Противопожарная защита и тушение Ч.2

Глава III. Обнаружение и тушение пожаров автоматическими установками пожаротушения

и комбинированные извещатели). По виду контролируемой зоны (точечные, линейные, объемные и комбинированные извещатели). По виду порога срабатывания (максимальные, дифференциальные и максимально-дифференциальные извещатели), по принципу действия чувствительного элемента.

Наибольшее распространение в автоматических системах пожарной сигнализации получили тепловые и дымовые пожарные извещатели. Это объясняется как спецификой начальной фазы процесса горения большинства пожароопасных веществ, так и относительной простотой схемных и конструктивных решений этих извещателей.

Дымовые пожарные извещатели, наиболее широко используемые у нас в стране и за рубежом, по принципу действия разделяются на ионизационные (радиоизотопные) и фотоэлектрические.

Врадиоизотопных извещателях осуществляется непрерывный контроль ионизационного тока измерительной камеры, открытой для доступа дыма, его сравнение с током контрольной камеры, изолированной от внешней среды, и формирование сигнала о загорании при превышении порогового значения отношения этих токов. Ионизация воздушной среды в соответствующих камерах осуществляется источником радиоактивного излучения.

К достоинствам этих извещателей можно отнести практически одинаковую способность реагировать как на светлый, так и на темный дым.

Ранее выпускались два типа радиоизотопных пожарных извещателей — РИД6М и ИП-01Л.

Визвещателе РИД-6М используются два альфа-источника (плутоний-239) общей активностью 10 мкКю, в ИП-01Л - один альфа-источник америций-241 с активностью 0,8 мкКю.

РИД-6М рекомендуется применять для защиты кабельных каналов, складов с резинотехнической продукцией, в промышленных помещениях с большим уровнем индустриальных помех. Извещатели ИП-01Л хорошо работают в условиях производственных помещений сборочно-монтажных производств, вычислительных центров, АТС. Оба извещателя позволяют подключать выносное оптическое устройство.

ФГУП «Институт физико-технических проблем» Минатома РФ разработал и освоил в серийном производстве специальный пожарный извещатель типа ИП 211-1, имеющий уникальные технические характеристики, полностью соответствующие или превосходящие зарубежные аналоги, а именно: извещатель способен работать в диапазоне температур от -30 до +100°С и относительной влажности до 98%.

Применение радиоизотопных извещателей требует соблюдения строгого порядка их учета и утилизации после истечения срока службы.

Фотоэлектрические дымовые пожарные извещатели подразделяются на линейные и точечные.

271

Противопожарная защита и тушение пожаров. Промышленные здания и сооружения

Устройство линейных дымовых пожарных извещателей основано на принципе ослабления электромагнитного потока между разнесенными в пространстве источником излучения и фотоприемником под воздействием частиц дыма. Прибор такого типа состоит из двух блоков, один из которых содержит источник оптического излучения, а другой — фотоприемник. Оба блока располагают на одной геометрической оси в зоне прямой видимости.

Кдостоинствам линейных дымовых извещателей можно отнести большую дальность действия (до 100 м) и, следовательно, возможность защиты одним прибором больших по протяженности зданий и сооружений.

Кнедостаткам следует отнести необходимость прямой видимости между источником и фотоприемником и накопление пыли на линзовой оптике или защищающих конструктивных элементах. Линейные дымовые пожарные извещатели хорошо реагируют как на темный, так и на серый дым.

В настоящее время выпускается линейный дымовой пожарный извещатель ИП 212-7 (ИДПЛ-1), он обеспечивает возможность подключения выносного устройства оптической сигнализации и рассчитан на работу с современными пультами.

Вточечных фотоэлектрических дымовых пожарных извещателях используется принцип действия, заключающийся в регистрации оптического излучения, отраженного от частиц дыма, попадающих в дымовую камеру извещателя. В этих приборах источник излучения и фотоприемник, образующие оптический узел, находятся в одном корпусе и расположены под углом примерно 120° относительно друг друга. Область, образуемая пересечением телесных углов поля зрения приемника и диаграммы направленности излучателя, является зоной чувствительности прибора.

