Принцип работы газового пожаротушения. Автоматическое газовое пожаротушение, области применения, характеристики систем Баллон для тушения пожара

Впервые газ для тушения пожара начали применять в конце 19 века. И первое в установках газового пожаротушения (УГП) была углекислота. В начале прошлого века в Европе приступили к выпуску углекислотных установок. В тридцатых годах двадцатого века получили применение огнетушители с хладонами, огнетушащими веществами типа бромистого метила. В Советском Союзе устройства с применением газа для тушения пожара впервые . В 40-х годах для углекислоты стали применять изотермические резервуары. Позже разработали новые вещества для тушения на основе естественных и синтетических газов. Их можно классифицировать как хладоны, инертные газы, углекислота.

Достоинства и недостатки огнетушащих веществ

Газовые установки значительно дороже систем, использующих пар, воду, порошок или пену в качестве тушащего вещества. Невзирая на это, они широко применяются. Использование УГП в архивах, запасниках музеев и других хранилищах с горючими ценностями вне конкуренции, благодаря практическому отсутствию материального вреда от их применения.

Кроме этого . Использование порошка и пены может испортить дорогостоящую технику. В авиации также применяют газ.

Быстрота распространения газа, способность приникать во все щели, позволяет применять установки на его основе для обеспечения безопасности помещений, имеющих непростую планировку, подвесные потолки, много перегородок и других препятствий.

Применение газовых установок, работающих на основании разбавления атмосферы объекта, требует совместной работы с комплексными системами безопасности. Для гарантированного тушения пожара все двери и окна должны быть закрыты и отключена принудительная или закрыта естественная вентиляция. Для оповещения людей находящихся внутри помещений подаются световые, звуковые или голосовые сигналы, дается определенное время для выхода. После этого начинается непосредственно тушение пожара. Газ заполняет помещения, независимо от сложности его планировки, за 10-30 сек после эвакуации людей.

Установки использующие сжатый газ могут применяться в неотапливаемых строениях, так как имеют широкий температурный диапазон, -40 — +50 ºС. Некоторые ГОТВ химически нейтральны, не загрязняют окружающую среду, а хладон 227ЕА, 318Ц можно применять и в присутствии людей. Азотные установки эффективны в нефтехимической промышленности, при тушении пожаров на скважинах, в шахтах и других объектах, где возможны взрывоопасные ситуации. Установки с углекислотой можно применять при работающих электроустановках напряжением до 1 кВ.

Недостатки газового пожаротушения:

• использование ГОТВ неэффективно на открытых площадках;
• газ не применяется для тушения материалов, способных гореть без кислорода;
• для больших объектов газовая аппаратура требует отдельную специальную пристройку для размещения резервуаров с газом и сопутствующей аппаратуры;
• азотные установки не используются при тушении алюминия и других веществ, образующих нитриды, которые взрывоопасны;
• невозможно использование углекислоты для тушения щелочно-земельных металлов.

Газы, применяемые для тушения пожаров

В России виды газовых огнетушащих веществ, разрешенных к применению в УГП, ограничены азотом, аргоном, инергеном, хладонами 23, 125, 218, 227еа, 318Ц, углекислотой, шестифтористой серой. Использование иных газов возможно при согласовании технических условий.

Газовые огнетушащие вещества (ГОТВ) по способу тушения делят на две группы:

• Первая – это хладоны. Они гасят пламя химическим замедлением скорости горения. В зоне возгорания, хладоны распадаются и начинают взаимодействовать с продуктами горения, это уменьшает скорости горения до полного затухания.
• Вторая - это газы, снижающие количество кислорода. К ним относятся аргон, азот, инерген. Для поддержания горения большинству материалов требуется более 12 % кислорода в атмосфере пожара. Вводя инертный газ в комнату, и снижая количество кислорода, получают требуемый результат. Какое огнетушащее вещество в установках газового пожаротушения необходимо использовать зависит от объекта защиты.

Обратите внимание!

По виду хранения ГОТВ делятся на сжатые (азот, аргон, инерген) и сжиженные (все остальные).

Фторкетоны - новый класс огнетушащих веществ, разработка компании 3М. Это синтетические вещества, которые по эффективности сходны с хладонами и инертны благодаря своей молекулярной структуре. Тушащий эффект получается при концентрациях 4-6 процентов. За счет этого появляется возможность использования в присутствии людей. Кроме этого, в отличие от хладонов, фторкетоны быстро разлагаются после применения.

Типы систем газового пожаротушения

Установки газового пожаротушения (УГП) бывают двух видов: станционные и модульные. Для обеспечения безопасности нескольких комнат применяется модульная УГП. Для целого объекта обычно используется станционная установка.

Компоненты УГП: модули газового пожаротушения (МГП), насадки, распредустройства, трубы и ГОТВ.

Главным устройством, от которого зависит функционирование установки, является модуль МГП. Он представляет собой резервуар с запорно-пусковым устройством (ЗПУ).

В работе лучше применять баллоны емкостью до 100 л, так как их легко транспортировать и не требуется регистрация в Ростехнадзоре.

На текущий момент на российском рынке применяется МГП более десятка отечественных и иностранных компаний.

Лучшая пятерка модулей МГП

• ОСК Групп – российский производитель устройств тушения пожара с 17-летним опытом разработок в этой области. Компания выпускает устройства, использующие Novec 1230. Это огнетушащее вещество используют в установках газового пожаротушения, которые можно применять в энергетических и подобных им помещениях в присутствии людей. ЗПУ с манометром и предохранительной разрывной мембраной. Выпускаются объемом от 8 л до 368 л.
• Модули MINIMAX от немецкого производителя обладают особой надежностью благодаря использованию цельнотянутых сосудов. Линейка МГП от 22 до 180 л.

