книги из ГПНТБ / Гуськов М.Г. Противопожарная защита морских судов (вопросы проектирования)

стемы

водяного

пожаротушения,

и в ы р а б а т ы в а е м а я

ими

пена

по­

дается

к

очагу

огня

по

напорным п о ж а р н ы м рукавам .

§

19.

Системы

п о ж а р о т у ш е н и я

в о з д у ш н о - м е х а н и ч е с к о й

пеной

Воздушно - механическая пена представляет собой моно­

дисперсную

эмульсию

воздуха

в

воде,

с о д е р ж а щ е й

пенообразова­

тель (ПО - 1,

П О - 6 ) . В состав

пенообразователей

входят,

как

пра­

вило,

поверхностно-активные вещества и стабилизатор пены.

В

пенообразователе ПО-1 в

качестве

поверхностно-активного

вещества

находится

натриевая

соль

сульфонафтеновой

кислоты

C2 oH27S02Na, а

стабилизатора — костный

клей

( ж е л а т и н ) .

Нат ­

ная

часть

(С20Н27) • Вследствие этого водные растворы

натриевой

соли

этой

кислоты имеют пониженное поверхностное

натяжение

образования

геля в адсорбционном слое почти не происходит.

Ж е л а т и н

уменьшает поверхностную активность раствора нат­

риевой соли

сульфонафтеновой кислоты, но зато пена становится

бор едкого

натра объясняется

тем, что о б р а з у ю щ а я с я соль

C2oH27S02Na

обладает наиболее

высокими пенообразующими

честве

стабилизатора

пены

и этиленглнколь

или этиловый спирт-

сырец

для понижения

температуры з а м е р з а н и я .

В

готовом виде пенообразователь ПО-1 содержит:

керосиновый

контакт

(с содержанием сульфо-

кислот

не менее 44%)

8 4 ± 3 %

костный

клей

4 , 5 ± 1 %

этиловый

спирт

сырец

пли этиленглнколь

кон­

центрированный

1 1 ± 1 %

едкий натр

технический . . . .

До нейтра­

лизации

контакта

В

пенообразователе

ПО-б поверхностно-активным

веществом

является гидролизный

протеин

(белок) . Он

менее

поверхностно-

активный,

чем

натриевая

соль

сульфоиафтеновой

кислоты,

но

зато

образует устойчивый

гелеобразный

адсорбционный

слой

па

поверхности

раздела

воздух — раствор.

Сырьем

для изготовления пенообразователя ПО - 6 служит

тех­

ническая кровь животных, в основном

крупного

рогатого

скота.

Кровяная

плазма

содержит от 90 до 93%

воды

и 7—10% сухих

веществ, основную массу которых составляют белки.

Продукт

гидролиза

плазмы

имеет

резко

выраженный

щелочной

характер .

В качестве нейтрализующего средства берут

хлористый

аммоний

или 10%-ную серную

кислоту.

После

нейтрализации

в

раствор

вводят

3%

(по весу)

фтористого

натрия . Он

является

антисепти­

ком

и

устраняет

возможность бактериального

разложения

пено­

образователя

ПО - 6 при хранении. В пенообразователь

добавляют

и водный

раствор

сернокислого

закненого

железа,

являющегося

стабилизатором

пены.

Пенообразователь ПО-6 в готовом виде содержит:

нейтрализованного

гидролиза

технической

крови

животных

96%

сернокислого закненого железа

1%

фтористого натрия

3%

Цвет

Темно-коричневый

Темно-коричневый

Плотность

>\,\

>1,09

Вязкость Е° при 20Г С

<5,5

<5,0

Температура замерзания, С'С

<—8,

<—5

Реакция среды,

рН

7,0—9,0

6,5—7,5

Кратность пены

из

раствора

>6,0

—

2%-ного

4%-ного

—

> 4 , 0

Стойкость пеиы, мин

>4,5

>18

П р и м е ч а н и е .

Кратность

и стойкость

пены при растворении

п е н о о б р а з о в а т е л я

ПО-1 в морской воде несколько уменьшаются,

пенообразователя ПО-6 — повышаются.

Например, при загрузке

ПО-1 в

тару

с остатками бензина,

нефти

и т п. кратность и стойкость

образующейся пены резко пони­

ж а ю т с я . Это происходит

из-за

того,

что клей выпадает в

осадок

(в виде густой массы) .

Д л я сохранения

свойств

ПО-1

и ПО - 6 их необходимо

хранить

в закрытых помещениях при температуре

не ниже 5° и не

выше 30°.

