Влияние неодновременности срабатываний модулей системы порошкового пожаротушения на эффективность тушения горючих жидкостей

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния неодновременности срабатывания модулей порошкового пожаротушения импульсного действия (продолжительность подачи огнетушащего порошка не более 1 с) на эффективность тушения горючей жидкости. Установлено, что неодновременное (7 с и более) срабатывание модулей порошкового пожаротушения, входящих в состав системы порошкового пожаротушения, предназначенной для защиты объекта, на котором во время пожара возможно горение горючей жидкости, может привести к негативному результату тушения.

В последние годы значительная часть систем порошкового пожаротушения как в Украине, так и за рубежом, создается на базе модулей пожаротушения с относительно небольшим зарядом огнетушащего порошка (ОП) — до 22 кг [1]. Особенностью таких систем является отсутствие распределительного трубопровода с распылителями в связи тем, что подавляющее количество модулей порошкового пожаротушения представляет собой конструкцию в составе сосуда с огнетушащим порошком и установленным на нем запорно-распылительным устройством. Для вытеснения огнетушащего порошка используется энергия сжатого газа, который хранится непосредственно в сосуде (модули закачного типа) или образующегося в результате срабатывания газогенерирующего устройства. Источник сжатого газа в виде баллона высокого давления в таких модулях сейчас практически не применяется.

Известно, что одним показателей, который существенно влияет на эффективность автоматических систем порошкового пожаротушения, является инерционность их срабатывания, которая определяется как промежуток времени от подачи сигнала на срабатывание модуля до момента начала подачи огнетушащего вещества.

Подача ОП из модулей закачного типа (например, модули порошкового пожаротушения СПРУТ [2]) начинается сразу по получении пускового сигнала запорно-распылительным устройством, то есть их инерционность составляет менее 1 с. Это связано с отсутствием необходимости подготовки модуля к работе путем повышения давления в сосуде с ОП, как это происходит при срабатывании модулей с газогенерирующими устройствами, инерционность которых может достигать 10 с. В паспортах на такие модули производителями часто приводится достаточно широкий диапазон значений инерционности, например, «от 1 с до 10 с» [3]. При этом, как правило, эти модули являются модулями импульсного действия — с продолжительностью подачи ОП до 1 с. Таким образом, поосле получения сигнала на запуск модульной системы порошкового пожаротушения, разница между моментами начала подачи ОП из таких модулей может составить до 10 с. Такая разница может стать причиной неэффективной работы системы порошкового пожаротушения, особенно, если модульная система предназначена для защиты объекта с наличием горючих жидкостей.

Также известно, что эффективность систем порошкового пожаротушения зависит как от значения концентрации ОП в объеме защищаемого объекта или в объеме пламени (кг.м-3), так и от продолжительности создания этой концентрации, то есть интенсивности подачи ОП (кг.с-1.м-3). В процессе полигонных испытаний по определению показателей эффективности автоматического порошкового огнетушителя ОПА-100 [4] проводились измерения изменения концентрации ОП в испытательном помещении. Проведенный анализ зависимости изменения концентрации ОП на высоте 0,5 м от пола, построенный по усредненным данным измерений восьми датчиков, показал, что скорость падения этой концентрации в течение 5 с после окончания подачи ОП П-2АП из распылителей составляет VC ≈ 0,013 кг . с-1.м-3.

Исходя из полученного значения VC построим зависимости изменения концентрации ОП в помещении объемом 80 м3, в случае срабатывания в нем двух модулей импульсного действия (продолжительность подачи ОП до 1 с) ТУНГУС-9 с зарядом огнетушащего порошка 8,6 кг, которые имеют показатели «защищаемый объем, класс В» Vзащ = 42 м3, «инерционность» — от 3 до 10 с [5]. Принимая предположение, что изменение концентрации ОП происходит по линейной зависимости (с постоянной скоростью) построим расчетный график изменения концентрации при условии разницы между моментами начала подачи ОП из модулей равной  7 с.

Рисунок 1. — Расчетные зависимости изменения концентрации ОП в помещении объемом 80 м3 при работе двух модулей импульсного действия

Как видно из рисунка 1, наличие разницы между моментами срабатывания модулей может привести к «недостижению» проектной («паспортной») концентрации ОП в защищаемом объеме qп, которая в данном примере составляет ≈0,2 кг/м3. Кроме того, усредненная интенсивность подачи ОП в течение общего времени срабатывания двух модулей tс составляет Iс = qп/tс = 0,2/8 = 0,026 кг.с-1.м-3, что в 8 раз меньше интенсивности подачи ОП в случае одновременного срабатывания модулей, продолжительность подачи из которых составляет 1 с.

Тушение пожаров класса В по [6] модульными системами порошкового пожаротушения импульсного действия требует уверенной их ликвидации с учетом незначительной продолжительности подачи ОП. Наличие даже незначительных непотушенных очагов пожара в этом случае приведет к возобновлению горения.

