразования понимается отношение объема полученной пены к объе­му исходного пенообразователя. Толщина слоя воздушно-меха­нической пены при тушении нефтепродуктов в 2–3 раза больше толщины слоя химической пены и для ее получения требуется значительно меньшее количество пенообразователя.

Известно несколько разновидностей судовых систем воздушно-механического пенотушения. Рассмотрим две разновидности, которые получили в последнее время наибольшее распростране­ние на морских судах. Различаются они способом смешивания пенообразователя с водой и конструктивной разновидностью устройств, в которых получается пена. На рис. 62 показана система пенотушения, в которой процесс растворения пенообразователя в воде производится с помощью насоса, а пена получается в воз­душно-пенных стволах. Система состоит из цистерны 8 с пенообразователем, центробежного электронасоса 5, трубопроводов с клапанами и пенорожками 3, воздушно-пенных стволов 10 и пенопроводов с пеносливами 12,которые устанавливают в ох­раняемом помещении, а пенорожки 13 – на верхней палубе. При тушении пожара к пенорожкам подсоединяют посредством быстросмыкаемых гаек типа PC или РОТ рукава с воздушно-пен­ными стволами. Для получения пены открывают соответствую­щие клапаны 7 и пускают в действие насос. Клапан 6 позволяет регулировать расход пенообразователя, поступающего к насосу 5. Насос засасывает воду из-за борта через кингстон 4 и пенообра­зователь – из цистерны 8. В рабочем колесе насоса происходит перемешивание пенообразователя с водой. Полученная эмульсия насосом подается в магистраль Р, из которой следует к пенорожкам 13 и пенным стволам 10. В пенных стволах происходит на­сыщение эмульсии воздухом и образование воздушно-механи­ческой пены. Пена по пенопроводу П подводится к пеносливам 12 и из них выпускается на очаг пожара.

На рис. 63 показан воздушно-пенный ствол. При про­хождении через суживающееся сопло 3 струя растворенного пенообразователя приобретает большую скорость, с которой она входит в дырчатый диффузор 6. Через отверстия диффузора подсасывается окружающий воздух, в результате чего обра­зуется воздушная пена.

На рис. 64 показана схема системы пенотушения с пеногенераторами типа ГСП, в которых получается пена высокой крат­ности. Система состоит из резервуара 11 с запасом пенообразователя, стационарных пеногенераторов 28, трубопроводов с дрос­сельными шайбами 3 и 18, разобщительной арматуры и лафет­ных стволов 26. Резервуар 11 в комплексе с трубопроводами и пусковыми клапанами размещен в надстройке судна в отдельной выгородке. В резервуаре плавает на поверхности пенообразова­теля диафрагма 10, находящаяся под давлением сверху воды, поступающей из напорной магистрали 5. Через трубу 15, дости­гающую днища, производится наполнение резервуара пенообра­зователя и вытеснение его по трубопроводу 17 в магистраль 20. На магистрали 5 и трубопроводе 17 установлены дроссельные шайбы 3 и 18, создающие различные скоростные напоры потоков воды и пенообразователя, за счет чего обеспечивается их смеши­вание в определенной пропорции и получение эмульсии. От маги­страли 20 отходят трубопроводы, по которым эмульсия подво­дится к пенорожкам 23, стационарным пеногенераторам 28 и лафетным стволам 26, установленным на палубах судна. К пе­норожкам 23 присоединяются шланги с переносными пеногенераторами.

