13. Назначение, устройство и принцип работы оросителей установок водяного пожаротушения.

Пожарный кран и дренчерный ороситель - элементы комплексной системы пожаротушения

Методы пожаротушения, применяемые на практике, разнообразны. Так, стандартный пожарный кран позволяет подключить пожарный рукав, чтобы создать направленную струю воды под напором, а дренчерный ороситель автоматической системы пожаротушения создает объемное водяное облако. Автоматические оросительные системы используются, главным образом, для обеспечения первичной противопожарной защиты производственных и складских помещений. Они подавляют очаги распространения огня на ранней стадии.

Окончательное устранение возгораний при тушении пожаров различной сложности осуществляется при помощи пожарных рукавов, огнетушителей и других средств направленного действия. Компания РосПожСервис предоставляет своим клиентам возможность использовать одновременно несколько разновидностей противопожарных средств, включая профилактические меры, а также автоматические и ручные средства пожаротушения последнего поколения.

Сфера услуг компании РосПожСервис включает в себя обеспечение огнезащиты конструкций и поверхностей, разработку и установку автоматических систем противопожарной защиты (порошковых, пенных, водных), подбор и поставку огнетушителей того типа и разновидности, которые точно соответствуют нормативным требованиям, предусмотренным для конкретного типа объекта. Кроме того, специалисты компании РосПожСервис осуществляют проектирование и установку сигнализационных систем различного уровня сложности.

Комплексные решения для офисных и жилых объектов, а также производственных и административных построек, средства противопожарной защиты для железнодорожного, автомобильного и судоходного транспорта - все это входит в сферу деятельности компании РосПожСервис.

Схема обслуживания включает в себя проектирование противопожарных систем, а также оперативную установку всего необходимого оборудования, включая автоматический ороситель и сигнализационное оборудование, а также многое другое. Также в ассортименте представлены такие виды оборудования, как пожарный кран и полностью укомплектованные пожарные шкафы.

14. Назначение, устройство и принцип работы контрольно-пусковых узлов установок водяного пожаротушения.

КПУ УПТ предназначен для защиты мусоропровода (в жилых домах, общественных зданиях и на объектах коммунального хозяйства) от пожаров с осаждением продуктов сгорания путем аспирации газовоздушной смеси из контролируемой зоны, многомерного адаптивного анализа степени опасности процесса по сопутствующим возгоранию факторам, раннего обнаружения возгорания, подачи в мусорокамеру, заборные клапаны и ствол мусоропровода распыленной воды, выдачи тревожных сигналов на внутренние и внешние светозвуковые оповещатели, трансляции сигналов о состоянии установки на ПЦН.

Шкаф КПУ УПТ состоит из: аспирационного устройства; блока сигнализации и управления; узла подачи воды.

15. Дозаторы и способы дозирования.

В настоящее время большое внимание уделяется снижению расхода огнетушащих веществ на тушение пожара, повышению эффективности их применения и снижению сопутствующего ущерба от их применения. В связи с этим возникает проблема экономной работы пеносмесителей, напрямую связанная с расходованием дорогостоящих пенообразователей, которые используют для тушения пожаров классов А и В.

Большинство пожарных насосов, которые установлены на пожарных машинах, находящихся на вооружении подразделений МЧС Республики Беларусь, оборудованы пеносмесителями с системами дозирования пенообразователя, обеспечивающими точность дозирования около 20 %. Следствием такой низкой точности дозирования являются завышенные нормативные расходы пенообразователя на тушение. В данной обзорной статье авторами описаны принципы дозирования пенообразователя, использованные в различных конструкциях пожарных насосов.

Основная часть

В современных пеносмесителях как в простейших (проходной и предвключенный), так и более сложных и совершенных применяют системы дозирования пенообразователя с различными принципами действия.

По особенностям конструкции и принципу подачи преобразователя различают системы:

– с напорной подачей пенообразователя (подача насосом, давление пенообразователя больше давления воды);

– со сбалансированной подачей пенообразователя (давление пенообразователя равно давлению воды или незначительно отличается от него, дозирование и предварительное смешивание осуществляются в струйном насосе);

– с безнапорной подачей пенообразователя (подача без насоса и избыточного давления, предварительное смешивание осуществляется в струйном насосе, пенообразователь поступает во всасывающую полость водяного насоса под действием разрежения, после которого раствор поступает во всасывающий патрубок насоса на окончательное смешивание).