• В МГП разработки фирмы «ВФАспект» применяются сварные резервуары низкого давления, в качестве ГОТВ – хладоны. Выпускаются объемом 40, 60, 80 и 100л.
• МГП «Пламя» производятся компанией НТО «Пламя». Используют резервуары для сжатых газов низкого давления и хладонов. Выпускается большая линейка от 4 до 140 л.
• Модули от компании «Спецавтоматика» выпускаются для сжатых газов высокого, низкого давления и хладонов. Оборудование просто в обслуживании, эффективно в работе. Выпускается 10 типоразмеров МГП от 20 до 227 л.

В модулях всех производителей кроме электрического и пневматического пуска предусмотрен ручной запуск устройств.

Использование новых газовых огнетушащих веществ типа Novec 1230 (фторкетоновая группа), как следствие, возможность тушения пожара в присутствии людей повысило эффективность УГП за счет раннего реагирования. А безвредность применения ГОТВ для материальных ценностей, несмотря на значительную стоимость оборудования и его монтажа, становятся серьезным аргументом в пользу применения систем газового пожаротушения.

24.12.2014, 09:59

С. Синельников
начальник проектного отдела ООО "Технос-М+"

В последнее время в системах противопожарной безопасности небольших объектов, подлежащих защите системами автоматического пожаротушения, все большее распространение получают автоматические установки газового пожаротушения.

Их преимущество заключается в относительно безопасных для человека огне-тушащих составах, полном отсутствии ущерба защищаемому объекту при срабатывании системы, многократном использовании оборудования и тушении очага возгорания в труднодоступных местах.

При проектировании установок наиболее часто возникают вопросы по выбору огнетушащих газов и гидравлическому расчету установок.

В данной статье мы попытаемся раскрыть некоторые аспекты проблемы выбора огнетушащего газа.

Все наиболее часто применяемые в современных установках газового пожаротушения газовые огнетушащие составы можно условно разделить на три основные группы. Это вещества хладонового ряда, диоксид углерода - широко известный как углекислота (СО2) - и инертные газы и их смеси.

В соответствии с НПБ 88-2001*, все эти газовые огнетушащие вещества применяются в установках пожаротушения для тушения пожаров класса А, В, С, по ГОСТ 27331, и электрооборудования с напряжением не выше указанного в технической документации на применяемые ГОТВ.

Газовые ОТВ применяются преимущественно для объемного пожаротушения в начальной стадии пожара по ГОСТ 12.1.004-91. Также ГОТВ используются для флегматиза-ции взрывоопасной среды в нефте-хими-ческой, химической и других отраслях.

ГОТВ неэлектропроводны, легко испаряются, не оставляют следов на оборудовании защищаемого объекта, кроме того, важным достоинством ГОТВ является их

пригодность для тушения дорогостоящих электрических установок, находящихся под напряжением.

Запрещается применение ГОТВ для тушения:

а) волокнистых, сыпучих и пористых материалов, способных к самовозгоранию с последующим тлением слоя внутри объема вещества (древесные опилки, ветошь в тюках, хлопок, травяная мука и т.п.);

б) химических веществ и их смесей, полимерных материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха (нитроцеллюлоза, порох и др.);

в) химически активных металлов (натрия, калия, магния, титана, циркония, урана, плутония и т.д.);

г) химикатов, способных подвергаться аутермическому распаду (органических перекисей и гидразина);

д) гидридов металлов;

е) пирофорных материалов (белого фосфора, металлоорганических соединений);

ж) окислителей (оксидов азота, фтора). Запрещается тушение пожаров класса С, если при этом возможно выделение или поступление в защищаемый объем горючих газов с последующим образованием взрывоопасной атмосферы.

В случае применения ГОТВ для противопожарной защиты электроустановок следует учитывать диэлектрические свойства газов: диэлектрическая проницаемость, электропроводность, электрическая прочность.

Как правило, предельное напряжение, при котором можно осуществлять тушение без отключения электроустановок всеми ГОТВ, составляет не более 1 кВ. Для тушения электроустановок с напряжением до 10 кВ можно использовать только СО2 высшего сорта - по ГОСТ 8050.

В зависимости от механизма тушения газовые огнетушащие составы подразделяются на две квалификационные группировки:

1) инертные разбавители, снижающие содержание кислорода в зоне горения и образующие в ней инертную среду (инертные газы - двуокись углерода, азот, гелий и аргон (виды 211451, 211412, 027141, 211481);

2) ингибиторы, тормозящие процесс горения (галоидоуглеводороды и их смеси с инертными газами - хладоны).

В зависимости от агрегатного состояния газовые огнетушащие составы в условиях хранения подразделяются на две классификационные группировки: газообразные и жидкие (жидкости и/или сжиженные газы и растворы газов в жидкостях).

Основными критериями для выбора газового огнетушащего вещества являются:

■ Безопасность людей.

■ Технико-экономические показатели.

■ Сохранение оборудования и материалов.

■ Ограничение по применению.

■ Воздействие на окружающую среду.

■ Возможность удаления ГОТВ после применения.

Предпочтительно применять газы, которые:

■ обладают приемлемой токсичностью в используемых огнетушащих концентрациях (пригодны для дыхания и позволяют эвакуировать персонал даже при подаче газа);

■ термически стойки (образуют минимальное количество продуктов терморазложения, которые являются корро-зионно-активными, раздражающими слизистую оболочку и ядовитыми при вдыхании);

■ наиболее эффективны при пожаротушении (защищают максимальный объем при подаче из модуля, который наполнен газом до максимального значения);

■ экономичны (обеспечивают минимальные удельные финансовые затраты);

■ экологичны (не оказывают разрушающего действия на озоновый слой Земли и не способствуют созданию парникового эффекта);

■ обеспечивают универсальные методы наполнения модулей, хранения и транспортировки и перезаправки. Наиболее эффективными при тушении пожара являются химические газы-хладоны. Физико-химический процесс их действия основан на двух факторах: химическом ингибировании процесса реакции окисления и снижении концентрации окислителя (кислорода) в зоне окисления.