В пеногенераторах и лафетных стволах происходит образова­ние пены в результате смешивания эмульсии с воздухом. К лафетным стволам также подведена сода от пожарной маги­страли, что позволяет при необходимости использовать их для ту­шения водяными струями пожара на другом судне. Выпуск пены или воды из лафетного ствола производится путем открывания клинкета 25 либо клапана 24. Пуск системы осуществляется по­следовательным открытием клапанов 4, 9, 16 и 19 и клинкета 21. После этого вода из пожарной магистрали 1 по трубопрово­дам 5 и 8 поступает в резервуар 11, заполняя пространство над диафрагмой 10, и одновременно проходит через шайбу 3. Диаф­рагма 10 давлением воды вытесняет пенообразователь через тру­бу 15 в трубопровод 17. По выходе из нормальной шайбы 3 по­ток воды приобретает скоростной напор, достаточный для подсасывания пенообразователя из трубопровода 17. В результате в магистрали 20 происходит образование эмульсии, которая при открытии пускового клапана или иного потребителя попадает в пеногенератор или лафетный ствол, в которых распыливается и смешивается с воздухом, образуя воздушную пену. Струя пены из переносного пеногенератора или лафетного ствола направля­ется на очаг пожара или из стационарного генератора выпуска­ется в охраняемый отсек. Примененные в системе пеногенераторы типа ГСП обладают высокой кратностью пенообразования (свыше 70), большой производительностью (свыше 1000 л/с), дальностью выброса струн пены (8 м) при давлении перед гене­ратором 0,6 МПа (6 кгс/см²). Генераторы ГСП могут быть ста­ционарными и переносными и в зависимости от этого конструк­тивно различаются.

На рис. 65 показан переносной генератор, состоящий из рас­пылительной головки 1 с быстросмыкаемой гайкой типа PC или РОТ, конфузора 2, корпуса 3 и выходного диффузора 4 с флан­цем 5. К гайке головки присоединяется шланг, по которому к генератору подводится эмульсия. В диффузоре установлена сет­ка 6, обеспечивающая выпуск компактной струи пены.

В стационарном генераторе в отличие от переносного распы­лительная головка имеет фланец, к которому присоединяется трубопровод подвода эмульсии. Управление клапанами и зад­вижками в системах пенотушения может осуществляться с места их установки или дистанционно с помощью пневмо- или гид­ропривода. Пенопроводы прокладывают с уклоном в направле­нии обслуживаемого помещения так, чтобы пена и влага бес­препятственно вытекали из них. Диаметр труб пенопроводов определяют расчетом исходя из принимаемой скорости пены (хи­мической– 3м/с, воздушно-механической – 6м/с). Пенопроводы выполняют преимущественно стальными, оцинкованными или медными, а арматуру – латунной.

Система многократного пенотушения благодаря эффективности тушения нефтепродуктов, быстродействию и безотказности получила широкое применение на сухогрузах и особенно на современных танкерах.

Противопожарная система инертных газов

На танкерах при заполненных жидким грузом танках в свобод­ном от груза подпалубном пространстве всегда имеются пары нефтепродуктов. Эти пары вместе с воздухом представляют взрывоопасную смесь. При порожнем пробеге танкера, когда в танках имеются остатки легких нефтепродуктов, также возника­ют взрывоопасные условия. В этих случаях следует предотвра­щать возможность соприкосновения скапливающихся нефтяных паров в грузовых танках с источниками огня. Стремление к максимальному заполнению жидким грузом танков ограничено тем, что в них необходимо оставлять свободное пространство для компенсации температурного расширения груза. Для предотвращения образования паров нефтепродуктов в подпалубном пространстве предусматривают заполнение его инертным газом, не поддерживающим процесса горения. Наиболее пригоден для этого углекислый газ. Получение этого газа па танкере и запол­нение им свободных объемов грузовых танков обеспечивается специальной системой инертных газов.

Инертные газы на судне могут быть получены путем обра­ботки дымовых газов парогенераторов или отработавших газов ДВС. Для снижения содержания в отработавших газах О₂ и повышения в них С0₂ применяют камеры дожигания, в которые через форсунки подается топливо, сгораемое в среде отработав­ших газов. В результате в отработавших газах повышается со­держание СО₂ и они становятся инертными для процесса горе­ния. Дымовые газы, образующиеся при работе парогенераторов, на выходе из дымовой трубы содержат необходимое количество С0₂, и поэтому для них дополнительное дожигание не требует­ся. Эти газы забираются из дымовой трубы и направляются только в контактный теплообменник для очистки и охлаждения. Охлажденные дымовые газы подводятся к грузовым танкам. Вытесняемые из танков нефтяные пары в смеси с воздухом вы­ходят в атмосферу через газоотводную систему.

