CC BY
24
УДК 629.5.04
DOI 10.52375/20728689_2022_1_152
сравнительный анализ характеристик систем обнаружения
пожаров на танкерах
мехдиев ильяс джанали оглы, аспирант кафедры «Маневрирование и управление судном», ФГБОУВО «ГУМРФ имени адмирала
С.О. Макарова», e-mail: [email protected]
В статье рассматривается проблематика обнаружения пожаров на танкерах. Показано, что технические аспекты противопожарной защиты имеют свою специфику для разных типов судов и морских объектов. Состав объектов наблюдения регистра весьма разнообразен: от малых прогулочных судов до стационарных морских добывающих платформ, от глубоководных аппаратов до экранопланов. И для всех основных типов разработаны отдельные правила, базирующиеся на Правилах классификации и постройки морских судов и содержащие дополнительно специфические требования, применимые к этим объектам и, в частности, к их противопожарной защите. Показано, что специфика противопожарной защиты морских судов определяется автономным пребыванием судна в море, отсутствием в подавляющем большинстве случаев возможности какой-либо внешней помощи в борьбе с пожаром; осуществлением борьбы с пожаром только силами экипажа; трудностями, связанными с эвакуацией людей с горящего объекта, сложностями ликвидации последствий пожара на борту и безопасного возвращения в порт. В статье представлены результаты исследования проблематики автоматизация системы пожаров-зрывозащиты на танкерах. Разработанная системы автоматизации пожаровзрывозащиты с беспроводным интерфейсом на танкерах может быть использована специалистами систем противовзрывопожарной защиты для создания и настройки приемно-контрольных приборов в помещениях танкера, а также для получения информации о принципах работы, характеристик данных приборов. Научная перспектива исследования статьи состоит в разработка схемы оптимизации расположения датчиков и включение беспроводного интерфейса в автоматизированную систему в круглосуточный мониторинг пожаровзрывозащиты на танкерах.
ключевые слова: танкеры, пожары, тушение, оперативная огнезащита, экипаж, борьба с пожаром, датчики.
comparative analysis of the characteristics of fire detection
systems on tankers
Mekhdiev Ilias Djanaly ogly, the post-graduate student of the Maneuvering and Ship Control chair, FSBEIHE «Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping», e-mail: [email protected]
The article deals with the problem of detecting fires on tankers. It is shown that the technical aspects of fire protection have their own specifics for different types of ships and offshore facilities. The composition of the objects of observation of the register is very diverse: from small pleasure craft to stationary offshore production platforms, from deep-sea submersibles to ekranoplanes. And for all the main types, separate rules have been developed, based on the Rules for the Classification and Construction of Sea-Going Ships and containing additional specific requirements applicable to these objects and, in particular, to their fire protection. It is shown that the specificity of the fire protection of marine vessels is determined by the autonomous stay of the vessel at sea, the absence in the vast majority of cases of the possibility of any external assistance in fighting the fire; the implementation of firefighting only by the crew; difficulties associated with the evacuation of people from a burning object, the difficulties of eliminating the consequences ofafire on board and safely returning to the port. The article presents the results ofa study ofthe problems of automation of the fire and explosion protection system on tankers. The developed automation system for fire and explosion protection with a wireless interface on tankers can be used by specialists of explosion and fire protection systems to create and configure control panels in the tanker rooms, as well as to obtain information about the principles of operation and characteristics of these devices. The scientific perspective of the study of the article is to develop a scheme for optimizing the location of sensors and the inclusion of a wireless interface in an automated system in round-the-clock monitoring of fire and explosion protection on tankers.
Keywords: tankers, fires, extinguishing, operational fire protection, crew, firefighting, sensors.
введение.
