Тушение пожаров инертными газовыми разбавителями

Системы и установки газового тушения применяют в тех случаях, когда нельзя применять для пожаротушения воду иди воздушно-механи­ческую пену, а также когда использование таких систем и установок экономически оправдано.

В качестве огнетушащих составов в установках газового пожароту­шения используются инертные разбавители (флегматизаторы горения). Сущность этого способа тушения заключается в уменьшении относитель­ного содержания кислорода в зоне горения за счет подачи газа, не поддерживающего горения, до концентрации, при которой горение пре­кращается. Содержание разбавителя в воздухе, при котором смесь лю­бого состава становится негорючей, называют флегматизирующей кон­центрацией, а соответствующее содержание кислорода - взрывоопасным минимальным содержанием кислорода. В первом приближении можно принять, что минимальное содержание кислорода в воздухе, необхо­димое для поддержания горения, составляет не менее 15 об. %. Тогда, степень разбавления кислорода в воздухе должна составлять:

30 Об. %

В качестве газов-разбавителей используются азот, водяной пар, продукты сгорания, инертные газы, но наибольшее применение нашла двуокись углерода. Это связано с тем, что двуокись углерода может храниться в сжиженном состоянии при приемлемых давлениях (около 6 МПа при температуре 20°С) и имеет относительно высокий коэффициент газообразования: из I литра углекислоты образуется 462 л углекислого газа (I кг СО_2ж = 509 л СО_2г). Углекислый газ химически инертен, не коррозиционноактивен, не электропроводен. Снежная углекислота при подаче в очаг пожара испаряется, минуя жидкое состояние. Этот процесс, называемый сублимацией, сопровождается охлаждением зоны горения.

Для большинства веществ огнетушащая концентрация двуокиси уг­лерода составляет от 25 до 40 % по объему. По действующим нормам ог­нетушащая концентрация двуокиси углерода принимается при тушении объемным методом равной 0,7 кг на I м³ помещения. Максимальный объ­ем защищаемого помещения при использовании двуокиси углерода - 1000м³.

Двуокись углерода нельзя применять для тушения натрия, калия, бериллия, магния, так как они горят в атмосфере СО₂. Для тушения этих металлов применяют азот или аргон, причем последний предпочти­тельнее, так как азот способствует образованию нитридов металлов, склонных ко взрыву при ударах.

Для тушения двуокисью углерода применяют ручные огнетушители, передвижные устройства и стационарные установки. Ручные огнетушите­ли действуют кратковременно (30-40 с.) и имеют небольшой радиус дей­ствия (1-2,5 м). Передвижные углекислотные огнетушители предназначе­ны для тушения пожаров электроустановок и других технологических ап­паратов и представляют собой один (УП-1М) или два (УП-2М) баллона с углекислотой, укрепленных на тележке. Огнетушители снабжены шлан­гами с раструбами, которые направляются на очаг пожара; запас двуо­киси углерода от 16 до 50 кг, продолжительность действия 60-120 с., дальность струи от 2 до 3,5 м.

Для тушения пожаров в помещениях объемом до 75-100 м³ предназначена установка УП-400. Она монтируется на автомобильном прицепе и состоит из 8 баллонов с общим зарядом 280 кг углекислоты. Продол­жительность действия - 420-480 с., дальность струи - до 4 м.

Стационарные углекислотные установки обычно состоят из четырех секций, одна из которых - "местная защита", включающаяся при возник­новении пожара автоматически, служит для подачи газа при пожаре непосредственно в емкость с горючими продуктами; если срабатывание одной секции оказалось недостаточным для тушения пожара, вводятся в действие остальные три секции, называемые "общей защитой".

Схема установки газового тушения, предназначенной для защиты крупных объектов, показана на рис. 16.16.

Такая установка состоит из рабочей батареи баллонов 1, распре­делительного трубопровода 2, выпускного коллектора 9, с электрокла­панами 8, пульта управления, контроля и сигнализации 10, зарядной станции 11 и зарядного коллектора 12. Установка включается автомати­чески от сигнала реле давления 6 вследствие срабатывания при пожаре клапана 4 и падения давления в побудительном трубопроводе 5 (трубо­провод находится под давлением сжатого воздуха от баллона 7). Огнетушащий состав поступает через распределительный трубопровод 2 и вы­пускные насадки 3 в защищаемое помещение.

Подобные установки объемного тушения должны снабжаться сигна­льными устройствами, предупреждающими людей о пуске системы тушения в действие. Это связано с тем, что огнетушащие концентрации инертных разбавителей превышают летальные для человека концентрации, и люди должны успеть покинуть помещение до срабатывания установки.

При объемном тушении необходимый запас газа рассчитывается по формуле:

,

где m - запас газа (диоксида углерода), кг;

k₁ - коэффициент, учитывающий вид горючего (определяется по справочным таблицам и со­ставляет от 1,0 до 3,5);

k₂ - коэффициент, учитывающий утечку га­за через неплотности (принят равным 0,2 кг/м, );

S₁ - суммарная площадь ограждающих конструкции, м²;

S₂ - суммарная площадь от­крытых проемов, м²;

V - объем помещения, м³.

Расчетное время подачи газа принимается до 120 с., причем оно тем меньше, чем больше отношение S₁/S₂.