Основные способы прекращения горения веществ и материалов. Виды огнетушащих веществ по принципам прекращения горения

Технические средства обучения: компьютерная техника, мультимедийный проектор.

Текст лекции

Способы прекращения горения. Характеристики отв.

На предмете ТГИВ вы рассматривали предельные параметры процессов горения. Известно, что для прекращения горения необходимо либо снизить тепловыделение в зоне горения фронта пламени, либо увеличить из фронта пламени теплоотвод. Цель – понизить температуру горения до критической температуры гашения.

Это может быть достигнуто различными путями:

Охлаждением поверхности ГЖ или ТГМ ниже температуры, соответственно, их кипения или термического разложения, тем самым снижая количество горючих паров и газов, поступающих в зону горения фронта пламени;

Изоляцией зоны горения от источника горючих газов, паров и окислителя (например, герметизацией либо горящего вещества, либо объема, в котором протекает процесс горения);

Разбавлением горючих газов, паров и окислителя, поступающих в зону горения;

Ингибированием процессов горения (т.е. введением в исходную горючую смесь или в зону горения ингибиторов средств химического торможения цепных реакций окисления.

Помимо перечисленных способов, прекращения горения можно достичь отрывом пламени, например, путем увеличения линейной скорости поступления горючего вещества (газа) в пламя выше его видимой скорости распространения или же механическим срывом пламени, например, сдувая его сильной струей воздуха.

Огнетушащее вещество (ОТВ) – это вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения.

Способы прекращения горения и огнетушащие вещества

Таблица № 1

По способу прекращения горения все ОТВ подразделяются на четыре основные группы в соответствии с таблицей. 1.

	Способ прекращения горения	Применяемые огнетушащие вещества
	Охлаждение зоны горения и поверхности горящих веществ	Вода (до 1700 0 С сплошными струями и тонкораспыленной водой), вода со смачивателями и загустителями, водные растворы солей, твердый СО 2 , снег, перемешиванием.
	Разбавление реагирующих веществ в зоне горения. Уменьшение концентрации О 2 до 14 – 16%	Негорючие газы (СО, N 42 0, дымовые газы), водяной пар, тонкораспыленная вода, газо-водяные смеси, аэрозоль.
	Изоляция горящих веществ от зоны горения. Сбивание пламени.	Химическая и воздушно-механическая пены, огнетушащие порошковые составы, аэрозоли, негорючие сыпучие вещества (песок, земля, шлаки и т.п.), листовые негорючие материалы. Слоем продуктов взрыва ВВ, подрывом в горючем веществе.
	Химическое торможение (ингибирование) реакций горения.	Галогеноуглеводороды (хладоны, фреон в 10 раз эффективнее СО 2) огнетушащие порошковые составы, аэрозоли, (соли металлов)

Перечисленные в ней ОТВ, обладая одним доминирующим огнетушащим свойством, оказывают комбинированное действие на процесс горения. Например, вода обладает охлаждающим, изолирующим и разбавляющим действием; пена – изолирующим и охлаждающим; порошковые составы – изолирующим и ингибирующим; хладоны – ингибирующим и разбавляющим действием. Поэтому одно и то же ОТВ применяется для тушения разных классов пожаров, что наглядно видно из таблицы 2.

Все способы тушения пожаров, а вместе с ними и ОТВ, подразделяются также на поверхностные и объемные. При поверхностном способе ОТВ подается непосредственно на поверхность горящего вещества, а при объемном – с помощью ОТВ создается негорючая среда в районе очага пожара (локальное тушение) или во всем объеме помещения. Однако такое разделение весьма условно, так как многие ОТВ применяются и для поверхностного, и для объемного тушения.

Таблица № 2

Применение ОТВ для тушения пожаров

Класс пожарной нагрузки	Вид пожарной нагрузки	Огнетушащее вещество
	Обычные твердые горючие материалы (ТГМ). (Древесина, бумага, текстиль, каучук)	Все виды ОТВ (прежде всего вода) Хладоны, порошки, пены и др.
	Горючие жидкости (нефтепродукты, бензин, спирт, ацетон и др.)	Распыленная вода(d<100мк), все виды пен(низкой К<10, средней 10 < К<200, высокой К>200 кратности), составы на основе галогеноуглеводородов, порошки, аэрозоли.
	Горючие газы (бытовой газ, водород, аммиак, пропан и др.).	Газовые составы: инертные разбавители (СО 2 , N 2), галогеноуглеводороды - ингибиторы; порошки, вода (для охлаждения), газоводяные струи АГВТ.
	Металлы, металлосодержащие вещества, (щелочные металлы, магний, натрий, цинк, титан и его сплавы, термит, электрон.)	Порошки П- 2АП, ПС, МГС, (при спокойной подаче на горящую поверхность). Азот (Na,Ka,Ca), Аргон (Mq, Li, Al)
	Электроустановки находящиеся под, напряжением	Хладоны, диоксид углерода, порошки, аэрозоли.

Основные характеристики ОТВ.

Эффективность пожаротушения определяется многими факторами, важнейшими из которых являются: класс пожарной нагрузки; характер процесса горения; условия, при которых протекает горение, способ пожаротушения; вид огнетушащего вещества; конструкция аппарата пожаротушения; метеорологические и погодные условия на пожаре и др.

Основными характеристиками ОТВ являются:

огнетушащая эффективность;

интенсивность подачи;

удельный расход.

Данные показатели применяются для сравнительной оценки эффективности ОТВ, при проектировании передвижных и стационарных установок пожаротушения, для нормирования и создания необходимых запасов ОТВ в пожарных частях и на защищаемых объектах, при расчете сил и средств на тушение пожара и т.д.

Огнетушащая эффективность – это минимальное количество ОТВ, израсходованное на тушение модельного очага пожара данного класса. Для объемного способа тушения огнетушащая эффективность различных ОТВ зависит от многих факторов: природы горючего вещества, условий горения, свойств ОТВ, способов его применения и т.д.

