Автоматические установки пожаротушения тонкораспыленной водой
Automated Firefighting Systems with Water Mist
Keywords: automated firefighting systems with water mist, spray element, gas generating element, fine-air mist of extinguishing media, hydraulic calculation
Fine mist extinguishing technology is known since 1950s, but it has not been widely used until our days. It was considered that large amount of water is more efficient for extinguishing the fire. A powerful jet easily reaches the core of fire, penetrates it and extinguishes, however most of the water (up to 60%) falls below the fire level and does not affect combustion.
Технология тушения тонкораспыленной водой известна с 1950-х годов, но до настоящего времени не находила широкого применения. Считалось, что большое количество воды эффективнее тушит очаг возгорания. Мощная струя легко достигает ядра очага пожара, проникает в него и тушит, но при этом большая часть воды (до 60 %) стекает ниже уровня возгорания и на горение не влияет.
Автоматические установки пожаротушения тонкораспыленной водой
Технология тушения тонкораспыленной водой известна с 1950-х годов, но до настоящего времени не находила широкого применения. Считалось, что большое количество воды эффективнее тушит очаг возгорания. Мощная струя легко достигает ядра очага пожара, проникает в него и тушит, но при этом большая часть воды (до 60 %) стекает ниже уровня возгорания и на горение не влияет. При технологии тушения тонкораспыленной водой механизм действия на пламя иной. Можно выделить четыре причины эффективности тонкодисперсной воды.
1. Вместо механического «сбивания» пламени водяной туман увеличивает скорость поглощения тепла из горючих газов и пламени. Суммарная поверхность капель гораздо выше, чем при традиционных методах тушения, поэтому помимо увеличения скорости испарения увеличивается и суммарная площадь испарения мелких капель, а значит, потери тепла тоже гораздо больше.
2. При быстром испарении водяной пар замещает воздух в зоне горения, вытесняя кислород, и огонь попросту «задыхается».
3. Снижается тепловое излучение. Данные экспериментов свидетельствуют, что тепловой поток от стандартных очагов возгорания на расстоянии 1,7 м снижается более чем в 4 раза, что локализует очаг возгорания.
4. Расход воды существенно меньше, нежели при обычном тушении. Плюс, зачастую больше ущерба бывает не от огня, а от пролитой воды.
Известно, что большую опасность при пожаре представляет не только открытое пламя, но и неконтролируемое распространение дыма и огня. Раскаленный до критических температур дым не только ядовит, но и способен оказывать поджигающее действие – он с легкостью распространяется по вентиляционным каналам. Тонкораспыленная вода не только охлаждает дымовые газы, но и осаждает ядовитые аэрозоли и позволяет контролировать начавшееся возгорание.
Автоматические установки пожаротушения тонкораспыленной водой (АУП-ТРВ) применяются для поверхностного и локального по поверхности тушения очагов пожара класса А, В (по ГОСТ 27331) и электроустановок под напряжением, не выше указанного в технической документации на данный вид АУП-ТРВ.
Исполнение установок должно соответствовать: требованиям ПБ 03–567 «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», ГОСТ 12.2.003, ГОСТ 12.2.037, ГОСТ 12.4.009, ГОСТ Р 53288 и СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования».
Проектирование системы пожаротушения ТРВ должно осуществляться с учетом архитектурно-планировочных решений защищаемых помещений и технических параметров технических средств установок ТРВ, приведенных в технической документации на распылители или модульные установки ТРВ.
Принцип действия АУП-ТРВ следующий. При срабатывании датчиков дыма (тепловых датчиков, извещателей пламени) подается сигнал на включение запорного механизма пускового баллона модуля тушения АУП-ТРВ. Вытесняющий газ поступает в резервуар с ОТВ (очищенная вода, часто со специальными добавками). ОТВ под давлением поступает в распределительные трубопроводы, проложенные под потолком защищаемого помещения, к оросителям. Управление и контроль над выпуском ОТВ выполняется автоматически. При превышении контрольного значения давления в резервуаре с ОТВ срабатывает предохранительный клапан (мембрана).
Согласно пп. 3.45, 3.47 СП 5.13130 модулем является единое устройство, в котором реализованы функции хранения/подачи ОТВ после подачи пускового сигнала, а модульной установкой тушения – несколько модулей с общей системой обнаружения очага пожара и контроля/управления их запуском.
В АУП-ТРВ могут использоваться модульные установки закачного типа, с наддувом (оснащенные баллоном с газом-пропеллентом) или с газогенерирующим зарядом. Конструкция газогенерирующего элемента должна исключать возможность попадания в огнетушащее вещество каких-либо его фрагментов. Также запрещается применение газогенерирующих элементов в качестве вытеснителей огнетушащего вещества при защите модульными установками ТРВ культурных ценностей.
