6.9. Способы пожаротушения

Под способом пожаротушения понимают совокупность методов фи­зико-химического воздействия на очаг горения и доставки (подачи) средств тушения к очагу пожара. Причем, необходимо помнить, что способы пожаротушения и способы прекращения горения – разные понятия.

Известны различные способы пожаротушения, которые классифицированные по виду средств тушения, методу их применения (подачи), окружающей об­становке, назначению. Все способы пожаротушения подразделяют на:

• поверхностное тушение – подача средств тушения непосредственно в очаг пожара;

• объемное – создание в зоне пожара среды, не поддерживающей го­рения;

• подача пены под слой горючего;

• импульсное пожаротушение.

Поверхностное тушение, называемое также тушением по площади, можно применять почти для всех видов пожаров. Для его реализации необ­ходимы средства, которые можно подавать в очаг пожара с расстояния (ком­пактные и распыленные струи воды и водных растворов, пены, порошки).

Объемное тушение можно применять в ограниченном объеме с неболь­шой степенью негерметичности (в помещениях, отсеках, галереях и т. п.). Для объемного тушения необходимы такие средства, которые могут распреде­ляться в атмосфере защищаемого объема и создавать в каждом его элементе огнетушащую концентрацию. В качестве средств объемного тушения приме­няют инертные газовые разбавители, хладоны, аэрозольные огнетушащие со­ставы, комбинированные составы на основе хладонов и иногда порошки. В последние годы в качестве средства объемного тушения используют газоаэрозольные составы, образуемые при сгорании твердотопливных аэрозолеобразующих составов (ТАОС).

Объемное тушение можно использовать и для предупреждения образова­ния взрывоопасных смесей путем разбавления среды в защищаемом объеме, что достигается введением такого количества разбавителя (флегматизатора), при котором эта среда будет находиться вне области воспламенения, незави­симо от концентрации горючего вещества (газа, пара или аэровзвеси). Такой способ объемного тушения называют флегматизацией.

Рассматривая способы пожаротушения, нельзя не упомянуть об им­пульсном пожаротушении (ИПТ), которое в настоящее время активно разрабатывается и внедряется в практику.

В системах ИПТ используют обычные огнетушащие вещества, которые распыляются и метаются в очаг пожара с помощью энергии либо пневмоимпульса, либо взрыва заряда взрывчатого вещества. В качестве огнетушащих веществ используют воду, воду со смачивателями, огнетушащие порошко­вые составы. В некоторых системах допускается применение фунта, а также любых вязких составов особенно при тушении лесных пожаров, которые позволяют повысить автономность участников тушения пожара.

Именно использование энергии импульса добавляет к механизмам пре­кращения горения используемых обычных огнетушащих веществ эффект механического срыва пламени, что приводит к резкому повышению огнетушащей эффективности. Так, расход огнетушащего вещества уменьшается на 2-4 порядка, время тушения – на 1-2 порядка.

Появление ИПТ, как и других новых систем пожаротушения, связано с тем, что традиционные средства пожаротушения неэффективно тушат целый ряд пожаров. Традиционные методы подачи огнетушащего веще­ства основаны на продолжительном локальном воздействии относительно малых струй огнетушащего вещества на несравнимо большие площади и объемы горения. Струи огнетушащих веществ имеют малые мощности и площади тушения, что не позволяет достаточно быстро тушить пожары. На­пример, подача воды компактными струями приводит к большим потерям: до 99 % воды не участвует в ее тушении (при теоретически достаточных 100 г/м², на пожарах расходуется 100-200 л/м².

Технология импульсного пожаротушения позволяет использовать огне­тушащие вещества для создания светотеплозащитных экранов, взрывопредупреждения, локализации радиоактивного или химического загрязнения, что так необходимо при тушении ряда пожаров и проведении связанных с ними первоочередных аварийно-спасательных работ.

В литературе имеются сообщения о двух ближайших конкурентах в раз­работке систем импульсного пожаротушения:

• пневматические, которые используют для распыления и метания огнетушащего вещества энергию давления сжатого воздуха, произ­водимую германской фирмой IFEX Global GmbX;

• пороховые, которые используют для распыления и метания огнетушащего вещества энергию взрыва зарядов пороховых газов (Черкасский политехнический институт, другие разработчики).

