2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Севастопольский государственный университет»

Институт кораблестроения и морского транспорта Кафедра энергоустановок морских судов и сооружений

Системы контроля и пожарной сигнализации. Классы пожаров и способы их тушения методические Указания

для выполнения лабораторных работ по дисциплине

«Безопасность жизнедеятельности»

ч.1 Безопасность жизнедеятельности (морская)

Модуль 2. Выживание в экстремальных условиях на судне

Для студентов специальности 26.05.06 эксплуатация судовых энергетических установок и 26.05.07 эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики очной и заочной формы обучения

Севастополь

2015

УДК 656.612.088

Системы контроля и пожарной сигнализации. Классы пожаров и способы их тушения: Методические указания / Сост. Д.В.Бурков – Севастополь: Изд-во СГУ, 2014. – 16 с.

Целью методических указаний является оказание помощи студентам в выполнении лабораторных работ по курсу «Выживание в экстремальных условиях и медицинская помощь на судне».

Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры ЭМСС, протокол №1 от 14.01.2015 г.

Ответственный за выпуск: Федоровский К.Ю., доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой ЭМСС.

Допущено к изданию ФГБОУ ВО «Севастопольский государственный университет» в качестве методических указаний.

Содержание

1. Системы контроля и пожарной сигнализации……………………………	3
2. Классы пожаров, огнетушащие средства, способы тушения……………	10
3. Порядок выполнения работы ……………………………………………..	15
4. Содержание отчета…………………………………………………………	15
5. Контрольные вопросы……………………………………………………...	16
Библиографический список…………………………………………………..	16

Цель работы: 1. Ознакомление с системами пожарной сигнализации.

2. Изучение классов пожаров и способов их тушения.

1. Системы контроля и пожарной сигнализации

Основные положения. Автоматические системы обнаружения пожара позволяют обнаружить его в ран­ней стадии и повышают вероятность его локализации. Основными элементами системы являются пожарные извещатели, которые устанавливают в защищаемом по­мещении. В комплект системы кроме автоматических извещателей входят источники питания, приемное уст­ройство, световые и звуковые сигнальные устройства, оповещающие о возникновении пожара. Звуковые и световые сигналы подаются в центральный пожарный пост, обычно находящийся на мостике. При длине судна более 50 м аварийный пожарный сигнал подается также в машинное помещение. Некоторые конструкции систем обнаружения пожара могут приводить в дейст­вие устройства пожаротушения, например, спринклерную систему или систему создания водяных завес.

Кроме систем обнаружения пожара судовые поме­щения, в которых применяется объемное тушение, обо­рудуют предупреждающей сигнализацией, которая бло­кируется с пультом пуска системы объемного тушения. При пуске системы в защищаемом помещении немед­ленно включается звуковой сигнал и загорается табло "Газ! Уходи!", а поступление огнетушащего вещества начинается с запаздыванием (приблизительно 2 мин), что дает возможность людям покинуть помещение.

В качестве средств обнаружения пожара могут быть применены дымосигнальные системы и ручные пожар­ные извещатели.

Максимальные извещатели. Когда температура прибора достигает определенного значения, срабатыва­ют максимальные извещатели. Между температурой воздуха в помещении и температурой прибора создает­ся определенная разница, называемая инерционностью извещателя. Ее следует учитывать в расчете системы сигнализации.

Наиболее распространены тепловые извещатели, которые срабатывают под воздействием теплоты, выде­лившейся при пожаре.

В извещателе с биметаллической пластиной чувстви­тельным элементом служит пластина 3, сваренная из двух различных металлов: верхний слой имеет малый ко­эффициент расширения, нижний слой - большой коэф­фициент. При нормальной температуре (рисунок 1, а) в ох­раняемом помещении датчик занимает горизонтальное положение, цепь от источника питания 1 разомкнута - сигнализация 2 бездействует. При повышении темпера­туры и воздействии теплоты на пластину нижний слой расширяется больше, пластина отгибается вверх и замы­кает цепь - сигнализация срабатывает (рисунок 1, б).

