Практическая работа №6 Тема: Изучение устройств и овладение приемами эксплуатации средствами тушения пожаров, пожарной сигнализации и связи 1. Цель выполнения работы: Изучить устройства и приемы эксплуатации средств тушения пожаров, пожарной сигнализации и связи. 2. Перечень оборудования: - огнетушитель типа ОХП-10 3. Краткие теоретические сведения Основные сведения. Прекращение горения при пожарах достигается: прекращением или снижением поступления в зону горения воздуха или горючих газов и паров, без которых горение не может происходить; охлаждением горящего вещества ниже температуры воспламенения или самовоспламенения; разбавлением реагирующих веществ негорючими веществами. В практике тушения пожаров наибольшее распространение получили два способа прекращения горения: охлаждение и изоляция горящих материалов путем воздействия на их поверхность огнегасительных веществ. Огнегасительные вещества могут быть в твердом, жидком и газообразном состоянии. Под действием высокой температуры они переходят из одного агрегатного состояния в другое, например, вода — в пар, твердая углекислота (углекислый газ, или диоксид углерода) — в газ. При тушении пожаров учитывают, что скорость распространения пламени по поверхности твердых материалов составляет до 4 м/мин, а по поверхности жидкостей — 30 м/мин. Продукты сгорания при пожаре представляют собой дисперсные твердые частицы, пары и газы. Температура их нагрева зависит от теплоты и скорости сгорания веществ, распространения пламени, объема здания и воздухообмена. Дым, нагретый до высокой температуры, способствует распространению продуктов горения. Продукты горения в большинстве случаев являются ядовитыми (угарный газ, бромистый аммоний, хлор и др.). Вода. Наиболее доступным огнегасительным средством является вода. Она обладает большой теплоемкостью (теплота парообразования — 625 Вт/л); значительным объемом при парообразовании (1 л воды при испарении образует свыше 1700 л пара). Благодаря этим свойствам вода поглощает много теплоты, охлаждая горящую поверхность до температуры, при которой горение прекращается, а образующийся пар изолирует ее на некоторое время от кислорода воздуха. Кроме того, поданная под напором струя воды механически сбивает пламя с горящих поверхностей. Для повышения огнегасительных свойств воды применяют специальные поверхностно-активные вещества (ПАВ). Введенные в воду в количестве 0,2…2,0%, они понижают поверхностное натяжение воды и тем самым уменьшают способность воды стекать с материалов, что позволяет сократить ее расход в 2,0…2,5 раза при одновременном уменьшении времени тушения. Тушение пожаров распыленной водой происходит быстрее и с меньшим расходом, чем компактной струей. При этом увеличивается поверхность соприкосновения воды с горящими веществами, что способствует более интенсивному отбору водой теплоты от очага горения, образованию пара, осаждению дыма. Несмотря на то что вода является наиболее распространенным средством пожаротушения и обладает высокими огнегасительными свойствами, ее нельзя использовать при тушении: установок, находящихся под напряжением, так как она является проводником электрического тока; горючих жидкостей (бензин, керосин, бензол, толуол и др.), имеющих плотность меньшую, чем у воды (они всплывают поверх воды, увеличивая площадь горения); веществ, которые реагируют при соприкосновении с ней с выделением взрывоопасных газов (металлический калий, натрий, карбиды щелочных металлов и др.). Так, в результате взаимодействия щелочноземельного металла и воды образуется щелочь и взрывоопасный газ — водород: 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 При взаимодействии с карбидом кальция (СаС2) образует ацетилен (НС≡СН) — ненасыщенный углеводород с тройной связью, который в смеси с воздухом (2,3…80,7% по объему) взрывоопасен и, кроме того, обладает наркотическим действием: CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2 Водой нельзя гасить раскаленный уголь, так как при этом происходит реакция с образованием ацетилена (C2H2) и кислорода: 4C + 2H2O = 2C2H2 + O2 При сгорании ацетилена в смеси с кислородом температура нагрева достигает 3200°С, поэтому ацетилен применяют при резке и сварке цветных и черных металлов. Вода прекращает горение только таких легковоспламеняющихся жидкостей, которые легко смешиваются с ней (ацетон, спирт). При этом расход воды требуется значительный, так как разбавление должно достичь такой величины, когда пары этой смеси потеряют способность гореть. Водяной пар. Для тушения пожаров в закрытых помещениях объемом до 500 м3 эффективно применяют водяной пар. Огнегасительное действие его состоит в понижении содержания кислорода в воздухе, а при выходе из отверстия — в сбивании пламени. Максимальное огнегасительное свойство пара достигается при больших его концентрациях на единицу объема [не менее 0,002 кг/(м3 ⋅ с)]. Принцип тушения пожара паром заключается в том, что помещение, в котором возник пожар, быстро заполняют паром (в течение 5…10 мин). При этом температура в помещении должна достичь 85°C — это способствует понижению кислорода в воздухе на 31% (содержание кислорода в воздухе достигает 15…16%) и прекращению горения. Воздушно-механическая пена. Для тушения твердых веществ и материалов, а также горючих жидкостей применяют воздушно-механическую пену. Пена состоит из смеси воздуха (90%), воды и пенообразователя — ПАВ. Химическая пена. Наряду с воздушно-механической применяют химическую пену. Химическая пена образуется в результате такой реакции, при которой в жидкой среде образуется газ, не поддерживающий горение. Для этой цели наиболее часто применяют пеногенераторный порошок, в котором содержится сернокислый алюминий Al2(SO4)3, бикарбонат натрия NaHCO3 и ПАВ (сульфокислоты и их соли, сапонин, экстракт солодового корня и др.). При растворении пеногенераторного порошка в воде (обычно в соотношении 1:10) в результате реакции выделяется углекислый газ и образуется устойчивая пена: Al2(SO4)3 + 6NaHCO3 = 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 6CO2↑ Газовые средства пожаротушения. К газовым средствам пожаротушения относятся углекислый газ, азот и продукты сгорания топлива (дымовые газы). Огнегасительное действие этих веществ в основном сводится к понижению концентрации кислорода в зоне горения. Углекислый газ чаще всего применяют для тушения электрооборудования, двигателей внутреннего сгорания, а также в тех случаях, когда применение воды может вызвать повреждение аппаратуры и приборов. В нормальных условиях углекислый газ без цвета и запаха тяжелее воздуха в 1,5 раза. При тушении пожаров углекислым газом необходимо учитывать, что при вдыхании воздуха, содержащего 10% углекислого газа, наступает паралич дыхания и смерть. Азот не поддерживает горение и снижает концентрацию горючих газов и кислорода в зоне горения; применяется для тушения огнеопасных жидкостей. Углекислый газ и азот целесообразно применять в небольших помещениях. Они плохо тушат материалы, способные тлеть (дерево, бумажные кипы, рулоны и др.). Жидкие средства пожаротушения. В последнее время широкое распространение для тушения возгораний в электроустановках, находящихся под напряжением, всех видов нефтепродуктов и твердых материалов (за исключением щелочноземельных металлов), а также для тушения тлеющих очагов горения приобретают жидкие составы на основе галоидосодержащих соединений, тормозящих процесс горения. Основой этих составов является бромистый этил, обладающий способностью резко тормозить процесс горения, хорошо смачивая горящую поверхность. Огнегасительный эффект рассматриваемыми составами достигается при подаче в зону горения от 4,6 до 6,7% по объему. Наибольший объем защищаемого помещения ограничивается 3000 м3. Для подачи составов в очаги пожаров используют стационарные огнегасительные системы, передвижные установки и ручные огнетушители. Твердые вещества пожаротушения. Для тушения загораний щелочных металлов и их сплавов, которые нельзя гасить водой, пеной, углекислым газом и другими средствами пожаротушения, применяют твердые вещества в виде порошков различных составов. В состав таких порошков входят бикарбонат натрия, тальк, графит, силикагель, фосфорно-аммонийные соли. Обычно смеси используют в порошковых огнетушителях. Огнегасительный эффект составов состоит в том, что под воздействием тепла на пожаре они разлагаются, образуя облако углекислого газа, снижающего концентрацию кислорода в воздухе зоны горения и препятствующего поступлению кислорода в эту зону. Кроме того, происходит отбор у горящего вещества теплоты, наплавление, испарение и разложение твердых веществ состава. К недостаткам указанных составов относятся незначительный эффект тушения возгораний и малый радиус действия, склонность составов к слеживанию и их высокая стоимость. Противопожарное водоснабжение. Подача воды к очагу возгорания осуществляется противопожарным водопроводом, обычно объединяемым с производственным или с хозяйственно-питьевым. Противопожарное водоснабжение может быть осуществлено и от самостоятельного противопожарного водопровода, если объединение с водопроводом другого назначения экономически нецелесообразно. Системы противопожарного водоснабжения бывают естественными и искусственными. Противопожарное водоснабжение от естественных водоисточников (озера, реки, пруда) осуществляют, если расстояние до них не превышает 200 м. При большем расстоянии до естественных источников предусматривают искусственное водоснабжение, к которому относят водопроводы с гидрантами и сеть пожарных резервуаров и бассейнов. Пожарный гидрант — устройство для отбора воды из наружной водопроводной сети при тушении пожара. Гидранты устанавливают в колодцах, закрываемых чугунными крышками, и располагают не ближе 5 м от стен здания и не далее 2,5 м от края проезжей части дороги; расстояние между ними должно быть не более 150 м. На гидрант для отбора воды навинчивают пожарную колонку. На колонке имеются запорно-регулирующие органы и головки для присоединения пожарных рукавов. Неприкосновенный запас воды в резервуаре предприятия определяют исходя из возможного количества одновременных пожаров, расчетной продолжительности их и расхода воды на пожаротушение и технологические нужды. Количество одновременных пожаров при площади территории предприятия до 150 га принимают за единицу. Расчетная продолжительность тушения пожара принимается равной 3 ч. Примерный расход воды через гидранты на наружное пожаротушение приведен в табл. 15.1. Таблица 15.1. Примерный расход воды на наружное тушение пожара Внутренний противопожарный водопровод устраивают в здании. Нормы расхода воды на внутреннее пожаротушение принимают из расчета на две пожарные струи производительностью не менее 2,5 л/с каждая с достижением ими любой наиболее удаленной точки помещения. Расчетный запас воды, м3, на непрерывное 3-часовое тушение пожара определяют по формуле Q = 3·3600q/1000 » 11q, где 3600 и 1000 — переводные коэффициенты соответственно часов в секунды и литров в кубические метры; q — расход воды на внутреннее (5 л/с) и наружное (см. табл. 15.1) пожаротушение, л/с. Разновидностью внутреннего противопожарного водоснабжения являются спринклерные и дренчерные установки. Спринклерные установки относятся к группе автоматических огнегасительных конструкций. Автоматическая огнегасящая конструкция включает в себя следующие элементы: датчики, сигнализирующие о возникновении пожара; побудительные трубопроводы или электрические цепи, по которым сигнал о пожаре передается в устройство, преобразующее сигнал датчика в сигнал привода пожарной установки в действие; пусковое устройство, с помощью которого открывается доступ огнегасящему веществу в систему трубопроводов; систему трубопроводов с приспособлениями для подачи огнегасящего вещества в защищаемое помещение; резервуар или баллоны, в которых содержится огнегасящее вещество; кран клапана или электрического контакта для ручного включения установки в действие. Устройство, преобразующее сигнал датчика для привода установки в действие, одновременно должно включать сигнал о пожаре. Под потолком помещения монтируется сеть разветвленных трубопроводов, на которых размещают спринклеры (рис. 15.6) из условия орошения одним спринклером от 9 до 12 м2 площади пола. Рис. 15.6.Общий вид спринклера Выходное отверстие в спринклерной головке в обычное время закрыто легкоплавким замком. При повышении температуры легкоплавкий замок (температура плавления припоя замка обычно составляет 72°C) выбрасывается и вода разбрызгивается, ударяясь о дефлектор. Интенсивность орошения 1 м2 площади помещения при этом составляет 0,1 л/с. Таким образом, в спринклерных головках совмещены и датчики, и приспособления для выбрасывания огнегасящего вещества. Как только при пожаре вскрылся хотя бы один спринклер, поднимается тарелка в контрольно-сигнальном клапане и вода по трубам подается к электросигналу или к сигнальной турбинке для сообщения о пожаре. Контрольно-сигнальные клапаны располагают на заметных и доступных местах, причем к одному контрольному сигнальному клапану подключают не более 800 спринклеров. В холодных неотапливаемых помещениях могут применяться так называемые воздушные спринклерные системы, в которых сеть труб находится под небольшим давлением воздуха, запирающим выход воде в сеть с помощью специального сигнального клапана воздушной системы. В спринклерных установках вскрывается лишь такое количество головок, которое оказалось в зоне высокой температуры пожара. При этом спринклерные головки обладают сравнительно большой инерционностью — они вскрываются через 2…3 мин с момента повышения температуры в помещении. В пожароопасных помещениях такая инерционность не всегда приемлема. Кроме того, в целях повышения эффективности действия оказывается целесообразным