Основными задачами при тушении пожаров являются защита жизни и здоровья людей, сохранение материальных ценностей от повреждений и ликвидация пожара.
Виды пожаров определяют собой целесообразные способы их тушения. Так тушение большинства пожаров в зданиях и сооружениях осуществляется с применением огнетушащих средств. В то же время тушение открытых пожаров на больших площадях (лесных, степных) осуществляется с широким использованием полос, опашки, а огнетушащие составы в этих случаях применяются ограниченно.
Принципы прекращения горения.
Прекращение горения осуществляется на основе следующих принципов:
Охлаждение реагирующих веществ,
Изоляция реагирующих веществ,
Разбавление реагирующих веществ до негорючих концентраций,
Химическое торможение реакции горения.
Охлаждение участвующих в горении веществ ведет к снижению активности процессов, протекающих при горении, а затем и к их прекращению. В тепловой теории тушения пламени условно принято, что температурой потухания для большинства углеводородных горючих веществ и материалов является температура в 1000 o С.
Изоляция реагирующих веществ при горении основана на создании между зоной горения и горючим материалом или окислителем изолирующего слоя, что ведет к прекращению горения.
Для прекращения горения разбавлением реагирующих веществ в парогазовую среду вводят вещества, которые способны разбавлять горючие пары или газы до негорючих концентраций или снизить содержание кислорода воздуха до концентраций, не поддерживающих горение (обычно ниже 14-16%). Наибольшее распространение этот принцип получил при тушении пожаров в относительно замкнутых помещениях и установках. При определенной концентрации реагирующих веществ температура газовой среды в помещении снижается и становится меньше температуры затухания. Горение прекращается.
Огнетушащие вещества химического торможения, подаваемые в горящее помещение или в зону горения, взаимодействуя с горящей средой образуют с ней либо негорючие, либо менее химически активные соединения. Наиболее широкое применение нашли соединения брома и фтора. Однако они часто не отвечают требованиям нетоксичности.
На практике рассмотренные принципы прекращения горения обычно реализуются комплексно.
Периоды тушения пожаров.
В тушении пожара можно условно выделить периоды локализации и ликвидации пожара.
Пожар считается локализованным, когда нет угрозы людям и животным, угрозы взрывов и обрушений, развитие пожара ограничено и обеспечена возможность его ликвидации имеющимися силами и средствами.
Пожар считается ликвидированным, когда горение прекращено и обеспечено предотвращение возобновления горения.
Огнетушащие вещества.
Классификация.
Огнетушащие вещества разделяются по агрегатному состоянию (жидкие, пенные, порошковые составы, газы) и по реализуемому принципу прекращения горения (четыре рассмотренных выше принципа прекращения горения - охлаждение, изоляция, разбавление, химическое торможение).
Наиболее широкое применение нашли огнетушащие составы, преобладающими принципами действия которых являются охлаждение горящих веществ и изоляция реагирующих веществ от зоны горения.
Огнетушащие вещества должны: обладать высокой эффективностью тушения при малом их расходе, быть доступными, дешевыми и простыми в применении, не оказывать вредного воздействия на окружающую среду. Вещества, обладающие указанными свойствами считаются универсальными.
Самым распространенным средством при тушении пожара является вода. Попадая на горящий материал, она охлаждает его, образуется пар, который препятствует притоку кислорода к очагу горения. Воду не применяют при тушении горючих жидкостей, удельный вес которых меньше, чем у нее, так как они, всплывая и растекаясь по поверхности, увеличивают площадь пожара. Нельзя использовать воду для тушения веществ, вступающих с ней в бурную химическую реакцию (металлический натрий, калий, магний, карбид кальция и т.д.), а также необесточенных электропроводов и приборов.
Песок, покрывая горящую поверхность, прекращает доступ к ней кислорода, препятствует выделению горючих газов и понижает температуру горящего предмета. Сырой песок обладает токопроводящими свойствами и поэтому его нельзя использовать при тушении предметов, находящихся под электрическим напряжением. Песок не должен содержать посторонних горючих примесей.