Несомненными преимуществами обладает хладон-125. По данным НПБ 882001*, нормативная огнетушащая концентрация хладона-125 для пожаров класса А2 составляет 9,8% об. Такая концентрация хладона-125 может быть повышена до 11,5% об., при этом атмосфера пригодна для дыхания в течение 5 минут.

Если ранжировать ГОТВ по токсичности при массивной утечке, то наименее опасны сжатые газы, т.к. диоксид углерода обеспечивает защиту человека от гипоксии.

Используемые в системах хладоны (по НПБ 88-2001*) малотоксичны и не проявляют выраженной картины интоксикации. По токсикокинетике хладоны аналогичны инертным газам. Лишь при длительном ингаляционном воздействии низких концентраций хладоны могут оказывать неблагоприятное влияние на сердечно-сосудистую, центральную нервную системы, легкие. При ингаляционном воздействии высоких концентраций хладонов развивается кислородное голодание.

Ниже приведена таблица с временными значениями безопасного пребывания человека в среде наиболее часто употребляемых в нашей стране марок хладонов при различной концентрации (табл. 1).

Использование хладонов при тушении пожаров практически безопасно, т.к. ог-нетушащие концентрации по хладонам на порядок меньше смертельных концентраций при длительности воздействия до 4 часов. Термическому разложению подвергается примерно 5% массы хладона, поданного на тушение пожара, поэтому токсичность среды, образующейся при тушении пожара хладонами, будет намного ниже токсичности продуктов пиролиза и разложения.

Хладон-125 относится к озонобезопас-ным. Кроме того, обладает максимальной термической стабильностью по сравнению с другими хладонами, температура терморазложения его молекул составляет более 900° С. Высокая термическая стабильность хладона-125 позволяет применять его для тушения пожаров тлеющих материалов, т.к. при температуре тления (обычно около 450° С) терморазложение практически не происходит.

Хладон-227еа не менее безопасен, чем хладон-125. Но их экономические показатели в составе установки пожаротушения уступают хладону-125, а эффективность (защищаемый объем из аналогичного модуля) отличается незначительно. Уступает он хладону-125 и по термической стабильности.

Удельные затраты СО2 и хладона-227еа практически совпадают. СО2 термически стабилен при пожаротушении. Но эффективность СО2 невелика - аналогичный модуль с хладоном-125 защищает объем на 83% больше, чем модуль СО2. Огнетуша-щая концентрация сжатых газов выше, чем хладонов, поэтому требуется на 25-30% больше газа, и, следовательно, на треть возрастает количество емкостей для хранения газовых огнетушащих веществ.

Эффективное пожаротушение достигается при концентрации СО2 более 30% об., но такая атмосфера непригодна для дыхания.

Двуокись углерода при концентрациях более 5% (92 г/м3) оказывает вредное влияние на здоровье человека, снижается объемная доля кислорода в воздухе, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья. Жидкая двуокись углерода при снижении давления до атмосферного превращается в газ и снег температурой -78,5° С, которые вызывают обмораживание кожи и поражение слизистой оболочки глаз.

Кроме того, при использовании углекислотных установок автоматического пожаротушения температура окружающего воздуха рабочей зоны не должна превышать +60° С.

Кроме хладонов и СО2, в установках газового пожаротушения применяются инертные газы (азот, аргон) и их смеси. Безусловная экологичность и безопасность для человека этих газов являются несомненными плюсами их применения в АУГПТ. Однако высокая огнетушащая концентрация и связанное с этим большее (по сравнению с хладонами) количество необходимого газа и, соответственно, большее количество модулей для его хранения, делают такие установки более громоздкими и дорогостоящими. Кроме этого, применение инертных газов и их смесей в АУГПТ сопряжено с использованием более высокого давления в модулях, что делает их менее безопасными при транспортировке и эксплуатации.

В последние годы на отечественном рынке стали появляться современные ог-нетушащие вещества нового поколения.

Эти специальные составы преимущественно производятся за рубежом и имеют, как правило, высокую стоимость. Однако их низкая огнетушащая концентрация, эко-логичность и возможность использования модулей с низким давлением делают их применение привлекательным и обещают неплохие перспективы использования таких ГОТВ в будущем.

Исходя из всего выше изложенного, можно сказать, что наиболее эффективными и доступными на данное время огнетушащими веществами являются хладоны. Относительно высокая стоимость хладонов компенсируется стоимостью самой установки, монтажа системы и ее технического обслуживания. Особенно важным качеством хладонов, используемых в системах пожаротушения (в соответствии с НПБ 88-2001*), является их минимально вредное воздействие на человека.

Табл. 2. Сводная таблица характеристик наиболее употребляемых на территории РФ ГОТВ

Установки газового пожаротушения являются специфическими, дорогостоящими и довольно сложными для проектирования и монтажа. На сегодняшний день существует множество компаний, которые предлагают различные установки газового пожаротушения. Так как информации в открытых источниках по газовому пожаротушению мало, то многие компании вводят заказчика в заблуждение, преувеличивая достоинства или скрывая недостатки тех или иных установок газового пожаротушения.

