АНАЛИЗ АВТОМАТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ПОЖАРОТУШЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 614.84

Железников А.В.

магистрант кафедры «Машины и оборудование нефтегазовых и химических производств» Самарский государственный технический университет (г. Самара, Россия)

АНАЛИЗ АВТОМАТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Аннотация: в работе описываются автоматические установки пожаротушения (АУПТ), принцип работы, их классификация, а также особенности применения.

Ключевые слова: пожар, автоматические системы, пенное тушение, пожарная сигнализация.

Принцип работы автоматических систем пожаротушения заключается в подключении комплекса оборудования АУПТ к системам охранно-пожарной сигнализации. При возникновении признаков возгорания на объекте срабатывают различные датчики, передавая сигнал тревоги на пульт охранной сигнализации. Затем автономно активируются механизмы, отвечающие за устранение очагов возгорания с использованием разных огнетушащих веществ. Параллельно запускаются системы эвакуации людей и закрываются вентиляционные отверстия для обеспечения герметичности системы.

Автоматические противопожарные системы бывают разных видов и имеют сложную классификацию, основанную на характеристиках. Основные типы классификации включают водяные, газовые, порошковые, аэрозольные, пенные и комбинированные системы. Важным фактором при выборе системы является тип огнетушащего вещества, который должен соответствовать специфике защищаемого объекта.

В водяных системах пожаротушения в качестве огнетушащего вещества используется вода или вода со специальными добавками. Преимуществами воды являются её дешевизна, доступность и универсальность. Она хорошо охлаждает поверхности и обладает высокой теплоёмкостью, скрытой теплотой испарения и химической инертностью. В настоящее время около 90 % пожаров тушатся благодаря водяным установкам. Однако существуют ограничения при использовании воды для тушения некоторых веществ, таких как металлы, металлоорганические соединения, карбиды и гидриды металлов, раскалённый уголь и железо. Также вода не подходит для тушения нефти и нефтепродуктов, так как это может привести к выбросу или разбрызгиванию горящих продуктов. Водяные системы автоматического пожаротушения делятся на спринклерные и дренчерные, в зависимости от типа тушения пожара: объёмного или локального. Спринклерные системы состоят из сети трубопроводов с огнетушащим веществом и используют спринклеры — специальные насадки, которые автоматически открываются при повышении температуры. Дренчерные системы представляют собой комплексные системы с оросителями с открытыми выходными отверстиями, распыляющими воду строго над местом возгорания.

Газовые системы пожаротушения используют инертные или химически активные газы для подавления горения. В качестве огнетушащих веществ (ОТВ) применяются различные газы, свойства которых тщательно подбираются в зависимости от типа защищаемого объекта и класса пожара. Наиболее распространены: Аргон, азот, углекислый газ (СО2). Они подавляют горение, вытесняя кислород из зоны возгорания и снижая концентрацию кислорода до уровня, при котором горение становится невозможным. Углекислый газ, например, обладает высокой эффективностью, но может быть токсичен при высоких концентрациях, что требует тщательного проектирования системы и обеспечения вентиляции после срабатывания. Азот и аргон, в свою очередь, более безопасны для людей, но требуют более высоких концентраций для достижения аналогичного эффекта.

Принцип работы газовых АУПТ заключается в быстром заполнении защищаемой зоны огнетушащим газом через систему распылителей. Эти распылители располагаются стратегически, чтобы обеспечить равномерное распределение газа по всему объему, включая труднодоступные места. Система срабатывает автоматически при обнаружении пожара датчиками (тепловыми, дымовыми, пламенными) или вручную, через специальный пульт управления. После срабатывания газ быстро рассеивается, не оставляя следов, кроме необходимости проветривания помещения. Это огромное преимущество перед другими видами пожаротушения, поскольку не требуется длительная и сложная уборка после ликвидации пожара. Однако стоимость газовых систем обычно выше, чем у порошковых.

Порошковые системы пожаротушения используют мелкодисперсный огнетушащий порошок, который распыляется в зону возгорания. Порошок препятствует горению несколькими механизмами: теплопоглощение, изоляция очага возгорания от кислорода, разрушение цепных реакций горения. Порошки эффективны против пожаров классов А (твердые вещества), В (жидкости), С (газы) и также против пожаров электрооборудования (класса Е), но при этом их применение может быть ограничено из-за необходимости последующей очистки загрязненных помещений. Выбор типа системы зависит от конкретных требований к защите. Порошковые системы часто используются в архивах, музеях, серверных комнатах и других местах, где важно сохранить ценное имущество, не поврежденное водой или газом. Однако попадание порошка на оборудование может привести к его поломке, поэтому необходима тщательная очистка после срабатывания. Кроме того, некоторые виды порошков могут быть коррозионно-активными, что также следует учитывать при выборе системы.

