CC BY
23УДК 614.846.6
МЕТОДИКА ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ НА ТРАНСПОРТЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ ПОЖАРОТУШЕНИЯ
М.Р. Сытдыков, кандидат технических наук, доцент; А.Г. Шилов;
О.А. Рыбин, доктор технических наук, профессор. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России
Представлена методика тушения пожаров на транспорте универсальной установкой пожаротушения, сформулированная на основе проведенных испытаний макета экспериментальной универсальной установки пожаротушения. Представлена оценка эффективности макета экспериментальной универсальной установки пожаротушения, на основании которой была разработана методика тушения пожаров на транспорте универсальной установкой пожаротушения.
Ключевые слова: универсальная установка пожаротушения, макет, методика тушения, оценка эффективности, огнетушащее вещество, транспорт
METHOD OF EXTINGUISHING FIRES IN TRANSPORT WITH A UNIVERSAL FIRE EXTINGUISHING SYSTEM
M R. Sytdykov; A G. Shilov; O A. Rybin.
Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia
The article presents a method for extinguishing fires in transport with a universal fire extinguishing system, formulated on the basis of tests conducted on the layout of an experimental a universal fire extinguishing system. The article presents an assessment of the effectiveness of the layout of an experimental universal fire extinguishing system, based on which a method for extinguishing fires in transport with a universal fire extinguishing system was developed.
Keyword: universal fire extinguishing system, layout, extinguishing method, efficiency assessment, fire extinguishing agent, transport
С каждым годом количество транспортных средств увеличивается, создаются и используются новые типы материалов в их конструкциях, что существенно усложняет процесс тушения. Не все виды транспортных средств используются в городских условиях, также они могут выполнять свои функции в особых климатических условиях, и отдалённых местах с малоразвитой инфраструктурой. Это означает, что чрезвычайные ситуации (ЧС) при их эксплуатации могут возникнуть как на земле, в воздухе, так и на воде. В некоторых случаях не получится ликвидировать очаг возгорания, просто залив его водой или пеной. В таких случаях необходимо учитывать вид транспортного средства, конструкцию, вид топлива, а также наличие дополнительных аккумуляторов (для транспортных средств с гибридными двигателями) [ 1 ].
Именно поэтому методы тушения пожаров на транспорте нуждаются в постоянном внимании и обновлении. При создании нового пожарно-технического вооружения (ПТВ) необходимы совершенно другие методы, отвечающие особенностям конструкций и характеристикам. Зачастую, таких методов вовсе не существует, и их необходимо создавать под конкретное устройство.
По статистике, самым опасным транспортным средством считается автомобиль. Автомобили используют не только для перевозки людей, но и не приспособленных для этого грузов, которые могут послужить причиной возникновения ДТП, а как следствие -возгорания и распространения огня.
Организовывая тушение пожаров на автомобильном транспорте, необходимо помнить о ряде важных особенностей:
- высокой скорости распространения пламени и температуре пожара;
- невысокой огнестойкости конструкций автомобилей (идет быстрый процесс плавления кузова);
- возможности взрыва газовых баллонов (транспорт с двигателями, приспособленными к работе на метане или пропане).
Для железнодорожного транспорта причины возникновения ЧС отличаются от автомобильного. Вместе с этим и масштабы происшествия будут более серьезными, поскольку свыше 40 % населения в России используют железнодорожный транспорт для перемещений по территории страны и ближнего зарубежья. На долю грузооборота приходится примерно 65 % от общего объема, большая часть которого это: легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, твердые горючие вещества, опасные химические и радиоактивные вещества. Основными причинами возникновения ЧС являются:
- сход состава с рельсов;
- самовозгорание и взрыв пожароопасного груза;
- повреждение опасного груза;
- наезд на другое транспортное средство;
- столкновение поездов.
К железнодорожному транспорту также относится и метрополитен, выполняющий единственную функцию - перевозку людей. Ввиду подземного расположения, метрополитен является одним из самых сложных объектов в плане тушения пожара с высоким уровнем потенциальной смертности в случае возникновения ЧС. В замкнутом пространстве огонь распространяется быстрее, а продукты горения способны быстро заполнить свободное пространство.
Обстановка с авиационным транспортом куда сложнее прочих. Сейчас не будем говорить о пожарах внутри самолетов во время полётов, поскольку универсальная установка пожаротушения не подразумевает под собой расположения внутри самолетов с целью обеспечения пожарной безопасности. Главной целью универсальной установки пожаротушения (УУПТ) для авиатранспорта является обеспечение пожарной безопасности на земле. Главной угрозой является находящееся на борту авиатопливо в больших объемах. При экстренной посадке может произойти удар самолета о землю, в этом случае происходит повреждение баков и электропитания, топливо разливается и мгновенно воспламеняется. В такой ситуации пассажиры и экипаж отрезаны от эвакуационных путей.