К подручным средствам пожаротушения также относятся асбестовые и грубошерстные покрывала, которыми накрывают небольшие очаги пожара, чтобы прекратить к ним доступ воздуха.
В практике тушения пожаров наибольшее распространение получили следующие принципы прекращения горения:
1) изоляция очага горения от воздуха или снижение путем разбавления воздуха негорючими газами концентрации кислорода до значения, при котором не может происходить горение;
2) охлаждение очага горения ниже определенных температур;
3) интенсивное торможение (ингибирование) скорости химической реакции в пламени;
4) механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной струи газа и воды;
5) создание условий огнепреграждения, т.е. таких условий, при которых пламя распространяется через узкие каналы.
Огнетушащая способность воды обуславливается охлаждающим действием, разбавлением горючей среды образующимися при испарении парами и механическим воздействием на горящее вещество, т.е. срывом пламени. Охлаждающее действие воды определяется значительными величинами ее теплоемкости и теплоты парообразования. Разбавляющее действие, приводящее к снижению содержания кислорода в окружающем воздухе, обуславливается тем, что объем пара в 1700 раз превышает объем испарившейся воды. Наряду с этим вода обладает свойствами, ограничивающими область ее применения. Так, при тушении водой нефтепродукты и многие другие горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности, поэтому вода может оказаться малоэффективной при их тушении. Огнетушащий эффект при тушении водой в таких случаях может быть повышен путем подачи ее в распыленном состоянии. Вода, содержащая различные соли и поданная компактной струей, обладает значительной электропроводностью, и поэтому ее нельзя применять для тушения пожаров объектов, оборудование которых находится под напряжением. Тушение пожаров водой производят установками водяного пожаротушения, пожарными автомашинами и водяными стволами (ручными и лафетными). Для подачи воды в эти установки используют устраиваемые на промышленных предприятиях и в населенных пунктах водопроводы. Воду при пожаре используют на наружное и внутреннее пожаротушение. Расход воды на наружное пожаротушение принимают в соответствии со строительными нормами и правилами. Расход воды на пожаротушение зависит от категории пожарной опасности предприятия, степени огнестойкости строительных конструкций здания, объема производственного помещения. Одним из основных условий, которым должны удовлетворять наружные водопроводы, является обеспечение постоянного давления в водопроводной сети, поддерживаемого постоянно действующими насосами, водонапорной башней или пневматической установкой. Это давление часто определяют из условия работы внутренних пожарных кранов. Для того, чтобы обеспечить тушение пожара в начальной стадии его возникновения, в большинстве производственных и общественных зданий на внутренней водопроводной сети устраивают внутренние пожарные краны.
Прекращение процесса горения может быть достигнуто следующими способами:
Прекращением доступа в зону горения окислителя (воздуха)
или горючего вещества;
Охлаждением зоны горения или горящих веществ;
Разбавлением воздуха или горючих веществ негорючими:
Интенсивным торможением (ингибированием) скорости реакции
горения;
Механическим срывом (отрывом) пламени сильной струей газа
или воды;
Подавлением горения при помощи взрыва.
-
Вещества, обладающие физико-химическими свойствами, что позволяют создать условия для прекращения горения называются огнетушащими веществами. Они должны обладать высоким эффектом тушения при относительно малом расходе, быть дешевыми и безопасными в обращении, не причинять вреда материалам и предметам. Основными огнетушащими веществами являются: вода (в различных видах), пена, инертные и негорючие газы, галоидоуглеводородные составы, порошки, песок.
Вода - самое распространенное, дешевое и легкодоступное огнетушащее вещество. Попадая в зону горения, она интенсивно охлаждает горючее вещество, сбивает своей массой пламя, смачивает поверхность горючего вещества и, образуя водяную пленку, препятствует доступу к нему кислорода из воздуха. Образовавшийся пар разбавляет воздух, снижая тем сгчым количество содержащегося в нем кислорода (1 л воды при испарении образует 1725 л пара). Для повышения эффекта смачивания иногда в воду добавляют специальные добавки. Для тушения пожара вода может применяться в виде компактных струй, в распыленном состоянии и в виде пара.