Точечные фотоэлектрические дымовые пожарные извещатели имеют высокую чувствительность к светлому и серому дыму, малую инерционность и по этим параметрам не уступают радиоизотопным. Поэтому они находят широкое применение при защите объектов различного назначения. Такие извещатели по сравнению с радиоизотопными обладают несколько худшей чувствительностью к темному дыму, который плохо отражает излучение источника света, и требуют принятия специальных мер при создании конструкции извещателя для доступа в него дыма.

Противоречивость требований по обеспечению доступа дыма внутрь устройства и защиты от внешних воздействий ограничивает возможность разработки точечных дымовых пожарных извещателей в герметичном, взрывозащищенном и других специальных исполнениях.

В основном выпускаемые дымовые извещатели являются модификациями широко известного прибора ИП 212-5 (ДИП-3), и рассчитаны на работу в двухпроводных шлейфах пожарной сигнализации совместно с приемно-контрольными

272

Глава III. Обнаружение и тушение пожаров автоматическими установками пожаротушения

приборами типа ППС-3, УСПП-01Л и им аналогичными, обеспечивающими соответствующее напряжение в шлейфах пожарной сигнализации.

В табл. 18.1. приведены технические характеристики ряда дымовых пожарных извещателей.

Сравнительно недавно на Российском рынке появились аспирационные дымовые пожарные извещатели. Основное отличие аспирационных дымовых пожарных извещателей от обычных дымовых состоит в том, что, имея в своем составе вентилятор (аспиратор), через дымовую камеру извещателя постоянно прокачивается и анализируется воздух из защищаемого помещения. Забор проб воздуха из помещений осуществляется через систему трубопроводов, имеющую калиброванные всасывающие отверстия. Такая система забора воздуха позволяет повысить чувствительность аспирационного извещателя по сравнению с обычными до 300 раз. В настоящее время сертифицированы аспирационные пожарные извещатели следующих ведущих западных производителей:

–Vision Fire@Security (Австралия) - извещатели пожарные дымовые аспирационные серии VESDA Laser PLUS, VESDA Laser SCANNER, VESDA Laser COMPACT;

–Schrack Seconet AG (Австрия) - извещатели пожарные дымовые аспирационные RAS ASD 515-1 (FG030140), производство Securiton-Hektron, Германия;

–Minimax GmbH (Германия) - извещатели пожарные аспирационные АМХ 4002;

–Fittich AG (Швейцария) - извещатели пожарные дымовые аспирационные RAS ASD 515-1, производство Securition-Hektron, Германия.

Технология определения наличия дыма в дымовой камере зарубежных извещателей используется либо обычное оптико-электронное, либо лазерное сканирование.

ФГУП «Институт физико-технических проблем» Минатома РФ разработал, сертифицировал и освоил в серийном производстве первый отечественный высокочувствительный аспирационный (проточно-ионизационный) пожарный извещатель типа ИП-211-2. Извещатель обеспечивает сигнализацию при появлении микроколичеств дыма (до 0,1 мг/м3) в воздухе защищаемых помещений при принудительной прокачке воздуха через извещатель. Воздух забирается из контролируемых помещений с помощью трубок длиной до 100 метров с перфонационными отверстиями. Он способен осуществлять защиту технологических установок АЭС (ядерные реакторы, кабельные траншеи, центральные щиты управления и другие, наиболее ответственные узлы и агрегаты, где не могут быть установлены никакие другие типы пожарных извещателей. Извещатель так же предназначен для использования при защите высоких строительных конструкций (ангары, склады).

273

Противопожарная защита и тушение пожаров. Промышленные здания и сооружения

Технико-эксплуатационные данные ИП 211-1

Использование аспирационных извещателей как у нас в стране, так и за рубежом показывает, что чувствительность и помехозащищенность таких извещателей выше, чем у традиционных точечных оптико-электронных пожарных извещателей.

