Способ тушения пожара на поверхности горючей жидкости и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к пожаротушению резервуаров с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями (ЛВЖ и ГЖ) и может быть также использовано для тушения нефтяных скважин и применено в системах автоматического пожаротушения. В отличие от известных способов тушения ЛВЖ и ГЖ огнетушащими составами в СТГЖ используется твердотопливное аэрозолеобразующее вещество в виде пеногранул или пеношашек, плотность которых не более 800 кг/м³, а поверхность покрыта гидроизолирующим составом, что позволяет ликвидировать горение ЛВЖ и ГЖ в пограничном слое аэрозоля, образующегося над поверхностью горячей жидкости. Устройство для реализации СТГЖ содержит установленный на люке с ЛВЖ и ГЖ корпус герметичного контейнера с огнетушащим веществом и автоматическим затвором, что повышает пожарную безопасность резервуаров с ЛВЖ и ГЖ. Технический результат достигается за счет технологичности их изготовления и эффективности пожаротушения с использованием незначительных сил и средств для тушения пожаров. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к пожаротушению, в частности к тушению горючих жидкостей, находящихся в резервуарах - наземных и подземных в авто и железнодорожных цистернах, речных и морских танках, а также может быть использовано для тушения нефтяных скважин в установках ручного и автоматического пуска, спринклерных и дренчерных системах водяного и порошкового пожаротушения.

Известен способ тушения горящих жидкостей, заключающийся в подаче в очаг пожара твердой двуокиси углерода в раздробленном виде, с диаметром гранул 3-4 см. Гранулы подают под слой горящей жидкости компактными порциями (1) - прототип.

Данный способ описан в авторском свидетельстве A 62 C 3/06, N 1687266 от 30.10.91 г. Бюл. N 40.

К недостаткам способа тушения горящих жидкостей твердой двуокисью углерода относится то, что данным способом можно успешно тушить пожары в открытых резервуарах и тушение становится проблематичным в закрытых резервуарах или в резервуарах с осевшей крышей.

Кроме того, твердую углекислоту очень трудно будет подавать в горящий резервуар по сливо-наливным технологическим трубопроводам, т.к. скорость потери массы "сухого льда" в воде возрастает в 600 раз, по сравнению с потерей массы на воздухе, а также хранение твердой углекислоты на складах пожаротушения будет очень дорого обходиться охраняемому предприятию.

Известен также порошково-газовый огнетушитель, предназначенный для локального тушения пожаров, содержащий баллон-пушку с огнетушащим порошком, газогенерирующую камеру со взрывчатым зарядом и пиропатроном, систему автоматического управления и контроля.

Одной из особенностей огнетушителя является то, что как показали эксперименты, огнетушащий порошок разогретый при выстреле пламенем в жерле пушки до температуры (100-120^oC) и введенной в зону очага пожара, мгновенно ликвидирует горение за счет ингибирующих свойств продуктов разложения огнетушащего порошка и флегматизации зоны горения инертными газами. Это повышает огнетушащую эффективность нагретого порошка в 3-5 раз, по сравнению с обычным холодным порошком.

Данный огнетушитель описан в Рекомендациях ВНИИПО МВД РФ СССР, 1978 г., стр. 12, 16, 30 рис. 5 и 4 (2).

К недостаткам данного огнетушителя следует отнести следующее: 1. Повышенный удельный вес корпуса огнетушителя по отношению к весу его огнетушащего заряда.

2. Высокое давление (100 МПа) и высокая температура (1500-2000^oC в газогенерирующей камере.

3. Высокое создаваемое давление (10 МПа) в корпусе огнетушителя.

4. Сложность использования огнетушителя в технологических установках из-за высокой скорости истечения (до 250 м/с) огнетушащего состава и его повышенной опасности для обслуживающего персонала.

Известна установка аэрозольного тушения пожаров, предназначенная для объемного тушения пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (спирты, бензин, бензол, циклогексан, эфиры и т.п.), содержащая корпус, внутри которого размещено огнетушащее аэрозолеобразующее вещество и средство инициирования.

Одной из особенностей установок (генераторов) аэрозольного пожаротушения является то, что в установках, в качестве огнетушащего агента используется твердотопливное аэрозолеобразующее вещество, где в составе аэрозоля содержится твердый аэрозоль солей щелочных и щелочно-земельных металлов и металлов переходной группы, образующихся при сгорании конденсированных зарядов. При этом аэрозоль способна находиться во взвешенном состоянии в зоне пожара в течение 20-50 минут и ингибировать химические реакции в пламени пожара, вследствие гибели радикалов на поверхности твердых частиц аэрозоля.

