Аэрозольное пожаротушение объемным способом

Аэрозольные системы (установки) пожаротушения: классификация и применение

Во многих прикладных дисциплинах и областях деятельности, вполне успешно реализуются принципы, озвученные в поговорке «клин клином вышибают», верным наблюдением из жизни, что подобное устраняется, лечится подобным средством. Не обошло стороной это явление и пожарное дело, например, когда распространение лесного пожара останавливают встречным палом, оставляющим за собой противопожарный разрыв.

Аэрозольная система пожаротушения из этого же ряда нестандартных методов и способов борьбы с распространением открытого огня, основанная на выделении мельчайших твердых частиц аэрозоля, останавливающих реакцию горения в защищаемом помещении, пожарном отсеке или секции производственного/складского здания, технологического сооружения.

Главная «изюминка» данного вида АУПТ заключается в том, что огнегасящее вещество образуется в результате процесса горения (!) внутри корпуса генератора, а выходящая смесь не только имеет высокую температуру в зависимости от типа изделия в диапазоне от 130 до 500℃ и выше, но продолжает гореть в объеме защищаемого помещения.

Аэрозольное пожаротушение – прекращение горения на пожаре при использовании аэрозолеобразующих огнетушащих составов (АОС), генераторов огнетушащего аэрозоля (ГОА) или автоматических установок аэрозольного пожаротушения (АУАП).

Но, именно такая высокотемпературная струя продуктов горения как сильный ингибитор действует на физико-химический процесс пожара, а мельчайшие частицы, выходящие из ГОА – генераторов огнетушащего аэрозоля, плотно покрывают все поверхности, ликвидируя очаг возгорания, препятствуя его распространению. Говоря простыми словами, открытое пламя буквально захлебывается, встречаясь с мощным потоком мелкодисперсных частиц, взвешенных в газовом облаке инертных продуктов горения из ГОА, активно вытесняющим кислород из зоны горения, т.к. он образует область повышенного давления. Кроме того, такой метод пожаротушения характеризуется быстрым снижением температуры воздушной среды в защищаемом помещении.

Этот способ ликвидации очага пламени близок к использованию порошковых огнетушителей и порошковых систем пожаротушения, также образующих облако мельчайших твердых частиц – от 5 до 10 мкм; и немного напоминает, хотя и несколько другой по принципам, огнетушащему веществу, способ тушения водяным туманом, характерным для систем пожаротушения тонкораспыленной водой.

Что же горит внутри ГОА?

Упрощенно эту твердотопливную смесь горючих веществ, окислителей, связующих, флегматизаторов, стабилизаторов процесса горения можно сравнить с простейшим дымным порохом – составом из селитры, древесного угля и серы. Изготовленная в пропорциях, препятствующих взрывному развитию процесса горения, но способствующих максимальному дымообразованию, после поджигания она дает некоторое представление о том, каков механизм запуска, работы генераторов огнетушащего аэрозоля – основных компонентов такого вида АУПТ.

Классификация

По ГОСТ Р 51046-97, определяющему типы, основные параметры генераторов огнетушащего аэрозоля автоматическая установка аэрозольного пожаротушения – это система, использующая аэрозоль, что получается при работе генераторов огнетушащего аэрозоля; при этом срабатывающая в автоматическом режиме при достижении пороговых значений устройствами побудительной системы АПС – тепловых, газовых, дымовых, комбинированных пожарных извещателей.

Автоматические установки порошкового и аэрозольного пожаротушения имеют много общего, т.к. принцип их действия основан на создании непригодной для продолжения процесса горения пыле-, газовоздушной среды в защищаемых помещениях; а основным элементом таких систем являются сходные даже по внешнему виду ГОА и МПП – это сокращение от модулей порошкового пожаротушения.

Кроме того, эти виды УАПТ, а также газовое пожаротушение, не предназначены для тушения объектов с проживанием, постоянным/регулярным нахождением людей, т.к. используемые в них огнегасящие составы/смеси вредны для дыхания, поэтому перед запуском должны быть включены светозвуковые табло, предупреждающие людей об угрозе, необходимости покинуть рабочие места.

