Особенности применения воздушно-механической пены для тушения пожаров

2.1 Пенообразователи

В зависимости от химического состава (поверхностно-активной основы) пенообразователи подразделяют на:

· синтетические углеводородные;

· синтетические фторсодержащие.

По виду воздействия на очаг пожара выделяют:

· поверхностные -- дренчерные. Защита всей расчетной площади; установки для защиты резервуаров с горючими жидкостями;

· локально-поверхностные: спринклерные -- для защиты отдельных аппаратов, отдельных участков помещений; дренчерные -- для защиты отдельных объектов, аппаратов, трансформаторов и т. п.;

· общеобъёмные -- предназначены для заполнения защищаемых объёмов;

· локально-объёмные -- для заполнения отдельных объёмов технологических аппаратов, небольших встроенных складских помещений и других;

· комбинированные -- соединены схемы установок локально-поверхностного и локально-объёмного тушения для одновременной подачи пены в объём или по поверхности технологических аппаратов и на поверхность вокруг них.

Виды пенообразователей

1. Пенообразователи синтетические углеводородные

Данный тип имеет в своём составе главным образом поверхностно-активные углеводородные вещества, имеющие особую синтетическую природу. Их же делят на пенообразователи целевого, а также общего типа назначения.

Пенообразователи, имеющие целевое назначение применяют исключительно для тушения пожаров, которые соответствуют техническим параметрам использования данного типа пенообразователей.
Общего назначения пенообразователи используют исключительно для ликвидации пожаров, при которых происходит воспламенение жидких (в числе которых также и нефтепродукты), а также твёрдых типов веществ.

2. Пенообразователи протеиновые

Пенообразователи данного типа состоят главным образом из активно-поверхностных веществ, получаемых при гидролизе различных соединений белка. Данные составы применяют для ликвидации горящих нефтепродуктов, нефти, а также иных горючих жидких веществ.

3. Пенообразователи фторсодержащие синтетические

Данные пенообразователи состоят главным образом из фтора, а также его производных. Составы данного рода применяют для ликвидации горящих горючих жидких веществ.

4. Пенообразователи плёнкообразующие синтетические

При тушении данным составом на поверхности воспламенившихся поверхностей образуется особая плёнка, которая препятствует горению. Этот состав имеет в своей основе фторуглеродные вещества. По сравнению с углеводородными, данные пенообразователи способны намного лучше тушить пожары практически любого уровня сложности, возникших на любых поверхностях.

5. Протеиновые фторсодержащие пенообразователи

Эти пенообразователи состоят в основном из фторсодержащих добавок, благодаря которым и происходит процесс образования пены. Протеиновые фторсодержащие пенообразователи имеют высокие способности для тушения возгораний практически любого типа материалов. Пенообразователи данного типа активно используют при ликвидации возгораний, возникающих на крайне пожароопасных объектах.

2.2 Дозаторы для пенообразователя

Для подмешивания пенообразователя в воду применяются различные устройства:

Устройства на принципе трубки Вентури. Это самые простые дозаторы. Их достоинство заключается в простоте устройства, дешевизне. Основные недостатки такой системы -- большие потери в напорном трубопроводе, невозможность получения концентраций ниже 3 %, невозможность получения точной концентрации раствора.

Баки-дозаторы -- устройства совмещающие в себе ёмкость для хранения пенообразователя и дозирующее устройство, работают независимо от давления в системе. Недостатки -- невозможно проконтролировать визуально или с помощью датчиков остаток пенообразователя, громоздкость, большие затраты на эксплуатацию.

Рисунок 2. Переносной дозатор с приводом от гидромотора

Дозирующие насосы с приводом от гидромотора (Рис.2) -- наиболее современная система и простая в эксплуатации система, не требует внешнего источника энергии работает в широком диапазоне расходов и давления. Проста и надежна в эксплуатации.

Недостатки -- дозирующий насос находится в непосредственной близости от питающего трубопровода -- наличие всасывающего трубопровода подачи пенообразователя.

2.3 Виды воздушно механических пен

Воздушно-механическая пена образуется в результате интенсивного механического перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом.

Для получения пены применяются пенообразователи ПО-1 и ПО-6.

Пенообразователь ПО-l представляет собой нейтрализованный керосиновый контакт, содержащий не менее 45% суль- фокислот. Для получения необходимой кратности и стойкости пены в него добавляют 4,5% клея и 10% спирта или этилен- гликоля.