В случае возникновения пожаров на судах необходимо в первую очередь понимать их расположение и удаленность от других судов и объектов инфраструктуры. При возгорании на открытой воде УУПТ следует располагать непосредственно на судне как оборудование, обеспечивающее пожарную безопасность в процессе эксплуатации, и на протяжении всего пути следования. Также УУПТ может находиться на территории порта [2].
Для тушения пожаров необходимо обеспечить выдачу запасов огнетушащего вещества (ОТВ) из сосудов УУПТ. Для каждого вида ОТВ этот процесс отличается. В описании процесса по выдаче ОТВ используются обозначения, представленные на схеме УУПТ (рис. 1).
Рис. 1. Схема УУПТ [3]: 1, 2, 4, 10, 17, 21, 22, 23, 29, 33, 34, 49, 52, 65 - задвижки с электроприводом; 3, 18 - модули газового тушения; 5 - полости сосудов для подачи газа на перемещение разделителей; 6 - сосуды в форме труб для хранения и вытеснения ОТВ (условно показаны только четыре сосуда по количеству видов ОТВ); 7 - задвижка с электроприводом и обратным клапаном системы аэрации порошка; 8 - полости сосудов для хранения и вытеснения запаса ОТВ;
9 - эластичные разделители сред; 11 - трубопровод выдачи твердых ОТВ (порошок); 12 - тройник соединения трубопроводов твердых и жидких ОТВ; 13 - фильтр-калибратор частиц порошка (со встроенным сборником отсеянных частиц); 14 - измеритель расхода аэрозоля; 15, 43, 57, 58 - краны шаровые; 16 - ручные стволы; 19, 38, 44, 47, 66, 67 - задвижки
с электроприводом и обратным клапаном; 20 - трубопровод выдачи жидких ОТВ (вода); 24 - трубопровод выдачи ОТВ (огнетушащего газа); 25 - двигатель внутреннего сгорания (дизельный); 26 - самовсасывающий центробежный насос; 27, 32, 61 - напорные патрубки; 28 - трубопровод выдачи воды из самовсасывающего центробежного насоса; 30 - трубопровод выдачи жидких ОТВ (пенообразователь); 31 - пеносмеситель; 34, 59, 60 - трубопровод подачи огнетушащего газа; 35 - фильтры воздушные дренажа; 37 - трубопровод дренажа; 39 - датчики наполнения сосудов ОТВ; 40 - компрессор воздушный; 41 - лебедка; 42 - гидравлический цилиндр; 43 - трубопровод загрузки твердых ОТВ (порошок); 45, 48, 51, 54 - задвижка
с электроприводом системы наполнения сосудов ОТВ; 46 - трубопровод заправки огнетушащего газа; 50 - трубопровод загрузки жидких ОТВ (пенообразователь); 53 - трубопровод загрузки жидких ОТВ (вода); 55 - трубопровод забора жидких ОТВ; 56 - трубопровод заправки баллонов сжатым воздухом; 62 - тройник соединения трубопроводов твердых и жидких ОТВ; 63 - фильтры системы наполнения сосудов ОТВ; 64 - задвижка с электроприводом и обратным клапаном системы контроля давления в сосуде с ОТВ (имеет режимы: «контроль давления» с автоматическим срабатыванием, «открыто», «закрыто»); 68 - кран трехходовой с электроприводом; 69 - трубопровод заправки баллонов
огнетушащим газом (ОГ)
Выдача огнетушащих порошковых составов. Открывается задвижка с электроприводом (17) и ОГ из баллонов (18) через задвижку с электроприводом (4) поступает в полость (5) сосуда (6), также открывается задвижка с электроприводом (1) и (2) для доставки ОГ из баллона (3) через задвижку с электроприводом и обратным клапаном (7) в полость (8), обеспечивая аэрацию порошка.
Давление газа в полости (5) будет обеспечивать движение разделителя (9) для вытеснения аэрированного порошка из полости (8), проходящего через задвижку с электроприводом (10) по трубопроводу выдачи (11), тройник (12), фильтр-калибратор (13), измеритель расхода (14), ручной кран (15) в ручной ствол (16).
Выдача воды. Открывается задвижка с электроприводом (17) и ОГ из баллонов (18) через задвижку с электроприводом (4) поступает в полость (5) сосуда (6), обеспечивая вытеснение воды из полости (8), путем движения разделителя (9). Вода проходит через задвижку с электроприводом и обратным клапаном (19) по трубопроводу выдачи (20), тройник (12), крестовину (62), задвижку с электроприводом (22), ручной кран (15) в ручной ствол (16).