Преимуществом этого извещателя является возмож­ность многократного использования без замены чувст­вительного элемента, недостатком — возможность ложного срабатывания от вибрации или механического удара.

1 – источник питания; 2 – средство сигнализации; 3 – биметаллическая плас­тина

Рисунок 1 – Извещатель с биметаллической пластиной при температуре

нормальной (а) и повышенной (б)

В извещателе с биметаллическим диском при нор­мальном значении температуры биметаллический диск 2 выгнут вниз и цепь 1 разомкнута (рисунок 2, а). При повышении температуры диск прогибается вверх, за­мыкает контакты цепи – сигнализация срабатывает (рисунок 2, б). Этот извещатель реагирует на температуру в определенном месте, что требует установки в защи­щенном помещении нескольких датчиков.

В термостатическом извещателе (рисунок 3) чувстви­тельным элементом являются два кабеля, разделенные изоляционными материалами 2, защищенными снаружи обмоткой 3. Провод 7 подключен к источнику питания, провод 4 – к сигнальному устройству. Кабель прохо­дит через всю защищаемую площадь. При повышении температуры изоляционный материал расплавляется, и цепь замыкается – включается сигнализация. После срабатывания извещатель необходимо заменять.

Иногда в чувствительном элементе кабельного извещателя проходят два кабеля, разделенные солью, сопро­тивление которой зависит от температуры. При по­вышении температуры сопротивление соли снижается, и цепь замыкается. При понижении температуры сопро­тивление соли возрастает, и сигнализация отключается.

1 – сигнальная цепь; 2 – биметаллический диск

Рисунок 2 – Извещатель с биметаллическим диском при температуре нор­мальной (а) и повышенной (б)

1 – провода; 2 – изоляционные материалы; 3 – обмотка

Рисунок 3 – Термостатический кабель

В извещателе с плавкой металлической вставкой пре­рыватель 2 цепи имеет рычаг 3, который удерживается плавкой металлической вставкой 4 во взведенном со­стоянии, при котором линии цепи 1 сигнализации разо­мкнуты (рисунок 4, а). При воздействии потока теплоты вставка расплавляется, освобождается рычаг прерыва­теля и цепь замыкается — срабатывает сигнализация (рисунок 4, б). Плавкие вставки используют в автомати­ческих спринклерных системах, в том числе разбрызги­вателях воды. Для восстановления рабочего положения извещателя плавкие вставки необходимо заменить.

В извещателе с расширяющейся жидкостью при нор­мальной температуре в помещении контакт 2 разо­мкнут, так как удерживается в верхнем положении стек­лянной колбой 3, частично заполненной жидкостью (рисунок 5, а). При воздействии на извещатель теплового потока жидкость расширяется, давление в воздушном пузырьке нарастает. При определенной температуре колба разрушается и пружина 1 замыкает контакт цепи сигнализации (рисунок 5, б). Аналогичные устройства ис­пользуют в автоматических спринклерных системах. Для восстановления рабочего положения извещателя колбу заменяют.

1 – сигнальная цепь; 2 – прерыватель цепи; 3 – рычаг; 4 – плавкая вставка

Рисунок 4 – Извещатель с плавкой металлической вставкой при темпера­туре нормальной (а) и повышенной (б)

1 – пружина; 2 – контакт; 3 – стеклянная колба

Рисунок 5 – Извещатель с расширяющейся жидкостью при температуре

нормальной (а) и повышенной (б)

Дифференциальные извещатели. Такие извещатели срабатывают при превышении установленной ско­рости повышения температуры. Абсолютное значение температуры на извещатель не влияет. Он надежно кон­тролирует возникновение пожара во всех судовых поме­щениях, начиная с пассажирских, оборудованных систе­мой кондиционирования воздуха, и кончая машинным, Дифференциальные извещатели реагируют на приток теплоты значительно быстрее, чем максимальные. Они могут быть отрегулированы на любую допустимую ско­рость повышения температуры в зависимости от осо­бенностей охраняемого помещения. К недостаткам сле­дует отнести: ложное срабатывание при резком повышении температуры, вызванного включением обо­гревательного прибора или проведением работ с приме­нением открытого огня; отсутствие контроля за тлею­щей фазой пожара, когда температура растет медленно.

