Глава 1. Описание систем водяного пожаротушения и требования к системам водяного пожаротушения.

Действие систем водяного пожаротушения — систем водотушения — основано на принципе охлаждения горящего предмета мощными струями воды, подаваемыми на очаги пожара при помощи ручных или лафетных стволов.

Вода, являясь наиболее доступной и дешевой средой, при атмосферном давлении и температуре 100° обладает теплотой испарения около 540 ккал/кг, превосходящей таковую у других жидкостей. Охлаждая очаг пожара, вода одновременно в некоторой степени создает вокруг этого очага не поддерживающую процесс горения атмосферу, насыщенную образующимися при испарении воды парами.

Эти системы находят широкое применение на морских судах не только для тушения пожаров, но и снабжения водой систем орошения палуб и помещений, охлаждения механизмов, конструкций и устройств; их исполь­зуют для подачи воды в опреснительные установки, пеногенераторные аппараты, эжекторы, а также для продувки донной и бортовой арматуры и т.д.

Системы водотушения используют для тушения пожаров во внутрен­них помещениях, на открытых палубах, платформах, надстройках, а также для тушения общих пожаров береговых объектов и других судов.

Однако мощные водяные струи систем водотушения мало эффективны для тушения пожаров, возникающих в толще грузов в трюмах сухогруз­ных судов. Они не пригодны для тушения пожаров работающего электри­ческого оборудования, в аккумуляторных ямах, фонарных, малярных, а также для тушения нефтепродуктов в грузовых танках наливных судов, в грузовых насосных отделениях, в коффердамах танкеров.

Системы водотушения не могут служить в качестве основных туша­щих средств: для пожаров нефтепродуктов и их остатков в машинных и котельных отделениях судов, работающих на жидком топливе.

Как показывают исследования, мощными водяными струями при добавке к воде щелочных солей калия, рубиния или цезия можно тушить пожары нефтепродуктов. Однако целесообразность и экономичность таких систем могут быть установлены опытной проверкой в судовых усло­виях. Прежде всего система водотушения должна быть живучей; ее насосы по возможности следует рассредоточивать между отдельными отсеками судна и его главными вертикальными противопожарными зонами. Необ­ходимо исключить возможность механических повреждений трубопроводов, а также замерзание в них воды в холодное время года. Магистрали системы подразделяют на отдельные автономные участки разобщительной армату­рой с дистанционным и местным (резервным) управлением, обеспечивая действие системы при совместной или раздельной работе пожарных насосов.

В любую возможную точку пожара на судне вода должна подаваться не менее чем двумя струями от независимых пожарных рожков.

Величина напоров пожарных насосов должна быть достаточной, чтобы обеспечить работу системы и создать у наиболее высокорасположен­ных пожарных рожков (на деках рубок или надстроек) сплошные водяные струи, вертикальные высоты которых были бы не менее 12 м.

Пожарные насосы должны быть такой производительности, которая обеспечивала бы снабжение водой не только расчетное количество пожар­ных рожков или лафетных стволов, но и одновременно пеногенераторные установки, систему орошения палубы или помещений, а также эжекторы и другие потребители, действие которых предусматривается в расчетном режиме работы системы водотушения. Для каждого варианта использова­ния системы вычисляют расчетное количество подаваемой системой воды, исходя из требований Правил Морского Регистра СССР. Практически невозможно одновременно обеспечить снабжение водой все имеющиеся на судне пожарные рожки, количество которых на судах большого водо­измещения может достигать 100 или более штук, систему орошения поме­щений, пеногенераторные установки и другие потребители системы водо­тушения. Величины расчетных производительностей систем водотушения на различных судах, как и минимальное количество насосов этих систем, регламентированы Правилами Морского Регистра СССР [109].

