Metallurgy.zp.ua
Главная » Охрана труда » Основы безопасности труда » Средства и методы тушения пожаров

Средства и методы тушения пожаров

К основным средствам тушения пожаров, которые применяют на металлургических заводах, относят воду, водяной пар, пену различного состава, инертные газы, углекислый газ, сухие огнегасительные средства и жидкости, покрывала.

Вода, противожарное водоснабжение

Вода является основным средством тушения пожаров, что объясняется большим огнегасительным эффектом воды, возможностью подачи к месту пожара в большом количестве и низкой ее стоимостью.

Огнегасительное действие воды объясняется прежде всего ее большой теплоемкостью и очень большой скрытой теплотой испарения. Так, при переходе 1 л воды с температурой 20 °С в парообразное состояние затрачивается примерно 620 ккал тепла. При тушении пожаров вода, смачивая поверхность горящих веществ, быстро охлаждает их до температуры, при которой (прекращается горение. Кроме того, образующаяся пленка воды затрудняет доступ кислорода воздуха к горящим веществам, что в свою очередь способствует уменьшению и прекращению горения. Образующийся водяной пар понижает концентрацию кислорода в зоне горения, что также способствует прекращению горения. Известный эффект дает также чисто механическое действие струи воды, сбивающее пламя с горящих поверхностей.

При тушении жидкостей, смешивающихся с водой (спирты, эфир, ацетон), вода быстро охлаждает такие горючие жидкости и одновременно резко уменьшает испарение горючих веществ, вследствие чего горение прекращается.

При соприкосновении разбрызгиваемой воды с поверхностью горящих жидкостей, не смешивающихся с водой и температура кипения которых превышает 100 °С (нефть и некоторые нефтепродукты, масла), вода испаряется и пар образует с горючей жидкостью негорючую эмульсию. Последняя легче горючей жидкости и поэтому, покрывая ее поверхность, препятствует поступлению паров жидкости в зону горения, способствуя тем самым прекращению горения.

При распылении воды, капли ее, имеющие большую поверхность, попадая в зону горения, быстро испаряются и охлаждают пламя, а водяной пар понижает концентрацию горючих веществ. Мелкие капли воды, достигающие поверхности горючей жидкости, медленно опускаются и охлаждают горючую жидкость, что в свою очередь значительно уменьшает испарение горючей жидкости и способствует прекращению пожара.

Таким образом, разбрызгивание и особенно распыление воды при тушении пожара является одним из эффективных мероприятий по борьбе с пожарами. Это мероприятие значительно расширяет область применения воды для ликвидации пожаров.

Задача противопожарного водоснабжения заключается в обеспечении необходимой потребности воды для тушения пожаров с давлением, гарантирующим подачу воды к самым высоким частям горящих зданий или сооружений. Вода для тушения пожаров подается из водопровода или из естественных или искусственных источников водопитания (реки, пруды, (искусственные водоемы).

Системы противопожарного водопровода низкого и высокого давления схематически показаны на рисунке 1 и 2. В водопроводе низкого давления свободный напор на уровне поверхности земли принимается не менее 10 м, а в водопроводе высокого давления требуемый свободный напор, обеспечивающий высоту компактной струи воды, также не менее 10 м, но при расположении ствола на уровне наивысшей части самого высокого на предприятии здания.

Принципиальная схема противопожарного водопровода низкого давления (объединенного с хозяйственно-питьевым водопроводом)
Рисунок 1. Принципиальная схема противопожарного водопровода низкого давления (объединенного с хозяйственно-питьевым водопроводом):
1 — запасной резервуар;
2 — насосная станция;
3—сеть;
4 — водонапорная башня
Схема противопожарного водопровода высокого давления (объединенного с хозяйственно-питьевым водопроводом)
Рисунок 2. Схема противопожарного водопровода высокого давления (объединенного с хозяйственно-питьевым водопроводом) :
1 — резервуар;
2 — насосная станция;
3 — сеть;
4 — водонапорная башия;
5, 6 — обычные насосы;
7,8 — пожарные насосы

В водопроводе высокого давления необходимый напор создается специальными стационарными насосами, а в водопроводе низкого давления напор, необходимый для тушения пожаров, обеспечивается передвижными насосами, подающими воду от пожарных гидрантов к местам пожара (рисунок 3).