Интенсивность подачи огнетушащего вещества (I) – это расход ОТВ во времени на единицу защищаемой поверхности или объема. Размерность при поверхностном способе тушения – , для объемного способа – , для линейного способа . Ранее интенсивность подачи ОТВ определялась расчетным путем на основе анализа наиболее успешно потушенных пожаров:

I = Q отв. / (П · τ т · 60), (1)

где: Q отв – общее количество ОТВ, израсходованного на тушение пожара или проведение опыта, л, кг, м 3 ;

τ т – время, затраченное на тушение или проведение опыта, мин.;

П – величина расчетного параметра пожара (площадь - м 2 , объем - м 3 , периметр или фронт – м.).

В настоящее время оптимальные параметры подачи ОТВ определяются следующим образом. На основе результатов лабораторных и полигонных экспериментов строят график зависимости времени тушения от интенсивности подачи . График этой зависимости представлен на рис.1.

Удельный расход ОТВ (q уд) – это количество огнетушащего вещества (кг, л), которое требуется на единицу расчетного параметра пожара (м 3 , м 2 , м) для его успешного тушения:

q уд = Q отв. / П п (2)

где: Q отв – общее количество ОТВ на тушение, л, кг, м 3 ;

q уд – удельный расход л/м 2 ; л/м 3 ; кг/м 3 ;

П п – величина расчетного параметра пожара (м, м 2 , м 3)

Рис.1. Зависимость времени тушения от интенсивности подачи ОТВ.

Рис.2. Зависимость удельного расхода от интенсивности подачи ОТВ.

Удельный расход ОТВ непосредственно определяет затраты на тушение пожара, поэтому должен быть минимальным.

Удельный расход ОТВ является одним из основных параметров тушения пожара. Он зависит от физико-химических свойств пожарной нагрузки (n) и огнетушащих средств (w), коэффициента поверхности пожарной нагрузки (К п), удельных потерь ОТВ (q пот). которые влияют на процесс подачи его в зону горения и нахождения в ней, т. е.

q уд =f(n, w, К п, q пот) (3)

q пот = f(k пот, К р, t) (4)

где: k пот – коэффициент потерь ОТВ при подаче в зону горения;

К р – коэффициент потерь (разрушения) ОТВ в зоне горения;

t – время тушения.

Фактический удельный расход ОТВ в некоторой степени позволяет оценить деятельность РТП и подразделений по тушению пожаров в сравнении с подобными по виду и классу пожарами. Снижение удельного расхода служит одним из показателей успешного тушения пожара.

Фактический и необходимый удельные расходы можно определить так:

q ф =Q Ф ·t т (5)

q н =Q тр ·t р (6)

где: Q Ф, Q тр – фактическое и требуемое количество ОТВ, подаваемого в единицу времени (фактический, требуемый расход), л/с, л/мин;

t т – время подачи ОТВ в зону горения (время тушения пожара ) в мин;

t р – расчетное время тушения в мин.

Минимальный удельный расход и соответствующая ему оптимальная интенсивность определяются аналитическим путем по формулам или графически по рис. 2. Тушение пожара при этих параметрах подачи ОТВ будет наиболее экономичным.

Однако надо отметить, что до настоящего времени ряд действующих нормативных документов не учитывает это важное обстоятельство. В них нормативная интенсивность определена по формуле.

Прекращение процесса горения может быть достигнуто следующими способами:

Прекращением доступа в зону горения окислителя (воздуха)
или горючего вещества;

Охлаждением зоны горения или горящих веществ;

Разбавлением воздуха или горючих веществ негорючими:

Интенсивным торможением (ингибированием) скорости реакции
горения;

Механическим срывом (отрывом) пламени сильной струей газа
или воды;

Подавлением горения при помощи взрыва.
-

Вещества, обладающие физико-химическими свойствами, что позволяют создать условия для прекращения горения называются огнетушащими веществами. Они должны обладать высоким эффектом тушения при относительно малом расходе, быть дешевыми и безопасными в обращении, не причинять вреда материалам и предметам. Основными огнетушащими веществами являются: вода (в различных видах), пена, инертные и негорючие газы, галоидоуглеводородные составы, порошки, песок.

Вода - самое распространенное, дешевое и легкодоступное огнетушащее вещество. Попадая в зону горения, она интенсивно охлаждает горючее вещество, сбивает своей массой пламя, смачивает поверхность горючего вещества и, образуя водяную пленку, препятствует доступу к нему кислорода из воздуха. Образовавшийся пар разбавляет воздух, снижая тем сгчым количество содержащегося в нем кислорода (1 л воды при испарении образует 1725 л пара). Для повышения эффекта смачивания иногда в воду добавляют специальные добавки. Для тушения пожара вода может применяться в виде компактных струй, в распыленном состоянии и в виде пара.

Вода в виде компактных струй используется в тех случаях, когда требуется подать воду на бальшое расстояние или придать ей значительную ударную силу, а также для создания водяных завес и охлаждения объектов, находящихся вблизи очагов пожара. Струю воды можно подавать на расстояние до 50-70 м. Этот способ тушения является наиболее простым и распространенным.

Распыленной водой эффективно тушатся твердые вещества и материалы, горючие и даже легковоспламеняющиеся жидкости. При таком тушении снижается расход воды, минимально увлажняются и портятся материалы, осаждается дым, создаются наиболее благоприятные условия для испарения воды и тем самым повышения охлаждающего эффекта и разбавления горючей среды. Тушение распыленной водой имеет ряд преимуществ (в первую очередь сокращается расход воды) и поэтому в поеледние годы находит большее применение.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях объемом до 500 м 3 и небольших пожаров на открытых площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода. Огнетушащая концентрация водяного пара в воздухе составляет примерно 35% по объему.

Наряду с достоинствами вода обладает свойствами, ограничивающими область ее применения. Поскольку вода обладает хорошей электропроводностью, то ее нельзя использовать для тушения объектов,

21*

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Раздел 4

Находящихся под напряжением. Нельзя тушить водой легковоспламеняющиеся жидкости с меньшей чем у воды плотностью (бензин, керосин, толуол и др.), так как они всплывают и продолжают гореть на ее поверхности, увеличивая тем самым очаг пожара. Кроме того, в результате химической реакции с водой некоторые вещества (щелочные металлы, их карбиды) выделяют большое количество тепла и горючих газов, что может вызвать взрыв и увеличить пожар.

