Дипломная (вкр): Особливості застосування газових та аерозольних вогнегасних засобів

Особливості застосування газових та аерозольних вогнегасних засобів

Зміст

Вступ

.        Особливості застосування газових та аерозольних вогнегасних засобів

.        Теоретичне обґрунтування доцільності поєднання компонентів газів-флегматизаторів та аерозольних речовин

.        Розробка методики експериментального визначення вогнегасної ефективності та подачі газоаерозольної суміші

.1      . Методика проведення експериментальної подачі вогнегасного засобу на осередок полум’я

.2      Опис установки для подачі вогнегасної суміші

.3      Експериментальне дослідження вогнегасної ефективності газоаерозольної суміші

.4      Гасіння пожеж газоаерозольними сумішами

. Правила безпеки праці та надання першої допомоги при нещасних випадках

Висновки

Література

Графічна частина.

Вступ

Останнім часом в системах протипожежної безпеки невеликих об'єктів підлягають захисту системами автоматичного пожежогасіння все більшого поширення набувають автоматичні установки газового пожежогасіння .

Їх перевага полягає у відносно безпечних для людини вогнегасних складах, повній відсутності шкоди захищається при спрацьовуванні системи, багаторазовому використанні обладнання і гасінні вогнища загоряння у важкодоступних місцях.

Як один зі шляхів підвищення ефективності гасіння пожеж почали досліджувати застосування комбінованих вогнегасних засобів і створення засобів комбінованої подачі різних вогнегасних речовин. У той же час, як в Україні, так і за кордоном ще не розроблені наукові основи створення засобів комбінованої подачі вогнегасних речовин і визначення раціональних параметрів комбінованої подачі вогнегасних речовин для підвищення ефективності гасіння пожеж різних класів.

У практиці комбінованого пожежегасіння переважно застосовують комбінацію з двох вогнегасних речовин. Крім одночасної подачі речовин ще можуть бути одночасно-послідовна і послідовно-одночасна. При одночасно-послідовній подачі на початковій стадії гасіння до моменту припинення полум'яного горіння застосовують подачу одночасно двох вогнегасних речовин, а для дотушування застосовують одну з двох речовин. При послідовно-одночасній подачі на початковій стадії гасіння застосовують одну з двох речовин, а, починаючи з певного моменту часу, здійснюють подачу обох вогнегасних речовин.

При проектуванні установок найбільш часто виникають питання щодо вибору вогнегасних складів і технічного розрахунку установки.

В даній роботі зосередимо увагу на газо-аерозольному гасінні, поставивши за мету експериментально визначити найбільш ефективний спосіб приготуванні та подачі вогнегасної суміші.

Метою дипломної роботи є розкриття особливостей бінарної дії комбінацій вогнегасних речовин і визначення раціональних параметрів їхньої подачі для підвищення ефективності гасіння пожеж.

Для виконання поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

провести аналіз стану питання комбінування газової та аерозольної вогнегасних речовин і способів їхньої подачі;

виконати теоретичний огляд процесів гасіння пожеж обраною комбінацією вогнегасних речовин;

розробити лабораторну експериментальну установку і методику, провести дослідження ефективності гасіння модельного вогнища пожежі;

провести лабораторні випробування гасіння модельного вогнища;

розробити рекомендації з тактичних прийомів комбінованого пожежогасіння та способів комбінованої подачі вогнегасних речовин.

Об'єкт дослідження - способи і засоби гасіння різних класів пожеж вогнегасними речовинами.

Предмет дослідження - процеси гасіння різних класів пожеж комбінаціями вогнегасних речовин.

Методи дослідження. Аналітичні і теоретичні методи дослідження вогнегасної ефективності комбінацій вогнегасних речовин. Фізико-хімічні методи дослідження процесу гасіння модельних вогнищ за допомогою комбінованих вогнегасних речовин. Лабораторні методи дослідження гасіння модельних вогнищ різних класів пожеж за допомогою комбінованого способу подачі вогнегасних речовин. Статистичні методи обробки результатів експериментальних досліджень.

.        Особливості застосування газоаерозольних вогнегасних засобів

Усі найбільш часто застосовувані в сучасних установках об’ємного пожежогасіння газові вогнегасні склади можна умовно розділити на три основні групи. Це речовини хладонового ряду, діоксид вуглецю, широко відомий як вуглекислота (СО2) та інертні гази та їх суміші.

Відповідно до державного стандарту[2] всі ці газові вогнегасі речовини застосовуються в установках пожежогасіння для гасіння пожеж класу А, В, С за ГОСТ 27331 та електрообладнання з напругою не вище зазначеного в технічній документації на застосовувані ГВЗ.

Газові ВЗ застосовуються переважно для об'ємного пожежогасіння в початковій стадії пожежі [3]. Також ГВЗ використовуються для флегматизації вибухонебезпечного середовища в нафто -хімічної, хімічної та ін галузях.

