Объемное пожаротушение пеной высокой кратности.
Объемное пожаротушение, то есть создание в зоне пожара среды, не поддерживающей горение, основывается на формировании устойчивого изолирующего слоя, препятствующего контакту паров горючего вещества с окислителем (кислородом в составе атмосферного воздуха). Это обстоятельство способствует прекращению цепной реакции окисления веществ, в ней участвующих, а, следовательно, и прекращению процесса горения.
Установки объемного тушения пожара пеной высокой кратности активно используются для защиты объектов, на которых осуществляются грузоналивные технологии, связанные с процессом хранения, отгрузки и транспортировки продуктов нефтепереработки. Установки такого типа применяются также для защиты от пожара машинных отделений, компрессоров, генераторов, трюмов и иных технологических помещений и агрегатов.
Пожаротушение пеной высокой кратности нашло широкое применение на следующих объектах:
● морские и речные суда разнообразных типов, особенно специализирующихся на перевозке нефтепродуктов;
● технические помещения, в которых размещаются источники генерации электроэнергии при условии соблюдения обязательных требований электробезопасности;
● объекты хранения легковоспламеняющихся веществ и горючих материалов;
● помещения с насосными и дополнительными агрегатами;
● технологические установки, в составе которых имеется нефтеперекачивающее оборудование.
Огнетушащая пена
Согласно положениям ГОСТ Р 50588-2012 «Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний» данный тип ОТВ может выпускаться в виде пенообразователей общего и целевого назначения различной кратности.
Огнетушащая пена высокой кратности (более 200) может применяться при ликвидации пожаров горючих жидкостей (класс пожара В) на промышленных объектах, территориях складских помещений, морских и речных судах, предназначенных для перевозки нефтепродуктов и иных горючих материалов. Возможно также практическое применение в авиационных ангарах, на предприятиях химической промышленности и т.п., для тушения твердых горючих веществ (пожаров класса А), не вступающих в химическую реакцию с водой.
При способности пенообразователя образовывать огнетушащую пену высокой кратности в его условном обозначении указывается соответствующий индекс «В». Отсутствие соответствующего индекса означает, что пенообразователь не рекомендуется использовать для тушения пожаров пеной данной кратности, поскольку его исходный химический состав этого не предполагает.
При выборе пенообразователя необходимо ориентироваться на рекомендации производителя. При способности пенообразователя образовывать огнетушащую пену низкой, средней и высокой кратности в его условном обозначении указывается соответствующие индексы «Н», «С», «В», а в условном обозначении пенообразователя также указывается значение его концентрации, что является важным фактором для последующего корректного дозирования в водяную линию при тушении водонерастворимых (подкласс В1) и водорастворимых (подкласс В2) горючих жидкостей, как наиболее предпочтительного объекта применения.
При проектировании автоматических установок пенного тушения пеной высокой кратности, среди прочего, следует руководствоваться положениями СП 485.1311500.2020 «Свод правил. Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования». Основные опорные данные следующие:
● в установках следует использовать только специальные пенообразователи, предназначенные для получения пены высокой кратности;
● установки должны обеспечивать заполнение защищаемого объема пеной до высоты, превышающей самую высокую точку оборудования не менее чем на 1 м, в течение не более 600 с;
● оборудование, длину и диаметр трубопроводов необходимо выбирать из условия, что инерционность установки не превышает 180 с;
● при применении установок для локального пожаротушения по объему защищаемые агрегаты или оборудование ограждаются металлической сеткой с размером ячейки не более 1,4 мм. Высота ограждающей конструкции должна быть на 1 м больше высоты защищаемого агрегата или оборудования и располагаться на расстоянии не менее 0,5 м от данного агрегата или оборудования;
● расчетный объем локального пожаротушения определяется произведением площади основания ограждающей конструкции агрегата или оборудования на ее высоту. Время заполнения защищаемого объема при локальном тушении не должно превышать 180 с;
● в установках кроме расчетного количества должен быть 100%-ный резерв пенообразователя;
● производительность установок и количество раствора пенообразователя определяются в соответствии с приложением Б свода правил СП 485.1311500.2020, исходя из расчетного объема защищаемых помещений.
Рекомендуем также ознакомиться с материалами по ссылке: https://p-con.ru/pennoe_pozharotushenie/
Пеногенераторы
Генерирование пены высокой кратности – аэрация/насыщение раствора воздухом происходит с помощью специальных устройств генераторов пены высокой кратности (ГПВК). В данной статье мы рассмотрим два наиболее распространенных типа ГПВК:
● ГПВК эжекционного типа (Вентури);
● ГПВК динамического типа.
Сравнительный анализ генераторов пены высокой кратности
Наибольшее распространение получили генераторы типа Вентури — именно они являются основным типом ГПВК, представленным на российском рынке противопожарных систем.
Для распыления раствора пенообразователя используется система инжекторов (форсунок). Возникающий при этом эффект Вентури обеспечивает циркулярное всасывание (эжекцию) воздуха из окружающей атмосферы в корпус генератора, где он смешивается с распыленным рабочим раствором. Перфорированная сетка обеспечивает образование воздушных пузырьков, формируемых растворенным в воде пенообразователем. Качество получаемой пены зависит от ряда параметров: от расходно-напорной характеристики системы форсунок, геометрии сетки, размеров капли.