Пена широко применяется для тушения легковоспламеняющихся жидкостей. Ее огнетушащее воздействие состоит в том, что она, покрывая поверхность горящего вещества, прекращает доступ горючих газов и паров в зону горения, изолирует горящее вещество от кислорода воздуха и охлаждает наиболее нагретый верхний слой вещества. Для непрерывной подачи пены при тушении больших пожаров применяют специальные пенообразующие аппараты - пеногенераторы. На практике применяют два вида пены: химическую и воздушНо-механическую.

Химическая пена получается при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователя. Образовавшаяся в результате реакции, химическая пена состоит из 80% углекислого газа, 19,7% воды и 0,3% пенообразующего вещества. Удельный вес пены около 0,2 г/см 3 , кратность 5, стойкость 40 мин. Применение химической пены в связи с высокой стоимостью и сложностью организации пожаротушения в настоящее время сокращается.

Воздушно-механическая пена образуется при механическом смешивании воздуха, воды и пенообразующего вещества. Доля этих компонентов в образовавшейся пене составляет соответственно 90%, 9,8% и 0,2%. Воздушно-механическая- пена бывает обычной (до 10) и высотой.кратности (более 10). Ее стойкость составляет около 20 мин., но с увеличением кратности снижается.

Инертные и негорючие газы, главным образом углекислый газ и азот, понижают концентрацию кислорода в очаге пожара и тормозят интенсивность горения. Огнегасительная концентрация этих газов при тушении в закрытом помещении составляет примерно 31 - 36% к объему помещения. Инертные и негорючие газы применяются в основном для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, твердых веществ и электроустановок, находящихся под напряжением. Кроме того они не портят соприкасающихся с ними веществ, поэтому их также применяют для тушения ценных вещей и материалов.

Огнетушащее действие галоидоуглеводородных составов

основано на химическом торможении реакции горения, поэтому их называют ингибиторами или антикатализаторами. Они более эффективны при тушении пожара чем углекислый газ. Ниже приведены некоторые галоидоуглеводороды с указанием огнегасительных концентраций в процентах по объему: бромистый метилен - 2,4; йодистый метилен - 2,7; тетрафтордибромэтан - 7,5; дихлормонофторметан - 9,5.

Огнетушащие порошки представляют собой мелко измельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию. Они характеризуются самой высокой огнетушащей способностью и универсальностью применения. Порошки можно использовать для разнообразных способов пожаротушения, в том числе для ингибирования и подавления взрывом. Различают порошки общего и специального назначения. Основным компонентом состава ПСБ является бикарбонат натрия; ПФ - диамоний фосфат; ПС- углекислый натрий; СН - силикагель, насыщенный хладоном.

Выбор огнетушащего вещества зависит от класса пожара. В табл. 4.6 приведена классификация пожаров и рекомендуемые огнетушащие вещества.

ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ НА ПОЖАРЕ

2.1. Условия прекращения горения

При горении в зоне реакции (тонкий светящийся слой пламени) выделяется теплотаQ . Часть этого тепла передается внутрь зоны горенияQ г, а другая - в окружающую средуQ ср. Внутри зоны горения теплота расходуется на нагрев горючей системы, способствует продолжению процесса горения, а в окружающей среде тепловые потоки воздействуют на горючие материалы, конструкции и при определенных условиях могут вызвать воспламенение их или деформацию.

При установившемся горении в зоне реакции существует тепловое равновесие, которое выражается формулой:

Q =Q г +Q ср (2.1)

Q - общее количество теплоты, выделенной в зоне реакции горения, кДж.

Каждому тепловому равновесию соответствует определенная температура горения Т г, которая иначе называется температуройтеплового равновесия . При этом состоянии скорость тепловыделения равна скорости теплоотдачи. Данная температура не является постоянной, она изменяется с изменением скоростей тепловыделения и теплоотдачи.

Задача подразделений пожарной охраны заключается в том, чтобы конкретными действиями добиться такого понижения температуры в зоне реакции, при которой горение прекратится. Абсолютный предел такой температуры называетсятемпературой потухания . В процессе тушения пожара условия потухания создаются:охлаждением зоны горения или горящего вещества;изоляцией реагирующих веществ от зоны горения;разбавлением реагирующих веществ;химическим торможением реакции горения.

В практике тушения пожаров чаще всего используют сочетание приведенных принципов, среди которых один является в ликвидации горения доминирующим, а остальные способствующими.

Вид и характер выполнения боевых действий в определенной последовательности , направленных на создание условия прекращение горения, называют способом тушения пожара. Способы тушения пожаров по принципу, на котором основано условие прекращения горения, подразделяются на четыре группы (рис. 2.1): 1) способы, основанные на принципе охлаждения зоны горения или горящего вещества; 2) способы, основанные на принципе изоляции реагирующих веществ от зоны горения; 3) способы, основанные на принципе разбавления реагирующих веществ; 4) способы, основанные на принципе химического торможения реакции горения.

Приемы ограничения распространения горения (локализации пожара) подразделяют также на четыре группы, основные из которых приведены на рис. 2.2.

СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

СПОСОБЫ

ОХЛАЖДЕНИЯ

ИЗОЛЯЦИИ

РАЗБАВЛЕНИЯ

ХИМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ РЕАКЦИИ

СПЛОШНЫМИ СТРУЯМИ ВОДЫ

РАСПЫЛЕННЫМИ СТРУЯМИ ВОДЫ

ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ

СЛОЕМ ПЕНЫ

СЛОЕМ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА ВВ

СОЗДАНИЕМ РАЗРЫВА В ГОРЮЧЕМ ВЕЩЕСТВЕ

СЛОЕМ ОГНЕТУШАЩЕГО ПОРОШКА

ОГНЕЗАЩИТНЫМИ ПОЛОСАМИ

СТРУЯМИ ТОНКОРАСПЫЛЕННОЙ ВОДЫ

ГАЗОВОДЯНЫМИ СТРУЯМИ ОТ АГВТ

НЕГОРЮЧИМИ ПАРАМИ И ГАЗАМИ

ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ ВОДОЙ

ОГНЕТУШАЩИМ ПОРОШКОМ

ГАЛОИДОУГЛЕВОДАМИ

Рис. 2.1. Способы тушения пожаров.

