CC BY
9УДК 614.844
Кутовая А.С.
магистрант кафедры техносферной безопасности горного и металлургического производства Сибирский федеральный университет (г. Красноярск, Россия)
Рыбакова Н.Д.
магистрант кафедры техносферной безопасности горного и металлургического производства Сибирский федеральный университет (г. Красноярск, Россия)
Галайко А.В.
канд. тех. наук, доцент кафедры техносферной безопасности горного и металлургического производства Сибирский федеральный университет (г. Красноярск, Россия)
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВОДЯНЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Аннотация: в данной статье проанализирована водяная система противопожарной защиты фольгопрокатного предприятия; представлена роботизированная установка пожаротушения модульного типа повторно-кратковременного действия.
Ключевые слова: автоматические системы, водопроводная сеть, пожаротушение, установка, устройство.
Известно, что в производственных помещениях возгорания происходит в результате нарушения технологического процесса, неисправности электрооборудования, нарушения противопожарных норм и т.д.
Поэтому необходима система противопожарной защиты, которая является совокупностью организационных мероприятий и технических средств, направленных на защиту людей и производственного имущества от воздействия опасных факторов пожара и (или) предотвращение возможных аварийных ситуаций.
Практический интерес представляет производство по выпуску фольги, которое расположено в восточной Сибири. Район расположения отличается резко континентальным климатом, большой изменчивостью всех метеорологических параметров, резким контрастом годовых, суточных, месячных температур воздуха, зима - холодная, малоснежная.
Занимаемая площадь предприятия составляет 23,6 гектар. Общая площадь застройки 78 984,7 м2. Жилых зданий, объектов социально-культурного назначения, транспортных магистралей вблизи организации нет.
Основная деятельность завода связана с производством алюминиевой фольги и упаковочных материалов на ее основе. Фольга выпускается толщиной от 6,35 до 200 микрон. Производственная мощность около 47 500 тонн в год.
Потребителями данной продукции являются пищевая, кондитерская, фармацевтическая, строительная, автомобильная и табачная промышленность.
В качестве исходного сырья для производства используется жидкий алюминий, который поставляется из близлежащего алюминиевого завода, а также отходы собственного прокатного производства.
В состав главного корпуса предприятия входят следующие отделения:
-литейное отделение;
-прокатное отделение;
-отделение резки проката;
-отделение конвертинга;
-отделение резки отделанной фольги; -участок упаковки готовой продукции; -склад готовой продукции.
В настоящее время практический интерес, с точки зрения пожарной безопасности, представляет прокатное отделение главного корпуса с категориями помещений по взрывопожарной и пожарной опасности В1, В2 и здание станции регенерации и хранения смазочно-охлаждающих жидкостей (далее СОЖ) с категориями помещений Б, В2, В4.
Технологический процесс производства тонкой алюминиевой фольги происходит на больших скоростях прокатных станов при постоянной подаче СОЖ на ленту и валки. При обрыве ленты, как правило, происходит вспышка паров СОЖ, вследствие чего, происходит возгорание.
Для предотвращения аварийных ситуаций, на территории данного предприятия имеется пожарная служба, где на противопожарном водопроводе типа В-9 установлено 20 пожарных гидрантов и дополнительный водопровод типа В-1 с гидрантом.
Водяные автоматические системы пожаротушения запитаны от производственного водопровода В-9. В случае срабатывания системы пожаротушения, вода подается из резервуара, объемом V = 500 м3, который находится с северной стороны у производственного здания. Номинальный расход воды, Q = 100 л/с и H = 70 м.вд.ст., принят по главному производственному корпусу. Основной водопитатель предназначен для обеспечения установки пожаротушения расчетным расходом огнетушещаго вещества (6 %-й раствор пенообразователя и вода). В качестве основного водопитателя используется насосная станция с двумя насосными агрегатами 1Д-500-63-ХЛ-4 с производительностью 500 м3/час каждый или 139,9 л/сек, номинальный напор 63 м.вд.ст., а также резервный насос включается при неисправности основного насоса. [1]
Технические характеристики пожарных гидрантов представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Технические характеристики пожарных гидрантов
Наименование Диаметр Давление в Расположение Количество
водопроводной гидранта, гидранте, пожарных
сети, тип мм МПа гидрантов, шт
В-9 300 Периметр главного корпуса 11
150 0,4-0,5 Технологические помещения повышенной опасности 9
В-1 100 Склад сырья 1
Схема расположения пожарных гидрантов представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема расположения пожарных гидрантов
1 - главный корпус; 2 - АБК (административно-бытовой корпус); 3 - станция регенерации СОЖ; 4 - станция регазификации; 5 - отделение тары; 6 - участок дожига паров растворителей; 7 - склад лаков и красок; 8 - склад сырья; 9 - склад растворителей; 10 -разгрузочное устройство СОЖ; 11 - КПП (контрольно-пропускной пункт); 12 - автостоянка; 13 - АТЦ (автотранспортный цех); 14 - склад шлака; 15 - склад аргона; 16 - насосная станция СОЖ и растворителей; 17 - открытый склад СОЖ.