Аэрозольные системы пожаротушения представляют собой инновационный подход к борьбе с огнем, отличающийся от традиционных методов, таких как водные или пенные системы. В основе их работы лежит генерация аэрозоля - смеси негорючих твердых микрочастиц, взвешенных в

газе. Эти микрочастицы, являющиеся огнетушащим веществом (ОТВ), образуются в результате контролируемого процесса горения специальной смеси внутри герметичного генератора. Выходящий из генератора аэрозоль имеет высокую температуру, варьирующуюся в зависимости от состава и конструкции генератора, от 130 до 500°С и выше. Примечательно, что процесс горения внутри генератора и частично после его выхода продолжается, что обеспечивает интенсивное образование и распространение аэрозольного облака. Состав ОТВ является ключевым фактором эффективности аэрозольной системы. Он обычно включает в себя химические соединения, обладающие несколькими механизмами огнетушащего действия. Во-первых, микрочастицы аэрозоля эффективно поглощают тепло, снижая температуру зоны горения до уровня, при котором дальнейшее распространение пламени становится невозможным. Во-вторых, они образуют на поверхности горящих материалов тонкую пленку, изолирующую их от кислорода и препятствующую дальнейшему горению. В-третьих, высокая концентрация аэрозольных частиц в воздухе вытесняет кислород из зоны горения, создавая среду, не поддерживающую горение, - это эффект разбавления кислорода. Наконец, некоторые компоненты ОТВ могут непосредственно взаимодействовать с продуктами горения, ускоряя их остывание и способствуя самозатуханию.

Важно отметить, что состав и свойства аэрозольного ОТВ строго регламентируются и проходят тщательные испытания на безопасность и эффективность. Современные аэрозольные генераторы разработаны с учетом минимизации образования токсичных веществ, хотя полное отсутствие вредных выбросов в процессе работы достичь невозможно. Поэтому эвакуация персонала из защищаемого помещения до начала работы системы является обязательным условием применения аэрозольного пожаротушения. На время работы системы необходимо обеспечить герметизацию помещения, чтобы избежать утечки аэрозоля и обеспечить максимальную эффективность. Сфера применения аэрозольных систем пожаротушения достаточно широка. Они особенно эффективны в местах, где использование традиционных методов

тушения затруднено или нежелательно. Это включает в себя объекты с большим количеством электрооборудования (серверные комнаты, электрощитовые, подстанции), где вода может привести к короткому замыканию, гаражи, где легковоспламеняющиеся жидкости представляют повышенную опасность, невзрывоопасные склады различных материалов, лаборатории, где необходимо защитить дорогостоящее оборудование, промышленные и производственные объекты, транспортные средства (автомобили, самолеты - в зависимости от модификаций систем). Также аэрозольные системы могут применяться для защиты небольших помещений, таких как архивы или музеи.

В отличие от аэрозольных систем, пенные установки пожаротушения используют в качестве огнетушащего вещества пену - коллоидную систему, состоящую из жидких пузырьков, заполненных газом. Пена действует главным образом как изолирующее вещество, препятствуя доступу кислорода к горящим материалам. Эффективность пенных систем зависит от типа пены (воздушно-механическая, химическая, низко- или высокократная), ее вязкости и способности к растеканию. Пенные установки широко применяются для тушения пожаров класса В (легковоспламеняющиеся и горючие жидкости) -как в резервуарах, так и в открытых емкостях, а также для тушения пожаров класса А (твердых материалов), особенно если присутствует значительное количество горючих жидкостей. Например, пенные системы часто используются на нефтеперерабатывающих предприятиях, складах ГСМ и в других местах, где хранятся и используются легковоспламеняющиеся и горючие жидкости.

Однако пенные системы имеют свои ограничения. Они менее эффективны при тушении пожаров класса С (газовых пожаров), а также могут нанести ущерб электрооборудованию из-за своей электропроводимости (хотя существуют специальные электропроводящие пены). Кроме того, использование больших объемов пены может создать дополнительные проблемы при ликвидации последствий пожара. Поэтому выбор между

аэрозольной и пенной системой пожаротушения зависит от конкретных условий и требований к защищаемому объекту. Необходимо учитывать тип потенциальных пожаров, наличие электрооборудования, требования к безопасности персонала и экономические факторы. Проектирование систем пожаротушения должно проводиться квалифицированными специалистами с учетом всех этих параметров, а выбор системы должен базироваться на результатах детального анализа рисков. Регулярное техническое обслуживание и проверка работоспособности любой системы пожаротушения являются обязательными условиями обеспечения пожарной безопасности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Аксютин В.П. Пожарная безопасность // под ред. В.П. Аксютин, Н.А. Шелудько. - М.: Транс, 2009. - С. 24;

2. Анализ пожарной опасности и защиты технологического оборудования: Учебник / под ред. В.П. Назарова и В.В. Рубцова. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. - С. 21;

3. Бадагуев Б.Т. Пожарная безопасность на предприятии: Приказы, инструкции, положения. - М.: Альфа-Пресс, 2013;

4. Горячев С.А. Пожарная профилактика технологических процессов. - М.: ВИПТШ, 2010. - С. 21;

5. Горячев С.А., Обухов А.Н., Рубцов В.В., Швырков С.А. Основы технологии, процессов и аппаратов пожаровзрывоопасных производств. Учебное пособие - М.: Академия ГПС МЧС России, 2003. - С. 93;

6. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования;

7. Соломин В.П. Пожарная безопасность: Учебник для студентов учреждений высшего профессионального образования. М.: ИЦ Академия, 2013. - С. 4;

8. ФЗ-123 "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности", 12. НПБ 110-03 "Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования,

подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией";

9. СП 5.13130.2009, о проектировании систем АПС/АУПТ в зданиях, сооружениях на стадии проектирования, строительства

Zheleznikov A.V.

Samara State Technical University (Samara, Russia)

ANALYSIS OF AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHING SYSTEMS

Abstract: the paper describes automatic fire extinguishing systems (AFES), their operating principle, their classification, and application features.

Keywords: fire, automatic systems, foam extinguishing, fire alarm.