Способ тушения пожара в резервуаре и устройство для его осуществления
Владельцы патента RU 2258549:
Стенковой Владимир Ильич (RU)
Селиверстов Владимир Иванович (RU)
Изобретение относится к противопожарной технике и предназначено для тушения пожаров при помощи газодисперсной (газоаэрозольной, газопорошковой, газопылевой, газожидкостной и т.п.) смеси в открытых и закрытых резервуарах с легковоспламеняющимися (ЛВЖ) и горючими жидкостями (ГЖ). Для повышения безопасности и эффективности способ тушения пожара в резервуарах с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями путем подачи газодисперсной огнетушащей смеси в зону горения жидкости отличается тем, что огнетушащую смесь подают из плавающего в центре вышеуказанного резервуара устройства, причем газодисперсную огнетушащую смесь образуют в вышеуказанном устройстве путем подачи под давлением не менее 1 МПа газообразного и/или сжиженного флегматизатора и/или газообразного и/или сжиженного гомогенного ингибитора горения в емкость с порошкообразным или жидким гетерогенным ингибитором горения, имеющую разрывную мембрану или клапан, обеспечивающих при превышении давления 1 МПа выпуск газодисперсной смеси через выходной трубопровод и круговой сопловой распылитель компактными струями с углом расхождения 5-15° в плоскости параллельной жидкости с расходом не менее 10 кг/с со скоростью истечения на срезе сопла не менее 70 м/с, при этом подачу струй ведут с разверткой на 360° таким образом, чтобы они в радиальном направлении внутри резервуара не пересекались, создавая в образуемой несплошности огнетушащей среды разрежение, обеспечивающее подсос в зону разрежения продуктов сгорания из верхней зоны пожара, образуя тем самым сплошную круговую огнетушащую зону при соотношении огнетушащих площадей, образованных газодисперсными струями и продуктами сгорания горящей жидкости в пределах от 1:1 до 10:1, а соотношение масс между газовой и дисперсной фазами огнетушащей смеси находится в пределах от 0.2:1 до 15:1. В качестве газового и/или сжиженного флегматизатора используют диоксид углерода и/или азот, и/или аргон или их смесь, в качестве газообразного и/или сжиженного гомогенного ингибитора горения используют галогеноуглеводород, а в качестве гетерогенного ингибитора горения используют огнетушащий порошковый состав на основе карбонатов и/или хлоридов и/или фосфатов щелочного и/или щелочно-земельного металла и/или аммония, или туманообразующий раствор ортофосфорной кислоты. Огнетушащее устройство для резервуаров с плавающей крышей или понтоном устанавливают в центре крыши или понтона. Емкость с огнетушащей смесью и системой ее подачи может быть размещена вне резервуара, в этом случае подачу огнетушащей смеси в зону пожара ведут через плавающий в центре резервуара распылитель, соединенный гибким трубопроводом с вышеуказанной емкостью. Для снижения металлоемкости устройство для тушения пожаров в резервуарах с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями содержит емкость с герметичной крышкой и источником газа, обеспечивающим инжекцию дисперсного огнетушащего вещества, находящегося в вышеуказанной емкости, пускозапорное устройство и выходной трубопровод с сопловым распылителем, размещенным в верхней части резервуара над поверхностью жидкости, источник или источники газа связан(ы) через сифонную трубку или систему сифонных трубок с полостью емкости с дисперсным огнетушащим веществом, закрепленную(ых) в крышке, имеющей выходной трубопровод с площадью сечения, составляющей 5-20 суммарных сечений сифонных трубок, причем на нижнем торце выходного трубопровода установлена мембрана или выпускной клапан, вскрывающиеся при достижении избыточного давления в емкости не менее 1 МПа, а верхний торец трубопровода соединен с круговым сопловым распылителем, имеющим не менее одного яруса сопловых отверстий, расположенных в горизонтальной плоскости с разверткой на 360°. Устройство выполнено с положительной плавучестью для жидкости с плотностью не менее 700 кг/м3, обеспечивающей сопловому распылителю в дежурном режиме высоту размещения над поверхностью жидкости в резервуаре в пределах 0.01-0.05 диаметра резервуара. Устройство содержит пускозапорное устройство, которое выполнено автоматическим и автономным. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к противопожарной технике и предназначено для тушения пожаров при помощи газодисперсной (газоаэрозольной, газопорошковой, газопылевой, газожидкостной и т.п.) смеси в открытых и закрытых резервуарах с легковоспламеняющимися (ЛВЖ) и горючими жидкостями (ГЖ).
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 (Авторское свидетельство СССР №1687266 от 30.10.91). К недостаткам способа тушения горящих жидкостей твердой двуокисью углерода относятся затруднительная ее подача в горящий резервуар по сливо-наливным технологическим трубопроводам, большой расход на тушение очага (не менее 0.7 кг/м3) и ее хранение в изотермических резервуарах.
Известен также способ газопорошкового тушения из порошкового огнетушителя, предназначенного для локального тушения пожаров, который содержит баллон-пушку с огнетушащим порошком, газогенерирующую камеру с взрывчатым зарядом и пиропатроном, систему автоматического управления и контроля. Данный огнетушитель описан в рекомендациях ВНИИПО МВД РФ СССР, 1978 г., с.12, 16, 30, рис.5 и 4(2). К недостаткам данного способа следует отнести следующее.
