Способы пожаротушения

Под способом пожаротушения понимают совокупность методов физико-химического воздействия на очаг горения и доставки (подачи) средств тушения к очагу пожара. Причем, необходимо помнить, что способы пожаротушения и способы прекращения горения – разные понятия.

Известны различные способы пожаротушения, которые классифицированные по виду средств тушения, методу их применения (подачи), окружающей обстановке, назначению. Все способы пожаротушения подразделяют на:

· поверхностное тушение – подача средств тушения непосредственно в очаг пожара;

· объемное – создание в зоне пожара среды, не поддерживающей горения;

· подача пены под слой горючего;

· импульсное пожаротушение.

Поверхностное тушение, называемое также тушением по площади, можно применять почти для всех видов пожаров. Для его реализации необходимы средства, которые можно подавать в очаг пожара с расстояния (компактные и распыленные струи воды и водных растворов, пены, порошки).

Объемное тушение можно применять в ограниченном объеме с небольшой степенью негерметичности (в помещениях, отсеках, галереях и т. п.). Для объемного тушения необходимы такие средства, которые могут распределяться в атмосфере защищаемого объема и создавать в каждом его элементе огнетушащую концентрацию. В качестве средств объемного тушения применяют инертные газовые разбавители, хладоны, аэрозольные огнетушащие составы, комбинированные составы на основе хладонов и иногда порошки. В последние годы в качестве средства объемного тушения используют газоаэрозольные составы, образуемые при сгорании твердотопливных аэрозолеобразующих составов (ТАОС).

Объемное тушение можно использовать и для предупрежденияобразования взрывоопасных смесей путем разбавления среды в защищаемом объеме, что достигается введением такого количества разбавителя (флегматизатора), при котором эта среда будет находиться вне области воспламенения, независимо от концентрации горючего вещества (газа, пара или аэровзвеси). Такой способ объемного тушения называют флегматизацией.

Рассматривая способы пожаротушения, нельзя не упомянуть об импульсном пожаротушении (ИПТ), которое в настоящее время активно разрабатывается и внедряется в практику.

В системах ИПТ используют обычные огнетушащие вещества, которые распыляются и метаются в очаг пожара с помощью энергии либо пневмоимпульса, либо взрыва заряда взрывчатого вещества. В качестве огнетушащих веществ используют воду, воду со смачивателями, огнетушащие порошковые составы. В некоторых системах допускается применение фунта, а также любых вязких составов особенно при тушении лесных пожаров, которые позволяют повысить автономность участников тушения пожара.

Именно использование энергии импульса добавляет к механизмам прекращения горения используемых обычных огнетушащих веществ эффект механического срыва пламени, что приводит к резкому повышению огнетушащей эффективности. Так, расход огнетушащего вещества уменьшается на 2-4 порядка, время тушения – на 1-2 порядка.

Появление ИПТ, как и других новых систем пожаротушения, связано с тем, что традиционные средства пожаротушения неэффективно тушат целый ряд пожаров. Традиционные методы подачи огнетушащего вещества основаны на продолжительном локальном воздействии относительно малых струй огнетушащего вещества на несравнимо большие площадии объемы горения. Струи огнетушащих веществ имеют малые мощности и площади тушения, что не позволяет достаточно быстро тушить пожары. Например, подача воды компактными струями приводит к большим потерям: до 99 % воды не участвует в ее тушении (при теоретически достаточных 100 г/м², на пожарах расходуется 100-200 л/м².

Технология импульсного пожаротушения позволяет использовать огнетушащие вещества для создания светотеплозащитных экранов, взрывопредупреждения, локализации радиоактивного или химического загрязнения, что так необходимо при тушении ряда пожаров и проведении связанных с ними первоочередных аварийно-спасательных работ.

В литературе имеются сообщения о двух ближайших конкурентах в разработке систем импульсного пожаротушения:

· пневматические, которые используют для распыления и метания огнетушащего вещества энергию давления сжатого воздуха, производимую германской фирмой IFEX Global GmbX;

· пороховые, которые используют для распыления и метания огнетушащего вещества энергию взрыва зарядов пороховых газов (Черкасский политехнический институт, другие разработчики).