По количеству включений в схему коммуникаций насоса системы подачи бывают одноточечные (из всех напорных патрубков насоса выходит раствор пенообразователя) и многоточечные (возможна подача воды и раствора пенообразователя одновременно).

Система дозирования пенообразователя у комбинированных насосов может быть одна на обе ступени насоса (устанавливается на ступени нормального давления) или выполнена отдельно для каждой ступени (одна – для ступени нормального давления, другая – для ступени высокого давления).

По принципу действия дозаторов необходимо различать дозаторы динамического типа – дозирование в них происходит за счет разности давлений или переменного гидравлического сопротивления и разности давлений, а также дозаторы объемного типа, дозирование в которых осуществляется по объему пенообразователя независимо от разности давлений.

Простейшая система дозирования пенообразователя в таком пеносмесителе представляет собой фактически дозирующую вставку в напорную линию. Изменение дозирования осуществляется прикрытием шарового дозирующего крана, по сути, это тот же дозатор дроссельного типа. Применение пеносмесителя такой конструкции в реальной обстановке затруднительно, так как для приготовления рабочего раствора пенообразователя нужно использовать два насоса: один – для воды, другой – для пенообразователя. Приемлемой точности дозирования добиться очень трудно из-за влияния этих факторов. Дозатору присущи все вышеперечисленные недостатки простейших систем дозирования.

Более сложная схема – проходной пеносмеситель типа ПС-1– имеет все перечисленные выше недостатки и создает существенные потери давления в напорной линии. Пеносмеситель оснащен обратным клапаном для предотвращения попадания воды в емкость пенообразователя, некоторые конструкции имеют дозатор дроссельного типа (с изменяющимся проходным сечением).

Точность наиболее распространенной системы дозирования пенообразователя – предвключенного пеносмесителя зависит от ряда факторов: температуры окружающей среды, вязкости пенообразователя, давления на насосе, разности давления в напорной и всасывающей полостях пожарного насоса. Влияние этих факторов при работе пеносмесителя не компенсируется. Данный тип пеносмесителя не обеспечивает приготовление рабочего раствора смачивателя, который позволял бы значительно уменьшить (до 50 %) расход воды на тушение объектов горения из трудносмачиваемых материалов.

Схема предвключенного пеносмесителя сложнее предыдущих и кроме недостатков, приведенных выше, обуславливает дополнительный расход (15–25 %) производительности пожарного насоса для обеспечения его работы.

В конструкции некоторых пеносмесителей данного типа предусмотрен отсечной клапан для предотвращения нерационального расхода пенообразователя на нерасчетных режимах работы насоса (когда насос не развивает необходимого давления). Клапан открывается и закрывается для подачи пенообразователя в пеносмеситель давлением, развиваемым в напорной полости центробежного насоса. Дозирование пенообразователя осуществляется дозатором дроссельного типа .

Следующая схема дозирования пеносмесителя сбалансированная. Пенообразователь поступает в струйный насос под воздействием перепада давления, которое создается в струйном насосе и пропорционально расходу пенообразователя. Она лишена некоторых недостатков, характерных для предыдущих пеносмесителей, в частности, устранено влияние давления пожарного насоса, а расход пенообразователя зависит от расхода воды.

Кроме схемы существует схема сбалансированного пеносмесителя, в которой давление пенообразователя создается автономным насосом и далее снижается до давления воды специальным клапаном ограничителем. Таким образом, устраняется влияние давления в напорной полости насоса на расход пенообразователя. Изменение дозирования осуществляется дозатором дроссельного типа .

Более сложные схемы дозирования пенообразователя – это схемы с динамическим датчиком расхода воды (конусным или шиберным) и динамическими дозаторами (также конусным или шиберным). Они обеспечивают расход пенообразователя пропорционально расходу воды, хотя их работа также подвержена влиянию таких факторов, как вязкость, температура пенообразователя и разность давления в напорной и всасывающей полостях насоса.