1. Повышенный удельный вес устройства к весу его огнетушащего заряда.
2. Высокое давление (100 МПа) и высокая температура (1500-2000°С) в газогенерирующей камере.
3. Высокое давление (10 МПа) в корпусе огнетушителя.
4. Сложность использования данного способа тушения из-за высокой скорости истечения (до 250 м/с) огнетушащего состава и его повышенной опасности для обслуживающего персонала.
Известен способ тушения пожара по патенту РФ №2129031 от 18.08.92 г., заключающийся в подаче на горящую поверхность твердотопливного аэрозолеобразующего вещества в виде пеногранул или пеношашек с удельным весом 800 кг/м3, покрытых гидроизолирующим составом, причем температура воспламенения состава 120-140°С. Согласно изобретению подачу состава ведут вручную (забрасывают мешочки с пеногранулами на горящую поверхность резервуара с нефтью) либо подают по шлангу из автомобиля. Данный способ, по нашему мнению, практически нереализуем из-за очень высокой опасности подачи твердотопливной или пиротехнической композиции с вышеуказанными параметрами на поверхность горящего резервуара, тем более с поверхностью горения 375 м2. Диаметр резервуара РВС-3000 составляет 21.8 м, а площадь горения - 375 м2. Высота пламени при пожаре составляет 1-2 диаметра. Так, если высота пламени равна диаметру, т.е. 21.8 м, то объем пламени составит 8000 м3. Согласно описанию 24 кг пеногранул диаметром 8-10 мм и плотностью 600 кг/м3 закроют всего 1% площади горящей поверхности, а создаваемая концентрация аэрозоля (при условии коэффициента использования состава, равным единице) составит 24000 г: 8000 м3 = 3 г/м3, в то время как авторы приводят Стуш=63 г/м3. Если учесть, как пишут авторы, что объем выделившихся газов в 1600 раз больше объема пеношашек, то объем продуктов сгорания составит 64 м3, что составит 0.8% от объема пламени. Таких огнетушащих веществ с огнетушащей концентрацией 3 г/м3 или 0.8% по объему, или 24 кг : 375 м2 = 0.064 кг/м2 до настоящего времени не найдено, поэтому этот способ тушения физически нереализуем.
Известен также способ тушения пожаров в резервуарах по патенту РФ №2096053, А 62 С 2/00 от 05.08.94 г., сущность которого заключается в сжигании твердотопливной композиции (ТТК) и подаче газоаэрозольной смеси к горящей поверхности снизу вверх в охлажденном состоянии, причем охлаждение ведут в 2 этапа. На первом этапе продукты сгорания твердотопливной композиции охлаждаются в трубопроводе, куда поступает вода или водный раствор солей. На втором этапе оставшаяся (не растворившаяся, не осевшая и не сконденсировавшаяся в трубопроводе) часть газоаэрозольной смеси (ГАС) барботируется через слой горючей или легковоспламеняющейся жидкости к поверхности горения. Удельный расход относительно горящей поверхности составил 0.2 кг/м2 при площади горения 1 м2, объеме ЛВЖ 0.75 м3 и высоте столба ЛВЖ 0.75 м. Данный способ был выбран за прототип.
Основным недостатком данного способа - прототипа является повышенная огнеопасность (применение пирофорных ТТК на объектах повышенной пожароопасности), термический пиролиз нефти и нефтепродуктов продуктами горения, а также относительно высокий расход огнетушащего состава при барботировании ГАС в натурных РВС (резервуарах вертикальных стальных). Так, например, наиболее часто используемые в Российской Федерации РВС-5000 объемом 5000 м3 имеют диаметр зеркала 22.8 м и высоту столба хранящейся жидкости 11.92 м. Поверхность зеркала составляет 408 м2. Отсюда для равномерного распределения ГАС по зеркалу РВС-5000 в натурных условиях к дополнительно описанным в патенте мероприятиям необходимо использовать трубную развертку для барботирования ГАС, причем диаметр d0 отверстий барботера определяется по формуле:
где σж - коэффициент поверхностного натяжения горючей жидкости;
ρг - плотность газообразных продуктов сгорания;
Н - высота столба жидкости над барботером;
Pa - атмосферное давление;
g - ускорение земного тяготения;
а расстояние L, м, между центрами отверстий барботера находится из соотношения:
(см. Я.Е.Гегузин). Пузыри. - М.: 1985 г.).
По экспериментальным данным (И.В.Белов, Е.В.Проколов. Скорость движения и формы воздушных пузырей в воде //ПМТФ, №3, 1968) скорость всплытия пузырей составляет в среднем uпуз≈0.23 м/с при dпуз≥2 мм. Расчеты показывают, что оптимальный диаметр отверстий барботера равен d0=3 мм, a расстояние между отверстиями L=9 мм (см. патент РФ №2126702, А 62 С 3/06). Таким образом, для эффекта тушения пожара в РВС-5000 необходим барботер с 50000 отверстий.
Потери огнетушащего аэрозоля в трубопроводах и на охладителях составляют до 50% соответственно (В.В.Агафонов, Н.П.Копылов. Установки аэрозольного пожаротушения. М.: 1999. 302 с.). В результате в натурных условиях реальный расход составляет 0.8 кг/м2, при этом время подачи ГАС на поверхность горящей жидкости с учетом времени работы генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА) составит не менее 2 минут.
