Способы тушения горения. Учебно-материальное обеспечение. Типы применяемых пенообразователей и их параметры

Тема 3 Основы прекращения горения на пожаре. Огнетушащие вещества. Процесс горения. Условия его возникновения и прекращения. Самовоспламенение и самовозгорание. Температура вспышки и воспламенения. Особенности горения ЛВЖ и ГЖ. Взрывы. Взрывчатые свойства смесей горючих газов, паров и пыли с воздухом. Способы прекращения горения. Классификация огнетушащих веществ и принципы их выбора при тушении различных материалов и веществ, их положительные и отрицательные свойства

ВНИМАНИЕ: Вы смотрите текстовую часть содержания конспекта, материал доступен по кнопке Скачать

Развернуть содержание

Классификация огнетушащих веществ

Огнетушащие средства по доминирующему принципу прекраще­ния горения подразделяются на четыре группы :

• охлаждающего действия;
• изо­лирующего действия;
• разбавляющего действия;
• ингибирующего действия .

Наиболее распространенные огнетушащие вещества, относящие­ся к конкретным принципам прекращения горения, приведены ниже.

Огнетушащие вещества, применяемые для тушения пожаров

Вода и ее свойства

Удельная теплоемкость, равная 4,19 Дж/(кг´град), придает воде хорошие охлаждающие свойства. В условиях тушения пожара превращаясь в пар (из 1 л образуется 1700 л пара), вода разбавляет реагирующие вещества. Высокая теплота парообразования воды (2236 кДж/кг) позволяет отнимать большое количество тепла в процессе тушения пожара. Низкая теплопроводность способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Значительная термическая стойкость воды (она разлагается на кислород и водород при температуре 1700 0 С) способствует тушению большинства твердых материалов, а способность растворять некоторые жидкости (спирты, ацетон, альдегиды, органические кислоты) позволяет разбавлять их до негорючих концентраций. Вода растворяет некоторые пары и газы, поглощает аэрозоли. Она доступна для целей пожаротушения, экономически целесообразна, инертна по отношению к большинству веществ и материалов, имеет не значительную вязкость и несжимаемость. При тушении пожаров воду используют в виде компактных, распыленных и тонкораспыленных струй.

Однако вода характеризуется и отрицательными свойствами: электропроводна, имеет большую плотность (не применяется для тушения нефтепродуктов как основное огнетушащее вещество), способна вступать в реакцию с некоторыми веществами и бурно реагировать с ними, имеет низкий коэффициент использования в виде компактных струй, сравнительно высокую температуру замерзания (затрудняется тушение в зимнее время) и высокое поверхностное натяжение – 72,8´10 3 Дж/м 2 (является показателем низкой смачивающей способности воды).

Для получения ВМП используются пенообразователи (ПО).

Характеристика наиболее распространенных пенообразователей при­ведена ниже (табл. 1).

Типы применяемых пенообразователей и их параметры

таблица № 1

Огнетушащие свойства различных видов пенообразователей

Таблица 2

Обозначения: * – слабая, ** – средняя, *** – хорошая, **** – отличная.

Характеристика наиболее распространенных пенообразователей

Таблица 3

Огнетушащие порошковые составы (ОПС) являются универсальными и эффективными средствами тушения пожаров при сравнительно незначительных удельных расходах.

Порошки используются для тушения пожаров большинства классов, в том числе: А – горение твердых веществ, как сопровождаемого тлением (древесина, бумага, текстиль, уголь и др.), так и не сопровождаемого тлением (пластмасса, каучук). В – горение жидких веществ (бензин, нефтепродукты, спирты, растворители и др.). Д – горение газообразных веществ (бытовой газ, аммиак, пропан и др.). Е – горение материалов в электрических установках под напряжением. Следовательно, порошками можно тушить любые известные на сегодняшний день вещества и материалы.

Универсальным считается порошок для тушения пожаров классов А, В, С, Е. Порошки, предназначенные для тушения только пожаров классов В, С, Е или Д, называются специальными.

К отечественным огнетушащим порошковым составам (ОПС) общего назначения относят:

• – ПСБ-ЗМ (активная основа – бикарбонат натрия) для тушения пожаров классов В, С и электроустановок под напряжением;
• – П2-АПМ (активная основа – аммофос) для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок под напряжением;
• – порошок огнетушащий ПИРАНТ-А (активная основа – фосфаты и сульфат аммония) для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок под напряжением;
• – порошок «Вексон-АВС» предназначен для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок под напряжением;
• – порошки «Феникс АВС-40» и «Феникс АВС-70» предназначены для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок под напряжением;
• – «Феникс АВС-70», являясь порошком повышенной эффективности, специально разработан для снаряжения автоматических модулей порошкового пожаротушения.

