Пенообразователи и поверхностно-активные вещества для тушения пожаров: классификация пенообразователей и пены

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ СИСТЕМ ПЕННОГО ТУШЕНИЯ

Широкую популярность автоматических установок пенного пожаротушения обуславливают следующие преимущества, которые они предоставляют:

1. Небольшой расход воды для формирования огнетушащего вещества. Особенно по сравнению с водными установками. Это практически исключает дополнительный материальный ущерб связанный с повреждением материальных ценностей и отделки помещения влагой.

2. Возможность настройки способа распределения пены (локально или по всему объему помещения) без значительных затрат на переоборудование.

3. Нет необходимости в герметизации помещения, что является обязательным условием для использования газовых аэрозольных и некоторых порошковых систем.

4. Пена не является токсичной и опасной для человека. В отличие от газовых установок нет опасности для персонала, покидающего зону возгорания. Это существенно повышает оперативность срабатывания.

Однако существуют и определенные технические ограничения на использование пенного огнетушения:

  • пену, генерируемую на основе воды нельзя использовать в неотапливаемых сооружениях;
  • запрещено тушить высоковольтное оборудование и не отключенную электроаппаратуру.

ОБЗОР МОДЕЛЕЙ ПЕНОГЕНЕРАТОРОВ

Главным компонентом автоматической системы пенного пожаротушения является пеногенератор. От него зависит не только производительность, но и эффективность системы.

На рынке оборудования пожарной безопасности представлены отечественные и зарубежные устройства:

ГПСС-600.

Используется как в стационарных, так и в мобильных установках. Рабочее давление до 0,6 МПа. В секунду генерирует до 600 л пены кратностью 8-10. Расход пенообразующего вещества не превышает 5-6 л/сек. Набор обеспечивает столб пены до 10 м. Используется, преимущественно, для организации объемного пожаротушения.

ГПСС-2000.

Предназначен для применения в стационарных системах пенного пожаротушения с рабочим давлением напорной трубы не более 0,2 МПа. В секунду расходует до 21 л пенообразующего вещества, генерируя при этом 2000 л пены, кратностью 100-130 единиц.

ГВПЭ «Фаворит».

Гибридный эжекционный пеногенератор. Производит пену и газовые взвеси, используя 6% смеси поверхностно-активных веществ. Генерация осуществляется по принципу воздушно-механического смешивания. Имеет компактный корпус и производится в нескольких модификациях.

Основная область применения: нефтеперерабатывающие предприятия и складские помещения «А», «В» категорий взрывопожарной опасности.

КНП 5/10 «Афронс».

Пеногенератор камерного типа для производства пены с низкой кратностью. В качестве раствора (6%) для генерации используются фторсодержащие поверхностно-активные вещества, объем потребления 5-10 л/сек. Производительность 500-1000 л/сек, кратностью не менее 4 единиц.

Подключается к трубопроводам с рабочим давлением до 0,8 МПа. Давление на выходе, в зависимости от производительности, от 0,2 до 0,7 МПа. Данные пеногенератор используется для вертикальной подачи огнетушащего вещества. Применяется для объемного тушения крупных объектов.

Несмотря на появление новых специализированных огнетушащих веществ, а также оборудования для их оперативной подачи, пена остается одним из наиболее распространенных средств борьбы с пламенем из-за своей доступной стоимости и универсальности.

Стационарные автоматизированные установки для тушения пеной не требуют дорогостоящего обслуживания, долговечны и надежны в эксплуатации. Кроме того, производители разрабатывают новые более эффективные устройства, значительно расширяющие сферу их использования.

  *  *  *

2014-2021 г.г. Все права защищены.Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Почему ГПС-600 нельзя использовать в стационарных установках пожаротушения

ГПС-600 в работе. Фото из интернета

ГПС-600 – крайне популярный генератор пены.  Его используют практически везде: в пожарной охране, для установок тушения эстакад, вертодромов, насосных и множества других объектов.

Столь широкое применение не соответствует области применения генератора. В этом посте я хочу поделиться своими выводами об области применения ГПС-600, потому что в этом кроется множество ошибок. Но для начала необходимо разобраться с его конструкцией, принципом работы и основными параметрами работы.

КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Все основные элементы ГПС-600 указаны на рисунке.

Подробное описание устройство можно прочитать в паспорте.