Известно устройство для тушения нефти в резервуарах, содержащее газопорошковый инжектор и/или газожидкостный инжектор (пеногенератор), нагнетающий в систему кольцевых и радиальных трубопроводов через пускозапорное устройство ОТВ. Трубопроводы расположены в нефти горизонтально дну резервуара и соединены с системой вертикальных труб, в верхней части которых, выступающей над поверхностью нефти, расположены сопловые распылители, обеспечивающие при пожаре подачу огнетушащего вещества (ОТВ) над горящей поверхностью ГЖ (Патент США №5573068, МКИ А 62 С 3/06 от 12.11.1996 г.). Данное устройство выбрано за прототип.
К недостаткам устройства-прототипа можно отнести следующее.
1. Высокая металлоемкость устройства. Возьмем к примеру резервуар РВС-5000, имеющий диаметр "зеркала" нефти 22.8 м и высоту столба 11.92 м. Согласно описанию патента-прототипа количество кольцевых трубопроводов определяется как 
, т.е. в нашем случае количество кольцевых трубопроводов будет 
, т.е. три кольцевых трубопровода, причем наибольший по радиусу отстоит от внутренней стенки РВС не менее чем на 1 м, т.е. максимальный диаметр кольца составит ≈21 м, средний ≈14 м, а внутренний диаметр ≈7 м. Все три кольца соединены как минимум шестью пересекающимися радиальными трубами, т.е. еще 6 труб по 21 м. На пересечениях кольцевых и радиальных труб установлены вертикальные сливные трубы высотой ≈11 м. Это еще 13 труб длиной по 11 м. Таким образом, общая длина трубопроводов составит:
L=πД1+πД2+πД3+Д1+13·11 м=66 м+44 м+22 м+126 м+143 м=401 м
Внутренний диаметр трубопровода для пенного тушения составляет 200 мм, для порошкового 50 мм. Вес пенного стального трубопровода при толщине стенки 5 мм составит 9.6 т, для порошковой системы тушения при толщине стенки 3 мм вес только трубопровода составит 1.5 т.
2. Сопловые распылители жестко закреплены над самым верхним уровнем жидкости на высоте 0.15-0.3 м. Высота же столба ГЖ может быть 11.5 м в РВС-5000, т.е. по мере расходования ГЖ или ЛВЖ, находящихся в резервуаре, условия тушения будут различными, т.к. подать струю на горящую поверхность с высоты 11.5 м гораздо сложнее как из-за потери кинетической энергии струи, так и за счет преодоления встречного потока испаряющейся ГЖ и/или продуктов сгорания этой жидкости.
3. При пожарах в РВС с фиксированной или плавающей крышей практически всегда происходит объемное горение паров, находящихся в РВС и, как правило, демонтаж жесткой крыши и автоматических установок пожаротушения, установленных в верхней части РВС (см. Шароварников И.Ф., Молчанов В.П. и др. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов. - М.: Калан, 2002, с. - 437).
4. К существенным недостаткам устройства-прототипа следует также отнести высокий удельный расход ОТВ, при его подаче в зону пожара сверху (см. А.Н.Баратов, Е.М.Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтехимической промышленности. - М: Химия, 1979-368 с., а также предыдущий источник: А.Ф.Шароварников, В.П.Молчанов и др. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов. - М.: Калан, 2002, с. - 437). Расход огнетушащего вещества на основе бикарбоната натрия и порошка на основе фосфатов аммония составляет, согласно данным из вышеперечисленных источников, от 1.5 до 4.5 кг/м2, а для пены от 1.4 до 2.6 кг/м2.
Целью настоящего изобретения является повышение безопасности и эффективности тушения пожаров в резервуарах, снижение металлоемкости конструкции устройства при снижении удельного расхода ОТВ.
Поставленная задача решается при реализации заявляемого способа и устройства для тушения ГЖ и ЛВЖ в резервуарах, а именно путем подачи в резервуар в зону горения жидкости газодисперсной огнетушащей смеси, отличающейся тем, что огнетушащую смесь подают из плавающего в центре вышеуказанного резервуара устройства, а огнетушащую газодисперсную смесь (ГДС) образуют в вышеуказанном устройстве путем подачи под давлением не менее 1 МПа газообразного и/или сжиженного флегматизатора и/или сжиженного и/или газообразного гомогенного ингибитора горения в емкость с порошкообразным или жидким гетерогенным ингибитором горения, имеющую разрывную мембрану или клапан, вскрывающиеся при превышении вышеуказанного давления и обеспечивающих выпуск ГДС через выходной трубопровод и круговой сопловой распылитель компактными струями с углом расхождения 5-15° в плоскости параллельной жидкости с расходом не менее 10 кг/с со скоростью истечения на срезе сопла не менее 70 м/с, при этом подачу струй ведут с разверткой на 360° таким образом, чтобы они в радиальном направлении внутри резервуара не пересекались, создавая в образуемой несплошности огнетушащей среды разрежение, обеспечивающее подсос в зону разрежения продуктов сгорания из верхней зоны пожара, образуя тем самым сплошную круговую огнетушащую зону при соотношении огнетушащих площадей, образованных газодисперсными струями и продуктами сгорания горящей жидкости в пределах от 1:1 до 10:1, а соотношение масс между газовой и дисперсной фазами огнетушащей смеси находится в пределах от 0.2:1 до 15:1.
