Кутовая А.С., Рыбакова Н.Д., Галайко А.В.
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
УДК 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 водопроводной сети, тип |
Диаметр гидранта, мм |
Давление в гидранте, МПа |
Расположение |
Количество пожарных гидрантов, шт |
|
В-9 |
300 |
0,4-0,5 |
Периметр главного корпуса |
11 |
|
150 |
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.
Номер журнала Вестник науки №11 (56) том 1
Ссылка для цитирования:
Кутовая А.С., Рыбакова Н.Д., Галайко А.В. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВОДЯНЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПОЖАРОТУШЕНИЯ // Вестник науки №11 (56) том 1. С. 323 - 333. 2022 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/6413 (дата обращения: 20.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2022. 16+