Газові вогнегасники речовини Аргон, Азот, Інерген:

Озонобезпечні ;

Інертні, не викликають корозії металів, не реагує з більшістю матеріалів;

Час випуску 60 секунд ;

Контроль тиску за манометром ;

Аргон, азот і інерген відносяться до групи стислих (інертних) газових вогнегасних складів, для яких основним механізмом гасіння вважається розбавлення - зниження концентрацій кисню до значень, при яких горіння припиняється ;

Газові вогнегасники речовини Азот, Аргон, Інерген не застосовувані для пожежогасіння приміщень, де знаходяться або можуть знаходитися люди;

Рекомендується застосовувати тільки для гасіння приміщень, в яких попередньо евакуйовані люди.

Так як аргон, азот, інерген є стисненими газами і зберігаються в модулях при високому тиску 200 або 300 атмосфер, то є деякі обмеження щодо застосування балонів з даними газами :

) Відповідно до НПАОП 0.00-1.59-87 балони тиском 200 і 300 атм. і ємністю 50 літрів і більше підлягають реєстрації в органах Держгірпромнагляду.

) При застосуванні балонів тиском 200 і 300 атм. є спеціальні підвищені вимоги до випробувань трубопроводами та їх сполук на герметичність[7].

Газові Вогнегасні речовини аргон, азот і інерген за принципом пожежогасіння належить до класу розріджувачів. Для підтримки горіння необхідною умовою є наявність не менше 12 % кисню. Принцип розбавлення атмосфери полягає в тому, що при випуску газу у приміщення, що знижується вміст кисню до рівня менше 12 % і горіння припиняється. При цьому вогнегасна концентрація інертного газу складає близько 40 % і більше.

Прямий вплив інертних газів на людину при таких концентраціях не є смертельним, але при такому принципі пожежогасіння зниження концентрації кисню менше 12 % викликає асфіксію (задуха ) людей .

Інерген містить суміш газів: 52 % ( об.). азоту, 40 % ( о.) аргону і 8 % ( о.) вуглекислий газ СО2. Так як до складу інерген входить вуглекислий газ СО2, то називати газ інерген інертним і чистим не можна.

Водночас звертає на себе увагу висока токсичність СО2. Вже при концентрації близько 2% спостерігається помітне почастішання дихання, а при концентраціях 5 % об. і більше відбувається збій у роботі регуляторів дихання, що веде до смерті.

Відзначається, що навіть невелика кількість СО2 8 %, що входить до складу інерген, в доповненні до вже наявного СО2 в приміщенні при пожежі може викликати найгострішу токсикацію .

В якості вогнегасної речовини для гасіння використовуються такі гази:

Таблиця 1.

вогнегасний газоаерозольний суміш пожежа

Аерозолеутворюючий вогнегасний склад - композиція спеціального складу, здатна до самостійного горіння без доступу повітря з утворенням вогнегасного аерозолю.

Аерозольні вогнегасні суміші одержують спалюванням твердопаливної композиції (ТПК), яка складається з окисника (як правило, KNO3; KClO4 чи їх суміші) і відновника-пального (епоксидна смола, ідітол, каучуки і т.п.), в процесі горіння ТПК утворюються конденсована та газова фази. Висока ефективність АВС пояснюється утворенням високодисперсної конденсованої фази з розміром частинок 1 мкм і менше. Оскільки конденсована фаза - це такі речовини як K2CO3, KOH, KCl, то деякі дослідники схильні вважати, що механізм дії АВС подібний до механізму дії вогнегасних порошків [17]. Підвищення ефективності АВС можна досягнути шляхом високої степені газифікації вихідних компонентів рецептур ТПК з максимально можливим вмістом інертних газових розріджувачів (азот, СО2, пари води), відтак, кількість газових компонентів має бути більшою, ніж твердих. Також автор праці [20] зазначає, що висока степінь газифікації ТПК сприяє підвищенню вогнегасної ефективності аерозолів.

Найкраща вогнегасна здатність аерозолів , в порівнянні з традиційними засобами гасіння , досягається завдяки наступним особливостям цього способу пожежогасіння . Перша особливість полягає в тому , що в аерозольному вогнегаснику речовина знаходиться не в готом до вживання вигляді, а в хімічно зв'язаному стані - у вигляді спеціально підібраного аерозолеутворюючого вогнегасного складу. Друга особливість - значно менші ( в десятки разів) розміри аерозольних частинок в порівнянні з розмірами частинок , утворених при використанні звичайних порошків. В результаті вдається досягти більшої площі поверхні і , отже , більш високою вогнегасної здатності АВС від 30 до 80 г/м3 залежно від виду складу і горючого матеріалу, що підлягає гасінню.

Тверді частинки аерозолю можуть діяти:

За тепловим механізмом - шляхом відбору тепла із зони горіння за рахунок нагріву частинок, їх розпаду чи випаровування .