Согласно последней статистике в мире около 20% уничтоженных кораблей - жертвы пожаров. В России только в Северо - Западном Федеральном округе с 2015 по 2019 год тушить пришлось 82 пожара на речных и морских судах. Большая часть этих пожаров произошла в доках и на стоянках. Почему происходят пожары на судах? Ведь рядом с пожаром, буквально в нескольких метрах имеется неисчерпаемый природный источник воды. Казалось бы, - возьми эту воду и потуши пожар. Однако, не все так просто, как кажется на первый взгляд. Здесь вмешиваются два фактора, которые блокируют это простое решение. Фактор первый - скорость распространения. Пожар на корабле распространяется молниеносно в силу конструктивных особенностей судов: низкие потолки, узкие проходы, металлические перегородки, легко пропускающие температуру в соседние отсеки, вентиляционные люки и шахты, полые конструкции с горючим теплоизоляционным наполнителем, быстро-воспламеняемые лакокрасочные покрытия и отделочные материалы, - все это приводит к тому, что пожар за 10 - 15 минут быстро набирает силу и охватывает уже сотни квадратных метров, а за 30 минут он охватывает уже все этажи много-палубного теплохода. Для борьбы с таким пожаром потребуются уже тонны и тонны воды или пены. Фактор второй - потеря плавучести. Использование воды приводит к быстрому наполнению трюма, постепенному крену и, как результат, к полному уходу на дно всего имущества, которое мы так активно пытались спасти. При использовании воды необходимо постоянно ее откачивать,
что значительно усложняет задачу, а во многих ситуациях является просто технически невозможным.
Исходя из вышесказанного можно сделать вывод: на водном транспорте нужны новые подходы и новые, более приемлемые и эффективные технологии в пожаротушении. Фактически в мире каждый четвертый пожар на танкерах носит затяжной характер и заканчивается полным выгоранием нефтепродуктов [1-2]. Это свидетельствует как о серьезных недостатках при организации пожаротушения, так и о недостаточной эффективности существующих огнетушащих веществ, и тактики их применения, и способов подачи.
Цель статьи - сравнительный анализ характеристик систем обнаружения пожаров на танкерах.
обсуждение результатов.
Морское судно проектируется и строится таким образом, чтобы максимально снизить возможность возникновения пожароопасных ситуаций. Это достигается:
- пассивными средствами обеспечения пожаробезопасности, к которым можно отнести конструктивную противопожарную защиту и системы, обеспечивающие поддержание взрыво- и пожаробезопасной атмосферы в грузовых и производственных пространствах;
- наличием активных средств пожаротушения, к которым относятся стационарные системы и переносные средства для непосредственной борьбы с пожаром;
- оборудованием судов системами пожарной сигнализации;
- организационными мероприятиями.
Конструктивная противопожарная защита судна призвана обеспечить ограничение выделения теплоты в зоне горения, ограничение распространение горения, температурного воздействия, задымления на смежные помещения, устранение деформации и разрушения судовых конструкций, исключение вскипания и взрывов в грузовых и топливных емкостях и механическом оборудовании; безопасную эвакуацию людей.
Для этой цели Правилами РС предусмотрены следующие основные меры:
- применение негорючих изоляционных материалов;
- жесткое ограничение применения для отделки и обустройства судовых помещений горючих материалов. Исключение применения для изготовления мягкой мебели, драпировок, портьер, постельных принадлежностей легковоспламеняющихся набивочных и тканевых материалов;
- применение в жилых и служебных помещениях для обшивки, палубных покрытий и отвечающих характеристикам отсутствия, повышенного дымообразования и токсичности продуктов сгорания;
- подразделение всех внутренних судовых пространств и помещений по категориям пожароопасности и применение в качестве ограждающих конструкций палуб и переборок строго регламентированного класса огнестойкости. При этом двери, окна, люки, проходы труб и кабельных трасс и т. п. должны иметь класс огнестойкости не ниже основных конструкций;
- применение противопожарных и противодымных заслонок в каналах вентиляции.
Все приведенные характеристики противопожарных свойств материалов, изделий и конструкций являются однозначно определенными в МК СОЛАС (Международная конвенция по охране человеческой жизни на море). Соответствие им устанавливается по результатам огневых испытаний по методикам вышеупомянутого Международного кодекса по применению процедур испытания на огнестойкость 2010 года и подтверждается выдачей, как правило на пять лет, свидетельства о типовом одобрении, являющегося основанием для применения материалов и изделий на морских судах. Испытания проводятся в признанных РС лабораториях либо в прочих лабораториях, обладающих соответствующей технической возможностью, под наблюдением РС.
