Способы разбавления при тушении пожаров

Способы тушения пожаров: основные приемы

Для борьбы с огнем прилагается немало как организационных усилий, направленных на предотвращение причин возникновения пожаров, так и требуется много вложений в создание, поддержание в работоспособном, исправном состоянии систем, элементов активной и пассивной огнезащиты зданий, сооружений самого разного назначения.

От способности установок АПС, АУПТ в считаные минуты подавить очаг возгорания на начальной стадии, не дав ему развиться, распространяясь по помещениям и этажам строений; а также от результатов правильного обучения, немедленной реакции дежурного персонала, членов ДПД, сотрудников службы охраны/безопасности зависит будет ли огонь локализован, ликвидирован до прибытия пожарных формирований, нанеся минимальный материальный ущерб.

Способов борьбы с различными видами, классами пожаров существует, как правило, несколько, поэтому важно в зависимости от ситуации на защищаемом объекте выбрать оптимальный; чтобы, сообразуясь с типом горения материалов, использовать самые эффективные из имеющихся первичных, технических средств пожаротушения – от ручного инструмента, переносных огнетушителей, комплектов ПК из пожарных щитов, шкафов до ручного пуска насосных станций, стационарных систем пожаротушения.

Классификация и виды пожаров

Прежде всего стоит вспомнить, что все существующие простые вещества, различные материалы при нормальных условиях – температуре, давлении, влажности окружающей воздушной среды делятся на 3 группы:

• Негорючие, что не могут гореть.
• Трудногорючие – способны на это, но исключительно при наличии внешнего источника огня, не могут гореть самостоятельно.
• Горючие, которые могут как самовозгораться, так и вспыхивать, разгораться при воздействии открытого огня, быстрого/длительного нагревания, а далее самостоятельно гореть без внешнего дополнительного воздействия.

Первую нормативную квалификацию пожаров по виду горючих веществ, природных/искусственных материалов для обозначения/маркировки любого технического устройства, средства, предназначенного для локализации/ликвидации очагов пожара строго определенного класса или их группы в зависимости от свойств; например, порошковых, воздушно-пенных, водных огнетушителей, представил документ еще времен Советского Союза – ГОСТ 27331-87, действующий и сегодня. В нем указаны следующие классы/подклассы пожаров:

• А – горение твердых материалов.
• А1 – сопровождается тлением, например, горение всех пород древесины, продуктов ее переработки – целлюлозы, картона, бумаги; каменного угля, текстильных изделий из натуральных материалов.
• А2 – не сопровождается тлением. Например, пластмассы, пластики, полимеры, другая товарная продукция предприятий органического синтеза.
• В – горение ЛВЖ/ГЖ, а также твердых материалов, что плавятся в процессе горения.
• В1 – жидкостей, не растворяющихся в воде. В основном это продукты переработки углеводородного сырья – ГСМ, а также парафин.
• В2 – горючих жидкостей, растворимых в Н₂О – различных спиртов, растворителей; например, этанола, метанола, ацетона, глицерина.
• С – горение газов – пропана, ацетилена, бытовой смеси.
• D – горение металлов.
• D 1 – легких металлов (Mg, Al), их сплавов.
• D 2 – щелочных металлов (Na, K).
• D 3 – горение гидридов металлов, металлорганических химических соединений.

Класс Е – пожары в эксплуатирующихся электроустановках, появился в нормативной документации по ПБ значительно позднее – в НПБ 166-97, устанавливающем требования к переносным/передвижным огнетушителям; в ППБ-01-03 – ныне отмененных «Правилах ПБ в РФ».

Класс F – горение ядерных/радиоактивных материалов, отходов, веществ введен ст. 8 ФЗ-123, причем в этой статье «Технического регламента о требованиях ПБ» все пожары подразделены только на классы без деления на подклассы, как в более ранних официальных документах. Но, учитывая, что они не отменены, то подклассы классов А, В, D существуют, и используются при маркировке соответствующего противопожарного оборудования.

