CC BY
27
Повышение эффективности пенного пожаротушения
в резервуарах
А. Н. Коленов
Национальный университет гражданской защиты Украины,
Украина, г. Харьков
Водопенные огнетушащие средства нашли широкое применение в практике пожаротушения. По частоте использования они уступают лишь жидкостным огнетушащим веществам. В большинстве развитых стран использование пен при тушении пожаров составляет 5-10 % [1] от общего случая тушения пожаров. При тушении резервуаров с горючими жидкостями пены являются основным огнетушащим средством. Отличительной особенностью пен является их высокое изолирующее действие. По этому показателю пены значительно все другие традиционные средства пожаротушения.
Пены используются для тушения твердых горючих материалов (пожары класса А) и жидких горючих материалов (пожары класса В). Также пены используются при тушении пожаров в которых основными составляющими пожарной нагрузки являются твердые и жидкие горючие материалы. Коэффициент использования водопенных составов является высоким при тушении горизонтальных участков поверхностей горючих материалов и низким при тушении вертикальных и наклонных поверхностей.
Одним из существенных недостатков пен являются проблемы с их подачей на большие расстояния.
Частично проблему подачи пен на большие расстояния решает применение жидких составов вспенивающихся в очаге пожара [2]. Они представляют собой эмульсию легкокипящей жидкости в водном растворе пенообразователя. При попадании на нагретые поверхности в очаге пожара легкокипящая жидкость переходит в газообразное состаяние. За счет присутствия пенообразователя огнетушащем растворе происходит образование пены, которая растекается. Такие пены при наличии в материале отверстий и щелей способны проникать внутрь конструкции.
Недостатком вспенивающихся в очаге пожара составов является то, что они вспениваются только на нагретых поверхностях. В случае попадания на недостаточно нагретые вертикальные и наклонные поверхности жидкий состав стекает с них, что приводит к потере огнетушащего вещества.
При тушении легкокипящих горючих жидкостей из-за низкой температуры поверхности таких горящих жидкостей рассматриваемые огнету-шащие составы также не образуют пену.
Для устранения отмеченных недостатков вспенивающихся в очаге пожара огнетушащих жидкостей необходимо чтобы они вспенивались в месте попадания на поверхность независимо от ее температуры. Эту проблему можно решить используя бинарные гонетушащие средства, которые
должны включать две отдельно хранящихся и раздельно подающихся жидкости. При попадании на твердые и жидкие поверхности они будут смешиваться. Состав растворов должен быть подобран так, чтобы при их взаимодействии выделялся газ. В случае наличия в жидкостях пенообразователя в таком случае образуется пена.
В качестве газообразующей реакции можно использовать реакцию между кислотным и щелочным компонентами, ранее применявшуюся в химически-пенных огнетушителей. В них используются в качестве щелочной части раствор гидрокарбоната натрия (№НС03) и пенообразователя. В качестве кислотной части обычно использовали растворы сильногидроли-зующихся солей ^е2^04) или А12^04)3). Для ускорения реакции между двумя растворами в раствор кислотной части добавляли серную кислоту. При смешивании кислотной и основной части раствора происходят реакции с выделением углекислого газа:
2КаНСОз + H2SO4 = Na2SO4 + 2Н2О + 2СО2Т, (1)
АЬ^04)З + 6 ШНСОз = 2А1 (ОЦЫ + 3Na2SO4 + 6 СО2. (2)
Одновременно образуется гидрооксид алюминия, который стабилизирует пену.
Кинетика этой реакции хорошо исследована, поэтому для создания устройства для тушения такими составами необходимо подобрав современный пенообразователь и разработав схему раздельной подачи кислотного и основного растворов.
Если выбор щелочной части пенообразующих растворов можно ограничить карбонатами и гидрокарбонатами натрия и калия, то выбор кислотной части дает дополнительные возможности повышения огнетушащей способности таких средств пожаротушения.
Так целесообразно ввести в состав огнетушащего раствора веществ повышающих охлаждающее действие и ингибиторов горения. В качестве таких веществ можно использовать дигидрофосфат аммония (ЫИЩ^РО^ и сульфат аммония. Предварительные опыты показали, что эти вещества способны вытеснять углекислый газ из №НС03. Такая реакция, протекающая в присутствии пенообразователя, вызывает образование пены. В случае КН4Н2Р04 процесс пенообразования протекает быстро, а в случае (КН4)^04 медленно. На твердых поверхностях в результате одновременного набрызга щелочного раствора (№НС03) и кислотного раствора (А12^04)3 или К^ЩРО^ образуется слой мелкодисперсной пены, которая при отсутствии внешнего воздействия сохраняется более 10 минут. Необходимо отметить, что такая пена удерживается и на вертикальных поверхностях, если толщина ее слоя не превышает 3 см.
Также были проведены опыты по набрызгу бинарных составов с внешним пенообразованием на поверхность горючих жидкостей (бензин А-76). Установлено, что при подаче двух растворов в распыленном виде
значительная часть растворов не тонет, а реагирует на поверхности жидкости. При этом можно организовать подачу растворов так, что на поверхности бензина образуется сплошной слой пены. Также как и в случае набрыз-га на твердые поверхности образуется стабильная мелкодисперсная тема.
Для расширения возможностей пенного пожаротушения предложено использовать бинарные составы с внешним пенообразованием. Предложены качественные составы кислотной и щелочной составляющих таких ог-нетушащих средств. Установлено, что предложенные бинарные составы способны образовывать устойчивые слои пены на твердых жидких поверхностях.
Библиографический список
1. Волков О. М. Пожарная безопасность резервуаров с нефтепродуктами Москва «Недра» 1984.
2. Шариков А. В. Современные системы и технологии.