В качестве газового и/или сжиженного флегматизатора используют диоксид углерода и/или азот и/или аргон или их смесь, в качестве газообразного и/или сниженного гомогенного ингибитора горения используют галогенуглеводород, а в качестве гетерогенного ингибитора горения используют огнетушащий порошковый состав на основе карбонатов и/или хлоридов, и/или фосфатов щелочного и/или щелочноземельного металла и/или аммония или туманообразующий раствор ортофосфорной кислоты.
При применении данного способа в резервуарах с плавающей крышей или понтоном огнетушащее устройство устанавливают в центре понтона или плавающей крыши. Данный способ также может быть реализован для тушения пожаров в резервуарах с фиксированной крышей при размещении емкости с огнетушащей смесью и системой ее подачи вне резервуара, путем подачи огнетушащей смеси в зону пожара через гибкий трубопровод в плавающий в центре резервуара с ЛВЖ или ГЖ круговой сопловой распылитель.
Устройство для тушения пожара в резервуаре с ЛВЖ и ГЖ, содержащее емкость с герметичной крышкой и источником газа, обеспечивающим инжекцию газодисперсного вещества, находящегося в вышеуказанной емкости, пускозапорное устройство и выходной трубопровод с сопловым распылителем, размещенным в верхней части резервуара над поверхностью жидкости, отличающееся тем, что источник(и) газа связан(ы) с полостью емкости с дисперсным огнетушащим веществом через сифонную трубку или систему сифонных трубок, закрепленную(ых) в крышке, имеющей выходной трубопровод с площадью сечения, составляющей 5-20 суммарных сечений сифонных трубок, причем на нижнем торце выходного трубопровода установлена мембрана или выпускной клапан, вскрывающиеся при достижении избыточного давления в емкости не менее 1 МПа, а верхний торец трубопровода соединен с круговым сопловым распылителем, имеющим не менее одного яруса сопловых отверстий, расположенных в горизонтальной плоскости с разверткой на 360°. Устройство выполнено с положительной плавучестью для жидкости с плотностью не менее 700 кг/м3, обеспечивающей нахождение на плаву устройства с размещением соплового распылителя в дежурном режиме над поверхностью жидкости в резервуаре на высотах в пределах 0.01-0.05 диаметра резервуара. Пускозапорное устройство, открывающее источник с газом, может быть выполнено с ручным запуском (например, кнопочным с подачей радиоимпульса), автоматическим и автономным, срабатывающим от извещателей, установленных в резервуаре.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано плавающее устройство для тушения пожара в резервуаре и основные конструктивные узлы этого устройства.
Устройство, реализующее способ тушения пожара, содержит емкость с герметичной крышкой 10, источник газа (газовый баллон 12 и газообразный и/или сжиженный флегматизатор и/или ингибитор 9) пускозапорное устройство 8 и выпускной трубопровод 6 с мембраной или выпускным клапаном 13 на нижнем конце трубопровода и круговым сопловым распылителем 5 на верхнем торце трубопровода 6, причем источник газа (баллон 12 с газовым и/или сжиженным ингибитором и/или флегматизатором 9) соединен сифонной трубкой 7 или системой сифонных трубок с полостью емкости 10 с дисперсным огнетушащим веществом 11.
Площадь сечения выходного трубопровода 6 составляет 5-20 суммарных сечений сифонных трубок 7. Мембрана или выпускной клапан 13 на нижнем торце выходного трубопровода 6 вскрываются при достижении давления в емкости с ОТВ 10 более 1 МПа. Круговой сопловой распылитель 5 имеет не менее одного яруса сопловых отверстий, расположенных в горизонтальной плоскости с разверткой на 360°.
Устройство может быть выполнено с положительной плавучестью за счет понтона 14, обеспечивающего расположение кругового соплового распылителя 5 над поверхностью "зеркала" ГЖ или ЛВЖ 2 на высоте в пределах 0.01-0.05 диаметра резервуара 3.
Реализация способа осуществляется следующим образом. В случае пожара в резервуаре с фиксированной крышей 3, содержащей ЛВЖ и ГЖ 1 от независимого извещателя, установленного, например, внутри резервуара 3, подается сигнал на пускозапорное устройство 8, которое вскрывает газовой баллон 12, содержащий газовый и/или сжиженный флегматизатор и/или ингибитор горения 9, после чего последний по сифонной трубке 7 поступает в емкость с герметичной крышкой 10, содержащей дисперсное ОТВ или туманообразующий раствор ортофосфорной кислоты 11 (порошкообразный или жидкий гетерогенный ингибитор горения).
При достижении в емкости 10 давления 1 МПа образуется устойчивая газодисперсная смесь 4, которая вскрывает мембрану или клапан 13 и по трубопроводу 6 ГДС 4 через круговой сопловой распылитель 5 распыляют на 360° компактными струями с углом расхождения 5-15° в плоскости, параллельной "зеркалу" 2 с расходом ГДС не менее 10 кг/с со скоростью истечения не менее 70 м/с, при этом подачу струй ведут с разверткой на 360° таким образом, чтобы они в радиальном направлении внутри резервуара 3 не пересекались, создавая в образуемой несплошности огнетушащей среды разрежение, обеспечивающее подсос в данную область разрежения продуктов сгорания из верхней зоны пожара, образуя тем самым сплошную круговую огнетушащую зону, состоящую из чередующихся зон, образованных ГДС, и зон продуктов сгорания (CO2, Н2О, С), причем соотношение площадей этих зон находится в пределах от 1:1 до 10:1, а соотношение масс газовой 9 и дисперсной (жидкой) 11 фаз огнетушащей смеси находится в пределах от 0.2:1 до 15:1.
