Вопрос 53. Основные характеристики и области применения средств пожаротушения. Автоматические средства пожаротушения

Существуют следующие способы тушения пожаров:

охлаждение горящих веществ путем нанесения на их поверхность теплоемких огнетушащих средств (воды, пены и др.) или перемешивания слоев горящей жидкости;

разбавление концентрации горючих паров, пылей и газов путем введения в зону горения инертных разбавителей (азота, углекислого газа, водяного пара);

изоляция горящих веществ от зоны горения нанесением на их поверхность изолирующих огнегасительных средств (пены, песка, кошмы);

химическое торможение реакции горения путем орошения поверхности горящих материалов или объемного разбавления горючей пыле-, газо- и паровоздушной смеси флегматизирующими веществами и составами.

Вода как огнетушащее средство

Огнетушащие свойства воды заключаются в следующем:

охлаждает зону горения за счет большой теплоемкости и скрытой теплоты парообразования;

разбавляет реагирующие вещества образующимся паром (объем пара в 1700 раз превышает объем испарившейся воды);

изолирует горючие вещества от зоны горения;

струя воды механически срывает пламя.

Достоинства воды - доступность и дешевизна, подвижность, легкость транспортировки, химическая нейтральность, неядовитость.

Недостатки воды следующие:

сравнительно высокая температура замерзания (приходится применять специальные добавки и антифризы);

плохая смачивающая способность, затрудняющая тушение волокнистых, пылевидных, тлеющих материалов (вводят добавки, ПАВ);

малая вязкость, поэтому большая растекаемость и большие потери воды при тушении (специальные добавки увеличивают вязкость, сокращая расход воды и время тушения);

природные соли, содержащиеся в воде, и добавляемые примеси усиливают коррозионную способность воды и ее электропроводность;

струей воды нельзя тушить нефтепродукты - увеличивается площадь пожара, выброс, разбрызгивание горящих продуктов. Распыленной водой можно тушить нефтепродукты;

водой в любом виде и любыми составами, содержащими воду (например пенами), нельзя тушить щелочные металлы, карбиды и гидриды металлов; металлоорганические соединения. Все эти вещества при взаимодействии с водой взрываются.

Пена как огнетушащее средство

Пена - это коллоидная система, состоящая из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости.

Пены применяются для тушения твердых и жидких веществ, не вступающих во взаимодействие с водой, в первую очередь нефтепродуктов. Главное - изолирующее действие слоя пены. Например, скорость испарения бензина под слоем пены толщиной 5 см уменьшается в 30-40 раз. При тушении твердых материалов пена оказывает и охлаждающее действие.

Два вида пены - химическая и воздушно-механическая.

Химическая пена получается в результате взаимодействия кислотных и щелочных растворов в присутствии пенообразователя и состоит из 80% углекислого газа, 19,7% воды и 0,3% пенообразователя. Стойкость пены с момента ее образования до полного распада - 40 мин. Недостатки химической пены - высокая стоимость, сложность организации процесса тушения, высокая химическая активность. В настоящее время имеется тенденция к сокращению ее применения.

Воздушно-механическая пена - механическая смесь воздуха (90...99 %), воды (9,7...Д96 %), пенообразователя (0,3...0,04 %). Огнетушащие свойства такой пены определяются ее кратностью, стойкостью, дисперсностью и вязкостью.

Кратность пены - отношение объема пены к объему раствора, из которого она поручена.

Пена разрушается со временем (старение), под действием высокой температуры, а также в зависимости от условий подачи в очаг пожара.

Чем больше кратность пены, тем меньше ее стойкость. Химическая пена более стойка, чем воздушно-механическая. С повышением кратности пены уменьшается ее дисперсность. Чем выше дисперсность, тем больше стойкость и огнетушащая способность пены. Пена должна обладать оптимальной вязкостью. Чем выше вязкость, тем больше стойкость пены, но хуже ее растекаемость.

Низкократная пена (до 30) находит ограниченное применение (тушение жидкостей в резервуарах при подаче пены через слой горючего, охлаждение горящего и соседнего с ним оборудования).