Специфика противопожарной защиты морских судов, прежде, всего определяется автономным пребыванием судна в море, отсутствием в подавляющем большинстве случаев возможности какой-либо внешней помощи в борьбе с пожаром; осуществлением борьбы с пожаром только силами экипажа; трудностями, связанными с эвакуацией людей с горящего объекта, сложностями ликвидации последствий пожара на борту и безопасного возвращения в порт. Исходя из этого, на большинстве судов обеспечиваются следующие специфические требования:
- на судне существуют специально расположенные и оборудованные станции пожаротушения, кладовые противопожарного
имущества и посты управления с соответствующими средствами связи и аварийно-предупредительной сигнализации;
- конструкция активных средств пожаротушения и систем пожарной сигнализации должна обеспечивать постоянную готовность к использованию и резервирование;
- параметры конструктивной противопожарной защиты устанавливаются исходя из необходимого времени эвакуации в специальные места убежища или в места посадки на спасательные средства;
- оборудование и трубопроводы систем пожаротушения должны быть работоспособны в морских условиях, когда они зачастую находятся под постоянным воздействием климатических факторов, морской воды, качки, вибрации;
- необходимый запас огнетушащих веществ должен быть четко определен и обеспечен. В частности, оборудование водяных систем пожаротушения должно быть пригодно к использованию как пресной, так и морской воды. Этому требованию должен отвечать и пенообразователь в системах пенотушения.
Состав объектов наблюдения Регистра весьма разнообразен: от малых прогулочных судов до стационарных морских добывающих платформ, от глубоководных аппаратов до экранопланов. И для всех основных типов разработаны отдельные правила РС, базирующиеся на Правилах классификации и постройки морских судов и содержащие дополнительно специфические требования, применимые к этим объектам и, в частности, к их противопожарной защите.
Прежде чем рассмотреть разработку по проектированию автоматизированных системы пожаровзрывозащиты с беспроводным интерфейсом для раннего обнаружения пожара на танкерах, необходимое рассмотреть сравнение различных современных систем раннего обнаружения пожара на танкерах в России [25] - (табл. 1).
Исходя из обеспечения максимальной эффективности обнаружения и предотвращения пожаровзрывоопасностей на танкерах весьма важным для автоматизирвоанных систем обеспечения круглосуточного мониторинга и отклика на возникающие опасные факторы. Зачастую у применяемых систем препятствием для эффективного обнаружения пожаров и взрывов на танкерах является физическое загрязнение устройств обнаружения точечного типа от загрязнителей, будь то отдельные детекторы или аспирационные системы. Например, дымовые извещатели точечного типа, использующие либо метод детектирования ионизации, либо метод фотоэлектрического детектирования, легко загрязняются нефтяными парами, что приводит к ложным тревогам. При этом система не дает отклика на проблемы с датчиками ввиду загрязнения их в режиме круглосуточного мониторинга. Именно поэтому весьма актуальным является разработка автоматизированной системы пожаровзрывозащиты с беспроводным интерфейсом на танкерах, которая будет лишена вышеприведенных недостатков современных применяемых систем.
В данной работе была разработана создана адресная система по-жаровзрывотушения на базе микроконтроллера и показан алгоритм ее настройки, показаны алгоритмы передачи сигналов о пожаре и взрыве GSM-модулем с использованием LifeSOS LS 30 LR - беспроводной системы с элементами автоматизации. Центральный блок
Таблица 1. Сравнительный анализ различных современных систем раннего обнаружения пожара на танкерах
Цифровой кабель Аналоговый кабель Трубки под давлением Многоточечная система Система линейного теплового обнаружения
Максимальная протяженность охвата 1500 м 300 м 100м 2500м 2 х 8000м
Дискретность Нет нет нет 8 м фиксированная От 1 до 3 м регулируемая
Диапазон температур оповещения ограничен ограничен ограничен ограничен неорганичен
Максимальное количество сенсоров, необходимых для обнаружения возгорания 1 1 1 312 2 х 8000 (непрерывно)
Количество критерий тревог, необходимых для обнаружения возгорания 1 2 2 2 5
Возможность работ во взрывоопасных зонах (Ex-Zone) - - * - *
Устойчивость к электромагнитному воздействию - - - - *
Возможность конфигурации отдельного кабеля - - - * *
Точная локализация пожара - - - * *
Вычисление размера пожара и скорости его распространения - - - - *
Возможность контроля пожара - - - - *
Стоимсоть техобслуживания средняя средняя высокая средняя низкая
* Система выдерживает температуру до 1000 С - при этом обеспечивается ключевая информация о развитии пожара
Рис. 1. Схема датчиков определения дыма и тепла
оснащен TEL коммуникатором, и легко комплектуется GSM, Ethernet, Dial-up коммуникаторами. Система состоит из прибора управления на базе микроконтроллера, приборов дистанционного управления на базах микроконтроллеров, устройства передачи сигнала, источников бесперебойного питания, устройства индикации, блоков сообщения адресных, блоков коммутации адресных, ручных, аспирационных и дымовых пожарных извещателей.
