CC BY
11Роенко В. В., Ищенко А. Д., Краснов С. М., Храмцов С. П., Соковнин А. И.
ТУШЕНИЕ МАСЛОНАПОЛНЕНЫХ КАБЕЛЕЙ В ЗИГЗАГООБРАЗНОМ КОЛЛЕКТОРЕ
В статье продолжается рассмотрение объёмного способа прекращения пламенного горения с помощью технологии температурно-активированной воды. Представлены результаты эксперимента по прекращению пламенного горения при помощи температурно-активиро-ванной воды в коллекторе зигзагообразной формы.
Ключевые слова: пожар, объёмное тушение пожара, температурно-активированная вода, объект энергетики.
Представленный материал является продолжением предыдущих публикаций [1, 2], в которых проводился анализ тушения пожаров в условиях замкнутых объёмов зданий и сооружений объектов энергетики. В условиях недостаточной видимости в замкнутых объёмах с наличием открытых токове-дущих частей было дано обоснование по целесообразному выбору объёмного способа прекращения открытого горения при использовании температурно-активированной воды (ТАВ).
Наиболее частые пожары с участием изоляционных материалов токоведущих частей происходят в кабельных коммуникациях. Данные пожары наносят значительный материальный ущерб и могут привести к техноген-
ным ЧС [3-5]. Значительной частью кабельных коллекторов являются сооружения со сложной геометрической планировкой, поэтому возможность использования технологии ТАВ для объёмного тушения необходимо проверить на объекте нелинейной формы. Для данного исследования был выбран макет кабельного коллектора (высота 2 м, ширина 3 м, суммарная длина 30 м) зигзагообразной формы.
За величину расчётного объёма был принят защищаемый объём помещения - 180 м3 и степенью негерметичности - 0,009 м-1 (при расчёте степени негерметичности учтено, что со стороны подачи ТАВ неприкрытым оставался дверной проём площадью 1,68 м2).
Проекциями точек расположения термопар являются точки, размещённые у стены рядом с горючей нагрузкой на расстоянии от входа 1,5; 6,5; 11,5; 17; 23; 27; 30 м (рис. 1). В каждой указанной точке устанавливается по три термопары на высоте 0,4; 1,4; 1,8 м.
Пожарная нагрузка размещалась на лотках вдоль стен тоннеля, равномерно заполняя их. Горючая нагрузка, представляющая собой маслонаполненные кабели, отходы кабельной
10 000
0 0 0 1 \ 7 4 а-
1 6 000 г\ № 10-12 о ° ю ю * к АОНшгО О) 4 000 к ^ со f- \ «=* тН к« «
\ \ 4 3 —2
О 5 000 С) Ю Ю О 1 1 О — — СО 2 1 Ь^ 00 , <о г
10 000
Рисунок 3. Схема кабельного коллектора и расположения термопар: 1 - место расположения горючей нагрузки; 2 - термопары; 3 - номер термопары; 4 - место очага пожара
Рисунок 2. Расположение горючей нагрузки в тоннеле Рисунок 3. Свободное горение горючей нагрузки
продукции в горючей изоляции, располагалась продольно по длине лотков в два яруса (рис. 2).
Время свободного горения после поджога лимитировалось повышением температуры внутри кабельного коллектора до 300 °С по показаниям двух термопар (рис. 3).
В качестве огнетушащего вещества (ОТВ) применялись струи ТАВ, подача которых производилась при помощи специального устройства по истечении времени свободного горения (рис. 4).
Газообмен и подача ОТВ осуществлялись через вход в кабельный коллектор. Струи ОТВ подавались так, чтобы не оказывать на очаг прямого воздействия.
Визуальная регистрация факта тушения в помещении, заполненном воздушно-капельной средой, не представляется возможной, следовательно, её осуществляли по изменению температуры на термопарах. За время подачи ОТВ была принята разница времени между началом подачи вещества и времени, когда показания, снимаемые с термопар, составляли менее 60 °С, а также прекращалось дымо-выделение (через открытый проём выходит только ТАВ) (рис. 5).
