Аэрозольное пожаротушение на промышленных объектах

В практике пожаротушения наиболее эффективным является объемный способ подавления пожара, при котором во всем объеме защищаемого объекта создается среда, не поддерживающая процесс горения. В качестве основного огнетушащего вещества при объемном пожаротушении используются газовые инертные разбавители (углекислый газ, азот, аргон и т.д.) и химически активные специальные углеводороды – хладоны (фреоны и галлоны). Газовые разбавители характеризуются низкой огнетушащей способностью, и для подавления очага горения требуется большое их количество (600 г/м³). Хладоны имеют более высокую огнетушащую способность (300 г/м³), но международная конвенция по защите озонового слоя Земли наложила серьезные ограничения на их применение.

Проблема создания эффективного огнетушащего вещества получила интересное решение. Около 30 лет назад наши военные столкнулись с ситуацией, когда при пуске ракеты по цели факел выхлопа из сопла ракеты слепил летчика и на некоторое время выводил его из строя. Для борьбы с этим эффектом разработчики топливных составов ракет создали топливо с уменьшенным факелом. Оказалось, что эти твердотопливные составы при сгорании образуют смесь газов и твердых частиц, которые обладают огнетушащей способностью. Это связано с поглощением тепла при химических реакциях горения и последующим охлаждением продуктов горения (KCL, Na2O, K2CO3). Эти составы получили название аэрозольобразующих огнетушащих составов (АОС).

Огнетушащая способность АОС находится на уровне 50 г/м³, что в шесть раз эффективнее, чем у хладонов, и в 10 раз – по сравнению с углекислотными газами.

Внешний вид генератора АОС на примере генератора АГАТ­2А фирмы ООО «ИВЦ Техномаш» представлен на рис. 1.

В прочном металлическом корпусе (1) находится шашка твердотопливного состава (2) с массой 2,5, 5 или 9 кг (что соответствует характеристикам защищаемого объема 50, 100 и 180 м³). При подаче сигнала от пульта запуска на пиропатрон (А) приходит импульс тока 1,5 А продолжительностью минимум 0,01 с. После срабатывания пиропатрона в объем генератора поступают горючие продукты горения, которые зажигают навеску пороха ДРП, а те, соответственно, воспламеняют всю шашку АОС. Во внутреннем объеме камеры происходит сгорание шашки за 15 с при температуре 1200 °С. Продукты горения проходят через теплообменник (3) и поступают во внешнюю среду с температурой 70 °С, распространяясь на расстояние 1,5 м от среза сопла (4). В объеме помещения после смешивания АОС и воздуха тушение пожара происходит при температуре АОС, не превышающей 40 °С. Продукты горения АОС заполняют внутренний объем помещения и производят тушение очагов пламени.

Технико­экономическое сравнение установок газового и аэрозольного пожаротушения дает следующие результаты.

По огнетушащей концентрации АОС в 5–10 раз эффективнее газовых систем, соответственно, стоимость установок аэрозольного пожаротушения в разы ниже по сравнению с газовыми системами.

Установки АОС характеризуются низкими затратами на монтаж и эксплуатацию, т.к. не требуется трубная разводка и специальные помещения для установки. Легко встраиваются в свободные проемы помещения и практически не требуют регламентного обслуживания в течение 10­летнего срока эксплуатации.

Главное достоинство аэрозольных установок состоит в том, что обеспечивается безопасность для человека, так как в отличие от газовых систем в объеме тушения остается достаточно кислорода для дыхания.

Для газовых систем пожаротушения нахождение человека в помещении после срабатывания и выпуска газа приводит к летальному исходу. Примеры таких действий имеются и на гражданских, и на военных объектах.

АОС действует только в зоне очага пламени. В остальном объеме помещения, заполненного продуктами АОС, человек может находиться без угрозы для жизни. Это подтверждается соответствующим санитарным сертификатом.

Аэрозольные системы пожаротушения нашли широкое применение на производственных объектах различного назначения. Приоритетными являются кабельные трассы, каналы, подвалы систем электроснабжения, серверные помещения.

ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРНЫХ КАБИН ЭНЕРГОПИТАНИЯ ПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ, СУШИЛЬНЫХ КАМЕР И ДРУГИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Масляные силовые трансформаторы напряжением больше 110 кВ, установленные в камерах закрытых подстанций и распределительных установок мощностью 63 МВА и выше, оборудуются АУП в обязательном порядке*. Электросиловое оборудование с меньшей мощностью широко применяется в производственных процессах непрерывного технологического цикла: электрометаллургия, нефтехимия и т.д.

Напряженный режим работы трансформаторов в агрессивной температурной среде часто приводит к разрушению узлов и агрегатов с возникновением очагов пожаров. Последствия этих аварий наносят большой экономический ущерб и являются причинами несчастных случаев на производстве.

Руководители предприятий и технические специалисты, руководствуясь производственной необходимостью, а не только нормативными предписаниями, внедряют на вышеуказанных объектах различные системы пожаротушения. Это простейшие автономные установки пожаротушения и достаточно дорогие, но надежные АУП. Опыт показывает, что наиболее эффективными, надежными и экономичными являются АУП порошкового и аэрозольного пожаротушения. Системы аэрозольного пожаротушения после срабатывания практически не влияют на рабочие характеристики оборудования, что позволяет сразу включать его в работу и не прерывать технологический цикл. Порошковые системы применяются на объектах, где защищаемое помещение не имеет достаточной герметичности, необходимой для аэрозольного пожаротушения.

АЭРОЗОЛЬНОЕ ПОЖАРОТУШЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ КАБИН

Установки пожаротушения размещены на девяти кабинах однофазных печных трансформаторов мощностью до 4 МВА. Температура воздуха в помещении от ­36 до +50 °С. Влажность воздуха 80 %, скорость воздушных потоков незначительна.

Помещения кабины имеют два типоразмера;

• защищаемый объем VЗАЩ1 =150 м³;

• защищаемый объем VЗАЩ2 = 230 м³, степень негерметичности соответствует аэрозольному пожаротушению [1].

Горючие материалы в помещении:

• твердые – кабели, диэлектрики (класс пожара А2);

• жидкие – трансформаторное масло (класс пожара А3).

Для пожарной защиты рассматривается автоматическая установка аэрозольного пожаротушения модульного типа [2].

Расчет необходимого количества ГОА АГАТ­2А производится согласно [1].

N = VЗ qН /M1 К1 К2 К3 К4, где qН = 0,050 кг/м³ – огнетушащая способность ГОА.

Для помещений трансформаторных кабин № 1–7:

VЗАЩ1 = 150 м³, необходимо ГОА АГАТ­2А­100 с массой заряда М1 = 50 кг.

К1 = 1,25; К2 = 1,37; К3 = К4 = 1,0; N = 3 шт.

Для помещений кабин № 8, 9:

VЗАЩ2 = 230 м³, необходимо ГОА АГАТ­2А­180 с массой заряда М1 = 9 кг, N = 3 шт.

ГОА АГАТ­2А размещаются в помещении кабин на стойках ОП­517 550­00 с направлением подачи вверх.

Схема размещения ГОА представлена на рис. 2.

Электротехническая часть АУП включает аппаратуру С2000 АСПТ «Болид», извещатели пожарные тепловые, устройства звукового и светового оповещения.

АУП может работать в автоматическом и ручном режиме.

ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ СВЯЗИ И СЕРВЕРНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Противопожарная защита помещений связи и ЭВМ производится на основании [1] установками автоматического пожаротушения или пожарной сигнализации.

Практически все помещения передающих, приемных и радиорелейных радиоцентров, станции сотовой связи подлежат оснащению АСПТ. Эти требования распространяются на серверные помещения, архивы и принтерные. Электронные платы и устройства, которые являются основой технологического оборудования данных объектов, ограничивают выбор огнетушащих веществ систем пожаротушения.

Помещения объектов имеют достаточную степень герметичности, что позволяет применять газовые или аэрозольные системы пожаротушения. Данные системы имеют самую высокую степень чистоты огнетушащих газов и практически не наносят ущерб технологическому оборудованию после срабатывания.

Газовые системы пожаротушения имеют большую историю применения, проектирования, конструирования и обслуживания на производственных объектах, а также устойчивую репутацию.