Вода в виде компактных струй используется в тех случаях, когда требуется подать воду на бальшое расстояние или придать ей значительную ударную силу, а также для создания водяных завес и охлаждения объектов, находящихся вблизи очагов пожара. Струю воды можно подавать на расстояние до 50-70 м. Этот способ тушения является наиболее простым и распространенным.
Распыленной водой эффективно тушатся твердые вещества и материалы, горючие и даже легковоспламеняющиеся жидкости. При таком тушении снижается расход воды, минимально увлажняются и портятся материалы, осаждается дым, создаются наиболее благоприятные условия для испарения воды и тем самым повышения охлаждающего эффекта и разбавления горючей среды. Тушение распыленной водой имеет ряд преимуществ (в первую очередь сокращается расход воды) и поэтому в поеледние годы находит большее применение.
Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях объемом до 500 м 3 и небольших пожаров на открытых площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и снижает концентрацию кислорода. Огнетушащая концентрация водяного пара в воздухе составляет примерно 35% по объему.
Наряду с достоинствами вода обладает свойствами, ограничивающими область ее применения. Поскольку вода обладает хорошей электропроводностью, то ее нельзя использовать для тушения объектов,
| 21* |
ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Раздел 4
Находящихся под напряжением. Нельзя тушить водой легковоспламеняющиеся жидкости с меньшей чем у воды плотностью (бензин, керосин, толуол и др.), так как они всплывают и продолжают гореть на ее поверхности, увеличивая тем самым очаг пожара. Кроме того, в результате химической реакции с водой некоторые вещества (щелочные металлы, их карбиды) выделяют большое количество тепла и горючих газов, что может вызвать взрыв и увеличить пожар.
Пена широко применяется для тушения легковоспламеняющихся жидкостей. Ее огнетушащее воздействие состоит в том, что она, покрывая поверхность горящего вещества, прекращает доступ горючих газов и паров в зону горения, изолирует горящее вещество от кислорода воздуха и охлаждает наиболее нагретый верхний слой вещества. Для непрерывной подачи пены при тушении больших пожаров применяют специальные пенообразующие аппараты - пеногенераторы. На практике применяют два вида пены: химическую и воздушНо-механическую.
Химическая пена получается при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователя. Образовавшаяся в результате реакции, химическая пена состоит из 80% углекислого газа, 19,7% воды и 0,3% пенообразующего вещества. Удельный вес пены около 0,2 г/см 3 , кратность 5, стойкость 40 мин. Применение химической пены в связи с высокой стоимостью и сложностью организации пожаротушения в настоящее время сокращается.
Воздушно-механическая пена образуется при механическом смешивании воздуха, воды и пенообразующего вещества. Доля этих компонентов в образовавшейся пене составляет соответственно 90%, 9,8% и 0,2%. Воздушно-механическая- пена бывает обычной (до 10) и высотой.кратности (более 10). Ее стойкость составляет около 20 мин., но с увеличением кратности снижается.
Инертные и негорючие газы, главным образом углекислый газ и азот, понижают концентрацию кислорода в очаге пожара и тормозят интенсивность горения. Огнегасительная концентрация этих газов при тушении в закрытом помещении составляет примерно 31 - 36% к объему помещения. Инертные и негорючие газы применяются в основном для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, твердых веществ и электроустановок, находящихся под напряжением. Кроме того они не портят соприкасающихся с ними веществ, поэтому их также применяют для тушения ценных вещей и материалов.
Огнетушащее действие галоидоуглеводородных составов
основано на химическом торможении реакции горения, поэтому их называют ингибиторами или антикатализаторами. Они более эффективны при тушении пожара чем углекислый газ. Ниже приведены некоторые галоидоуглеводороды с указанием огнегасительных концентраций в процентах по объему: бромистый метилен - 2,4; йодистый метилен - 2,7; тетрафтордибромэтан - 7,5; дихлормонофторметан - 9,5.