Пенообразователь ПО-6 является продуктом щелочного гидролиза технической крови животных. Для придания устойчивости пены в него добавляют 1% сернокислого закисного железа. Чтобы предотвратить загнивание пенообразователя при длительном хранении, в него добавляют 4% фтористого натрия.

Пенообразователи должны удовлетворять требованиям ГОСТ 6948--54 и ГОСТ 9603--61.

Воздушно-механическая пена состоит из пузырьков, оболочка которых образована из раствора пенообразователя. В пузырьках содержится (в зависимости от пенообразователя) воздуха до 90%, воды 9,5% и пенообразователя до 0,5%. Удельный вес пены от 0,11 до 0,17.

Получается воздушно-механическая пена с помощью специальных аппаратов (смесителей и воздушно-пенных стволов). Стойкость пены на основе пенообразователя ПО-1 составляет 30 мин, а на основе пенообразователя ПО-6-- не менее 60 мин.

ВНИИПО разработана рецептура пенообразователя ПО-8 для получения воздушно-механической пены повышенной стойкости, которая используется при тушении нефтепродуктов" и полярных жидкостей (спирта, ацетона и др.).

Воздушно-механическую пену по кратности выхода подразделяют на пену нормальной и высокой кратности.

Пена нормальной кратности считается в том случае, когда из 1 л пенообразователя ПО-1 и 25 л воды образуется от 200 до 300 л пены, из 1 л пенообразователя ПО-6 и 25 л воды -- от 125 до 175 л.

Пена из пенообразователя ПО-6 более стойка, чем из пенообразователя ПО-1. Для получения пены нормальной кратности используют водные растворы пенообразователей ПО-1 (3--4% по объему) и ПО-6 (4--6% по объему).

Пенообразователь ПО-1 считается годным, если кратность выхода пены не менее 10, стойкость ее не менее 30 мин, а пенообразователь ПО-6,-- если кратность выхода пены не менее 5, стойкость ее не менее 60 мин.

Пена нормальной кратности хорошо удерживается на вертикальных поверхностях, поэтому она может применяться для защиты материалов и конструкций от загорания при воздействии лучистой теплоты.

Воздушно-механическую пену нормальной кратности целесообразно применять для тушения нефтепродуктов с температурой вспышки 45° С и выше, находящихся в емкостях, и нефтепродуктов с температурой вспышки 45° С и ниже (за исключением авиабензина), разлитых тонким слоем по твердому покрову или на поверхности воды.

Ее можно использовать также для тушения нефтепродуктов с температурой вспышки 45° С и ниже (за исключением бензина) в емкостях. Но при этом надо помнить, что для тушения нефтепродуктов с температурой вспышки 28° С и ниже на площади не более 100 м2 можно применять воздушно-механическую пену нормальной кратности на основе пенообразователя ПО-1, а на площади не более 400--500 м2 -- на основе пенообразователя ПО-6. Расстояние от верхней кромки борта емкости до зеркала жидкости должно быть не более 2 м. Это условие следует соблюдать также и при тушении нефтепродуктов с температурой вспышки от 28 до 45° С.

Пенообразователи неэффективны при тушении пожаров полярных жидкостей (спирта, эфира, ацетона).

Для тушения нефтепродуктов (бензина, керосина, сырой нефти, мазута) наряду с пенообразователем ПО-1 используют смачиватель НБ.

ВНИИПО разработан способ тушения нефтепродуктов в емкостях путем подачи воздушно-механической пены через слой горючего. В данном случае пожар можно тушить при любом уровне горючего в емкостях.

Пена высокой кратности на основе пенообразователей ПО-1 или ПО-6 вырабатывается, специальным генератором, работающим по принципу усиленного подсоса воздуха. Она может применяться для локализации пожаров твердых веществ, пламенного горения в помещениях. Высокую огнегасительную эффективность пена дает при тушении нефтепродуктов.

При тушении ею пламенного горения в помещениях происходит вытеснение дыма и продуктов сгорания, локализация очагов горения, создаются благоприятные условия для полного прекращения горения.

По мере заполнения помещений пеной высокой кратности температура в них быстро снижается в результате вытеснения горячих газов, прекращения горения и частичного охлаждения конструкций. Температура в горящем помещении, как свидетельствует практика, сразу же после подачи в него пены может снизиться с 1000° С и более до 65--50° С.