В случае отсутствия воды в сосудах (6) используется выдача воды из внешних источников. Вода попадает из трубопровода забора жидких ОТВ (55) через напорный патрубок (32) в насос (26), проходит через тройник (12), трубопровод выдачи (28), задвижку с электроприводом и обратным клапаном (65), крестовину (62), задвижку с электроприводом (21), кран (15) и поступает в ручной ствол (16) или напорные патрубки (27).
Выдача ОГ. ОГ, находясь под давлением в сосуде (6), проходит через задвижку с электроприводом (23) по трубопроводу (24), тройник (12), ручной кран (15) в ручной ствол (16).
Выдача воздушно-механической пены. Воздушно-механическую пену получают за счет одновременного вытеснения воды и пенообразователя из содержащих их сосудов. Для этого открывается задвижка с электроприводом (17), ОГ из баллонов (18) через задвижку с электроприводом (4) поступает в полости (5) сосуда (6), перемещая разделители (9).
Вода и пенообразователь поступают из содержащих их сосудов через задвижку с электроприводом (29) для пенообразователя, задвижку с электроприводом и обратным клапаном (19) для воды, далее по трубопроводам (30) и (20) соответственно, крестовины (12) в пеносмеситель (31), затем через кран (15) поступает в ручной ствол (16) или напорные патрубки (27).
Образование раствора пенообразователя происходит в пеносмесителе (31). Регулировка концентрации раствора (кратность) осуществляется путем поворота ручки на пеносмесителе (31).
В случае отсутствия воды в сосудах (6) используется подвод воды из внешних источников. Вода попадает из трубопровода забора жидких ОТВ (55) через напорный патрубок (32) в насос (26), проходит через крестовину (12), трубопровод выдачи (28), задвижку с электроприводом и обратным клапаном (65), задвижку с электроприводом (22) в пеносмеситель (31), затем через кран (15) поступает в ручной ствол (16) или напорные патрубки (27).
Алгоритм применения УУПТ представлен на рис. 2.
Рис. 2. Алгоритм тушения пожаров УУПТ (ЕДДС - единая дежурно-диспетчерская служба)
Любое создаваемое оборудование нуждается в оценке его эффективности по профилю применения. На основании системного подхода к проведению исследования, позволившего
произвести комплексное изучение установок пожаротушения как комплекса взаимосвязанных элементов (систему) с точки зрения системного анализа, возможно использовать методологию представления объектов в качестве системы и провести их анализ.
В теории систем [4-7] описаны три типа: простая, сложная и большая система. Простая система состоит только из элементов и компонентов, которые способны полностью описать ее свойства. Сложная система включает одну или несколько подсистем со своими целевыми функциями. И, наконец, большая система имеет многоуровневую иерархическую структуру из элементов различной природы. УУПТ по своей сложности может быть отнесена к большой технической системе, в структуре которой большое количество отдельных сложных технических элементов, которые взаимодействуют друг с другом для выполнения основных задач УУПТ. Все параметры этих сложных систем тесно связаны между собой. УУПТ может быть представлена в виде иерархической структуры подсистем различной сложности (рис. 3).
К подсистеме первого уровня можно отнести вид унифицированной оболочки, от которой напрямую зависит выбор варианта используемых сосудов, а также дополнительного оборудования, необходимого для обеспечения автономной работы. Это должно рассматриваться в разрезе ее конструктивных и эксплуатационных особенностей. На втором уровне должна рассматриваться сама установка пожаротушения, размещенная внутри унифицированной оболочки, которая, в целом, характеризует эффективность всей УУПТ. На последующих уровнях должны рассматриваться вспомогательные группы агрегатов, обеспечивающие полный цикл работы УУПТ: двигатель внутреннего сгорания (ДВС), насосная установка, емкости для хранения и выдачи ОТВ, запасы ОГ, пульт управления, ПТВ.
При оценке УУПТ как большой системы считаем необходимым руководствоваться рядом критериев.
Адекватность - соответствие УУПТ потребностям подразделений федеральной противопожарной службы (ФПС) МЧС России, объектов защиты, населения, параметрам пожарной обстановки в гарнизонах и реальным условиям их удовлетворения, а также достигаемое разработкой, конструированием и реализацией готовой к применению УУПТ
Рис. 3. Схема концепции УУПТ
нормативных, технологических, технических, организационных, оперативно-тактических мероприятий и связанных с применением соответствующих людских и технических ресурсов противопожарной службы [4-8].
Эффективность - свойство объекта (УУПТ), определяющее степень его адаптивности к использованию по предназначению в заданном диапазоне условий эксплуатации.
Результативность - свойство, позволяющее оценить максимальную эффективность функционирования УУПГ при минимизации затрат на его содержание.
Конструкция и техническая компоновка УУПТ в некотором исполнении по представленным выше критериям может быть представлена в виде структурно-функциональной схемы связей [9] (рис. 4).