Данная установка описана (3) в Рекомендациях ВНИИПО МВД и Москва, 1992 г. , стр. 19, рис. 1 и принята в качестве наиболее близкого аналога для способа тушения пожара.

В качестве наиболее близкого аналога для заявленного устройства для подачи на горящую поверхность жидкости огнетушащего вещества принято устройство по заявке Великобритании N 1342820, кл. A 62 C 3/12, опубл. 03.01.74 К недостаткам установок объемного аэрозольного тушения пожаров следует отнести следующее: 1. Установки аэрозольного пожаротушения предназначены для тушения пожаров в помещениях зданий и они не ориентированы на защиту от пожаров резервуаров с горючими жидкостями.

2. Установки запрещается устанавливать непосредственно во взрывоопасных помещениях, так как при их ложном срабатывании и, из-за высокой температуры исходящих газов (более 800^oC), в помещении может произойти взрыв, если в этот момент в объеме защищаемого помещения окажется взрывоопасная концентрация паров горючей жидкости (для бензина от 0,76 до 8,12% объемных).

3. Генерируемую аэрозоль бесполезно подавать в резервуар на тушение пожара через слой горючей жидкости, так как аэрозоль теряет при этом свои огнетушащие свойства.

4. При транспортировке генерируемой аэрозоли по газоводам (трубам), часть аэрозоли (до 50%) конденсируется на их стенках и соответственно, снижается ее эффективность тушения.

5. Аэрозольные установки снабжаются одноразовыми зарядами с ограниченным ресурсом их работы, поэтому при разгерметизации защищаемого помещения выше 10% эффект пожаротушения резко падает и пожар может быть не потушен.

Целью данного изобретения является способ тушения пожара на поверхности горючей жидкости, путем подачи на горящую поверхность твердотопливного аэрозолеобразующего вещества, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности пожаротушения, безопасности для пожарных при тушении пожаров резервуара с горючими жидкостями и снижения материально-технических затрат на тушение пожара, твердотопливное аэрозолеобразующее вещество подают в виде пеногранул или пеношашек с удельным весом не более 80 н/м³, что соответствует плотности пеногранул или пеношашек не более 800 кг/м³, покрытых или пропитанных гидроизолирующим составом (стойких к воде и к защищаемой горючей поверхности), а также устройство для реализации данного способа, содержащее резервуар с горючей жидкостью, корпус в виде герметичного контейнера с твердотопливным аэрозолеобразующим веществом и автоматическим затвором, в котором герметичный контейнер установлен на люке резервуара, его днище жестко скреплено с корпусом контейнера посредством легкоплавких замков, а в его верхней части выполнена герметичная крышка, причем стенки контейнера теплоизолированы. При этом над верхней частью контейнера выполнен защитный съемный кожух.

На фиг. 1 изображен один из вариантов способа подачи пеногранул на открытую поверхность жидкости горящего резервуара, с использованием автомобиля порошкового тушения.

На фиг. 2 - варианты подачи пеногранул на тушение пожара по техническим трубопроводам слива-налива, в резервуар "с просевшей" крышей, как от насосной технологической станции, так и пожарной автоцистерны - через стояк гидранта, установленного в технологическом колодце.

На фиг. 3 - устройство с автоматическим затвором (стационарный, дежурный вариант) для подачи на горящую поверхность жидкости огнетушащего вещества.

Устройство содержит установленный на люке 1 резервуара 2 с горючей жидкостью 3, корпус 4, выполненный в виде герметичного контейнера с твердотопливным аэрозолеобращующим веществом 5 и 6 и автоматическим затвором. Днище 7 корпуса 4 жестко скреплено с корпусом посредством легкоплавкого замка 8, состоящего из легкоплавкого спая (72^oC), соединяющего нижний стык торцевой части корпуса 4 с днищем 7. При этом в верхней части корпуса 4 выполнена герметичная крышка 9, а стенки корпуса контейнера 4 теплоизолированы защищенным слоем 10 и над его верхней частью выполнен защитный съемный кожух 11.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Для защиты от пожаров автомобильных и железнодорожных цистерн с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями, резервуаров автозаправочных станций, технологических резервуаров нефтеперерабатывающих заводов и других резервуаров используется устройство с автоматическим затвором, изображенное на фиг. 3.