Огнетушащие порошки представляют собой мелко измельченные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию. Они характеризуются самой высокой огнетушащей способностью и универсальностью применения. Порошки можно использовать для разнообразных способов пожаротушения, в том числе для ингибирования и подавления взрывом. Различают порошки общего и специального назначения. Основным компонентом состава ПСБ является бикарбонат натрия; ПФ - диамоний фосфат; ПС- углекислый натрий; СН - силикагель, насыщенный хладоном.
Выбор огнетушащего вещества зависит от класса пожара. В табл. 4.6 приведена классификация пожаров и рекомендуемые огнетушащие вещества.
Способы прекращения горения. Характеристики ОТВ.
V. Текст лекции
На предмете ТГИВ вы рассматривали предельные параметры процессов горения. Известно, что для прекращения горения необходимо либо снизить тепловыделение в зоне горения фронта пламени, либо увеличить из фронта пламени теплоотвод. Цель – понизить температуру горения до критической температуры гашения.
Это может быть достигнуто различными путями:
1. Охлаждением поверхности ГЖ или ТГМ ниже температуры, соответственно, их кипения или термического разложения, тем самым снижая количество горючих паров и газов, поступающих в зону горения фронта пламени;
2. Изоляцией зоны горения от источника горючих газов, паров и окислителя (например, герметизацией либо горящего вещества, либо объема, в котором протекает процесс горения);
3. Разбавлением горючих газов, паров и окислителя, поступающих в зону горения;
4. Ингибированием процессов горения (т.е. введением в исходную горючую смесь или в зону горения ингибиторов средств химического торможения цепных реакций окисления.
Помимо перечисленных способов, прекращения горения можно достичь отрывом пламени, например, путем увеличения линейной скорости поступления горючего вещества (газа) в пламя выше его видимой скорости распространения или же механическим срывом пламени, например, сдувая его сильной струей воздуха.
Огнетушащее вещество (ОТВ) – это вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения.
Способы прекращения горения и огнетушащие вещества
Таблица № 1
По способу прекращения горения все ОТВ подразделяются на четыре основные группы в соответствии с таблицей. 1.
| № п/п | Способ прекращения горения | Применяемые огнетушащие вещества |
| Охлаждение зоны горения и поверхности горящих веществ | Вода (до 1700 0 С сплошными струями и тонкораспыленной водой), вода со смачивателями и загустителями, водные растворы солей, твердый СО 2 , снег, перемешиванием. | |
| Разбавление реагирующих веществ в зоне горения. Уменьшение концентрации О 2 до 14 – 16% | Негорючие газы (СО, N 42 0, дымовые газы), водяной пар, тонкораспыленная вода, газо-водяные смеси, аэрозоль. | |
| Изоляция горящих веществ от зоны горения. Сбивание пламени. | Химическая и воздушно-механическая пены, огнетушащие порошковые составы, аэрозоли, негорючие сыпучие вещества (песок, земля, шлаки и т.п.), листовые негорючие материалы. Слоем продуктов взрыва ВВ, подрывом в горючем веществе. | |
| Химическое торможение (ингибирование) реакций горения. | Галогеноуглеводороды (хладоны, фреон в 10 раз эффективнее СО 2) огнетушащие порошковые составы, аэрозоли, (соли металлов) |
Перечисленные в ней ОТВ, обладая одним доминирующим огнетушащим свойством, оказывают комбинированное действие на процесс горения. Например, вода обладает охлаждающим, изолирующим и разбавляющим действием; пена – изолирующим и охлаждающим; порошковые составы – изолирующим и ингибирующим; хладоны – ингибирующим и разбавляющим действием. Поэтому одно и то же ОТВ применяется для тушения разных классов пожаров, что наглядно видно из таблицы 2.