На рис. 66 изображена схема системы инертных газов на крупнотоннажном отечественном танкере «Крым». Отличие дан­ной системы от аналогичных систем, применяемых на зарубеж­ных танкерах, состоит в использовании для осушения инертных газов водного раствора хлористого калия в циклонно-пенном аппарате.

Система предусматривает выполнение следующих функций:

– охлаждение и очистку от двуокиси серы дымовых газов, отбираемых из дымохода парогенератора;

– осушение инертных газов раствором хлористого калия;

– дегазацию грузовых танков наружным воздухом.

Система состоит из циклонно-пенного охладителя газов 3, циклонно-пенного осушителя газов 5, двух газовых нагнетателей 6, охладителя 16 и подогревателя 22 раствора LiCI, центробеж­ных насосов 17, 20 и 24 для перекачивания раствора LiCl и за­бортной воды, вентилятора 27, трубопроводов с необходимой запорно-перекачивающей арматурой, цистерны 15 с запасом рас­твора LiCl и блока автоматического управления, зашиты и сиг­нализации. В трубопроводах раствора LiCI и забортной воды установлены поворотные затворы дистанционного управления, работающие с помощью электропривода. Дымовые газы с тем­пературой 150–120°С из дымохода 1 поступают в охладитель 3, где подвергаются охлаждению прокачиваемой забортной во­дой до температуры 35 °С и одновременно очищаются от серни­стых соединений.

Устройство циклонно-пенного охладителя (скруббера) пока­зано на рис. 67. Тангенциально расположенный входной патру­бок 7 обеспечивает вращательное движение газового потока внутри наружного цилиндра 6 охладителя. Через окна 9 газы попадают во внутренний цилиндр 8, в который по трубе 11 под­водится охлаждающая вода. В распылителе 10 вода распылива­ется и внутри цилиндра 8 смешивается с газами. Во внутреннем цилиндре и в нижнемкольцевом пространстве, образованном наружным и внутренним цилиндрами, образуется пенообразная газоводяная смесь. Скорость газов в ней достигает 5–6 м/с, что способствует интенсивному охлаждению и очистке газов.

Охлажденные газы, имеющие большую влажность, направляют­ся в циклонно-пенный абсорбер 5 (рис. 66). По конструкции и принципу действия абсорбер аналогичен циклонно-пенному ох­ладителю, с той лишь разницей, что в качестве рабочей среды используется 39–42%-ный водный раствор LiCl. В абсорбере газы входят в контакт с раствором LiCl и осушаются.

Осушенные инертные газы нагнетателями 6 (см. рис. 66) по­даются через палубный гидрозатвор 12 в магистраль 13, из которой по ответвительным трубопроводам 14 подводятся к грузо­вым танкам. Гидрозатвор 12 предотвращает попадание в систе­му наружного воздуха. При прохождении нагнетателей 6 газы не­сколько нагреваются. Для охлаждения газы пропускают через охладители 9, в которых ихтемпература понижается на 25°С. В процессе осушения газов в абсорбере 5 раствор LiCI посте­пенно обводняется и снижает свою влагопоглощающую способность. Повышение концентрации раствора (его регенерация) производится в десорбере 25, представляющем собой в принци­пе также циклонно-пенный аппарат. В подогревателе 22 раствор LiCI подогревается до 100°С проходящим через него водяным паром с давлением 0,8 МПа (8 кгс/см²). Нагретый раствор LiCI вводится в десорбер, через который вентилятором 27 прогоняет­ся наружный воздух. Раствор входит в контакт с потоком воз­духа, отдавая при этом избыток полученной в абсорбере влаги. В результате концентрация в растворе LiCI повышается до требуемого значения (45%). Воздух, насыщенный влагой, выбрасывается из десорбера через сетку 28 наружу. Из десорбера концентрированный раствор LiCl стекает в цистерну 15, а из нее насосом 17 подается через охладитель 16 в абсорбер 5. В охладителе раствор LiCl охлаждается прокачиваемой через него насосом 20 забортной водой.

Дегазация грузовых танков наружным воздухом производит­ся путем переключения нагнетателей на прием воздуха из ат­мосферы.

