CC BY
54
С. С. ВОЕВОДА, д-р техн. наук, профессор, начальник кафедры
общей и специальной химии Академии ГПС МЧС РФ, г. Москва, Россия
В. П. МОЛЧАНОВ, д-р техн. наук, профессор кафедры
общей и специальной химии Академии ГПС МЧС РФ, г. Москва, Россия
Д. Л. БАСТРИКОВ, адъюнкт факультета подготовки научно-педагогических кадров
Академии ГПС МЧС РФ, г. Москва, Россия
М. А. КРУТОВ, адъюнкт факультета подготовки научно-педагогических кадров Академии ГПС МЧС РФ, г. Москва, Россия
УДК 614.842.615
ПРИМЕНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ
Рассмотрен механизм совместного применения пенообразователей различных композиций для тушения пожаров горючих жидкостей.
Ключевые слова: пенообразователь; горючая жидкость.
В последнее время на объектах нефтегазовой отрасли страны неоднократно вспыхивали крупные пожары, для ликвидации которых была применена воздушно-механическая пена и потребовалось сосредоточение на месте пожара большого количества пенообразователей, пожарной техники и личного состава пожарных подразделений [1].
В условиях пожара затруднительно дать оценку возможности использования одновременно нескольких видов пенообразователей, потому что они не всегда совместимы и их смешивание редко дает нужный результат. Разбираться же в ходе тушения пожара, какой пенообразователь подавать сразу, а какие можно применять одновременно, нет времени да и сложно, и более того, это затруднит организацию и оперативность пожаротушения.
В случае нехватки пенообразователя для проведения пенной атаки или неудачной пенной атаки при недостатке времени штабом пожаротушения обычно принимается решение использовать пенообразователь, имеющийся в наличии на объекте или предназначенный для защиты соседних объектов. При этом, как правило, не учитывается, что очень важно соблюдение очередности подачи огнетуша-щих средств, так как применение одного вида пенообразователя может снизить эффективность другого. Не принимается во внимание также и то, что интенсивность подачи пенообразователя, доставленного к месту пожара, может отличаться от того, который запроектирован для данных стационарных установок пожаротушения, что потребует доставки дополнительного объема пенообразователя для проведения пенной атаки. Пенная атака в этом слу-
чае не может дать положительного результата, так как на сетках пеногенераторов или в системах под-слойного пожаротушения мы получим либо истекающий рабочий раствор пенообразователя вместо пены, либо пену кратностью ниже нормативной.
Использование нескольких видов пенообразователей для тушения пожара потребует, безусловно, большего времени на организацию пенной атаки, однако если применение нескольких пенообразователей неизбежно, то необходимо иметь информацию о совместимости и очередности их использования.
Такие сведения можно получить только после проведения экспериментальных исследований. При этом необходимо испытать не только пенообразователи, находящиеся на объектах защиты, но и те, которые будут участвовать в тушении, т. е. пенообразователи, которые есть в наличии в пожарных подразделениях, прибывающих на пожар по повышенному номеру вызова [2].
В статье приводятся экспериментальные данные, позволяющие разобраться в причинах получения пены пониженной кратности и устойчивости, исходя из лабораторных опытов по совместному применению пенообразователей различных марок.
При испытаниях применялись установки, схемы которых показаны на рис. 1 и 2. В результате испытаний получены данные по устойчивости пены, получаемой из смесей серийно выпускаемых пенообразователей различных композиций.
В лабораторных экспериментах замеряли массу отсека, вытекающего из пены, а затем по получен-
© Воевода С. С., Молчанов В. П., Бастриков Д. Л., Крутое М. А., 2012
70
{ББИ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №1
ным данным определяли скорость разрушения пены а (г/с) по формуле
а =
й т т0 - т 1
й х
т
Ах
(1)
где т0 — масса собранной пены средней кратности, г;
т — масса отсека, г;
Ах — время измерения, с.
В исследованиях по определению устойчивости пены производили смешивание двух марок пенообразователей в различной концентрации. После этого при помощи стендовой установки (см. рис. 1) путем изменения расходов воздуха и рабочего раствора получали пену кратностью 70-90. Далее собранную в емкость пену помещали на весы другой лабораторной установки для определения ее массы (см. рис. 2). Затем проводили сбор отсека, вытекающего из пены за промежутки времени Ах = 20 с, после чего измеряли его массу.
Для исследования были отобраны образцы пенообразователей, используемых (в системах пожаротушения) на некотором объекте N. Отбор пенообразователей производили из емкостей автоматических установок пожаротушения, имеющихся на объекте, пожарных автоцистерн подразделений, охраняющих
Рис. 1. Схема установки для получения пены средней кратности: 1 — пеногенератор; 2, 9 — ротаметр; 3 — бачок; 4, 5, 7, 8 — клапан; 6 — манометр; 10 — емкость для сбора пены; 11 — ограждение; 12 — выдвижной держатель
¥
□
Рис. 2. Схема установки для измерения массы отсека, вытекающего из пены за различные промежутки времени: 1 — емкость с пеной средней кратности; 2 — сборник жидкости; 3 — весы; 4 — емкость для сбора отсека
объект, и емкостей 100 %-ного запаса пенообразователя для нужд пожаротушения. Так были отобраны три марки пенообразователя: образец А, образец В и образец С.