Изменение концентрации раствора пенообразователя осуществляется кранами дозирования, подключением дополнительных дозирующих конусов. Количество пенообразователя зависит от величины подъема дозирующих конусов, а она, в свою очередь, зависит от величины подъема конуса датчика расхода воды и пропорциональна расходу воды.

В системе с шиберным датчиком дозирование пенообразователя осуществляется изменением передаточного числа рычажной системы, связывающей шиберный датчик расхода воды с шиберным дозатором.

Следующая в ряду по сложности система дозирования с объемным датчиком расхода и объемным дозирующим насосом. Система обладает большей надежностью, практически лишена всех недостатков вышеперечисленных систем. Данная система приводится в действие от давления воды в напорной полости насоса. В ней отсутствуют электрические и электронные узлы, ее точность не зависит от вязкости пенообразователя и давления насоса. Изменение дозирования пенообразователя, а следовательно, концентрации раствора осуществляется изменением передаточного числа коробки передач. Недостатком такой системы является чувствительность шиберного ротационного датчика расхода воды к твердым включениям в воде, что вынуждает использовать фильтр на входе.

Все системы дозирования, приведенные ниже, достаточно сложны как в отношении насосного оборудования подачи пенообразователя, так и дозирующих устройств, а также вследствие использования в управляющем оборудовании электрических приборов.

В сбалансированной многоточечной системе дозирования пенообразователя AQUAMATIC для подачи пенообразователя из пенобака применен поршневой насос, который приводится в движение выполненным в одном блоке с ним поршневым гидромотором. Гидромотор работает под действием давления воды, развиваемого насосом. Из полостей пенообразователь за счет разрежения, создаваемого струйными насосами, через краны-дозаторы динамического типа, поступает для смешивания с водой и получения раствора.

Напорная одноточечная система дозирования DELTAMATIC использует для подачи пенообразователя из пенобака поршневой насос, приводимый в действие объединенным с ним в один блок поршневым гидромотором. Давление подаваемого пенообразователя больше давления нагнетаемой воды за счет разной площади поршней гидромотора и насоса. Дозирование пенообразователя в зависимости от расхода воды осуществляется изменением с помощью электрически управляемого дозатора расхода воды через Гидромотор. Расход воды измеряется электрическим датчиком расхода воды. Дозированный пенообразователь через клапаны поступает для смешивания с водой, выходящей из насоса.

Сложные электронные системы дозирования пенообразователя, состоящие из датчика расхода воды, датчика расхода пенообразователя, блока управления и дозирующего насоса с электроприводом или гидроприводом, получившие распространение за рубежом, имеют высокую точность дозирования, могут быть выполнены как с напорной, так и безнапорной подачей пенообразователя, дозирование пенообразователя осуществляется дозаторами динамического или объемного типов. Применение электронной системы дозирования приводит к удорожанию самой системы в целом.

В качестве датчиков расхода воды могут использоваться турбинные, электромагнитные, ультразвуковые, вихревые, дифференциальные датчики. В случае, когда используется дозирующий насос динамического типа, дозирование может осуществляться электрически управляемым дозатором дроссельного типа. Изменение дозирования осуществляется переключением режимов работы блока управления .

Функционирование, получившее некоторое распространение в Российской Федерации автоматической системы дозирования, основано на зависимости проводимости раствора пенообразователя от концентрации пенообразователя. Проводимость раствора пенообразователя, создаваемого в насосе, измеряется с помощью датчика и в блоке управления сравнивается с проводимостью эталонного раствора, измеренной датчиком. В зависимости от полученной разности электрический сигнал, генерируемый блоком, приводит в действие электродвигатель конусного дозатора, который осуществляет непосредственное дозирование пенообразователя.

Недостатки системы состоят, в частности, в том, что не осуществляется изменение дозирования пенообразователя в зависимости от изменения проводимости воды, используемой для приготовления рабочего раствора пенообразователя, а также от зависимости «концентрация – проводимость раствора» для разных пенообразователей.

В одноточечной напорной системе дозирования пенообразователь из пенобака под напором, создаваемым дозирующим насосом, через вентиль и расходомер поступает в напорную линию. В напорной линии пенообразователь смешивается с водой, поступающей из насоса, образуя раствор. Управление напорной

системой дозирования и ее элементами (включение дозирующего насоса, датчики расхода) осуществляется блоком управления.