При подсчете производительности пожарных насосов, кроме расхода воды на работу расчетного количества пожарных струй, необходимо учитывать питание следующих потребителей системы водотушения:

а) одной наибольшей секции спринклерной системы;

б) системы водорас-пыления для тушения пожаров в машинном и котельном отделениях с наи­большей площадью помещения;

в) системы водяных завес, устанавливае­мых в пределах одной главной вертикальной противопожарной зоны, если они используются в качестве основной огнезадерживающей преграды на пассажирских судах или предназначены для защиты конструкций;

г) системы орошения палубы на нефтеналивных судах на длине, занятой грузовыми танками, насосными отделениями и коффердамами;

д) системы орошения сходов в машинных и котельных отделениях с наибольшим расходом воды;

е) системы пенотушения, подающей пену в группу смеж­ных танков наибольшей площади на нефтеналивном судне;

ж) системы пенотушения в машинном и котельном отделениях на сухогрузных судах, а также в других отсеках на этих судах, где возможны пожары нефте­продуктов (при условии покрытия пеной помещения наибольшей площади).

Расчетная производительность пожарных насосов должна быть опре­делена с учетом коэффициента снижения суммарной производительности при параллельной работе этих насосов на магистральный трубопровод.

Насосы системы водотушения должны быть взаимозаменяемы и по возможности рассредоточены в отдельных отсеках и отдельных вертикаль­ных противопожарных зонах, а магистрали системы — соединены с балла­стными, осушительными, санитарными или другими насосами, не пере­качивающими воду с остатками нефтепродуктов. Пожарные насосы, если их трудно рассредоточить между отдельными вертикальными противопожарными зонами, можно устанавливать в выгородках, образованных огнестойкими переборками, если выгородки расположены в пре­делах главной вертикальной противопожарной зоны. При этом необходимо, чтобы огнестойкая выгородка, в которой установлен автономный пожар­ный насос, имела выход на открытую палубу. На крупных нефтеналивных судах один пожарный насос устанавливают в носовой части корпуса за пределами грузовых трюмов. Такой автономный насос с независимым приводным двигателем внутреннего горения называется мотонасосом (мотопомпой).

На пассажирских судах валовой вместимостью 4000 бр. рег. т и более или длиной более 91,5 м один из пожарных насосов выполняется автоном­ным; его следует устанавливать в огнезащитной зоне, отделенной от зоны, в которой размещены другие пожарные насосы. Производительность автономного насоса должна обеспечивать одновременную работу не менее трех пожарных струй. Его привод должен работать независимо от машинно-котельной установки судна.

Производительность автономного мотонасоса, устанавливаемого на крупных танкерах в районе носовой части корпуса, обычно принимают не менее 30%, общего расчетного расхода воды в системе водотушения. Управляют таким насосом не только на месте его установки, но и с палубы или переходного мостика.

Для системы водотушения в основном используют центробежные одноколесные и иногда многоколесные насосы, допускающие параллельную или последовательную работу рабочих колес. В подавляющем большинстве случаев потребности системы удовлетворяют одноколесные центробежные насосы, развивающие напоры до 100—120 м вод. ст. при производительностях до 160—250 м³/час, обладающие вакуумметрическими высотами всасывания 3—5 м вод. ст. Основным типом пожарных насосов являются электроприводные с вертикальным расположением вала рабочего колеса. Во избежание засорения песком или илом при приеме забортной воды на приемной трубе перед насосом устанавливают фильтр. В ряде случаев, чтобы предотвратить срыв работы насоса вследствие попа­дания в приемный трубопровод воздуха, в кингстонной выгородке уста­навливают разделительные стенки, а приемное отверстие трубы располагают в нижней части отстойной камеры, как это показано на рис. 1, а. На судах с небольшой осадкой и большими скоростями хода предусматривают кингстонные выгородки или сепараторы, препятствующие проникновению в насос воздуха, попадающего в приемное отверстие при качке судна на волнении или заднем ходе (рис.1, б).