Что такое газовое пожаротушение? Автоматические установки газового пожаротушения (АУГПТ) или модули газового пожаротушения (МГП) предназначены для обнаружения, локализации и тушения пожара твердых горючих материалов, горючих жидкостей и электрооборудования в производственных, складских, бытовых и других помещениях, а также для выдачи сигнала пожарной тревоги в помещение с круглосуточным пребыванием дежурного персонала. Установки газового пожаротушения способны потушить пожар в любой точке объема защищаемого помещения. Газовое пожаротушение , в отличие от водяного, аэрозольного, пенного и порошкового, не вызывает коррозии защищаемого оборудования, а последствия его применения легко устранимы путем простого проветривания. При этом, в отличие от остальных систем, установки АУГПТ не замерзают и не боятся жары. Они работают в интервале температур: от -40С до +50С.

На практике существует два способа газового пожаротушения: объёмный и локально-объемный, однако наибольшее распространение получил объёмный способ. Учитывая экономическую точку зрения, локально-объёмный способ является выгодным только в тех случаях, когда объём помещения больше чем в шесть раз превышает объём, занимаемый оборудованием, которое принято защищать с помощью установок пожаротушения.

Состав системы

Огнетушащие газовые составы для систем пожаротушения применяются в составе автоматической установки газового пожаротушения (АУГПТ ), которая состоит из основных элементов, таких как: модули (баллоны) или емкости для хранения газового огнетушащего вещества, огнетушащий газ, заправленный в модули (баллоны) под давлением в сжатом или сжиженном состоянии, узлы управления, трубопровод, выпускные форсунки, обеспечивающие доставку и выпуск газа в защищаемое помещение, приемно-контрольный прибор, пожарные извещатели.

Проектирование систем газового пожаротушения производится в соответствии с требованиями норм пожарной безопасности для каждого конкретного объекта.

Виды применяемых ОТВ

Сжиженные газовые огнетушащие составы: Двуокись углерода, Хладон 23, Хладон 125, Хладон 218, Хладон 227еа, Хладон 318Ц

Сжатые газовые огнетушащие составы: Азот, аргон, инерген.

Хладон 125 (HFC-125) - физико-химические свойства

ОТВ Хладон 227еа

Хладон-227еа является одним из наиболее применяемых агентов в мировой индустрии газового пожаротушения, также известен под маркой FM200. Используется для тушения пожаров в присутствии людей. Экологически чистый продукт, не имеет ограничений к долгосрочному применению. Обладает более эффективными показателями тушения и более высокой себестоимостью промышленного производства.

При нормальных условиях имеет меньшую (в сравнении с Хладоном 125) температуру кипения и давление насыщенных паров, что повышает безопасность в использовании и расходы на транспортировку.

Газовое пожаротушение Хладон является эффективным средством для тушения пожара в помещениях, т.к. газ проникает моментально в самые труднодоступные места и заполняет весь объем помещения. Последствия приведения в действие установки газового пожаротушения Хладон легко ликвидируются после дымоудаления и проветривания.

Безопасноть людей при газовом пожаротушении Хладон определяется согласно требованиям нормативных документов НПБ 88, ГОСТ Р 50969, ГОСТ 12.3.046 и обеспечивается предварительной эвакуацией людей до подачи огнетушащего газа по сигналам оповещателей в течение предназначенной для этого временной задержки. Минимальная продолжительность временной задержки на эвакуацию определена НПБ 88 и составляет 10 с.

Модуль изотермический для жидкой двуокиси углерода (МИЖУ)

МИЖУ состоит из резервуара горизонтального для хранения СО2, запорно-пускового устройства, приборов контроля количества и давления СО2, холодильных агрегатов и щита управления. Предназначены модули для защиты помещений объемом до 15тыс.м3. Максимальная вместимость МИЖУ - 25т СО2. В модуле хранится, как правило, рабочий и резервный запас СО2.

Дополнительным преимуществом МИЖУ является возможность его установки вне здания (под навесом), что позволяет существенно экономить производственные площади. В отапливаемом помещении или теплом блок-боксе устанавливаются только устройства управления МИЖУ и распределительные устройства УГП (при наличии).

МГП с вместимостью баллонов до 100 л в зависимости от типа горючей нагрузки и заправленного ГОТВ позволяют защитить помещение объемом не более 160 м3. Для защиты помещений большего объема требуется установка 2-х и более модулей.
Технико-экономическое сравнение показало, что для защиты помещений объемом более 1500 м3 в УГП целесообразнее применять модули изотермические для жидкой двуокиси углерода (МИЖУ).

МИЖУ предназначен для противопожарной защиты помещений и технологического оборудования в составе установок газового пожаротушения двуокисью углерода и обеспечивает:

подачу жидкой двуокиси углерода (ЖУ) из резервуара МИЖУ через запорно-пусковое устройство (ЗПУ), заправку, дозаправку и слив (ЖУ);

длительное бездренажное хранение (ЖУ) в резервуаре при периодически работающих холодильных агрегатах (ХА) или электронагревателях;

контроль давления и массы ЖУ при заправке и эксплуатации;

возможность проверки и настройки предохранительных клапанов без сброса давления из резервуара.

Газовое пожаротушение - это вид пожаротушения , при котором для тушения возгораний и пожаров применяются газовые огнетушащие вещества (ГОТВ). Автоматическая установка газового пожаротушения обычно состоит из баллонов или емкостей для хранения газового огнетушащего вещества, газа, который хранится в этих баллонах (емкостях) в сжатом или сжиженном состоянии, узлов управления, трубопроводов и насадок, обеспечивающих доставку и выпуск газа в защищаемое помещение, прибора приемно-контрольного и пожарных извещателей.