Схема подачи воды от водопроводов высокого (с) и низкого (б) давления
Рисунок 3. Схема подачи воды от водопроводов высокого (с) и низкого (б) давления:
1 — водонапорная линия;
2 — гидрант;
3 — стендер;
4 — рукавная линия;
5 — ствол со спрыском;
6 — пожарный автомобильный насос

Расчетный расход воды на наружное тушение одного пожара при пользовании гидрантами наружного водопровода приведен в таблице 1.

Таблица 1. Расходы воды на тушение одного пожара
Таблица 1. Расходы воды на тушение одного пожара

Расчетная продолжительность тушения пожара принята равной 3 ч, а для зданий I и II групп огнестойкости с производствами категорий Г и Д — 2 ч.

Число одновременных пожаров принимают исходя из расчета один пожар при .площади предприятия менее 150 Га и два пожара при площади предприятия 150 Га и более. Бесперебойная подача воды на тушение пожара должна быть обеспечена при одновременном расходе воды на другие нужды.

Расход воды на наружное тушение пожара производственных зданий без фонарей объемом 50 тыс. м3 и более следует принимать по нормам, приведенными в таблице 2.

Расчетный расход воды на наружное тушение пожара вспомогательных зданий промышленных предприятий определяется применительно к зданиям категории В.

Таблица 2. Расход воды на тушение одного пожара производственных зданий
Таблица 2. Расход воды на тушение одного пожара производственных зданий

Бесперебойная подача воды лучше всего обеспечивается при устройстве кольцевой сети. Устройство тупиковых линий водопровода к отдельно стоящим зданиям и сооружениям допускается лишь в тех случаях, когда длина таких линий не превышает 200 м и при условии принятия мер против замерзания воды в этих линиях. Диаметр труб наружного противопожарного водопровода принимают не менее 100 мм.

Пожарные гидранты (рисунок 4) надо располагать вдоль дорог и проездов и вблизи перекрестков проездов на расстоянии не более 150 м друг от друга, не менее 5 м от стен зданий и не более 2,5 м от края проезжей части дороги. Число гидрантов определяется из расчета, что производительность гидранта достигает 20 л/сек.

Конструкции гидрантов
Рисунок 4. Конструкции гидрантов:
а — подземный; б — надземный

Сети противопожарных водопроводов необходимо разделять задвижками на отдельные ремонтные участки так, чтобы число отключаемых гидрантов не превышало пяти. Расчетную длину пожарных рукавов для водопровода высокого давления принимают не более 125 м, а для водопровода низкое давления — не более 150 м.

При устройстве внутреннего водопровода в производственных, административных и вспомогательных зданиях пожарные краны устанавливают на высоте 1,35 м от уровня пола. Возле кранов устанавливают ящики со свернутыми (пеньковым, хлопчатобумажным) рукавами и стволами.

По действующим нормам расход воды на внутреннее тушение пожара з производственных зданиях независимо от их объема и во вспомогательных зданиях объемом более 25 тыс. м3 принимают, исходя из расчета двух пожарных струй производительностью каждая не менее 2,5 л/сек. Для вспомогательных зданий объемам менее 25 тыс. м3 расход воды определяют из расчета одной пожарной струи производительностью не менее 2,5 л/сек.

В тех случаях, когда обеспечить необходимое для тушения пожара .количество воды непосредственно из источников водоснабжения технически невозможно или нецелесообразно экономически, следует предусмотреть неприкосновенный противопожарный запас воды. Объем неприкосновенного запаса воды определяют, исходя из расчета подачи воды в течение 3 ч во время наибольшего потребления воды. При объеме 1000 м3 и более неприкосновенный запас воды надо хранить в двух резервуарах.

Устройства для автоматического тушения пожара (спринклерные, дренчерные) с одновременной сигнализацией о возникшем пожаре применяют в тех случаях, когда в производственных, складских и других помещениях люди не присутствуют постоянно. Такие установки включаются в действие после возникновения пожара и гасят его водой или углекислым газом.

Спринклерная установка представляет собой систему водоподводящих труб, укрепленных под перекрытием и находящихся друг от друга на расстоянии 2,5— 3,7 м. К трубам крепят на резьбе спринклеры, автоматически включающиеся в действие после возникновения пожара. Выходящая из спринклера вода разбрызгивается в виде душа при помощи специальной розетки.