Среднекратная (30...200) и высокократная (более 200) пены используются не только для поверхностного, но и для объемного тушения (подвалы, кабельные каналы). Оптимальной считается кратность 70... 150.

В состав пены входит вода, поэтому нельзя тушить пеной щелочные металлы, карбиды и гидриды металлов, металлоорганические соединения.

Инертные газы

Углекислый газ, азот, аргон, гелий обладают способностью быстро смешиваться с горючими парами и газами, понижая концентрацию кислорода в зоне горения до такого предела, при котором горение прекращается. Наибольшей флегматизирующей способностью обладает углекислый газ. Он применяется в сжиженном виде для объемного тушения складов ЛВЖ, аккумуляторных, сушильных печей и т.п. Из 1 кг жидкой углекислоты получается 509 л газа, который, быстро испаряясь, переохлаждается, образуя хлопья «снега» с температурой -790°С. При этом разбавляющее огнетушащее действие дополняется интенсивным охлаждением очага горения.

Углекислота неэлектропроводна и пригодна для тушения электроустановок под напряжением до 1000В.

Предельно допустимое для человека содержание углекислого газа в воздухе - 10%, поэтому при заполнении горящего помещения углекислым газом из него необходимо эвакуировать людей.

Нельзя применять углекислоту для тушения щелочных металлов, а также соединений, в молекулы которых входит кислород.

Ингибиторы (флегматизаторы)

Эти вещества действуют на принципе торможения химической реакции горения. Требуемые количества ингибиторов намного меньше, чем инертных разбавителей. Отсюда быстрое создание зафлегматизированной среды при остаточном содержании кислорода около 18% (об.), что допустимо для кратковременного пребывания людей.

В качестве ингибиторов применяются фреоны (хладоны) и составы на их основе предельных углеводородов. Это жидкости либо сжиженные газы. Их достоинства - работа при отрицательных температурах, неэлектропроводность; недостатки - токсичность, высокая коррозионная активность.

Следует заметить, что бромистый этил исключен из обращения, запрещено его применение в огнетушителях.

Огнетушащие порошковые составы

Они обладают очень высокой огнетушащей способностью и универсальностью действия, способны тушить любые материалы, в том числе нетушимые всеми другими средствами, например термиты, щелочные металлы.

Комплексный огнетушащий эффект - ингибирование химических реакций в зоне горения; охлаждение зоны горения из-за расхода теплоты на нагревание и разложение частиц порошка; разбавление горючей среды частицами порошка и продуктами его разложения; эффект огнепреграждения при поверхностном тушении.

Порошки неэлектропроводны, нетоксичны, не оказывают коррозионного действия. Недостаток - слеживаемость, комкование.

Класс пожара	Характеристика горючей среды	Рекомендуемые средства тушения
А	Обычные твёрдые горючие материалы (дерево, уголь, бумага, резина, текстиль и др.)	Все виды огнетушащих средств (прежде всего - вода)
В	Горючие жидкости и плавящиеся материалы (мазут, бензин, лаки, масла, спирт, стеарин, каучук, некоторые синтетические материалы и др.)	Распыленная вода, все виды пен, составы на основе галогеналкилов, порошки
С	Горючие газы (водород, ацетилен, углеводороды и др.)	Газовые составы, инертные разбавители, галогеноуглеводороды, порошки, вода (для охлаждения)
Д	Металлы и их сплавы (калий, натрий, алюминий, магний)	Порошки (при спокойной подаче на горящую поверхность)
Е	Электрооборудование под напряжением	Порошки, углекислота, хладоны

Автоматические средства обнаружения и тушения пожара

Системы автоматической пожарной сигнализации (АПС) предназначены для обнаружения пожара в начальной стадии и оповещения службы пожарной охраны, а также подачи сигналов (команд) на включение систем аварийной вентиляции, дымоудаления, автоматических устройств пожаротушения (АУП).

Система АПС состоит из пожарных извещателей, линий связи, приемных станций. Пожарные извещатели бывают ручные (приводятся в действие человеком, обнаружившим пожар) и автоматические, преобразующие контролируемый признак пожара (тепло, дым, свет или их комбинацию) в электрический сигнал, передаваемый по линии связи на приемную станцию.

