Система пожаротушения
- это совокупность технических средств для тушения пожара с помощью огнетушащего вещества. Основных назначением систем пожаротушения является локализация или ликвидация пожара. Согласно Ст. 45. «Классификация установок пожаротушения» Федерального закона «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», по конструктивному устройству системы пожаротушения делятся на модульные и агрегатные, по степени автоматизации - на ручные, автоматизированные и автоматические, по методу тушения - на поверхностные, объемные, локально-поверхностные и локально-объемные. Установки пожаротушения должны обеспечивать реализацию эффективных технологий пожаротушения, оптимальную инерционность, минимально вредное воздействие на защищаемое оборудование, срабатывание в течение времени, не превышающего длительности начальной стадии развития пожара (критического времени свободного развития пожара), необходимую интенсивность орошения или удельный расход огнетушащего вещества, тушение пожара в целях его ликвидации или локализации в течение времени, необходимого для введения в действие оперативных сил и средств, требуемую надежность функционирования. Наиболее эффективными являются комплексные решения, объединяющие систему пожаротушения с системами пожарной сигнализации (охранно-пожарной сигнализации) системами дымоудаления, вентиляции и системами оповещения и управления эвакуацией.
Газовое пожаротушение
Принцип работы систем газового пожаротушения заключается в уменьшении концентрации кислорода в воздухе на объекте возгорания с помощью подачи инертного газа, углекислоты или хладона (для большинства горючих веществ при концентрации кислорода менее 14% процесс горения прекращается). Достоинствами системы газового пожаротушения являются: отсутствия воздействия на предметы и само помещение, широкий температурный диапазон работы (включая минусовые температуры), огнетушащие вещества не содержат токсичных компонентов, не разлагается термически, не образуют ядовитых или коррозионных веществ при контакте с пламенем, неэлектропроводны и безопасны для электроники и компьютеров, исторических, художественных и культурных ценностей. По объему применения системы газового пожаротушения занимают третье место после водяных и пенных, и составляют около одной пятой от общего числа применяемых в России установок пожаротушения.
Установки пожаротушения с инертным газом используют в качестве огнетушащего вещества такие инертные газы и смеси газов, как аргон (одноатомный инертный газ, неэлектропроводный, без цвета и запаха (по нормам NFPA IG–01), с точкой росы не выше минус 20 °С, при концентрации основного вещества 99,99%), азот (двухатомный неэлектропроводный газ без цвета и запаха (по нормам NFPA IG–100), с точкой росы не выше минус 20 °С, при концентрации основного вещества 99,6%), аргонит (неэлектропроводная смесь газов без цвета и запаха (по нормам NFPA IG–55): аргон (50% ± 5%) и азот (50% ± 5%), с точкой росы не выше минус 20 °С) и инерген (неэлектропроводная смесь газов без цвета и запаха (по нормам NFPA IG–541): азот (48,8% - 55,2%), аргон (37,2% - 42,8%) и двуокись углерода (7,6% - 8,4%), с точкой росы не выше минус 20 °С) и некоторые другие. Поскольку данные газы и смеси газов являются неэлектропроводными и не оказывающими воздействия на людей, установки газового пожаротушения с инертными газами можно применять для тушения компьютерного и электронного оборудования и помещений, где находятся люди.
Автоматические установки газового пожаротушения с углекислотой используют в качестве огнетушащего вещества углекислый газ - CO2, диоксид углерода. Принцип действия таких систем такой же, как и систем газового пожаротушения с инертным газом. Особенностью углекислого газа является его способность при дросселировании образовывать хлопья «снега». При поверхностном тушении «снежным» углекислым газом к эффекту уменьшения концентрации кислорода в воздухе добавляется и эффект охлаждения. Установки автоматического пожаротушения с углекислым газом нельзя использовать для тушения пожаров щелочных и щелочноземельных металлов, а также развитых пожаров тлеющих материалов. В отличие от инертных газов CO2 обладает выраженным биологическим действием. В концентрациях 2-5% об. он оказывает сильное возбуждающее действие на дыхательную систему, а в более высоких концентрациях вызывает у людей отравления различной степени тяжести. Огнетушащие концентрации CO2 (25-40% об.) в 2 - 3 раза превышают смертельную при кратковременном воздействии.
Установки газового пожаротушения с хладоном отличаются от установок с инертным газом только огнетушащим веществом. В настоящее время в таких установках применяются хладон 114, хладон 125, хладон 227, хладон 318. Хладоны (предельные галогенуглеводороды с атомами фтора, хлора, брома и йода) являются эффективными ингибиторами (подавителями) химических процессов, происходящих во время горения, но в то же время разрушают озоновый слой. По Киотскому протоколу в Европе были запрещены к использованию хладон 125 и хладон 227. Кроме того, хладоны подвержены термическому разложению и продукты их распада могут нанести вред жизни и здоровью людей. В связи с наличием отрицательных моментов, хладоны постепенно выходят из употребления.