С целью исследования влияния разницы между моментами срабатывания модулей порошкового пожаротушения на эффективность тушения горючих жидкостей была проведена серия экспериментов с применением опытных образцов модулей порошкового пожаротушения СПРУТ-1п  ТУ У 29.2-13672801-003:2011 [2] с зарядом 1 кг ОП марки ФАКТОР АВС-40 ТУ У 24.6-13672801-004-2004 [7]. Продолжительность подачи ОП из этих модулей составляет не более 0,5 с, показатель огнетушащей способности по ДСТУ 3972 [8] — 34В (1,07 м2).

На рис. 2 приведена схема экспериментального оборудования. Во время проведения опытов, в испытательном помещении объемом 285 м3  на высоте 2,5 м от пола устанавливались два модуля СПРУТ-1п, запорно-распылительные устройства которых направлялись в плоскость круглого противня модельного очага 55В (1,73 м2), который размещался на полу.

Проведение экспериментальных исследований осуществлялось следующим образом. Противень модельного очага устанавливался на полу испытательного помещении. Для создания ровной поверхности основания «зеркала» для горючего вещества в противень модельного очага заливалась вода. Модули порошкового пожаротушения типа СПРУТ-1п устанавливались на специальную опорную конструкцию непосредственно над модельным очагом в соответствии со схемой, приведенной на рис.2, после чего они подсоединялись к автономному устройству электрического пуска, позволяющему проводить запуск двух модулей одновременно или последовательно. Интервал времени между запусками модулей контролировался оператором с помощью секундомера.

Рис. 2 Схема экспериментального оборудования для исследования влияния разницы между моментами срабатывания модулей на эффективность модульных СППГ по показателю «огнетушащая способность» 1- модуль СПРУТ-1п; 2 — модельный очаг пожара 55В; 3 — устройство электрического пуска модулей

В противень модельного очага заливалась горючая жидкость (бензин А-92) после чего проводилась проверка целостности цепей запуска безопасным значением тока. Включалась на запись видеокамера и начиналась регистрация.

Модельный очаг поджигался. Время свободного горения составляло  (15±1) с. После чего производился запуск модулей с интервалом времени: 0 с, 3 с, 5 с и 7 с.

Была проведена серия из 5 опытов,  результаты которых приведены в таблице 1.

Таблица 1 Результаты опытов по тушению модельного очага класса В площадью 1,73 м2 модулями порошкового пожаротушения СПРУТ-1п

Интервал времени между пусками модулей, с

Результат тушения

0

Потушено

3

— « —

5

— « —

7

Не потушено

7

Не потушено

На рисунках 2-3 приведены кинограммы опытов проведенной серии.

Рис. 2 Кинограмма опыта № 1 — одновременное срабатывание модулей СПРУТ-1п

Рис. 3 Кинограмма опыта № 4 — срабатывание модулей СПРУТ-1п с интервалом 7 с

Выводы

  1. Установлено наличие влияния разницы между моментами срабатывания модулей систем порошкового пожаротушения на эффективность тушения пожаров класса В.
  2. По результатам экспериментальных исследований определено, что при наличии разницы в 7 с и более между моментами срабатывания модулей порошкового пожаротушения импульсного действия с зарядом ОП массой 1 кг («огнетушащая способность» — 34В (1,07 м2)), тушение модельного очага 55В (1,73 м2) не обеспечивается.
  3. Целесообразно продолжить экспериментальные исследования с целью определения максимально допустимых значений интервала времени между моментами срабатывания модулей систем порошкового пожаротушения с запорно-распылительными устройствами разных типов, учитывая пожароопасные свойства горючих веществ, размеры модельных очагов и реализуемые способы тушения.
  4. Во время проектирования модульных систем порошкового пожаротушения следует применять модули, конструкция которых обеспечивает минимальную разницу между моментами их срабатывания.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Дунюшкін В.О., Огурцов С.Ю., Барташевська Л.Г. Исследование тенденций технического развития систем порошкового пожаротушения // Науковий вісник УкрНДІПБ. К.: УкрНДІПБ, 2009. — № 1(19). — С. 102-107
  2. ТУ У 29.2-13672801.003:2011. Модули порошкового пожежогасіння СПРУТ
  3. Модуль порошкового пожаротушения МПП(Н)-2-И-ГЭ-У2 Паспорт [Электронный ресурс] — Режим доступа : http://www.tungus.net/upload/pasport 2.pdf
  4. Дунюшкин В.А., Костюк П.Ф., Крылов В.Л., Ткаченко В.В. Экспериментальное определение концентрации огнетушащего порошка в защищаемой зоне // Средства порошкового пожаротушения: Сб.науч.тр. — М.; ВНИИПО МВД РФ, 1992. — с. 60-63
  5. Модуль порошкового пожаротушения МПП(Н)-9-И-ГЭ-У2 Паспорт [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.tungus.net/upload/pasport 9.pdf
  6. ГОСТ 27331-87 Пожарная техника. Классификация пожаров
  7. ТУ В 24.6-13672801-004-2004. Порошки вогнегасні «ФАКТОР АВС-40» та «ФАКТОР АВС-80»
  8. ДСТУ 3972-2000. Пожежна техніка. Установки порошкового пожежогасіння. Загальні технічні вимоги. Методи випробувань.