Принцип работы довольно прост: раствор пенообразователя под давлением подается на распылитель. Распылитель представляет собой устройство с прорезями, расположенными под углом 12°.

Эти прорези закручивают поток рабочей жидкости  таким образом, чтобы раствор пенообразователя равномерно подавался на сетку.

На сетке “выдуваются” пузырки пены, а форма корпуса способствует дополнительному эжектированию воздуха.

Нам крайне важно понимать из чего они сделаны. Итак, пакет сеток выполнен из коррозионно-стойкой жаропрочной стали марки 12Х18Н9Т; распылитель – из  полиэтилена высокого давления 158-02 сорт 1  ГОСТ 16337

Этот полиэтилен имеет температуру плавления не выше 110 ºС. Т.е. при тепловом воздействии, если не будет через распылитель протекать жидкость, то потеряет свою форму и начнет плавится. Если распылитель расплавился, то он не сможет закрутить поток и никакой пены средней кратности мы не получим.

Отражено ли это в паспорте на ГПС-600?

Отражено,  но сказано, что могут разрушится (прогореть) сетки. Про распылитель ни слова.

Взрывоустойчивость

Генераторы ГПСС обладают низкой живучестью. Установленные на резервуаре при подрыве они деформируются, слетают с посадочных мест, у них рвется сетка.

Случаев таких много, но они редко отражаются в открытых источниках. Яркий пример – пожар в Конде.

Если бы использовались более устойчивые к взрыву камеры пены низкой кратности, то возможно, АУПТ смогла бы потушить пожар, ставший одним из крупнейших в российском ТЭК.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГПС-600 И ГПС-2000

Технические характеристики генераторов пены средней кратности регламентируются ГОСТ Р 50409-92.

Примечания (в ГОСТ):

1. Производительность указана при максимальных значениях расхода раствора пенообразователя и кратности пены 100.

2. Кратность пены, дальность и высота подачи пены указаны при давлении перед генератором 0,6 МПа.

3. Пенообразователь – по ТУ 38-10799.

Получаем замкнутый круг с неразрешимым для стационарных установок противоречием.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Большая народная любовь к ГПС-600 и ГПСС-2000 объясняется следующими причинами:

  • низкая стоимость;
  • широкое применение в нормативных документах;
  • высокая эффективность при тушении небольших очагов;
  • работает с дешевыми синтетическими пенообразователями;
  • надежный (сложно сломать – легко отремонтировать).

Однозначно, это оборудование целесообразно применять в подразделениях пожарной охраны, тушащих пожары с малым количеством горючих жидкостей (например, автотранспорт).

А что насчет стационарных установок?

Использовать там ГПС нельзя ввиду сгораемости основных элементов, генерирующих пену. Этот факт сводит на нет надежность генераторов.

Пожарная тактика. Как рассчитать расход из любого пожарного ствола при любом напореПожарная тактика. Как рассчитать расход из любого пожарного ствола при любом напоре

Широкое распространение ГПС с нормах легко объяснить, если почитать пост про развитие установок пенного пожаротушения. В СССР просто не было никаких других генераторов пены. Логично, что в совестких нормах были сслыки только на ГПС. И эти же требования по наследству перешли в российские нормы.

Что же все-таки использовать для стационарных установок пенного пожаротушения? Разберемся в следующих постах.

PS

Изучаем передовым отечественным и мировым опытом проектирования установок пожаротушения в блоге; делимся опытом на форуме; собираем важную литературу в библиотеку.

Правила обслуживания системы

Существуют определенные нормативы обслуживания системы пожаротушения, которые необходимо выполнять в точности и в соответствии с временными и техническими параметрами.

  1. Два раза в год производится проверка работы пульта управления и всей электрической части. Для этого проводят пуск на холостом ходу при закрытой запорной арматуре. Делается это при помощи детекторного датчика, вносимого в схему, который подвергают нагреву.
  2. Один раз в три месяца проверяется вся запорная арматура, водозаборное устройство и трубопроводы. Исследуются стыки на предмет образования течи, угол наклона проложенных труб. Так для трубы диаметром 50 мм угол наклона не должен быть больше 0,01 мм. Для трубы диаметром больше 50 мм – 0,05. Проверяется крепление трубопроводов к стойкам или другим несущим элементам. И исследуются все металлические плоскости на предмет окраски и появления очагов коррозии.
  3. Раз в месяц проверяются насосы. Производится осмотр, чистка, проверяется техническое состояние, а также производят автоматическое переключение на холостом ходу к резервной линии водоснабжения.

