Статьи "Технос-М+"

 

В последнее время в системах противопожарной безопасности небольших объектов подлежащих защите системами автоматического пожаротушения всё большее распространение получают автоматические установки газового пожаротушения.

 

 Их преимущество заключается в относительно безопасных для человека огнетушащих составах, полном отсутствии ущерба защищаемому объекту при срабатывании системы, многократном использовании оборудования и тушении очага возгорания в труднодоступных местах.

При проектировании установок наиболее часто возникают вопросы по выбору огнетушащих газов и гидравлическом расчёте установки.

В данной статье мы попытаемся раскрыть некоторые аспекты проблемы выбора огнетушащего газа.

Все наиболее часто применяемые в современных установках газового пожаротушения газовые огнетушащие составы можно условно разделить на три основные группы. Это вещества хладонового ряда, диоксид углерода, широко известный, как углекислота(СО₂) и инертные газы и их смеси..

В соответствии с НПБ 88-2001* все эти газовые огнетушащие вещества применяются в установках пожаротушения для тушения пожаров класса А, В, С по ГОСТ 27331 и электрооборудования с напряжением не выше указанного в технической документации на применяемые ГОТВ.

Газовые ОТВ применяются преимущественно для объёмного пожаротушения в начальной стадии пожара по ГОСТ 12.1.004-91. Также ГОТВ используются для флегматизации взрывоопасной среды в нефте-химической, химической и др. отраслях.

ГОТВ не электропроводны, легко испаряются, не оставляют следов на оборудовании защищаемого объекта, кроме того, важным достоинством ГОТВ является их пригодность для тушения дорогостоящих электрических установок, находящихся под напряжением.

 

а)волокнистых, сыпучих и пористых материалов, способных к самовозгоранию с последующим тлением слоя внутри объема вещества (древесные опилки, ветошь в тюках, хлопок, травяная мука и т.п.);

б) химических веществ и их смесей, полимерных материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха (нитроцеллюлоза, порох и др.);

в) химически активных металлов (натрия, калия, магния, титана, циркония, урана, плутония и т. д.);

г) химикатов, способных подвергаться аутермическому распаду (органических перекисей и гидразина);

д) гидридов металлов;

е) пирофорных материалов (белого фосфора, металлоорганических соединений);

ж) окислителей (оксидов азота, фтора)

 

Запрещается тушение пожаров класса С, если при этом возможно выделение или поступление в защищаемый объем горючих газов с последующим образованием взрывоопасной атмосферы.

 

В случае применения ГОТВ для противопожарной защиты электроустановок следует учитывать диэлектрические свойства газов: диэлектрическая проницаемость, электропроводность, электрическая прочность.

Как правило, предельное напряжение, при котором можно осуществлять тушение без отключения электроустановок всеми ГОТВ, составляет не более 1 кВ. Для тушения электроустановок с напряжением до 10 кВ можно использовать только СО2  высшего сорта по ГОСТ 8050.

 

инертные разбавители, снижающие содержание кислорода в зоне горения и образующие в ней инертную среду (инертные газы – двуокись углерода, азот, гелий и аргон (виды 211451, 211412, 027141, 211481);

ингибиторы, тормозящие процесс горения (галоидоуглеводороды и их смеси с инертными газами – хладоны)

 

В зависимости от агрегатного состояния газовые огнетушащие составы в условиях хранения подразделяются на две классификационные группировки: газообразные и жидкие (жидкости и/или сжиженные газы и растворы газов в жидкостях).

 

·        Безопасность людей;

·        Технико-экономические показатели;

·        Сохранение оборудования и материалов;

·        Ограничение по применению;

·        Воздействие на окружающую среду;

·        Возможность удаления ГОТВ после применения.

 

- обладают приемлемой токсичностью в используемых огнетушащих концентрациях (пригодны для дыхания и позволяют эвакуировать персонал даже при подаче газа);

-термически стойки (образуют минимальное количество продуктов терморазложения, которые являются коррозионноактивными, раздражающими слизистую оболочку и ядовитыми при вдыхании);

-  наиболее эффективны при пожаротушении (защищают максимальный объем при подаче из модуля, который наполнен газом до максимального значения);

- экономичны (обеспечивают минимальные удельные финансовые затраты);

- экологичны (не оказывают разрушающего действия на озоновый слой Земли и не способствуют созданию парникового эффекта);

-обеспечивают универсальные методы наполнения модулей, хранения и транспортировки и перезаправки.

 

Наиболее эффективными при тушении пожара являются химические газы-хладоны. Физико-химический процесс их действия основан на двух факторах: химическом ингибировании процесса реакции окисления и снижении концентрации окислителя (кислорода) в зоне окисления.