Спринклер (рисунок  5) состоит из бронзового штуцера 4 с резьбой в узкой части для ввинчивания в трубопровод. В широкое отверстие штуцера ввинчивается бронзовое кольцо с рамкой 2; между кольцом и штуцером зажимается металлическая диафрагма 5 с отверстием в центре. В нижней части рамки находит ся розетка 1 с зубчатыми краями. Отверстие в диафрагме закрывается стеклянным клапаном 6, который прижимается к диафрагме замком 3, состоящим из пластинок, соединенных легкоплавким сплавом (применяют сплавы с температурой плавления 72, 93, 141 и 182 °С).

Спринклерная головка
Рисунок 5. Спринклерная головка

В помещениях с повышенной пожарной опасностью число спринклеров определяется из расчета один спринклер на 6м2 пола, а для других помещений — на 9 м2.

Более совершенными являются спринклеры со стеклянным замком, который представляет собой стеклянный клапан, наполненный жидкостью с низкой температурой замерзания и большим коэффициентом объемного расширения. Этот клапан разрывается при повышении температуры окружающего воздуха, включая в действие спринклеры. Включение спринклерной установки в действие происходит при разности 30—40 °С между нормальной температурой помещения и температурой вскрытия спринклеров.

Для образования водяных завес с целью предотвращения распространения огня при пожарах применяют дренчерные установки. Дренчеры не имеют замка и, следовательно, всегда открыты. Дренчеры выпускают розеточного или лопаточного типа. Воду подают в сеть вручную или автоматически.

Водяной пар

Водяной пар в некоторых случаях является одним из эффективных средств тушения пожаров. Огнегасительное действие пара состоит в вытеснении воздуха из помещения, в котором возник пожар, благодаря чему прекращается достуг кислорода к горящим веществам; одновременно пар способствует понижению температуры горящих веществ.

Применение водяного пара дает хорошие результаты при ликвидации пожаров в замкнутых помещениях, например, в подвалах производственных зданий. Такие помещения, как маслоподвалы прокатных цехов, оборудуют подводами пара, причем вентили для включения пара в случае возникновения пожара располагаются вне подвала в легко доступных и безопасных местах.

Огнегасительная пена

Огнегасительную пену различного состава широко применяют для тушения легковоспламеняющихся жидкостей. Пена состоит из пузырьков воздуха или иного негорючего газа, заключенных в тонкие оболочки-пленки жидкости. Устойчивость образуемой пены зависит от размера пузырьков газа и величины поверхностного натяжения пленки жидкости. Чем меньше размер газовых пузырьков и поверхностное натяжение жидкости, тем больше устойчивость огнегасительной пены.

Значительная эффективность пены при тушении пожаров объясняется тем, что пена, обладая небольшой плотностью (в 5—10 раз меньше плотности воды), покрывает поверхность горящей жидкости и изолирует ее от пламени, что способствует прекращению доступа паров жидкости в зону горения и понижает температуру поверхности горючей жидкости. Для получения устойчивой пены применяют специальные вещества (пенообразователи), которые понижают поверхностное натяжение воды. В качестве пенообразователей применяют экстракт лакричного корня, сапонин, альбумины.

В практике тушения пожаров применяют воздушно-механическую и химическую пену. Воздушно-механическая пена представляет собой механическую смесь из воздуха (90%), воды (9,6—9,8%) и пенообразователя (0,4—0,2%). Эту пену получают при помощи эжекторных аппаратов непрерывного действия, называемых воздушно-пенными стволами. Стойкость пены
в условиях пожара достигает 30 мин. Такую пену применяют и для тушения твердых горючих веществ.

Химическая пена получается в результате взаимодействия соды с кислотой в присутствии пенообразователя. Для получения химической пены применяют специальные пеногенераторы. Исходными продуктами являются пенопорошки и вода. Порошки состоят из сухих солей сернокислого алюминия, соды и лакричного экстракта. При взаимодействии этих веществ с водой в результате выделения углекислого газа образуется устойчивая пена. Реакция протекает по уравнению:

Аl2(SO4)3 + 6NаНСОз = 2Аl(ОН)3 + 3Nа2SO4 + 6СO2.

Химическая пена растекается на поверхности горящей жидкости слоем толщиной 70—100 мм, прекращая горение жидкости.

Некоторые ручные огнетушители, относящиеся к аппаратам первой помощи при тушении пожаров, являются пеногенераторами небольшой производительности (огнетушители типа ОП-1, ОП-3, ОП-5). Ручной огнетушитель ОП-3 (рисунок 6) состоит из стального цилиндра емкостью 10 л, наполненного водным раствором бикарбоната натрия с экстрактом лакричного корня. В верхней части корпуса огнетушителя находятся два стеклянных запаянных сосуда с серной кислотой и с сернокислым алюминием или с сернокислым окисным железом. Для разрушения сосудов с реактивами имеется ударник, проходящий через крышку огнетушителя.

