Автоматизированные системы газового пожаротушения для объектов транспортировки, хранения и переработки природного газа

В нынешнее время, с ростом промышленности, строительством новых объектов энергетики, существует необходимость в снабжении системами обнаружения и пожаротушения. На данный момент существуют системы пожаротушения в зависимости от огнетушащего вещества (ОТВ). Широкое применение получили системы газового пожаротушения – в качестве ОТВ применяют хладон и двуокись углерода.

Ученые многих стран разрабатывали принципиально новый состав ОТВ, который бы соответствовал требованиям, а именно:

• высокая эффективность при тушении;
• безвредность для человека;
• безвредность для оборудования;
• обладать нулевым озоноразрушающим потенциалом.

В результате поисков учеными был обнаружен состав – флуорокетон С-6. Ранее это вещество считалось непригодным для применения в системах пожаротушения, но после проведенных опытов ученые пришли к выводу, что он, как нельзя лучше подходит по своим характеристикам.

В данной статье будет рассмотрена возможность массового применения на объектах транспортировки, хранения и переработки природного газа автоматической системы газового пожаротушения, где в качестве ОТВ применяется флуорокетон С-6 получивший название Novec^тм 1230 (называемый так же, как «безводная вода» или «сухая вода»).

Данный состав, на первый взгляд, похож на воду, но обладает совершенно иными физико-химическими свойствами.

Флуорокетон – синтетическое органическое вещество, в молекуле которого все атомы водорода заменены на прочно связанные с углеродным скелетом молекулы атомы фтора. Такая структура делает вещество инертным с точки зрения взаимодействия с другими молекулами.

Принцип действия систем пожаротушения основан на прекращении горения путем вытеснения кислорода из всего объёма защищаемого помещения. Если по какой-либо причине в данном помещении находятся люди, то существует угроза их жизни и здоровью. Поскольку ОТВ начнет вытеснять кислород из всего объёма помещения, что может привести к удушью [2, с. 8].

На объектах транспортировки, хранения и переработки природного газа работает большое количество человек и существует необходимость в обеспечении безопасности работников. На данных предприятиях размещаются здания с массовым пребыванием персонала, где не исключено возникновение пожара. Чтобы предотвратить появление и распространение пожара, которое может повлечь за собой причинение вреда жизни и здоровью персонала, и нанесению значительного материального ущерба, необходимо обеспечить данные здания системами противопожарной защиты, а именно системой обнаружения и тушения пожара.

В нынешнее время большое распространение получили системы газового пожаротушения с хладоном в качестве огнетушащего вещества, применяемые в помещениях с постоянным нахождением персонала.

Но данное вещество имеет ряд существенных недостатков, которые мы и разберем в данной статье.

К недостаткам хладона относятся:

• Высокая химическая активность при тушении металлов;
• Высокая стоимость;
• Трудоемкость при перезаправке;
• Разрушающее действие на озоновый слой;
• Длительность пребывания человека в зоне действия этих газов ограничена несколькими минутами.

К преимуществам данного ОТВ относятся:

• Возможность применения в помещениях с электрооборудованием, находящимся под напряжением;
• При концентрации 10% эффективно тушат очаг возгорания;
• Возможность работы при минусовых температурах;
• Смачиваемость при тушении тлеющих материалов;
• Хранение в сжиженном состоянии позволяющее обходиться меньшими по объему и количеству резервуарами;
• Могут предупредить взрыв газовоздушной смеси путем ее разбавления.

Двуокись углерода – бесцветный газ с плотностью 1,98 кг/м³, не имеющий запаха и не поддерживающий горение большинства веществ. Механизм прекращения горения двуокисью углерода заключается в её способности разбавлять концентрацию реагирующих веществ до пределов, при которых горение становится невозможным. Двуокись углерода может выбрасываться в зону горения в виде снегообразной массы, оказывая при этом охлаждающее действие. Из одного килограмма жидкой двуокиси углерода образуется 506 л. газа. Огнетушащий эффект достигается, если концентрация двуокиси углерода не менее 30 % по объёму. Удельный расход газа при этом составит 0,64 кг/(м³·с). Требует применения весовых устройств для контроля утечки огнетушащего вещества, обычно представляет собой тензорные весовые устройства [3, с. 4].