Разветвленность трубопроводной трассы системы водотушения в основ­ном определяется расположением на судне пожарных рожков. На откры­тых палубах, в помещениях больших площадей, в длинных коридорах рожки устанавливают на расстоянии один от другого не более 20 м. Во внутренних помещениях корпуса и надстроек рожки размещают в коридорах у трапов и сходов, у входов в помещения. В каждом машинном и каждом котельном отделениях предусматривают не менее двух рожков, по одному на каждом борту. Около каждого пожарного рожка размещают рукава с ручными стволами. На открытых палубах длина рукавов соста­вляет 20, а во внутренних помещениях — 10 м. Рукава хранят в металли­ческих корзинах, скатках или наматывают на вьюшки. Диаметр парусино­вых рукавов и присоединительной арматуры для крепления шлангов друг к другу, а также к рожкам и к стволам составляет не менее Ду50. Ручные стволы имеют насадки с внутренним диаметром спрыска не менее 13 мм (рис. 2).

Рис. 1. Схемы включения пожарных насосов в магистраль:

а — с кингстонной выгородкой.

1 — решетка приемная кингстонной выгородки; 2 — клапан на трубе обогрева паром кинг­стонной выгородки; 3 — клинкет; 4 — труба воздушная; 5 — труба к датчику давления; 6 — магистраль системы водотушения; 7— кингстон; 8 — клинкет; 9 —клапан невозвратно-запорный; 10— пожарный турбонасос; 11 —клапан на трубопроводе охлаждения; 12 —клапан нулевого расхода; 13— кингстон отливной;

б — с воздухоотделителем (сепаратором).

1 — труба сточная; 2 — клапан нулевого расхода; 3 — пожарный электронасос; 4 —невоз­вратно-запорный клапан; 5— датчик давления; 6 — провода от датчика давления к конт­рольно-сигнальным приборам и реле включения электродвигателя насоса; 7 — магистраль системы водотушения; 8 —воздушная труба; 9 — клинкет; 10 — воздухоотделитель — сепа­ратор; 11 — клинкет; 12 — кингстон приемный; 13 — клапан на трубе обогрева паром кингстона; 14 — решетка.

Современные ручные комбинированные стволы позволяют регулиро­вать интенсивность и дальность подаваемой на очаг пожара струи воды, а также создавать водяную завесу для защиты пожарного от воздействия тепла, излучаемого очагом горения. Устройство ствола подобного типа показано на рис. 2. Переключая рукоятку 2, изменяют положение дрос­сельного клапана 11, благодаря чему можно регулировать дальность действия струи. Вращая регулятор водяной завесы 8, пожарный включает круговую водяную завесу с целью защиты себя от воздействия тепла очага пожара. Различными положе­ниями регулятора 8 можно менять интенсивность и форму водяной заве­сы. Применение таких завес позво­ляет пожарному ближе подходить к очагу пожара. Ручные стволы изго­товляют из латуни или из легких сплавов, и во избежание возможных разрядов статического электричества, накапливающегося в потоке воды, их наружные поверхности защищают оплеткой. Для предохранения пожар­ных от воздействия лучистой теп­лоты, кроме водяных завес, служат капюшон, плащ, рукавицы и бахилы, изготовленные из полульняной ткани, дублированной алюминиевой фоль­гой. В этот комплект входят также теплозащитные стекла для глаз.

Для подачи на очаг пожара, воз­никшего на берегу или другом судне, струй большой мощности используют лафетные стационарные стволы с внут­ренним диаметром спрыска 20—40 мм, способные в зависимости от разви­ваемых насосами напоров подавать воду на расстояние до 80 м. Лафет­ные стволы, устанавливаемые на спе­циальных пожарных катерах, букси­рах, ледоколах, допускают поворот выбрасываемых струй в горизонтальной плоскости на 360°, обеспечивая углы возвышения струй до 85°, а углы снижения — до 25°.

Рис.2. Ручной пожарный комбинированный ствол.

1—пружина; 2 —рукоятка; 3 — шток с паль­цем для управления дроссельным клапаном; 4 — штифт; 5, 6 — втулки; 7 — спрыск; 8 — регулятор водяной завесы; 9 — прокладка; 10— кор­пус; 11 — дроссельный клапан.

