Тушение пожара представляет собой совокупность мероприятий, которые направлены на устранение огня. Данный комплекс включает в себя множество методов.
Основные способы - принудительная ликвидация источника пламени, охлаждение среды горения и горючего вещества и обеднение содержания кислорода в воздухе. Все это необходимо для того, чтобы снизить температуру верхнего слоя горючего вещества путем отвода основной части тепла. Уменьшение процента содержания кислорода производится при помощи введения смесей либо паров некоторых веществ, причем тушение пожара в таком случае осуществляется именно за счет замедления реакции окисления горючих тел.
Помимо этого, широко распространен метод изоляции горючего вещества, который заключается в предотвращении поступления кислорода в зону окисления. Для этого необходимо покрыть область горения огнетушащим веществом, к примеру, химической пеной или порошком.
Тушения пожаров также включают в себя химические и механические пути устранения огня, под которыми подразумеваются торможение комплекса окислительно-восстановительных реакций, а также непосредственная ликвидация при помощи струи воды или газа под давлением.
Достигается при совместном использовании огнетушащих веществ (вода и водяной пар, песок, пена, пожаротушащие составы, а также устойчивые к подобным воздействиям ткани) и технических конструкций (краны, гидранты, рукава, насосы и т. д.).
Выбор применения происходит по виду, характеру и параметрам пожара, состоянию среды и агрегатных свойств веществ, работоспособности и эффективности систем тушения огня.
Технические средства, которыми выполняется тушение пожара, включают в себя гидранты. Это устройства для забора воды из системы водопроводов. - комплектное устройство, состоящее из трубопровода, вентиля, рукава и ствола. К хранению данного средства тушения огня предъявляется множество требований, призванных сохранить его работоспособность.
Устранение некрупных очагов возгорания может быть произведено при помощи первичных средств тушения пожаров, к числу которых традиционно относят огнетушители различных конструкций, а также пожарный инструмент и инвентарь. Классификация огнетушителей выполняется по типу огнетушащего вещества. Различают газовые, пенные и порошковые.
Тушение пожара при помощи газовых огнетушителей осуществляется при помощи углекислотного состава, который необходим для гашения твердых и жидких веществ. В свою очередь, пенные огнетушители используются для устранения горения жидких и Недостатком подобных огнетушителей является то, что их запрещено применять для тушения материалов, взаимодействие с которыми способно вызвать взрыв. К примеру, им нельзя устранить возгорание на электрооборудовании, которое находится под напряжением. нашли применение для веществ всех агрегатных состояний. Что немаловажно, они могут использоваться для пожаротушения электроустановок до 1000 В, которые находятся под напряжением.
Средства тушения пожаров.
Все средства делят на подручные, первичные, стационарные и передвижные.
Подручные – вещества и предметы, заранее не подготовленные для тушения пожара.
К ним относятся песок, земля, вода, одеяло из плотной материи. Песок можно использовать в большинстве случаев. Он охлаждает горючее вещество, затрудняет доступ воздуха к нему и механически сбивает пламя.
Первичные средства – средства, заранее приготовленные для тушения пожара. Это огнетушители, пожарный инвентарь (песок в ящиках, кошма), инструменты (топоры, лопаты, багры), пожарное оборудование (стволы, рукава, пожарные колонки, пожарные насосы, мотопомпы). Пожарное оборудование также можно отнести и к стационарным средствам.
В зависимости от применяемого огнегасительного вещества огнетушители бывают жидкостные, химические пенные, воздушно- пенные, порошковые, углекислотные, хладоновые и комбинированные.
Стационарные средства – Они предназначены для противопожарной защиты (тушение или локализация пожаров) зданий, сооружений, технологического оборудования и одновременной подачи сигнала пожарной тревоги.
К ним относятся:
1. Автоматические установки пожаротушения . Они срабатывают при превышении контролируемых пожаром установленных значений.
Применяют спринклерные и дренчерные установки водяного тушения, установки воздушно-пенного, газового (углекислотный пар), порошкового тушения.
Спринклерные установки состоят из разветвленной сети трубопроводов, которые располагаются под потолком в местах пожарной опасности. Трубопроводы снабжаются спринклерными головками, смонтированными в трубопровод оросителями с запорным устройством выходного отверстия, вскрывающимися при срабатывании теплового замка. После того, как при повышении температуры открывается легкоплавкий замок спринклера, площадь горения начинает орошаться водой.
Дренчерные установки отличаются тем , что дренчеры (оросители без легкоплавких замков) всегда открыты. Вода (или пена) поступает в систему после срабатывания датчиков. Трубопроводы с дренчерными головками прокладывают вдоль стен зданий, которые в отличии от спринклерных всегда открыты. Дренчерная сеть получает воду только во время действия, когда при пожаре открывают запорный вентиль. Вода в них орошает защищаемую полосу в виде завесы.
Установки тушения химической пеной применяются на складах легковоспламеняющихся жидкостей. Пена образуется в специальных пеногенераторах из специального порошка - смеси сернокислого алюминия и бикарбоната натрия, обработанного экстрактом солодкового корня - и воды. При попадании на горящую поверхность пена изолирует ее от зоны горения. Кроме того, она охлаждает верхний нагретый слой горящей поверхности.
Установки тушения воздушно - механической пеной применяются на складах нефтепродуктов и трудно смачивающихся материалов.
Установки углекислотного тушения находят применение при тушении любых пожаров.
Установки тушения паром применяют для тушения пожаров в закрытых помещениях там, где есть котельные. При введении пара в закрытое помещение(в количестве 25%), он охлаждает горящие предметы и понижает содержание кислорода в воздухе, благодаря чему горение прекращается.
В последние годы в качестве средств тушения пожаров применяют порошковые составы на основе неорганических солей щелочных металлов. Они отличаются высокой огнетушащей эффективностью и универсальностью, т. Е. способны тушить любые материалы, в том числе нетушимые всеми другими средствами.