Пневмосистемы импульсного пожаротушения IFEX (Impulse Fire Ex­tinguishing Technology) включают в себя широкий спектр оборудования, например, ранцевый огнетушитель «IFEX-3012», модификации на тележке, автомоби­ле, тракторе, вертолете и др. Механизм прекращения горения включает в себя меха­нический срыв пламени метаемым огнетушащим составом за счет энергии сжатого воздуха и способы прекращения горения, реализуемые собственно метаемым огнетушащим веществом. Наибольшее распространение нашел ранцевый огнетушитель «IFEX-3O12». В качестве огнетушащего вещества чаще всего применяется вода, вода со смачивателями и пенообразователями. Огнетушащее вещество распы­ляется за 25 мсек до 50-100 мкм, что повышает эффективность тушения и со скоростью 430 км/час метается в очаг пожара. Время перезарядки 2-3 секунды. Ранцевый огнетушитель состоит из баллонов для огнетушащего вещества, сжатого воздуха и водомета (длиной 1 м), выполненного из нержавеющей стали. Описываются экспе­рименты по тушению горящего легкового автомобиля ранцевым огнетушителем «IFEX-3012» с использованием 4 литров воды. В Японии и Италии боевые расчеты пожарных, вооруженных ранцевыми огнетушителями, выезжают на вызовы на мо­тоциклах, что позволяет быстрее прибывать на место и приступать к тушению даже в условиях загруженности автодорог. Подчеркивается безвредность для окружаю­щей среды. Описывается эксперимент по тушению разлива 2000 л бензина автомо­бильной системой «Стингер», оборудованной водяной пушкой «Интрудер», ис­пользующей технологию IFEX. Пожар был потушен 107 л воды и 1 л пенообразова­теля за 44 сек. 12 выстрелами. Находят применение модификации на базе вертоле­тов, тракторов и прочей технике, причем подчеркивается возможность быстрого дооборудова­ния обычных транспортных средств для целей пожаротушения.

Интересными представляются пороховые системы импульсного пожаротуше­ния, разрабатываемые Черкасским политехническим институтом и включающие в себя носимые импульсные миниогнеприятели («Импульс 1/05»), ствольные пере­носные («Импульс 1/2»), а также другие модификации. Особый интерес представля­ет носимый ствольный огнетушитель для профессионалов «Импульс 1/2». Механизм прекращения горения включает в себя механический срыв пламени метаемым огнетушащим составом за счет энергии пороховых газов и способы прекраще­ния горения, реализуемые собственно метаемым огнетушащим веществом. Состоит из ствола диаметром 100-120 мм, заполняемого огнетушащим составом, и казенной части, в которую вставляется стандартный патрон 12 калибра с пороховым зарядом. Принцип действия основан на использовании энергии пороховых газов, метающей огнетушащий состав. В качестве огнетушащего вещества применяют любые жид­кие, вязкие, сыпучие материалы и составы (огнетушащие порошки, вода, вода с пеноообразователем, песок, грунт). Площадь тушения 10-12 м², оптимальная даль­ность тушения – 16 м, объем огнетушащего состава 2-0,5 л, время перезарядки не более 20 сек. Переход от одного огнетушащего состава к другому не требует профилактики и чистки и производится незамедлительно, что делает его особенно полез­ным при тушении низовых лесных пожаров, пожаров травы, кустарников и т. д.

К достоинствам импульсного пожаротушения можно отнести:

• более высокую огнетушащую эффективность применяемых огнетушащих веществ, которая достигается, как указывалось выше, за счет добавления эффекта механического срыва пламени;

• использование широкого перечня огнетушащих веществ (некоторые системы используют практически все вязкие огнетушащие вещества);

• возможность подачи огнетушащего средства издалека, выводя пожар­ного из зоны воздействия опасных факторов пожара;

• многократное использование одного огнетушащего средства (прибора подачи).

К недостаткам импульсного пожаротушения можно отнести:

• необходимость наличия специального оборудования, чаще всего дорогостоящего (IFEX – от $5500, «Импульс» – от $200);

• сложность применения, что затрудняет использование данного способа непрофессионала­ми;

• использование мощных источников энергии, что снижает безопасность для участников тушения пожара.

Разработка способа тушения пожаров нефтепродуктов в резервуарах пу­тем подачи пены под слой горючего, который считается в настоящее время принципиально новым, стало возможным после появления пленкообразующих пено­образователей, созданных на основе фторорганических поверхностно-активных ве­ществ.