Все действия заносятся в специальный журнал, который должен храниться у человека, отвечающего за работы пожарной охраны.

Кратность — пена

Кратностью пены называется отношение объема полученной пены к объему исходных продуктов.

Кратностью пены называют отношение объема вспененной массы к объему исходной жидкости.

Поскольку кратность пены обратно пропорциональна давлению, то проведенный анализ качественно подтверждает результаты в области высоких давлений. Отметим, что соотношение (3.75) получено на длинных трубах путем определения зависимости расхода пены от перепада давления при различных значениях кратности пены на входе в трубу. Поэтому зависимость (3.75) является интегральной характеристикой пены на всем трубопроводе.

Схема пеногенератора для получения высокократной пены.

Под кратностью пены понимают отношение объема в литрах полученной пены к. Теперь уже применяют пену кратностью 100, 200 и более. Высокократная пена обладает способностью хорошо и.

К — кратность пены; и — коэффициент разрушения ( использования) пены.

К — кратность пены; F — площадь поверхности тушения; тт — продолжительность тушения.

С увеличением кратности пены ( отношение объема пены к объему жидкости, пошедшей на ее образование) возрастает роль структурно-механического фактора в ее устойчивости. До кратно-сти пены 10 — 20 пузырьки ее имеют обычно сферическую форму, так как они разделены достаточно толстыми прослойками жидкости. С ростом кратности пены ее структура переходит в ячеистую, или сотообразную, в которой каждая ячейка представляет собой многогранник. Кратность таких пен доходит до нескольких десятков и даже сотен. Пузырьки газа в них разделены тончайшими пленками жидкости, образующими каркас, прочность которого определяется свойствами пенообразователя и его концентрацией.

Схема образования пузырька мены, стабилизированной ПАВ.

С увеличением кратности пены ( отношение объема пены к объему жидкости, пошедшей на ее образование) возрастает роль структурно-механического фактора в ее устойчивости. При кратности пены до 10 — 20 пузырьки ее имеют обычно сферическую форму, так как они разделены достаточно толстыми прослойками жидкости. С ростом кратности пены от нескольких десятков до сотен ее структура переходит в ячеистую, или со-тообразную, в которой каждая ячейка представляет собой многогранник. Пузырьки газа в таких пенах разделены тончайшими пленками жидкости, образующими каркас, прочность которого определяется свойствами пенообразователя и его концентрацией.

Для повышения кратности пены увеличивают интенсивность взбивания раствора пенообразователя и используют более совершенные типы пеногенераторов. Однако дальнейшее совершенствование процесса получения пены с заданными свойствами, по нашему мнению, состоит не в разработке новых способов, а в синтезе новых пенообразователей.

С устойчивость и кратность пены не изменяются.

Чаще других пользуются характеристикой кратность пены, например, при оценке синтетических моющих средств, хотя однозначной связи между пенообразующей способностью и моющим действием порошков и жидкостей не обнаружено.

В цилиндр при определении кратности пены ПО-1 помещают 98 см3 воды и 2 см3 пенообразователя, а при определении кратности пены ПО-6 — — 96 м3 воды и 4 см3 пенообразователя. Затем цилиндр закрывают пробкой и раствор энергично взбалтывают в течение 30 сек. При этом цилиндр удерживают с торцовых частей руками в горизонтальном положении и встряхивают в направлении продольной оси цилиндра.

В цилиндр при определении кратности пены ПО-1 помещают 98 См3 воды и 2 см3 пенообразователя, а при определении кратности пены ПО-6 — 96 см3 воды и 4 см3 пенообразователя. Затем цилиндр закрывают пробкой и раствор энергично взбалтывают в течение 30 с. При этом цилиндр удерживают с торцовых частей руками в горизонтальном положении и встряхивают в направлении продольной оси цилиндра.

Пенообразование и разрушение пен

Пены, в отличие от других дисперсных систем, состав которых определяется концентрацией дисперсной фазы, характеризуются содержанием дисперсионной среды.

