Тушение пожаров в РЭУ. Автоматическое обнаружение пожаров. Способы прекращения горения и средства огнетушения

10.5. Тушение пожаров в РЭУ

Автоматическое обнаружение пожаров.

     Возможность быстрой ликвидации возникшего пожара во многом зависит от своевременного извещения о пожаре. Весьма распространенным средством извещения является телефонная связь.

Наиболее быстрым и надежным видом пожарной связи и сигнализации является электрическая система, которая состоит из четырех основных частей:

·  Приборов-извещателей, которые устанавливаются на рабочих объектах;

·  Приемной станции, принимающей сигналы от извещателей и передающей их в помещения пожарных команд с выдачей сигнала тревоги;

·  Системы проводов, соединяющих приборы-извещатели с приемной станцией;

·  Системы электропитания.

Извещатели могут быть ручные и автоматические. Ручные извещатели выполняются в виде кнопок, которые необходимо нажать при обнаружении загорания.

Автоматические пожарные извещатели – чувствительные датчики, которые реагируют и выдают сигнал при нарушении нормального состояния окружающей среды. Разные по конструкции датчики могут реагировать на медленное или скачкообразное повышение температуры среды выше допустимой, на свет, дым, изменение ультразвукового поля при появлении огня. Датчики могут быть и комбинированные, срабатывающие и при повышении температуры, и при появлении дыма.

Основным элементом тепловых датчиков является пара пружинящих пластин, спаянных легкоплавким сплавом (расплавляется при температуре ). При возникновении пожара сплав расплавится, пружинящие пластинки разойдутся и прервут электрическую цепь, что вызовет сигнал тревоги. Такой датчик разового действия. Чтобы сигнализационная цепь после срабатывания датчика не нарушилась, пластинки датчика надо спаять легкоплавким сплавом с указанной выше температурой плавления или заменить датчик на новый. Один такой датчик контролирует площадь 15 .

Могут быть тепловые датчики, имеющие термопары. Они работают по принципу преобразования тепловой энергии в электрическую. Под действием тепла в термопаре, выполненной из разных металлов, создается электродвижущая сила, которая, поступив на приемную станцию, и вызовет сигнал тревоги. Обычно для увеличения э.д.с. в датчике смонтирована термобатарея из нескольких термопар, соединенных последовательно. Такой датчик сработает при повышении температуры среды со скоростью, превышающей температурные изменения в нормальных условиях; его называют дифференциальным.

 Дымовые датчики имеют ионизационные камеры с радиоактивным препаратом. Этот препарат (плутоний) в нормальных условиях излучает альфа-частицы, которые ионизируют воздушное пространство в камере. Ионизированный воздух внутри извещателя становится проводником электрического тока. Дым происшедшего пожара, попав в ионизационную камеру, увеличивает ее сопротивление и уменьшает силу тока, что фиксируется исполнительным органом извещателя. Такого рода датчики могут быть и комбинированного действия, реагирующие на дым и тепло. Чувствительными элементами комбинированного датчика являются ионизационная камера (выполняет функцию дымового датчика) и терморезисторы (полупроводниковые сопротивления). Такой датчик в качестве дымового может контролировать площадь в 100 , а в качестве теплового – 30 .

Датчики могут реагировать и на свет, т.е. преобразовывать световую энергию в электрическую. Чувствительным элементом такого датчика является фотоэлемент, который реагирует на ультрафиолетовую или инфракрасную часть спектра пламени.

Способы прекращения горения и средства огнетушения.

Для того чтобы прекратить горение, необходимо нарушить условия горения. В общем случае под тушением понимают последовательность действий, выполняемых человеком или автоматическим устройством, направленных на создание условий, при которых процесс горения становится невозможным. Достигнуть прекращения горения можно несколькими способами и различными средствами.

Способы тушения пожара вытекают из физико-химической сущности горения. Как известно, реакция горения протекает по схеме: горючее вещество + окислитель=продукты горения + тепловой эффект, а скорость реакции горения может быть представлена в виде выражения:

,

где  – константа скорости реакции;

       – порядок реакции;

       – экспоненциальная функция Аррениуса, выражающая зависимость скорости реакции от температуры.

Из приведенной зависимости следует, что замедления или полного прекра-щения процесса горения можно достигнуть:

·  Изъятием горючего вещества из зоны горения или изоляцией его от окислителя (эффект изоляции или разбавления);

·  Снижением концентрации окислителя в зоне горения (эффект удушения);

·  Снижением температуры в зоне горения (эффект охлаждения);

·  Уменьшением активности молекул горючего вещества (эффект ингибирова-ния).