Несомненными преимуществами обладает Хладон 125. По данным НПБ 88-2001* нормативная огнетушащая концентрация Хладона 125 для пожаров класса А2 составляет 9,8 % об. Такая концентрация Хладона 125 может быть повышена до 11,5 % об., при этом, атмосфера пригодна для дыхания в течении 5 минут.

Если ранжировать ГОТВ по токсичности при массивной утечке, то наименее опасны сжатые газы, так как диоксид углерода обеспечивает защиту человека от гипоксии.

Используемые в системах хладоны (по НПБ 88-2001*) малотоксичны и не проявляют выраженной картины интоксикации. По токсикокинетике хладоны анологичны инертным газам. Лишь при длительном ингаляционном воздействии низких концентраций хладоны могут оказывать неблагоприятное влияние на сердечно-сосудистую, центральную нервную системы, лёгкие. При ингаляционном воздействии высоких концентраций хладонов развивается кислородное голодание.

Ниже приведена таблица с временными значениями безопасного пребывания человека в среде наиболее часто употребляемых в нашей стране марок хладонов при различной концентрации.

 

 

 Использование хладонов при тушении пожаров практически безопасно, так как огнетушащие концентрации по хладонам на порядок меньше смертельных концентраций при длительности воздействия до 4 часов. Термическому разложению подвергается примерно 5% массы хладона, поданного на тушение пожара, поэтому токсичность среды, образующейся при тушении пожара хладонами, будет намного ниже токсичности продуктов пиролиза и разложения.

 

Хладон 125 относится к озонобезопасным. Кроме того, обладает максимальной термической стабильностью по сравнению с другими хладонами, температура терморазложения его молекул составляет более 900°С. Высокая термическая стабильность Хладона 125 позволяет применять его для тушения пожаров тлеющих материалов, т.к. при температуре тления (обычно около 450°С) терморазложение практически не происходит.

 

Хладон 227еа не менее безопасен, чем хладон 125. Но их экономические показатели в составе установки пожаротушения уступает хладону 125, а эффективность (защищаемый объем из аналогичного модуля отличается незначительно). Уступает он хладону 125 и по термической стабильности.

 

Удельные затраты СО2 и хладона 227еа практически совпадают. СО2  термически стабилен при пожаротушении. Но эффективность СО2 невелика- аналогичный модуль с хладоном 125 защищает объем на 83% больше, чем модуль СО2. Огнетушащая концентрация сжатых газов выше, чем хладонов, поэтому требуется на 25-30 % больше газа и, следовательно, на треть возрастает количество ёмкостей для хранения газовых огнетушащих веществ.

 

Эффективное пожаротушение достигается при концентрации СО2  более 30% об., но такая атмосфера непригодна для дыхания.

Двуокись углерода при концентрациях более 5 % (92 г/м3) оказывает вредное влияние на здоровье человека, снижается объемная доля кислорода в воздухе, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья. Жидкая двуокись углерода при снижении давления до атмосферного превращается в газ и снег температурой минус 78,5 °С, которые вызывают обмораживание кожи и поражение слизистой оболочки глаз.

 

Кроме того при использовании углекислотных установок автоматического пожаротушения температура окружающего воздуха рабочей зоны не должна превышать плюс 60 °С.

 

Кроме хладонов и СО₂, в установках газового пожаротушения применяются инертные газы (азот, аргон) и их смеси. Безусловная экологичность и безопасность для человека этих газов являются несомненными плюсами их применения в АУГПТ. Однако, высокая огнетушащая концентрация, и связанное с этим большее (по сравнению с хладонами) количество необходимого газа и, соответственно, большее количество модулей для его хранения, делают такие установки более громоздкими и дорогостоящими. Кроме этого применение инертных газов и их смесей в АУГПТ сопряжено с использованием более высокого давления в модулях, что делает их менее безопасными при транспортировке и эксплуатации.

 

В последние годы на отечественном рынке стали появляться современные огнетушащие вещества нового поколения. Эти специальные составы, преимущественно, производятся за рубежом и имеют, как правило, высокую стоимость. Однако их низкая огнетушащая концентрация, экологичность и возможность использования модулей с низким давлением  делают их применение привлекательным и обещают неплохие перспективы использования таких ГОТВ в будущем.  

 

Исходя из всего выше изложенного, можно сказать, что наиболее эффективными и доступными на данное время огнетушащими веществами являются хладоны. Относительно высокая стоимость хладонов компенсируется стоимостью самой установки, монтажа системы и её технического обслуживания. Особенно важным качеством хладонов, используемых в системах пожаротушения (в соответствии с НПБ 88-2001*), является их минимально вредное воздействия на человека. 

 

Сводная таблица характеристик наиболее употребляемых на территории РФ ГОТВ.