Пены являются крайне неустойчивыми дисперсными системами, так как плотность жидкости в сотни и даже тысячи раз превышает плотность газа, из которого формируются пузырьки пены. Пены считаются грубодисперсными системами: в момент пенообразования невооружённым глазом видны пузырьки пены. Масса и объём газовой дисперсной фазы непостоянны и быстро изменяются, размеры пузырьков сильно разнятся, поэтому пены можно считать полидисперсными системами. Пены являются типичными лиофобными дисперсными системами.

Пены как дисперсные системы имеют свои особенности, которые определяются свойствами дисперсной фазы, дисперсионной среды и границы раздела фаз между ними, такими как: изменение энергии Гиббса, межфазное поверхностное натяжение, форма пузырьков (сферическая, полиэдрическая).

Пены термодинамически неустойчивы, так как в них протекают процессы, ведущие к изменению строения и разрушению пен.
К таким процессам относят:

  • утоньшение плёнок и их последующий разрыв; в результате увеличивается средний размер ячеек при разрыве плёнок в объёме пены или уменьшается высота столба (слоя) пены, если разрываются плёнки, отделяющие поверхностные ячейки пены от внешней газовой среды; дисперсность пены падает.
  • Диффузионный перенос газа из малых ячеек в более крупные (в полидисперсной пене) или из поверхностных ячеек во внешнюю среду; это приводит к исчезновению поверхностных ячеек и уменьшению высоты столба (слоя) пены.
  • Отекание дисперсионной среды под действием силы тяжести (синерезис) в высокостабильных пенах, приводящее к возникновению гидростатически равновесного состояния, в котором кратность слоя пены тем больше, чем выше он расположен; в низкократных пенах синерезис ведёт к возникновению под пеной слоя жидкости.

Стабильность (устойчивость) пены:

Стабильность (устойчивость) пены – это ее способность к сохранению полученного количества, дисперсности и способность предотвращать потерю жидкости (синерезису). Чаще всего в качестве объекта измерения выступает отдельно взятый пузырь или небольшой объем полученной пены.

Зависит параметр от нескольких условий – наличие и тип давления, включение в состав поверхностно-активных веществ. Так, пены, полученные из неионогенных растворов, менее стабильны, как и те, что образовались в результате воздействия природного атмосферного давления. Полученная же под давление пена, а также та, что имеет в составе смеси анионактивные поверхностно-активные вещества, удерживают свое состояние намного дольше.

Стабильность пены, выражаемая во временном промежутке, важный параметр, позволяющий рассматривать данную грубодисперсную систему как структурированную, т.е. обладающую свойствами твердого тела. Однако он напрямую зависит от вида и присутствия стабилизаторов.

5.2. Определение кратности и устойчивости пены низкой и средней кратности

Кратность пены
характеризуется величиной, равной отношению” объема пены к объему раствора,
содержащегося в пене.

В зависимости от величины
кратности получаемую из пенообразователей пену подразделяют на:

пену низкой кратности (не
более 20);

пену средней кратности (от
20 до 200);

пену высокой кратности
(более 200).

За устойчивость пены
принимают ее способность к сохранению первоначальных свойств. Сущность метода
определения устойчивости пены заключается в установлении времени разрушения 50
% объема пены или времени выделения 50 % жидкой фазы.

5.2.1. Аппаратура
и материалы

Для определения используют
установку (черт. 1), в комплект которой входят:

Схема установки для
определения кратности и устойчивости пены

1 — пенный пожарный
ствол; 2 — рукав напорный; 3, 4 — патрубок с манометром; 5 — насос; 6 — рукав
всасывающий; 7, 8 — емкость; 9 — весы

Черт. 1

пенный пожарный ствол для
получения пены различной кратности: генератор пены средней кратности ГПС-100 с
распылителем (черт. 2), позволяющим обеспечить
расход раствора (1 ± 0,1) дм3/с при давлении перед распылителем (0,6
± 0,01) МПа (6 ± 0,1) кгс/см2) или ствол для пены низкой кратности
со сменными распылителями ()
позволяющими обеспечить расход раствора от 0,2 до 1,0 дм3/с при
давлении перед распылителем (0,6 ± 0,01) МПа (6 ± 0,1) кгс/см2);

насос водяной,
обеспечивающий производительность от 0,2 до 1,0 дм3/с при давлении
на выходе (0,6 ± 0,01) МПа ((6 ± 0,1) кгс/см2);

рукав пожарный напорный
длиной не более 2 м;

рукав пожарный всасывающий
по ГОСТ
5398 длиной 1,8 м;

