Пожаро-взрывобезопасность. Часть 1. Установки газового пожаротушения.

Эффективная противопожарная защита объектов различного назначения невозможна без применения автоматических установок пожаротушения (АПT). Положительный опыт их применения привел к тому, что у нас в стране и за рубежом количество АПТ непрерывно растет.

 

В зависимости от типа огнетушащего вещества, АПТ подразделяются на: водяные, пенные, газовые, порошковые и газоаэрозольные.

 

Следует особо отметить, что нет универсальной установки пожаротушения. Каждая из перечисленных выше установок пожаротушения имеет свои достоинства и недостатки.

 

В данной статье мы рассмотрим область и особенности применения установок газового пожаротушения.

 

Установки газового пожаротушения (УГП) в настоящее время находят все более широкое применение для противопожарной защиты помещений и технологического оборудования. Данные установки при защите единичных помещений имеют сравнительно более высокую стоимость по сравнению с остальными установками. Однако после ликвидации пожара или несанкционированного пуска УГП газовое огнетушащее вещество практически, не оказывает вредного воздействия на защищаемые ценности в отличие от воды, пены, порошка и газоаэрозоли. Более того - для защиты помещений с ЭВМ, серверных, архивов и др. УГП являются единственно возможным средством противопожарной защиты.

 

Правильный выбор УГП зависит от многих факторов.

 

Рассмотрим основные из этих факторов.

 

Способ противопожарной защиты.

 

УГП предназначены для создания в защищаемом помещении (объеме) газовой среды не поддерживающей горение. Поэтому существует два способа пожаротушения: объемный и локально-объемный. В подавляющем большинстве применяется объемный способ. Локальный по объему способ с экономической точки зрения выгоден в том случае, когда защищаемое оборудование установлено в помещении большой площади, которое по нормативным требованиям не требуется полностью защищать.

 

В НПБ 88-2001 приводятся нормативные требования при локально-объемном способе пожаротушения только для двуокиси углерода. На основании данных нормативных требований следует, что существуют условия, при которых локальный по объему способ пожаротушения экономически целесообразнее объемного. А именно, если объем помещения в 6 раз и более превышает условно выделенный объем, занимаемый оборудованием, подлежащим защите АПТ, то в этом случае локальный по объему способ пожаротушения экономически выгоднее объемного.

 

Газовое огнетушащее вещество.

 

Выбор газового огнетушащего вещества должен производиться только на основе технико-экономического обоснования. Все остальные параметры, в т. ч. эффективность и токсичность ГОТВ нельзя рассматривать как определяющие по ряду причин.

 

Любое из разрешенных к применению ГОТВ достаточно эффективно и пожар будет ликвидирован, если в защищаемом объеме будет создана нормативная огнетушащая концентрация.

 

Исключением из этого правила является тушение материалов, склонных к тлению. Исследования, проведенные в ФГУ ВНИИПО МЧС России под руководством А.Л. Чибисова показали, что полное прекращение горения (пламенного и тления) возможно только при подаче трехкратного от нормативного количества двуокиси углерода. Такое количество двуокиси углерода позволяет снизить концентрацию кислорода в зоне горения ниже 2,5% об.

 

По действующим в России нормативным требованиям (НПБ 88-2001) запрещено выпускать газовое огнетушащее вещество в помещение, если там находятся люди. И это ограничение является правильным. Статистика причин гибели людей на пожарах показывает, что более чем в 70% случаев гибели людей летальный исход происходил в результате отравления продуктами горения.

 

В нашей стране в настоящее время разрешены к применению в установках газового пожаротушения следующие ГОТВ: хладон 125, хладон 318Ц, хладон 227еа, хладон 23, СО2, N2, Ar и смесь (N2, Ar и СО2), имеющая торговую марку "Инерген".

 

Стоимость каждого из ГОТВ значительно отличается друг от друга. В то же время, зная только цену 1 кг газового огнетушащего вещества нельзя оценить стоимость противопожарной защиты 1 м3 объема. Однозначно можно сказать только то, что защита 1 м3 объема с ГОТВ N2, Ar и "Инерген" по стоимости в 1,5 раза и дороже по сравнению с остальными газовыми огнетушащими веществами. Это вызвано тем, что перечисленные ГОТВ хранятся в модулях газового пожаротушения в газообразном состоянии, для чего требуется большое количество модулей.

 

Тип установки газового пожаротушения.

 

УГП бывают двух типов: централизованные и модульные. Выбор типа установки газового пожаротушения зависит, во-первых, от количества защищаемых помещений на одном объекте, во-вторых, от наличия свободного помещения, в котором можно разместить станцию пожаротушения.

 

При защите на одном объекте 3-х и более помещений, расположенных друг от друга на расстоянии не далее 100 м, с экономической точки зрения, централизованные УГП предпочтительнее. Причем, стоимость защищаемого объема снижается с увеличением количества помещений, защищаемых от одной станции пожаротушения.

 

Вместе с тем, централизованная УГП по сравнению с модульной, имеет ряд недостатков, а именно: необходимость выполнения большого количества требований НПБ 88-2001 к станции пожаротушения; необходимость прокладки по зданию трубопроводов от станции пожаротушения к защищаемым помещениям.

 

Модули газового пожаротушения и батареи.

 

Модули газового пожаротушения (МГП) и батареи являются основным элементом установки газового пожаротушения. Они предназначены для хранения и выпуска ГОТВ в защищаемое помещение.