Все способы тушения пожаров, а вместе с ними и ОТВ, подразделяются также на поверхностные и объемные. При поверхностном способе ОТВ подается непосредственно на поверхность горящего вещества, а при объемном – с помощью ОТВ создается негорючая среда в районе очага пожара (локальное тушение) или во всем объеме помещения. Однако такое разделение весьма условно, так как многие ОТВ применяются и для поверхностного, и для объемного тушения.
Таблица № 2
Применение ОТВ для тушения пожаров
Пожар - это сложный процесс. С течением времени он развивается в пространстве и его сложнее ликвидировать. Именно поэтому важно знать и соблюдать принципы прекращения горения. При этом следует учитывать классы пожаров. Рассмотрим подробнее способы прекращения горения, какие огнетушащие вещества следует использовать на каждом этапе.
Условия и принципы прекращения горения
Процесс сгорания протекает быстро. В его основе лежат химические реакции физические явления. Только при их сочетании пожар начинается и распространяется. Все это сопровождается выделением тепла. Выделяемые продукты начинают светиться, и образуется огонь.
Условия прекращения горения
- охлаждение реагирующих веществ;
- их изолирование;
- разбавление до негорючей интенсивности;
- химическое затормаживание воздействия.
Прекращение горения возможно только при сочетании четырех этих факторов. Для этого необходимо искусственно притормозить реакцию, увеличить поверхность теплоотвода. Для этого используются специальные тушащие вещества. Применение их зависит от класса пожара.
Основные параметры, характеризующие процесс горения:
- фронт огня;
- ширина этого фронта;
- скорость распространения фронта огня.
Помимо этого, в расчет берется концентрация кислорода. Чем его больше, тем быстрее распространяется огонь. Поэтому не рекомендуется при пожаре открывать форточки и окна. Это только усугубит ситуацию.
Периоды тушения пожаров
Весь процесс горения, условия его возникновения и прекращения условно можно разделить на несколько периодов:
- Локализация - на этом этапе уже нет угрозы жизни и здоровью людям, животным. Есть уверенность, что ничего не взорвется или не обрушится часть конструкции здания. Развитие пожара на этом этапе ограничено. Имеющихся в распоряжении спасательных служб сил и средств достаточно для полной ликвидации.
- Ликвидация - заключительный этап устранения. На этом периоде сгорание полностью прекращено. Нет угрозы повторного возникновения возгорания.
После пожар считается потушенным. Сотрудники спасательных служб прекращают воздействие на него огнетушащими веществами.
Классификация огнетушащих веществ
Основные огнетушащие вещества можно разделить по принципу прекращения горения:
- химическое торможение;
- разбавление;
- изоляция;
- охлаждение.
Существует и другой способ деления - по агрегатному состоянию. В этом случае классификация будет следующей:
- жидкие;
- газы;
- диоксид углерода;
- порошковые составы;
- пенные.
Чаще всего используются составы, имеющие два основных действия. Это охлаждение и изоляции. Применение таких средств обеспечивает высокую эффективность тушения. Расход при этом будет минимальным. Подобные составы просты в использовании, доступны и недорого стоят. Их можно приобрести в любом специализированном магазине. Плюс эти вещества не оказывают вредного влияния на окружающую среду, не наносят урон жизни и здоровью человека.
Способы прекращения горения
Основы прекращения горения на пожаре:
- Охлаждение зоны сгорания - для этого используются специальные тушащие вещества. Твердые горючие материалы разбираются и также охлаждаются.
- Изоляция гор. веществ от зоны сгорания - необходимо создать изоляционный слой с помощью негорючих материалов, взрывов или путем закрывания отверстий.
- Разбавление негорючими веществами - в воздух вводятся азот, углекислый газ или пар. Воздействие идет также на материалы.
- Химическое ингибирование реакции - подача хладонов или огнетушащих порошков.
Использование всех вышеперечисленных методов при пожаре обязательно. Только в комбинации друг с другом они дают видимый результат и быстрый эффект.