Установки порошкового тушения могут быть централизованные и модульные (состоят из одного или нескольких модулей, способных самостоятельно производить пожаротушение. В их корпусе совмещены функции хранения и подачи огнетушащего вещества при воздействии пускового импульса)
2. Пожарный кран , снабженный рукавом и стволом. Служит для отбора воды из внутреннего противопожарного водопровода. Размещают в специальных пожарных шкафах.
3. Гидранты . Пожарные гидранты представляют собой арматуру (незамерзающие краны для присоединения рукавов) для отбора воды из наружного (подземного) водопровода. Служат для питания пожарных рукавов от водопроводных сетей вне помещения. Устанавливают в специальных колодцах. При необходимости открывают его крышку и навертывают на него пожарную колонку. Подъезд к гидрантам должен быть всегда открыт.
Передвижные средства : пожарные машины, поезда, специальные морские и воздушные суда.
Основные понятия
Пожаром называют неконтролируемое горение, развивающееся во времени и пространстве, опасное для людей и наносящее материальный ущерб. Пожарная и взрывная безопасность – это система организационных и технических средств, направленная на профилактику и ликвидацию пожаров и взрывов.
Пожары на промышленных предприятиях, на транспорте, в быту представляют большую опасность для людей и причиняют огромный материальный ущерб. Поэтому вопросы обеспечения пожарной и взрывной безопасности имеют государственное значение.
Рассмотрим физико-химические основы процесса горения. Горение – это сложное, быстропротекающее физико-химическое превращение веществ, сопровождающееся выделением тепла и света. Примером таких экзотермических реакций 1 горения может служить взаимодействие углерода, водорода и метана с кислородом:
1 Экзотермическими называют химические реакции, протекающие с выделением тепла.
С+О 2 = СО 2 + 383,5 кДж/моль; (1)
2Н 2 +О 2 = 2Н 2 О +517,7 кДж/моль; (2)
СН 4 + 2С 2 = СО 2 + 2Н 2 О + 882,0 кДж/моль. (3)
Таким образом, для протекания процесса горения требуется наличие трёх факторов: горючего вещества, окислителя и источника зажигания (импульса). Чаще всего окислителем является кислород воздуха, но его роль могут выполнять и некоторые другие вещества: хлор, фтор, бром, йод, оксиды азота и др. Некоторые вещества (например, сжатый ацетилен, хлористый азот, озон) могут взрываться с образованием тепла и пламени. Горение большинства веществ прекращается, когда концентрация кислорода понижается с 21 до 14–18%. Некоторые вещества, например, водород, этилен, ацетилен, могут гореть при содержании кислорода воздуха до 10% и менее.
Источниками зажигания могут служить случайные искры различного происхождения (электрические, возникшие в результате накопления статического электричества, искры от газо- и электросварки и т.д.), нагретые тела, перегрев электрических контактов и др.
Различают полное и неполное горение. Процессы полного горения протекают при избытке кислорода, а продуктами реакции являются вода, диоксиды серы и углерода, т. е. вещества, не способные к дальнейшему окислению. Неполное горение происходит при недостатке кислорода, продуктами реакции в этом случае являются токсичные и горючие (т. е. способные к дальнейшему окислению) вещества, например, оксид углерода, спирты, альдегиды, кетоны и др.
В зависимости от свойств горючей смеси горение бывает гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении горючее вещество и окислитель имеют одинаковое агрегатное состояние (например, смесь горючего газа и воздуха), а при гетерогенном – вещества при горении имеют границу раздела (например, горение твёрдых или жидких веществ в контакте с воздухом).
По скорости распространения пламени различают следующие виды горения: дефлаграционное (скорость распространения пламени – десятки метров в секунду), взрывное (сотни метров в секунду) и детонационное (тысячи метров в секунду). Для пожаров характерно дефлаграционное горение.
Принято различать бедные и богатые горючие смеси в зависимости от соотношения горючего и окислителя. Бедные смеси содержат в избытке окислитель, а богатые – горючее.
Процессы возникновения горения следующие:
§ вспышка – быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов;
§ возгорание – возникновение горения под действием источника зажигания;
§ воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени;
§ самовозгорание – явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества при отсутствии источника зажигания;
§ самовоспламенение – самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.
Взрыв – чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.
При пожаре на людей воздействуют следующие опасные факторы: повышенная температура воздуха или отдельных предметов, открытый огонь и искры, токсичные продукты сгорания (например, угарный газ), дым, пониженное содержание кислорода в воздухе, взрывы и др.
Оценим пожарную опасность (пожароопасность) различных веществ и материалов, учитывая их агрегатное состояние (твердое, жидкое или газообразное). Основные показатели пожарной опасности – температура самовоспламенения и концентрационные пределы воспламенения.
Температура самовоспламенения – минимальная температура вещества или материала, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся пламенным горением. Отличие этого процесса от процесса возгорания заключается в том, что при последнем процессе загорается только поверхность вещества или материала, а при самовоспламенении горение происходит во всём объёме. Процесс самовоспламенения происходит только в том случае, если количество теплоты, выделяемое в процессе окисления, превысит её отдачу в окружающую среду.
Смеси горючих газов, паров и пыли с окислителем способны гореть только при определенном соотношении в них горючего вещества. Минимальную концентрацию горючего вещества, при котором оно способно загораться и распространять пламя, называют нижним концентрационным пределом воспламенения. Наибольшую концентрацию, при которой ещё возможно горение, называют верхним концентрационным пределом воспламенения. Область концентрации между этими пределами представляет собой область воспламенения.
Значения нижнего и верхнего пределов воспламенения не являются постоянными, а зависят от мощности источника воспламенения, содержания в горючей смеси инертных компонентов, температуры и давления горючей смеси.