Аэрозольное пожаротушение – принципиально новый способ объемного тушения отечественного происхождения. Оно относительно недавно сформировалось в отдельное направление, но уже завоевало признание в России и за рубежом.

ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА СЕРВЕРНОГО ПОМЕЩЕНИЯ КРАЕВОЙ АДМИНИСТРАЦИИ

Серверное помещение имеет двухзальную конфигурацию с фальшполом и фальшпотолком. Залы разделены герметичной перегородкой с дверным проемом.

Противопожарной защите подлежат:

ЗАЛ 1

• основное помещение Vз = 280 м³; фальшпол Vз = 3 м³; фальшпотолок Vз = 3 м³.

ЗАЛ 2

• основное помещение Vз = 410 м³; фальшпол Vз = 4 м³; фальшпотолок Vз = 4 м³.

Защита производится генераторами огнетушащего аэрозоля АГАТ­2А [2]. Необходимое количество ГОА определяется согласно [1].

Установка ГОА АГАТ­2А производится на отметку пола рабочих помещений на стойках ОП 517 550­000 или на кронштейнах на стену схему размещения ГОА АГАТ­2А см. на рис. 3.

ГОА АГАТ­2А­180 № 3, 4, 5 (ЗАЛ 1) и № 8, 9, 10, 11 (ЗАЛ 2) – защищают рабочие помещения залов, направление подачи аэрозоля – вверх.

ГОА АГАТ­2А­50 № 1 и № 6 – защищают объемы под фальшполом ЗАЛОВ 1 и 2 и устанавливаются на стойке с подачей аэрозоля вниз.

ГОА АГАТ­2А­50 № 2 и № 7 – защищают объемы за фальшпотолком ЗАЛОВ 1 и 2 и подают аэрозоль вверх через газовод с проходным сечением не менее 210 мм.

Газовод­труба или прямоугольный профиль венткороба должен свободно надеваться на охладитель ГОА с ∅ПАР = 205 мм.

Установленные генераторы АГАТ­2 облицовываются декоративным экраном в стиле окружающего интерьера.

Оценка воздействия АОС генератора АГАТ­2А на электронное оборудование проводилась при различных испытаниях и отражалась в отчетах соответствующего назначения.

Фирма ООО «ИВЦ Техномаш» (г. Пермь) в интересах ОАО «Вымпел­Ком» («БИЛАЙН») 19.04.2012 провела огневые испытания аэрозольного генератора пожаротушения АГАТ­2А­50 в боксе объемом 50 м³ с работающим электронным оборудованием (компьютер, источник бесперебойного питания, видеокамера Panasonic) и модельным очагом пожара 2В с бензином А­80 и расположенными над бензином мотками кабелей ПВС и FRLS.

В ходе испытаний было установлено следующее:

• Модельный очаг пожара 2В (с бензином А­80 и кабельной продукцией) был полностью
потушен за 60–120 секунд.

• Не обнаружено какого­либо влияния аэрозоля на работу компьютера, ИБП и видеокамеры (на нее был заснят ролик о процессах, происходящих внутри бокса).

• Температура внутри компьютера и бокса практически не изменилась в процессе тушения (зафиксировано программой Everest, установленной на компьютере).

• Каких­либо отложений аэрозоля на внутренних поверхностях бокса и наружных поверхностях электронных приборов не обнаружено.

• Членами комиссии установлено отсутствие вредного влияния аэрозоля на человека.

Комиссия подтвердила возможность применения аэрозольного способа пожаротушения
на основе установок АГАТ­2А производства ООО «ИВЦ Техномаш» на объектах с электронным
и электротехническим оборудованием.

Литература

1. СП 5.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические.

Нормы и правила проектирования (с Изменением № 1).

2. Генератор огнетушащего аэрозоля ОП­517 «АГАТ­2А». Руководство по эксплуатации ОП­517 000­000 РЭ.

ПРОХОРЕНКО К.В., ООО «ИВЦ «Техномаш»

СЕРЕБРЕННИКОВ С.Ю., д.т.н., проф. ФГБУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ)  

Журнал «Нефть и газ Сибири» 4(37) 2019