ПРИЕМЫ ОГРАНИЧЕНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ГОРЕНИЯ НА ПОЖАРЕ

ПРИЕМЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ОГНЕТУШАЩИМИ

СРЕДСТВАМИ

ОГРАНИЧЕНИЯ СОЗДАНИЯ ОГРАЖДЕНИЙ

ПРИЕМЫ ОГРАНИЧЕНИЯ СОЗДАНИЯ РАЗРЫВОВ

ПРИЕМЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЕМ ГАЗООБМЕНА

СОЗДАНИЕМ ПОЛОСЫ ТУШЕНИЯ

СОЗДАНИЕМ ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ

БОННЫМИ ОГРАЖДЕНИЯМИ

ЗЕМЛЯНЫМ ВАЛОМ ИЛИ СТЕНОЙ

ПУТЕМ ЗАКРЫТИЯ АРМАТУРЫ И СОЗДАНИЕМ ГИДРОЗАТВОРОВ

Вода как средство тушения пожаров используется в чистом виде или в смеси с различными химическими добавками, повышающими эффективность тушения пожаров. Воду применяют для тушения пожаров твердых сгораемых материалов, создания водяных завес и охлаждения объектов, расположенных вблизи очага горения.

Несмотря на это область применения воды ограничена. Так, например, при тушении водой нефтепродукты и многие другие горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому эффект их тушения резко снижается.

Природная вода, содержащая различные соли, обладает значительной электропроводностью и поэтому не может применяться для тушения пожаров объектов, оборудование которых находится под напряжением.

Воду также нельзя применять для тушения пожаров веществ, вступающих с ней в химическую реакцию, сопровождаемую выделением большого количества тепла (негашеная известь). Также, например, нельзя тушить возгоревшиеся металлы (натрий, калий, кальций, мелкораздробленный магний, алюминий), так как они энергично поглощают воду с выделением газообразного водорода, способного образовывать с воздухом взрывчатые смеси. Карбид кальция разлагается водой с выделением ацетилена, карбид – с выделением метана, сульфиды металлов – с выделением сероводорода, а они в смеси с воздухом являются взрывоопасной смесью.

Огнегасительные свойства воды усиливаются, если в ней растворить соли (хлористый кальций, углекислоты, калий, сернокислый аммоний и т.д.), за счет уменьшения поверхностного натяжения воды и увеличения ее способности проникать внутрь твердых органических веществ или за счет увеличения ее вязкости.

Воду подают в очаг горения в виде сплошных или распыленных струй. Сплошная струя обладает большой ударной силой и большой дальностью полета. Распыленная струя состоит из мелких капель воды и создает сплошную завесу воды.

Огнегасительные пены чаще всего применяют для тушения пожаров легковоспламеняющихся жидкостей. Растекаясь на поверхности горящих жидкостей, пена изолирует их от пламени.

В зависимости от способа получения пены подразделяют на воднохимические и воздушно-механические .

Воднохимические пены создают для повышения огнетушащей эффективности воды. Воднохимические пены получают при помощи химической реакции между кислотными и щелочными растворами пенообразующего вещества. В состав химической пены входят:

Углекислый газ - 80%;

Вода - 19,7%;

Пенообразующее вещество – 0,3%.

Воздушно-механическая пена представляет собой коллоидную систему, состоящую из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости. Огнетушащие свойства пены определяются ее кратностью, стойкостью, дисперсностью и вязкостью.

Кратностью пены называется отношение объема пены к объему ее жидкой фазы. С течением времени пена разрушается. Пены с большей кратностью менее стойки к разрушению.

Воздушно-механическая пена образуется из водных растворов пенообразователей ПО-1, ПО-11, ПО-1с и является эффективным средством тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Пенообразователь ПО-1 представляет собой жидкость темно-коричневого цвета без осадка и посторонних включений, которая состоит из нейтрализованного керосинового контакта, содержащего около 45% сульфокислоты, 4,5% клея и 10% спирта или этиленгликоля.

Для тушения пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей в резервуарах применяют воздушно-механическую пену средней кратности. Высокократную воздушно-механическую пену наиболее эффективно применять для тушения пожаров в подвалах, шахтах и других закрытых объемах.

Огнетушащие свойства пен определяются охлаждением горючего и изоляцией от его поверхности зоны горения, что препятствует поступлению горючих паров в зону горения.

Газовые средства тушения пожаров . К ним относятся:

Водяной пар;

Двуокись углерода;

Инертные газы.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях небольшого объема и создания паровоздушных завес на открытых технологических установках. Огнетушащая эффективность водяного пара не велика, и поэтому его рекомендуется применять для тушения небольших возгораний.

Двуокись углерода применяется для тушения пожаров в складах, аккумуляторных станциях, сушильных печах, электрооборудовании. Для подачи двуокиси углерода используются огнетушители и стационарные установки.

Следует помнить, что двуокись углерода нельзя применять для тушения веществ, в состав молекул которых входит кислород, щелочных, щелочноземельных металлов, некоторых гидридов металлов, а также тлеющих материалов.

Особенностью двуокиси углерода является то, что при быстром испарении он переохлаждается, образуя хлопья «снега». «Снежная» двуокись углерода при нагревании возгоняется, минуя жидкую фазу.

В случае тушения пожара «снежной» двуокисью углерода (она образуется при оснащении огнетушителя специальным раструбом) ее огнетушащее действие (разбавление) дополняется охлаждением очага горения.