емкость металлическая
вместимостью не менее 100 дм3;

емкость металлическая
вместимостью до 200 дм3 массой не более 12 кг;

весы по ГОСТ 23676 с
пределом взвешивания не менее 20 кг и погрешностью не более 0,05 кг;

манометр по ГОСТ 2406 с
верхним пределом измерении 1,0 МПа (10 кгс/см2) и ценой деления 0,04
МПа, (0,4 кгс/см2) установленный на выходе насоса на патрубке;

термометр по ГОСТ
28498 с диапазоном измерений от 0°С до 100°С и ценой деления 1°С;

цилиндр 1-2000 по ГОСТ
1770 с ценой деления 20 мл;

секундомер с пределом
измерений 60 мин и ценой деления 0,2 с;

вода питьевая по ГОСТ
2874 или по нормативно-технической документации на пенообразователь.

Генератор пены средней
кратности ГПС-100

Распылитель

1 — корпус; 2 — пакет
сеток; 3 — распылитель

Черт. 2

Пожарный ствол для пены
низкой кратности

1 — труба; 2 –
успокоитель; 3 — муфта; 4, 7 – штуцер; 5 — распылитель; 6 — смеситель; 8 —
переходник; 9 — головка напорная ГМ-50

Черт. 3

5.2.2. Подготовка к проведению испытаний

В емкости 7 () приготавливают 100 дм3
рабочего раствора испытуемого пенообразователя. Всасывающий рукав опускают в
приготовленный раствор и заполняют линию кратковременным включением насоса.
Проверяют работоспособность установки. Определяют массу пустой емкости 8.

Перед каждой серией
определений осуществляют контроль температуры рабочего раствора
пенообразователя (20 ± 2)°С.

5.2.3. Проведение испытаний

Условия окружающей среды,
при которой суммарная погрешность методики выполнения определений находится на
уровне заданной следующие: температура воздуха от 15 до 25°С, давление от 84 до
106,7 кПа, относительная влажность воздуха от 40 до 80 %.

Приготовленный рабочий
раствор подают под давлением (0,6 ± 0,01) МПа ((6 ± 0,1) кгс/см2) в
напорный рукав, на выхода которого установлен пенный пожарный ствол. После
получения устойчивой струи из генератора пены средней кратности (ГПС) наполняют
емкость для сбора пены и взвешивают ее. При этом должно быть равномерное
заполнение всего объема, не допуская образования пустот. Массу пены определяют
по разности веса заполненной и пустой емкости.

Для низкократной пены
емкость заполняют в течение 5-7 с. С помощью линейки с пределом измерения 100
см определяют высоту пены с погрешностью до 1 см и вычисляют объем низкократной
пены (V) в кубических сантиметрах по формуле

где Н — высота пены, см;

d — диаметр емкости для
сбора пены, см. Кратность пены (К) вычисляют по формуле

где Vп — объем
пены, дм3;

Vp
— объем раствора пенообразователя, дм3, численно равный массе пены,
кг.

Для определения устойчивости
пены средней кратности используют цилиндрическую емкость для сбора пены (h:d) =
1,5 вместимостью (200 ± 0,5) дм3, при этом значение кратности пены
должно быть не менее 50.

После равномерного
заполнения из ГПС емкости пеной фиксируют время разрушения 50 % объема пены.

5.2.4. Обработка результатов

За окончательный результат
принимают среднее арифметическое двух определений. Допустимое расхождение между
результатами повторных испытаний, полученных одним оператором при постоянных условиях
испытаний с доверительной вероятностью 0,95, не должно превышать 10 %.

Преимущества огнетушащей пены

Один из значительных плюсов – экономия ресурсов. Пенное пожаротушение не требует большого расхода воды.

Помимо этого, у него есть несколько преимуществ:

  • объемное тушение, когда помещение можно заполнить от пола и до потолка, подавив возгорание внутри. При этом никакого вреда здоровью пожарным это не принесет. Цена ремонта после такого бедствия будет намного ниже, чем при тушении водой;
  • ликвидация пожаров на больших площадях (например, при возгорании самолета топливо разливается на километры);
  • смачивающие свойства лучше, чем у воды, так как отсутствует поверхностное натяжение. Это качество пены активно используется, в т. ч. и на мойках авто;
  • благодаря способности растекаться и накрывать соседние участки, не требуется одновременное перекрытие всего зеркала горения;
  • охлаждающие свойства сдерживают огонь;
  • для раствора может использоваться вода любой степени жесткости.