Кроме концентрационных различают и температурные пределы (нижний и верхний) воспламенения, под которыми понимают такие температуры вещества или материала, при которых его насыщенные горючие пары образуют в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам распространения пламени.
Температура воспламенения – это минимальная температура вещества или материала, при которой они выделяют горючие пары и газы с такой скоростью, что при наличии источника зажигания возникает устойчивое горение. После удаления этого источника вещество продолжает гореть. Таким образом, температура воспламенения характеризует способность вещества к самостоятельному устойчивому горению.
Температура вспышки (t всп ) – это минимальная температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхнуть от источника. Скорость образования горючих газов при вспышке еще недостаточна для возникновения пламени.
Температура вспышки используется для характеристики всех горючих жидкостей по пожарной опасности. По этому показателю все горючие жидкости делятся на два класса: легковоспламеняющиеся (ЛВЖ), к которым относятся жидкости с температурой вспышки до 61°С (бензин, ацетон, этиловый спирт и др.) и горючие (ПК) с температурой вспышки выше 61°С (масло, мазут, формалин и др.).
Температура воспламенения, температура вспышки, а также температурные пределы воспламенения относятся к показателям пожарной опасности. В табл. 22.1 представлены эти показатели для некоторых технических продуктов.
Пыли многих твердых горючих веществ, взвешенные в воздухе, образуют с ним воспламеняющиеся смеси. Минимальную концентрацию пыли в воздухе, при которой происходит ее загорание, называют нижним концентрационным пределом воспламенения пыли. Понятие верхнего концентрационного предела воспламенения для пыли не применяется, так как невозможно создавать очень большие концентрации пыли во взвешенном состоянии. Сведения о нижнем концентрационном пределе воспламенения (НКПВ) некоторых пылей представлены в табл. 22.2.
Кроме рассмотренных характеристик пожароопасности веществ и материалов, используется понятие горючести вещества или материала, т. е. их способности к горению. По этому признаку все вещества делятся на горючие (сгораемые), трудногорючие (трудносгораемые) и негорючие (несгораемые).
Горючими называют такие вещества и материалы, которые продолжают гореть и после удаления источника зажигания. Трудносгораемые вещества способны возгораться на воздухе от источника зажигания, но после его удаления самостоятельно гореть не могут. Негорючие вещества и материалы не способны гореть на воздухе. Для количественной характеристики горючести веществ и материалов используют показатель возгораемости В:
где – количество теплоты, полученный от источника поджигания;
Q 0 – количество теплоты, выделяемой образцом при горении в процессе испытания.
Если величина В более 0,5, то материалы относят к сгораемым, для трудносгораемых В = 0,1–0,5, а для несгораемых – В менее 0,1.
Основными причинами пожаров на производстве являются нарушение технологического режима работы оборудования, неисправность электрооборудования, плохая подготовка оборудования к ремонту, самовозгорание различных материалов и др. В соответствии с нормативными документами (ГОСТ 12.1.044-84 «Пожарная безопасность» и ГОСТ 12.1.010-76 «Взрывобезопасность. Общие требования») вероятность возникновения пожара или взрыва в течение года не должна превышать 10 -6 (одной миллионной). Для предотвращения пожаров и взрывов необходимо исключить возможность образования горючей и взрывоопасной среды и предотвратить появление в этой среде источников зажигания.
При проектировании промышленных предприятий следует учитывать требования пожарной безопасности. Необходимо, чтобы используемые строительные конструкции обладали требуемой огнестойкостью, т. е. способностью сохранять под действием высоких температур пожара свои рабочие функции, связанные с огнепреграждающей, теплоизолирующей или несущей способностью.
Огнепреграждающая способность строительных конструкций характеризует их стойкость к образованию трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя.
Теплоизолирующая способность конструкции зависит от их способности к прогреву. Многие строительные материалы плохо проводят тепло (обладают низкой теплопроводностью). Это объясняется тем, что они имеют пористую структуру, причем в их ячейках заключен воздух, теплопроводность которого мала. Огнестойкость по теплоизолирующей способности характеризуется повышением температуры в любой точке на необогреваемой поверхности конструкции более чем на 190°С по сравнению с ее первоначальной температурой (до нагрева).
Потеря несущей способности строительной конструкции характеризуется ее обрушением или прогибом.
Количественно огнестойкость строительных конструкций характеризуют пределом огнестойкости, т. е. временем (в часах или минутах), по истечении которого строительная конструкция теряет несущую или ограждающую способность 1 .
1 Потеря ограждающей способности – это образование в несущих конструкциях трещин, через которые в соседние помещения могут проникать продукты горения и пламя, или прогрев строительных конструкций до таких температур, при которых возможно самовоспламенение веществ в смежных помещениях.
Для повышения огнестойкости зданий и сооружений их металлические конструкции оштукатуривают или облицовывают материалами с низкой теплопроводностью, например, гипсовыми плитами. Хороший эффект дает окрашивание металлических и деревянных конструкций специальными огнезащитными красками (например, типа ВПМ). Для защиты деревянных конструкций от огня их также оштукатуривают или пропитывают антипиренами 2 (например, фосфорнокислым или сернокислым аммонием и др.).
2 Антипирены – это химические вещества, придающие древесине негорючесть.
Существенное значение имеет зонирование территорий, которое заключается в группировании на территории предприятий, цехов и участков с повышенной пожарной опасностью в определенных местах (с подветренной стороны). Кроме того, необходимо учитывать рельеф местности. Например, склады и резервуары с горючим надо располагать в низких местах, чтобы при возникновении пожара разлившаяся горючая жидкость не могла стекать к низлежащим зданиям и сооружениям.
Для того чтобы огонь при пожаре не распространялся с одного здания на другое, их располагают на определенном расстоянии друг от друга. Это расстояние называют противопожарным разрывом. Для различных категорий зданий противопожарные разрывы составляют 9–18 м.