К основным элементам автоматической системы пожаровзры-вотушения относятся:
- прибор ППУ-ПТ,
- извещатели пожарные дымовые точечные адресные,
- извещатели аспирационные дымовые пожарные,
- оповещатели светозвуковые «С05С-12В»,
- оповещатели световые «У-05-12 / 24»,
- источник питания «БЖ1230»,
- источник питания «ИБПИ2402»,
- блок дистанционного управления «БГУ».
Нами была разработана оптимизированная схема датчиков определения дыма и тепла системы автоматизации пожаровзрыво-защиты с беспроводным интерфейсом на танкерах представлена на рис. 1. Предпоследним шагом является программирование релейных сценариев, где указываются:
- режим (указывается в каком случае будет запущен данный сценарий);
- зона по которой будет запущен сценарий;
- примечание (для описания);
- действия, в которых указывается что будет запускаться, по какому адресу и выставляется задержка при необходимости.
Последним шагом является программирование блоков дистанционного управления, отвечающих за автоматический запуск пожаровзрывотушения в случае необходимости.
ППКП в процессе работы формирует сообщение о работе, состояние зон и тестовые сообщения, передает на ПЦН по сети GSM-модуля с использованием LifeSOS LS 30 LR (см. рис. 2.)
ППКП настроен для передачи сообщений по каналам GSM-модулем с использованием LifeSOS LS 30 LR. Модуль находится в дежурном режиме, используя SIM-карту номер 1 и постоянно проверяет свою внутреннюю память на наличие сообщений, которые не были переданы и на наличие новых событий. Если такие сообщение или события есть на ПЦН отправляется сообщение по каналу GPRS SIM-картой номер 1. Далее проверяется успешность прохождения сообщения и в случае успеха переходим в дежурный режим. В случае если сообщение не было переходят на голосовой режим или так называемый режим дозвона SIM-карты номер 1 и звонят на ранее записанные номера SIM-карты номер 1. Если ответ был снова переходят в очередной режим, в противном случае переходим на голосовой режим SIM-карты номер 2 и звонят на ранее записанные номера. В случае успеха переходим в дежурный режим, но используем теперь SIM-карту номер 2. В случае провала перезапускают GSM-модуль и переходят в дежурный режим SIM карт номер 1. Если выключается питание GSM-модуля, то есть фактически осуществляется его перезапуск, или приходит команда из ПЦН на смену SIM карт дежурный режим SIM карт номер 2 меняется на SIM-карту номер 1. Преимуществом этого метода является его гибкость. В случае выхода из строя одной из SIM-карт будет работать другая. В случае отсутствия GPRS связи будет использоваться мобильная связь. Таким образом шанс, что сигнал придет на ПЦН с максимальной быстротой.
выводы.
Диспетчеризация пожарных систем предназначена для обеспечения пожарной безопасности, контроля, сигнализации и управ-
Рис. 2. GSM-модуль с использованием LifeSOS LS 30 LR
ления системами противопожарной защиты на танкерах с целью локализации пожара, минимизации потерь и сохранения жизни людей. Пожарная сигнализация на танкерах позволяет обнаружить возникновение пожара на самой ранней стадии его появления, что позволяет минимизировать риск убытков и потери от возгорания. Основными принципами построения системы пожарной сигнализации на танкерах является ее соответствие нормативной документации, которая регламентируется строительными нормами и правилами. Главный принцип, из которого следует исходить, - это обеспечение безопасности людей и сохранности имущества на объекте. Разработанная системы автоматизации пожаровзрывозащиты с беспроводным интерфейсом на танкерах может быть использована специалистами систем противовзрывопожарной защиты для создания и настройки приемно-контрольных приборов в помещениях на танкерах, а также для получения информации о принципах работы, характеристик данных приборов. В будущем проект может быть расширен для поддержки других типов шаблонов проектирования, увеличением информации о дополнительном технологическом оборудовании на танкерах систем противовзрывопожарной защиты. Научная новизна статьи состоит в разработка схемы оптимизации расположения датчиков и включение беспроводного интерфейса в автоматизированную систему в круглосуточный мониторинг по-жаровзрывозащиты на танкерах.