Автономное аэрозольное пожаротушение в отличии полноценных полнокомплектных аэрозольных АУПТ состоит всего из двух элементов:

• Генератор огнетушащего аэрозоля и устройства запуска, который может быть электрическим – с электрической спиралью или пиропатроном; тепловым/огневым – от огнепроводного шнура, очага пожара; механическим – у забрасываемых генераторов аэрозоля; комбинированным, сочетающим для надежности/контроля несколько способов пуска.
• Единым изделием, когда внутри корпуса генератора огнетушащего аэрозоля или на нем смонтировано одно из вышеперечисленных устройств запуска.

Автономное аэрозольное пожаротушение весьма эффективно ликвидирует возгорания на начальной стадии при монтаже в небольших отсеках, нишах, корпусах/шкафах управления/контроля, электрического/технологического/электронного оборудования, в помещениях электрощитовых, в двигательных/моторных отсеках железнодорожного и автотранспорта, морских/речных судов.

Системы аэрозольного пожаротушения могут представлять собой полный комплекс устройств – от генераторов огнетушащего аэрозоля, звуковых пожарных оповещателей до щитов управления/контроля аэрозольных АУПТ.

Кроме того, компания производит генераторы аэрозоля под маркой АГС для защиты помещений зданий, корпусов высоковольтных распределительных установок/устройств, электронной аппаратуры по объему – от 2, 2 до 134 м 3 .

Принцип действия

Принцип аэрозольного пожаротушения состоит в следующем:

• При возгорании частицы горючих веществ, отделяющиеся от основной массы материала при пиролизе, сильном нагревании в первоначальном очаге пожара, активно соединяются с молекулами О₂, окисляясь с выделением большого количества тепловой энергии, что приводит к цепному, нарастающему развитию реакции горения, распространению открытого огня.
• При срабатывании аэрозольной установки тушения мельчайшие частицы, образовавшиеся при горении специального твердотопливного заряда, по сути, дымовой шашки, попадая в защищаемое помещение, корпус/отсек, технологическую нишу под воздействием давления смеси газов, также выделяющихся после воспламенения заряда генератора, быстро распространяются по всему объему защищаемого помещения.
• Аэрозольные частицы, будучи более активными, чем молекулы О₂, быстрее соединяются с молекулами горючего вещества, что приводит сначала к замедлению, а потом и к полному прекращению всего процесса горения, снижению выделения тепловой энергии, необходимой для его поддержания.
• Даже после окончания работы ГОА, образовавшееся облако огнетушащего аэрозоля еще несколько десятков минут, что в прямой зависимости от типа, размера/массы твердотопливного заряда, объема защищаемого помещения/отсека, находится во взвешенном виде, сохраняя необходимую концентрацию, исключающую возможность вторичного возгорания.

Применение на объектах

Согласно правилам проектирования, изложенным в СП 5.13130.2009, аэрозольные установки пожаротушения применяются для тушения объемным способом возгораний подкласса А2 – твердых материалов, не характеризующееся тлением, класса В – горючих жидкостей:

• В зданиях, сооружениях, отдельных помещениях, пожарных отсеках/секциях при их строительном объеме не больше 10 тыс. м3, высотой – не больше 10 м, с характеристиками негерметичности, не выше указанных в табл. Д.12 данного свода правил.
• В этих помещениях допустимо наличие в качестве пожарной нагрузки веществ/материалов, чье горение характеризуется тлением (подкласс пожара А1), но в тех количествах/объемах, чтобы возгорание можно ликвидировать ручными огнетушителями, подачей воды от ПК.

Требования ст. 114 ФЗ-123 к применению аэрозольных АУПТ следующие:

• Наличие в составе системы установки АПС, отвечающей за своевременное обнаружение пожара в защищаемых помещениях.
• Необходим прибор управления аэрозольным пожаротушением для возможности задержки пуска АУПТ для обеспечения эвакуации людей.
• Возможность создания необходимой объемной концентрации вырабатываемого ГОА огнегасящего аэрозольного облака за период, необходимый для ликвидации пожара.
• Необходимость расстановки, монтажа ГОА в защищаемом помещении таким образом, чтобы исключить возможность воздействия высокотемпературной струи из них, разогретых до высокой температуры деталей корпусов генераторов на людей, горючие материалы.