Наблюдения

показали,

что

воздушно-механическая

пена

из ПО - 6

является

более стойкой,

чем

из

П О - 1 , к воздействию

нагретых металлических конструкций. Пена

из ПО-1 при

сопри­

косновении

с нагретым металлом

быстро

разрушается, а

из

ПО-6

Повышенная стойкость

воздушно-механической

пены

из

ПО-6

позволяет

применять ее д л я тушения горящих

бензинов

и

других

нефтепродуктов д а ж е

при

малом заполнении емкости. В этих усло­

виях, как

известно,

пена

низкой кратности

из

ПО-1 оказывается

быстрее,

чем

пена

ПО - 6

или

химическая.

Д л я

получения

пены

низкой

кратности расход

пенообразовате­

лей

П О - 1 ,

ПО - 6

составит

4%

по

отношению

к объему

воды,

средней

кратности — 6%

П О - 1 ,

высокой

к р а т н о с т и — 1 0 —

12%

П О - 1 .

В настоящее время на

морских грузовых, пассажирских и

рыбо­

качах имеются системы пожаротушения воздушно-механической

пеной для

з а щ и т ы буксируемых и толкаемых судов, а т а к ж е судов,

терпящих

бедствие.

дах д л я тушения воспламеняющихся

жидкостей.

Существует

три

вида систем

пенного

пожаротушения

воздушно-механической

пеной:

стационарные

общего

назначения;

стационарные

местного

назначения;

переносные.

Первый вид систем предназначен

д л я

тушения

п о ж а р а в

опре­

вания

только

одного помещения; третий — д л я защиты

любого

помещения,

так

к а к состоит из распределительных

линий,

выпол­

ненных

из

гибких шлангов и переносных воздушно-

пенных

стволов

нения и спуска, указателями

уровня; в) смесителей или дозаторов;

г) воздушно-пенных стволов

или генераторов

высокократной

пены

и т п., в которых производится насыщение водного раствора

пено­

образователя воздухом; д)

магистральных и

распределительных

7 М. Г. Гуськов, М. К. Глозман

181

Д о з и р у ю щ и е

устройства

(по

отношению

к

насосу)

устанавли ­

вают на напорных и всасывающих магистралях

пожарных

насосов.

К

первой группе

относятся в основном баки - дозаторы,

эжектор -

ные

смесители

типа

ПС - 5

или

ВЭЖ - 17,

дозирующие

насосы. Эти

устройства

позволяют

с

по­

мощью

одного

и

того

ж е

на­

соса

получать

одновременно

пену и подавать воду. Рас ­

дак-dosamop

смотрим

принцип действия до­

заторов

первой

группы.

М

Б а к -

д о з а т о р

наиболее

N

распространен

в

последнее

время, так как позволяет ав­

томатически

регулировать

по­

дачу пенообразователя в за­

висимости

от

изменения

рас­

хода (рис. 86). Собственно

бак

заполняется

пенообразо­

вателем.

Часть

магистраль ­

ного

трубопровода

соединяет­

Вставка

Вентури

ся с

верхней

полостью

бака .

Внутри

последнего

имеется

Рис. 86. Бак-дозатор

со

вставкой

Вен­

сифонная

трубка,

соединен­

тури.

ная

со

вставкой

Вентури.

П р и

включении

системы

в работу вода поступает

в

бак и попадает на

слой

поропласта,

где

Вентури. П р и этом величина

расхода

пенообразователя

зависит

от перепада давления, которое,

в свою

очередь, зависит

от рас­

образователя, поступающего

из бака в систему, по отношению

к расходу воды, проходящей

через вставку, д о л ж н о быть величи­

ной определенной.

1

— обобщенное сопротивление вставки;

2g

Я д о з

= A / / = Sf l 0 3 Qn м,

где 5 д 0 3

— сопротивление системы

бака - дозатора;

Qu

— расход пенообразователя, м3 /с.

Д л я

постоянного

соотношения

м е ж д у расходом пенообразова-

а =

Qn

теля и

воды, равного

, можно записать

Q

SB„Q2=Sao3

(aQf.

Отсюда

-

1

^ Д О З

Таким

образом,

процентное

содержание

пенообразователя

в растворе

определяется только сопротивлениями

сужения вставки

Сопротивление

вставки

Вентури

*^вст

Потери

напора

в

системе

бака - дозатора

можно определить т а к ж е

по

формуле

Я Д О з = 2 й в + 2 й П 1

где

Е/гв — сумма

потерь

напора в трубке, по которой вода по­

дается

в

бак-дозатор;

Е / г п — с у м м а

потерь

напора

в трубке,

по которой

пенообразова­

тель подается из бака - дозатора во вставку Вентури.