Система автоматического управления и контроля обеспечи­вает:

– поддержание постоянного избыточного давления в грузо­вых танках 2 кПа (200 кгс/м²) во время перехода танкера и автоматическое отключение нагнетателей, арматуры и насосов при давлении свыше 8 кПа (800 кгс/м²);

– выведение из действия системы инертных газов при поступлении в грузовые танки газов с температурой выше 45°С, что свидетельствует о нарушении работы охлаждающих насосов;

– дистанционный контроль за температурой газов и раст­вора LiCl;

– контроль относительной влажности газов после абсорбера.

Мнемосхема системы инертных газов, тумблеры управления, показывающие приборы контроля, светозвуковая сигнализация смонтированы на пульте управления. В случае любого наруше­ния в работе системы инертных газов подается обобщенный ава­рийный сигнал в пост управления системой и рулевую рубку.

Циклонно-пенные аппараты, насос раствора LiCl, теплообменные аппараты и трубопроводы раствора выполнены из анти­коррозионных материалов.

Требования СОЛАС-74 к устройству противопожарных систем и огнегасящим средам.

СОЛАС-74 – международная конвенция по охране человеческой жизни на море 1974г + Кодекс по системам противопожарной безопасности. Целью правил борьбы с пожаром является подавление и постепенное гашение огня в месте его возникновения. С этой целью должны удовлетворятся следующие функциональные требования: 1.Устанавливаются стационарные системы пожаротушения, обращая должное внимание на вероятность разрастания пожара в защищаемых помещениях.

2.Средства пожаротушения находятся в постоянной готовности.

На судах предусматриваются пожарные насосы, пожарные магистрали, краны и рукава, отвечающие требованиям данных правил. Не должны применяться материалы, теряющие свои свойства при нагреве, если они не защищены достаточным образом. Трубопроводы и краны размещаются так, чтобы рукава можно было легко к ним присоединить, избежать возможности замерзания, должны иметь подходящий сток. Стопорные краны устанавливаются на всех ветвях пожарной магистрали на открытой палубе, используемых в иных целях. Не должны заслоняться размещаемым грузом и должны исключаться возможности повреждения грузом. Диаметр пожарной магистрали и ее отростков должен быть достаточным для эффективного распространения максимально требуемого количества воды от двух одновременно работающих пожарных насосов, за исключением того что на грузовых судах диаметр может быть достаточным для подачи 140 м³/час воды.

Количество и размещение кранов должно быть таким, чтобы по меньшей мере 2 струи воды из разных кранов, одна из которых подается по рукаву стандартной длины доставали до любой части судна, обычно доступной для пассажира или экипажа во время плавания, а также до любой части любого порожнего грузового помещения. Кроме того такие краны должны располагаться у входов в защищаемые помещения.

Регламентируются для различных судов: давление в пожарных кранах, наличие международного берегового соединения (хотя бы одно), тип пожарных насосов, их количество, требования к помещениям, где располагаются пожарные насосы, их подача, длина пожарных рукавов (не менее 10 м), размер и типы стволов.

Системы с использованием галлонов 1211, 1301, 2402 и перфторированных углеродов – запрещаются. Паровые системы – не рекомендуются, если разрешены администрацией судна, то применяются только в ограниченных районах судна как дополнение к основной системе.

Все пассажирские суда перевозящие более 36 пассажиров оборудуются автоматической спринклерной системой и сигнализацией обнаружения пожара.

Для танкеров: жидкий груз с температурой вспышки меньшей 60^оС, для которого обычная система пенотушения не является эффективной, считается грузом с дополнительной пожароопасностью. Должны применяться следующие дополнительные меры: пена должна быть стойкой к спиртам, тип пенообразователя должен удовлетворять администрацию. Если огнетушащее вещество, используемое в системе грузового насосного отделения используется также в системах, обслуживающих другие помещения, количество имеющегося вещества или его производительность могут быть больше максимальных величин, требуемых для наибольшего отсека.

Требования Морского Регистра к противопожарным системам.

