Огнетушащие вещества ингибирующего действия (химического торможения реакции горения): виды, характеристика, область при­менения, механи

10

1. Теоретическое задание.

Вопрос №9 . «Огнетушащие вещества  ингибирующего действия  (химического торможения реакции горения): виды, характеристика, область при­менения, механизм прекращения горения, интенсивность подачи».

Сущность прекращения горения химическим торможением реакции горения заключается в том, что в воздух горящего помещения или непосредственно в зону горения вводятся такие огнетушащие вещества, которые вступают во взаимодействие с активными центрами реакции окисления, образуют с ними либо негорючие, либо менее активные соединения, обрывая тем самым цепную реакцию горения. Поскольку эти вещества оказывают воздействие непосредственно на зону реакции, в которой реагирующие вещества находятся в паровоздушной фазе, они должны отвечать следующим специфическим требованиям:

-   иметь низкую температуру кипения, чтобы при малых температурах разлагаться, легко переходить в парообразное состояние;

-   иметь низкую термическую стойкость, т. е. при малых температурах разлагаться на составляющие их атомы и радикалы;

-   продукты термического распада огнетушащих веществ должны активно вступать в реакцию с активными центрами горения.

Этим требованиям отвечают галоидированные углеводороды - особо активные вещества, оказывающие ингибирующее действие, т. е. тормозящее химическую реакцию горения. Однако в отношении этих веществ следует напомнить общие требования к огнетушащим средствам и особенно такое, как токсичность. Наиболее широкое применение нашли составы на основе брома и фтора. Галоидированные углеводороды и огнетушащие составы на их основе имеют высокую огнетушащую способность при сравнительно небольших расходах.

Причем прекращение горения достигается именно химическим путем, что подтверждается опытами. Если для прекращения горения разбавлением необходимо снизить концентрацию кислорода, то в данном случае она остается в пределах 20 -20,6 %, что явно достаточно для протекания реакции окисления.

Исследованиями последних лет установлено, что огнетушащие порошки, которые подаются в горящие объемы в виде аэрозоля (т. е. порошок не покрывает горящую поверхность, а облако из него окружает зону горения), прекращают горение также путем химического торможения.

Соли металлов, содержащиеся в порошке, вступают в реакцию с активными центрами. Соли металла в зоне реакции нагреваются до высокой температуры и переходят в жидкое состояние (возможно, частично испаряются) . Остальная часть молекулы соли разлагается с образованием либо металла, либо окиси или гидрата металла.

Бромистый метилен - жидкость плотностью 1732 кг/м3, плотность по воздуху примерно 60; температура  замерзания - 52,5 °С, температура кипения +98 °С, из 1 л жидкости получается около 350 л па­ра. Он хорошо смешивается с бромистым этилом и растворяет углекислоту.

Бромистый этил  - ЛВЖ с характерным запахом; плотность 1455,5 кг/м3, плотность по воздуху примерно 4; температура замерзания - 199°С, температура кипения +38,4 °С. При объемной доле 6,5– 11,3% в воздухе способен воспламеняться от мощного источника зажи­гания, поэтому в чистом виде не применяется. Из 1 л жидкости при испарении получается 400 л пара. Бромистый этил не электропроводен, плохо растворим в воде и образует с ней эмульсию. Обладает высокими коррозионными свойствами, особенно по отношению к алюминиевым сплавам.

Однако из-за высоких огнетушащих свойств он входит как основной компонент в огнетушащие составы, такие, как 3,5.4НД, БФ 1 и 2БМ. Бромистый этил обладает хорошей смачивающей способностью, составы на его основе можно использовать для тушения древесины, органических жидкостей, хлопка и других волокнис­тых материалов.

Тетрафтордибромэтан  - жидкость плотностью 2175 кг/м3, температура замерзания - 112° С, температура кипения +46,4 °С, из 1 л жидкости образуется 254 л пара, который почти в 9 раз тяжелее воздуха (плотность по воздуху 8,96), токсичность и коррозионные свойства его паров значительно ниже, чем у паров бромистого этила.

На основе галоидированных углеводородов и углекислоты разработаны огнетушащие составы.