Используя уравнение Бернулли, можно получить формулу для

расчета

площади

сужения

вставки

Вентури

Я

*

°

^

^

^

=

^

^

;

и с = 2 £ Я д о з + ^ ,

где

Р т

и Рс—давление

в

трубопроводе

и

в сужении

вставки;

~от

и vc— скорость

движения воды

в

трубопроводе и вставке.

Скорость потока

воды

в

трубопроводе

а скорость в сужении

вставки

V

2gH

ДОЗ

+ ц = .

I

°

1

т

ДОЗ

7*

183

П л о щ а д ь

сужения

вставки Вентурп

Кроме

вставок

Вентурн, часто используют

бакидозаторы

с д и а ф р а г м а м и

(рис. 87).

Вследствие того что диаметр трубопроводов, подводящих и

отводящих жидкость от бака, — довольно большой,

сопротивлением

трубопроводов

можно пренебречь. Тогда и расчет

характеристик

потерь напора на нормальной и дозирующей диафрагмах ,

т. е.

На

= Нл ПЛИ L,„—

= t,R —

,

где Zu и

£д—коэффициент сопротивления

нормальной и

дозирую­

щей

диафрагм ;

У в ,

Vn—скорость

движения

воды

и

пенообразователя

через

соответствующие

трубопроводы;

Рв,

рп — плотность воды и

пенообразователя .

Если общий расход жидкости равен Q,

то расход через нор­

мальную д и а ф р а г м у составит

0.94Q,

а

через

дозирующую — 0.06Q

(для получения 6% -ной концентрации пенообразователя

в

раст­

воре) .

Тогда

_0,94Q

_

0.06Q

"L 'B = " со,,

'.

V"~

СОд

'

где со,,, Шд— площади

сечений

трубопроводов,

в которых

установ­

лены

нормальная

и д о з и р у ю щ а я

д и а ф р а г м ы .

равномерное движение жидкости по всему

сечению

бака со

ско­

ростью не более 2—2,5 мм/с по абсолютному

значению;

100%-ное

заполнение бака

пенообразователем;

отсутствие

воды

в

баке

с пенообразователем до момента пуска

системы.

Принципиальная

схема станции воздушно-механического

пенотушения

с

дозирую­

щей диафрагмой приведена на рис. 88.

Э ж е к т о р н ы е

с м е с и т е л и типа

ПС - 5 и В Э Ж - 1 7

(рис. 89)

нал,

перекрываемый пробковым

краном,

и патрубок

с невозврат­

ным

клапаном и

шлангом (или трубопроводом)

для

подсоса

пенообразователя.

Невозвратный

клапан

необходим

на

тот слу-

чай,

если'

подпор

за

смесителем

превышает

расчетную

величину.

В таком

случае

смеситель

перестанет подсасывать

пенообразова­

тель

и вода может

выйти

через

штуцер в

шланг,

через

который

расхода

пропускать к генератору,

минуя

эжектирующее устройство.

Изменяя

с помощью

пробкового

крана

величину расхода воды

через обвод,

м о ж н о

повы­

шать или понижать давле ­

ние

за

смесителем.

Существенным

недостат­

ком

рассматриваемых

сме­

сителей

является

резкое

из­

менение

эжектирующей

спо­

собности

при

повышении

или

понижении

подпора,

по­

этому их используют в си­

стемах

с

небольшой

произ­

водительностью (рис. 90).

Д о з и р у ю щ и е

и а с о -

с ы

на

некоторых

иностран­

ных судах используют в ка­

честве

смесителей, которые

подают

пенообразователь

в водяную

м а г и с т р а л ь

под

давлением,

п р е в ы ш а ю щ и м

Рис. 87.

Бак-дозатор с

дозирующей

диа­

давление в

магистрали на

фрагмой.

1—2

к г с / с м 2 .

П р и

этом

/ — бак;

2 — трубопровод

вытесняющей

воды:

предусматриваются

различ­

3 — поропласт;

4 — пенообразователь;

5 — трубо­

провод

пенообразователя;

5 — д о з и р у ю щ а я

ди­

ные

приспособления,

благо ­

афрагма;

7 — н о р м а л ь н а я диафрагма .