Достоинствами действующей водяной системы пожаротушения: -низкая стоимость огнетушащего вещества; -низкая стоимость эксплуатации; -возможность подключения от передвижной техники; -высокая огнетушащая способность воды; -охлаждение несущих конструкций при пожаре. Недостатками действующего водяного пожаротушения являются: -при срабатывании водяного автоматического пожаротушения, сложно прекратить подачу воды, так как в трубопроводе она находится в огромном количестве под высоким давлением;
-длительное время, затрачиваемое на подготовку пожаротушения и сам процесс тушения. [2]
Согласно литературным источникам, имеется ряд технических средств для предотвращения аварийных ситуаций и пожаротушения производственных ситуаций.
Возможно внедрение тушения пожара тонкораспыленной водой. Применение таких установок по критерию пожарной и взрывобезопасности рекомендуется для помещений категорий Б, В1, В2 и В3.
Достоинствами такого метода являются:
-охват больших площадей с несколькими источниками возгорания;
-перекрытие доступа кислорода к огню, предотвращая большее воспламенение;
-возможность добавлять в воду ацетат калия, который способствует образованию пены, что позволяет использовать модули при низких температурах.
Имеются следующие недостатки:
-ограниченное время распыления, так как оно зависит от количества вытесняющего газа в установке;
-высокая стоимость оборудования при тушении больших площадей;
-распылитель нуждаются в регулярной проверке и чистке, так как со временем они могут забиться пылью. [3]
Также для тушения пожаров вместо водяных систем рекомендуется использовать порошковые системы пожаротушения.
Достоинствами такой системы являются:
-высокая инерционность срабатывания, так как реагируют на первичные признаки пожара;
-стоимость установки порошкового пожаротушения ниже стоимости водяной системы.
Недостатками порошкового пожаротушения являются:
-низкий срок эксплуатации;
-ложные срабатывания из-за скачков электропитания; -высокий риск неисправности; -агрессивные свойства огнетушащего порошка; -одноразовое тушение;
-требование 100 %-го запаса порошковых модулей; -затруднение ориентации и дыхания людей после срабатывания. [4] Поэтому для совершенствования противопожарной системы, прежде всего, учитывая расход воды, стоимость эксплуатации и время на пожаротушение, предлагается использовать роботизированную установку пожаротушения модульного типа повторно-кратковременного действия.
Данная установка позволяет обеспечить необходимые параметры по расходу воды и давлению, повысить эффективность пожаротушения и уменьшить количество огнетушащего средства.
Устройство работает следующим образом. Защищаемый объект находится под постоянным контролем адресных извещателей в дежурном режиме. Под давлением находятся гидроаккумуляторы, полностью заполненные и находящиеся под контролем реле давления. При возникновении очага возгорания, извещатели срабатывают, и приемно-контрольное устройство выдает адресный сигнал «Тревога» на устройство управление, затем выдает управляющие сигналы по каналу связи на блоки коммутации, защищающие данные зону. Также приводами горизонтального и вертикального наведения и стволы наводятся на сектор защищаемой зоны. На устройство обработки видеосигнала по двухканальной связи поступают видео- и ИК-сигналы от устройства обнаружения загорания и теленаблюдения. После программной обработки полученной информации, устройство производить идентификацию загорания и определяет его координаты, размеры в пространстве и площадь пламени очага. Данная информация передается на блок управления процессом тушения, определяющий программу пожаротушения, и передает ее в устройство
управления, которое формирует сигналы по каналу связи о координатах возгорания на блоки коммутации. Приводами горизонтального и вертикального наведения, стволы наводятся на очаг возгорания, и устройство управления подает сигнал «Запуск», далее посылает технологические команды на блок управления для открытия дисковых затворов и отработку программ тушения. Пожаротушение производится строчными струями в растре с пошаговым перемещение строки повтором циклов.