Для защиты от пожара в зданиях устраивают противопожарные преграды, т. е. конструкции с нормируемым пределом огнестойкости, препятствующие распространению огня из одной части здания в другую. К этим преградам, имеющим предел огнестойкости не менее 2,5 ч, относятся стены, перегородки, перекрытия, двери, ворота, окна и др.
При проектировании и строительстве необходимо предусмотреть пути эвакуации работающих, т.е. пути, ведущие к эвакуационному выходу на случай возникновения пожара. Здания и сооружения должны быть снабжены устройствами, предназначенными для удаления дыма при пожаре: аэрационными фонарями, специальными дымовыми люками и др.
Рассмотрим основные способы тушения пожаров и применяемые при этом огнегасительные вещества.
Для тушения пожара используют следующие средства: разбавление воздуха негорючими газами до таких концентраций кислорода, при которых горение прекращается; охлаждение очага горения ниже определенной температуры (температуры горения); механический срыв пламени струей жидкости или газа; снижение скорости химической реакции, протекающей в пламени; создание условий огнепреграждения, при которых пламя распространяется через узкие каналы.
Огнегасительньми называют вещества, которые при введении в зону сгорания прекращают горение. Основные огнегасящие вещества и материалы – это вода и водяной пар, химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, негорючие газы, галоидоуглеводородные огнегасительные составы и сухие огнетушащие порошки.
Наиболее распространенным веществом, применяемым для тушения пожара, является вода. Она снижает температуру очага горения. При нагреве до 100°С 1 литра воды поглощается приблизительно 4 10 5 Дж теплоты, а при испарении – 22 10 5 Дж. Водяной пар (из 1 литра воды образуется около 1700 л пара) препятствует доступу кислорода к горящему веществу. Вода, подаваемая к очагу горения под большим давлением, механически сбивает пламя, что облегчает тушение пожара. Воду не применяют для тушения щелочных металлов (натрия, калия), карбида кальция, а также легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, плотность которых меньше плотности воды (бензин, керосин, ацетон, спирты, масла и др.), так как они всплывают на поверхность воды и продолжают гореть на поверхности. Вода хорошо проводит электрический ток, поэтому ее не используют для тушения электроустановок, находящихся под напряжением (это приводит к короткому замыканию).
Водяной пар можно применять для тушения ряда твердых, жидких и газообразных веществ. Наибольший эффект от применения водяного пара достигается в помещениях, объем которых не превышает 500 м 3 , а также при пожарах, возникших на небольших открытых площадках.
Химические и воздушно-механические пены 1 применяют для тушения твердых и жидких веществ, не взаимодействующих с водой. Одной из основных характеристик этих пен является их кратность, т. е. отношение объема пены к объёму её жидкой фазы.
1 Пеной называют неоднородную систему, состоящую из жидкости и распределенных в ней пузырьков воздуха или газа.
Воздушно-механическую пену получают в специальных пенообразующих аппаратах с использованием пенообразователей (ПО-1С, ПО-6К, ПО-ЗА, «САМПО» и др.). Различают воздушно-механическую пену низкой (до 20), средней (20–200) и высокой (свыше 200) кратности. Воздушная пена, полученная пенообразователем ПО-1C и некоторыми другими, пригодна для тушения некоторых ЛВЖ и ГЖ (спиртов, ацетона, эфиров и др.).
Химическая пена образуется при взаимодействии растворов кислот и щелочей в присутствии пенообразователя. Она состоит из водного раствора минеральных солей, пенообразователя и пузырьков углекислого газа. Ее стоимость выше, чем воздушно-механической пены, поэтому использование химической пены при пожаротушении имеет тенденцию к сокращению. При тушении пожаров пеной покрывают горящие вещества, препятствуя тем самым поступлению горючих газов и паров к очагу горения.
Применение инертных и негорючих газов (аргон, азот, галоидированные углеводороды и др.) основано на разбавлении воздуха и снижении в нем концентрации кислорода до значений, при которых горение прекращается. Так, углекислый газ (диоксид углерода) используется для тушения горящих складов ЛВЖ, аккумуляторных станций, электрооборудования, печей и др. Его нельзя применять для тушения щелочных и щелочноземельных металлов, тлеющих материалов и некоторых других. Для тушения этих материалов лучше применять аргон, а в некоторых случаях и азот. Высокими огнегасительными свойствами обладают и галоидированные углеводороды (хладоны, бромистый этил и др.).
К числу жидких огнегасительных веществ относятся водные растворы некоторых солей, например, бикарбоната натрия, хлористого кальция, хлористого аммония, аммиачно-фосфорных солей и др. Их действие при тушении пожара основано на образовании на поверхности горящего материала изолирующих пленок, возникающих при испарении из растворов солей воды. Эти пленки препятствуют проникновению кислорода к поверхности горящего материала. Кроме того, на испарение воды затрачивается значительное количество теплоты, что приводит к понижению температуры очага горения. При разложении некоторых солей в результате горения в воздухе выделяются негорючие газы, снижающие концентрацию кислорода.
Порошковые огнегасительные составы препятствуют поступлению кислорода к поверхности горящего материала. Их используют для тушения небольших количеств различных горючих веществ и материалов, при тушении которых нельзя применять другие огнесительные средства. Примером этих материалов могут служить хлориды калия и натрия, порошки на основе карбонатов и бикарбонатов натрия и калия.
Средства пожаротушения подразделяют на первичные, стационарные и передвижные (пожарные автомобили).
Первичные средства используют для ликвидации небольших пожаров и загорания. Их обычно применяют до прибытия пожарной команды. К первичным средствам относятся передвижные и ручные огнетушители, переносные огнегасительные установки, внутренние пожарные краны, ящики с песком, асбестовые покрывала, противопожарные щиты с набором инвентаря и др.