Расположение распылителей относительно защищаемого оборудования, их гидравлические и гидродинамические параметры подачи огнетушащего вещества должны соответствовать требованиям технической документации на распылители или модульные установки ТРВ.
Каждый распылитель должен быть снабжен фильтрующим элементом с ячейкой фильтра не менее чем в 5 раз меньше диаметра выходного отверстия распылителя. В модульных АУП в качестве газа-вытеснителя могут использоваться воздух, углекислота и инертные газы (в газо-образном и сжиженном агрегатном состоянии). Допускается применение газогенерирующих элементов, прошедших промышленные испытания и рекомендованных к применению в пожарной технике. Конструкция газогенерирующего элемента должна исключать возможность попадания каких-либо его фрагментов в огнетушащее вещество или в окружающее пространство.
Трубопроводы водозаполненных установок должны быть выполнены из оцинкованной или нержавеющей стали.
Гидравлический расчет агрегатных установок ТРВ производится по методике, приведенной в СП 5.13130.2009. Начальное давление в модуле и давление на диктующем распылителе, продолжительность подачи ОТВ, геометрические параметры распределительных сетей, расчет и проектирование модульных установок ТРВ должны приниматься и производиться по нормативно-технической документации разработчика и (или) предприятия – изготовителя модульных установок и распылителей. Продолжительность подачи ТРВ должна быть достаточной, чтобы сгорела пожарная нагрузка, находящаяся в «мертвых» зонах, не доступных для диспергируемого потока ОТВ.
Особенности применения систем с тонкораспыленной водой заключаются в том, что к воде, используемой в данных системах, предъявляются особые требования по сравнению с обычными системами водяного пожаротушения. Отверстия в оросителях для получения тонкораспыленной воды очень маленькие, и для работы системы требуется вода высокой степени очистки. Кроме того, во избежание засорения отверстий оросителей в таких системах можно применять только коррозионно-стойкие трубы.
При проектировании систем с ТРВ удаление воды после пожара не предусматривается. При тушении пожара с использованием системы ТРВ расходуется минимальное количество воды. При этом толщина слоя воды на поверхности пола не превышает нескольких миллиметров, что минимизирует вероятность протечек на нижние этажи. Соответственно, при разработке специальных технических условий (СТУ) необходимо указывать, что после срабатывания системы с тонкораспыленной водой удаление воды не предусматривается. Остатки влаги легко удаляются из помещения просушкой и проветриванием.
Тонкораспыленный поток огнетушащего вещества – капельный поток огнетушащего вещества со среднеарифметическим диаметром капель 150 мкм и менее (СП 5.13130.2009).
Источник
Системы пожаротушения тонкораспылённой водой
Тушение очагов возгорания при помощи тонкораспылённой воды — наиболее эффективный способ при локализации пожаров классов А и В. В первом случае возгорания могут воспламеняться твёрдые вещества – древесина, пластические массы, текстильные изделия, резина. Во втором случае происходит неконтролируемое горение жидких веществ, имеющих свойства не растворяться в воде (нефтепродукты и бензин, парафины) и веществ, которые могут с ней смешиваться (например, спирты, глицерин, ацетон).
Популярность метода
Согласно статистике, 90 % всех случаев тушения пожаров происходит с применением воды. При всей популярности использования этого природного материала на практике существуют и отрицательные стороны такого средства тушения:
- большой расход жидкости;
- порча ценностей пожарогасительным материалом и затапливание объектов;
- причинение серьёзного дополнительного ущерба соседним помещениям, не связанным с очагом возгорания, например затапливание квартир соседей;
- необходимость организации дополнительных резервов хранения водного запаса с наличием пожарных резервуаров и насосных станций.
В значительно меньшей мере эти недостатки касаются способа тушения пожаров тонкораспылённой водой. Применение метода основывается на создании облака из мелкодисперсных капель воды, выдуваемого специальным агрегатом высокого давления свыше 250 бар.
Данный способ формально относится к поверхностному методу пожаротушения, однако следует принимать во внимание, что распыляемый реагент на практике охватывает объём площади горения с эффектом увеличения в несколько раз.
При этом под действием высокой температуры происходит парообразование, от этого затрудняется подача кислорода к очагу пожара, как следствие — резкое понижение температуры и сведение скорости горения к критической. Во избежание повторного загорания мелкодисперсный туман поддерживается в пространстве до 15 мин.