Двуокись углерода обладает огнетушащим эффектом при создании 35%-ной ее концентрации в объеме защищаемого помещения. Эффект тушения двуокисью углерода обусловлен тем, что она, будучи продуктом окисления углерода, в обычных условиях является инертным соединением, не поддерживающим горения большинства веществ.

Тушение пожаров инертными газами происходит в результате разбавления воздуха и снижения в нем содержания кислорода до концентрации, при которой прекращается горение. Для пожарной защиты используют инертные газы – азот, аргон, гелий, фреон, дымовые и отработанные газы. Применение объемного способа тушения пожара инертными газами зависит от свойства горючей системы и возможности разбавления атмосферы до создания требуемой минимальной концентрации кислорода. Поэтому в системах объемного тушения инертными газами предусматривают меры, не допускающие поражения людей в защищаемом помещении.

В системах тушения пожара с использованием двуокиси углерода и других инертных газов применяют сигнализирующие устройства, предупреждающие об опасности низкой концентрации кислорода, промежуток времени между сигналом и пуском установки должен быть достаточным для эвакуации людей из помещения.

Галогенированные углеводороды . Тушение пожаров составами на основе галогенированных углеводородов происходит в результате торможения химических реакций, поэтому их также называют и флегматизаторами.

Наибольшее применение в пожаротушении нашли составы на основе предельных углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на атомы галогена. Галогенированные углеводороды плохо растворяются в воде, но хорошо смешиваются со многими жидкими органическими веществами.

Реакционная способность и склонность к термическому разложению галогенированных углеводородов зависит от галогенов, замещающих водород, они понижаются в ряду йод-бром-хлор-фтор.

Наиболее широкое распространение получил состав 5НД (95-97% бромэтила, 3-5%-ная двуокись углерода). Хорошие диэлектрические свойства галогенированных углеводородов позволяют применять их для тушения пожаров оборудования под напряжением. Однако они оказывают токсическое воздействие на человека, причем если сами галогенированные углеводороды действуют на человека как слабые наркотические яды, то продукты их термического распада обладают сравнительно высокой токсичностью. Но временное пребывание работающих в такой среде не является опасным для состояния здоровья.

Низкая теплота испарения, высокая летучесть ограничивают возможность применения галогенированных углеводородов при тушении пожаров на открытом воздухе. Галогенированные углеводороды применяют для объемного тушения, поверхностного тушения сравнительно небольших очагов пожаров и предупреждения образования взрывоопасной среды. Галогенированные составы можно применять для тушения и флегматизации всех видов нефтепродуктов, твердых материалов органического происхождения, водорода и др., кроме металлов некоторых металлоорганических соединений и гидридов металлов.

Порошковые составы применяют для тушения пожаров в тех случаях, когда другие средства тушения непригодны или малоэффективны.

Порошковые составы представляют собой сухие порошки, которые изготавливаются на основе бикарбоната натрия и имеют вид мелкого сыпучего порошка белого цвета с серым или розовым оттенком.

При тушении порошки падают на пламя в виде облака мелких частиц. Для подавления горения металлов, некоторых металлоорганических соединений и других подобных им веществ, которое достигается изоляцией их от воздуха, порошок подают таким образом, чтобы обеспечить спокойное покрытие им горящей поверхности слоем определенной толщины. Порошковые составы практически не- токсичны, не оказывают вредных воздействий на материалы и используются при тушении загораний в сочетании с распыленной водой и пенными средствами тушения.

Порошковые составы неэлектропроводны, что дает возможность использовать их при тушении пожаров оборудования и аппаратов, находящихся под напряжением

Первичные средства тушения пожаров предназначены для локализации небольших загораний. К первичным средствам тушения пожаров относятся:

Внутренние пожарные водопроводы (внутренние пожарные краны);

Пожарные стволы (водяные и воздушно-пенные);

Огнетушители (пенные, газовые и порошковые);

Сухой песок;

Асбестовое одеяло или кошма.

Внутренний пожарный водопровод предназначен для подачи воды в начальной стадии развития пожара.

Пожарные краны располагают на высоте 1,35 м от пола в наиболее доступных местах здания, как правило, на лестничной клетке или вблизи выходных дверей с каждого этажа. Пожарный кран снабжается одним рукавом диаметром 50 мм и длиной 10-20 м со стволом.

Огнетушители предназначены для тушения загораний и пожаров в начальной стадии их возникновения, до прибытия пожарных подразделений.

Огнетушители подразделяются на следующие основные группы:

Газовые;

Порошковые.

Огнетушащие вещества из огнетушителей подаются под давлением газов, образующихся в результате химической реакции (химические пенные), под давлением заряда или рабочего тела, находящегося под огнетушащим веществом (углекислотные, аэрозольные, воздушно-пенные), под давлением рабочего газа, находящегося в отдельном баллончике (воздушно-пенные, аэрозольные), свободным истечением огнетушащего вещества (порошковые огнетушители типа ОП-1).

Пенные огнетушители могут быть:

а) химические пенные – для подачи химической пены, получаемой из водных растворов щелочей и кислот;

б) воздушно-пенные и жидкостные – для подачи воздушно-механической пены, получаемой из водных растворов пенообразователей.

Химические пенные огнетушители выпускаются трех видов : ОХП-10, ОП-М, ОП-9ММ.

При задействовании пенных огнетушителей кислотная часть заряда смешивается со щелочной и происходит химическая реакция с образованием двуокиси углерода. Двуокись углерода создает давление внутри огнетушителя, под действием которого пена выталкивается наружу в виде струи.

Огнетушитель химический пенный ОХП-10 предназначен для тушения возникших очагов возгорания при воспламенении всех горючих твердых и жидких веществ. Однако из-за наличия растворимых солей в огнегасительном веществе пенные огнетушители не следует применять для тушения веществ, которые химически взаимодействуют с тушащим веществом (калий, натрий, карбид и т.п.). Эти огнетушители нельзя применять также при тушении возгораний в электроустановках и электрооборудовании, находящихся под напряжением.

