А.С. Жаров

"Грани безопасности" N 4 (40) 2006 г.

 

В данной статье рассмотрены особенности тушения пожаров в контейнерах с помощью пены, газа, порошка и аэрозоля. Показано, что применение накопленного опыта и современных технических средств позволяет обеспечить надежное и эффективное тушение пожаров в оборудовании контейнерного типа с помощью натурального, термостойкого и недорогого огнетушащего газа — СО₂. Отмечены достоинства применения нового средства контроля сохранности СО₂ на базе емкостного датчика.

Оборудование контейнерного типа применяется в настоящее время все чаще и чаще. Изготовитель комплектует контейнеры стандартных и нестандартных размеров различным дорогостоящим оборудованием для решения конкретной задачи: обеспечить электроснабжение, осуществить прием, обработку и передачу потока цифровой информации и т.п. Надежную работу оборудования обеспечивает система отопления, вентиляции и кондиционирования контейнера, а также система дистанционного управления и контроля по каналам телеметрии.

Сегодня набор контейнеров представляет собой автономную электростанцию, автономный узел радиорелейной связи или автономную АТС. Контейнеры могут размещаться вдали от базы обслуживания: в горах, в степи, в тайге.

Серьезную опасность работе таких контейнеров представляет пожар. Загорание возникает в оборудовании и, при отсутствии средств тушения, развивается бесконтрольно, уничтожая весь контейнер. Контейнеры обычно расположены компактно, поэтому не исключено развитие пожара и на соседние контейнеры.

Очевидно, что временные и финансовые затраты для замены одного или нескольких контейнеров многократно превышают стоимость ремонта отдельных блоков оборудования, поврежденных загоранием. Кроме того, перерыв в работе контейнеров приводит к нарушениям всего технологического процесса, например, к перегрузкам и частичной потере связи с целыми регионами страны.

В условиях автономного размещения контейнеров и отсутствия обслуживающего персонала единственным эффективным средством борьбы с пожаром является автоматическая установка пожаротушения. Пожарная нагрузка оборудования контейнеров согласно ГОСТ 27331 относится к классу А2 (полимерная изоляция кабелей и пластмассовые конструкционные элементы) или к классу В (дизельное топливо).

Особенность тушения пожара в контейнере заключается в том, что пожарная нагрузка экранирована для подачи огнетушащего вещества (ОТВ) перегородками и конструкциями шкафов, развитой в пространстве конфигурацией дизельного комплекта и др. Поэтому в условиях развитых экранов для пожаротушения применяют объемный способ пожаротушения, который создает среду, не поддерживающую горение, в любой точке защищаемого объема.

Согласно НПБ 88-2001*, объемное пожаротушение может обеспечить пена средней/высокой кратности, огнетушащий газ, порошок или аэрозоль.

Пена электропроводна, а после разрушения оставляет слой коррозионно-активной и токопроводящей жидкости. Установки пенного пожаротушения конструктивно наиболее сложны, они требуют регулярного осмотра, регулировки и контроля квалифицированным персоналом.

Огнетушащий порошок осуществляет объемное тушение за счет концентрации частиц при их полете в факеле распыла. Однако экраны на пути струи порошка существенно уменьшают концентрацию частиц. Поэтому в НПБ 88-2001* для объемного тушения порошком введено ограничение по площади экранов (затенений), а также требование к равномерному распределению порошка по поверхности пожарной нагрузки. В условиях развитых экранов применять порошок неэффективно.

Продолжительность пожаротушения порошком соответствует времени его подачи и составляет от 1 с (для модулей импульсного действия) до 10-15 с (для модулей кратковременного действия). Столь кратковременное сохранение не поддерживающей горение среды создает возможность для повторных загораний, что является существенным недостатком порошкового пожаротушения.

Огнетушащий аэрозоль менее критичен к наличию экранов, но требует более высокой герметичности помещения для тушения кабельной продукции. Кроме того, частицы аэрозоля медленно и со значительными потерями проникают через небольшие щели в полость полугерметичных шкафов, что заметно снижает их эффективность. Аэрозоль образуется в результате "контролируемого горения" пиротехнического состава. Поэтому требуются специальные меры, чтобы исключить зажигание горючих материалов в защищаемом объекте вследствие горения состава и подачи аэрозоля (применение охладителей, конструктивные меры и т.п.).

Основной недостаток порошков и аэрозолей заключается в том, что их практически невозможно удалить из экранированных полостей. Частицы аэрозоля и порошка представляют собой калийные соединения (K2CO3.2H2O, KHCO3, KOH, KCl, K2О) или натриевые соли (NaHCO3), которые гигроскопичны и при взаимодействии с влагой воздуха образуют коррозионно-активную щелочную среду. Поэтому порошок необходимо удалять весьма оперативно, что практически невозможно для экранированных полостей двигателей и изделий с мелкими контактами и подвижными узлами. Оперативность работы по удалению ОТВ в условиях автономной работы удаленного контейнера зависит от времени прибытия персонала и может составлять от нескольких суток до недель.