Автор [31] подає таку класифікацію за дисперсністю: аерозоль може бути системою грубої, колоїдної і аналітичної дисперсності. Грубодисперсний аерозоль включає в себе частинки, видимі за допомогою оптичного мікроскопа, тобто частинки з розміром більше 0,5- 1,0 мк і менше 10 мк; аерозолі колоїдної дисперсності містять частинки речовини колоїдних розмірів, тобто в межах від 5 до 500 ммк, що піддаються спостереженню тільки методами ультра- і електронної мікроскопії; і аерозолі аналітичної дисперсності мають частинки розміром 1-5 ммк.

.       
Теоретичне обґрунтування доцільності поєднання компонентів газів-флегматизаторів та аерозольних речовин

Ефективність застосування комбінованого гасіння доведено багатьма науковцями, що працюють в цій галузі. Зокрема професор Шкоруп О.І. наводить методику визначення моделі залежності часу гасіння від інтенсивності подачі ВР при різних способах подачі - послідовно і одночасно.[27]

Використання процесів горіння для гасіння пожеж можливе або в опосередкованому вигляді (як хімічних джерел робочого тиску в порошкових або імпульсних вогнегасниках), або безпосередньо для гасіння (шляхом генерації вогнегасних аерозолів або інертних газів).

Враховуючи аналіз деяких методів об’ємного пожежогасіння, необхідно відмітити, що на даний час не розроблені загальноприйняті принципи і кількісні закономірності, які заздалегідь дозволяють спрогнозувати умови пожежогасіння. Це пов’язано з надзвичайним різноманіттям факторів, які визначають розвиток і придушення пожежі. Тому для підбору вогнегасних речовин і визначення норм їх витрат користуються зазвичай експериментальними даними з обчисленням конкретних умов можливої пожежі. Існують лабораторні та полігонні методи випробування вогнегасних речовин. Необхідність перевірки результатів лабораторних досліджень полігонними випробуваннями обумовлена складністю моделювання процесу пожежогасіння в обмеженому об’ємі і в частковості екстраполяції результатів дослідів на реальні масштаби.

Основними характеристиками вогнегасних засобів,які слід оцінювати під час експериментальних досліджень є вогнегасна ефективність та інтенсивність подачі вогнегасного засобу.

Під вогнегасною ефективністю зазвичай розуміють мінімальну кількість вогнегасних речовин, необхідних на придушення будь-якого модельного вогнища пожежі. У випадку застосування засобів об’ємного гасіння (газових складників) під вогнегасною ефективністю розуміють концентрацію інтенсивність подачі вогнегасних складників приймають їх масову витрату під час гасіння на одиницю захищуваної площі або об’єму.

При проектуванні систем пожежогасіння після вибору вогнегасного засобу найбільш важливо визначити оптимальну інтенсивність подачі засобу. Вирішення цього завдання пов’язано з необхідністю дотримання двох умов: итома витрата повинна бути мінімальною, а час гасіння не повинен бути більшим за допустимий. Для різних видів вогнегасних засобів причини появи екстремальної концентрації є різними. Кожен процес гасіння володіє своїми особливості теплового режиму. Згідно існуючих уявлень про граничні умови горіння нижче температурної межі, до якої може розповсюджуватися полум’я, що самопідтримується, для звичайних вуглеводних горючих матеріалів, складає близько 1000оС. При зниженні температури горіння нижче цієї межі відбувається погасання полум’я.

Між тим для початку горіння достатньо нагріти горюче середовище до температури її самоспалахування. Інколи вважають, що гасіння полум’я можна досягти лише при зниженні температури в зоні реакції нижче температури самоспалахування.

Із викладених свідчень про горіння випливає, що гасіння горіння може бути забезпечено або охолодженням зони реакції, або поверхні палаючого матеріалу. В останньому випадку придушення горіння досягається тоді, коли інтенсивність тепловідведення перевищує інтенсивність виділення тепла в зоні горіння.

Для припинення горіння охолодженням зони реакції вимагається відвести в два рази більше тепла, ніж при охолодженні поверхні палаючої речовини. Очевидно, із збільшенням пружності пари палаючої рідини різниця в умовах гасіння охолодженням поверхні і власне зони горіння буде зменшуватись, а у випадку твердих матеріалів - зростати.

Особливості закономірностей інгібування горіння полягають перш за все в тому, що інгібувати можна тільки ті процеси горіння, які пов’язані з ланцюговим розгалуженим характером окислення. Такими властивостями володіють горючі системи, в яких в якості окисника бере участь кисень (повітря). В цей же час процеси горіння органічних матеріалів в інших окисниках - в галогенах, оксидах азоту, які протікають переважно за тепловим механізмом, як відомо, не можливо придушити за допомогою інгібуючих засобів.

Невдалими до цього часу залишаються також спроби віднайти інгібітори для придушення горіння в повітрі металів і ряду металовмісних речовин (гідридів легких металів, деяких елементоорганічних сполук).

Остаточне припинення горіння, як правило, досягається при одночасному гальмуванні реакції і охолодженні - наприклад, при розбавленні зони реакції надлишком реагуючої горючої суміші.