История

В последней четверти 19-го столетия углекислый газ стали применять за рубежом как огнетушащее вещество. Этому предшествовало получение сжиженной двуокиси углерода (СО 2) М. Фарадеем в 1823 г. В начале 20-го века в Германии, Англии и США начали применяться углекислотные установки пожаротушения, значительное их количество появилось в 30-х годах. После Второй мировой войны за рубежом начали применяться установки с использованием изотермических резервуаров для хранения СО 2 (последние получили название установки пожаротушения двуокисью углерода низкого давления).

Хладоны (галоны) являются более современными газовыми огнетушащими веществами (ОТВ). За рубежом в начале 20-го века галон 104, а затем в 30-х годах галон 1001 (бромистый метил) весьма ограничено применялись для пожаротушения, преимущественно в ручных огнетушителях. В 50-х в США проведены исследовательские работы, которые позволили предложить к применению в установках галон 1301 (трифторбромметан).

Первые отечественные установки газового пожаротушения (УГП) появились в середине 30-х годов для защиты кораблей и судов. В качестве газового ОТВ (ГОТВ) использовалась двуокись углерода. Первая автоматическая УГП применена в 1939 г. для защиты турбогенератора ТЭЦ. В 1951-1955 гг. разработаны батареи газового пожаротушения с пневмопуском (БАП) и электропуском (БАЭ). Применен вариант блочного исполнения батарей с помощью наборных секций типа СН. С 1970 г. в батареях используется запорно-пусковое устройство ГЗСМ.

В последние десятилетия широко применяются автоматические установки газового пожаротушения, использующие

озонобезопасные хладоны - хладон 23, хладон 227еа, хладон 125.

При этом хладон 23 и хладон 227еа применяются для защиты помещений в которых находятся, или могут находиться люди.

Хладон 125 применяется в качестве огнетушащего вещества для защиты помещений без постоянного пребывания людей.

Двуокись углерода широко применяется для защиты архивов и денежных хранилищ.

Газы, применяемые при тушении

В качестве огнетушащих веществ для тушения используются газы, перечень которых определен в Своде правил СП 5.13130.2009 «Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические» (пункт 8.3.1).

Это следующие газовые огнетушащие вещества: хладон 23, хладон 227еа, хладон 125, хладон 218, хладон 318Ц, азот, аргон, инерген, двуокись углерода, шестифтористая сера.

Применение газов, которые не входят в указанный перечень, разрешается только по дополнительно разработанным и согласованным нормам (техническим условиям) для конкретного объекта.(Свод правил СП 5.13130.2009 «Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические» (примечание к таблице 8.1).

Газовые огнетушащие вещества по принципу пожаротушения классифицируют на две группы:

Первая группа ГОТВ - ингибиторы (хладоны). Они имеют механизм тушения, основанный на химическом

ингибировании (замедлении) реакции горения. Попадая в зону горения, эти вещества интенсивно распадаются

с образованием свободных радикалов, которые вступают в реакцию с первичными продуктами горения.

При этом происходит снижение скорости горения до полного затухания.

Огнетушащая концентрация хладонов в несколько раз ниже, чем для сжатых газов и составляет от 7 до 17 объемных процентов.

а именно, хладон 23, хладон 125, хладон 227еа являются озононеразрушающими.

Озоноразрушающий потенциал (ODP) хладона 23, хладона 125 и хладона 227еа равен 0.

Парниковые газы.

Вторая группа - это разбавляющие атмосферу газы. К ним относятся такие сжатые газы, как аргон, азот, инерген.

Для поддержания горения необходимым условием является наличие не менее 12 % кислорода. Принцип разбавления атмосферы состоит в том, что при вводе сжатого газа (аргона, азота, инергена) в помещении содержание кислорода снижается до значения менее 12 %, то есть создаются условия, не поддерживающие горение.

Сжиженные газовые огнетушащие составы

Сжиженный газ хладон 23 применяется без газа-вытеснителя.

Хладоны 125, 227еа, 318Ц для обеспечения транспортировки по трубной разводке в защищаемое помещение требуют подкачки газом-вытеснителем.

Двуокись углерода

Двуокись углерода - бесцветный газ с плотностью 1,98 кг/м³, не имеющий запаха и не поддерживающий горение большинства веществ. Механизм прекращения горения двуокисью углерода заключается в её способности разбавлять концентрацию реагирующих веществ до пределов, при которых горение становится невозможным. Двуокись углерода может выбрасываться в зону горения в виде снегообразной массы, оказывая при этом охлаждающее действие. Из одного килограмма жидкой двуокиси углерода образуется 506 л. газа. Огнетушащий эффект достигается, если концентрация двуокиси углерода не менее 30 % по объёму. Удельный расход газа при этом составит 0,64 кг/(м³·с) . Требует применения весовых устройств для контроля утечки огнетушащего вещества, обычно представляет собой тензорные весовые устройства.

Нельзя применять для тушения щелочно-земельных, щелочных металлов, некоторых гидридов металлов, развитых пожаров тлеющих материалов .

Хладон 23

Хладон 23 (трифторметан) - легкий газ без цвета и запаха. В модулях находится в жидкой фазе. Обладает высоким давлением собственных паров (48 КгС/кв.см), не требует наддува газом-вытеснителем. Газ выходит из баллонов под действием давления собственных паров. Контроль массы ГОТВ в баллоне осуществляется устройством контроля массы автоматически и постоянно, что обеспечивает постоянный контроль работоспособности системы пожаротушения. Огнегасительная станция способна в нормативное время (до 10 секунд) создавать нормативную огнетушащую концентрацию в помещениях, удаленных от модулей с ГОТВ на расстояние до 110 метров по горизонтали и 32 - 37 метров по вертикали. Данные по расстояниям определяются с помощью гидравлических расчетов. Свойства газа хладон 23 позволяют создавать системы пожаротушения объектов с большим количеством защищаемых помещений путём создания централизованной станции газового пожаротушения. Озонобезопасен - ODP=0 (Ozone Depletion Potential). Предельно допустимая концентрация составляет 50 %, нормативная тушащая концентрация - 14,6 %. Запас безопасности для людей 35,6 %. Это позволяет применять Хладон 23 для защиты помещений с людьми.

