Використання твердопаливних аерозольних систем при гасінні різних класів пожеж Вступ

Ефективність боротьби з пожежами та систем протипожежного захисту об’єктів значною мірою залежить від ефективності вогнегасних речовин, найбільшого поширення з яких, як у світовій практиці, так і в Україні, для локального пожежогасіння набули порошкові (понад 90%) [1].

Основними недоліками таких вогнегасних речовин є їх мала вогнегасна здатність, суттєве погіршення показників якості з досягненням значень нижче показникових після певного часу зберігання у ємкостях технічних засобів пожежогасіння, а також обмежений часовий діапазон, за якого забезпечується їх ефективна дія.

Значний обсяг теоретичних та експериментальних досліджень з розробки порошкових та аерозольних засобів пожежогасіння, проведено, зокрема, у ВНДІПО (РФ), УкрНДІЦЗ (Україна) тощо, які висвітлено в роботах Копилова М., Пашковського П., Булгакова Ю., Костенка В., Антонова А., Жартовського В., Боровикова В., Тропінова О., Апановича, Білошицького М., Турчина А., Терпигор’єва В., Ковалишина В., та ін. Незважаючи на наявну теоретичну базу і досягнуті практичні результати з цих питань, актуальною залишається задача розкриття особливостей взаємного впливу порошкових та аерозольних вогнегасних речовин на їх вогнегасну здатність та експлуатаційні показники як теоретичного та практичного підґрунтя підвищення ефективності їх застосування в практиці пожежогасіння та протипожежного захисту об’єктів.

Актуальність теми.

Проблема забезпечення пожежної безпеки на об’єктах приватної та державної власності є важливим державним завданням, а її актуальність постійно зростає з ростом обсягів виробництв, їх автоматизацією, інтенсифікацією та застосуванням все більш широкого спектру різноманітних речовин, більшість з яких є хімічно- і пожежо-вибухонебезпечними [1].

На території України розміщено понад 14 тисяч потенційно небезпечних та понад 5 тисяч об’єктів підвищеної небезпеки, 1200 великих вибухо- та пожежонебезпечних об’єктів, на яких зосереджено понад 13,6 млн. тонн твердих і рідких вибухо- та пожежонебезпечних речовин, це все те, що може злетіти в повітря кожної миті. У зонах цих об'єктів мешкають 22 млн. чоловік [13].

До об’єктів, які мають, використовують та транспортують хімічно небезпечні речовини, відносять:

• підприємства хімічної, нафтопереробної, нафтоперегінної та інших видів подібної промисловості;

• підприємства, оснащені холодильними установками, водопровідні станції та очисні споруди, які використовують аміак та хлор;

• залізничні станції, які мають місця для відстою рухомих ешелонів із ХНР;

• склади та бази з запасами отрутохімікатів, які використовуються в сільському господарстві;

Техногенна небезпека є найбільш характерною і значною за питомою вагою серед загального кола випадків. Підтвердженням цього є ряд аварій, що виникають кожної хвилини, забираючи з собою безцінні людські життя, а також невідновні матеріальні цінності [6].

В Україні продовжують траплятись пожежі та загоряння, що приводить до нанесення матеріальних збитків економіці, збільшення числа людей травмованих та загиблих на пожежах. Згідно статистичних даних найбільший відсоток (70%) пожеж що виникають– це пожежі в огородженні: в квартирах, приватних будинках, в виробничих приміщеннях, складах матеріальних цінностей та в інших будівлях. Пожежі в огородженні характеризуються великими пожежним навантаженням, великою швидкістю розповсюдження горіння, а також високою токсичністю продуктів горіння.

При великих хімічних аваріях, катастрофах, пожежах та стихійних лихах можуть виникати руйнування виробничих будівель, сховищ, ємностей, технологічних ліній, трубопроводів тощо. Внаслідок цього великі кількості хімічно небезпечних речовин (ХНР) можуть потрапити в зовнішнє середовище – на поверхню грунту, різних об’єктів, в атмосферу, і в подальшому розповсюдитись на територію населених пунктів, що може бути причиною масових отруєнь працівників виробництва та населення.

Головною особливістю аварій на хімічних об’єктах (на відміну від інших промислових катастроф) є їх здатність розповсюджуватись на значній території, де можуть виникати великі зони небезпечного забруднення навколишнього середовища. Повітряні потоки, які містять гази, пароподібні токсичні компоненти, аерозолі та інші частинки, стають джерелом ураження живих організмів не тільки в осередку катастрофи, а й в прилеглих районах. 

Головним болем для України є залишені без нагляду , напівзруйновані склади непридатних і заборонених для використання хімічних засобів захисту рослин, їхніх сумішей, пестицидів, маса яких наближається до 22 тис. тонн. Багато з цих хімічних речовин, крім того, що є отруйні, є ще також легкозаймистими, а деякі і вибухонебезпечними. Найбільша кількість зазначених небезпечних речовин зберігається на території Сумської – 2,5 тис. тонн, Київської – 1,8 тис. тонн, Харківської – 1,4 тис. тонн, Запорізької – 1,3 тис. тонн, Черкаської – 1,2 тис. тонн та Кіровоградської областей – 1 тис. тонн [6] .