Указанных выше недостатков лишены огнетушащие газы. Они легко проникают в любые полости и обеспечивают объемное пожаротушение независимо от наличия экранов. Газы не проводят электрический ток и не оставляют дисперсных частиц. Поэтому газ не оказывает влияния на нормальную работу цифрового электротехнического оборудования, двигателей и другого оборудования с подвижными элементами. Только при газовом пожаротушении изготовители оборудования сохраняют установленные гарантийные сроки.

После подачи газ легко удаляется из помещения обычной вентиляцией. Газовое пожаротушение называют "чистым" тушением, т.к. оно не причиняет какого-либо ущерба объекту.

НПБ 88-2001* предлагает для пожаротушения хладоны, СО₂ и сжатые газы (азот, аргон и др.). Сжатые газы наименее эффективны, что требует применять модули с баллонами больших размеров (или несколько модулей). Хладоны наиболее эффективны и позволяют использовать сравнительно компактные модули. Однако все хладоны относятся к синтезированным газам и потому их термическая стойкость в условиях пожара невелика. Поэтому при тушении образуются продукты термического разложения, которые относится к коррозионно-активным соединениям. Если такие продукты оперативно не удалить после тушения пожара, с течением времени возможно коррозионное воздействие на электронное оборудование и конструкционные материалы.

Наиболее предпочтительно в условиях контейнера применять СО₂. Испарение сжиженной СО₂ приводит к образованию интенсивных конвективных потоков. В результате газ проникает во все экранированные зоны помещения. Тушению пожара способствует небольшой охлаждающий эффект при испарении газа.

Обширный опыт применения СО₂ позволяет применять его для тушения электрооборудования под напряжением до 10 кВ. Для сравнения, сжиженные хладоны рекомендуют применять при напряжении не более 1 кВ, т.е. в 10 раз меньше.

СО₂ длительное время поддерживает огнетушащую среду в защищаемом объеме, что объясняется следующим. В результате подачи газа в помещении образуется огнетушащая среда, которая имеет концентрацию на уровне нормативной (С_норм) и плотность больше, чем атмосферный воздух вне помещения. Последнее обстоятельство приводит к утечкам огнетушащей среды из помещения через открытые проемы и щели. Одновременно в помещение втекает атмосферный воздух, который всплывает в более плотной среде, разбавляя ее и уменьшая содержание огнетушащего газа.

За время сохранения огнетушащей среды принимают временной интервал, в течение которого концентрация огнетушащего газа превышает минимальную величину, которая известна специалистам как С_МОК.

Соотношение С_норм/С_МОК нормировано и для СО₂ составляет 1,7. Для хладонов и сжатых газов это соотношение в России составляет всего 1,2, т.е. С_норм отличается от С_МОК незначительно. Поэтому небольшая утечка любых газов, кроме СО₂, приводит к разбавлению среды до С_МОК и потере огнетушащих свойств. Именно в эти моменты велика опасность повторного загорания.

СО₂ — натуральный термостойкий газ, поэтому он не образует коррозионно-активных продуктов терморазложения.

Даже если после подачи СО₂ не удается активировать вентиляцию контейнера, коррозионная опасность для оборудования отсутствует. Это подтверждено многолетним опытом применения СО₂ в пожаротушении. Следует учесть также, что СО₂ — дешевый газ, который легко доступен на заправочной станции в любой точке страны.

До сих пор некоторые проблемы в эксплуатации модулей с СО₂ вызывали весовые устройства, обеспечивающие контроль сохранности газа. Наличие дополнительного элемента (весы), подвижное крепление модуля и сложность монтажа затрудняют применение такого решения в условиях контейнера.

Сейчас эти проблемы решены: в составе модуля применяется новое электронное устройство, которое реагирует на изменение емкостных характеристик внутри баллона (сосуда), что позволяет измерять среднеинтегральную плотность газа (СО₂).

Вся информация (количество газа, температура, дата калибровки и др.) содержится в запоминающем устройстве модуля и может выводиться на компьютер или терминал для сбора данных. Измеряемые параметры могут быть отображены в виде абсолютных значений или в процентном отношении и передаваться по каналам телеметрии. При потере 5 % массы газа в любом из контролируемых модулей вырабатывается тревожный сигнал.

Теперь модуль может быть закреплен неподвижно. Без ущерба точности контроля и безопасности применения можно подключать к модулю любой трубопровод, а внешние атмосферные условия и периодические толчки и вибрация от работы дизеля не оказывают влияния на устройство контроля. Исключается необходимость бережно транспортировать и тщательно монтировать дополнительный элемент — весы, не нужен массивный крепеж модуля. Достаточно просто соединить электрический разъем, размещенный на клапане модуля, с компьютером — и все.

При этом стоимость предложенного устройства контроля массы газа в составе модуля в меньше стоимости тензометрического весового устройства с контрольным прибором.

Таким образом, сегодня применение накопленного опыта и современных технических средств позволяет обеспечить надежное и эффективное тушение пожаров в дорогостоящем оборудовании контейнерного типа с помощью натурального, термостойкого и недорогого огнетушащего газа — СО₂.