Помимо этого, при возгорании вытекающих нефтепродуктов пена позволяет остановить натиск.

Сначала с ее помощью создается преграда, а затем сверху – защитный слой, который накроет горючую жидкость. Такое тушение пожаров получило название «послойное».

Нормы для расчета

В качестве АУПТ мы возьмем дренчерную установку пенного огнетушения, и будем относить к ней наш расчет.

К проекту предъявляются требования, согласно следующим нормативам.

  • СП 2.13130.2012: регулирует вопросы обеспечения огнестойкости охраняемых от пожара объектов.
  • СП 5.13130.2009: затрагивает правила и нормы проектирования АУПТ и АПС.
  • СП 3.13130.2009: требования ПБ, предъявляемые к СОУЭ.
  • СП 6.13130.2013: требования к электроустановкам.

  • ГОСТ Р 50588-2012: методика испытаний и стандартизация пенообразователей.
  • ГОСТ Р 50800-95: автоматические пенные АУПТ, правила испытаний и общие нормативные требования.
  • Приказ № 1573 от 30.04.2009 ФА по метрологии и техрегулированию: утверждает список государственных сводов и стандартов, обеспечивающих добровольное соблюдение требований ФЗ № 123-ФЗ от 22.07.2008.
  • Постановление Правительства России № 753: утверждает техрегламент о безопасности оборудования и машин.
  • ФЗ России № 123-ФЗ от 22.07.2008: регламент о требованиях ПБ с поправками от 2013 г.
  • ФЗ России № 69-ФЗ от 21.12.1994: о ПБ с поправками от 30.12.2012.

Но этим мы можем не ограничиваться.

Помимо приведенного перечня, нам также надо учитывать правила монтажа электрооборудования,

обращения с АУПТ для тушения высокократной пеной и прочую нормативную документацию.

5.2. Определение кратности и устойчивости пены низкой и средней кратности

Кратность пены
характеризуется величиной, равной отношению” объема пены к объему раствора,
содержащегося в пене.

В зависимости от величины
кратности получаемую из пенообразователей пену подразделяют на:

пену низкой кратности (не
более 20);

пену средней кратности (от
20 до 200);

пену высокой кратности
(более 200).

За устойчивость пены
принимают ее способность к сохранению первоначальных свойств. Сущность метода
определения устойчивости пены заключается в установлении времени разрушения 50
% объема пены или времени выделения 50 % жидкой фазы.

5.2.1. Аппаратура
и материалы

Для определения используют
установку (черт. 1), в комплект которой входят:

Схема установки для
определения кратности и устойчивости пены

1 — пенный пожарный
ствол; 2 — рукав напорный; 3, 4 — патрубок с манометром; 5 — насос; 6 — рукав
всасывающий; 7, 8 — емкость; 9 — весы

Черт. 1

пенный пожарный ствол для
получения пены различной кратности: генератор пены средней кратности ГПС-100 с
распылителем (черт. 2), позволяющим обеспечить
расход раствора (1 ± 0,1) дм3/с при давлении перед распылителем (0,6
± 0,01) МПа (6 ± 0,1) кгс/см2) или ствол для пены низкой кратности
со сменными распылителями ()
позволяющими обеспечить расход раствора от 0,2 до 1,0 дм3/с при
давлении перед распылителем (0,6 ± 0,01) МПа (6 ± 0,1) кгс/см2);

насос водяной,
обеспечивающий производительность от 0,2 до 1,0 дм3/с при давлении
на выходе (0,6 ± 0,01) МПа ((6 ± 0,1) кгс/см2);

рукав пожарный напорный
длиной не более 2 м;

рукав пожарный всасывающий
по ГОСТ
5398 длиной 1,8 м;

емкость металлическая
вместимостью не менее 100 дм3;

емкость металлическая
вместимостью до 200 дм3 массой не более 12 кг;

весы по ГОСТ 23676 с
пределом взвешивания не менее 20 кг и погрешностью не более 0,05 кг;

манометр по ГОСТ 2406 с
верхним пределом измерении 1,0 МПа (10 кгс/см2) и ценой деления 0,04
МПа, (0,4 кгс/см2) установленный на выходе насоса на патрубке;

термометр по ГОСТ
28498 с диапазоном измерений от 0°С до 100°С и ценой деления 1°С;

цилиндр 1-2000 по ГОСТ
1770 с ценой деления 20 мл;

секундомер с пределом
измерений 60 мин и ценой деления 0,2 с;

вода питьевая по ГОСТ
2874 или по нормативно-технической документации на пенообразователь.