Литература:
1. Шевелев Н.В., Кузовлев А.В. Предупреждение и тушения пожаров на водном транспорте // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. 2018. №9. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ preduprezhdenie-i-tusheniya-pozharov-na-vodnom-transporte (дата обращения: 10.02.2022).
2. Перспективы применения мультикритериального способа обработки сигналов пожарных извещателей в корабельных системах пожарной сигнализации // Военный инженер. 2017. №2 (4). URL: https://cyberleninka.m/artide/n/perspektivy-primeneniya-multikriterialnogo-sposoba-obrabotki-signalov-pozharnyh-izveschateley-v-korabelnyh-sistemah-pozharnoy (дата обращения: 10.02.2022).
3. Захматов В.Д., Турсенев С.А., Мироньчев А.В., Чернышов М.В., Озеров А.В., Дорожкин А.С. Анализ существующих и обоснование применения новой автоматической системы пожа-ровзрывозащиты судов, кораблей, нефтедобывающих платформ // Пожаровзрывобезопасность. 2018. №9. URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/analiz-suschestvuyuschih-i-obosnovanie-primeneniya-novoy-avtomaticheskoy-sistemy-pozharovzryvozaschity-sudov-korabley (дата обращения: 10.02.2022).
4. Скороходов Д.А. Анализ информационных параметров пожарной безопасности на судах // Автоматика на транспорте. 2018. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/anaHz-informatsionnyh-parametrov-pozharnoy-bezopasnosti-na-sudah (дата обращения: 10.02.2022).
5. Кузовлев А. В., Билалов К. М. Рекомендации РТП при тушении пожара на танкере // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. 2019. №10. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rekomendatsii-rtp-pri-tushenii-pozhara-na-tankere (дата обращения: 10.02.2022).
6. Захматов В.Д., Турсенев С.А., Мироньчев А.В., Чернышов М.В., Озеров А.В., Дорожкин А.С. Анализ существующих и обоснование применения новой автоматической системы пожа-ровзрывозащиты судов, кораблей, нефтедобывающих платформ // Пожаровзрывобезопасность. 2018. №9. URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/analiz-suschestvuyuschih-i-obosnovanie-primeneniya-novoy-avtomaticheskoy-sistemy-pozharovzryvozaschity-sudov-korabley (дата обращения: 10.02.2022).
7. Жуйков Д.А., Старков Н.Н., Триполицын А.А. Повышение эффективности применения мобильных средств пожаротушения с использованием компрессионной пены для обеспечения пожарной безопасности объектов военной инфраструктуры и воинских подразделений // Военный инженер. 2019. №3 (13). URL: https:// cyberleninka.ru/article/n/povyshenie-effektivnosti-primeneniya-mobilnyh-sredstv-pozharotusheniya-s-ispolzovaniem-kompressionnoy-peny-dlya-obespecheniya (дата обращения: 09.11.2020).
8. Калач А.В., Гусаков А.Н., Шарапов С.В. К вопросу о совершенствовании технологии и техники пенного пожаротушения // Пожаровзрывобезопасность. 2017. №1. URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/k-voprosu-o-sovershenstvovanii-tehnologii-i-tehniki-pennogo-pozharotusheniya (дата обращения: 10.02.2022).
9. Касторных А.В., Кузовлев А.В. Современные методы тушения складов нефтепродуктов // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. 2018. №9. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ sovremennye-metody-tusheniya-skladov-nefteproduktov (дата обращения: 10.02.2022).
10. Савельев Д.И. Повышение эффективности использования гелеобразующих составов при борьбе с низовыми лесными пожарами / Д.И. Савельев, А.А. Киреев, К.В. Жерноклев // Проблемы пожарной безопасности: Сб. науч. тр. - Харьков, НУЦЗУ, 2016.- Вып. 39. - С. 237-242.
11. Сенчихин Ю.Н. Тактика подачи потока струй огнетушащих составляющих установками типа АУТГОС / Ю.Н. Сенчихин, В.В. Сыровой, К.М. Остапов, // Проблемы пожарной безопасности: Сб. науч. тр. - Харьков, НУГЗУ, 2017.- Вып. 41. - С.168 - 176.