С этой целью огнетушащие пеногранулы 5 или пеношашки 6, наружная поверхность которых покрыта тонким слоем (0,1-0,5 мм) гидроизолирующего состава, загружаются в корпус 4 герметичного контейнера. Пеногранулы 5, перед их загрузкой в контейнер, рекомендуется предварительно расфасовать, например, в полиэтиленовые герметичные мешочки емкостью 0,5-1,5 л, чтобы избежать излишней потери огнетушащего вещества при загрузке и выгрузке и предохранения его от увлажнения, а также возможного оперативного применения мешочков с пеногранулами и пеношашек для их забрасывания на открытую поверхность жидкости горящего резервуара.

В случае возникновения пожара в резервуаре 2, пламя пожара (800-1000^oC) нагревает днище 7 и нижнюю часть корпуса 4 герметичного контейнера, которые скреплены между собой легкоплавким 8 спаем (72^oC). Легкоплавкий спай 8 расплавляется и днище 7 под собственным весом падает вниз, вместе с огнетушащим веществом 5 и 6 на горящую поверхность горючей жидкости 3.

От температуры пожара полиэтиленовые мешочки плавятся (100^oC) и пеногранулы рассыпаются по поверхности горящей жидкости, что способствует снижению скорости парообразования верхнего слоя горючей жидкости и уменьшению активности ее горения.

При нагреве верхних частей пеногранул до температуры их воспламенения (120-140^oC). Температура самовоспламенения пеногранул, без открытого огня, составляет выше 500^oC, (3 стр. 6) они воспламеняются и образуют огнетушащий агент в виде аэрозоля, который ингибирует реакции в пламени пожара, вследствие гибели их радикалов на поверхности твердых частиц аэрозоля. Таким образом над поверхностью горючей жидкости образуется защитный, пограничный слой аэрозоля, который за 2-3 сек тушит пламя пожара.

Проведенные эксперименты по тушению керосина пеногранулами диаметром 8-10 мм, с удельным весом 0,6 кг дм.куб. (плотностью 600 кг/м³) показали, что после поджига керосина и введения на его горящую поверхность пеногранул, они вспыхивали через 20-30 сек и через 1,5-2 сек горение керосина прекращалось. При этом пеногранулы сгорали не полностью, а за счет возникающего реактивного момента они частично погружались в горючую жидкость и гасли. После повторного поджига керосина его горение продолжалось в течение 1,5-2 мин, затем пеногранулы воспламенялись и тушили огонь за 1,5-2 сек.

После ликвидации пожара в резервуаре 2, (фиг. 3) с люка 1 снимается защитный от атмосферных осадков кожух 11, извлекается корпус 4 контейнера и заменяется другим, с огнетушащим зарядом.

В случае возникновения пожара, например, полуподземном резервуаре 12 (фиг. 1), перекрытие которого было частично разрушено взрывом и возникло свободное горение над поверхностью горючей жидкости 3, тушение резервуара производится или вручную, или с использованием автомобиля порошкового тушения 13.

При ручном тушении пожара в резервуаре 12, пожарные забрасывают в открытый проем резервуара пакеты (мешочки) с пеногранулами или пеношашки, которые попадая в зону пламени пожара воспламеняются и образующийся при этом форс аэрозоля прерывает цепные реакции горения (на чертеже не показано).

Из информационной технической литературы известно (см. паспорт генератора огнетушащего аэрозоля "Пурга П-5" (5, стр. 3), что для достижения огнетушащего эффекта в пограничном слое или объеме защищаемого объекта необходимо ввести в зону горения необходимое количество огнетушащего вещества (пеногранул) в пределах 0,063 кг/м.куб.

Например, для тушения горючей жидкости на поверхности открытого резервуара типа РВС-3000, площадь зеркала которого составляет 375 кв.м, необходимо будет в течении одной минуты, по всей его поверхности, набросать мешочки с пеногранулами или пеношашками общим весом 24 кг.

Пеногранулы или пеношашки при горении образуют вокруг себя огнетушащий форс аэрозоля, объем которого в 1600 раз превышает их первоначальный объем в твердом состоянии.