Различают ручные огнетушители (до 10 л) и передвижные (свыше 25 л). В зависимости от вида огнегасительного средства, находящегося в огнетушителях, они делятся на жидкостные, углекислотные, химические пенные, воздушно-пенные, хладоновые, порошковые и комбинированные. Жидкостные огнетушители заполнены водой с добавками, углекислотные – сжиженным диоксидом углерода, химические пенные – растворами кислот и щелочей, хладоновые - хладонами (например, марок 114В2,13В1); порошковые огнетушители заполнены порошковыми составами. Огнетушители маркируются буквами, характеризующими вид огнетушителя по разряду, и цифрой, обозначающей его объем в литрах.
Различают следующие виды углекислотных огнетушителей: ручные – ОУ-2А, ОУ-5, ОУ-8 и передвижные – ОУ-25, ОУ-80, ОУ-400. Эти огнетушители используют для тушения загораний некоторых материалов и электрических установок, работающих под напряжением до 1000 В.
Из химических пенных огнетушителей наиболее распространены на практике ОХП. Их применяют для ликвидации загораний твердых материалов и горючих жидкостей (при малых площадях горения).
Воздушно-пенные огнетушители маркируются как ОВП (например, ручные ОВП-5 и ОВП-10). Их используют для тушения загораний ЛВЖ, ГЖ, большинства твердых материалов (кроме металлов). Их нельзя использовать для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.
Хладоновые огнетушители маркируются как ОХ (например, OX-3, OX-7) или ОАХ-0,5 (в аэрозольной установке).
Порошковые огнетушители маркируются как ОПС (например, ОПС-10). Их используют для тушения металлов, ЛВЖ, ГЖ, кремнийорганических материалов, установок, работающих под напряжением до 1000 В.
Комбинированные огнетушители (например, типа ОК-10) используют для тушения горящих ЛВЖ и ГЖ. Их заряжают порошковыми составами ПСБ-3 и воздушно-механической пеной.
Стационарные установки предназначены для тушения пожаров в начальной стадии их возникновения. Они запускаются автоматически или с помощью дистанционного управления. Эти установки заправляются следующими огнетушащими средствами: водой, пеной, негорючими газами, порошковыми составами или паром.
К автоматическим установкам водяного пожаротушения относятся спринклерные и дренчерные установки. Отверстия, через которые вода поступает в помещение при пожаре, запаяны легкоплавкими сплавами. Эти сплавы плавятся при определенной температуре и открывают доступ распыляемой воде. Сведения о температуре вскрытия спринклерных головок представлены в табл. 22.3.
Каждая головка орошает помещение и находящееся в нем оборудование площадью до 9 м 2 .
В тех случаях, когда целесообразно подавать воду на всю площадь помещения, в котором возник пожар, применяют дренчеры, которые также представляют собой систему труб, заполненную водой, оборудованную распылительными головками-дренчерами. В них в отличие от спринклерных головок выходные отверстия для воды (диаметром 8, 10 и 12,7 мм) постоянно открыты. Спринклерные головки приводят в действие открыванием клапана группового действия, который в обычное время закрыт. Он открывается автоматически или вручную (при этом дается сигнал тревоги). Каждая спринклерная головка орошает 9–12 м 2 площади пола. Рис. 22.1 объясняет, как работает схема автоматического пожаротушения.
Система работает следующим образом. Пожарный датчик (извещатель) реагирует на появление дыма (дымовой извещатель), на повышение температуры воздуха в помещении (тепловой извещатель), на излучение открытого пламени (световой извещатель) и т.д. и подает сигнал включения системы подачи огнетушащих веществ, которые подаются к очагу загорания.
Пожарные датчики (извещатели) могут быть как ручные (пожарные кнопки, устанавливаемые в коридорах помещений и на лестничных площадках), так и автоматические. Последние, как уже сказано выше, подразделяются на тепловые, дымовые и световые.
Типы используемых на практике тепловых извещателей представлены в табл. 22.4.
В дымовых извещателях используют два основных способа обнаружения дыма – фотоэлектрический и радиоизотопный. Так, дымовые фотоэлектрические (ИДФ-1М) и полупроводниковые (ДИП-1) действуют на принципе рассеивания частицами дыма теплового излучения. Радиоизотопные извещатели дыма (РИД-1) основаны на эффекте ослабления ионизации межэлектродного промежутка заряженными частицами, входящими в состав дыма. Один дымовой извещатель устанавливается на 65м 2 защищаемой площади. Имеются комбинированные извещатели (КИ), реагирующие на теплоту и дым.
Сигнал от пожарных извещателей передается на пожарные станции, наиболее распространенные из них – ТЛО-10/100 (тревожная лучевая оптическая) и «Комар – сигнал 12 AM» (концентратор малой вместимости). В качестве передвижных средств пожаротушения используются пожарные автомобили (автоцистерны и специальные).
В период проведения самостоятельной работы изучить:
1.Безопасность жизнедеятельности: учебник / под ред. Э.А. Арустамова. - 15- изд., переаб. и доп. - М.: Изд.-торг. корп. Дашков и К, 2009. – базовый учебник .с. 425-429.
Контрольные вопросы
1. Что представляет собой процесс горения?
2. Каковы разновидности горения и их характеристики?
3. Каковы основные показатели пожароопасности веществ и материалов?
4. Каковы характеристики материалов по горючести?
5. Что представляет собой классификация производств по пожарной опасности?
6. Что такое огнестойкость строительной конструкции?
7. Какие существуют огнегасительные вещества?
8. Что представляют собой автоматические системы тушения пожара?
9. Назовите типы химических огнетушителей.
10. Назовите типы пожарных извещателей и принципы их работы.