Исходя из этих требований, основная область применения аэрозольных АУПТ – это помещения объектов энергетики, электрощитовых зданий/сооружений различного назначения; моторные/двигательные отсеки судов, автотранспортных средств; производственные участки, цеха, складские помещения, характеризующиеся пожарной нагрузкой с преобладанием сырья, готовой продукции, продуктов технологической переработки, горящих открытым огнем, с небольшим количеством постоянных рабочих мест для возможности быстро покинуть их, используя эвакуационные пути и выходы.

Плюсы и минусы

• Возможность использования большинства выпускаемого оборудования аэрозольных УАПТ при температуре от – 60 до + 60℃, что исключено для наиболее распространенных водяных, пенных установок пожаротушения.
• Аэрозольные АУПТ заполняют огнегасящим составом весь объем помещения аналогично газовым установкам пожаротушения, при этом для них не требуется полная герметизация защищаемого помещения.
• Отсутствие коррозионных агрессивных сред – воды, растворов пенообразователя; механических движущихся частей/элементов – запорно-регулирующей арматуры, контрольно-пусковых клапанов/узлов; водяного, газового оборудования в баллонах, корпусах, трубопроводах под высоким давлением, с установленными на них, например, спринклерными оросителями, снижает объем регламентных работ по техническому обслуживанию, следовательно, уменьшает постоянные затраты на них.

• Как и порошковые модули пожаротушения, ГОА – это одноразовые устройства, а после пуска остановить/регулировать выход струи аэрозоля невозможно.
• В аэрозольной струе на близких расстояниях, кроме высокой температуры, опасно наличие раскаленных частиц не прогоревшего твердотопливного заряда, способных при неправильном монтаже воспламенить горючие материалы.
• После пуска аэрозольной АУПТ необходима тщательная мокрая уборка всех поверхностей в помещении от отложившейся пленки продуктов горения твердотопливных зарядов генераторов.

Порядок испытания

Все ГОА, выпускаемые компаниями производителями, должны проходить комплекс испытаний согласно ГОСТ Р 53284-2009.

Испытания спроектированной, смонтированной согласно требованиям СП 5.13130.2009, прошедшей пусконаладочные работы аэрозольной АУПТ, проводятся комиссией из представителей специализированной монтажной организации и администрации предприятия/организации, определяющей ее техническое состояние и работоспособность.

Техническое обслуживание

Технический регламент обслуживания аэрозольного пожаротушения, в т.ч. регулярная проверка пожарных извещателей, определяется РД 009-01-96, ведется на основании договорных отношений представителями специализированной сервисной организации.

Подводя итог, можно сказать, что установки аэрозольного пожаротушения – это довольно нестандартный вид автономного или автоматического оборудования для борьбы с пожарами, имеющий как преимущества, например, возможность оборудовать ГОА неотапливаемые помещения, так и значительные недостатки – возможность причинения вреда здоровью людей, имуществу в защищаемых помещениях при неправильном монтаже. Поэтому для правильного выбора необходимы консультации с сотрудниками пожарной охраны, представителями проектных организаций, специализированных монтажно-наладочных организаций.

Источник

Аэрозольные системы (установки) пожаротушения: виды, расчет и нормы монтажа

Системы аэрозольного пожаротушения сокращенно обозначаются АУАП (установки). Для основных функциональных частей применяют аббревиатуры ГОА (генератор аэрозольного пожаротушения), АГС, СОТ; для огнетушащего вещества – АОС.

Основные нормативные акты:

ГОСТ Р 51046-97 , Р 53284 – типы и параметры генераторов, испытания;

СП 5.13130, НПБ 88-2001 – проектирование установок.

Что такое аэрозольные установки пожаротушения

Автоматическая (автономная) установка аэрозольного пожаротушения – система с огнетушащим веществом (ОТВ) из негорючих твердых микроскопических частичек, взвешенных в газе.

Дисперсионная среда с АОС создается специальными генераторами. Аэрозольная система активируется самостоятельно (самосрабатывающие, без участия оператора) или автоматически (с пульта управления) при фиксации критических значений в охраняемой зоне.