Оценку эффективности тушения ЛВЖ и ГЖ проводили по методу оценки эффективности тушения, рекомендованному в книге: И.Ф.Безродный, А.Н.Гинетич, В.А.Меркулов и др. "Тушение нефти и нефтепродуктов", М. 1996 г. (стр.194-195). Для более жестких условий проверки в качестве очага пожара использовали четыре очага пожара 233В диаметром 3.05 м при расстановке на площади 40 м2 согласно рекомендациям при тестировании модулей пожаротушения (НПБ 67-98). Количество бензина, наливаемого на водяную подушку каждого очага, составляло 233 л.
В качестве генераторов ГДС использовали макеты модулей газопорошкового тушения, выполненные согласно данной заявке на изобретение.
Результаты испытаний приведены в таблице.
| Таблица Характеристики газодисперсного модуля (ГДМ) и параметры площадного тушения пожара. | |||||||||
| № п.п. | Наименование характеристик и параметров | Значения характеристик ГДМ и параметров площадного тушения для вариантов исполнения № | Параметры тушения по способу прототипа №2096053 | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |||
| 1 | Масса газа, кг | 1,5 | 1,92 | 5,75 | 7,7 | 10,5 | 10,8 | 10,83 | - |
| 2 | Масса дисперсной фазы2.3, кг | 10 | 9,6 | 5,75 | 3,8 | 1,0 | 0,72 | 0,67 | - |
| 3 | mгаза/mдисп.фазы | 0,15 | 0,2 | 1 | 2,02 | 10,5 | 15 | 16 | - |
| 4 | Рабочее давление в порошковом баллоне, МПа | 0,9 | 1,07 | 1,2 | 1,6 | 2,2 | 2,8 | 2,93 | - |
| 5 | Скорость истечения ГДС, м/с | 52,3 | 71,7 | 110,4 | 150 | 214 | 220 | 224 | - |
| 6 | Время выпуска ГДС, с | 5 | 4,6 | 4 | 2,7 | 2,0 | 1,5 | 1,3 | - |
| 7 | Расход ГДС, кг/с | 9,2 | 10 | 11,5 | 17 | 23 | 30,7 | 35,4 | - |
| Продолжение таблицы | |||||||||
| №п.п. | Наименование характеристик и параметров | Значения характеристик ГДМ и параметров площадного тушения для вариантов исполнения № | Параметры тушения по способу прототипа №2096053 | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |||
| 8 | Удельный расход металлоконструкции на 1 м2 защищаемой площади, кг/м2 | 0,47 | 0,54 | 0,92 | 1,1 | 1,2 | 1,5 | 1,5 | 3,8-24,5 |
| 9 | Огнетушащая концентрация, кг/м2 | - | 0,29 | 0,29 | 0,29 | 0,29 | 0,29 | - | 0,8 |
| 10 | Время тушения, с | Не тушит | 5 | 4 | 3 | 2 | 1,5 | Не тушит | ≥120 |
| 11 | Взрывопожаро-безопасность способа (+ безопасно - опасно) | + | + | + | + | + | + | + | - |
| 12 | Газовая составляющая ГДС | Диоксид углерода | Диоксид углерода | Диоксид углерода | Диоксид углерода | Диоксид углерода | Диоксид углерода | Диоксид углерода | |
| 13 | Дисперсная фаза ГДС | Порошок на основе карбоната натрия | Порошок на основе хлорида калия | Порошок на основе фосфата аммония | 50% раствор ортофос-форной кислоты | Порошок на основе фосфата аммония и фосфата калия | Порошок на основе фосфата аммония и фосфата калия | Порошок на основе карбоната калия |
| Продолжение таблицы | |||||||||
| №п.п. | Наименование характеристик и параметров | Значения характеристик ГДМ и параметров площадного тушения для вариантов исполнения № | Параметры тушения по способу прототипа №2096053 | ||||||
| 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |||
| 14 | Масса газа, кг | 1.5 | 1.92 | 5.75 | 7.7 | 10.5 | 10.8 | 10.83 | |
| 15 | Масса дисперсной фазы2.3, кг | 10 | 9.6 | 5.75 | 3.8 | 1.0 | 0.72 | 0.67 | |
| 16 | mгаза/mдисп.фазы | 0.15 | 0.2 | 1 | 2.02 | 10.5 | 15 | 16 | |
| 17 | Рабочее давление в порошковом баллоне, МПа | 0,9 | 1,07 | 1,2 | 1,6 | 2,2 | 2,8 | 2,93 | |
| 18 | Скорость истечения ГДС, м/с | 52,3 | 71,7 | 110,4 | 150 | 214 | 220 | 224 | |
| 19 | Время выпуска ГДС, с | 5 | 4,6 | 4 | 2,7 | 2,0 | 1,5 | 1,3 | |
| 20 | Расход ГДС, кг/с | 9.2 | 10 | 11,5 | 17 | 23 | 30,7 | 35,4 | |
| 21 | Удельный расход металлоконструкции на 1 м2 защищаемой площади, кг/м2 | 0.47 | 0.54 | 0.92 | 1.1 | 1.2 | 1.5 | 1.5 | |
| 22 | Огнетушащая концентрация, кг/м2 | - | 0.29 | 0.29 | 0.29 | 0.29 | 0.29 | - | |
| 23 | Время тушения | не тушит | 5 | 4 | 3 | 2 | 1.5 | не тушит |
| Продолжение таблицы | |||||||||
| №п.п. | Наименование характеристик и параметров | Значения характеристик ГДМ и параметров площадного тушения для вариантов исполнения № | Параметры тушения по способу прототипа №2096053 | ||||||
| 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |||