Результат эксперимента представлен на рисунке 6 в виде графика, на котором можно увидеть зависимость температуры четырёх термопар (Т-4, Т-5, Т-6, Т-10) в кабельном коллекторе от времени при введении ТАВ. Фиксированное время тушения пламени составило 660 с при условии, что показания всех термопар были равны 60 °С (или менее) и че-
рез проём выходит только ТАВ. При этом следует отметить, что средний расход недогретой воды составил 1,15 кг/с.
При обработке результатов эксперимента определялись показатели, характеризующие пламеподавляющую способность ТАВ при тушении кабельного коллектора.
Удельный расход ТАВ в условно герметичном объёме для объёмного тушения был определён по формуле
„TAB _ Qa Jn.r Чт П
(1)
где 0нв - расход недогретой воды во время проведения опыта, кг/с; П - защищаемый объём (величина расчётного параметра пожара), м3; ^пг - время подавления пламенного горения пожара, с.
Рисунок 4. Устройство подачи ТАВ: 1 - ствол ТАВ; 2 - устройство для подачи ТАВ; 3 - рукав к стволу ТАВ; 4 - дымосос; 5 - ручка ствола
5
1
4
3
Рисунок 5. Фиксация прекращения пламенного горения: а - выход продуктов горения до подачи ОТВ; б - выход ТАВ
600
500
400 ■
200 ■
60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 Время эксперимента, с
Рисунок 6. Динамика температуры в кабельном коллекторе:
- Т4;--Т5;--Т6;--Т10
Т - термопара; 4, 5, 6, 10 - номер термопары (см. рис. 1)
0
Пламеподавляющая интенсивность подачи ТАВ в условно герметичном объёме была определена по формуле:
/TAB _ Q„.в
J I AÜ _ ■
п
(2)
Подставляя численные значения, полученные опытным путём для помещения со степенью негерметичности 0,009 м-1 и защищаемым объёмом 180 м3, получаем результаты, представленные в таблице.
При проведении экспериментов было установлено, что:
- удельный расход температурно-акти-вированной воды при подавлении пламени объёмным способом в коллекторе зигзагообразной формы изменяется от 4,217 до 3,324 кг/м3;
- среднее значение интенсивности подачи ТАВ составило 6,3-10-3 кг/(м3-с);
- время подачи огнетушащего вещества при тушении пламени в кабельном коллекторе зигзагообразной формы составило от 9,23 до 11 мин.
Экспериментальные данные, полученные опытным путём и в результате расчётов
Номер эксперимента Время тушения пламенного горения изоляции кабелей t , с Расход недогретой воды Q^ , кг/с Пламеподавляющая интенсивность подачи ТАВ, /т™, кг/(м3 • с) Удельный расход ТАВ, <7™, кг/м3
1 660 1,15 0,0064 4,217
2 554 1,08 0,0060 3,324
3 590 1,17 0,0065 3,835
Полученные результаты подтверждают, что технология использования температурно-активированной воды позволяет получить парокапельную смесь, которая огибает препятствия и долгое время может находиться во взвешенном состоянии. Впервые получены данные по требуемой интенсивности подачи температурно-активированной воды при горении комбинированной горючей нагрузки (изоляция кабелей, масло). Таким образом, данный способ объёмного тушения позволяет:
- подавлять пламенное горение комбинированной горючей нагрузки в кабельных сооружениях сложной планировки на расстоянии 20-30 м от места подачи ОТВ;
- уменьшать температуру внутри кабельного коллектора до 60 °С и менее, т. е. до безопасного для человека уровня;
- осаждать продукты горения кабельной продукции внутри кабельного коллектора вплоть до выхода из кабельного коллектора безопасной среды ТАВ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Роенко В. В., Ищенко А. Д., Краснов С. М, Храмцов С. П., Соковнин А. И. Объёмный способ прекращения открытого горения в помещениях объектов энергетики // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. - 2016. - № 2. -С. 36-42.
2. Роенко В. В., Ищенко А. Д., Краснов С. М., Храмцов С. П., Соковнин А. И. Тушение пламени в протяжённых замкнутых сооружениях энергообъектов // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. - 2016. - № 3. - С. 44-49.