Системы автоматики пожаротушения
Основными причинами возникновения аварийных ситуаций, приводящих к взрыву и пожару на компрессорных станциях, являются: нарушение целостности газовых трактов (фланцевые соединения, сварные швы, арматура, трубопроводы, оборудование и т.п.); разрушение элементов конструкций привода и нагнетателя (подшипники, уплотнения, поршни, лопатки турбин и т.д.; нарушение целостности масляных трактов (маслопроводы, масляные насосы и т.д.). Все это приводит к выбросу в помещение станции природного газа или горючего масла под высоким давлением. При наличии источника воспламенения (горячие поверхности камер сгорания и выхлопных коллекторов, электрические или фрикционные искры и т.п.) возникает пожар - диффузионные горения газа и масла. При отсутствии источника воспламенения или задержке его появления в помещении образуется либо взрывоопасная газовоздушная смесь, либо еще более опасная смесь газа, паров и капель масла с воздухом, взрыв которой, как правило, приводит к серьезным последствиям.
Для тушения пожаров на ГПА рекомендуется применять индивидуальные и комбинированные установки пожаротушения (КУП). Они предназначены для противопожарной защиты оборудования ГПА, газотурбинных двигателей, мотокомпрессоров, имеющих поверхности, нагретые выше температуры самовоспламенения турбинного масла. КУП предполагает две очереди ввода в действие огнетушащих веществ. Первая очередь обеспечивает ликвидацию пожара на начальной стадии развития, вторая ликвидирует возможность повторного воспламенения.
Для машзалов стационарных компрессорных цехов (с ГПА типа ГТК-10, ГТ-6-750, ГТ-750-6, ГТК-5 и др.) применяются системы автоматического пенного пожаротушения (АППТ).
АППТ состоит из основной и резервной емкости воды, емкости с пенообразователем, дозатора пенообразователя, основного и резервного насосов, электрозадвижек (по направлениям на каждый агрегат), сети трубопроводов и пенных оросителей, шкафов автоматического управления и датчиков пожарообнаружения.
Запас воды и пенообразователя в установке пенного пожаротушения должен быть рассчитан из условия работы в течение не менее 20 мин.
Для ГПА блочного исполнения (типов ГПА-Ц-6,3, ГПА-Ц-16) применяются модульные автоматические установки порошкового пожаротушения, состоящие из:
- модулей (баллонов) порошкового пожаротушения, в корпусе которых совмещены функции хранения и подачи огнетушащего порошка при воздействии исполнительного импульса на пусковой элемент;
- распределительных трубопроводов;
- пожарных извещателей с шлейфами пожарной сигнализации и электрическими цепями питания и контроля;
- блоков автоматического управления и устройств представления информации о состоянии системы пожаротушения;
- устройств для сигнализации и блокировки дверей в отсеках агрегатов;
Системы автоматики пожаротушения должны обеспечивать:
- световую и звуковую сигнализацию о возникновении пожара с расшифровкой направления, о неисправности системы;
- автоматический и дистанционный пуск установки;
- автоматическое переключение электропитания с основного на резервный источник;
- формирование и выдачу командного импульса для управления технологическим и электротехническим оборудованием объекта, системами оповещения о пожаре, дымоудаления, подпора воздуха, а также для отключения вентиляции, кондиционирования, воздушного отопления;
- автоматический контроль шлейфов пожарной сигнализации, целостности электрических цепей питания, световой и звуковой сигнализации и датчиков, определение обрыва пиропатронов или электромагнитов;
- формирование командного импульса автоматического пуска установки не менее чем от двух автоматических пожарных извещателей.
Основными элементами всех систем пожаротушения, от которых зависит надежность срабатывания, являются датчики пожарообнаружения.
На компрессорных станциях применяются различные типы датчиков.
Системы пожарообнаружения
Для защиты турбин, камер сгорания и маслоблоков ГПА типов ГТК-10, ГТ-6-750, ГТ-750-6, ГТК-5, а также отсеков агрегатов ГПА-Ц-6,3 и ГПА-Ц-16 применяются датчики типа ДПС-038 в комплекте с преобразователями ПИО-017.
ПИО-017 промежуточный исполнительный орган
НАЗНАЧЕНИЕ ПИО-017
Промежуточный исполнительный орган ПИО-017 предназначен для работы в сигнальных цепях в качестве блока поляризованных реле.
Прибор работает в комплекте с тепловым пожарным извещателем ДПС-038.