| 24 | Взрывопожаро-безопасность способа (+ безопасно, - опасно) | + | + | + | + | + | + | + | |
| 25 | Газовая составляющая ГДС | азот | азот-50% аргон-50% | азот | азот | азот - 50% аргон -50% | азот - 52% аргон - 40% диоксид углерода - 8% | азот | |
| 26 | Дисперсная фаза ГДС | порошок на основе карбоната натрия | порошок на основе хлорида калия | порошок на основе фосфата аммония | 50% раствор ортофос-форной кислоты | порошок на основе фосфата калия | порошок на основе фосфата аммония и фосфата калия | порошок на основе карбоната калия |
| Продолжение табл. | |||||||||
| №п.п. | Наименование характеристик и параметров | Значения характеристик ГДМ и параметров площадного тушения для вариантов исполнения Х° | Параметры тушения по способу прототипа №2096053 | ||||||
| 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | |||
| 27 | Масса газа, кг | 1.5 | 1.92 | 5.75 | 7.7 | 10.5 | 10.8 | 10.83 | |
| 28 | Масса дисперсной фазы2.3, кг | 10 | 9.6 | 5.75 | 3.8 | 1.0 | 0.72 | 0.67 | |
| 29 | mгаза/mдисп.фазы | 0.15 | 0.2 | 1 | 2.02 | 10.5 | 15 | 16 | |
| 30 | Рабочее давление в порошковом баллоне, МПа | 0,9 | 1,07 | 1,2 | 1,6 | 2,2 | 2.8 | 2.93 | |
| 31 | Скорость истечения ГДС, м/с | 52,3 | 71,7 | 110,4 | 150 | 214 | 220 | 224 | |
| 32 | Время выпуска ГДС, с | 5 | 4,6 | 4 | 2,7 | 2,0 | 1.5 | 1.3 | |
| 33 | Расход ГДС, кг/с | 9,2 | 10 | 11,5 | 17 | 23 | 30.7 | 35.4 | |
| 34 | Удельный расход металлоконструкции на 1 м2 защищаемой площади, кг/м2 | 0.47 | 0.54 | 0.92 | 1.1 | 1.2 | 1.5 | 1.5 | |
| 35 | Огнетушащая концентрация, кг/м2 | - | 0.29 | 0.29 | 0.29 | 0.29 | 0.29 | - | |
| 36 | Время тушения | не тушит | 5 | 4 | 3 | 2 | 1.5 | не тушит |
| Продолжение табл. | |||||||||
| №п.п. | Наименование характеристик и параметров | Значения характеристик ГДМ и параметров площадного тушения для вариантов исполнения № | Параметры тушения по способу прототипа №2096053 | ||||||
| 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | |||
| 37 | Взрывопожаро-безопасность способа (+ безопасно - опасно) | + | + | + | + | + | + | + | |
| 38 | Газовая составляющая ГДС | аргон | аргон | азот - 52% аргон - 40% диоксид углерода - 8% | аргон | хладон 114В2 (тетрафтор дибром-этан) | хладон 114В2 (тетрафтор дибром-этан) | аргон | |
| 39 | Дисперсная фаза ГДС | порошок на основе хлорида калия | порошок на основе карбоната натрия | порошок на основе фосфатов аммония | 50% раствор ортофосфорной кислоты | порошок на основе фосфата калия | порошок на основе фосфата аммония | порошок на основе фосфата аммония |
| Продолжение таблицы | |||||||||
| №п.п. | Наименование характеристик и параметров | Значения характеристик ГДМ и параметров площадного тушения для вариантов исполнения № | Параметры тушения по способу прототипа №2096053 | ||||||
| 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | |||
| 40 | Масса газа, кг | 1.5 | 1.92 | 5.75 | 7.7 | 10.5 | 10.8 | 10.83 | |
| 41 | Масса дисперсной фазы2.3, кг | 10 | 9.6 | 5.75 | 3.8 | 1.0 | 0.72 | 0.67 | |
| 42 | mгаза/mдисп.фазы | 0.15 | 0.2 | 1 | 2.02 | 10.5 | 15 | 16 | |
| 43 | Рабочее давление в порошковом баллоне, МПа | 0,9 | 1,07 | 1,2 | 1,6 | 2,2 | 2,8 | 2,93 | |
| 44 | Скорость истечения ГДС, м/с | 52,3 | 71,7 | 110,4 | 150 | 214 | 220 | 224 | |
| 45 | Время выпуска ГДС, с | 5 | 4,6 | 4 | 2,7 | 2,0 | 1,5 | 1,3 | |
| 46 | Расход ГДС, кг/с | 9,2 | 10 | 11,5 | 17 | 23 | 30,7 | 35,4 | |
| 47 | Удельный расход металлоконструкции на 1 м2 защищаемой площади, кг/м2 | 0.47 | 0.54 | 0.92 | 1.1 | 1.2 | 1.5 | 1.5 | |
| 48 | Огнетушащая концентрация, кг/м2 | - | 0.29 | 0.29 | 0.29 | 0.29 | 0.29 | - | |
| 49 | Время тушения | не тушит | 5 | 4 | 3 | 2 | 1.5 | не тушит |
| Продолжение таблицы | |||||||||
| №п.п. | Наименование характеристик и параметров | Значения характеристик ГДМ и параметров площадного тушения для вариантов исполнения № | Параметры тушения по способу прототипа №2096053 | ||||||
| 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | |||
| 50 | Взрывопожаро-безопасность способа (+ безопасно, - опасно) | + | + | + | + | + | + | + | |
| 51 | Газовая составляющая ГДС | азот - 50% аргон - 50% | азот | азот - 50% аргон - 50% | азот - 50% аргон - 50% | азот | азот-50% аргон-50% | азот-50% аргон -50% | |