Примером ОПС специального назначения является огнетушащий порошок ПХК, применяемый преимущественно «Минатомэнерго» для тушения пожаров классов В, С, Д и электроустановок.

В последние годы в России сертифицированы зарубежные порошки, которые имеют более широкий диапазон эксплуатационных температур от + 85 до – 60°С. Фирма-изготовитель рекомендует их для тушения пожаров электроустановок с напряжением до 400 кВ.

Твердый диоксид углерода имеет широкую область применения. Не используют его для тушения загоревшихся магния и его сплавов, металлического натрия и калия, так как при этом происходит разло­жение углекислоты с выделением атомарного кислорода. Твердый диоксид углерода используют при тушении горящих электроустано­вок, двигателей, при пожарах в архивах, музеях, выставках и дру­гих местах с наличием особых ценностей.

Азот N 2 . Негорюч и не поддерживает горения большинства органических веществ. Плотность при нормальных условиях 1,25 кг/м 3 , в жидкой фазе (при температуре – 196 °С) – 808 кг/м 3 . Хранят и транспортируют в баллонах в сжатом состоянии. Используют в ста­ционарных установках. Применяют для тушения натрия, калия, бериллия, кальция и других металлов, которые горят в атмосфере диок­сида углерода, а также пожаров в технологических аппаратах и электроустановках. Расчетная огнетушащая концентрация – 40 % по объему.

Азот нельзя применять для тушения магния, алюминия, лития, циркония и некоторые других металлов, способных обра­зовывать нитриды, обладающих свойствами и чувствительных к удару. Для их тушения используют инертный газ аргон .

h3 id=”a6″ style=”text-align: center;”>Огнетушащие вещества применяемые при тушении пожаров

В таблице № 2 приведены огнетушащие вещества, допустимые к применению при тушении пожаров различных веществ и материалов.

Таблица 2

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.

ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ НА ПОЖАРЕ

2.1. Условия прекращения горения

При горении в зоне реакции (тонкий светящийся слой пламени) выделяется теплотаQ . Часть этого тепла передается внутрь зоны горенияQ г, а другая - в окружающую средуQ ср. Внутри зоны горения теплота расходуется на нагрев горючей системы, способствует продолжению процесса горения, а в окружающей среде тепловые потоки воздействуют на горючие материалы, конструкции и при определенных условиях могут вызвать воспламенение их или деформацию.

При установившемся горении в зоне реакции существует тепловое равновесие, которое выражается формулой:

Q =Q г +Q ср (2.1)

Q - общее количество теплоты, выделенной в зоне реакции горения, кДж.

Каждому тепловому равновесию соответствует определенная температура горения Т г, которая иначе называется температуройтеплового равновесия . При этом состоянии скорость тепловыделения равна скорости теплоотдачи. Данная температура не является постоянной, она изменяется с изменением скоростей тепловыделения и теплоотдачи.

Задача подразделений пожарной охраны заключается в том, чтобы конкретными действиями добиться такого понижения температуры в зоне реакции, при которой горение прекратится. Абсолютный предел такой температуры называетсятемпературой потухания . В процессе тушения пожара условия потухания создаются:охлаждением зоны горения или горящего вещества;изоляцией реагирующих веществ от зоны горения;разбавлением реагирующих веществ;химическим торможением реакции горения.

В практике тушения пожаров чаще всего используют сочетание приведенных принципов, среди которых один является в ликвидации горения доминирующим, а остальные способствующими.

Вид и характер выполнения боевых действий в определенной последовательности , направленных на создание условия прекращение горения, называют способом тушения пожара. Способы тушения пожаров по принципу, на котором основано условие прекращения горения, подразделяются на четыре группы (рис. 2.1): 1) способы, основанные на принципе охлаждения зоны горения или горящего вещества; 2) способы, основанные на принципе изоляции реагирующих веществ от зоны горения; 3) способы, основанные на принципе разбавления реагирующих веществ; 4) способы, основанные на принципе химического торможения реакции горения.

Приемы ограничения распространения горения (локализации пожара) подразделяют также на четыре группы, основные из которых приведены на рис. 2.2.

Рис. 2.1. Способы 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:

1. 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.
2. 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:

1. Охлаждение зоны сгорания - для этого используются специальные тушащие вещества. Твердые горючие материалы разбираются и также охлаждаются.
2. Изоляция гор. веществ от зоны сгорания - необходимо создать изоляционный слой с помощью негорючих материалов, взрывов или путем закрывания отверстий.
3. Разбавление негорючими веществами - в воздух вводятся азот, углекислый газ или пар. Воздействие идет также на материалы.
4. 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.

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.

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