При выборе схемы магистрали водотушения необходимо учитывать, что наибольшей живучестью и манев­ренностью обладает кольцевой трубопровод, который применяется главным образом на судах большого водо­измещения. Линейный магистральный трубопровод используют на сухо­грузных судах, танкерах, а также на судах малого водоизмещения — катерах, буксирах, китобойцах и т. д.

На пассажирских судах с большим количеством палуб и развитыми надстройками магистральный трубопровод выполняют в виде двух-трех колец, размещенных на различных палубах и соединенных в нескольких местах вертикальными перемычками.

На катерах и буксирах магистраль водотушения в виде линейного трубопровода прокладывают только в районе машинного отделения, а от него к отдельным рожкам (обычно 3—8 штук) отводят отростки. Примером такой схемы может служить показанная на рис. 3. В данном случае пожарный насос используют и как средство для откачки трюмной воды, для чего магистраль пожарной системы соединена с осушительным трубопроводом.

Рис. 3. Принципиальные схемы систем водотушения и осушительной на катере.

1 — приемный кингстон; 2 — кран трехходовой с Т-образной пробкой; 3 — грязевая коробка; 4 —предохранительный клапан; 5 —пожарный насос; 6-мановакуумметр; 7 — манометр; а — рожок пожарный; 9 — сетка па приемном отростке осушительной системы; 10 — невозвратный клапан; 11- ручной осушительный насос; 12— клапан невозвратно-запорный; 13 -невозвратно-запорный бортовой отливной клапан; 14—коробка клапанная с запорными клапанами; 15—трубопровод системы водотушения; 16-трубопровод осушительной системы; 17-гибкий шланг с пожарным ручным стволом.

На пассажирских судах, а также на судах, где магистраль водотушения защищена судовыми перекрытиями и устранена возможность замерза­ния воды в трубах, трубопровод системы всегда находится под напором воды, что обеспечивает постоянную ее готовность к действию. При этом отпадает необходимость в случае пожара передавать в машинное отделение распоряжения из рулевой рубки или специального пожарного поста о заполнении трубопровода водой или о дистанционном запуске насоса.

Напор воды в системе водотушения без круглосуточной работы пожар­ного насоса может поддерживаться напорными пневмогидравлическими цистернами. Пневмогидроцистерна, находящаяся постоянно под напором воды системы, при неработающем насосе будет снабжать водой пожарные рожки и другие потребители системы до тех пор, пока в ней не израсхо­дуется определенное количество воды и не снизится до определенного уровня давление, при котором сработает реле минимального давления и включит в работу пожарный насос. Насос будет работать пока не запол­нится пневмогидроцистерна и в системе не создастся определенное давле­ние, при котором сработает реле максимального давления и выключит электродвигатель насоса. Если предусмотрена непрерывная работа насоса, при достижении требуемого напора воды насос будет продолжать работать в специальном режиме нулевого расхода с минимально возможной и необ­ходимой для поддержания требуемого напора производительностью, а нагнетаемая вода через специальный клапан нулевого расхода будет удаляться за борт или перепускаться во всасывающий трубопровод (см. рис. 1). Установка такого клапана необходима, поскольку без перекачивания среды невозможно создание насосом напора в системе.

На сухогрузных судах в холодное время года магистраль водотушения на открытых палубах не может находиться под постоянным напором воды, так как вода в трубах может замерзнуть. На этих судах линейный магистральный трубопровод прокладывают по верхней палубе вдоль борта или продольных комингсов грузовых люков с таким расчетом, чтобы он не мешал грузовым операциям. Магистраль получает воду от пожарных насосов, размещенных в машинном отделении. В пределах корпуса, надстроек и рубок трубопроводы проложены под подволоком и вдоль верхних частей стенок коридоров, проходов и вспомогательных помещений. Если трубы проходят через отапливаемые помещения, их поверхности во избежание отпотевания изолируют.