После заполнения помещения пеной температура в нем может вновь повыситься, так как нагретые конструкции перекрытий из-за кратковременного действия пены не успевают охлаждаться.

Пеной высокой кратности можно тушить лишь пламя вследствие наличия в ней большого количества воздуха и ограниченного времени ее подачи. Очаги тления твердых веществ при этом остаются непогашенными.

Под воздействием теплоты, выделяющейся при тлении, пена быстро разрушается. дозатор пенообразователь тушение пожар

Полная ликвидация очагов тления зависит от интенсивности и времени подачи пены и от того, насколько быстро она проникает к местам горения.

Практически пена высокой кратности нетеплопроводна. Колебания температуры окружающей среды от --30 до +30° С существенного влияния на качество пены не оказывают. При низких температурах (ниже --15° С) стойкость пены несколько снижается, хотя на поверхности ее образуется устойчивая корка. Высокая температура ускоряет разрушение пены.

Пена не оказывает вредного действия на большинство материалов и оборудование, не создает дополнительной нагрузки на конструкции в связи с незначительным объемным весом ее.

Пенообразующий раствор является хорошим смачивателем и поэтому свободно проникает внутрь материалов, в том числе волокнистых.

При пользовании воздушно-механической пеной значительно облегчается труд пожарных во время тушения пожара. Поэтому ее широко применяют при тушении пожаров, она является основным средством пожаротушения.

При тушении нефтепродуктов необходимо применять расчетное количество как химической, так и воздушномеханической пены. Указания по их расчету излагаются в приложении 4 «Правил пожарной безопасности на речном транспорте Министерства речного флота РСФСР».

Углекислота (техническое название двуокиси углерода) С02 -- бесцветный газ с едва ощутимым запахом, не горит и не поддерживает горения, не проводит ток. Огнегасительная концентрация паров углекислоты в воздухе должна быть 22,4% (по объему). При 0°С и давлении 36 кгс/см2 легко сжижается, переходя из газообразного состояния в жидкое.

Теплота испарения жидкой углекислоты 47,7 кал/кг. При быстром испарении жидкой углекислоты образуется твердая (снегообразная) углекислота. Удельный вес такой углекислоты при температуре --79° С равен 1,53.

Углекислота или углекислый снег, направленные в зону пожара, снижают концентрацию кислорода в ней до такой величины, при которой невозможно горение, а также охлаждают горящее вещество и окружающую среду, в результате чего горение прекращается.

Углекислота применяется для тушения пожаров в закрытых помещениях (в условиях ограниченного воздухообмена) и на сравнительно небольшой площади непосредственно на /воздухе. Она используется для тушения пожаров электроустановок под напряжением.

При тушении пожаров в закрытых помещениях расходуется 0,495 кг/м3 углекислоты, а в наиболее пожароопасных помещениях --0,594 /кг/м3.

Пламенное горение в грузовом трюме судна при применении углекислоты прекращается в тех случаях, когда процентное содержание кислорода в нем снижается до 14%. Тление же при этом продолжается. Для его прекращения содержание кислорода в трюме необходимо довести до 5%. Углекислоту надо подавать в трюм до тех пор, пока полностью не прекратится тление, а оно может продолжаться от нескольких часов до одних-двух суток.

Углекислота как самостоятельное огнегасительное средство в стационарных противопожарных установках на речном транспорте применяется редко. Она заменяется более эффективными средствами -- галоидуглеводородами: бромистым этилом, бромистым метиленом, тетрафтордибромэтаном, которые входят в составы таких огнегасительных смесей, как «3,5», СЖБ и однокомпонентный фреон-114В2.

3. Основные способы тушения пожаров

Рассмотрим основные способы тушения пожаров и применяемые при этом огнегасительные вещества.

Для тушения пожара используют следующие средства: разбавление воздуха негорючими газами до таких концентраций кислорода, при которых горение прекращается; охлаждение очага горения ниже определенной температуры (температуры горения); механический срыв пламени струей жидкости или газа; снижение скорости химической реакции, протекающей в пламени; создание условий огнепреграждения, при которых пламя распространяется через узкие каналы.