д а р я которым

режим

рабо ­

ты

дозирующего устройства

зависит

от

р е ж и м а

работы

системы

гулирующими клапанами;

воздушно-пенные смесители типа

СВП-10,

Д С П - 1 2 , Д С П - 2 4 ;

автоматические

дозаторы

типа АД-30,

АД-60 и др.

К а к

показывает практика, в судовых

условиях

предпочти­

пенного пожаротушения . Рассмотрим принцип

действия

и кон­

структивное

исполнение дозирующих устройств

второй группы.

Б а к и с

р е г у л и р у ю щ и м и

к л а п а н а м и

(рис. 92)

уста­

навливают

перед насосом. Они

сообщаются

со

всасывающим

d=\/

/

0,06QH

М,

0,785t)

где QM •производительность

на­

соса, м3 /с;

- скорость движения

пе­

нообразователя по

тру­

бопроводу, равная

1,5—

2,5 м/с.

разователя:

Предусмотрен

регулирующий

клапан,

степенью от-

крытия

которого можно

корректировать

подачу

пенообразова-

теля.

В о з д у ш н о - п е н н ы е

с м е с и т е л и

устанавливают непо­

средственно

на насосе таким образом, чтобы

вода

подводилась

к ним

от напорной части

насоса, а получаемый

раствор поступал

ходит за счет использования части

расхода и энергии

иасоса.

Д о з и р о в к а

поступающего

пенооб­

разователя

зависит

от степени от­

крытия

пробкового

крана . Прин­

ц и п и а л ь н а я схема установки ста­

ционарного

смесителя приведена

на

рис.

93

Н а и б о л е е

простым

смесителем

является

СВП - 10

(рис. 94).

6

7

Рис. 90. Принципиальная схема стан­

Рис.

91.

Принципиальная схема

стан­

ции

системы

пожаротушения

воздуш­

ции

системы пенного

пожаротушения

но-механической пеной с эжекторными

с дозирующим

насосом.

смесителями.

/ — цистерна

с

пенообразователем;

2 —

/ — цистерна

с

пенообразователем:

2 —

-

трубопровод

пенообразователя;

3 — дози­

рующий

насос;

4 — манометр;

5 — реле

сливной

трубопровод;

3 — пожарньп'1

на­

управления

насосом; 6—расходомер:

7 —

сос;

1 — эжекторный

смеситель;

5 — т р у ­

напорная

магистраль

системы

водяного

бопровод

от

других

пожарных

насосов;

пожаротушения;

8 — магистраль

пенного

6 — магистраль

системы

пенного

пожаро ­

пожаротушения .

тушения.

А в т о м а т и ч е с к и е

д о з а т о р ы

были

разработаны

В Н И И П О . Их

р а з м е щ а ю т

на пожарных

насосах

примерно так

же,

тическим

регулятором

подачи

пенообразователя .

В

настоящее

время

известно

несколько марок автоматических

дозаторов: АД-30, АД-60, АД-100

и АД-150 (цифры соответствуют

расходу

30,

60,

100 и

150 л / с ) . И х конструкция

одинаковая,

раз ­

ница

лишь

в

геометрических

характеристиках

узлов, влияющих

на параметры

смесителя. Н а

рис. 95 показана о б щ а я схема

уста­

новки

автоматического

дозатора

АД-30.

ческим

расходом

воды. Б л а г о д а р я

разности

давлений

положение

диафрагмы,

з а ж а т о й м е ж д у двумя

опорными

шайбами,

меняется,

в результате

чего перемещается игла. П р и увеличении расхода пе­

репад

давления во

вставке Вентури

соответственно увеличивается

Рис.

92.

Принципиальная

схема

стан­

Рис.

93. Принципиальная

схема

стан­

ции

системы

пенного

пожаротушения

ции

системы пенного

пожаротушения

с применением дозирующего устройст­

с применением

стационарного

смеси­

ва

на

всасывающем

трубопроводе

теля.

насоса-

/ — цистерна

с

пенообразователем;

2 —

/ — цистерна

с

пенообразователем;

2 —

слнвной трубопровод;

3—

трубопровод

пе­

нообразователя;

4 — стационарный

смеси­

сливной

трубопровод;

3 — трубопровод

тель;

5 — всасывающий

трубопровод

на­

пенообразователя;

4 — регулирующий

кла­

соса;

6 — пожарный

насос;

7 — трубопро­

пан -дозатор;

5 — приемный

трубопровод

вод

рабочей

воды к

стационарному

сме­

пожарного

насоса;

6 — пожарный

насос;

сителю;

8—напорный

трубопровод.

7 — напорная

магистраль.