Таблица 3.1

Извещатели пожарные дымовые

274

Глава III. Обнаружение и тушение пожаров автоматическими установками пожаротушения

Продолжение табл. 3.1

Тепловые пожарные извещатели

В тепловых пожарных извещателях широко используются: термоэлектрический эффект, явление изменения при определенных температурах магнитных свойств ферромагнитных материалов, линейных размеров металлов и др. В последнее время при их разработке достаточно широкое применение получили материалы с эффектом «памяти формы», в основе которого лежат термоупругие мартенситные реакции, характерные для ряда металлических сплавов, в частно-

275

Противопожарная защита и тушение пожаров. Промышленные здания и сооружения

сти никелида титана. Использование таких материалов позволяет создавать достаточно простые тепловые пожарные многоразового действия.

Из тепловых пожарных извещателей общего применения наиболее широко выпускаются токопотребляющие (пассивные) устройства многоразового действия на основе термореле, использующих металлы с «памятью формы». К ним, в частности, относятся извещатели ИП 103-4/1-70 (МАК-1), ИП 109-1/Б, ИП 10331-1.

Эти приборы максимального принципа действия, формируют сигнал о пожаре

вшлейфах сигнализации путем размыкания контактов термореле при достижении температурой окружающей среды порога его срабатывания.

Извещатели данного типа позволяют осуществлять контроль работоспособности в процессе эксплуатации путем кратковременного нагрева термореле. После его остывания извещатель возвращается в исходное состояние. Эти извещатели состоят из пластмассовых корпуса и основания, к контактам которого крепится термореле.

Для работы во взрывоопасных зонах помещений выпускается термопарный тепловой извещатель ИП 104-1, работающий в комплекте с промежуточным исполнительным блоком ПИБ-1. Во взрывоопасных зонах может применяться и извещатель ИП 103-4/70 (МАК-1) в комплекте с приемно-контрольным прибором «Корунд».

Для обнаружения загораний в резервуарах хранения нефтепродуктов выпускаются тепловые извещатели ИП 103-1 и ИП 103-2. Они имеют взрывозащищенное исполнение «Взрывонепроницаемая оболочка». Срабатывание этих извещателей, являющихся максимальными, сопровождается размыканием выходных контактов.

Ктокопотребляющим тепловым извещателям относится максимально-диффе- ренциальный ИП 101-2. Он выполнен под стандартную розетку, в качестве чувствительного элемента применяется терморезистор. При быстром нарастании температуры прибор срабатывает по дифференциальному каналу, а при медленном - по максимальному.

Тепловые пожарные извещатели типа ИП 103-3-1, ИП 101-2 могут применяться

взакрытых помещениях производственных, административных и жилых зданий, объектов культурно-бытового назначения, больниц, школ и других учреждений.

Извещатель пожарный тепловой многоточечный дифференциальный ИП 102- 2-2. Обеспечивает защиту объектов химической, деревообрабатывающей, металлургической, нефтегазовой, пищевой промышленности, а также масложиркомбинаты, пивоваренные заводы, элеваторы, мелькомбинаты и т.п. Производится в обычном и взрывозащищенном исполнениях. Удобен для защиты кабельных коллекторов, кабельканалов, тоннелей, помещений со сложными формами потолков. Позволяет обнаруживать пожары на ранней стадии в промышленных помещениях высотой до 20 м. Допускает эксплуатацию в тяжелых условиях: повышенная

276

Глава III. Обнаружение и тушение пожаров автоматическими установками пожаротушения

влажность до 100%; широкий диапазон температур от минус 60°С до плюс 130°С; наличие агрессивных сред; наличие пыли, вибраций, сильных электромагнитных и электростатических помех.

Технические характеристики ряда тепловых пожарных извещателей приведены в табл. 3.2.

Извещатели пламени

Пожарные извещатели, реагирующие на излучение открытого пламени, наибольшее развитие получили применительно к отраслям промышленности, где ис-

277

Противопожарная защита и тушение пожаров. Промышленные здания и сооружения

пользуются взрывчатые материалы, легковоспламеняющиеся жидкости, горючие газы. Основные преимущества извещателей пламени по сравнению с тепловыми и дымовыми: повышенное быстродействие, независимость времени срабатывания от направления воздушных потоков в защищаемом помещении, градиентов температуры, высоты потолков и перекрытий, объема и конфигурации помещений. Однако с извещателями пламени в большей степени связана проблема обеспечения требуемой помехозащищенности от прямого и отраженного излучения источников естественного и искусственного освещения, от излучения нагретых частей технологического оборудования, от грозовых разрядов и т.п. Решение этой проблемы приводит к усложнению схемных и конструктивных решений в данных приборах.