Пневмосистемы импульсного пожаротушения IFEX (Impulse Fire Extinguishing Technology) включают в себя широкий спектр оборудования, например, ранцевый огнетушитель «IFEX-3012», модификации на тележке, автомобиле, тракторе, вертолете и др. Механизм прекращения горения включает в себя механический срыв пламени метаемым огнетушащим составом за счет энергии сжатого воздуха и способы прекращения горения, реализуемые собственно метаемым огнетушащим веществом. Наибольшее распространение нашел ранцевый огнетушитель «IFEX-3O12». В качестве огнетушащего вещества чаще всего применяется вода, вода со смачивателями и пенообразователями. Огнетушащее вещество распыляется за 25 мсек до 50-100 мкм, что повышает эффективность тушения и со скоростью 430 км/час метается в очаг пожара. Время перезарядки 2-3 секунды. Ранцевый огнетушитель состоит из баллонов для огнетушащего вещества, сжатого воздуха и водомета (длиной 1 м), выполненного из нержавеющей стали. Описываются эксперименты по тушению горящего легкового автомобиля ранцевым огнетушителем «IFEX-3012» с использованием 4 литров воды. В Японии и Италии боевые расчеты пожарных, вооруженных ранцевыми огнетушителями, выезжают на вызовы на мотоциклах, что позволяет быстрее прибывать на место и приступать к тушению даже в условиях загруженности автодорог. Подчеркивается безвредность для окружающей среды. Описывается эксперимент по тушению разлива 2000 л бензина автомобильной системой «Стингер», оборудованной водяной пушкой «Интрудер», использующей технологию IFEX. Пожар был потушен 107 л воды и 1 л пенообразователя за 44 сек. 12 выстрелами. Находят применение модификации на базе вертолетов, тракторов и прочей технике, причем подчеркивается возможность быстрого дооборудования обычных транспортных средств для целей пожаротушения.

Интересными представляются пороховые системы импульсного пожаротушения, разрабатываемые Черкасским политехническим институтом и включающие в себя носимые импульсные миниогнеприятели («Импульс 1/05»), ствольные переносные («Импульс 1/2»), а также другие модификации. Особый интерес представляет носимый ствольный огнетушитель для профессионалов «Импульс 1/2». Механизм прекращения горения включает в себя механический срыв пламени метаемым огнетушащим составом за счет энергии пороховых газов и способы прекращения горения, реализуемые собственно метаемым огнетушащим веществом. Состоит из ствола диаметром 100-120 мм, заполняемого огнетушащим составом, и казенной части, в которую вставляется стандартный патрон 12 калибра с пороховым зарядом. Принцип действия основан на использовании энергии пороховых газов, метающей огнетушащий состав. В качестве огнетушащего вещества применяют любыежидкие, вязкие, сыпучие материалы и составы (огнетушащие порошки, вода, вода с пеноообразователем, песок, грунт). Площадь тушения 10-12 м², оптимальная дальность тушения – 16 м, объем огнетушащего состава 2-0,5 л, время перезарядки не более 20 сек. Переход от одного огнетушащего состава к другому не требует профилактики и чистки и производится незамедлительно, что делает его особенно полезным при тушении низовых лесных пожаров, пожаров травы, кустарников и т. д.

К достоинствам импульсного пожаротушения можно отнести:

· более высокую огнетушащую эффективность применяемых огнетушащих веществ, которая достигается, как указывалось выше, за счет добавления эффекта механического срыва пламени;

· использование широкого перечня огнетушащих веществ (некоторые системы используют практически все вязкие огнетушащие вещества);

· возможность подачи огнетушащего средства издалека, выводя пожарного из зоны воздействия опасных факторов пожара;

· многократное использование одного огнетушащего средства (прибора подачи).

К недостаткам импульсного пожаротушения можно отнести:

· необходимость наличия специального оборудования, чаще всего дорогостоящего (IFEX – от $5500, «Импульс» – от $200);

· сложность применения, что затрудняет использование данного способа непрофессионалами;

· использование мощных источников энергии, что снижает безопасность для участников тушения пожара.

Разработка способа тушения пожаров нефтепродуктов в резервуарах путем подачи пены под слой горючего, который считается в настоящее время принципиально новым, стало возможным после появления пленкообразующих пенообразователей, созданных на основе фторорганических поверхностно-активных веществ.

Преимущество подслойного способа перед традиционным, где пену подают сверху, через навесные пенокамеры, заключается в защищенности пены от воздействия взрыва паровоздушной смеси, которая образуется под крышей резервуара.

Важно, что при реализации подслойного способа тушения пожара личный состав пожарного подразделения находится за обвалованием и не подвергается непосредственной опасности от выброса или вскипания горящей нефти.