Если гранула ее успевает сгореть при полете в пламени пожара, то она падает на поверхность горючей жидкости, тонет в ней и тухнет из-за ее охлаждения, а затем всплывает на поверхность. Так как температура кипения, например, горящего спирта равна 78,4^oC, а температура воспламенения пеногранул составляет 120-140^oC, то пеногранула, при смачивании ее поверхности горючей жидкостью тухнет, а затем, при последующем горении, если пожар был не полностью потушен, пеногранулы повторно воспламеняются от пламени горящей жидкости и тушат пожар.

При тушении резервуара 12 с горящей жидкостью 3, пеногранулы из резервуара пожарной автомашины порошкового тушения 13 подаются или из ее лафетного ствола, или из ручных стволов, длина рукавных линий которых составляет по 30 м (на чертеже не показаны).

В случае возникновения пожара в наземном резервуаре 14 (фиг. 2), у которого частично повреждена крыша или она просела и затруднен ввод огнетушащих веществ на ее горящую поверхность, то в этом случае пеногранулы подаются в резервуар по его технологическим трубопроводам слива-налива 15 и 16, через слой горючей жидкости 3.

Для этой цели в насосной технологической станции 17 оборудуется емкость 18 для хранения огнетушащих пеногранул и в случае пожара емкость подключается к технологическому трубопроводу 15 горящего резервуара и посредством сжатого инертного газа или воды от пожарно-хозяйственного водопровода, или от насоса-повысителя пожарно-хозяйственного водопровода пеногранулы из емкости 18 передавливаются в горящий резервуар 14. Пеногранулы всплывают на поверхность горящей жидкости 3, прогреваются пламенем пожара и воспламеняются, аэрозоль которой в локально-объемном режиме ликвидирует горение.

Пожар в резервуаре 14 может быть ликвидирован и с помощью пожарной техники, специальной цистерны 19, загруженной пеногранулами и пожарной автоцистерны 20. При этом на трубопроводах слива-налива 15 или 16, в технологическом колодце 21, устанавливается технологический гидрант 22. Во время пожара бойцы устанавливают на гидрант 22 пожарную колонку 23 и гибкими пожарными рукавами соединяют ее с цистерной 19 и от цистерны 20 по пожарному рукаву подают воду и вытесняют пеногранулы в трубопровод 16 и в горящий резервуар 14.

Выполнение огнетушащего, твердотопливного аэрозолеобразующего вещества в виде пеногранул или пеношашек позволяет более эффективно и в начальной стадии развития пожара ликвидировать пожары в резервуарах с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями, экологически безопасным веществом.

Выполнение устройства для подачи на горящую поверхность жидкости огнетушащего вещества, выполненного в виде, установленного на люке резервуара с горючей жидкостью, корпуса герметичного контейнера с огнетушащим веществом и автоматическим затвором способствует повышению пожарной безопасности транспорта и перевозке горючей жидкости в транспортных цистернах и способствует снижению пожарной опасности технологических резервуаров, в которых горючая жидкость постоянно подвержена перемешиванию или сливу-наливу, кроме этого, отсутствие у пеногранул и пеношашек инициирующих воспламенителей исключает их вероятность ложного срабатывания (воспламенения).

Выполнение над верхней частью контейнера защитного съемного кожуха повышает надежность и долговечность службы устройства и огнетушащего вещества (не менее 10 лет) и предохраняет огнетушащее вещество от тепловой солнечной радиации и атмосферных осадков.

Экономия от использования предлагаемого огнетушащего вещества и устройства для его реализации получается за счет технологичности их изготовления и эффективности пожаротушения, с незначительным привлечением сил и средств.

Формула изобретения

1. Способ тушения пожара на поверхности горючей жидкости путем подачи на горящую поверхность твердотопливного аэрозолеобразующего вещества, отличающийся тем, что твердотопливное аэрозолеобразующее вещество подают в виде пеногранул или пеношашек с удельным весом не более 80 н/м³, покрытых гидроизолирующим составом.

2. Устройство для подачи на горящую поверхность жидкости огнетушащего вещества, содержащее установленный на резервуаре с горючей жидкостью корпус в виде герметичного контейнера с огнетушащим веществом и автоматическим затвором, отличающееся тем, что герметичный контейнер установлен на люке резервуара, его днище жестко скреплено с корпусом контейнера посредством легкоплавких замков, а в его верхней части выполнена герметичная крышка, причем стенки контейнера теплоизолированы.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что над верхней частью контейнера выполнен защитный съемный кожух.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3