Прибор ПИО-017 рассчитан для одновременного подключения от одного до десяти извещателей ДПС-038.
Прибор работает в воздушной взрывобезопасной среде при температуре от 5 до 50 °С и относительной влажности до 80%.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ПИО-017
Входное сопротивление цепи между зажимами, к которым подключается извещатель, составляет (4+/-0,32) Ом, после воздействия климатических факторов - (4+/-0,60) Ом.
Ток срабатывания реле типа РПС 5, входящих в прибор ПИО-017, от 1,5 до 4,6 мА.
В процессе хранения и эксплуатации ток срабатывания реле допускается в пределах от 0,75 до 6,9 мА. После воздействия механических и климатических факторов ток срабатывания реле допускается в пределах от 0,8 до 9,0 мА.
Номинальная величина силы тока через контакты реле РПС 5 - 0,2 А.
Электрическая изоляция прибора выдерживает при нормальных условиях в течение 1 мин испытательное напряжение 500 В частотой 50 Гц при мощности источника питания не менее 0,5 кВА.
Электрическое сопротивление изоляции между электрически разобщенными цепями и корпусом срставляет при нормальных условиях: температура (25+/-10) °С, относительная влажность до (65+/-) % и атмосферное давление (760+/-30) мм. рт.ст. - 20 МОм.
Прибор сохраняет работоспособность после воздействия следующих климатических условий:
а) циклического изменения температуры от минус 50 до плюс 60 °С;
б) влажности окружающей среды 100 % при температуре 25 °С.
Прибор в упакованном для транспортирования виде сохраняет работоспособность и целостность конструкции после воздействия транспортной тряски с ускорением 30 м/с2 при частоте от 80 до 120 ударов в минуту.
Габаритные размеры ПИО-017, мм, не более: 322х152х159.
Масса ПИО-017, кг, не более: 8.
ДПС-038 тепловой пожарный извещатель
НАЗНАЧЕНИЕ ДПС-038
Тепловой пожарный извещатель ДПС-038 предназначен для подачи сигнала при скачкообразном изменении температуры окружающей среды.
Извещатель ДПС-038 имеет искробезопасное исполнение расчитан на использование во взрывоопасных помещениях классов B-I, B-Ia, B-Iб, B-Iг, B-II и B-IIa, в которых возможно наличие химических неагрессивных взрывоопасных смесей 1,2,3,4 категории групп Т1, Т2, Т3, Т4, Т5.
Извещатель ДПС-038 также работает в обычных помещениях при температуре окружающей среды от 5 до 50 °С и относительной влажности до 98% при температуре 35 °С.
Извещатель ДПС-038 работает в комплекте с промежуточным исполнительным органом ПИО-017.
ПРИНЦИП РАБОТЫ ДПС-038
Принцип работы извещателя ДПС-038 основан на использовании эффекта Зеебека: в электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных электрических проводников (термопар), возникает термо ЭДС, если в местах контактов различная температура.
Основным элементом дифференциального пожарного извещателя ДПС-038 является батарея из 25 термопар, включенных в одной полярности и 25 термопар включенных в противоположной полярности, которые снабжены тонкими теплоприемниками в виде серебреных пластин. При условии, что характеристики термопар примерно одинаковые, и находятся при одной температуре, обе батареи вырабатывают равные термоЭДС и напряжение на выходе извещателя равно нулю. Аналогичные условия возникают при медленном нарастании температуры в защищаемом помещении. При быстром увеличении температуры в месте установки извещателя термопары, снабженные теплоприемниками, прогреваются быстрее, на их выходе возникает большая термоЭДС, из которой и слагается выходное напряжение извещателя.
В извещателе ДПС-038 отсутствует устройство, выполняющее функции релейного элемента. Для этой цели используются высокочувствительные поляризованные реле с подгоночными катушками сопротивлений, которые находятся в промежуточном исполнительном органе ПИО-017.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ДПС-038
Напряжение извещателя ДПС-038 измеренное на нагрузке (4+/-0,32) Ом, при скачкообразном изменении температуры окружающей среды на плюс 100 °С в условиях естественной конвекции воздуха не менее 36 мВ за время не более 7 с.
Извещатель ДПС-038 сохраняет работоспособность:
а) после пребывания при температуре окружающей среды (350+/-10) °С в течение 15 мин.;
б) после пребывания при температуре окружающей среды (590+/-10) °С не более 1 мин.;
в) при воздействии вибрационных нагрузок с частотой 20 Гц и ускорением 20 м/с2;
г) при пониженной температуре 5 °С и после пребывания в нерабочем состоянии при температуре минус 50 °С;
д) при повышенной температуре 50 °С и после пребывания в нерабочем состоянии при температуре 65 °С;
е) при пониженном атмосферном давлении 460 мм. рт. ст.;
ж) после воздействия относительной влажности 100% при 25 °С.