Поскольку для формирования распыленной струи раствора пенообразователя в таких ГПВК применяются механические инжекторы (форсунки) с выходным отверстием и рассеивателем струи относительно малого диаметра, в реальных условиях эксплуатации это является проблемным местом данной системы, т.к. коррозионный и прочий мусор из питающего трубопровода, а также грязь и пыль, находящиеся в воздухе, могут легко закупорить такую форсунку, снизив эффективность пожаротушения. И даже применение фильтров, и их периодическое обслуживание, обязательное в подобных системах, далеко не всегда способно решить данную проблему.
Отдельно стоит отметить, что на качественные характеристики получаемой пены влияет температура эжектируемого воздуха. Сильно нагретый воздух, содержащий большое количество твердых и/или газообразных примесей – это уже нештатный режим работы ГПВК (конечно, если это не предусмотрено при проектировании). На объектах, где возможен поздний пуск системы пожаротушения, рекомендуется обеспечить подвод воздуха извне и/или систему дымоудаления для получения требуемых значений пены по кратности, устойчивости и т.д.
Вывод: высокотемпературная загрязненная воздушная среда может провоцировать закупоривание форсунок ГПВК эжекционного типа, что ведет к нештатной работе системы или полному ее отказу.
Основным элементом ГПВК динамического типа является реактивная турбина, на лопатках которой расположены форсунки с равным углом наклона к оси вращения. При выходе рабочего раствора пенообразователя через форсунку возникает реактивная сила, которая обеспечивает крутящий момент на валу турбины. Так как форсунок несколько, и расположены они равномерно, турбине передается плавное вращательное движение. Для улучшения притока воздуха на валу турбины установлена крыльчатка, нагнетающая воздух в зону смешения. Полученная таким образом воздушно-капельная система проходит через сетчатую корзину, образуя пену высокой кратности с оптимальным размером пузырька.
Такая конструкция призвана нивелировать недостатки ГПВК эжекционного типа:
- форсунки в динамическом ГПВК имеют больший диаметр сопла и не имеют распылителя, что практически исключает их закупорку как мусором из питающего трубопровода, так и закупорку вследствие воздействия окружающей среды;
- увеличенный размер сопла форсунки также позволяет снизить сопротивление потоку рабочего раствора пенообразователя;
- принудительное нагнетание воздуха в зону смешения гарантирует достаточное его количество для качественного пенообразования;
- допускается как горизонтальная, так и вертикальная установка;
- массогабаритные характеристики ГПВК динамического типа ниже аналогичного по расходу генератора эжекционного типа, благодаря чему корпус такого генератора пены не требует дополнительных креплений к элементам конструкции — достаточно монтажа на фланец.
Вывод: учитывая всё вышеизложенное, можно смело утверждать, что генераторы пены высокой кратности динамического типа превосходят по своим параметрам аналогичные эжекционные генераторы, так как гарантируют более стабильное и качественное пенообразование, в гораздо меньшей степени зависящее от условий их эксплуатации. Кроме того, их конструкция предполагает более простое техническое обслуживание. И что немаловажно, они обладают меньшими размерами и массой, что создает гораздо меньше проблем при их монтаже.
Генераторы пены высокой кратности ГПВК PROFIREX
Единственными представленными на отечественном рынке ГПВК динамического типа является семейство генераторов пены высокой кратности ГПВК PROFIREX, выпускаемых нашей компанией.
Выходные отверстия форсунок ГПВК PROFIREX соосны друг с другом и расположены под углом к центральной оси корпуса генератора пены. Перфорированный насадок имеет ячеистую структуру с отверстиями нормированной величины. Задний торец корпуса имеет сетчатую структуру, через которую осуществляется подача воздуха при работе генератора.
При поступлении рабочего раствора пенообразователя через входной патрубок на распределительное устройство, а далее на форсунки, под действием истекающих из них струй создается реактивный момент, который приводит в движение ротор с закрепленными нем крыльчаткой и распределительной системой. Таким образом, при прохождении раствора пенообразователя поддерживается постоянное вращение системы и обеспечивается постоянное нагнетание воздуха в зону выхода раствора пенообразователя, позволяя получать устойчивую воздушно-механическую пену высокой кратности.
Примененный гидравлический принцип работы позволяет полностью исключить использование электричества для нагнетания воздуха. Данная конструкция генератора пены высокой кратности имеет значительно меньшие габариты и вес по сравнению с аналогичными изделиями.
Следует особо отметить, что все указанные ГПВК PROFIREX полностью производятся на промышленных площадях ООО «ИПК ПРОМО-КОНСАЛТИНГ» по ТУ 28.29.22-005-65344199-2021, успешно прошли сертификационные испытания на соответствие требованиям Технического регламента Евразийского экономического союза «О требованиях к средствам обеспечения пожарной безопасности и пожаротушения» (ТР ЕАЭС 043/2017) в ФГБУ ВНИИПО МЧС России. На данное средство пожаротушения сотрудниками нашей организации получен патент на изобретение № 2809412.