Нельзя применять для тушения щелочно-земельных, щелочных металлов, некоторых гидридов металлов, развитых пожаров тлеющих материалов [3, с. 4].

При защите помещений с постоянными рабочими местами модули газового пожаротушения заправляются хладоном. Принято считать, что данный газ менее вреден для организма человека по сравнению с двуокисью углерода.

Хладон – легкий газ без цвета и запаха. В модулях находится в жидкой фазе. Обладает высоким давлением собственных паров (48 КгС/кв.см), не требует наддува газом-вытеснителем. Газ выходит из баллонов под действием давления собственных паров. Контроль массы ОТВ в баллоне осуществляется устройством контроля массы автоматически и постоянно, что обеспечивает постоянный контроль работоспособности системы пожаротушения. Станция пожаротушения способна в нормативное время (до 10 секунд) создавать нормативную огнетушащую концентрацию в помещениях, удаленных от модулей с ОТВ на расстояние до 110 метров по горизонтали и 32 – 37 метров по вертикали. Данные по расстояниям определяются с помощью гидравлических расчетов. Свойства газа хладон позволяют создавать системы пожаротушения объектов с большим количеством защищаемых помещений путём создания централизованной станции газового пожаротушения. Озонобезопасен – ODP=0 (Ozone Depletion Potential). Предельно допустимая концентрация составляет 50 %, нормативная тушащая концентрация – 14,6 %. Запас безопасности для людей 35,6 %. Это позволяет применять Хладон 23 для защиты помещений с людьми [3, с.4].

Что же касается флуорокетонов – это новый класс химических веществ, разработанных компанией 3М^тм и введенных в международную практику. Флуорокетоны – это синтетические органические вещества, в молекуле которых все атомы водорода заменены на прочно связанные с углеродным скелетом атомы фтора. Такие изменения делают вещество инертным с точки зрения взаимодействия с другими молекулами. Многочисленные тестовые испытания, проведенные ведущими международными организациями, показали, что флуорокетоны не только являются отличными огнетушащими веществами (с эффективностью аналогичной хладонам), но и демонстрируют положительный экологический и токсикологический профиль

Далее разберем преимущества и недостатки ОТВ Novec^тм 1230.

К недостаткам относится:

• Не применим при тушении некоторых веществ и материалов (волокнистых, пористых, сыпучих);
• Высокая стоимость;
• Малая распространенность.

Достоинства:

• Безопасность для человека;
• Высокая эффективность;
• Безопасность для окружающей среды;
• Возможность адаптации системы, предназначенной для другого вида ОТВ;
• Не электропроводно.

Исходя из вышеизложенного приходим к выводу, что система газового пожаротушения одно из жизненно важных условий безопасной работы персонала. Это означает, что экономить на автоматических системах обнаружения и пожаротушения не целесообразно, так как это может повлечь за собой ложное срабатывание автоматики в момент, когда персонал находится на рабочих местах, что может привести к человеческим жертвам. Чтобы исключить угрозу жизни и здоровью персонала целесообразнее использование Novec^тм 1230 в качестве ОТВ направленного для тушения пожара в защищаемом помещении.

1. Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» Статья 112. Требования к автоматическим установкам газового пожаротушения
2. СП 485.1311500.2020. Свод правил. Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования. Увт. Приказом МЧС России 31.08.2020 №628// СПС КонсультантПлюс 2021;
3. Оника А. Система пожаротушения: полное руководство по выбору, 2021.
4. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов, и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. – М.: Асс. «Пожнаука», 2004. – Ч. I. С. 119.