Хладон 125

Химическое название - пентафторэтан, озонобезопасный, символическое обозначение - R - 125 ХП.
- бесцветный газ, сжиженный под давлением; негорюч и малотоксичен.
- предназначен в качестве хладагента и пожаротушащего вещества.

Хладон 218

Хладон 227еа

Хладон 227еа - бесцветный газ, применяется в качестве компонента смесевых хладонов, газового диэлектрика, пропеллента и огнегасителя

(пенообразующий и охлаждающий агент). Хладон 227еа озонобезопасен, озоноразрушающий потенциал (ОРП) - 0 Есть пример применения этого газа в установке автоматического газового пожаротушения серверной, в модуле газового пожаротушения МПХ65-120-33.

Негорючий, невзрывоопасный и малотоксичный газ, при нормальных условиях является стабильным веществом. При соприкосновении с пламенем и с поверхностями с температурой 600 °С и выше Хладон 227еа разлагается с образованием высокотоксичных продуктов. При попадании жидкого продукта на кожу возможно обморожение.

Заливают в баллоны вместимостью до 50 дм 3 по ГОСТ 949, рассчитанные на рабочее давление не менее 2,0 МПа, или в контейнеры (бочки) вместимостью не более 1000 дм 3 ,рассчитанные на избыточное рабочее давление не менее 2,0 МПа. При этом на каждый 1 дм 3 вместимости емкости следует наполнять не более 1,1 кг жидкого хладона. Транспортируют по железной дороге и автомобильным транспортом.

Хранят в складских помещениях вдали от нагревательных приборов при температуре не выше 50°С и на открытых площадках, обеспечив защиту от прямых солнечных лучей.

Хладон 318Ц

Хладон 318ц (R 318ц, перфторциклобутан) Хладон 318Ц - сжиженный под давлением, негорючий, невзрывоопасный. Химическая формула - C 4 F 8 Химическое название: октафторциклобутан Агрегатное состояние: газ без цвета со слабым запахом Температура кипения −6,0° С (минус) Температура плавления −41,4 °C (минус) Температура самовоспламенения 632 °C Молекулярная масса 200,031 Озоноразрушающий потенциал (ОРП) ODP 0 Потенциал глобального потепления GWP 9100 ПДК р.з.мг/м3 р.з. 3000 млн-1 Класс опасности 4 Характеристика пожароопасности Трудногорючий газ. При соприкосновении с пламенем разлагается с образованием высокотоксичных продуктов. Область воспламенения в воздухе отсутствует. При соприкосновении с пламенем и горячими поверхностями разлагается с образованием высокотоксичных продуктов. При высокой температуре реагирует с фтором. Применение Пламегаситель, рабочее вещество в кондиционерах, тепловых насосах, в качестве хладагента, газового диэлектрика, пропеллента, реагента для сухого травления при изготовлении интегральных микросхем.

Сжатые газовые огнетушащие составы (Азот, аргон, инерген)

Азот

Азот используется для флегматизации горючих паров и газов, для продувки и осушения емкостей и аппаратов от остатков газообразных или жидких горючих веществ. Баллоны со сжатым азотом в условиях развившегося пожара представляют опасность, так как возможен их взрыв вследствие понижения прочности стенок при высокой температуре и повышения давления газа в баллоне при нагревании. Мерой, предотвращающей взрыв, является выпуск газа в атмосферу. Если это сделать невозможно, баллон следует обильно орошать водой из укрытия .

Азот нельзя применять для тушения магния, алюминия, лития, циркония и других материалов, которые образуют нитриды, обладающие взрывчатыми свойствами. В этих случаях в качестве инертного разбавителя применяют аргон, значительно реже - гелий .

Аргон

Инерген

Инерген - дружественная по отношению к окружающей среде противопожарная система, действующий элемент которой состоит из газов, уже присутствующих в атмосфере. Инерген - инертный, то есть неразжиженный, нетоксичный и негорючий газ. Он состоит на 52 % из азота, на 40 % из аргона, и на 8 % из углекислого газа. Это значит, что он не наносит вред окружающей среде и не повреждает оборудование и другие предметы.

Метод тушения, заложенный в Инерген называется «замещение кислорода» - уровень кислорода в помещении падает и огонь гаснет.

• В атмосфере Земли содержится приблизительно 20,9 % кислорода.
• Метод замещения кислорода заключается в том, чтобы понизить уровень кислорода до приблизительно 15 %. При таком уровне кислорода огонь в большинстве случаев неспособен гореть и погаснет в пределах 30-45 секунд.
• Отличительной особенностью Инерген является содержание в его составе 8 % углекислого газа.

Иные

Также в качестве огнетушащего вещества может применяться пар, однако эти системы в основном применяются для тушения внутри технологического оборудования и трюмах судов.

Автоматические установки газового пожаротушения

Системы газового пожаротушения применяются в тех случаях, когда применение воды может вызвать короткое замыкание или иное повреждение оборудования - в серверных комнатах , хранилищах данных, библиотеках, музеях, на летательных аппаратах.

Автоматические установки газового пожаротушения должны обеспечивать:

В защищаемом помещении, а также в смежных, имеющие выход только через защищаемое помещение, при срабатывании установки должны включаться устройства светового (световой сигнал в виде надписей на световых табло «Газ - уходи!» и «Газ - не входить!») и звукового оповещения в соответствии с ГОСТ 12.3.046 и ГОСТ 12.4.009 .