Кроме того, все случившиеся/возможные пожары условно классифицируются на следующие группы:

• Происходящие на открытых пространствах – в лесах, степях, на полях; на закрытых/огороженных территориях предприятий, организаций, домовладений.
• Внутри ограждающих конструкций зданий/сооружений.
• Горение различных материалов, когда пожар сложно отнести к какому-то классу, что часто и происходит на практике, когда в пожарной нагрузке большинства строений, вплоть до частного жилого дома, легко встретить как твердые горючие материалы, склонные к тлению, горению открытым пламенем; так и ЛВЖ/ГЖ, баллоны с бытовым газом.

Классификация пожаров и способы их тушения неразрывно связаны, ведь необходимо знать какие природные или искусственные материалы, вещества, при каких условиях и каким образом могут гореть, тлеть, вспыхивать или самовозгораться; чем их можно быстро и безопасно тушить.

Для этого необходимо иметь четкие теоретические представления, а лучше твердые знания, в т.ч. практические, полученные в ходе инструктажей по пожарной безопасности на протяжении жизни каждого человека от уроков ОБЖ в среднеобразовательных заведениях до момента поступления на работу, в ходе профильной переподготовки, повышения квалификации на предприятиях, в учреждениях, организациях; где проводится обучение ПТМ по программам для различных категорий работников, сотрудников.

Способы тушения в зависимости от типа возгорания для каждого класса

В тех случаях, когда горят твердые, жидкие материалы выделяют три стадии развития пожара:

• Первая – начальная с небольшой площадью очага возгорания до 1–2 м 2 характеризуется неустойчивостью процесса горения, сравнительно низкой температурой, образованием большого количества дымовых газов. Для быстрого обнаружения необходима регулярная проверка пожарных извещателей установок/систем АПС, а борьбы с огнем на этой стадии вполне достаточно исправных первичных средств пожаротушения, например, полного, укомплектованного лопатой ящика пожарного для песка; порошковых, воздушно-эмульсионных переносных/передвижных устройств, для чего требуется постоянное техническое обслуживание, перезарядка огнетушителей.
• Вторая – основная, когда происходит его распространение в пределах пожарного отсека, секции, выделенной на этаже здания противопожарными перегородками, перекрытиями; помещения, емкости хранения, обвалования при розливах, разрушениях корпусов складских, технологических сооружений, установок; нарастание температуры и силы огня до максимальных значений. На этой стадии необходимо использование водяных, пенных, порошковых или газовых установок пожаротушения, систем АУПТ; прокладка рукавных линий, подача воды от ПК; применение максимального количества, имеющихся на объекте первичных средств пожаротушения.
• Третья или заключительная характеризуется выгоранием основной массы пожарной нагрузки, обрушением несущих, внутренних элементов зданий/сооружений из не подвергнутой огнезащите древесины, металлических конструкций; например, непокрытых огнезащитной штукатуркой. Локализовать, ликвидировать пожар на такой стадии, произвести разбор завалов, пролив места происшествия без участия профессиональных/добровольных пожарных подразделений уже невозможно.

Как ни банально это звучит, но, конечно, причины возникновения пожара лучше предупреждать, вести их профилактику, соблюдать противопожарный режим; однако, если он все-таки произошел, то нужно использовать все доступные средства, способы, приемы тушения, чтобы ликвидировать его на начальной стадии с минимальными затратами и потерями.