Огнетушитель ОП-3
Рисунок 6. Огнетушитель ОП-3

При введении (в действие огнетушитель переворачивают и затем ударяют ударник о какой-либо твердый предмет. Образующаяся после включения в действие огнетушителя пена выбрасывается через отверстие. Этот огнетушитель образует примерно 45 л пены с длиной струи пены 8м. Продолжительность действия огнетушителя составляет 1—1,5 мин.

Для предотвращения замерзания жидкости в огнетушителе в зимнее время года к щелочному раствору добавляют поваренную соль, а к раствору сернокислого алюминия — технический глицерин.

Поскольку огнетушители в момент введения их в действие испытывают довольно значительное давление в результате образования углекислого газа, при изготовлении их подвергают гидравлическому испытанию на прочность при давлении 20 ати, если они снабжены предохранительными устройствами и на 25 ати, если предохранительных устройств нет. Огнетушители периодически испытываются и при эксплуатации.

Инертные и углекислый газы

Инертные газы (азот, дымовые газы, очищенные от окиси углерода и сернистого газа) и углекислый газ относят к эффективным средствам тушения пожаров. Огнегасительное действие этих газов обусловливается тем, что, будучи направлены в зону горения, они быстро уменьшают концентрацию кислорода в очаге горения, вследствие чего горение прекращается.

Весьма ценным является углекислый газ в связи с его значительной плотностью и дополнительным охлаждающим действием вследствие низкой температуры при переходе жидкой углекислоты в газообразное состояние. Углекислоту желательно применять при тушении электрооборудования, двигателей внутреннего сгорания и небольших очагов горения жидких горючих веществ. Углекислоту и азот успешно применяют также и для профилактики воспламенения и взрывов при ряде производственных взрывоопасных процессов и при хранении легковоспламеняющихся жидкостей.

В практике применяют стационарные установки, передвижные и переносные огнетушители различной емкости. На рисунке 7 показан ручной огнетушитель РОУ-4.

Углекислотный ручной огнетушитель РОУ-4
Рисунок 7. Углекислотный ручной огнетушитель РОУ-4:
1 — баллон;
2 — сифонная трубка;
3—рукоятка;
4—вентиль;
5 — предохранитель;
6 — резиновый шланг;
7 — диффузор;
8 — подставка

Жидкие огнегасительные вещества

Такие галоиды, как четыреххлористый углерод и бромистый метил, успешно применяют для тушения пожаров. Огнегасительное действие этих жидкостей объясняется тем, что при соприкосновении с огнем они быстро испаряются, образуя большое количество тяжелых паров, не поддерживающих горения. Тяжелые пары изолируют зону горения от окружающего воздуха и способствуют прекращению горения.

Для тушения пожаров применяют также водные растворы соды, поташа, хлористого аммония, поваренной соли и т. п. Огнегасительный эффект таких растворов выше, чем воды, поскольку соли, выпадающие из растворов, создают на поверхности горящих веществ изолирующие пленки. При последующем разложении этих пленок в очаге горения затрачивается дополнительное тепло и выделяются инертные газы, способствующие прекращению горения.

Твердые огнегасительные вещества

Твердые огнегасительные вещества применяют обычно в виде порошков при тушении небольших очагов пожаров, когда не могут быть использованы вода и другие средства тушения пожара (например, при тушении термита, щелочных металлов и т. п.).

Из твердых веществ применяют хлориды щелочных металлов, соду, поташ, тальк, квасцы, сухой песок, землю и т. п.  Огнегасительное действие твердых веществ состоит в том, что они изолируют горящие вещества от доступа воздуха. Кроме того, многие из этих веществ плавятся в зоне горения, выделяя при этом углекислый газ и другие тазы, не поддерживающие горения.

Порошки для тушения пожара хранят в ящиках или в ведрах. При помощи совков или лопат порошки набрасывают на горящие вещества сплошным слоем толщиной в несколько сантиметров.

Разновидностью твердых средств огнетушения являются асбестовые покрывала, войлочные или шерстяные кошмы, при помощи которых прекращается горение тазов или паров при прорыве их через неплотности газопроводов и аппаратов. В химических лабораториях необходимо иметь влажные шерстяные покрывала на случай воспламенения одежды работников лаборатории.