Система газового пожаротушения также входит как составная часть в системы подавления взрывов, используется для флегматизации взрывоопасных смесей.

Испытания автоматических установок газового пожаротушения

Испытания следует проводить:

• перед сдачей установок в эксплуатацию;
• в период эксплуатации не реже одного раза в 5 лет

Кроме того, масса ГОС и давление газа-вытеснителя в каждом сосуде установки следует проводить в сроки, установленные технической документацией на сосуды (баллоны, модули).

Испытания установок по проверке времени срабатывания, продолжительности подачи ГОС и огнетущащей концентрации ГОС в объёме защищаемого помещения не являются обязательными. Необходимость их экспериментальной проверки определяет заказчик или, в случае отступления от норм проектирования, влияющих на проверяемые параметры, должностные лица органов управления и подразделений Государственной противопожарной службы при осуществлении государственного пожарного надзора.

Мобильные средства газового пожаротушения

Противопожарная установка «Штурм» совместного производства нижнетагильского ОАО «Уралкриомаш», московского опытно-конструкторского бюро «Гранат» и екатеринбургского производственного объединения «Уралтрансмаш» тушит крупный пожар на газовой скважине всего за 3-5 секунд. Таков результат испытаний установки на пожарах в местах газовых месторождений Оренбургской и Тюменской областей. Столь высокая эффективность достигается за счет того, что «Штурм» гасит пламя не пеной, порошком или водой, а сжиженным азотом, который выбрасывается в очаг пожара через сопла, установленные полукругом на длинной стреле. Азот оказывает двойное действие: полностью перекрывает доступ кислорода и охлаждает источник огня, не давая ему разгораться. Обычными средствами огонь на нефтегазовых объектах порой не удается погасить месяцами. «Штурм» сделан на базе самоходной артиллерийской установки, которая без труда преодолевает самые сложные препятствия на пути к труднодоступным участкам газопроводов и нефтяным скважинам.

Газовое пожаротушение на основе фторкетонов

Фторкетоны - новый класс химических веществ, разработанных компанией 3М и введенных в международную практику. Фторкетоны - это синтетические органические вещества, в молекуле которых все атомы водорода заменены на прочно связанные с углеродным скелетом атомы фтора. Такие изменения делают вещество инертным с точки зрения взаимодействия с другими молекулами. Многочисленные тестовые испытания, проведенные ведущими международными организациями, показали, что фторкетоны не только являются отличными огнетушащими веществами (с эффективностью аналогичной хладонам), но и демонстрируют положительный экологический и токсикологический профиль.

Начальник проектного отдела ООО «Технос-М+» Синельников С.А.

В последнее время в системах противопожарной безопасности небольших объектов подлежащих защите системами автоматического пожаротушения всё большее распространение получают автоматические установки газового пожаротушения.
Их преимущество заключается в относительно безопасных для человека огнетушащих составах, полном отсутствии ущерба защищаемому объекту при срабатывании системы, многократном использовании оборудования и тушении очага возгорания в труднодоступных местах.
При проектировании установок наиболее часто возникают вопросы по выбору огнетушащих газов и гидравлическом расчёте установки.

В данной статье мы попытаемся раскрыть некоторые аспекты проблемы выбора огнетушащего газа. Все наиболее часто применяемые в современных установках газового пожаротушения газовые огнетушащие составы можно условно разделить на три основные группы. Это вещества хладонового ряда, диоксид углерода, широко известный, как углекислота (СО2) и инертные газы и их смеси.

В соответствии с НПБ 88-2001* все эти газовые огнетушащие вещества применяются в установках пожаротушения для тушения пожаров класса А, В, С по ГОСТ 27331 и электрооборудования с напряжением не выше указанного в технической документации на применяемые ГОТВ.

Газовые ОТВ применяются преимущественно для объёмного пожаротушения в начальной стадии пожара по ГОСТ 12.1.004-91. Также ГОТВ используются для флегматизации взрывоопасной среды в нефте-химической, химической и др. отраслях.ГОТВ не электропроводны, легко испаряются, не оставляют следов на оборудовании защищаемого объекта, кроме того, важным достоинством ГОТВ является их пригодность для тушения дорогостоящих электрических установок, находящихся под напряжением.

Запрещается применение ГОТВ для тушения:

а)волокнистых, сыпучих и пористых материалов, способных к самовозгоранию с последующим тлением слоя внутри объема вещества (древесные опилки, ветошь в тюках, хлопок, травяная мука и т.п.);
б) химических веществ и их смесей, полимерных материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха (нитроцеллюлоза, порох и др.);
в) химически активных металлов (натрия, калия, магния, титана, циркония, урана, плутония и т. д.);
г) химикатов, способных подвергаться аутермическому распаду (органических перекисей и гидразина);
д) гидридов металлов;
е) пирофорных материалов (белого фосфора, металлоорганических соединений);
ж) окислителей (оксидов азота, фтора)

Запрещается тушение пожаров класса С, если при этом возможно выделение или поступление в защищаемый объем горючих газов с последующим образованием взрывоопасной атмосферы. В случае применения ГОТВ для противопожарной защиты электроустановок следует учитывать диэлектрические свойства газов: диэлектрическая проницаемость, электропроводность, электрическая прочность. Как правило, предельное напряжение, при котором можно осуществлять тушение без отключения электроустановок всеми ГОТВ, составляет не более 1 кВ. Для тушения электроустановок с напряжением до 10 кВ можно использовать только СО2 высшего сорта по ГОСТ 8050.