побудительная линия:
элементы сигнализации;

электрические или термохимические узлы запуска;

обнаружители, датчики, извещатели: тепловые, газовые, дымовые, комбинированные;

пульт или щит управления дистанционных установок (для автоматической системы).

Принцип действия

Действие АУАП нестандартное: принцип работы схожий с подавлением огня встречным пламенем как при тушении лесных пожаров.

Созданная аэрозольная струя содержит твердые частички химических веществ. Ее качества:

сильный ингибитор тепла и разлитых горючих жидкостей;

создает огнепреграждение:

пленка на поверхностях;

продукты горения для самозатухания очага;

облако взвеси, вытесняющее кислород.

Основной принцип тушения: пламя «захлебывается», встречаясь с потоком аэрозоля, инертных частиц, а также вследствие образования области повышенного давления.

Суть действия аэрозольных средств пожаротушения более подробно:

Срабатывает побудительный узел. Тепловой поток подводится к сегменту пуска ГОА и приводит к его срабатыванию.

Твердые частички аэрозоля воспламеняются, что способствует их моментальному распространению.

Взвесь намного активнее, чем O₂ и быстрее соединяется с молекулами воспламенившихся материалов, останавливая цепную реакцию горения, приводя к самозатуханию. Процесс сопровождает активное ингибирование тепла.

Облако негорючей пыли после затухания пожара держится несколько минут, что исключает повторное возгорание.

Аэрозолеобразующие огнетушащие составы (АОС)

Заряд ГОА состоит из смеси твердых химических реактивов, способной гореть самостоятельно без воздуха и при этом образовывать консистенцию, называемую аэрозолем – дисперсную среду из газа и взвешенных в нем мелких частиц (до 10⁷ мм). Состав можно назвать дымом или пылью. Способ образования – горение, высокие температуры.

Ингредиенты АОС – твердотопливная смесь горючих веществ:

окиси щелочных металлов;

Смесь и ее действие напоминает дымный порох – селитру, древесный уголь, серу, подобранные для низких взрывных качеств, но с максимальным дымообразованием.

Где допускается применение

Характерные места применения средств пожаротушения аэрозольного типа:

невзрывоопасные склады, лаборатории, промышленные и производственные объекты;

Допускается применение аэрозольного тушения в помещениях с постоянным нахождением людей, но персонал должен покинуть защищаемую зону до начала тушения, так как воздействие распыляемого ОТВ опасное.

Ограничения для пожаротушения АУАП:

не применяют:
к взрывоопасным объектам;

в помещениях кат. А, Б и на складах кат. В1 – В2;

сооружения с персоналом больше 50 чел. или где невозможна эвакуация;

на объектах с изменяющейся планировкой, на складах с движущимися стеллажами;

в зданиях, где могут пострадать ценные вещи (музеи, библиотеки, архивы);

аэрозоль слабо результативная для тлеющих, рассыпных, волокнистых, пирофорных материалов, металлов и их порошков.

Наибольшую эффективность аэрозольные модули пожаротушения показали в моторных отсеках транспорта, электрощитовых, небольших выделенных зонах, нишах, шкафах с приборами, кабелями. На рынке популярные АГС для комнат с электрооборудованием от 2 до 134 м³.

По СП 5.13130 АУАП устанавливаются для объемного пожаротушения в замкнутых пространствах:

для подкласса A2 (твердые материалы без тления) и B (горючие жидкости);

в зданиях с объёмом защищаемого помещения (отсеков) до 10 тыс. м³ и до 10 м в высоту, с уровнем негерметичности по табл. Д.12;

допускаются подкласс A1 (с тлением), но в количестве для тушения ручными огнетушителями или водой из ПК.

Преимущества и недостатки

Достоинства противопожарного аэрозольного оборудования:

для своих классов пожара наибольшая эффективность из всех существующих АУПТ;

использование в диапазоне температур от -60 до +60 °C, ОТВ не замерзает;

монтаж упрощенный, нет сложных механизмов – спринклеров, дренчеров, запорно-регулирующих и контрольно-пусковых узлов, баллонов, трубопроводов с высоким давлением. Снижен объем регламентных обслуживающих работ, соответственно, оснащение / содержание обходится дешевле;

не нуждается в перезарядке;

герметизация желательная, но в меньшей мере, чем для газовых установок;

смесь диэлектричная (применяется для электрооборудования), не вступает в реакции, не коррозионная;

дешевле порошковых, пенных (в 5 раз), газовых (в 50 раз) АУПТ.