Электрическое сопротивление изоляции извещателя ДПС-038 при температуре окружающей среды (25+/-10) °С и относительной влажности до (65+/-15) % - не менее 20 МОм, не менее 5 МОм - при температуре 50 °С.
Электрическая изоляция извещателя ДПС-038 выдерживает в течение 1 мин. действие испытательного напряжения 550 В частоты 50 Гц при температуре окружающей среды (25+/-10) °С и относительной влажности до (65+/-15) %.
Извещатель ДПС-038 в упакованном для транспортирования виде сохраняет работоспособность и целостность конструкции после воздействия транспортной тряски с ускорением 30 м/с2 при частоте ударов от 80 до 120 в минуту.
Габаритные размеры ДПС-038, не более, мм: 120х110,5х148.
Масса ДПС-038, не более, кг: 0,35.
Для защиты авиационных двигателей типа НК-12СТ применяются тепловые дифференциальные датчики типа ДТБГ в комплекте с блоками ССП-2И.
По типу используемых датчиков система имеет две модификации: ССП-2АМ и ССП-2И.
В системе ССП-2АМ применяется датчик пожарной сигнализации ДПС-1АГ, в системе ССП-2И-датчик ДТБГ.
Датчики к исполнительному блоку подключаются группами по три на каждый линейный комплект.
Срабатывание лучевого комплекта системы ССП-2АМ и включение устройств автоматического тушения и сигнализации осуществляется при одновременном нагреве трех датчиков до температуры 150° С, в системе ССП-2И — до температуры 200° С.
Скорость нарастания температуры должна быть не ниже 2° С в 1 с и скорость обдува датчиков — 3—4 м/с.
Инерционность системы не более 0,5 с при охвате датчиков пламенем и не более 1 с при переносе из среды с температурой 60° С в среду с температурой 200° С и при обдуве их со скоростью 3—4 м/с.
+70° С и относительной влажности до 98%, вибрации для блока — 20—80 Гц, для датчиков — 20—200 Гц.
В последнее время начаты опытные испытания новых пожарных извещателей:
- "Диабаз-БМ", устройство сигнально-пусковое пожарное, предназначенное для обнаружения пламени очагов загорании по инфракрасному излучению, привода в действие автоматических систем пожарной защиты и сигнализации о пожаре;
- "Пульсар-01", реагирующий на открытое пламя и основанный на преобразовании инфракрасного (ИК) излучения в диапазоне 1-3 мкм и температуры чувствительного элемента в электрический сигнал;
- ИП329-5, предназначенный для обнаружения пламени, сопровождающегося ультрафиолетовым излучением (УФ) в диапазоне длин волн от 220 до 280 нм;
- Извещатели на основе термочувствительного кабеля для защиты кабельных каналов и тунеллей;
- ИП212-5 для обнаружения загорании в закрытых помещениях, сопровождающихся появлением дыма.
Основным преимуществом оптических датчиков пламени является быстрота срабатывания (менее 5 с), т.е. обнаружение пожара происходит в начальной стадии развития, что резко повышает эффективность тушения.
В отсеке нагнетателя агрегатов блочного исполнения рекомендуется применить извещатели типа С7698 Е1002 со встроенным контроллером в количестве не менее трех штук, которые работают в ультрафиолетовом диапазоне и критичны к масляной пленке, образующейся на оптике чувствительного элемента.
В связи с наличием высокотемпературных зон (до 125 °С) в отсеке двигателя используют комбинацию из:
- двух тепловых пожарных извещателей с Tсраб = 236 °С для контроля пожарного состояния района камеры сгорания;
- двух тепловых пожарных извещателей с Tсраб = 321 °С для контроля пожарного состояния района отвода выхлопных газов;
- двух пожарных извещателей пламени С7050 В7038 / R7404 В7001 с собственным контроллером, работающем в ультрафиолетовом диапазоне с от -40 до +125 °С для обнаружения пожара по появлению открытого пламени в том случае, когда температура в отсеке не достигла Tсраб тепловых извещателей.
В отсеке маслоагрегатов используется комбинация из:
- двух тепловых извещателей с = 236 °С;
- инфракрасного извещателя пламени С7698 Е 1002.
Отсеки агрегатной автоматики, в которых размещается электронное и электрическое оборудование, а также большое количество кабеля защищаются двумя дымовыми пожарными извещателями Fenwall или ИП 212-5, контролирующими всю площадь отсека.
Информация о состоянии систем пожаротушения в современных проектах выводится через контроллер (независимый от САУ ГПА) и выдается на монитор компьютера.