Огнегасительньными называют вещества, которые при введении в зону сгорания прекращают горение. Основные огнегасящие вещества и материалы - это вода и водяной пар, химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, негорючие газы, галоидоуглеводородные огнегасительные составы и сухие огнетушащие порошки.

Химические и воздушно-механические пены применяют для тушения твердых и жидких веществ, не взаимодействующих с водой. Одной из основных характеристик этих пен является их кратность, т. е. отношение объема пены к объему ее жидкой фазы.

Средства пожаротушения подразделяют на первичные, стационарные и передвижные (пожарные автомобили).

Первичные средства используют для ликвидации небольших пожаров и загорания. Их обычно применяют до прибытия пожарной команды. К первичным средствам относятся передвижные и ручные огнетушители, переносные огнегасительные установки, внутренние пожарные краны, ящики с песком, асбестовые покрывала, противопожарные щиты с набором инвентаря и др.

Огнетушители маркируются буквами, характеризующими вид огнетушителя по разряду, и цифрой, обозначающей его объем в литрах.

Воздушно-пенные огнетушители маркируются как ОВП (например, ручные ОВП-5 и ОВП-10). Их используют для тушения загораний ЛВЖ, ГЖ, большинства твердых материалов (кроме металлов). Их нельзя использовать для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.

Стационарные установки предназначены для тушения пожаров в начальной стадии их возникновения. Они запускаются автоматически или с помощью дистанционного управления. Эти установки заправляются следующими огнетушащими средствами: водой, пеной, негорючими газами, порошковыми составами или паром.

К автоматическим установкам водяного пожаротушения относятся спринклерные и дренчерные установки. Отверстия, через которые вода поступает в помещение при пожаре, запаяны легкоплавкими сплавами. Эти сплавы плавятся при определенной температуре и открывают доступ распыляемой воде.

Каждая головка орошает помещение и находящееся в нем оборудование площадью до 9 м2.

В тех случаях, когда целесообразно подавать воду на всю площадь помещения, в котором возник пожар, применяют дренчеры, которые также представляют собой систему труб, заполненную водой, оборудованную распылительными головками-дренчерами. В них в отличие от спринклерных головок выходные отверстия для воды (диаметром 8, 10 и 12,7 мм) постоянно открыты. Спринклерные головки приводят в действие открыванием клапана группового действия, который в обычное время закрыт. Он открывается автоматически или вручную (при этом дается сигнал тревоги). Каждая спринклерная головка орошает 9-12 м2 площади пола.

Система работает следующим образом.

1. Пожарный датчик (извещатель) реагирует на появление дыма (дымовой извещатель),

2. на повышение температуры воздуха в помещении (тепловой извещатель),

3. на излучение открытого пламени (световой извещатель) и т.д.

4. и подает сигнал включения системы подачи огнетушащих веществ, которые подаются к очагу загорания.

Пожарные датчики (извещатели) могут быть как ручные (пожарные кнопки, устанавливаемые в коридорах помещений и на лестничных площадках), так и автоматические. Последние, как уже сказано выше, подразделяются на тепловые, дымовые и световые.

В дымовых извещателях используют два основных способа обнаружения дыма - фотоэлектрический и радиоизотопный. Так, дымовые фотоэлектрические (ИДФ-1М) и полупроводниковые (ДИП-1) действуют на принципе рассеивания частицами дыма теплового излучения. Радиоизотопные извещатели дыма (РИД-1) основаны на эффекте ослабления ионизации межэлектродного промежутка заряженными частицами, входящими в состав дыма. Один дымовой извещатель устанавливается на 65м2 защищаемой площади. Имеются комбинированные извещатели (КИ), реагирующие на теплоту и дым.

Сигнал от пожарных извещателей передается на пожарные станции, наиболее распространенные из них - ТЛО-10/100 (тревожная лучевая оптическая) и «Комар - сигнал 12 AM» (концентратор малой вместимости). В качестве передвижных средств пожаротушения используются пожарные автомобили (автоцистерны и специальные).

3.1 Хранение пенообразователя

Пенообразователи и их водные растворы рекомендуется хранить при температуре не выше 20 °С и не ниже 5 °С, что обеспечивает наиболее продолжительную сохранность.

При поступлении концентрированного пенообразователя необходимо убедиться в наличии документа, удостоверяющего его качество и количество.