Извещатели данного класса разрабатываются на основе фотопреобразователей, чувствительных к излучению пламени в ультрафиолетовой (УФ) и инфракрасной (ИК) областях спектра. Преобразователи видимого излучения практически не используются в связи с существенными трудностями в обеспечении помехозащищенности.

Наибольшей чувствительностью обладают извещатели пламени на основе УФ фотопреобразователей. Однако их использование накладывало ряд ограничений на эксплуатационные характеристики извещателей. Это низкое значение фоновой освещенности, малый срок службы, высокое напряжение питания. Кроме того, к недостаткам УФ преобразователей следует отнести невозможность регистрации низкотемпературных очагов и повышенную чувствительность к ионизирующим излучениям. Вследствие указанных причин извещатели УФ излучения до последнего времени не находили широкого применения.

Наиболее известным в данном классе приборов является извещатель пламени ИП 329-2 «Аметист».

Принцип его действия основан на постоянном контроле интенсивности ультрафиолетового излучения. Конструкция извещателя обеспечивает высокую помехозащищенность от воздействия электромагнитных полей, фоновой освещенности, пыли, повышенной влажности. Извещатель работает с приемно-кон- трольными приборами типа ППК-2, ППС-3, УСПП-01Л т.п.

В настоящее время для использования в пожарных извещателях пламени создан счетчик фотонов СИ-45Ф, обладающий повышенной светозащищенностью до 10000 лк, расширенным температурным диапазоном эксплуатации - от -20 до +700°С и увеличенным сроком службы — до 50000 ч.

На основе этого фотопреобразователя созданы извещатели пламени ИП 329- 4 «Сириус» и ИП 329-5, не уступающие по своим техническим характеристикам лучшим зарубежным разработкам данного класса.

Извещатель ИП 329-5 выполнен во взрывозащищенном исполнении, ИП 329-4

— в обычном.

278

Глава III. Обнаружение и тушение пожаров автоматическими установками пожаротушения

Чувствительность и помехозащищенность этих приборов превышает аналогичные показатели ИП 329-2. Они работают в комплекте со стандартными при- емно-контрольными приборами.

Визвещателях пламени инфракрасного диапазона в качестве приемников излучения наибольшее применение получили фоторезисторы и фотодиоды. Анализ спектральных характеристик излучения пламени различных горючих материалов

ипомех показал, что для обеспечения устойчивости извещателей к световым воздействиям максимум спектральной чувствительности ИК фотопреобразователей должен находиться в области 2,7 и 4,3 мкм. Большинство же серийно выпускаемых ИК приемников излучения общего применения имеют спектральные характеристики в более коротком диапазоне ИК излучения, где в значительной степени проявляется влияние солнечного излучения и ламп накаливания.

Внастоящее время специально для использования в пожарных извещателях разработан и серийно выпускается преобразователь излучения ФМ-611, представляющий собой комбинацию кремниевого фотодиода, фотодиода на основе PbSe и инфракрасного светодиода. Сочетание PbSe с германиевым светофильтром позволяет получить диапазон спектральной чувствительности в интервале от 2 до 4 мкм при максимуме в области 3,0 мкм. Кремниевый фотодиод может использоваться для компенсации фоновых излучений, а светодиод - для проверки работоспособности извещателя.

На основе указанного фотопреобразователя разработан извещатель пламени ИП 330-1, работающий со стандартными шлейфами и устройство сигнально-пу- сковое пожарное «Диабаз БМ» с извещателями пламени во взрывозащищенном исполнении.

Инфракрасный пожарный извещатель МДП-2АСТ предназначен для раннего обнаружения малых очагов загораний. Отличительной его особенностью является способность обнаруживать очаги тления (перегрева). Он может применяться на объектах химии, в текстильной, деревообрабатывающей промышленности, на складах материальных ценностей и т.п.

Технические характеристики ряда пожарных извещателей пламени приведены в табл. 3.3.

279