Для прекращения горения необходимо выполнить хотя бы одно из следующих условий:
Изоляция очага горения от окислителя или снижение его концентрации разбавлением негорючими газами до значения, при котором процессы горения прекращаются;
Охлаждение очага горения до температуры ниже определенного предела;
Ингибирование (торможение) скорости химической реакции в пламени;
Механический срыв пламени воздействием взрыва, струей газа или воды;
Создание условий для огнепреграждения (например, заставить пламя распространяться по узким каналам).
Принципы прекращения горения реализованы в основных методах защита промышленных объектов при пожаре:
Применением средств пожаротушения и соответствующих видов пожарной техники;
Применением автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения;
Организацией с помощью технических средств, включая автоматические, своевременного оповещения и эвакуации людей;
Применением средств коллективной и индивидуальной защиты людей от опасных факторов пожара;
Применением средств противодымной защиты.
Огнетушащими средствами, применяемые в пожарной технике являются: вода, воздушно-механическая пена, инертные газы, галогеноуглеводородные составы, порошковые составы.
Пожарная техника, предназначенная для защиты промышленных предприятий, классифицируется на следующие группы: пожарные машины, установки пожаротушения, средства пожарной и охранной сигнализации, огнетушители, пожарное оборудование, ручной инструмент, инвентарь и пожарные спасательные устройства.
Рассмотрим некоторые из них.
При пожаротушении промышленных предприятий применяют пожарные автоцистерны, автолестницы, автонасосные станции, автомобили с установкам пенного и порошкового тушения и т.п. Число и виды автомобильных средств, необходимых для тушения пожара на предприятии, определяют в зависимости от категории производства по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности; пожароопасных свойств материалов, используемых в производстве; особенностей развития возможного пожара и времени возможного прибытия автомобилей на объект.
На предприятиях широко применяют установки водяного, пенного, парового, газового и порошкового пожаротушения. Тушение пожара водой является наиболее распространенным средством. Подаваемая в зону горения, вода нагревается и испаряется, снижая температуру горящих веществ. При испарении воды образуется большое количество пара, который вытесняет воздух из очага горения. Кроме того, сильная струя воды может сбить пламя, что облегчает тушение пожара. Для тушения пожаров в воду добавляют различные примеси (снижающие температуру замерзания, ингибиторы коррозии, смачиватели и др.)
В виде компактных и распыленных струй, подаваемых из лафетных и ручных пожарных стволов, вода применяется для тушения большинства твердых горючих веществ и материалов, за исключением расплавленного металла и ряда других веществ, которые при взаимодействии с водой усиливают реакцию горения. Вода используется также для создания водяных завес и охлаждения объектов, находящихся вблизи очага пожара.
Эффективно для тушения пожаров применять автоматические системы, например спринклерной систему пожаротушения. Эта установка включается автоматически, если температура в помещении поднимается до определенного предела. Схема спринклерной установки водяной системы пожаротушения представлена на рис.5.11.
Рис.5.11. Общая схема спринклерной установки водяной системы пожаротушения
Спринклерные установки состоят из системы водопроводных труб, проложенных под потолком, в которые ввинчиваются специальные спринклерные головки. Головка закрыта клапаном, который удерживается легкоплавким припоем. Повышение температуры до 70...80 о С приводит к расплавлению припоя и открытию головки, из которой вода поступает, в очаг пожара. На каждые 12 м 2 площади помещения устанавливается одна головка. Спринклерные установки применяют для автоматического пожаротушения отапливаемых зданий и различного технологического оборудования, когда в качестве огнегасящего вещества допустимо применение воды и пены.
Дренчерные установки представляют собой полуавтоматические системы пожаротушения, но головки этих установок, в отличие от спринклерных, постоянно открыты. Вода поступает при срабатывании специальных клапанов или при открывании задвижек ручным способом. Дренчерные установки используют на открытых площадях, в неотапливаемых помещениях для орошения больших площадей.
В спринклерных и дренчерных системах могут применяться воздушно механические пены, в составе которых 90% воздуха, 9,6% воды и 0,4% пенообразующего вещества. Она представляет собой коллоидную систему, состоящую из пузырьков воздуха, оболочки которых состоят из воды с добавкой специального пенообразующего вещества. Растекаясь по горящей поверхности, пена изолирует ее от воздуха и пламени, вследствие чего прекращается поступление окислителя в зону горения и происходит охлаждение верхнего слоя. Воздушно-механическую пену используют для тушения закрытых объемов (маслоподвалы, насосно-аккумуляторные станции) благодаря ее способности длительно сохранять свою структуру и быстроте подачи в очаг пожара.
Для тушения пожара на промышленном предприятии в помещении объемом до 500м 3 широко используют водяной пар. В установках пожаротушения используют перегретый насыщенный или отработанный водяной пар. На трубопроводах, подающих водяной пар устанавливают задвижки или вентили с ручным приводом. Автоматические устройства для тушения паром не применяются, поскольку внезапная подача пара может вызвать ожоги у людей.
Установки газового пожаротушения предназначены для автоматического пожаротушения технологического оборудования в тех случаях, когда применение других огнетушащих веществ не допустимо. Рекомендуются такие установки в технологических процессах, где широко применяется масло. В установках газового пожаротушения используют инертные газы, главным образом углекислый, азот, аргон, фреон и др. Они понижают концентрацию кислорода и температуру в очаге горения, а также затормаживают химическую реакцию горения. Установки объемного газового пожаротушения применяют для тушения пожаров в помещениях до 3000 м 3 , при тушении углекислым газом, азотом, аргоном - объемом до 6000 м 3 при тушении фреоном при условии, что площадь открываемых проемов в этим составляет не более 10 % площади ограждающих конструкций помещения. При объемном способе пожаротушения необходимо создавать определенную огнетушащую концентрацию состава по всему объему помещения.