После этого подготавливается схема заполнения емкостей и включается насос по перекачке концентрированного пенообразователя. По окончании перекачки пенообразователя восстанавливается первоначальная схема рециркуляции.

Перед заправкой АУПП необходимо проверить качество концентрата пенообразователя или его готового раствора по методике, приведенной в работе «Порядок применения, транспортирования, хранения и проверки качества пенообразователей для тушения пожаров. (Инструкция)». М.: ВНИИПО МВД СССР, 1989). Анализ раствора пенообразователя проводится в лаборатории энергопредприятия.

В дальнейшем качество концентрата пенообразователя или его водного раствора в АУПП следует проверять один раз в полугодие.

При кратности пены, полученной в лабораторных условиях, менее 5 или ее стойкости менее 3 мин пенообразователь и его водный раствор заменить.

Непригодный раствор пенообразователя по соответствующей схеме может подаваться через паромеханические мазутные форсунки в топки работающих котлов для сжигания, или утилизироваться иным способом, не противоречащим экологическим требованиям.

После срабатывания АУПП дальнейшее использование пенообразователя или его водного раствора разрешается в зависимости от количества остатка и его качества. Не разрешается оставшийся пенообразователь или его водный раствор смешивать с пенообразователем других марок. Перед заливом емкости новым пенообразователем необходимо проверить его качество, если оно не проверялось более 3 мес.

Хранение пенообразователей в железобетонных резервуарах не рекомендуется.

Запасы чистой воды могут храниться в бетонных, железобетонных, металлических и других резервуарах.

Резервуары для хранения запасов водного раствора пенообразователей или воды должны быть оборудованы автоматическими уровнемерами с выводом показаний на щит управления.

Проверка уровня водного раствора пенообразователя или воды должна проводиться ежедневно с регистрацией в «Журнале учета технического обслуживания и ремонта установки пожаротушения».

При снижении уровня водного раствора пенообразователя или воды за счет испарений следует добавить воду. При наличии утечек установить место повреждений резервуара и устранить утечки, затем проверить качество оставшегося пенообразователя.

Готовый водный раствор пенообразователей в резервуарах и в сети трубопроводов должен перемешиваться не реже одного раза в три месяца.

Вода для приготовления раствора и раствор не должны содержать механических примесей, которые могут забить трубопроводы, дроссельные шайбы и сетки парогенераторов. Вода для приготовления распора должна отвечать требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

Для предупреждения загнивания и цветения воды ее рекомендуется дезинфицировать хлорной известью из расчета 100 г извести на 1 м3 воды. Готовый водный раствор пенообразователя дезинфекции не подлежит.

Замена воды в резервуаре должна производиться ежегодно. При замене воды или готового водного раствора пенообразователя днище и внутренние стенки резервуара очищаются от грязи и наростов, поврежденная окраска восстанавливается или полностью обновляется.

Заключение

В моей работе подробно рассказано о воздушно-механической пене. Материал позволяет сравнивать и оценивать различные огнетушащие вещества. И результаты этого сравнения говорят нам, что такая пена - далеко не лучшее средство пожаротушения.

Малое деструктивное действие и общая, более высокая эффективность, в большинстве случаев делают ее более эффективной, чем вода. Однако, с другой стороны, она хуже гасит тепловую энергию.

В моей курсовой указано, что одно из самых лучших ОВ - это газ, который, смешиваясь в воздухе, не дает нужный состав для продолжения горения. Но в разных условиях его применение невозможно, и более эффективной становится воздушно - механическая пена.

Окончательным выводом можно сказать, что нет лучших или худших ОВ, есть правильное и неправильное их применение. И наше дело, как специалистов, использовать наиболее подходящие для данной ситуации вещества либо правильно их комбинировать.

Список источников

1. Портал 0-1.ru

2. Большая Энциклопедия Нефти Газа

3. Интернет-клуб «Кубрик»

4. ГОСТ 6948--54

5. ГОСТ 9603--61

6. Российская энциклопедия по охране труда: В 3 т. -- 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: Изд-во НЦ ЭНАС,2007.

7. «Порядок применения, транспортирования, хранения и проверки качества пенообразователей для тушения пожаров. (Инструкция)». М.: ВНИИПО МВД СССР, 1989).

8. Инструкция по эксплуатации установок пожаротушения с применением воздушно-механической пены (РД 34.49.502-96)

Размещено на Allbest.ru