запрет для взрывоопасных помещений;

модули одноразовые, после старта их нельзя остановить;

струя не регулируется во время выпуска;

при неправильном монтаже есть риск воспламенения окружающих предметов от выходящего раскаленного состава;

надо иметь 100% запас модулей;

ОТВ опасное из-за принципа действия, но само безвредное, не токсичное;

загрязняет, но меньше порошка.

Виды генераторов огнетушащего аэрозоля

Трубная разводка от отдельных емкостей к точке распыла не используется. Классификация АУАП учитывает эту особенность.

Аэрозольные модули

Модульные ГОА – это полностью самодостаточные цельные приборы со всеми необходимыми элементами для запуска, срабатывающие самостоятельно при фиксации датчиками критических показателей в помещении (огня, дыма).

электрический: электроспираль, пиропатрон;

тепловой/термический: огнепроводной шнур от очага пожара;

Стационарные системы

Аэрозольные установки стационарного – это габаритные модули. Как правило, АУАП имеют автоматическое действие, дополненное ручным дистанционным пуском, пульт размещен на удалении. Извещатели могут находиться не на самых емкостях. Стационарная система всегда включает в себя централизованный контроль с сигнализацией – это сеть из модулей, оповещателей, датчиков, щитов управления.

Монтаж и эксплуатация аэрозольных систем

При установке АУАП учитывают особенности:

рекомендована герметичность помещения;

ошибка в расположении или ложное срабатывание чревато повреждениями окружающих объектов, активацией сигнализации в смежных пространствах.

Методика расчета

Примеры расчетов АУАП основываются на методиках расчета изложенных в НПБ 88-2001 и СП 5.13130 (прил. «К»). Общее количество АОС определяется умножением переменных в формуле:

метры квадратные огнетушащей способности (указаны в тех. документации модуля);

коэффициенты:

неравномерности распространения;

тушения кабелей (если они есть) в различных условиях.

Зная нужный объем АОС, определяют количество модулей: суммарная масса заряда разделяется на массу ОТВ каждого генератора аэрозоля используемого типоразмера.

Требования на установку

Условия установки аэрозольных систем пожаротушения:

контроль цепи пуска каждого ГОА как минимум на обрыв;

возможность отключения напряжения в цепях запуска после активации;

блок управления на дистанции с ручной и автоматической функцией активации;

автоматическое переключение на резервное питание;

узлы контроля действия и исправности сигнализации, установки;

максимально допустимая инерционность аэрозольного генератора, требуемая для эвакуации и закрытия заслонок, вентиляции, – до 30 сек.;

запрещен ручной пуск от приборов внутри защищаемого объекта;

узел дистанционного пуска устанавливают у выходов для эвакуации снаружи защищаемых зон;

предусматривают устройство отключения и восстановления автоматического пуска;

звуковая сигнализация со световым табло обязательная, помещение снабжается указателем;

помещение:

по возможности с герметизацией для создания области избыточного давления;

с противопожарными клапанами, автоматическим отключением вентиляции;

1 кат. надежности по ПУЭ , электроцепи должны выдержать время на активацию оснащения;

выбор и размещение извещателей, модулей осуществляют по НПБ 88-2001 (ранее СНиП 2.04.09-84):

шаг и расположение должно обеспечивать равномерное наполнение всего пространства;

в комнатах высотой до 4 м – один ярус, от 4 м – в 2 яруса и при этом две трети ГОА – на высоте до 5 м;

перехлестывание распыления разрешено;

струя не должна проникать в смежные зоны;

свободный доступ и возможность визуального осмотра.

Регламент техобслуживания аэрозольных установок

Обслуживают АУАП лицензированные организации по договору с заказчиком по РД 009-01-96 и 25.964-90 . Применяют нормы как для порошковых и газовых систем. Возможны проверки ежедневные, еженедельные, ежемесячные или квартальные, но обязательно проводят ТО раз в полгода или год и раз в 5 лет. Процедура включает осмотр, выборочную проверку работоспособности, срабатывания сигнализации.

Источник