АУП в зависимости от используемых средств пожаротушения бывают водяные (спринклерные и дренчерные), водно-пенные, воздушно-пенные, газовые (двуокись углерода, азот, негорючие газы), порошковые, комбинированные.

Наибольшее распространение получили спринклерные и дренчерные установки. Спринклерная установка состоит из источника водоснабжения, насосов, контрольно-сигнального клапана, магистральных и распределительных водопроводов, спринклерных головок. Головки, ввернутые в распределительный водопровод, размещают под потолком помещения из условия орошения одним спринклером 9...12 м² площади пола помещения. Выходное отверстие головки закрыто клапаном и легкоплавкой пробкой. При повышении температуры до 720°С пробка расплавляется, клапан выбрасывается и вода разбрызгивается розеткой. При этом обеспечивается высокое быстродействие установки, так как вода в распределительном водопроводе постоянно находится под давлением.

Дренчерные головки, вмонтированные в распределительный водопровод, не имеют клапанов и плавких пробок, т.е. имеют открытые отверстия, водопровод не заполнен водой. Дренчерная система приводится в действие от пожарной сигнализации или вручную. На заполнение водопровода водой требуется определенное время, поэтому быстродействие дренчера существенно меньше, чем спринклера. Спринклеры применяются в помещениях категорий А и Б, а дренчеры - для создания водяных завес с целью препятствия распространению пожара.

Вопрос 54. Назначение, устройство и принцип действия первичных средств пожаротушения. Пожарная сигнализация. Первичные средства тушения пожаров предназначены для тушения пожаров в начальной стадии и включают пожарные водопроводы, огнетушители ручные и передвижные, сухой песок, асбестовые одеяла, кошмы и др.

Пожарные краны устанавливают в доступных и заметных местах, на высоте 1,35 м от пола. Должно обеспечиваться взаимное перекрытие струй от пожарных рукавов не менее 10 м, а радиус действия струи должен быть достаточен для достижения наиболее удаленной и возвышенной части здания.

По виду применяемого огнетушащего вещества огнетушители подразделяют на:

- водные (0В);

- порошковые (ОП);

- пенные, которые, в свою очередь, делятся на:

а) воздушно-пенные (ОВП);

б) химические пенные (ОХП);

- газовые, которые подразделяются на:

а) углекислотные (ОУ);

б) хладоновые (ОХ); комбинированные.

Химические пенные огнетушители ОХП-10, ОП-М и ОП-9ММ предназначены для тушения твердых и жидких веществ. Продолжительность их действия 60с при кратности пены 5.

Недостатки следующие:

пена электропроводна, поэтому нельзя тушить установки под напряжением;

пена содержит воду, поэтому нельзя тушить щелочные металлы, карбиды металлов и другие вещества, которые взрываются при взаимодействии с водой;

приведенный в действие огнетушитель нельзя остановить в случае ликвидации загорания;

пена химически активна и может причинить ущерб больший, чем от загорания.

Углекислотные огнетушители - ручные ОУ-5, ОУ-8 и передвижные ОУ-25, ОУ-80, ОУ-400 - предназначены для тушения веществ, материалов и электроустановок под напряжением до 1000В (углекислота неэлектродроводна). По мере ликвидации загорания огнетушитель можно остановить перекрытием вентиля. Нельзя тушить щелочные металлы, гидриды металлов и соединения, в состав молекулы которых входит кислород. Нельзя тушить горящую одежду на человеке и дотрагиваться до металлического раструба во избежание обморожений углекислотой.

Порошковые огнетушители ОП-10М и ОП-50М отличаются универсальностью действия и находят все более широкое применение. С помощью таких огнетушителей можно тушить пожары всех классов (см. таб. 10.3), применяя различные типы огнетушителей с разными составами порошков.

Системы автоматической пожарной сигнализации (АПС) предназначены для обнаружения пожара в начальной стадии и оповещения службы пожарной охраны, а также подачи сигналов (команд) на включение систем аварийной вентиляции, дымоудаления, автоматических устройств пожаротушения (АУП) (см. предыдущий вопрос про автомат. ср-ва пожаротушения).