Жодна із країн світу не має такої концентрації непотрібних боєприпасів як Україна. На даний час на базах і складах Збройних Сил зберігається 2,5 млн. тонн вибухонебезпечних предметів, які підлягають утилізації.

Не меншу шкоду завдають пожежі на нафто-, газо- та продуктопроводах, що призводять до забруднення навколишнього середовища, потрапляння нафтопродуктів у річки, моря, загибелі тварин та рослин, створюючи зони екологічного лиха, оскільки швидко визначити, де сталась аварія й припинити подачу речовини, яку транспортують по трубі, неможливо.

Важливо, щоб ліквідація НС не ставала проблемою окремого регіону і не забирала життя людей, бо ж щорічно в дим та попіл перетворюються цінності та мільярди гривень, кожну годину у вогні гине 1 людина і близько 20 осіб отримують опіки та травми.

Внаслідок зростання кількості і розширення масштабів надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру, викликаючи значні людські та матеріальні втрати, роблять вкрай актуальною проблему забезпечення безпеки в природно-техногенній та екологічній сфері і особливої уваги потребують об'єкти, де можливий транскордонний вплив аварій. Як правило такі аварії починаються з виникнення горіння в невеликих технологічних об’ємах, в яких можуть перебувати горючі речовини в різних агрегатних станах. Ефективне гасіння таких пожеж на перших моментах виникнення та розвитку буде попереджати подальший розвиток надзвичайної ситуації.

Це спонукає до створення сучасних засобів пожежогасіння, які б ефективно ліквідовували горіння речовин в різних агрегатних станах. Тож розробка твердопаливної аерозольної вогнегасної системи дозволить значно підвищити рівень пожежної безпеки об’єктів з одночасною наявністю твердих, рідких, та газоподібних речовин, з подовженим періодом об’ємного захисту та можливістю гасіння гетерогенного горіння. Поєднання всіх вищевказаних факторів можна побачити в твердопаливній аерозольній вогнегасній системі.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розв’язання науково–технічної задачі підвищення ефективності забезпечення пожежної безпеки об’єктів з можливістю виникнення на них пожеж класів А, В, С за рахунок застосування твердопаливної аерозольної суміші на основі солей калію з обґрунтованими умовами її застосування, а також розкриття особливостей взаємного впливу твердого палива та аерозолів на їх вогнегасну здатність та експлуатаційні показники, як підґрунтя підвищення ефективності їх застосування. Для досягнення зазначеної мети поставлено до вирішення такі задачі дослідження:

– проведення аналізу ефективності використання твердопаливних аерозольних вогнегасних речовин;

– теоретичне обґрунтування шляхів підвищення вогнегасної здатності твердопаливних аерозольних вогнегасних речовин;

– проведення експериментальних досліджень з виявлення взаємного впливу твердопаливних аерозольних вогнегасних речовин на їх вогнегасну здатність в умовах обмеженого об’єму;

– розроблення технічних вимог та технічних документів щодо конструкції твердопаливних аерозольних переносних вогнегасників із запропонованим твердопаливним аерозольним вогнегасним складом.

Об’єкт дослідження – твердопаливні аерозольні вогнегасні суміші та добавки до них.

Предмет дослідження – вплив співвідношення та виду вогнегасного твердопаливного аерозолю на процеси припинення горіння, а також ефективність їх застосування в практиці пожежогасіння та елементах систем протипожежного захисту об'єктів.

Методи досліджень. У роботі використано комплексний метод досліджень, який включав аналіз і узагальнення науково-технічних досягнень з питань розроблення і застосування твердопаливних аерозольних вогнегасних речовин; порівняльну вогнегасну ефективність твердопаливних аерозольних вогнегасних речовин визначали за запропонованою у роботі методикою. Ефективність припинення горіння у разі застосування твердопаливних аерозольних вогнегасних речовин перевіряли у полігонних умовах під час гасіння модельних вогнищ пожеж класів А та В за ГОСТ 27331. Результати досліджень обробляли методами обчислювальної математики.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в розкритті особливостей взаємного впливу визначених твердопаливних аерозольних компонентів вогнегасних речовин на їх вогнегасну здатність та експлуатаційні показники як підґрунтя підвищення ефективності їх застосування в практиці пожежогасіння, а також в елементах систем протипожежного захисту об’єктів. При цьому:

• вперше науково обґрунтовано рецептури твердопаливних аерозольних вогнегасних речовин з використанням ефекту синергізму сумісної наявності в їх складі неорганічних солей калію в різних ступенях дисперсності та хімічних сполуках, що пояснено домінуванням інгібувальної дії солей калію з одночасним посиленням охолоджувальної здатності завдяки зменшенню розмірів аерозольних частинок у тонкодисперсних аерозольних системах таких вогнегасних речовин, та порошкових компонентів на поверхню твердої горючої речовини;

виявлено вплив твердопаливної аерозольної суміші на зменшення часу гетерогенного горіння (тління), що пояснюється додатковим впливом на тліючу поверхню осівшого порошку на основі фосфатів амонію.