Данные, полученные в экспериментах с образцами А, В и С, представлены на рис. 3-5.
Из рис. 3-5 видно, что при смешивании различных образцов пенообразователей изменяется скорость истечения водного отсека из пены. Наиболее высокая скорость истечения отсека из пены наблюдается при смешивании пенообразователей А и С в концентрации 1:1 и 3:1 (см. рис. 5). При этом при испытании "эталонных" образцов у пенообразователя С наблюдалась наиболее низкая скорость разрушения пены.
На рис. 6 приведены кривые, характеризующие скорость разрушения пены при изменении процентного состава смесей пенообразователей. Начальные и конечные точки (100 %) соответствуют эталонным составам, а промежуточные — пропорциональным смесям составов в концентрации соответственно 25, 50 и 75 %.
е
о &
К
1
2 4
3 \
и
20
60 100 140 180 220 Время истечения, с
260
300
Рис. 3. Скорость разрушения пены из смесей растворов пенообразователей А и В: 1 — образец А (эталон); 2 — образец В (эталон); 3 — образцы А и В (1:3); 4 — образцы А и В (1:1); 5 — образцы А и В (3:1)
100 140 180 220 Время истечения, с
300
Рис. 4. Скорость разрушения пены из смесей растворов пенообразователей В и С: 1 — образец В (эталон); 2 — образец С (эталон); 3 — образцы В и С (1:3); 4 — образцы В и С (1:1); 5 — образцы В и С (3:1)
{ББИ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №1
71
50
20 60 100 140 180 220 260 300
Время истечения, с
Рис. 5. Скорость разрушения пены из смесей растворов пенообразователей А и С: 1 — образец С (эталон); 2 — образец А (эталон); 3 — образцы А и С (1:3); 4 — образцы А и С (1:1); 5 — образцы А и С (3:1)
50
0 ---—
100 25 50 75 100
Концентрация смесей пенообразователей, %
Рис. 6. Изменение скорости разрушения пены, получаемой из смеси растворов пенообразователей А и В (1), А и С (2), В и С (3) различной концентрации
Анализируя полученные данные, можно однозначно утверждать, что в условиях реального пожара можно получить эффект образования так называемой "сухой" пены, когда в условиях смешивания пенообразователей скорость истечения раствора из пены будет превышать предельно допустимую по требованиям норм. Такая пена не обладает теми свойствами, которые необходимы для ликвидации горения.
Установлено, что в настоящее время на объектах нефтегазовой отрасли для нужд пожаротушения хранится обширная линейка марок пенообразователей. Некоторые объекты одновременно имеют
запас пенообразователей, предназначенных для получения высокократной пены для тушения пожара насосных по перекачке нефтепродуктов; для тушения способом подачи пены под слой горючего, а также пенообразователей, используемых в передвижной пожарной технике, и их резервы. В таких случаях целесообразно применение так называемых "универсальных" пенообразователей специальной композиции [3].
Выводы
В результате проведенных лабораторных исследований устойчивости пен, полученных из смесей пенообразователей различных композиций, установлено:
1. Устойчивость пен по мере изменения соотношения компонентов меняется неравномерно. Добавки пенообразователя иной (отличной от эталонного) композиции меняют устойчивость пены относительно пены, полученной из однородного (эталонного) пенообразователя.
2. Нельзя смешивать пенообразователи различного назначения, различной пенообразующей природы, с различными огнетушащими и эксплуатационными свойствами. Некоторые смешанные составы пенообразователей (см. рис. 6), в которых пенообразователей, отличающихся по композиции от исходного, содержится 50 % и более, снижают устойчивость пен в 2 раза и не могут применяться при тушении пожара.
3. При тушении крупных пожаров в резервуарах и резервуарных парках РТП должен знать, какие пенообразователи, сосредоточенные на пожаре, допускается смешивать для проведения пенной атаки. Эти сведения в обязательном порядке должны содержаться в планах тушения пожара. Получить такую информацию можно только после проведения лабораторных испытаний пенообразователей на совместимость.
4. Совместимые пенообразователи не должны мутнеть, расслаиваться и выпадать в осадок при смешивании друг с другом, не должны ухудшаться их коллоидно-химические свойства, пенообразующая способность и огнетушащая эффективность.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шароварников А. Ф. Противопожарные пены. Состав, свойства, применение. — М.: Знак, 2000.
2. Шароварников А. Ф., Молчанов В. П., Воевода С. С., Шароварников С. А. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов : 2-е изд. — М. : Пожнаука, 2007.
3. Рекомендации по тушению пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах. — М.: ВНИИПО, 1994.
Материал поступил в редакцию 15 декабря 2011 г. Электронные адреса авторов: [email protected]; [email protected].
72
!ББМ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №1