Учитывая параметры классов/подклассов возможных пожаров в зависимости от пожарной нагрузки в защищаемых помещениях основных зданий, вспомогательных/хозяйственных строений, инженерных/технологических сооружений выбирают следующие основные способы их локализации/ликвидации:

• Механическое воздействие на очаг пожара для срыва/сбивания пламени.
• Максимальное ограничение доступа О₂ в зону горения, вплоть до полной изоляции очага пожара от поступления воздуха.
• Удаление твердых материалов, перекрывание путей подачи/попадания жидких, сыпучих веществ в зону горения.
• Разбавление количества/концентрации горючих твердых, жидких веществ в очаге пожара любыми негорючими составами, смесями.
• Замедление реакции горения введением специальных химически активных реагентов в очаг пламени/зону тления.
• Охлаждение очага пожара до значений ниже точки воспламенения горючих материалов, что будет способствовать быстрой ликвидации открытого огня; а также предотвратит вторичное возгорание.
• Создание преград распространению пожара внутри трубопроводов, резервуаров, емкостей технологической цепочки установкой огнепреградителей, когда пламя, распространяясь через узкие каналы их насадки, быстро теряет тепловую энергию.

Способы и приемы тушения пожаров

• Механический срыв пламени над очагом пожара достигается подачей мощной компактной струи воды из дренчерного оросителя, ручного пожарного ствола от ПК, стационарного лафета с пожарной вышки; газа, выходящего под сильным давлением из углекислотного, хладонового огнетушителя; а также вручную с помощью подручных средств – метлы, лопаты, ветки дерева/кустарника.
• Изолирование, прекращение доступа О₂ в зону горения может быть достигнуто набрасыванием на очаг пожара противопожарного полотна или кошмы, подачей на него воздушно-механической пены различной кратности, порошковых составов; других негорючих веществ, например, песка, земли, щебенки; набрасыванием листовых материалов.
• Химическое ингибирование реакции горения достигается вводом в очаг пожара хладонов, а также огнетушащих веществ из забрасываемых, автономных генераторов, аэрозольных систем/установок пожаротушения.
• Охлаждение – подачей в очаг пожара, на окружающие/ограждающие строительные конструкции воды, водных солевых растворов, углекислоты.
• Разбавление пожароопасной, обеспечивающей горение концентрации газов, паров горючих жидкостей в очаге производится с помощью инертных газов, водяного пара, тумана, например, из системы пожаротушения тонкораспыленной водой.
• Создание полосы пожаротушения с использованием всех имеющихся средств на возможных путях распространения огня, непрерывная подача в зону горения, в помещения, охваченные огнем, воды, водных растворов солей, воздушно-механической пены; охлаждение как сгораемых от воспламенения, так и негорючих конструкций зданий для исключения их обрушения; создание водяных завес для снижения высокой температуры вокруг очага пожара, осаждения токсичных дымовых продуктов горения для обеспечения возможности ближе подойти к нему добровольным и профессиональным пожарным.

Кроме непосредственного тушения очага пожара, для ограничения его распространения, подпитки горючими материалами извне обязательно следует выполнять в зависимости от ситуации следующие мероприятия:

• Закрытие, перекрывание запорной, отсекающей арматуры на магистральных, питающих трубопроводах технологической цепочки оборудования, транспортирующих горючие жидкости, газы, нагретые твердые вещества в жидкой фазе; отключение конвейерных линий, транспортеров, трактов подачи сырья, топлива, горючих отходов, ведущих в помещения, находящихся около очага пожара.
• Слив, опорожнение, перекачка, вытеснение горючих жидкостей, газов из емкостей, резервуаров, трубопроводов, находящихся в горящих зданиях, технологических сооружениях, в удаленное безопасное место.
• Изменение газообмена, снижение доступа кислорода в пожарный отсек, где произошло возгорание, в смежные помещения, этажи здания, сооружения путем дистанционного, ручного отключения установок местной, общеобменной вентиляции; включения систем дымоудаления, приводов противопожарных клапанов.
• При возможности, что может быть затруднено из-за задымления, высокой температуры вокруг зоны горения, приступить к удалению, разборке горючих материалов на возможных путях распространения огня, теплового потока.