В пневматическом извещателе (рисунок 6) медная трубка 4 небольшого диаметра проходит под подволо­ком защищаемого помещения. Повышение температу­ры в помещении вызывает рост давления воздуха в трубке, но при незначительной скорости повышения температуры избыток воздуха успевает выходить через небольшое отверстие 3. Но если скорость нарастания температуры превышает допустимое значение, давление воздуха в трубке начинает резко повышаться и воздей­ствует на диафрагму 2, замыкающую сигнальную цепь 1 – извещатель срабатывает.

Термоэлектрический извещатель (рисунок 7) действу­ет на основе принципа изменения тока в соединении разнородных металлов в зависимости от воздействую­щего на них потока теплоты. Термопары 1 покрыты изоляцией и воспринимают меньше теплоты, чем от­крытые термопары 2. В результате значения возникаю­щего тока различны в разных термопарах. Если разность токов увеличивается с контрольной скоростью, сигнализация срабатывает.

1 – сигнальная цепь; 2 – диафрагма; 3 – выходное отверстие; 4 – медная трубка

Рисунок 6 – Пневматический извещатель

1,2 – термопары соответст­венно закрытые и открытые

Рисунок 7 – Термоэлектри­ческий извещатель

Комбинированный максимально-дифференциаль­ный извещатель. При резком повышении температуры давление воздуха в корпусе извещателя резко нарастает, диафрагма 2 под давлением воздуха прогибается вверх и замыкает контакты 1 – срабатывает сигнализация в режиме дифференциального извещателя (рисунок 8,а), При постепенном повышении температуры извещатель срабатывает только в случае достижения максимальной температуры. Под ее действием легкоплавкая вставка 3 расплавляется и освобождает пружину 4, которая давит на диафрагму и замыкает контакты – срабатывает сигнализация в режиме максимального извещателя (рисунок 8,б).

Вместо пружины в некоторых конструкциях извещателей применяют биметаллические пластины, что по­зволяет многократно его использовать. Преимуществом комбинированных извещателей является двойная защита, гарантирующая большую надежность системы обна­ружения пожара.

1 – контакт; 2 – диафрагма; 3 – легкоплавкая вставка; 4 – пружина

Рисунок 8 – Комбинированный максимально-дифференциальный извещатель при повышении температуры резком (а) и постепенном (б)

Дымосигнальные системы. Извещатели служат для обнаружения пожаров в ранней стадии, когда теп­ловые извещатели еще не могут сработать. Принцип действия дымовых извещателей основан на контроле пробы воздуха на содержание в нем дыма. Наиболее широко на судах применяют фотоэлектрические дымо­вые извещатели двух типов: лучевые и рефракционные.

В лучевом фотоэлектрическом извещателе (рисунок 9) источник света 3, установленный в защищаемом поме­щении, направляет луч света, пересекающий объем поме­щения и улавливаемый приемником 2 с фотоэлементом. При прохождении светового луча через чистый воздух фотоэлемент приемника максимально освещен и цепь сигнализации 1 разомкнута. С появлением в воздухе дыма прохождение света ухудшается, уменьшается осве­щенность фотоэлемента, что приводит к замыканию цепи и включению сигнала тревоги.

1 – сигнальная цепь; 2 – улавливающий приемник; 3 – источник света

Рисунок 9 – Лучевой фотоэлектрический дымоизвещатель

В рефракционном фотоэлектрическом извещателе (рисунок 10) источник света 5 направляет световой поток через прозрачную вставку 4 дымовой трубы в приемное устройство 3, не включающее сигнала. Если в отбираемой из защищаемого помещения пробе воздуха появля­ется дым, то световой поток отклоняется и попадает на фотоэлемент 2, который замыкает цепь 1 и включает сигнал тревоги.