 

МГП состоит из баллона и запорно-пускового устройства (ЗПУ). Батареи, как правило, состоят из 2-х и более модулей газового пожаротушения, объединенных единым коллектором заводского исполнения. Поэтому все требования, которые предъявляются к МГП, являются аналогичными и для батарей.

 

Как правило, вместимость баллонов МГП и батарей не превышает 100 л. Это связано с тем, что баллоны вместимостью более 100 л в соответствии с ПБ-10-115-96 Госгортехнадзора в обязательном порядке должны регистрироваться в местных органах Госгортехнадзора России. Баллоны вместимостью более 100 л имеют ограничения к месту их установки и предъявляются более высокие требования к лицам, осуществляющим их обслуживание.

 

В зависимости от применяемого в УГП газового огнетушащего вещества МГП должны удовлетворять ниже перечисленным требованиям.

 

МГП, заправленные хладонами всех марок должны обеспечивать время выпуска ГОТВ не превышающее 10 с.

 

Конструкция модулей газового пожаротушения, заправленных СО2, N2, Ar и "Инергеном", должна обеспечивать время выпуска ГОТВ не превышающее 60 с.

 

В процессе эксплуатации МГП должен обеспечиваться контроль массы заправленного ГОТВ.

 

Контроль массы хладона 125, хладона 318Ц, хладона 227еа, N2, Ar и "Инергена" осуществляется с помощью манометра. При снижении давления газа-вытеснителя в баллонах с выше перечисленными хладонами на 10 %, а N2, Ar и "Инергена" на 5 % от номинального МГП должен быть отправлен в ремонт. Разница в потери давления вызвана следующими факторами:

 

При снижении давления газа-вытеснителя частично теряется масса хладона, находящегося в паровой фазе. Однако, эта потеря составляет не более 0,2 % от первоначально заправленной массы хладона. Поэтому ограничение по давлению, равное 10 %, вызвано увеличением времени выпуска ГОТВ из УГП в результате снижения первоначального давления, которое определяется на основании гидравлического расчета установки газового пожаротушения.

 

N2, Ar и "Инерген" хранятся в модулях газового пожаротушения в сжатом состоянии. Поэтому снижение давления на 5 % от первоначальной величины является косвенным методом потери массы ГОТВ на эту же величину.

 

Контроль потери массы ГОТВ, вытесняемого из модуля под давлением собственных насыщенных паров (хладон 23 и СО2), должен осуществляться прямым методом. Т.е. модуль газового пожаротушения, заправленный хладоном 23 или СО2, в процессе эксплуатации должен быть установлен на весовом устройстве. При этом, весовое устройство должно обеспечивать контроль потери массы газового огнетушащего вещества, а не суммарной массы ГОТВ и модуля, с точностью до 5 %.

 

Модуль изотермический для жидкой двуокиси углерода (МИЖУ).

 

МИЖУ состоит из резервуара горизонтального для хранения СО2, запорно-пускового устройства, приборов контроля количества и давления СО2, холодильных агрегатов и щита управления. Предназначены модули для защиты помещений объемом до 15тыс.м3. Максимальная вместимость МИЖУ - 25т СО2. В модуле хранится, как правило, рабочий и резервный запас СО2.

 

Дополнительным преимуществом МИЖУ является возможность его установки вне здания (под навесом), что позволяет существенно экономить производственные площади. В отапливаемом помещении или теплом блок-боксе устанавливаются только устройства управления МИЖУ и распределительные устройства УГП (при наличии).

 

МГП с вместимостью баллонов до 100 л в зависимости от типа горючей нагрузки и заправленного ГОТВ позволяют защитить помещение объемом не более 160 м3. Для защиты помещений большего объема требуется установка 2-х и более модулей.

 

Технико-экономическое сравнение показало, что для защиты помещений объемом более 1500 м3 в УГП целесообразнее применять модули изотермические для жидкой двуокиси углерода (МИЖУ).

 

Насадки.

 

Насадки предназначены для равномерного распределения ГОТВ в объем защищаемого помещения.

 

Расстановка насадков в защищаемом помещении осуществляется в соответствии с ТУ завода - изготовителя. Количество и площадь выходных отверстий насадков определяется гидравлическим расчетом с учетом коэффициента расхода и карты распыла, указанных в технической документации на насадки.

 

Расстояние от насадков до потолка (перекрытия, подвесного потолка) не должно превышать 0.5м при использовании всех ГОТВ, за исключением N2.

 

Трубная разводка.

 

Разводка трубопроводов в защищаемом помещении, как правило, должна быть симметричной с равным удалением насадков от магистрального трубопровода.

 

Трубопроводы установок выполняются из металлических труб. Давление в трубопроводах установки и диаметры определяются гидравлическим расчетом по методикам, согласованным в установленном порядке. Трубопроводы должны выдерживать давление при испытаниях на прочность и герметичность не менее 1.25 Рраб.

 

При использовании в качестве ГОТВ хладонов суммарный объем трубопроводов, включая коллектор, не должен превышать 80% от жидкой фазы рабочего запаса хладона в установке.

 

Трассировка распределительных трубопроводов установок, использующих хладон, должна производиться только в горизонтальной плоскости.

 

При проектировании централизованных установок с использованием хладонов следует обратить внимание на следующие моменты:
  • подключать магистральный трубопровод помещения с максимальным объемом следует ближе к батарее с ГОТВ;
  • при последовательном подключении к станционному коллектору батарей с основным и резервным запасом, наиболее удаленным от защищаемых помещений должен быть основной запас из условия максимального выхода хладона из всех баллонов.