СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА НА ПОВЕРХНОСТИ ГОРЮЧЕЙ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК A62C3/06 

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.

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.

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.