Схема роботизированной установки пожаротушения модульного типа повторно-кратковременного действия представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Роботизированная установка пожаротушения
1 - пожарный робот; 2 - противопожарный водопровод; 3 - лафетный ствол; 4,5 -
приводы вертикального и горизонтального наведения; 6 - насадка с приводом изменения угла распыливания; 7 - местный пульт управления; 8 - дисковой затвор с приводом; 9 - датчик давления; 10 - блок коммутации; 11 - устройство обнаружения загорания; 12 - устройство управления; 13 - канал связи; 14 - сетевой контроллер; 15 -
приемно-контрольное устройство; 16 - пожарные извещатели; 17 - устройство цифровой обработки сигнала в ИК-диапазоне; 18 - двухканальная телевизионная связь; 19 - видеоконтрольное устройство; 20 - блок управления процессом пожаротушения; 21 - блок расчета воды на пожаротушение; 22 - насосы; 23 - обратные клапаны; 24 -водопроводная сеть; 25 - гидроаккумуляторы; 26 - реле давления; 27 - блок
управления.
Недостатками данного устройства является применение капиталоемких насосных станций и источников противопожарного водоснабжения с требуемыми параметрами по расходу и напору.
Достоинства данного технического решения позволяют без существенных серьезных издержек обеспечить нужные характеристики водоснабжения по расходу и давлению для борьбы с пожарами и локализации возгорания. Также существенно повысить эффективность тушения и понизить вред от возгорания и лишнего применения воды, так как нормативный расход воды составляет 10 л/с, а после тушения защищаемый объект находится под контролем, если возгорание повторится вновь.
Так как воду нельзя использовать для тушения веществ, которые при контакте с ней выделяют горючие, токсичные, коррозионно-активные газы и тепло, и для пожаротушения электрооборудования под напряжением, данное устройство не является заменой действующей системы, а предлагается как дополнение для повышения эффективности пожаротушения.
Данная роботизированная установка борьбы с пожарами является действенным автоматическим средством, которое позволяет навести весь расход огнетушащего вещества конкретно на очаг возгорания, обнаруженный в ранней стадии, а также локализовать пожар в течение установленного времени. Установка позволит уменьшить капитальные затраты и ущерб от пожара. [5]
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
План тушения пожара на АО «РУСАЛ САЯНАЛ» / сост. Жуков В.Ф.; АО «РУСАЛ САЯНАЛ». - Саяногорск, 2018, 54 с.
Система водяного автоматического пожаротушения. В чем ее плюсы и минусы? // Информационно-аналитический портал о загородной недвижимости, строительстве и ремонте Nedvio: официальный сайт. - 2022. - URL:
https://nedvio.com/qa/plyusy-i-minusy-vodyanogo-avtomaticheskogo-pozharotusheniya.
Пожаротушение тонкораспыленной водой: как это работает? // Системы автоматического газового пожаротушения Aferpro : официальный сайт. - 2022. -URL: https://afes.pro/blog/pozharotushenie-tonkoraspylennoy-vodoy-kak-eto-
rabotaet.
Порошковая или водяная система пожаротушения? // Системы пожарной безопасности по ключ СпецПожСервис : официальный сайт. - 2021. - URL: https://pojar.ru/stati/poroshkovoe-ili-vodyanoe-pozharotushenie. Патент №№ 2751690 Российская Федерация, МПК А62С 3/00 (2006.01), А62С 35/00 (2006.01), Ф62С 37/00 (2006.01). Роботизированная установка пожаротушения модульного типа повторно-кратковременного действия : № 2020141951 : заявл. 18.12.2020 : опубл. 15.07.2021 / Горбань Ю.И., Немчинов С.Г., Фокичева К.Ю. -4 с.
Kutovaya A.S.
Master's student of the Department of Technosphere Safety of Mining and Metallurgical Production Siberian Federal University (Krasnoyarsk, Russia)
Rybakova N.D.
Master's student of the Department of Technosphere Safety of Mining and Metallurgical Production Siberian Federal University (Krasnoyarsk, Russia)
Galaiko A.V.
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Department of Technosphere Safety of Mining and Metallurgical Production Siberian Federal University (Krasnoyarsk, Russia)
IMPROVEMENT OF WATER AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHING SYSTEMS
Abstract: in this article, the water fire protection system of a foil-rolling enterprise is analyzed; a robotic fire extinguishing system of a modular type of repeated-short-term action is presented.
Keywords: automatic systems, water supply network, fire extinguishing, installation, device.