За счёт природного свойства воды — способности растворять большинство веществ — этот туман может вбирать в себя твёрдые частицы дыма, что значительно снижает риск сильного задымления окружающего пространства.
При таком способе для тушения пожаров класса А используют возможности жидкости, состоящей только из воды. В более катастрофических случаях вполне реально использование дополнительных пенообразующих добавок в смесь. Специальным переключателем клапан пожарного ствола агрегата переводится в положение для пенообразования, далее установка работает в штатном режиме.
Принцип действия установки
Единой конструкции аппарата высокого давления не существует, но принцип действия сводится к техническому решению процесса распыления реагента до состояния тумана. Диаметр капли распылённой воды для наиболее эффективного действия должен составлять 100–200 мкм.
Упрощённо схема установки пожаротушения тонкораспылённой водой имеет вид агрегата, составленного из отдельных узловых устройств и реагента пожаротушения.
Резервуар с водой соединён рукавом высокого давления с газовым баллоном, снабженным запорно-пусковым устройством. Зона защиты от пожара оснащена оросителями. При сигнале датчика возгорания устройство на баллоне срабатывает, открывая проникновение газа-вытеснителя через рукав в пожарную ёмкость. Образованная газо-жидкостная смесь по трубопроводу подаётся к оросителям.
Установки пожаротушения тонкораспыленной водой бывают двух типов:
- высокого давления. Снабжены баллонами с азотом или насосами высокого давления. Необходимая консистенция пожаротушительной смеси достигается механическим путём;
- низкого давления. Установка снабжена раздельным хранением пускового количества газа. В сформированную газо-жидкостную смесь дополнительно вводятся огнетушащие вещества.
Специалисты выделяют ряд зачастую повторяющихся ошибок при монтаже непрофессионалами установок тонкодисперсного распыления воды для пожаротушения. Во избежание дефектов функционирования системы в целом или усложнение её работы не следует:
- устанавливать баллоны с газом недостаточного количества, требуемого площадью зоны защиты от пожара;
- размещать ёмкости с раствором для пожаротушения на большом расстоянии от оросителей, а баллонов с газом на неоптимальном удалении от резервуара;
- неэффективно разделять на секции зоны защиты от пожара;
- размещать резервуары с водой на неоправданно низкой высоте.
Автономные установки пожаротушения имеет смысл использовать в одном помещении или в нескольких небольших по объёму и площади.
Помещения, имеющие площадь свыше 1000 кв.м. требуют зонирования пространства с рациональным размещением распределительных устройств и стационарного хранения газа-вытеснителя.
Достоинства и недостатки систем
Поскольку большее время установка пожаротушения тонкораспыленной водой находится в состоянии ожидания востребованности, существует тенденция зашлаковывания рабочих отверстий распылителей, имеющих диаметр 1,2 мм. В таком случае установка теряет свою работоспособность. В конструкции неплохо предусмотреть специальные закрывающие клапана для предотвращения зашлаковывания отверстия в соплах распылителя.
И, как минус, в части эксплуатационных достоинств системы пожаротушения тонкораспыленной водой, воспринимается необходимость устройства специальной системы водоподготовки.
К несомненным положительным эксплуатационным качествам систем можно отнести экономию вещества. При тушении водой обычными способами размер капли наблюдается от полутора до 2 мм. В таком формате эффективный расход воды составляет примерно 30 %. Остальная часть не борется с огнём, а выступает как излишки, наносящие дополнительный вред ценностям в зоне пожаротушения.
Эффективность локализации огня резко возрастает при уменьшении диаметра капли до 150 мкм. Маленький размер способствует увеличению охлаждающей способности, увеличивает проникновение и большую площадь покрытия зоны горения при расходе воды примерно 1,5 л на кв.м.
Потребность в большом количестве жидкости снижается, что уменьшает количество излишне пролитого реагента на спасаемые ценности, без сомнения оценится, к примеру, в библиотеках, музеях или архивах.
Кроме этих объектов, системы пожаротушения тонкораспыленной водой рекомендуется устанавливать на многоуровневых автомобильных парковках закрытого типа, в развлекательных, торговых и спортивных комплексах, кинотеатрах, выставочных павильонах, картинных галереях, гостиницах и в других объектах с массовым нахождением людей.
На эксплуатационные качества установок модульного типа не влияет количество источников возгорания и их расположение в зоне огня. Система достаточно проста в монтаже, не зависит от внешних источников энергоносителей.Дополнительным плюсом является нетоксичность реагентов системы пожаротушения ТРВ.
Источник