Огнетушитель химический пенный ОХП-10 (рис.12.1) состоит из сварного, стального корпуса - 1, содержащего 8,7 л раствора щелочи (щелочная часть заряда), полиэтиленового стакана – 2 с водным раствором серной кислоты (кислотная часть заряда), чугунной крышки – 6 с запорно-открывающим кислотный стакан устройством, уплотнительной прокладки, устанавливаемой между крышкой и опорной поверхностью кислотного стакана, ручки – 3, служащей для переноски огнетушителя и спрыска – 7, представляющего собой втулку с внутренним диаметром 4,7 мм для выброса пены, вваренную в корпус огнетушителя. В период хранения спрыск огнетушителя закрыт специальной мембраной, предотвращающей испарение щелочи.

Запорно-открывающее устройство, в свою очередь, состоит из штока – 5, проходящего через центр крышки, закрывающей горловину, рукоятки – 4 с профильным кулачком шарнирно закрепленной на одном конце штока, клапана – 9, изготовленного из кислотно-щелочестойкой резины – на другом конце штока, пружины – 8, расположенной между крышкой и клапаном.

Пена в огнетушителе образуется за счет химической реакции, происходящей при смешивании кислотной и щелочной частей заряда.

Щелочная часть заряда представляет собой водный раствор двууглекислой соды, состоящей из 450-560 г бикарбоната натрия и 50 г экстракта солодкового корня, необходимого для образования пены.

Кислотная часть заряда состоит из 120 г (не менее) серной кислоты H 2 SO 4 и 115 г (не менее) водного раствора сернокислого окисного железа. Чтобы огнетушитель не замерзал в зимнее время, в кислотную часть заряда добавляют этиленгликоль или вспениватель РАС.

Для приведения пенного огнетушителя в действие необходимо : прочистить спрыск шпилькой, привязанной шпагатом к ручке огнетушителя; повернуть рукоятку запорно-открывающего кислотный стакан устройства на 180 о, от чего посредством профильного кулачка откроется клапан, перевернуть огнетушитель днищем вверх, и слегка встряхивая его, направить на пламя.

При опрокидывании огнетушителя вверх дном кислотная часть заряда вытекает из стакана через отверстия, расположенные в его горловине и смешивается с раствором щелочи. При этом происходят химические реакции взаимодействия в результате которых, образующийся диоксид углерода CO 2 интенсивно вспенивает щелочной раствор. Создаваемое внутри корпуса огнетушителя давление 1,4 МПа, за счет увеличения объема пены в 5 раз, выталкивает образовавшуюся в результате химических реакций пену через спрыск наружу. Техническая характеристика огнетушителя приведена в таблице 12.2.

Рис. 12.1 Внешний вид огнетушителя ОХП-10

1 - стальной корпус; 2 - полиэтиленовый стакан; 3 – ручка; 4 - рукоятка с профильным кулачком; 5 – шток; 6 - чугунная крышка; 7 – спрыск; 8 – пружина; 9 – клапан.

Огнетушитель ОП-9ММ предназначен для тушения пожаров всех горючих веществ, в том числе электроустановок. Техническая характеристика

Каждый, находящийся в эксплуатации огнетушитель снабжают формуляром, в котором указывают название завода-изготовителя, номер огнетушителя, год выпуска, дату введения в эксплуатацию, результаты осмотров и испытаний.

Осматривать огнетушитель следует не реже одного раза в 10 дней. В процессе осмотра проверяют наличие пломб, прочищают спрыск и протирают корпус от пыли. Техническое состояние огнетушителей отражают в специальном журнале. Зарядку огнетушителей проверяют через 1 год после начала эксплуатации у 25% партии, путем задействования (после чего проводят испытания зарядкой под давлением 2 МПа), через 2 года у 50% партии и через 3 года у 100% партии.

Пенные огнетушители просты в устройстве и при правильном содержании надежны в эксплуатации. Заряды сохраняют свои свойства 2-3 года.

Воздушно-пенные огнетушители ОВП-5, ОВП-10 и др., предназначены для тушения загораний различных веществ и материалов, исключая щелочные металлы и электроустановки, находящиеся под напряжением, а также вещества, горящие без доступа воздуха.

Различают два вида воздушно-пенных огнетушителей :

Ручные ОВП-5, ОВП-10;

Стационарные ОВПС-250А

Огнетушитель воздушно-пенный ОВП-5 (рис.12.2) состоит из стального корпуса – 1, крышки с запорно-пусковым устройством, баллона – 2 с диоксидом углерода, уплотненного прокладкой - 3 и выкидной трубки – 8 с насадком – 10 для получения воздушно-механической пены.

Баллон с диоксидом углерода имеет на горловине резьбу, на которую навернут ниппель с дозирующим отверстием, прижимающим латунную мембрану.

Пусковой механизм состоит из штока – 4 с иглой на конце и рычага – 5, действующего на шток при проколе мембраны баллона с диоксидом углерода.

Воздушно-пенный насадок имеет раструб – 10, центробежный распылитель – 9, кассету с двумя латунными сетками – 11 и трубку для присоединения к крышке огнетушителя - 7. В верхней части огнетушителя расположена рукоятка – 6, для переноски огнетушителя. Нижняя часть корпуса имеет башмак, обеспечивающий устойчивость огнетушителя на полу. Крышка огнетушителя закрыта защитным колпаком. Внутренние поверхности корпуса огнетушителя покрыты эпоксидной эмалью.

Рис. 12.2 Внешний вид огнетушителя ОВП-5

1 – корпус; 2 - баллон с диоксидом углерода; 3 – прокладка; 4 – шток; 5 – рычаг; 6 – рукоятка; 7 - трубка для присоединения раструба к крышке огнетушителя; 8 - выкидная трубка; 9 - центробежный распылитель; 10 – раструб; 11 - кассету с двумя латунными сетками.