Принцип работы безнапорной системы дозирования аналогичен системе, описанной выше. Отличие заключается в том, что в пенообразователь из пенобака поступает в предвключенный пеносмеситель, благодаря разрежению, создаваемому струей воды, выходящей из напорного патрубка насоса через сопло, при открытом кране пеносмесителя. Дозирование пенообразователя происходит в дозаторе дроссельного типа, измерение расхода воды и пенообразователя осуществляют датчики. Работой системы и ее элементами управляет блок.

Предохранительный клапан ограничивает давление пенообразователя. Давление пенообразователя также контролируется с помощью датчика давления. Особенностью конструкции данной системы дозирования является возможность настройки и калибровки системы без расхода пенообразователя (с возвратом пенообразователя в пенобак через клапан впрыска/возврата). Наличие многочисленных электронных и электронно-механических приборов делает такую схему дорогой. Использование насоса объемного типа (шестеренчатого) нам представляется нецелесообразным, так как вынуждает использовать предохранительный клапан. На практике подача от одной машины воды и воздушно-механической пены маловероятна. Поэтому использование многоточечного принципа построения системы неоправданно. В качестве датчиков расхода воды используются датчики турбинного типа, особенностью которых является снижение точности показаний при малом расходе.

Напорная многоточечная система дозирования Mixmatic (Rosenbauer) для подачи пенообразователя использует насос, приводимый в действие автономным дизельным двигателем. Блок управления автоматически поддерживает разность давления воды и пенообразователя. Давление пенообразователя больше давления воды. На выходе каждой напорной задвижки установлены узлы «шиберный датчик расхода воды – эксцентриковый дозатор». Дозирование пенообразователя осуществляется дозатором динамического типа. Концентрация регулируется подключением дополнительных линий дозирования на эксцентриковом дозаторе через вентили изменения концентрации пенообразователя.

Сбалансированная многоточечная система дозирования Hydromatic (Rosenbauer) использует для привода насоса пенообразователя регулируемую гидропередачу, состоящую из регулируемого гидронасоса и гидромотора. Блок управления автоматически поддерживает разность давления воды и пенообразователя на величине 0,5 бар. Дозирование пенообразователя осуществляется через струйные насосы пеносмесителей в зависимости от подаваемого центробежным насосом количества воды, изменение концентрации осуществляется дозаторами дроссельного типа.

Общие принципы построения систем дозирования пенообразователя в насосах с пенной системой CAFS (Compressed air foam system – пенная система со сжатым воздухом) отличаются наличием дозатора сжатого воздуха и камеры смешивания, где смешиваются компоненты пены: рабочий раствор пенообразователя и сжатый воздух. Особенностью приведенной системы CAFS Ecslipse (Waterous) является наличие датчиков проводимости и температуры, по показаниям которых оценивается жесткость воды и концентрация рабочего раствора пенообразователя. И в том и в другом случае измеряются электрическая проводимость и температура воды рабочего раствора пенообразователя. В зависимости от соотношения значений блок управления выдает команду на увеличение или уменьшение подачи пенообразователя. Дозирование пенообразователя осуществляется насосом-дозатором объемного типа 13. Измерение расхода раствора пенообразователя для определения количества, необходимого для образования пены воздуха, производится расходомером турбинного (крыльчатого) типа. Недостатками такой системы являются конструктивная сложность и высокая стоимость. А целесообразность использования пены на сжатом воздухе весьма спорна.

Заключение

Материалы проведенного анализа показывают, что стремление совместить экономное расходование пенообразователей и эффективность огнетушащих пен привело к появлению ряда конструктивных схем дозирования пенообразователя. Многие схемы, обладая общими принципами получения раствора компонентов пены (проходные или предвключенные), отличаются сложностью конструкции. Это относится как к насосному оборудованию подачи пенообразователя, так и к дозирующим устройствам, а также к использованию в управляющем оборудовании электрических приборов, что не всегда способствует применению описанных схем в пожарной технике, особенно в условиях стремления к экономному расходованию материальных и финансовых ресурсов. Авторы полагают, что наиболее целесообразная система дозирования пенообразователя для использования в условиях современной Беларуси – это система с объемным шиберным ротационным датчиком расхода воды и объемным дозирующим насосом, подобная системе дозирования FireDos.