Помимо этого существует ряд других способов, в которых могут проявляться и иные огнетушащие эффекты. Необходимо отметить, что все эти способы тушения, как правило, характеризуются не одним огнегасительным эффектом, а целым их рядом. Выбор же средств тушения основывается с учетом физико-химических свойств горящих веществ или материалов, а также возможных последствий в результате их применения.

Эффект разбавления и изоляции достигается введением в зону горения негорючих газов, пылей, пены и т.п. Этот способ применяется для тушения открытых пожаров, а также для тушения горючих жидкостей. Вводимые негорючие газы, пыли разбавляют выделяющиеся горючие газы, что снижает их концентрацию в зоне горения и ведет к снижению интенсивности горения. при использовании пены достигается изолирующий эффект, поскольку она изолирует горючее вещество от горючих газов и одновременно препятствует испарению горючих веществ и доступу окислителя (кислорода воздуха) в зону горения. Такой же эффект наблюдается, если очаг горения накрывается войлоком или засыпается песком.

Эффект удушения возможен при введении в воздух, поступающий в зону горения, негорючих паров, пыли и газов (углекислый газ, азот, водяной пар и др.). Обязательным условием при этом является наличие замкнутости объема, в котором возник пожар, а также определенные размеры помещения. При увеличении объема или в случае незамкнутости помещения эффект удушения достигается с трудом и с большими затратами, по своей сущности трансформируется в эффект разбавления. Этот способ нельзя применять для тушения веществ, способных тлеть.

Эффект охлаждения проявляется при введении в зону горения негорючих веществ, обладающих значительной теплоемкостью (например, вода со специальными добавками или без них) или при перемешивании горючего вещества (относится только к горючим жидкостям, находящимся в резервуарах).

Эффект ингибирования достигается введением в очаг горения веществ, замедляющих ход химических реакций окисления.

Все существующие огнетушащие вещества, как правило, воздействуют на процесс горения комбинированно.

Вода обладает большой теплоемкостью, вследствие чего хорошо охлаждает очаг горения. Охлаждающее действие воды объясняется и большой теплотой парообразования. Для испарения 1 л воды требуется 2684 кДж тепла. При этом образуется 1750 л пара, снижающего содержание кислорода в воздухе. Однако вода не пригодна для тушения щелочных металлов, так как вступает с ними в химическую реакцию с выделением водорода, сопровождаемую большим тепловым эффектом. Вода, особенно природная, содержащая различные соли, обладает значительной электропроводностью и потому не может применяться для тушения пожаров электрических сетей и оборудования, находящихся под напряжением. Воду нельзя также применять для тушения пожаров легковоспламеняющихся жидкостей.

Одним из наиболее эффективных огнетушащих средств является воздушно-механическая пена высокой кратности (соотношение объемов пены и жидкости, из которой она получена).наибольший эффект при тушении пожара дает пена с кратностью 100. Для образования такой пены применяют специальные вещества – пенообразователи. Воздушно-механическая пена образуется в результате интенсивного перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом, осуществляемого в устройстве, называемом пеногенератором. Пожаротушащий эффект воздушно-механической пены основан на охлаждении очага пожара (пена – это огромная развернутая водяная поверхность), а также на изоляции зоны горения от доступа воздуха извне. Благодаря способности долго сохранять свою структуру воздушно-механическая пена может быстро заполнять закрытые объемы, где происходит пожар.

Углекислый газ  – широко применяемое средство для тушения пожаров. Этот газ без цвета и запаха в 1.5 раза тяжелее воздуха. При давлении 6 МПа он обращается в жидкое состояние, в котором его хранят в баллонах углекислотных огнетушителей. При выходе из огнетушителя, превращаясь в газообразное состояние, углекислый газ колоссально увеличивает свой объем и охлаждается до температуры , охлаждая горящее вещество и изолируя его от доступа воздуха. Из 1 кг жидкой углекислоты образуется 506 л газа, который широко применяется при тушении легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, а также при тушении горящего электрооборудования.

Химическая пена применяется для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и всех других веществ, которые можно тушить водой. В химических пенных огнетушителях она образуется при смешении растворенной в воде щелочной части состава (с пенообразующими добавками) с кислотной частью заряда. При этом бурно протекает реакция с выделением большого количества углекислого газа. Образующаяся пена значительно легче всех огнеопасных жидкостей. Поэтому, плавая на их поверхности, она преграждает выход паров горящей жидкости в зону горения и тем самым тушит пожар. Химическая пена, разрушаясь, выделяет углекислый газ, который снижает в зоне горения количество кислорода.

Для ликвидации небольших очагов пожара можно применять некоторые порошковые материалы (хлориды щелочных металлов, соду, поташ, песок и т.п.). порошковые огнегасительные составы подают в очаг горения огнетушителями или стационарными и передвижными установками.