Впервые система подслойного тушения была применена в Великобритании в 40-ых годах ХХ-го в., когда протеиновую пену ввели в технологический трубопровод резервуара с горящим дизельным топливом. Температура вспышки нефтепродукта была настолько высокой, что при поступлении к горящей поверхности пены и «холодного» (не нагретого) дизтоплива горение прекратилось. Пена была нужна только для перемешивания топлива. Потушить этим способом пожар бензина оказалось невозможным, поскольку температура вспышки этой жидкости составляла минус 30-45 ⁰С, а перемешивание бензина привело к увеличению факела пламени.

Исследования по оптимизации процесса тушения тяжелой нефти и углеводородов с высокой температурой вспышки проводились в 1960-е годы во ВНИИПО.

Реальное освоение подслойной системы тушения пожаров пеной началось после изобретения фторсодержащих пенообразователей, которые имели необычайно низкое поверхностное натяжение.Этот феномен позволил водному раствору пенообразователя самопроизвольно образовать на поверхности бензина тончайшую пленку,которая резко снизила скорость поступления горючего пара в зону горения.

Систематические испытания подслойного способа в России проводились в течение последних пятнадцати лет в г. Астрахань, (РВС-700²), г. Новополоцк (РВС-1000), г. Пермь (PBC-2000), г. Альметьевск (РВС-5000). Эти испытания позволили окончательно убедиться в эффективности и надежности подслойной системы.

Огневые испытания, проведенные на РВС-2000 и РВС-5000, позволили практически проверить развиваемые в Академии ГПС МВД России (ранее – ВИПТШ, МИПБ) модельные подходы, описывающие процесс тушения подслойным способом, и разработать расчетно-экспериментальный метод обоснования и прогнозирования основных параметров подслойной системы.

Общие сведения о системе подслойного тушения пожаров углеводородов в резервуарах. Система подслойного тушения пожаров (ПТП) в резервуарах – это совокупность специального оборудования, пенообразователя и технологии, позволяющая генерировать, транспортировать и вводить пену низкой кратности непосредственно в слой горючего или в подтоварную воду, обеспечивая надежное и быстрое тушение пожара (см. рис. 6.4).

Рис. 6.4. Схема системы подслойного тушения

Применение системы ПТП позволяет ликвидировать горение нефти в резервуаре, несмотря на разрушение верхнего пояса резервуара и наличие закрытых сверху участков поверхности горения. Эффективность тушащего действия системы ПТП практически не зависит от времени развития пожара, поскольку пена вводится в холодный, нижний слой нефти в резервуаре.

Система ПТП работает как в автоматическом (стационарном) режиме, так и от передвижной пожарной техники. Она включает в себя протяженную линию трубопроводов для подачи пенообразующего раствора к пеногенераторам, далее – низкократной пены по пенопроводам через проем в стенке резервуара внутрь, непосредственно в нефть, через систему пенных насадок.

Подводя итог обзору, в качестве примера можно привести следующие способы пожаротушения:

· подача воды лафетными стволами в зону горения лесоматериалов (поверхностное тушение);

· заполнение водяным паром объема помещения сушильной камеры пиломатериалов (объемное тушение, если производится для предотвращения пожара – флегматизация);

· подача пены на слой разлившегося при аварии автоцистерны
нефтепродукта (поверхностное тушение);

· подача пены на основе пленкообразующих пенообразователей
под слой горящего в резервуаре нефтепродукта (подслойное тушение);

· подача огнетушащего порошка из огнетушителя на тушение разлившегося при аварии автоцистерны нефтепродукта (поверхностное тушение);

· охлаждение сжиженным диоксидом углерода СО₂ горящего нефтепродукта в резервуаре (следует признать поверхностным способом, так как диоксид углерода подается на поверхность горючего вещества).

Вопросы для самоконтроля

1. Какими системами обеспечивается пожарная безопасность объекта? Назовите нормативный документ.

2. Что понимают под горючей средой?

3. Что означает выражение «прекратить горение»?

4. Во всех ли случаях необходимо устранять полностью условия горения?

5. Может ли происходить горение без кислорода воздуха?

6. Что понимают под пределом горения?

7. Какова сущность тепловой теории потухания пламени?

8. Одинаковы ли понятия прекращения горения и потухания пламени?

9. Что называют механизмом прекращения горения?

10. Что понимают под огнетушащим веществом (средством)?

11. Какие способы прекращения горения реализует вода? пена? огнетушащие порошки?