Для приведения в действие огнетушитель ОВП-5 снимают с пожарного щита за рукоятку, ставят на пол и нажимают на пусковой рычаг, который штоком прокалывает бронзовую мембрану, закрывающую выход из баллончика углекислого газа (давление 7,2 МПа). Газ давит на поверхность раствора сверху и выталкивает его через сифонную трубку снизу вверх, разрывая пергаментную мембрану, через выкидную трубку, центробежный распылитель и насадок с сетками. Струя эжектирует воздух через окна в насадке. При этом образуется воздушно-механическая пена высокой кратности (минимум 50-кратная), которая значительно эффективнее химической.

В качестве заряда применяют 6%-й раствор пенообразователя ПО-1.

Проверку и зарядку баллонов с диоксидом углерода выполняют на специальных зарядных станциях. Методика проверки корпусов воздушно-пенных огнетушителей ОВП-5 и ОВП-10 на прочность такая же, как и химических пенных огнетушителей.

Газовые огнетушители могут быть:

а) углекислотные – для подачи двуокиси углерода в виде газа или «снега», в качестве заряда которых применяют жидкую двуокись углерода;

б) аэрозольные – для подачи парообразующих огнетушащих веществ, в качестве заряда которых применяются галогенированные углеводороды;

в) углекислотно-бромэтиловые – для подачи парообразующих огнетушащих веществ, в качестве заряда которых применяют также галогенированные углеводороды.

Углекислотные огнетушители предназначены для тушения загораний преимущественно в ЭУ и электроаппаратуре, находящейся под напряжением не выше 380 В, а также небольших загораний различных веществ, за исключением тех, которые горят без доступа кислорода, двуокисью углерода в газо- и снегообразном виде.

Отечественная промышленность выпускает ручные углекислотные огнетушители трех типов: ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8. По конструкции и принципу действия они идентичны между собой и различаются только геометрическими размерами.

Углекислотный огнетушитель ОУ-2 (рис.12.3) состоит из стального баллона – 1 с ручкой - 3, вместимостью 2 л, где под давлением 16,7 МПа находится жидкая углекислота, вентиля – 6 с клапаном - 5 и сифонной трубкой – 2 и раструба – 8 с соединительной трубкой - 7. Мембрана в предохранителе – 4 рассчитана на разрыв при повышении давления в баллоне до 2,2 МПа.

Рис. 12.3 Внешний вид огнетушителя ОУ-2

1 - стальной баллон; 2 - сифонная трубка; 3 – рукоятка; 4 – предохранительный клапан; 5 – клапан; 6 – вентиль; 7 – соединительная трубка; 8 – раструб.

Чтобы привести огнетушитель в действие, нужно : взять его одной рукой за рукоятку, а другой направить раструб на горящий предмет и затем открыть вентиль. Жидкая углекислота, выходя через раструб, расширяется и охлаждается до образования снежных хлопьев (t=-72 о C). Диоксид углерода в жидком и газообразном состоянии, попадая в зону горения, понижает концентрацию кислорода и горючих паров в зоне горения и охлаждает поверхность горящего вещества, в результате горение прекращается. С помощью диоксида углерода приостанавливают горение, как на поверхности, так и в замкнутом объеме. Достаточно 12-15% содержания диоксида углерода в окружающем воздухе, чтобы горение прекратилось.

Углекислотные огнетушители, поступившие в эксплуатацию, регистрируют в учетном журнале, где указывается номер огнетушителя, его паспортные данные, дата последней зарядки и масса заряда.

Углекислотные огнетушители периодически взвешивают для проверки на утечку кислоты. Массу после взвешивания сопоставляют с первоначальной массой заряда при уменьшении которой более допустимого (с вентилем на 10%, с пусковым рычагом – на 0,1 кг) огнетушитель следует перезарядить на специальной станции. Наружный осмотр огнетушителя следует проводить не реже 2-х раз в месяц. Не реже одного раза в 5 лет баллоны всех огнетушителей, находящихся в эксплуатации, необходимо освидетельствовать на зарядных станциях, где для определения пригодности их к дальнейшей эксплуатации осматривают наружную и внутреннюю поверхности баллонов, проводят гидравлические испытания и проверяют состояние запорно-пусковых приспособлений.

Передвижные углекислотные огнетушители предназначены для тушения пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, электроустановок, находящихся под напряжением, двигателей внутреннего сгорания.

Промышленностью выпускаются подвижные углекислотные огнетушители двух типов УП-1М и УП-2М, которые представляют собой баллон, укрепленный на тележке с резиновыми шинами.

Аэрозольные огнетушители ОА-1 и ОА-3 предназначены для тушения загораний на транспортных средствах с двигателем внутреннего сгорания, а также на электроустановках. Они представляют собой стальной баллон, в горловину которого ввернута крышка с запорно-пусковым устройством, баллоном со сжатым газом и сифонной трубкой.

Зарядами огнетушителей служат составы на основе галогенированных углеводородов (бромистый этил, тетрафтордибромэтан).

Углекислотно-бромэтиловые огнетушители ОУБ-3 и ОУБ-7 предназначены для тушения загораний легковоспламеняющихся жидкостей и электроустановок. Они идентичны огнетушителям углекислотным (рис. 12.4).

Рис. 12.4 Внешний вид огнетушителя ОУБ-3

1 – баллон; 2 – дно стакана для баллона с углекислотой; 3 – прокладка; 4 – баллон с углекислотой; 5 – отверстия в стенке стакана для баллона с углекислотой; 6 – огнетушащий состав; 7 – крышка огнетушителя; 8 – уплотнительное кольцо; 9 – канал для выхода огнетушащего вещества; 10 – спыск; 11 – ударник; 12 – шток ударника.

Принцип работы огнетушителя : при ударе головкой о твердый предмет боек прокалывает алюминиевую пробку баллончика и под действием пружины возвращается в первоначальное положение. Углекислота из баллончика по кольцевому зазору через распределитель, фильтр и отверстие в крышке попадает в корпус, взрыхляет порошок, образуя газопорошковую смесь и создает давление.

Под действием давления 0,2-0,5 МПа (2-5 кгс/см 2) газопорошковая смесь сбрасывает колпачок с распылителя и вылетает из него в виде плоской расширяющейся струи. Попавший в очаг порошок тушит его, в основном, за счет активного химического воздействия на продукты горения и образования защитной пленки на поверхности тлеющих материалов. Для эффективности тушения облако порошка должно полностью накрыть очаг горения.