Составы обладают свойствами компонентов их составляющих. Например, состав ТФ – это чистый тетрафтордибромэтан, или, как его нередко называют, фреон 114В2 или хладон. Состав в 3,5 раза эффективнее диоксида углерода (отсюда и название состава). При нормальных условиях из 1 кг состава образуется 144 л паров бромистого этила и 153 л диоксида углерода. При тушении состав выбрасывается из насадки в виде распыленной струи жидкости, которая быстро испаряется. На открытых пожарах струя подается в зону горения на поверхность горяще­го материала; при тушении внутренних пожаров - в объем помещения.

Состав 4НД по свойствам почти не отличается от бромистого этила. Небольшое количество углекислоты вводится в качестве флегматизатора и для лучшего распыления.

Водобромэтиловая эмульсия состоит из 90 % воды и 10 % по массе бромистого этила. Для ее получения не требуется никаких дополнительных устройств. В бачок для пенообразователя заливается бромистый этил. С помощью стационарного пеносмесителя он вводится в воду, эмульсия подается через обычные стволы-распылители. Капли эмульсии, подаваемые в очаг пожара, имеют следующее строение - капелька бромэтила снаружи имеет водяную оболочку. Достигая зоны горения или попадая в нее, из-за низкой температуры кипения бромистый этил превращается в пар, разрывая при этом капли воды, делая воду мелкодисперсной. Горение прекращается как за счет разбавления горючих паров и газов водяным паром (мелкораспыленная вода почти полностью испаряется в зоне горения), так и химическим торможением реакции окисления. Время тушения эмульсией в 7-10 раз меньше по сравнению с водой, подаваемой из того же ствола-распылителя.

Галодированные углеводороды эффективнее инертных газов. Например, тетрафтордибромэтан более чем в 10 раз эффективнее диоксида углерода и почти в 20 - водяного пара.

Благодаря высокой плотности паров и жидкостей возможна подача их в очаг пожаров в виде струй, проникновение капель в зону горения, а также удержание огнетушащих паров у очага горения. Галондоуглеводороды и огнетушащие составы на их основе имеют низкую температуру замерзания, поэтому они могут быть эффективно применены в условиях низких температур, однако по экологическим условиям производство гилоидированных углеводородов сокращается.

Практическое задание.

Задача №42. Определить параметры пожара на момент прибытия подразделения на пожар и на заданный момент времени, необходимое количество стволов на туше­ние и защиту, оценить обстановку на пожаре, вычертить схему объ­екта в масштабе, показать на ней обстановку на пожаре и расста­новку стволов.

Здание мебельного цеха I степени огнестойкости

Решение:

1)     По Приложению 1 определяем линейную скорость распространения горения:

Vл = 0,5 м/мин

2)     Определяем путь, пройденный фронтом пожара на момент прибытия подразделения: L24 = 5Vл+Vлτ2 = 5 x 0,5+0,5 x 14 = 9,5 м

3) Определяем площадь пожара на 24 минуте его развития:

S24 = πR2/4 = 3,14 x 9,52/4 = 70,8 м2

4)     Определяем периметр пожара на 24 минуте его развития:

Р24 = πR/2 = 3,14 x 9,5/2 = 15 м

5) Определяем фронт пожара на 24 минуте его развития:

Ф24= Р24 = 15 м

6) Определяем площадь тушения:

Sт24 = 0,25 x 3,14 x 5 x (2 x 9,5 – 5) =  54,95 м2

7) Определяем путь, пройденный фронтом пожара на 43 минуте его развития.

L43 = 5Vл + Vл (43-10) = 2,5 + 0,5 x 33 = 19 м

8) Определяем площадь пожара на 43 минуте его развития:

S43 = πR2/4 = 3,14 x 192/4 = 283,4 м2

9) Определяем периметр пожара на 43 минуте его развития:

Р43 = πR/2 = 3,14 x 19/2 = 29,8 м

10) Определяем фронт пожара на 43 минуте его развития.

Ф43 = Р43 = 29,8 м

11) Определяем площадь тушения на 43 минуте развития пожа­ра:

Sт43 = 0,25 x 3,14 x 5( 2 x 19 – 5) = 129,5 м2

12) По таблице 2.5 определяем интенсивность подачи огнетушащего вещества:

Iтр= 0,15 л/(с ·м2)

13) Определяем необходимое количество стволов на тушение пожара на 43 минуте его развития.