| 52 | Дисперсная фаза ГДС | порошок на основе карбоната натрия | порошок на основе хлорида калия | порошок на основе фосфата аммония | 50% раствор ортофос-форной кислоты | порошок на основе фосфата аммония и фосфата калия | порошок на основе фосфата аммония и фосфата калия | порошок на основе карбоната калия |
| Продолжение таблицы | |||||||||
| №п.п. | Наименование характеристик и параметров | Значения характеристик ГДМ и параметров площадного тушения для вариантов исполнения № | Параметры тушения по способу прототипа №2096053 | ||||||
| 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | |||
| 53 | Масса газа, кг | 1.5 | 1.92 | 5.75 | 7.7 | 10.5 | 10.8 | 10.83 | |
| 54 | Масса дисперсной фазы2.3, кг | 10 | 9.6 | 5.75 | 3.8 | 1.0 | 0.72 | 0.67 | |
| 55 | mгаза/mдисп.фазы | 0.15 | 0.2 | 1 | 2.02 | 10.5 | 15 | 16 | |
| 56 | Рабочее давление в порошковом баллоне, МПа | 0,9 | 1,07 | 1,2 | 1,6 | 2,2 | 2,8 | 2,93 | |
| 57 | Скорость истечения ГДС, м/с | 52,3 | 71,7 | 110,4 | 150 | 214 | 220 | 224 | |
| 58 | Время выпуска ГДС, с | 5 | 4,6 | 4 | 2,7 | 2,0 | 1,5 | 1,3 | |
| 59 | Расход ГДС, кг/с | 9,2 | 10 | 11,5 | 17 | 23 | 30,7 | 35,4 | |
| 60 | Удельный расход металлоконструкции на 1 м2 защищаемой площади, кг/м2 | 0.47 | 0.54 | 0.92 | 1.1 | 1.2 | 1.5 | 1.5 | |
| 61 | Огнетушащая концентрация, кг/м2 | - | 0.29 | 0.29 | 0.29 | 0.29 | 0.29 | - | |
| 62 | Время тушения | не тушит | 5 | 4 | 3 | 2 | 1.5 | не тушит |
| Продолжение таблицы | |||||||||
| №п.п. | Наименование характеристик и параметров | Значения характеристик ГДМ и параметров площадного тушения для вариантов исполнения № | Параметры тушения по способу прототипа №2096053 | ||||||
| 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | |||
| 63 | Взрывопожаро-безопасность способа (+ безопасно, - опасно) | + | + | + | + | + | + | + | |
| 64 | Газовая составляющая ГДС | азот - 52% аргон - 40% диоксид углерода - 8% | азот - 52% аргон - 40% диоксид углерода - 8% | аргон | азот - 52% аргон - 40% диоксид углерода - 8% | азот - 52% аргон - 40% диоксид углерода - 8% | аргон | азот - 52% аргон - 40% диоксид углерода - 8% | |
| 65 | Дисперсная фаза ГДС | порошок на основе карбоната натрия | порошок на основе хлорида калия | порошок на основе фосфата аммония | 50% раствор ортофос-форной кислоты | порошок на основе фосфата калия | порошок на основе фосфата аммония и фосфата калия | порошок на основе карбоната калия |
| Продолжение таблицы | |||||||||
| № п.п. | Наименование характеристик и параметров | Значения характеристик ГДМ и параметров площадного тушения для вариантов исполнения № | Параметры тушения по способу прототипа №2096053 | ||||||
| 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | |||
| 66 | Масса газа, кг | 1.5 | 1.92 | 5.75 | 7.7 | 10.5 | 10.8 | 10.83 | |
| 67 | Масса дисперсной фазы2.3, кг | 10 | 9.6 | 5.75 | 3.8 | 1.0 | 0.72 | 0.67 | |
| 68 | mгаза/mдисп.фазы | 0.15 | 0.2 | 1 | 2.02 | 10.5 | 15 | 16 | |
| 69 | Рабочее давление в порошковом баллоне, МПа | 0,9 | 1,07 | 1,2 | 1,6 | 2,2 | 2,8 | 2,93 | |
| 70 | Скорость истечения ГДС, м/с | 52,3 | 71,7 | 110,4 | 150 | 214 | 220 | 224 | |
| 71 | Время выпуска ГДС, с | 5 | 4,6 | 4 | 2,7 | 2,0 | 1,5 | 1,3 | |
| 72 | Расход ГДС, кг/с | 9,2 | 10 | 11,5 | 17 | 23 | 30,7 | 35,4 | |
| 73 | Удельный расход металлоконструкции на 1 м2 защищаемой площади, кг/м2 | 0.47 | 0.54 | 0.92 | 1.1 | 1.2 | 1.5 | 1.5 | |
| 74 | Огнетушащая концентрация, кг/м2 | - | 0.29 | 0.29 | 0.29 | 0.29 | 0.29 | - | |
| 75 | Время тушения | не тушит | 5 | 4 | 3 | 2 | 1.5 | не тушит |
| Продолжение таблицы | |||||||||
| №п.п. | Наименование характеристик и параметров | Значения характеристик ГДМ и параметров площадного тушения для вариантов исполнения № | Параметры тушения по способу прототипа №2096053 | ||||||
| 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | |||
| 76 | Взрывопожаро-безопасность способа (+ безопасно, - опасно) | + | + | + | + | 4+ | + | + | |
| 77 | Газовая составляющая ГДС | хладон 114В2 | хладон 114В2 | хладон 114В2 | хладон 114В2 | аргон | хладон 114В2 | хладон 114В2 | |