Преимущество подслойного способа перед традиционным, где пену подают сверху, через навесные пенокамеры, заключается в защищенности пены от воздействия взрыва паровоздушной смеси, которая образуется под крышей резервуара.

Важно, что при реализации подслойного способа тушения пожара личный состав по­жарного подразделения находится за обвалованием и не подвергается непосредствен­ной опасности от выброса или вскипания горящей нефти.

Впервые система подслойного тушения была применена в Великобритании в 40-ых годах ХХ-го в., когда протеиновую пену ввели в технологический трубо­провод резервуара с горящим дизельным топливом. Температура вспышки нефтепродукта была настолько высокой, что при поступлении к горящей поверхности пены и «хо­лодного» (не нагретого) дизтоплива горение прекратилось. Пена была нужна только для перемешивания топлива. Потушить этим способом пожар бензина оказалось не­возможным, поскольку температура вспышки этой жидкости составляла минус 30-45 ⁰С, а перемешивание бензина привело к увеличению факела пламени.

Исследования по оптимизации процесса тушения тяжелой нефти и углеводоро­дов с высокой температурой вспышки проводились в 1960-е годы во ВНИИПО.

Реальное освоение подслойной системы тушения пожаров пеной началось после изобретения фторсодержащих пенообразователей, которые имели необычайно низкое поверхностное натяжение. Этот феномен позволил водному раствору пенообразова­теля самопроизвольно образовать на поверхности бензина тончайшую пленку, которая резко снизила скорость поступления горючего пара в зону горения.

Систематические испытания подслойного способа в России проводились в течение по­следних пятнадцати лет в г. Астрахань, (РВС-700²), г. Новополоцк (РВС-1000), г. Пермь (PBC-2000), г. Альметьевск (РВС-5000). Эти испытания позволили окончательно убедиться в эффективности и надежности подслойной системы.

Огневые испытания, проведенные на РВС-2000 и РВС-5000, позволили практически проверить развиваемые в Академии ГПС МВД России (ранее – ВИПТШ, МИПБ) модельные подходы, описывающие процесс тушения подслойным способом, и разработать расчетно-экспериментальный метод обоснования и прогнозирования основных парамет­ров подслойной системы.

Общие сведения о системе подслойного тушения пожаров углеводородов в резервуарах. Система подслойного тушения пожаров (ПТП) в резервуарах – это совокупность спе­циального оборудования, пенообразователя и технологии, позволяющая генерировать, транспортировать и вводить пену низкой кратности непосредственно в слой горючего или в подтоварную воду, обеспечивая надежное и быстрое тушение пожара (см. рис. 6.4).

Рис. 6.4. Схема системы подслойного тушения

Применение системы ПТП позволяет ликвидировать горение нефти в резервуаре, не­смотря на разрушение верхнего пояса резервуара и наличие закрытых сверху участков по­верхности горения. Эффективность тушащего действия системы ПТП практически не за­висит от времени развития пожара, поскольку пена вводится в холодный, нижний слой нефти в резервуаре.

Система ПТП работает как в автоматическом (стационарном) режиме, так и от пере­движной пожарной техники. Она включает в себя протяженную линию трубопроводов для подачи пенообразующего раствора к пеногенераторам, далее – низкократной пены по пенопроводам через проем в стенке резервуара внутрь, непосредственно в нефть, через сис­тему пенных насадок.

Подводя итог обзору, в качестве примера можно привести следующие способы пожаротушения:

• подача воды лафетными стволами в зону горения лесоматериа­лов (поверхностное тушение);

• заполнение водяным паром объема помещения сушильной камеры пиломатериалов (объемное тушение, если производится для предотвращения пожара – флегматизация);

• подача пены на слой разлившегося при аварии автоцистерны нефтепродукта (поверхностное тушение);

• подача пены на основе пленкообразующих пенообразователей под слой горящего в резервуаре нефтепродукта (подслойное тушение);

• подача огнетушащего порошка из огнетушителя на тушение раз­лившегося при аварии автоцистерны нефтепродукта (поверхностное тушение);

• охлаждение сжиженным диоксидом углерода СО₂ горящего нефтепродукта в резервуаре (следует признать поверхностным способом, так как диоксид углерода подается на поверхность горючего вещества).