Nст = SтIтр/ qст = (129,5 x 0,15)/7,4 = 2,6 ствола «А», принимаем на тушение пожара 2 ствола «А» (РС-70) и 1 ствол «Б» (РКС-50).

14) Определяем необходимое количество стволов на защиту.

Из тактических соображений принимаем количество стволов на защиту:

1 ствол РКС-50 - на защиту соседних помещений;

1 ствол РКС-50 – на защиту кровли здания.

15) Определяем фактический расход огнетушащего вещества на тушение и защиту.

Qфобщ = Qфт + Qфз = (2 x  7,4 + 1 x 3,7) + 2 x 3,7 =  25,9 л/с

16) Оценка обстановки на пожаре.

- пожар внутренний, открытый;

- сильное задымление, высокая температура, возможность обрушения строительных конструкций;

-  РНБД - со стороны входа №1 в здание;

- водопроводная сеть имеет водоотдачу 80 л/с (определя­ется по таблице 3.5 или по приложению 13). Qфобщ = 25,9 л/с < Qвс = 80 л/с, следовательно, по водоотдаче водопроводная сеть удовлетворяет условиям тушения пожара.

- сил и средств для тушения пожара недостаточно.

Рисунок 1. Схема остановки на пожаре и расстановки стволов. (Приложение 1)

Задача №62. Выполнить схему боевого развер­тывания отделения с установкой на водоисточник, определить пре­дельное расстояние прокладки магистральной рукавной линии при подаче воды по схеме в соответствии с заданием, продолжитель­ность работы по подаче пены средней кратности при работе одного ГПС-600, возможную площадь тушения пеной и объем помещения для тушения пеной средней кратности.

Решение:

1) Определяем предельное расстояние прокладки магистральной рукавной линии.

Lп р= [(Hн-Hпр-Zм-Zпр)/(SрQ2)] 20 = [(100-50-6-14)/(0,015 ·18,52)] x 20 = 117,6 м

2) По таблице 4.1 определяем количество пенообразователя, находящегося в баке ав­тоцистерны.

Vпо = 500 л

3) Определяем количество 6 % раствора пенообразователя, ко­торое можно получить от данного автомобиля с установкой на водо­источник.

Так как запас воды при установке автомобиля на водоисточник не ограничен, то расчет ведем по запасу пенообразователя на маши­не.

Vр-ра = Vпо+ (VпоKв) = 500 + (500 x 15,7) = 8350 л

4) Определяем количество рукавов, которое необходимо для прокладки рукавной линии.

Nр = 1,2L/20 = (1,2 x 50)/20 = 3 рукава.

5) Определяем время работы одного СВП-4 от АЦ-6-40 с установкой автомобиля на водоисточник.

τраб = [Vр-ра - ∑(Nр,iVр,j)]/(Nгпсqгпс60) = [8350 - (3 x 90)]/(1 x 6 x 60) = 22,4 мин.

6) Определяем возможную площадь тушения пеной.

- для ЛВЖ:

Sт = Vр-ра/(Isτр60) = 8350/(0,08 x 20 x 60) = 87 м2

          - для ГЖ:

Sт = Vр-ра/(Isτр60) = 8350/(0,05 ·20· 60) = 139,2 м2

7) Определяем объем помещения, который можно заполнить пе­ной средней кратности.

Vп = (V р-раK)/(1000Kз) = (8350 x 100)/3 x 1000 = 278,3 м3

Рисунок 2.  Схема боевого развертывания отделения на АЦ-6-40 с подачей СВП-4 с установкой на водоисточник и подачей на тушение пожара 2 стволов «А» и 4 стволов «Б» (Приложение 2)

Задача №88. По данным таблицы 8 и рисункам 1-10 необходимо:

а) оценить обстановку на пожаре по внешним признакам, в соответствии с заданием, и принять решение на ведение боевых дейс­твий;

б) произвести прогнозирование обстановки на пожаре по ре­зультатам разведки;

в) произвести расчет сил и средств для тушения пожара и оце­нить обстановку на пожаре;

г) сформулировать доклад первого РТП старшему оперативному начальнику, прибывшему на пожар (выполняется в случае вызова до­полнительных сил и средств);

           д) выполнить расстановку сил и средств на схеме объекта.