3. Рукин М. В. Пожарная безопасность объектов энергосбережения: проблемы и решения // Специализированный каталог «Пожарная безопасность - 2016». - М.: Гротек, 2016. - С. 76-78.
4. Пожары и пожарная безопасность в 2010 году. Статистический сборник / под общ. ред. В. И. Климкина. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2011. - 140 с.
5. Пожары и пожарная безопасность в 2014 году. Статистический сборник / под общ. ред. А. В. Матюшина. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2015. - 124 с.
Roenko V., Ishchenko A., Krasnov S., Khramtsov S., Sokovnin A.
FLAME EXTINGUISHMENT INSIDE A CABLE UTILITY VAULT OF A COMPLICATED LAYOUT
ABSTRACT
Purpose. Fire extinguishment at power engineering facilities by flooding is a perspective direction. The given article presents the outcomes of flooding extinguishment with temperature-activated water inside a zigzag cable utility vault when oil-filled cables fixed in refractory patches were a fire load.
Methods. The experiments were carried out to give grounds for fire extinguishment and lowering hazardous factors inside the cable utility vault of a complicated layout by flooding with application of temperature activated water.
Findings. It was found that:
- Discharge intensity of temperature activated water for suppressing the flame inside the zigzag cable utility vault by total flooding changes from 4,217 to 3,324 kilo per cubic meter;
- Average value of discharge intensity of temperature activated water made 6,3-10-3 kg (cubic meter per sec);
- The time for fire extinguishant discharge onto the flame inside the zigzag cable utility vault made from 9,23 to 11 minutes.
Research application field. The outcomes obtained and further research will make it possible to substantiate fire extinguishment and lowering hazardous factors inside confined compartments of power engineering facilities.
Conclusions. The outcomes obtained confirm that temperature activated water technology allows us to receive vapour-droplet mixture, which contours obstacles and can exist in a suspension state for a long time. The data related to the required discharge intensity of temperature activated water onto mixed combustible fire load were obtained for the first time.
Thus the given method of fire extinguishment by flooding allows:
- Suppressing flame combustion of mixed fire load inside cable utility vaults of a complicated layout at a distance of 20-30 meters from the place of extinguishant discharge;
- Reducing the temperature inside the utility vault up to 60 degrees Centigrade and less, i.e. to the level safe for a human being;
- Precipitating cable combustion products inside the utility vault up till temperature activated water discharge out of cable utility vault safe environment.
Key words: fire, fire extinguishment by flooding, temperature activated water, power engineering facilities.
REFERENCES
1. Roenko V., Ishchenko A., Krasnov S., Khramtsov S., Sokovnin A. Total flooding of an open flame as a method of fire suppression on premises of power engineering facilities. Pozhary i chrezvychainye situatsii: predotvrashchenie, likvidatsiia, 2016, no. 2, pp. 36-42. (in Russ.).
2. Royenko V., Ishchenko A., Krasnov S., Khramtsov S., Sokovnin A. Flame extinguishment at extended and confined power facilities. Pozhary i chrezvychainye situatsii: predotvrashchenie, likvidatsiia, 2016, no. 3, pp. 44-49. (in Russ.).
3. Rukin M.V. Pozharnaia bezopasnost' ob'ektov energosberezheniia: problemy i resheniia [Fire safety of energy
conservation: problems and solutions. Specialized catalog "Fire safety - 2016"]. Moscow, Grotek Publ., 2016, 156 p.
4. Fires and fire safety in 2010: Statistical collections. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia Publ., 2011. 140 p. (in Russ.).
5. Fires and fire safety in 2014: Statistical collections. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia Publ., 2015. 124 p. (in Russ.).
VLADiMiR ROENKO Andrei isHCHENKO SERGEi Krasnov Sergei Khramtsov Artem Sokovnin
Candidate of Technical Sciences, Professor
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Candidate of Technical Sciences
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
2 detachment of the Federal Fire Service for the Primorsky Krai, Vladivostok, Russia
Candidate of Technical Sciences
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