Способы тушения пожаров кратко можно охарактеризовать следующим алгоритмом:

• Максимально быстрое использование любых подручных, первичных средств с учетом знаний о том, что можно и нельзя тушить водой, пеной; о необходимости отключении осветительного, бытового оборудования для исключения риска поражения электрическим током.
• Обязательное применение имеющихся систем АУПТ, по каким-либо причинам не сработавших в автоматическом режиме, с помощью ручных пожарных извещателей, предназначенных для их принудительного пуска.
• Для обеспечения безопасной эвакуации необходимо проверить закрытие противопожарных дверей, люков, ворот, штор; задействовать установки СОУЭ, системы дымоудаления, подачи чистого воздуха на основные эвакуационные пути и выходы.

И конечно не следует забывать, о вызове подразделений пожарной охраны для полной гарантии ликвидации пожара всеми доступными профессионалам способами и приемами.

Источник

Разбавляющие огнетушащие вещества

Для прекращения горения разбавлением реагирующих веществ применяются такие огнетушащие средства, которые способны разбавить либо горючие пары и газы до негорючих концентраций, либо снизить содержание кислорода воздуха до концентраций, не поддерживающих горение. Приемы прекращения горения заключаются в том, что огнетушащие средства подаются либо в зону горения или в горящее вещество, либо в воздух, поступающий
к зоне горения.

Механизм прекращения горения при введении разбавляющих огнетушащих веществ в помещение, в котором происходит пожар, заключается в снижении концентрации кислорода вследствие его вытеснения и увеличении концентрации негорючих и не поддерживающих горение газов. При определенной концентрации разбавляющих огнетушащих веществ в воздухе помещения температура горения снижается и становится меньше, чем температура потухания, и горение прекращается. Пламенное горение большинства горючих материалов прекращается при снижении концентрации кислорода в помещении до 14…16 %.

Наибольшее распространение разбавляющие огнетушащие средства нашли в стационарных установках пожаротушения для относительно замкнутых помещений (трюмы судов, окрасочные и сушильные камеры, насосные по перекачке нефтепродуктов и т. п.), а также для тушения горючих жидкостей, пролитых на небольшой площади. Кроме того, разбавление спиртов до 70 % водой – необходимое условие для успешного тушения их в резервуарах воздушно-механической пеной (при разбавлении спиртов до 28 % водой происходит прекращение горения).

Диоксид углерода (СО₂), азот (N₂), аргон (Аr), дымовые газы, водяной пар применяются для тушения пожаров методом разбавления газопаровоздушной среды помещения.

Горение прекращается при снижении содержания кислорода
в атмосфере защищаемого объема до 12…15 % (об.). Для веществ, имеющих широкую концентрационную область распространения пламени (например, водород, ацетилен, диборан и др.), металлов, тлеющих материалов – 5 % и ниже.

Диоксид углерода в газообразном состоянии примерно
в 1,5 раза тяжелее воздуха. При давлении примерно 40 МПа
(40 атм.) и температуре 0 °С сжижается, и в таком виде его хранят
в баллонах, огнетушителях и т.п. При переходе в газообразное состояние из 1 кг жидкого диоксида углерода образуется примерно 500 л газа. В основном СО₂ применяется для тушения пожаров электрооборудования и электроустановок, в складах, аккумуляторных станциях, сушильных печах, в библиотеках, книгохранилищах
и архивах и т. п. Огнетушащая концентрация (объемная доля в воздухе огнетушащего вещества, прекращающая горение) диоксида углерода – 30 % в защищаемом помещении. Однако им, как и твердой углекислотой, категорически запрещено тушение щелочных
и щелочноземельных металлов.

Огнетушащая концентрация СО₂ 20…40 % (масс.) при интенсивности расхода 0,7 кг/м 3 и времени тушения от 60 до 120 с.

При объемном тушении щелочных металлов небольшие добавки СО₂ [до 6 % (об.)] к азоту позволяют существенно повысить эффективность последнего.

Азот главным образом применяется в стационарных установках пожаротушения для тушения натрия, калия, бериллия и кальция, а также некоторых технологических аппаратов и установок. Азот – бесцветный газ плотностью 1,25 кг/м 3 , без запаха, вкуса, неэлектропроводен. Тушение азотом основано на понижении объемной доли кислорода в защищаемом помещении до 5 %. Его огнетушащая объемная доля не менее 31 %.