| 78 | Дисперсная фаза ГДС | порошок на основе карбоната натрия | порошок на основе хлорида калия | порошок на основе фосфата аммония | 50% раствор ортофос-форной кислоты | порошок на основе фосфата калия | порошок на основе фосфата аммония и фосфата калия | порошок на основе карбоната калия |
Как видно из приведенных в таблице данных, предлагаемый способ тушения и устройство для его осуществления выгодно отличается от прототипов, а именно, по времени тушения в 24-80 раз, по огнетушащей концентрации в 2.75 раза, по удельной металлоемкости конструкции в 2.5-45 раз. При этом способ и устройство имеют новое качество - пожаровзрывобезопасность.
1. Способ тушения пожара в резервуаре путем подачи газодисперсной огнетушащей смеси в зону горения жидкости, отличающийся тем, что огнетушащую смесь подают из плавающего в центре вышеуказанного резервуара устройства, причем газодисперсную огнетушащую смесь образуют в вышеуказанном устройстве путем подачи под давлением не менее 1 МПа газообразного и/или сжиженного флегматизатора и/или газообразного и/или сжиженного гомогенного ингибитора горения в емкость с порошкообразным или жидким гетерогенным ингибитором горения, имеющую разрывную мембрану или клапан, обеспечивающие при превышении давления 1 МПа выпуск газодисперсной смеси через выходной трубопровод и круговой сопловой распылитель компактными струями с углом расхождения 5-15° в плоскости, параллельной жидкости, с расходом не менее 10 кг/с со скоростью истечения на срезе сопла не менее 70 м/с, при этом подачу струй ведут с разверткой на 360° таким образом, чтобы они в радиальном направлении внутри резервуара не пересекались, создавая в образуемой несплошности огнетушащей среды разрежение, обеспечивающее подсос в зону разрежения продуктов сгорания из верхней зоны пожара, образуя тем самым сплошную круговую огнетушащую зону при соотношении огнетушащих площадей, образованных газодисперсными струями и продуктами сгорания горящей жидкости в пределах от 1:1 до 10:1, а соотношение масс между газовой и дисперсной фазами огнетушащей смеси находится в пределах от 0,2:1 до 15:1.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве газового и/или сжиженного флегматизатора используют диоксид углерода, и/или азот, и/или аргон, или их смесь, в качестве газообразного и/или сжиженного гомогенного ингибитора горения используют галогеноуглеводород, а в качестве гетерогенного ингибитора горения используют огнетушащий порошковый состав на основе карбонатов, и/или хлоридов, и/или фосфатов щелочного, и/или щелочно-земельного металла, и/или аммония, или туманообразующий раствор ортофосфорной кислоты.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что огнетушащее устройство для резервуаров с плавающей крышей или понтоном устанавливают в центре крыши или понтона.
4. Устройство для тушения пожара в резервуаре с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями, содержащее емкость с герметичной крышкой и источником газа, обеспечивающим инжекцию дисперсного огнетушащего вещества, находящегося в вышеуказанной емкости, пуско-запорное устройство и выходной трубопровод с сопловым распылителем, размещенным в верхней части резервуара над поверхностью жидкости, отличающееся тем, что источник или источники газа связан(ы) с полостью емкости с дисперсным огнетушащим веществом через сифонную трубку или систему сифонных трубок, закрепленную(ых) в крышке, имеющей выходной трубопровод с площадью сечения, составляющей 5-20 суммарных сечений сифонных трубок, причем на нижнем торце выходного трубопровода установлена мембрана или выпускной клапан, вскрывающиеся при достижении избыточного давления в емкости не менее 1 МПа, а верхний торец трубопровода соединен с круговым сопловым распылителем, имеющим не менее одного яруса сопловых отверстий, расположенных в горизонтальной плоскости с разверткой на 360°.
5. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно выполнено с положительной плавучестью для жидкости с плотностью не менее 700 кг/м3, обеспечивающей сопловому распылителю в дежурном режиме высоту размещения над поверхностью жидкости в резервуаре в пределах 0,01-0,05 диаметра резервуара.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что пуско-запорное устройство выполнено автоматическим и автономным.