Огнетушитель крепится с помощью кронштейна на вертикальной или наклонной поверхности бойком вниз. Допускается горизонтальное его размещение.

Порошковые огнетушители предназначены для тушения загораний легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, щелочноземельных металлов, электроустановок, находящихся под напряжением.

В порошковых огнетушителях в качестве заряда применяются сухие порошки типа ПСБ и ПС-1.

Порошковый заряд из огнетушителя ОП-1 высыпается при опрокидывании корпуса, из огнетушителей других марок (ОПС-6, ОПС-10) – выдувается сжатым газом (азот или воздух). Порошковый заряд изготавливают из углекислой соды, поташа, мела, графита и т.д.

Порошковые огнегасительные средства значительно дороже других и имеют меньшую эффективность, поэтому широкого применения не находят.

Подвижные средства тушения пожаров .

Подразделения пожарной охраны оснащены пожарными автомобилями. Пожарные автомобили в зависимости от значения делятся на основные, специальные и вспомогательные. Основные пожарные автомобили – автоцистерны и автонасосы предназначены для доставки к месту пожара личного состава с необходимым снаряжением, рукавов, инструментов и приборов пожаротушения. На автонасосах и автоцистернах смонтированы центробежные насосы для подачи воды к месту пожара и имеются приспособления для получения воздушно-механической пены.

Специальные работы при тушении пожара выполняются с помощью специальных пожарных автомобилей (автолестниц, автомобилей газохододымозащитного, водозащитного, связи и освещения, пенного и углекислотного пожаротушения, рукавного и т.д.).

К вспомогательным пожарным автомобилям относятся автомобили, непосредственно не участвующие в тушении пожара, но обеспечивающие нормальную работу подразделений пожарной охраны (транспортные, автобензинозаправщики, авторемонтные мастерские). Пожарные автомобили обозначаются буквами: А - автомобиль, Ц – цистерна, Р – рукавный автомобиль, Н- насос.

Например, шифр АЦН – 20 обозначает автоцистерна с насосом производительностью 20 л/с.

Пожарные мотопомпы , представляющие собой насосы с топливными двигателями имеют следующие буквенные обозначения: М – мотопомпа, П – пожарная, числа 600,800,1400 обозначают подачу (производительность) насоса в л/мин.

Самым распространенным средством при тушении пожара является вода. Попадая на горящий материал, она охлаждает его, образуется пар, который препятствует притоку кислорода к очагу горения. Воду не применяют при тушении горючих жидкостей, удельный вес которых меньше, чем у нее, так как они, всплывая и растекаясь по поверхности, увеличивают площадь пожара. Нельзя использовать воду для тушения веществ, вступающих с ней в бурную химическую реакцию (металлический натрий, калий, магний, карбид кальция и т.д.), а также необесточенных электропроводов и приборов.

Песок, покрывая горящую поверхность, прекращает доступ к ней кислорода, препятствует выделению горючих газов и понижает температуру горящего предмета. Сырой песок обладает токопроводящими свойствами и поэтому его нельзя использовать при тушении предметов, находящихся под электрическим напряжением. Песок не должен содержать посторонних горючих примесей.

К подручным средствам пожаротушения также относятся асбестовые и грубошерстные покрывала, которыми накрывают небольшие очаги пожара, чтобы прекратить к ним доступ воздуха.

В практике тушения пожаров наибольшее распространение получили следующие принципы прекращения горения:

1) изоляция очага горения от воздуха или снижение путем разбавления воздуха негорючими газами концентрации кислорода до значения, при котором не может происходить горение;

2) охлаждение очага горения ниже определенных температур;

3) интенсивное торможение (ингибирование) скорости химической реакции в пламени;

4) механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной струи газа и воды;

5) создание условий огнепреграждения, т.е. таких условий, при которых пламя распространяется через узкие каналы.

Огнетушащая способность воды обуславливается охлаждающим действием, разбавлением горючей среды образующимися при испарении парами и механическим воздействием на горящее вещество, т.е. срывом пламени. Охлаждающее действие воды определяется значительными величинами ее теплоемкости и теплоты парообразования. Разбавляющее действие, приводящее к снижению содержания кислорода в окружающем воздухе, обуславливается тем, что объем пара в 1700 раз превышает объем испарившейся воды. Наряду с этим вода обладает свойствами, ограничивающими область ее применения. Так, при тушении водой нефтепродукты и многие другие горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому вода может оказаться малоэффективной при их тушении. Огнетушащий эффект при тушении водой в таких случаях может быть повышен путем подачи ее в распыленном состоянии. Вода, содержащая различные соли и поданная компактной струей, обладает значительной электропроводностью, и поэтому ее нельзя применять для тушения пожаров объектов, оборудование которых находится под напряжением. Тушение пожаров водой производят установками водяного пожаротушения, пожарными автомашинами и водяными стволами (ручными и лафетными). Для подачи воды в эти установки используют устраиваемые на промышленных предприятиях и в населенных пунктах водопроводы. Воду при пожаре используют на наружное и внутреннее пожаротушение. Расход воды на наружное пожаротушение принимают в соответствии со строительными нормами и правилами. Расход воды на пожаротушение зависит от категории пожарной опасности предприятия, степени огнестойкости строительных конструкций здания, объема производственного помещения. Одним из основных условий, которым должны удовлетворять наружные водопроводы, является обеспечение постоянного давления в водопроводной сети, поддерживаемого постоянно действующими насосами, водонапорной башней или пневматической установкой. Это давление часто определяют из условия работы внутренних пожарных кранов. Для того, чтобы обеспечить тушение пожара в начальной стадии его возникновения, в большинстве производственных и общественных зданий на внутренней водопроводной сети устраивают внутренние пожарные краны.

Основные способы прекращения горения веществ и материалов. Виды огнетушащих веществ по принципам прекращения горения

Текст лекции

Способы прекращения горения. Характеристики отв.