Рис. 4. Структурно-функциональная схема связей при рассмотрении адаптивности и эффективности функционирования УУПТ
Данные, представленные в статье, показывают:
- важность использованного макета экспериментальной УУПТ для разработки методики тушения пожаров на транспорте предлагаемой УУПТ;
- возможность создания УУПТ в масштабе для применения по предназначению подразделениями ФПС МЧС России;
- реальность применения предлагаемой методики тушения пожаров на транспорте
УУПТ.
Литература
1. Bеттегрень B.^, Ложкин B.H., Савин M.A. Эффективная эксплуатация основных пожарных автомобилей при низких температурах: монография. 2-е изд., перераб. и доп. Екатеринбург: УрИ ГПС MЧС России, 2019. 357 с.
2. Сытдыков MP., Шилов A.r., Поляков A.С. О показателях результативности мобильных установок пожаротушения // Проблемы управления рисками в техносфере. 2020. № 1 (53). С. 37-43.
3. Универсальная установка пожаротушения M^QK A62C 13/00 (2006.01): пат. 195837. Рос. Федерация / Кожевин Д.Ф., Поляков A.Q, Сытдыков MP., Шилов A.r.; заявитель и патентообладатель - Кожевин Д.Ф., Поляков A.Q, Сытдыков MP., Шилов A.r. № 2019130908, заяв. 30.09.2019; опубл. 06.02.2020, Бюл. No4-2020, 06.02.2020.
4. Aнтонов A.B. Системный анализ: учеб. для вузов. M.: Bbi^. шк., 2004. 454 с.
5. Дружинин B.B. Bопросы военной системотехники. M.: Bоениздат, 1976. 224 с.
6. Брушлинский Н.Н. Системный анализ деятельности Государственной противопожарной службы: учебник. M.: MИПБ MBД России, 1998. 258 с.
7. Белов П.Г. Системный анализ и моделирование опасных процессов в техносфере: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. M.: Изд. центр «Aкадемия», 2011. 512 с.
8. Бояршинов A.^, Ишков A.M., Теличка B.^ Техническая эксплуатация автомобилей в условиях Севера: учеб. пособие. Якутск: Изд-во Якутск. ун-та, 1996. 274 с.
9. Тушение пожаров на транспорте. URL: https://storeint.ru/sredstva-i-sposob-tusheniya-pozharov-na-transporte/ (дата обращения: 28.05.2020).
References
1. Vettegren' V.I., Lozhkin V.N., Savin M.A. Effektivnaya ekspluataciya osnovnyh pozharnyh avtomobilej pri nizkih temperaturah: monografiya. 2-e izd., pererab. i dop. Ekaterinburg: UrI GPS MCHS Rossii, 2019. 357 s.
2. Sytdykov M.R., Shilov A.G., Polyakov A.S. O pokazatelyah rezul'tativnosti mobil'nyh ustanovok pozharotusheniya // Problemy upravleniya riskami v tekhnosfere. 2020. № 1 (53). S. 37-43.
3. Universal'naya ustanovka pozharotusheniya MPK A62C 13/00 (2006.01): pat. 195837. Ros. Federaciya / Kozhevin D.F., Polyakov A.S., Sytdykov M.R., Shilov A.G.; zayavitel' i patentoobladatel' - Kozhevin D.F., Polyakov A.S., Sytdykov M.R., Shilov A.G.№ 2019130908, zayav. 30.09.2019; opubl. 06.02.2020, Byul. No4-2020, 06.02.2020.
4. Antonov A.V. Sistemnyj analiz: ucheb. dlya vuzov. M.: Vyssh. shk., 2004. 454 s.
5. Druzhinin V.V. Voprosy voennoj sistemotekhniki. M.: Voenizdat, 1976. 224 s.
6. Brushlinskij N.N. Sistemnyj analiz deyatel'nosti Gosudarstvennoj protivopozharnoj sluzhby: uchebnik. M.: MIPB MVD Rossii, 1998. 258 s.
7. Belov P.G. Sistemnyj analiz i modelirovanie opasnyh processov v tekhnosfere: ucheb. posobie dlya stud. vyssh. ucheb. zavedenij. M.: Izd. centr «Akademiya», 2011. 512 s.
8. Boyarshinov A.P., Ishkov A.M., Telichka V.P. Tekhnicheskaya ekspluataciya avtomobilej v usloviyah Severa: ucheb. posobie. Yakutsk: Izd-vo YAkutsk. un-ta, 1996. 274 s.
9. Tushenie pozharov na transporte. URL: https://storeint.ru/sredstva-i-sposob-tusheniya-pozharov-na-transporte/ (data obrashcheniya: 28.05.2020).