Диоксид углерода и азот хорошо тушат вещества, горящие пламенем (жидкости и газы), плохо тушат вещества и материалы, способные тлеть (древесины, бумага). К недостаткам диоксида углерода и азота как огнетушащих веществ следует отнести их высокие огнетушащие концентрации и отсутствие охлаждающего эффекта при тушении.

Аргон применяют при опасности образования взрывчатых нитридов соединений (например, нитридов некоторых металлов). Его применяют для тушения магния, лития, алюминия, циркония.

Водяной пар нашел широкое применение в стационарных установках тушения в помещениях с ограниченным количеством проемов, объемом до 500 м 3 (сушильные и окрасочные камеры, трюмы судов, насосные по перекачке нефтепродуктов и т. п.),
на технологических установках для наружного пожаротушения,
на объектах химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Его огнетушащая объемная доля 35 %. Наряду с разбавляющим действием водяной пар оказывает охлаждающее действие
и механически отрывает пламя.

Тонкораспыленная вода (диаметр капель меньше 100 мкк). Для ее получения применяют насосы, создающие давление свыше 2…3 МПа (20…30 атм.) и специальные стволы распылители. Попадая в зону горения, тонкораспыленная вода интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Применение тонкораспыленной воды очень эффективно, так как наряду с разбавляющим она оказывает и охлаждающее действие. Например, после 4-минутной работы одного ствола высокого давления в замкнутом помещении температура снижалась с 700 до 100 °С.

Изолирующие огнетушащие вещества

Создание между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из огнетушащих веществ и материалов – распространенный способ тушения пожаров, применяемый пожарными подразделениями. При его реализации применяются разнообразные огнетушащие вещества, способные на некоторое время изолировать доступ в зону горения либо кислорода воздуха, либо горючих паров и газов. В практике пожаротушения для этих целей широкое применение нашли:

– жидкие огнетушащие вещества (пена, вода и т. д.)

– газообразные огнетушащие вещества (продукты взрыва и т. д.);

– негорючие сыпучие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки и т. д.)

– твердые листовые материалы (асбестовые, войлочные, брезентовые полотна, кошма, листовое железо и т. д.).

Основным средством изоляции являются пены: химическая
и воздушно-механическая.

Пеной называется дисперсная система, в которой газ заключен в ячейки, отделенные одна от другой жесткими стенками. Для образования пены необходимо, чтобы пузырьки газа располагались внутри жидкости (воды). Достигнуть этого можно либо химическим способом благодаря химической реакции между щелочным и кислотным составами в присутствии пенообразователя, либо механическим способом путем смешения воды, содержащей небольшое количество пенообразователя, с воздухом.

Основным огнегасительным свойством пены является изоляция зоны горения путем образования на горящей поверхности паронепроницаемого слоя, препятствующего проникновению кислорода из воздуха в область горения, а также передаче тепла от зоны горения к горящей поверхности.

Пена широко применяется для тушения легковоспламеняющихся жидкостей, не растворимых в воде, с удельным весом менее 1,0, а также различных твердых веществ.

Химическая пена нашла применение в огнетушителях (химическипенных). Ее состав: 80 % углекислого газа; 19,7 % жидкости (воды); 0,3 % пенообразующего вещества. Кратность химической пены не превышает 5, на поверхности жидкости она сохраняется не более часа. Трудоемкость получения химической пены и достаточно высокие материальные затраты, вредное воздействие на органы дыхания и окружающую среду и другие недостатки ограничивают ее практическое применение. Химическая пена малоэффективна при тушении гидрофильных легковоспламеняющихся жидкостей (спиртов), так как под их воздействием она быстро разрушается. Вследствие этого в практике пожаротушения ее все более вытесняет воздушно-механическая пена, как более дешевая и эффективная.

Воздушно-механическая пена (ВМП) получается в результате механического перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом в специальном стволе (пеногенераторе). Ее состав: 90 % воздуха; 9,6 % жидкости; 0,4 % пенообразующего вещества.