Генератор пены средней
кратности ГПС-100

Распылитель

1 — корпус; 2 — пакет
сеток; 3 — распылитель

Черт. 2

Пожарный ствол для пены
низкой кратности

1 — труба; 2 –
успокоитель; 3 — муфта; 4, 7 – штуцер; 5 — распылитель; 6 — смеситель; 8 —
переходник; 9 — головка напорная ГМ-50

Черт. 3

5.2.2. Подготовка к проведению испытаний

В емкости 7 () приготавливают 100 дм3
рабочего раствора испытуемого пенообразователя. Всасывающий рукав опускают в
приготовленный раствор и заполняют линию кратковременным включением насоса.
Проверяют работоспособность установки. Определяют массу пустой емкости 8.

Перед каждой серией
определений осуществляют контроль температуры рабочего раствора
пенообразователя (20 ± 2)°С.

5.2.3. Проведение испытаний

Условия окружающей среды,
при которой суммарная погрешность методики выполнения определений находится на
уровне заданной следующие: температура воздуха от 15 до 25°С, давление от 84 до
106,7 кПа, относительная влажность воздуха от 40 до 80 %.

Приготовленный рабочий
раствор подают под давлением (0,6 ± 0,01) МПа ((6 ± 0,1) кгс/см2) в
напорный рукав, на выхода которого установлен пенный пожарный ствол. После
получения устойчивой струи из генератора пены средней кратности (ГПС) наполняют
емкость для сбора пены и взвешивают ее. При этом должно быть равномерное
заполнение всего объема, не допуская образования пустот. Массу пены определяют
по разности веса заполненной и пустой емкости.

Для низкократной пены
емкость заполняют в течение 5-7 с. С помощью линейки с пределом измерения 100
см определяют высоту пены с погрешностью до 1 см и вычисляют объем низкократной
пены (V) в кубических сантиметрах по формуле

где Н — высота пены, см;

d — диаметр емкости для
сбора пены, см. Кратность пены (К) вычисляют по формуле

где Vп — объем
пены, дм3;

Vp
— объем раствора пенообразователя, дм3, численно равный массе пены,
кг.

Для определения устойчивости
пены средней кратности используют цилиндрическую емкость для сбора пены (h:d) =
1,5 вместимостью (200 ± 0,5) дм3, при этом значение кратности пены
должно быть не менее 50.

После равномерного
заполнения из ГПС емкости пеной фиксируют время разрушения 50 % объема пены.

5.2.4. Обработка результатов

За окончательный результат
принимают среднее арифметическое двух определений. Допустимое расхождение между
результатами повторных испытаний, полученных одним оператором при постоянных условиях
испытаний с доверительной вероятностью 0,95, не должно превышать 10 %.

Методика расчета тушения

Методику расчета для высокократной пены опишем пошагово.

  1. Сначала вычисляем расчетный объем пространства V (м3), которое подлежит заполнению пеной. Этот объем определяем как произведение высоты заполнения помещения на его периметр. Исключаем здесь объем непроницаемых несгораемых сплошных строительных конструкций.
  2. Выбираем марку и тип пеногенератора, определяется производительность агрегата – величина производимого раствора пенообразователя q, л/мин.
  3. Вычисляем расчетное количество пеногенераторов (высокократная пена), по формуле:

n = (a * V * 1000) / (q * t * K),

где

  • K – показатель кратности нашей пены (используем технический паспорт пеногенератора);
  • t – наибольшее время заполнения огнетушащим веществом всего объема охраняемого помещения, мин;
  • a – коэффициент разложения ОТВ.

Сам коэффициент a определяем по формуле:

a = K1 * K2 * K3

где

  • K1 – коэффициент учета усадки пены – его принимаем равным 1,2, если высота заполнения пеной не больше 4 м и 1,5, если высота заполнения до 10 м, значение устанавливается экспериментально, если высота больше 10 м;
  • K2 – коэффициент, учитывающий утеку пены – если нет открытых проемов, принимаем его равным 1,2, когда такие проемы есть – экспериментально;
  • K3 – коэффициент учета влияния дымовых примесей на разложение пены, если надо учитывать влияние продуктов горения жидкого углеводорода, принимаем его равным 1,5.