1 – сигнальная цепь; 2 – фотоэлемент; 3 – приемное устройство; 4 – прозрачная вставка; 5 – ис­точник света

Рисунок 10 – Рефракцион­ный фотоэлектричес­кий дымоизвещатель

В ионизационный извещатель поступает отобранная из защищаемого помещения проба воздуха. Небольшой радиоактивный источник ионизирует молекулы возду­ха, и при этом возникает небольшой электрический ток. В случае появления дыма в воздухе электрический ток уменьшается, что приводит к включению сигнала тре­воги.

Ручные пожарные извещатели. В каждой пожар­ной зоне должен быть хотя бы один ручной извещатель. Ручные извещатели обычно размещают в коридорах, выгородках трапов, общественных помещениях и других аналогичных районах. Они должны быть хорошо видимы и легкодоступны в случае необходимости. Из­вещатель должен быть окрашен в красный цвет, иметь номер, соответствующий номеру пожарной зоны, и чет­кую надпись: "При пожаре разбить стекло". В старых конструкциях рядом с извещателем на цепи закреплен небольшой молоточек, которым следует разбить стекло и нажать кнопку — включить сигнал тревоги. В совре­менных конструкциях сигнал включается поворотом ру­коятки. Ручные извещатели могут быть подключены к кабельным трассам автоматических систем обнаружения пожара или имеют автономную сеть включения сигналов.

Системы предупреждения взрывов. В емкостях где хранятся нефтепродукты и другие горючие жидкости, в присутствии воздуха и потока теплоты начинает изменяться концентрация паров (газов) в воздухе. При определенной концентрации паров создаются условии для взрыва. Вероятность взрыва возрастает, если горючие жидкости подогреваются в ходе технологического процесса их использования или от случайного источни­ка теплоты. Взрывоопасность возникает на танкерах и судах-газовозах, где в процессе погрузки-выгрузки со­здаются воздушные объемы, в которых непрерывно ме­няется концентрация паров и газов.

Для предупреждения о появлении опасных концент­раций паров и газов на судах применяют системы двух типов: каталитическую и инфракрасную.

Каталитическая система обнаружения предусмат­ривает непрерывный отбор проб воздуха из защищае­мого помещения. В извещателе системы установлены электрически нагреваемые элементы, от сопротивления которых зависит электрический ток в цепи системы. Когда в извещатель попадает паровоздушная смесь, она воспламеняется от теплоты нагретых элементов, темпе­ратура повышается, меняется сопротивление цепи и включается сигнал тревоги. Система надежно работает в условиях содержания в газах достаточного количества кислорода. В помещениях с инертной атмосферой или насыщенных паром такие системы не применяют.

Инфракрасная система автоматически обнаружива­ет содержание в воздухе как горючих, так и негорючих газов. Из каждого защищаемого помещения пробы воздуха отбираются по пробоотборным трубкам и после фильтрации направляются в инфракрасный газоанали­затор. В газоанализаторе через пробу проходит инфра­красное излучение, интенсивность поглощения которо­го зависит от концентрации газов в воздухе. Результаты анализа поступают в приемное устройство, которое в случае опасной концентрации газов включает звуковой и световой сигналы с указанием места забора пробы. Система может быть настроена на различную концент­рацию газа с учетом нижнего предела взрываемости.

Детектор масляного тумана служит для предупреж­дения взрывов паров масла в картере дизеля. Принцип действия детектора основан на изменении светопогло-щающей способности масляного тумана в зависимости от его концентрации. Световая абсорбция масляного тумана возрастает с повышением концентрации, меня­ется плотность светового потока, проходящего через пробу воздуха, взятую из отсеков картера дизеля. При достижении предельно допустимой концентрации сра­батывают звуковой и световой сигналы с указанием от­сека, в котором появились условия для взрыва.

Предохранительные клапаны различных конструк­ций, устанавливаемые на механизмах, емкостях и тру­бопроводах, работающих под давлением, служат надеж­ным средством предупреждения взрыва при условии их правильного регулирования и своевременной профи­лактики.

Примечания: Все системы, устройства контроля и обна­ружения пожара или взрывоопасной среды в су­довых помещениях должны исключать нанесе­ние ущерба людям и судну.

Все члены экипажа должны знать принцип работы установленных на судне систем и осо­бенности их технического обслуживания.