Основное огнетушащее свойство пены – изолирующая способность, т.е. способность препятствовать испарению горючего вещества и проникновению через слой пены паров, газов и различных излучений. Изолирующие свойства пены в основном зависят от кратности, стойкости и дисперсности.

Кратность (К) – отношение объема пены к объему раствора, из которого она получена. По кратности пены подразделяются на низкократные (К 200). Кратность пены зависит от состава пенообразующих веществ и массовой доли их в растворе, конструкции пеногенераторов, давления на спрысках пеногенераторов, а также от температуры воздуха, входящего в состав пены. Например, при температуре воздуха 200 °С кратность пены снижается на 60 %.

Стойкость – свойство пены не разрушаться под воздействием теплоты и других факторов. Стойкость измеряется временем, в течение которого из пены выделяется 50 % жидкости (воды), взятой для пенообразования.

Положительные свойства пены как огнетушащего вещества:

– хорошо заполняет объемы помещений, вытесняет нагретые продукты сгорания (в том числе токсичные), снижает температуру в помещении в целом, а также строительных конструкций, агрегатов, установок и т. п.;

– прекращает пламенное горение и локализует тление веществ и материалов, с которыми соприкасается;

– создает условия для проникновения ствольщиков к очагам тления для дотушивания (при соответствующих мерах защиты органов дыхания и зрения от попадания пены);

– пена средней кратности является основным средством тушения ЛВЖ и ГЖ как в резервуарах, так и разлитых на открытой поверхности.

Отрицательные свойства пены как огнетушащего вещества:

– взаимодействует с некоторыми веществами и материалами (пероксидами, карбидами, щелочными и щелочноземельными металлами и т.п.), которые поэтому нельзя тушить пеной;

– электропроводна, поэтому ее нельзя применять для тушения электроустановок, находящихся под напряжением;

– обладает высокими коррозийными свойствами;

– имеет малую механическую прочность, поэтому относительно быстро разрушается.

Огнетушащие порошковые составы, применяемые в настоящее время: ПСБ-3М (

90 % бикарбонат натрия); Пирант – А (

96 % фосфаты и сульфаты аммония); ПХК (

90% хлорид калия); АОС – аэрозолеобразующие составы. Кроме основных составляющих огнетушащих порошков в их состав входят антислеживающие и гидрофобные добавки.

Порошковые огнетушащие составы применяют для тушения пожаров классов А, В, С и Е, электроустановок под напряжением.

Механизм прекращения горения порошками заключается в основном в изоляции горящей поверхности от зоны горения, т. е.
в прекращении доступа горючих паров и газов в зону реакции,
а при объемном тушении – в ингибирующем действии порошков, связанном с обрывом цепей реакции горения.

Огнетушащие порошки не токсичны, не электропроводны и не оказывают вредного воздействия на материалы, они не замерзают, поэтому их можно применять в условиях низких температур.

Огнетушащие порошковые составы ПСБ, ПФ, ПС-1, СИ-2 являются мелкодисперсными системами, состоящими из твердых частиц со сложным химическим составом (табл. 7.3). Огнетушащая способность порошков зависит от химической природы компонентов, их гранулометрического состава, влажности, текучести, насыпной массы и т.д. Тушение пожара порошками общего назначения (ПСБ, ПФ) достигается созданием плотного облака в зоне всего очага пожара. При тушении порошковыми составами ПС-1 горящих материалов и составами СИ-2 пирофорных жидкостей подача порошка осуществляется путем нанесения его слоя на всю горящую поверхность для полной изоляции последней от кислорода воздуха. Недостатком огнетушащих порошков является их низкая охлаждающая способность, поэтому при порошковом тушении возможны повторные вспышки от раскаленных в огне предметов, что заставляет применять совместно с порошками другие огнетушащие вещества. Порошки неэффективны при тушении тлеющих материалов и веществ, горящих без доступа кислорода.

Источник