Максимальное время, за которое все защищаемое помещение заполняется огнетушащей пеной,

принимается равным не более 10 мин.

  1. Рассчитываем производительность системы, исходя из количества образуемого раствора пенообразователя, м3/с, по формуле:

Q = (n * q) / (60 * 103)

  1. Дальше по технической документации мы определяем объемную концентрацию пенообразователя в растворе c, %.
  2. Вычисляем величину расчетного количества пенообразователя, м3, по формуле:

VПО/расч = c * Q * t * 10-2 * 60

  1. Рассчитываем объем резервуара для хранения пенообразователя. Здесь учитываем:
  • стопроцентный запас пенообразователя, VПО/резер, м3, согласно п. 5.9.21 СП5.13130.2009;
  • полный объем заполнения трубопроводов пенной АУПТ, VПО/заполн, м3, в соответствии с п. 5.9.22 СП5.13130.2009. Эту величину определяем как произведение времени (3 мин) на расход пенообразователя;
  • минимальный уровень в резервуаре для хранения пенообразователя VПО/мин.ур, м3. Учитываем этот показатель только для резервуаров с атмосферным давлением, определяем его равным 10-ти процентам от полного объема выбранного из типоряда резервуара.
  1. Рассчитываем объем пенообразователя, который рекомендован к закупке, по формуле:

VПО/закупки = VПО/расч + VПО/резер + VПО/заполн + VПО/погрешн + VПО/мин.ур., м3

  1. Таким же образом рассчитываем объем воды:

Vводы/расч = (VПО/расч / с) * (100 — c), м3

Вычисление параметров АУПТ высокократной пеной

Теперь простой формулой мы вычисляем расчетный объем заполнения помещения высокократной пеной:

V = S * hзаполн = 900 * 5 = 4500 м3

Чтобы высокократная пена в охраняемом помещении распределялась равномерно по всему объему,

в качестве пеногенератора используем эжекционный тип с номинальным расходом ОТВ 400 л/мин,

номинальным входным давлением 0,5 МПа и кратностью пены 400.

Вычисляем расчетное количество высокократных пеногенераторов для группы резервуаров:

n = (1,5 * 1,2 * 1,5 * 4500 * 1000) / (400 * 10 * 400) = 7,59 шт.

Конечно же, не забудем округлить это значение до ближайшего целого числа в большую сторону – 8 шт.

Теперь мы можем определить производительность системы относительно раствора пенообразователя:

Q = (8 * 400) / (60 * 103) = 0,05 м3/с = 180 м3/ч = 180000 л/ч = 3000 л/мин.

Расчет дозирования пенообразователя

Здесь мы исходим из того, что система дозирования ПО должна обеспечивать работоспособность автоматической установки пенного ПТ с учетом расхода 3000 л/мин.

Что касается объема пенообразователя (объем резервуара для хранения),

рекомендуемого к закупке, то он вычисляется по формуле, приведенной выше.

Расчетное количество пенообразователя для 10-ти минут работы установки,

учитывая погрешность, составляет:

VПО/расч = 1,2 м3

Запас пенообразователя в хранилище:

VПО/резер = 1,2 м3

Объем пенообразователя для наполнения сухотрубов за 3 минуты:

VПО/заполн = 0,36 м3

Отсюда мы получаем общее необходимое количество пенообразователя:

VПО/общ = VПО/расч + VПО/резер + VПО/заполн = 1,2 + 1,2 + 0,36 = 2,76 м3

3. КЛАССИФИКАЦИЯ

3.1. Генераторы подразделяются по расходу раствора пенообразователя, конструкции соединительных устройств и комплектации дополнительными устройствами.

3.2. По расходу пенообразователя генераторы подразделяются на типоразмеры, установленные технической документацией.

3.3. По конструкции соединительных устройств генераторы подразделяются на:

— легкоразъемные переносные;

— стационарные с фланцевыми соединениями.

3.4. По комплектации дополнительными устройствами:

— без дополнительных устройств;

— с пеносмесителем;

— с обратным клапаном на линии подачи воздуха;

— с обратным клапаном для предотвращения слива горючего через генератор.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий