Огнетушащее вещество – вода. Область применения. Достоинства и недостатки
Области применения воды:
— для тушения тлеющих материалов (дерево, текстиль, солома) в виде сплошных или распыленных струй;
— для тушения мазута и других нефтепродуктов с температурой кипения выше 80°С в виде распыленных распыленных струй;
— для тушения в закрытых помещениях (например: трюмы кораблей) в виде водяного пара.
Достоинства: термическая стойкость, высокие теплоемкость и теплота испарения, относительная хим. инертность, не ядовита, широко распространена и имеет низкую стоимость, легко транспортируется на большие расстояния.
Недостатки: высокая температура замерзания, аномальные изменения плотности воды при охлаждении (это затрудняет применение при низких температурах), сравнительная малая вязкость и высокий коэффициент поверхностного натяжения.
Вода как огнетушащее вещество: положительные и отрицательные свойства воды.
1) Вода обладает большой теплоемкостью (4187 Дж/кг · град) при нормальных условиях и высокой теплотой парообразования (2236 кДж/кг), поэтому, попадая в зону горения, на горящее вещество, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар, увеличиваясь в объеме в 1700 раз (из 1 л воды при испарении образуется 1700 л пара), благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.
2) Вода обладает высокой термической стойкостью. Ее пары только при температуре свыше 1700 0 С могут разлагаться на кислород и водород, усложняя тем самым обстановку в зоне горения. Большинство же горючих материалов горит при температуре, не превышающей 1300-1350 0 С и тушение их водой не опасно.
3) Вода имеет низкую теплопроводность, что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Это свойство, в сочетании с предыдущими, позволяет использовать ее не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения.
4) Малая вязкость и несжимаемость воды позволяют подавать ее по рукавам на значительные расстояния под большим давлением.
5) Вода способна растворять некоторые пары, газы и поглощать аэрозоли. Значит, водой можно осаждать продукты горения на пожарах в зданиях. Для этих целей применяют распыленные и тонкораспыленные струи.
6) Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы.
7) Вода с абсолютным большинством горючих веществ не вступает в химическую реакцию.
Отрицательные свойства воды как огнетушащего вещества:
Ø Пенообразователь ПО — 1,5 %;
Ø Пенообразователь ПО-1Д — 5 %.
4) Металлические магний, цинк, алюминий, титан и его сплавы, термит и электрон при горении создают в зоне горения температуру, превышающую термическую стойкость воды, т.е. больше чем 1700 0 С. Тушение их водяными струями недопустимо.
5) Вода электропроводна, поэтому ее нельзя применять для тушения электроустановок, находящихся под напряжением.
6) Вода реагирует с некоторыми веществами и материалами (пероксидами, карбидами, щелочными и щелочноземельными металлами и т.п.), которые поэтому нельзя тушить водой.
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-19; Просмотров: 698; Нарушение авторского права страницы
Огнетушащие свойства воды – что можно тушить, а что нельзя
Самым первым огнетушащим веществом в истории была вода. Ее применяли для ликвидации возгораний задолго до изобретения пенообразователей и порошковых составов. Используют ее и сегодня, но в несколько ином виде.
Вода и ее физико-химические параметры
Вещество изначально находится в жидком агрегатном состоянии, но может переходить и в другие формы, например, в твердую или газообразную. Химическая формула воды – Н2О, название – оксид водорода. Молекула вещества состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Жидкость не имеет цвета, запаха и вкуса.
Что относится к первичным средствам пожаротушения
Это те средства, которые используются для борьбы с огнем до прибытия спасателей, например:
Ведра и ручные насосы используют в первую очередь для доставки воды из ближайшего источника на место происшествия. Пожарные краны подключают к водопроводу в здании. Огнетушители могут содержать ОТВ на водной основе.
На заметку. Водные огнетушители не так востребованы на рынке, как порошковые, пенные или газовые устройства. На это есть ряд причин: во-первых, вода ускоряет коррозию металла, значительно сокращая срок годности аппарата; во-вторых, вещество применяется только для тушения пожаров класса А (твердые материалы).
Огнетушащая эффективность воды
На вопрос «В чем заключаются огнетушащие свойства воды?» не получится ответить кратко. Требуется комплексное изучение воды как вещества. Такое ОТВ обладает следующими свойствами:
Разновидности водяного пожаротушения
Системы водяного пожаротушения состоят из следующих элементов:
Существует три вида установок водяного пожаротушения:
Действие модуля тонкораспыленной воды наглядно показано на видео в конце статьи.
Достоинства и недостатки
К преимуществам воды как огнетушащего вещества можно отнести следующие показатели:
Наряду с положительными качествами, у водяных ОТВ есть недостатки:
Интенсивность подачи
Зависит от категории пожарной опасности объекта. В среднем этот показатель для разных локаций начинается от 0,06 л/м2 и доходит до 0,3 л/м2.
Способы подачи
Различают три способа подачи вещества:
Область применения воды
Классы пожара, на которых используется вода, напрямую зависят от вида подачи вещества. Сконцентрированной струей воды можно тушить только пожары группы А (твердые материалы). Допустимо использование тонкораспыленного состава на возгораниях категории В (горючие жидкости), тогда как тушение струей вещества только усугубит ситуацию.
Чаще всего воду как огнетушащий состав применяют в местах массового скопления людей, где нет особо ценных материалов, например:
Также воду используют на строительных площадках для охлаждения нагревающихся элементов (например, свай).
Что нельзя тушить водой
Существует также несколько классов пожара, на которых воду применять либо бесполезно, либо опасно:
Внимание! Важно помнить, что вода также способна нанести материальный ущерб. При неправильном расчете вред от тушения водой может быть выше, чем вред от пожара.
Крайне не рекомендуется применение этого ОТВ в следующих местах:
Способы повышения огнетушащей эффективности воды
Вода плохо смачивает материалы из-за высокого поверхностного натяжения. Для его понижения применяются специальные добавки:
Выводы
Вода обладает тушащими свойствами, строящимися в основном на охлаждении материалов и вытеснении кислорода из пораженной зоны. Несмотря на обилие более эффективных ОТВ, вода все еще используется в первую очередь в общественных местах из-за своей безопасности для людей.
Новым способом использования вещества считаются модули тонкораспыленной воды. «Туманом», который они выделяют, можно тушить как твердые материалы, так и жидкости.
Плюсы и минусы систем водяного пожаротушения
Водяные системы пожаротушения используют для устранения возгорания обычную воду, которую берут из общественного водопровода или из доступных на объекте подземных скважин. Для большей эффективности водяные системы имеют спринклерный тип устройства, когда для обнаружения источника возгорания и тушения пожара используется специальное устройство – спринклер. Спринклер состоит из двух базовых элементов – запорного устройства и разбрызгивателя. Рассмотрим особенности водяных систем пожаротушения подробнее.
Как устроены водяные системы пожаротушения
Запорное устройство разрушается при определенной температуре и активирует разбрызгиватель, который начинает распылять воду на площадь от 9 до 12 м2. Для тушения на такой площади необходимо задействовать насосную станцию пожаротушения со следующими элементами:
Закрепляют спринклеры на распределительный трубопровод с определенным шагом.
Преимущества и недостатки водяных систем
Принцип работы водяных систем пожаротушения базируется на охлаждении очага возгорания. Так как в качестве основного средства для тушения пожара используется вода, это определяет главные достоинства водяных АПС:
Но есть и существенные минусы систем водяного пожаротушения:
Сфера применения
Водяные системы спринклерного типа используют для тушения пожаров на торговых складах, в отелях и хостелах, разного назначенияпроизводственных помещениях, в торговых центрах, на предприятиях, которые работают с пластиком, синтетическими и натуральными смолами. Основное требование – доступ к водопроводу или подземной скважине.
Тема №10: Тушение пожаров при недостатке воды
Тушение пожаров при недостатке воды приводит к осложнению обстановки на пожаре, создает дополнительные трудности в его тушении. Статистика показывает, что на протяжении ряда последних лет практически неизменным остается обстоятельство и условие развития пожара до крупных размеров (наряду с другими) — неудовлетворительное противопожарное состояние объекта.
При проведении боевых действий по тушению пожара в условиях недостатка воды должны осуществляться:
Тушение пожаров при неудовлетворительном водоснабжении и на безводных участках
К участкам с неудовлетворительным водоснабжением относятся такие, где возможен водооотбор не более 10–15 л/с, где расстояние до источника более 300–500 м, а также участки, где запасы воды неограничен, но имеются трудности ее забора.
К безводным участкам относятся участки местности, где невозможен расход воды более 10 л/с, расстояние до водоисточника более 500 м или глубина забора более 7–10 м. В этих случаях подача огнетушащих веществ осуществляется перекачкой, подвозом, с помощью гидроэлеваторов.
Подача огнетушащих веществ перекачкой
Перекачку воды насосами пожарных машин применяют, если расстояние от водоисточника до места пожара велико, напор, развиваемый одним насосом пожарной машины, недостаточен для преодоления потерь напора в рукавных линиях и создания рабочих струй. Наиболее рационален этот способ при удаленности места пожара до 2 км.
Перекачка применяется также при отсутствии подъезда к водоисточнику пожарных автомобилей (при крутых или обрывистых берегах, в заболоченных местах, при вымерзании пруда или реки у берегов и т. д.). В этом случае применяют переносные мотопомпы или другие устройства, позволяющие забрать воду из труднодоступных мест.
При подаче воды перекачкой необходимо:
Подача воды перекачкой может осуществляться:
Наиболее надежна перекачка с промежуточной емкостью. При этом способе всегда имеется возможность контроля наполнения емкости и легко регулируется подача воды насосом, забирающим ее из емкости, а так как вода поступает на «излив», то полностью используется напор пожарного насоса. Однако не всегда на пожаре может быть промежуточная емкость и этот способ не всегда применим.
При подаче воды перекачкой из насоса в насос в конце каждой рукавной линии необходимо поддерживать избыточный напор. Этот напор нужно поддерживать не менее 10 м вод. ст., но не более чем позволяет техническая характеристика пожарного насоса (40 м вод. ст.).
Для перекачки воды автонасосами необходима полная синхронность их работы по всей линии, что достигается сохранением минимального напора каждого насоса в системе перекачки. Поэтому водители, обслуживающие автонасосы, строго следят за показаниями приборов и немедленно выравнивают режим работы насоса, для чего необходима бесперебойная связь и значение требуемого давления на насосе.
Прокладывать рукавные линии лучше с помощью рукавных автомобилей; большое значение имеет рассредоточение пожарных с резервом рукавов по участкам линии перекачки – они могут быстро заменить вышедшие из строя рукава. При перекачке на водоисточник устанавливается наиболее мощный насос, а головной пожарный автомобиль устанавливается как можно ближе к месту пожара.
Расстояние между водоисточником и местом пожара L рассчитывается следующим образом:
Где:
K1 – число ступеней перекачки;
l – расстояние между автонасосами по линии перекачки;
l1 – расстояние между ближайшим к месту пожара (головным) насосом и местом пожара.
K = K1 + 1
При решении задач по перекачке обычно задается расстояние между водоисточником и местом пожара L. Кроме того, необходимо знать расход воды или число пожарных стволов, которые следует подать на пожар. По принятой рукавной схеме, расчетам или данным таблиц определяют расстояние между местом пожара и головным пожарным автомобилем l1.
Расстояние, на которое требуется перекачивать воду от источника к головному пожарному автомобилю, определяется разностью:
Для определения числа ступеней перекачки и, следовательно, числа пожарных насосов, необходимо знать расстояние между соседними основными пожарными автомобилями. Это расстояние определяют в зависимости от требуемого расхода воды, характеристики насосов, типов и диаметров рукавов, числа рукавных линий и перепадов высоты местности, высоты позиции стволов.
Развиваемый насосом напор H затрачивается на преодоление разницы геометрических высот расположения осей соседних пожарных насосов hr и потерь напора в рукавных линиях hi:
Так как характеристика насоса известна и разница геометрических высот задана (исходя из местных условий), следовательно, известны развиваемый напор и разница геометрических высот. Отсюда, напор, который может быть затрачен на преодоление потерь напора в рукавных линиях, равен:
Из этого значения следует вычесть запасной напор hз, гарантирующий надежность работы всей системы перекачки, тогда
hз, как отмечалось выше, равен примерно 10 м вод. ст. Потери напора hi по длине рукавной линии определяют по формуле:
hi = nSQ 2
где n – число рукавов в одной рукавной линии, прокладываемых между соседними пожарными автомобилями;
S – сопротивление одного рукава длиной 20 м, (с/л)2м.
Отсюда, число рукавов, прокладываемых между соседними пожарными автомобилями, будет равно:
n = hi / (SQ 2 )
Эта формула справедлива для прокладки между насосами пожарных автомобилей по одной рукавной линии. При перекачке воды по двум параллельным линиям одинакового диаметра и длины, по каждой из них обеспечен половинный расход воды. Следовательно, потери напора в этом случае
hi = nS / (Q / 2) 2
n = 4hi / (SQ 2 )
Расстояние между соседними пожарными автомобилями в случае перекачки воды по двум параллельным рукавным линиям в 4 раза больше, чем при перекачке воды по одной линии. При перекачке через промежуточную емкость все гидравлические расчеты, приведенные выше, справедливы, за исключением того, что напор в конце рукавной линии hз в данном случае не учитывается, так как вода поступает в промежуточную емкость или в бак автоцистерны на излив, только при этом учитывается высота расположения горловины водобака пожарной автоцистерны.
Начальник тыла, организующий подачу огнетушащих веществ перекачкой, должен помнить важное правило: при дефиците времени и трудности осуществления ориентировочных расчетов или если не хватает рукавов для прокладки второй магистральной линии, лучше немного завысить число ступеней перекачки.
Когда вода будет подана, в процессе тушения можно внести поправки и лишние ступени перекачки (пожарные машины) снять, направить их на другие участки или проложить за это время вторую магистральную линию.
Все расчеты по перекачке воды пожарными автомобилями, при сложном рельефе местности и больших расстояниях до водоисточников, необходимо проводить заранее. Для этого в гарнизоне на плане должны быть обозначены районы с недостаточным водоснабжением и безводные участки и разработаны меры по подаче воды при пожарах в этих районах. При этом необходимо обосновать целесообразность организации перекачки для данного участка городской застройки.
Если застройка характерна зданиями IV–V степеней огнестойкости, а водоисточники находятся на очень большом расстоянии, то время, затраченное на прокладку рукавных линий, будет слишком большим, а пожар скоротечным. В таком случае лучше осуществить подвоз воды автоцистернами с параллельной организацией перекачки, причем подвоз должен быть организован первым.
Подвоз воды автоцистернами
Подвоз воды осуществляется при удаленности водоисточника более 2 км, а также если имеются сложности в заборе воды при отсутствии технических средств, позволяющих забрать воду в неблагоприятных условиях.
При принятии решения по доставке и подаче огнетушащих веществ с помощью подвоза необходимо:
Схемы заправки пожарных автоцистерн или приспособленной техники могут быть различны.
Наиболее распространенными являются:
Имеются различные способы использования емкости автоцистерн у места пожара:
Для осуществления бесперебойной подачи воды к месту пожара необходимо добиться выполнения следующих условий:
Если емкости автоцистерн, участвующих в подвозе, значительно не различаются между собой (не более 20 %), то число автоцистерн для осуществления цикла подвоза следует определять по формуле:
где:
τсл – время следования автоцистерны от водоисточника к месту пожара, мин;
τн – время наполнения цистерны на пункте заправки, мин;
τр – время опорожнения цистерны (работы стволов от емкости автоцистерны), мин.
Время следования автоцистерн от водоисточника к месту пожара определяется по формуле:
τсл = L /Vдв
где:
L – расстояние от места пожара до водоисточника, м;
Vдв – средняя скорость движения автоцистерны, м/мин.
Время наполнения цистерны определяется по формуле:
τн = Wц / Qнап
где:
Wц – наименьшая вместимость цистерны из используемых в цикле подвоза автоцистерн, л;
Qнап – расход воды на наполнение цистерны, л/мин.
Время опорожнения цистерны рассчитывается по формуле:
τр = Wц / Qн
где:
Qн – подача насоса АЦ, обеспечивающая работу стволов по тушению пожара, л/мин.
Если емкости цистерн различны, то при определении числа автоцистерн для подвоза необходимо добиться выполнения следующего неравенства:
где:
Wц,i – вместимость i-й АЦ, л;
n – число АЦ для подвоза;
Wц,1 – вместимость первой в цикле подвоза АЦ, л;
τн,1 – время наполнения первой АЦ.
При использовании для подвоза хозяйственной техники, имеющей емкости для транспортировки воды, на пункте расхода целесообразно оставлять головную автоцистерну. Прибывающие к месту пожара цистерны сливают запас воды в емкость головной АЦ, насос которой обеспечивает подачу воды к стволам. Головная АЦ не участвует в цикле подвоза, поэтому при определении числа автоцистерн в расчет не принимается.
Забор воды с помощью гидроэлеваторных систем
Непосредственному забору воды пожарными автомобилями из естественных водоисточников часто препятствуют крутые и заболоченные берега. В таких случаях необходимо применять для забора воды гидроэлеватор Г-600 и его модификации. Техническая характеристика гидроэлеваторов приведена в табл. 1
Таблица 1. Техническая характеристика гидроэлеваторов
| Показатели | Единицы измерения | Марки гидроэлеваторов | |
| Г-600 | Г-600А | ||
| Производительность при давлении перед гидроэлеватором 0,8–1 МПа | л/мин | 600 | 600 |
| Рабочее давление | МПа | 0,2–1,0 | 0,2–1,2 |
| Рабочий расход воды при давлении перед гидроэлеватором 0,8–1 МПа | л/мин | 550 | 550 |
| Коэффициент эжекции | – | 1,1 | 1,1 |
| Наибольшая высота подъема подсасываемой воды: — при рабочем давлении 1,2 Мпа — при рабочем давлении 0,2МПа | м | 19 1,5 | 19 1,5 |
| Масса | кг | 6,9 | 5,6 |
Сформулируем рассматриваемую задачу следующим образом. На тушение пожара требуется подать определенное количество стволов – Nств с общим расходом Q. Подъезд к водоисточнику возможен не ближе L1, высота перепада местности от места забора воды до автомобиля составляет h. Чтобы определить требуемый напор на насосе автоцистерны и предельную длину магистральной линии от автомобиля до позиции ствольщика lпр, составляется расчетная схема развертывания для забора и подачи воды с помощью гидроэлеватора, которая показана на рис. 1.
Рис. 1. Расчетная схема развертывания отделения на АЦ для забора воды гидроэлеватором и подачи стволов к месту пожара
Требуемое количество рукавов n1 от автоцистерны до гидроэлеватора определяется по формуле:
где:
h – высота забора воды, м;
L1 – расстояние от водоисточника до автоцистерны по горизонтали, м;
lр – средняя длина одного напорного пожарного рукава, м (равна 20 м).
Требуемое количество напорных пожарных рукавов от гидроэлеватора до горловины цистерны пожарного автомобиля n2 принимаем равным n1.
Определяем потери напора в системе от гидроэлеватора до горловины цистерны пожарного автомобиля:
где:
hr – расстояние от горловины цистерны пожарного автомобиля до земли, м (принимается равным 2,5–3,0 м);
S – сопротивление одного напорного пожарного рукава длиной 20 м;
Qобщ – сумма рабочего и эжектируемого расходов, л/с.
Определяем по графику (рис. 2) требуемый перед гидроэлеватором напор Hr при давлении за гидроэлеватором Hn и требуемом расходе воды Q. При h2 ≤ Hn система работоспособна, в противном случае необходимо уменьшить расход (количество подаваемых стволов) и провести расчет по п. 2.
Потери напора в системе пожарного автомобиля до гидроэлеватора будут равны:
Q1 – рабочий расход воды, л/с.
Определяем требуемый напор на насосе пожарного автомобиля:
Определяем объем воды для запуска гидроэлеваторной системы:
где:
при одногидроэлеваторной системе k = 2;
при двухгидроэлеваторной системе k = 1,5;
Ni – количество i-х пожарных напорных рукавов гидроэлеваторной системе, шт;
Wp, i – объем i-го пожарного рукава.
Определяем предельное количество пожарных напорных рукавов в магистральной линии для подачи воды при напоре на насосе Нн:
где:
hр.л – потери напора в рабочей рукавной линии, м;
Zств – высота подъема (спуска) ствола, м;
Zм – перепад местности, м;
Нст – напор на насадке ствола, м вод. ст.;
Q2 – расход воды по данной магистральной линии, л/с;
здесь:
qств,i – расход воды из i-го пожарного ствола, л/с;
Nств,i – количество пожарных стволов.