Для тушения возгорания в зданиях и сооружениях широко в качестве первичных средств, применяют огнетушители. По виду огнетушащего вещества огнетушители подразделяются на жидкостные, химические пенные, воздушно-пенные, углекислотные, хладоновые, порошковые.
Химические пенные огнетушители применяют для тушения горючих жидкостей и твердых материалов, за исключением щелочных материалов т электроустановок под напряжением.
Химическая пена образуется при смешивании растворенной в воде щелочи (с пенообразующими добавками) с кислотой. При нагревании она выделяет углекислый газ, который снижает концентрацию кислорода в зоне горения. Химическая пена значительно легче огнеопасных жидкостей, и поэтому, растекаясь по поверхности, она преграждает выход паров горящей жидкости в зону горения и тушит пожар.
Углекислотные огнетушители служат для тушения загораний двигателей, топливных баков, электроустановок, различных горючих веществ за исключением тех, горение которых происходит без доступа воздуха, а также щелочных металлов и магниевых сплавов.
Хладоновые огнетушители предназначены для использования в самом начале пожара для тушения различных материалов и электроустановок. Исключение такие же как и в углекислотных огнетушителях.
Порошковые огнетушители применяют для ликвидации небольших загораний, не поддающихся тушению водой и другими огнетушащими средствами. Они служат для тушения небольших загораний легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, щелочно-земельных металлов и электроустановок под напряжением.
К порошковым составам относятся: хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов (флюсы), двууглекислый и углекислый натрий, поташ, квасцы и т.п. Огнетушащее действие сухих порошкообразных веществ заключается в том, что они при расплавлении, изолируют зону горения от окислителя, образуя плотную пленку. Отрицательным свойством порошков является то, что они не охлаждают, как правило, зону горения, а при длительном хранении могут слеживаться.
К числу средств тушения пожаров, которые могут быть эффективно использованы в начальной стадии пожара, относятся также внутренние пожарные краны, кошмы, песок. Внутренние пожарные краны являются элементами противопожарного водоснабжения и предусматриваются в доступных и видных местах (у входов, на лестничных клетках, в коридорах). Пожарные краны устанавливают в специальных ящиках и к ним подсоединяют пожарные шланги длиной до 20 м с пожарными стволами. Количество кранов определяется из расчета, чтобы каждая точка пространства внутри здания могла орошаться не менее чем двумя струями.
Успех ликвидации пожара на производстве зависит прежде всего от того на сколько быстро будет обнаружено возгорание.
Поэтому цехи, склады и административные и другие производственные помещения оборудуют пожарной сигнализацией. Пожарная сигнализация может быть в виде пожарных кнопок, которые устанавливаются на территории опасных объектов, в коридорах помещений и на лестничных площадках, и автоматическая. В автоматической пожарной сигнализации используют датчики, реагирующие на факторы пожара. Пожарные извещатели преобразуют физические факторы (явления), сопутствующие пожару, в электрические сигналы, передаваемые на пульты пожарной охраны. Они подразделяются на: тепловые, дымовые, световые, комбинированные, ультразвуковые.
Применение того или иного извещателя определяется характером возможного пожара, контролируемой площадью, условиями производства.
Тепловые извещатели характеризуются температурой срабатывания, продолжительность срабатывания и размером защищаемой площади (табл.5.9.).
Методы тушения пожаров. Тушение пожаров заключается в прекращении процесса горения. Существует несколько методов прекращения горения.
Метод охлаждения основан на том, что горение вещества возможно только тогда, когда температура верхнего слоя вещества выше температуры его воспламенения. Если с поверхности горящего вещества удалить тепло, т.е. охладить ее ниже температуры воспламенения, горение прекратится.
Метод разбавления основан на способности вещества гореть при содержании кислорода в воздухе больше 14-16% по объему. С уменьшением кислорода в воздухе до указанной величины пламенное горение прекращается, а затем прекращается и тление вследствие уменьшения скорости окисления. Уменьшение концентрации кислорода достигается введением в воздух инертных газов и паров извне или разбавлением кислорода продуктами горения (в изолированных помещениях).
Метод изоляции основан на прекращении поступления кислорода воздуха к горящему веществу, для чего применяют различные изолирующие огнегасительные вещества (химическая пена, порошки, песок и др.).
Метод химического торможения реакции горения основан на введении в зону горения галоидно-производных веществ (бромистые метил и этил, фреон и др.), которые при попадании в пламя распадаются и соединяются с активными центрами, исключая экзотермическую реакцию, т.е. выделение тепла, в результате чего горение прекращается.
Средства тушения пожаров. В качестве средств тушения пожаров на железнодорожном транспорте используют воду, химическую и воздушно-механическую пену, инертные газы и пары, песок или землю, различные плотные пожаростойкие ткани и пр.
Огнегасительные свойства воды. Вода - наиболее распространенное огнегасительное средство. Она имеет сравнительно малую вязкость. Легко проникает в щели и поры горящего вещества, что способствует быстрому охлаждению тушению охваченной огнем поверхности. Попадая на поверхность горящего вещества, вода поглощает большое количество тепла благодаря испарению и образует паровое облако, препятствующее доступу кислорода к горящему веществу. Для испарения 1 кг воды расходуется 2258,5 кДж тепла. Превращаясь в пар, вода увеличивается в объеме примерно в 1750 раз. Смешиваясь с горючими газами и парами, выделяющимися при горении, пар разбавляет их, образуя смесь, не способную гореть. При помощи мощных струй воды можно механически сбить пламя.
Тушение паром. Сущность тушения пожара паром состоит в понижении содержания кислорода в воздухе. Концентрация пара в воздухе 30 - 35% по объему помещения вызывает прекращение горения. Кроме того, пар частично охлаждает горящие предметы. Наибольший эффект тушение паром дает в закрытых, плохо вентилируемых помещениях объемом до 500 м3.
Средства химического пожаротушения. При тушении пожаров химическими средствами образуются тяжелые газы и пары, которые предотвращают доступ кислорода к горящим веществам, понижают температуру горения и глушат пламя. В качестве химического пожаротушения применяют пенообразные (жидкопенные, густопенные) паро- и газообразные (углекислота, четыреххлористый углерод и др.) и твердые (сухие порошки) вещества. В настоящее время используют два вида огнегасительной пены: химическую и воздушно-механическую.
Химическая пена получается в результате взаимодействия кислотного и щелочного раствора в ручных огнетушителях или пенопорошка и воды в пеногенераторах. Устройство и принцип действия пеногенератора. По напорному трубопроводу через насадок 1 вода под давлением подается к соплу 2 и выходит из него с повышенной скоростью в смесительную камеру 3, откуда через диффузор 4 поступает в пенопровод 5.
При выходе струи воды из сопла в камере образуется разрежение, вследствие чего происходит подсасывание пенопорошка из загрузочного бункера. Пенопорошок смешивается с водой, кислотная и щелочная части его растворяются в воде и вступают в химическую реакцию, результате которой образуется пена. Из 1 кг пенопорошка и 10 л воды образуется 40 - 60 л пены. Пена состоит примерно из 80% углекислого газа (по объему), 19,7% воды и 0,3% пенообразующего вещества и представляет собой пузырьки углекислого газа с оболочкой из воды. Стойкость пены с момента ее образования до полного распада 40 мин.
Воздушно-механическую пену получают с помощью специальных воздушнопенных стволов или пеногенераторов при интенсивном перемешивании трех компонентов: воздуха (90%), воды (9,8 - 9,6%) и пенообразователя (0,2 - 0,4%). Обычно используют пенообразователь ПО-1, содержащий 84% керосинового контакта, 4,5% костного клея и 11% этилового спирта-сырца и каустической соды, добавляемой до полной нейтрализации раствора. Применяют также пенообразователи ПО-6 и ПО-11.
Пенообразователь ПО-6 представляет собой продукт гидролиза технической крови крупного рогатого скота с добавлением для повышения устойчивости пены 1% сернокислого закисного железа и 4% фтористого натрия.
Для получения воздушно-механической пены низкой кратности (Кп = 5 ? 10) используют воздушно-пенные стволы типа СВП и СВПЭ. Кратностью называют отношение объема пены Vп к объему жидкости Vж, из которой она получена. Работа воздушно-пенных стволов основана на принципе эжекции. Плотность пены составляет 0,11 - 0,17 кг/м3, стойкость до 30 мин, однако с увеличением кратности пены стойкость уменьшается.
В последнее время все более широкое применение находит высокократная пена (Кп = 100 ? 500 и более), исходными продуктами которой являются те же компоненты, что и воздушно-механической пены низкой кратности. Генератор высокократной пены ГВП-600 подает 600 л пены в секунду (36 м3/мин) при кратности, равной 100. рабочее давление перед распылителем составляет не менее 0,5 МПа (5 кг/см2), расход раствора пенообразователя 6 л/с, максимальная длина пенной струи 8 м, диаметр соединительной головки 50 мм. Масса ствола 4 кг.
Инертные газы (азот, аргон, гелий) и дымовые газы обладают способностью понижать концентрацию кислорода в очаге горения. Огнегасительная концентрация этих газов при тушении пожаров в закрытых помещениях составляет 30 - 36% по объему.
Галоидные углеводороды (четыреххлористый углерод, бромистый метил и др.) являются высокоэффективными огнегасительными средствами. Их огнегасительное действие основано на торможении химических реакций горения. Галоидные углеводороды применяют для тушения твердых и жидких горючих материалов в основном при пожарах в закрытых объемах.
Огнегасительная концентрация этих веществ значительно ниже огнегасительной концентрации инертных газов, например, для бромистого метила она составляет 4,5% четыреххлористого углерода 10,5% по объему помещения.
Сухие химические порошки используют для тушения начинающихся пожаров при горении металлов и других твердых и жидких горючих веществ, которые нельзя тушить водой и водными растворами (калия, натрия, магния, титана и др.). Порошки состоят из двууглекислой соды, талька, инфузорной земли или песка. Порошок засыпают в зону горения, при этом двууглекислая сода разлагается, выделяя углекислый газ, который препятствует доступу кислорода воздуха к горящим предметам. Тушение сжатым воздухом. Этот метод используют для тушения горючих жидкостей, с температурой вспышки паров выше 60°С. Он основан на принципе перемешивания горящей жидкости, когда сжатый воздух, подаваемый снизу, перемещает нижние более холодные слои жидкости вверх, понижая температуру верхнего слоя. Когда температура верхнего слоя становится ниже температуры воспламенения, горение прекращается. На железнодорожном транспорте сжатый воздух применяют при тушении пожаров в резервуарах нефтепродуктов большой вместимости.
Тушение песком или покрывалом. Для этой цели, кроме мелкого песка, используют покрывала из войлока, асбеста, брезента и других материалов. Метод заключается в изолировании зоны горения воздуха и применяется для тушения небольших очагов пожара.
Первичные средства пожаротушения. К первичным средствам пожаротушения относят ручные и передвижные огнетушители, ведра, бочки с водой, лопаты, ящики с песком, кошмы. Ломы, топоры и др. их применяют для ликвидации небольших возгораний до приведения в действие стационарных и полустационарных средств пожаротушения или до прибытия пожарной команды. Каждое помещение, отделение, цех, подвижной состав должны быть обеспечены такими средствами в соответствии с Нормами оснащения противопожарным оборудованием и инвентарем зданий, сооружений и подвижного состава железнодорожного транспорта. Окраска первичных средств пожаротушения и их размещение производятся согласно требованиям ГОСТ 12.4.026 - 76.