Противопожарное оборудование и системы должны быть конструктивно выполнены таким образом, чтобы во всех случаях эксплуатации была обеспечена их надежность и готовность к немедленному использованию. Резервуары для хранения огнетушащего вещества, баллоны углекислого газа, сжатого воздуха, азота и других газов должны удовлетворять требованиям к сосудам под давлением, не допускается применение огнетушащих веществ, которые сами по себе или в предполагаемых условиях применения выделяют токсичные газы в опасном для человека количестве. В зависимости от назначения судовые помещения в дополнение к водопожарной системе должны быть защищены одной из стационарных систем пожаротушения в соответствии с таблицей (Регистр).

Устройство систем должно обеспечивать равномерное поступление огнетушащего вещества во все пространство защищаемого помещения, включая выгороженные участки.

Кроме СО₂ в качестве огнетушащего вещества должны применяться только газообразные продукты сгорания топлива, в которых содержание О₂, СО и коррозионных элементов должно быть минимально. Средства управления стационарной системой должны быть легкодоступными и должны быть сосредоточены в возможно меньшем количестве мест, которые не будут отрезаны при пожаре в защищаемом помещении.

Суммарная подача стационарных пожарных насосов должна быть не менее: , где , к=0,008-0,016. к зависит от назначения , водоизмещения судна им его класса. Количество насосов, обеспечивающих подачу и минимальное давление в месте расположения любого пожарного клапана определяется в зависимости от водоизмещения судна (от 1 до3). Наибольшая подача на грузовых судах не должна превышать 180 м³/час. Водопожарная система оборудуется пожарным рукавом длиной 15-20м на открытых палубах и не менее 10м во внутренних помещениях.

Пожарные рукава размещаются возле клапанов в сборе с пожарным стволом на вьюшках или корзинах в состоянии, удобном для приведения их в действие. Диаметры рукава, присоединяемой арматуры и пожарного ствола должны соответствовать расходу воды через их сечения. Стационарные пожарные насосы должны обеспечиваться самостоятельными приводами. Подача каждого стационарного насоса должна быть не менее 80% средней подачи, полученной делением требуемой суммарной подачи на минимальное требуемое количество насосов системы. Насосы и водопожарные системы не должны использоваться для осушения отсеков, в которых хранились нефтепродукты или остатки других горючих жидкостей.

Стационарный пожарный насос может использоваться для других целей, если другой насос находится в постоянной готовности к немедленному действию по тушению пожара. Все стационарные пожарные насосы и их кингстоны должны располагаться в отапливаемых помещениях ниже ватерлинии. Скорость воды в трубах не должна быть более 4 м/с, давление в трубопроводах не более 10 мПа.

Пожарные клапаны в коридорах устанавливаются на расстояниях не более 20м, а на палубах не более 40 м. В небольших помещениях клапаны устанавливаются у входов. В МКО должно быть не менее 2 пожарных клапанов с каждого борта, не считая клапанов у насоса. Пожарный клапан устанавливается в носовой части туннеля гребного вала. Все клапаны окрашиваются в красный цвет. Пожарные трубопроводы должны быть защищены от электрокоррозии установкой протекторов.

Требования Морского Регистра к системам углекислотного пожаротушения.

Количество СО₂ определяется по формуле: , где -расчетный объем наибольшего помещения в м³, = 0,3…0,45 – для разных помещений.

Суммарная площадь проходного сечения коллекторов должна быть не более суммы проходных сечений клапанов баллонов одновременно открываемых для наибольшего по объему помещения. Углекислый газ должен поступать в защищаемое помещение через сопла, расположенные в помещениях в верхней части. Если в машинном отделении настил расположен на высоте более 1м над двойным дном, то часть сопел (приблизительно 15%) должна располагаться под настилом в верхней части этого пространства.

Требования Морского Регистра к системам паротушения.

1.Паропроизводительность котлов должна обеспечивать подачу насыщенного пара с расходом не менее 1 кг/час на 1м³ объема защищаемого помещения.

2.Подача пара не должна зависеть от необходимого розжига котлов и должна быть обеспечена немедленно и в требуемом количестве во всех условиях эксплуатации судна.