На нефтеналивных судах магистральный трубопровод прокладывают по верхней палубе под переходным мостиком и обслуживают насосами, установленными в машинном отделении, и мотонасосом, размещенным в носовой части корпуса. Магистраль

Рис 4. Принципиальная схема системы водяного пожаротушения на сухогрузе.

системы водотушения соединена на палубе с магистралью системы орошения палубы. Пример системы водотушения представлена на рис.4.

На наливных судах, как и на сухогрузных, в зимнее время года маги­страль водотушения на открытых частях палубы, надстроек и рубок не находится под напором воды. Для спуска воды из труб, находящихся на открытых палубах и в неотапливаемых помещениях, используют спускные пробки, устанавливаемые в наиболее низких местах трубопро­водов. Для отключения наружных участков магистрали в холодное время года применяют разобщительные клапаны, устанавливаемые в отапливае­мых помещениях.

Если на судне несколько машинных и котельных отделений и несколько, главных вертикальных противопожарных зон в пределах которых расположены источники энергии для двигателей насосов, последние рас­средоточивают между отдельными отсеками. Образованные таким образом автономные районы, число которых на судах большого водоизмещения достигает 4—6, обеспечивают высокую живучесть системы. Магистраль­ный трубопровод в виде кольца разделяют на отдельные автономные участки разобщительной арматурой, снабженной дистанционными элек­трическими или валиковыми приводами, управляемыми с палубы. Уста­навливают также разобщительные клапаны, разделяющие кольцевой трубопровод на ветви правого и левого бортов. Пожарные насосы должны при этом обеспечивать подачу воды в магистраль каждого борта независимо.В тех случаях, когда система водотушения не снабжает рабочей водой водоводяные эжекторы и лафетные стволы, можно устанавливать пожар­ные насосы, развивающие напоры 60—80 м вод. ст. При обслуживании эжекторов и лафетных стволов напоры пожарных насосов должны соста­влять не менее 100—120 м вод. ст.

На морских транспортных судах в системах водотушения используют стальные трубы, диаметры которых, определенные на основании гидра­влического расчета, составляют 50—175 мм.

Вместо стальных оцинкованных труб и арматуры могут быть исполь­зованы стальные футерованные, медные, а также медноникелевые с брон­зовой и латунной арматурой.

Цель гидравлического расчета системы водотушения — выбрать произ­водительность и напор пожарных насосов, определить диаметры труб и проверить производительность пожарных струй. Правилами противо­пожарного оборудования и снабжения морских судов Морского Регистра Судоходства РФ в зависимости от назначения и типов судов, их валовой вместимости установлены минимальные количества и минимальные производительности пожарных насосов, которые должны обеспечивать не только работу расчетного числа пожарных струй, но и снабжение водой других потребите­лей системы.

В проекте Правил минимальное расчетное количество и производитель­ность одновременно работающих пожарных струй предполагается регла­ментировать в зависимости от типа и валовой вместимости судна. По суще­ствующим же Правилам оно должно составлять не менее 15% общего количества всех установленных на судне пожарных рожков, но не менее трех, а для судов с главными двигателями мощностью до 150 л. с. не менее двух.

По существующим Правилам, создаваемый каждым независимым пожарным насосом напор при расчетной производительности должен обеспечить для вертикальной водяной струи, выбрасываемой из ручного пожарного ствола шланга, присоединенного к пожарному рожку в любом месте судна, высоту не менее 12 м.

При этом Правилами регламентируется диаметр насадка (спрыска) ручного пожарного ствола. Так, например, внутренний диаметр ручных пожарных стволов для судов валовой вместимостью до 4000 рег. т должен быть равен 15 мм, а для судов валовой вместимостью 4000 рег. т и более - 20 мм.

Таким образом, существующие Правила регламентируют величину производительности пожарных струй и высоту их сплошной вертикальной части, являющуюся определяющим параметром радиуса действия струи. Разрабатываемый проект Правил также регламентирует величину произ­водительности пожарных струй ручных стволов.