В зависимости от механизма тушения газовые огнетушащие составы подразделяются на две квалификационные группировки:
- инертные разбавители, снижающие содержание кислорода в зоне горения и образующие в ней инертную среду (инертные газы – двуокись углерода, азот, гелий и аргон (виды 211451, 211412, 027141, 211481);
- ингибиторы, тормозящие процесс горения (галоидоуглеводороды и их смеси с инертными газами – хладоны)

В зависимости от агрегатного состояния газовые огнетушащие составы в условиях хранения подразделяются на две классификационные группировки: газообразные и жидкие (жидкости и/или сжиженные газы и растворы газов в жидкостях).
Основными критериями для выбора газового огнетушащего вещества являются:

Безопасность людей;
- Технико-экономические показатели;
- Сохранение оборудования и материалов;
- Ограничение по применению;
- Воздействие на окружающую среду;
- Возможность удаления ГОТВ после применения.

Предпочтительно применять газы, которые:

Обладают приемлемой токсичностью в используемых огнетушащих концентрациях (пригодны для дыхания и позволяют эвакуировать персонал даже при подаче газа);
- термически стойки (образуют минимальное количество продуктов терморазложения, которые являются коррозионноактивными, раздражающими слизистую оболочку и ядовитыми при вдыхании);
- наиболее эффективны при пожаротушении (защищают максимальный объем при подаче из модуля, который наполнен газом до максимального значения);
- экономичны (обеспечивают минимальные удельные финансовые затраты);
- экологичны (не оказывают разрушающего действия на озоновый слой Земли и не способствуют созданию парникового эффекта);
- обеспечивают универсальные методы наполнения модулей, хранения и транспортировки и перезаправки.

Наиболее эффективными при тушении пожара являются химические газы-хладоны. Физико-химический процесс их действия основан на двух факторах: химическом ингибировании процесса реакции окисления и снижении концентрации окислителя (кислорода) в зоне окисления.
Несомненными преимуществами обладает Хладон 125. По данным НПБ 88-2001* нормативная огнетушащая концентрация Хладона 125 для пожаров класса А2 составляет 9,8 % об. Такая концентрация Хладона 125 может быть повышена до 11,5 % об., при этом, атмосфера пригодна для дыхания в течении 5 минут.

Если ранжировать ГОТВ по токсичности при массивной утечке, то наименее опасны сжатые газы, так как диоксид углерода обеспечивает защиту человека от гипоксии.
Используемые в системах хладоны (по НПБ 88-2001*) малотоксичны и не проявляют выраженной картины интоксикации. По токсикокинетике хладоны анологичны инертным газам. Лишь при длительном ингаляционном воздействии низких концентраций хладоны могут оказывать неблагоприятное влияние на сердечно-сосудистую, центральную нервную системы, лёгкие. При ингаляционном воздействии высоких концентраций хладонов развивается кислородное голодание.

Ниже приведена таблица с временными значениями безопасного пребывания человека в среде наиболее часто употребляемых в нашей стране марок хладонов при различной концентрации.

Использование хладонов при тушении пожаров практически безопасно, так как огнетушащие концентрации по хладонам на порядок меньше смертельных концентраций при длительности воздействия до 4 часов. Термическому разложению подвергается примерно 5% массы хладона, поданного на тушение пожара, поэтому токсичность среды, образующейся при тушении пожара хладонами, будет намного ниже токсичности продуктов пиролиза и разложения.

Хладон 125 относится к озонобезопасным. Кроме того, обладает максимальной термической стабильностью по сравнению с другими хладонами, температура терморазложения его молекул составляет более 900°С. Высокая термическая стабильность Хладона 125 позволяет применять его для тушения пожаров тлеющих материалов, т.к. при температуре тления (обычно около 450°С) терморазложение практически не происходит.

Хладон 227еа не менее безопасен, чем хладон 125. Но их экономические показатели в составе установки пожаротушения уступает хладону 125, а эффективность (защищаемый объем из аналогичного модуля отличается незначительно). Уступает он хладону 125 и по термической стабильности.

Удельные затраты СО2 и хладона 227еа практически совпадают. СО2 термически стабилен при пожаротушении. Но эффективность СО2 невелика- аналогичный модуль с хладоном 125 защищает объем на 83% больше, чем модуль СО2. Огнетушащая концентрация сжатых газов выше, чем хладонов, поэтому требуется на 25-30 % больше газа и, следовательно, на треть возрастает количество ёмкостей для хранения газовых огнетушащих веществ.

Эффективное пожаротушение достигается при концентрации СО2 более 30% об., но такая атмосфера непригодна для дыхания.

Двуокись углерода при концентрациях более 5 % (92 г/м3) оказывает вредное влияние на здоровье человека, снижается объемная доля кислорода в воздухе, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья. Жидкая двуокись углерода при снижении давления до атмосферного превращается в газ и снег температурой минус 78,5 °С, которые вызывают обмораживание кожи и поражение слизистой оболочки глаз. Кроме того при использовании углекислотных установок автоматического пожаротушения температура окружающего воздуха рабочей зоны не должна превышать плюс 60 °С.

Кроме хладонов и СО2, в установках газового пожаротушения применяются инертные газы (азот, аргон) и их смеси. Безусловная экологичность и безопасность для человека этих газов являются несомненными плюсами их применения в АУГПТ. Однако, высокая огнетушащая концентрация, и связанное с этим большее (по сравнению с хладонами) количество необходимого газа и, соответственно, большее количество модулей для его хранения, делают такие установки более громоздкими и дорогостоящими. Кроме этого применение инертных газов и их смесей в АУГПТ сопряжено с использованием более высокого давления в модулях, что делает их менее безопасными при транспортировке и эксплуатации.