подать воду сразу по всей площади помещения или его частей. В этих случаях применяют дренчерные установки группового действия. В дренчерных установках группового действия в трубопроводах, монтируемых под перекрытием, устанавливают дренчеры, т. е. спринклерные головки, но без замков, с открытыми выходными отверстиями для воды. В обычное время выход воды в сеть закрыт клапаном группового действия. Для привода установки в защищаемом помещении смонтированы пусковые (побудительные) трубопроводы со спринклерами, установлены натяжные тросы с легкоплавкими замками или краны ручного управления. При вскрытии одного из этих устройств происходит падение давления в надклапанной камере, клапан вскрывается и вода поступает в сеть труб к дренчерам. Расход воды и напор, потребные для работы дренчерных установок, определяют гидравлическим расчетом в зависимости от количества дренчеров. Интенсивность подачи воды принимают для 1 м2 площади помещений обычной пожарной опасности — 0,1 л/с, для 1 м2 площади помещений повышенной опасности — 0,3 л/с. Кроме дренчерных установок группового действия находят применение завесы, которые могут совмещаться с дренчерными установками группового действия или выполняться самостоятельными, дистанционного или ручного включения. Дренчерные завесы применяют для защиты проемов (дверных, оконных, проемов для технологических целей), противопожарных занавесей в театрах, а также в целях разделения помещений (цехов) для того, чтобы создать препятствие для перехода огня из одной части помещения в другую. На практике также используют автоматические стационарные установки объемного (газового) тушения пожара. Огнетушители. Первичными средствами пожаротушения на современных предприятиях являются огнетушители. На пищевых предприятиях применяют главным образом углекислотные и химические пенные огнетушители. Углекислотный огнетушитель типа ОУ (рис. 15.7, а) состоит из стального баллона, заполненного жидким углекислым газом под избыточным давлением 6 МПа. При открытии вентиля через раструб выбрасывается снегообразный углекислый газ с температурой -72 °С. Рис. 15.7.Схемы огнетушителей: а — углекислотный ОУ; б — химический пенный ОХП; 1 — баллон; 2 — хомут; 3 — рукоятка; 4 — мембранный предохранитель; 5 — маховик вентиля; 6 — раструб; 7 — сифонная трубка; 8 — кронштейн для крепления; 9 — стальной корпус; 10 — спрыск; 11 — эксцентрик; 12 — пружина; 13 — шток; 14 — резиновый клапан; 15 — колба с кислотным зарядом; 16 — боковая ручка Химический пенный огнетушитель марки ОХП (рис. 15.7, б) состоит из кислотной и щелочной частей. Кислотная часть заряда, состоящая из серной кислоты и сернокислого алюминия, находится в колбах, закрытых резиновыми колпаками. Щелочная часть заряда находится в корпусе и состоит из раствора двууглекислого натрия и пенообразователя (солодового экстракта). Химическую пену для тушения пожара получают с помощью реакции нейтрализации с образованием воды и углекислого газа. Приведение огнетушителя марки ОХП в действие заключается в том, что при ударе головной части о твердую поверхность ударник разбивает колбу, освободившаяся при этом углекислота соединяется с порошком, в результате чего происходит следующая химическая реакция: 2NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O + 2CO2 6NaHCO3 + Al2(SO4)3 = 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 + 6CO2 Образовавшийся углекислый газ мгновенно повышает давление внутри корпуса огнетушителя, что приводит к выбросу струи огнегасящей пены из спрыска. Объем образующейся пены в жидкостном огнетушителе в 1,5 … 2,0 раза, а в густопенном — в 4 … 6 раз больше, чем объем растворов, находящихся в огнетушителе. Тушение аппаратуры, находящейся под напряжением, густо- и жидкопенными огнетушителями представляет опасность, так как состав химической пены хорошо проводит электрический ток. 4. Порядок выполнения практической работы 1. Изучить устройства средств тушения пожаров, пожарной сигнализации и связи. Зарисовать схему огнетушителя типа ОХП-10 2. Изучить приемы эксплуатации пенного огнетушителя. 5. Подготовка отчета. Отчет по практической работе должен содержать: - цель выполнения работы; - представить схему пенного огнетушителя. - ответить на вопросы. Вопросы для самоконтроля: 1. Какие способы используют для прекращения горения при пожарах? 2. Принцип тушения пожара паром? 3. Что включает в себя автоматическая огнегасящая конструкция? 4. Применение углекислого газа при тушении? 5. Какие первичные средства пожаротушения (огнетушители) применяют на пищевых предприятиях? В чем заключается принцип их работы?
