Особенности применения огнетушащих веществ для взрывозащиты

Выбор огнетушащего вещества для взрывоподавляющих устройств производится в зависимости от условий технологического процесса и физико-химических свойств обращающихся продуктов. В свою очередь применение того или иного огнетушащего вещества предопределяет способы взрывозащиты технологического оборудования. При выборе огнетушащих веществ кроме фактора эффективности действия учитывают также их совместимость с технологическим продуктом, т.е. обеспечение возможности дальнейшей его переработки в случае срабатывания систем взрывозащиты.

Для подавления взрыва огнетушащее вещество должно выполнять раздельно или в совокупности следующие функции:

· создавать избыточные концентрации горючего или окислителя, при которых невозможно воспламенение смеси;

· флегматизацию взрывоопасной смеси инертным разбавителем или продуктами химических реакций;

· химическое ингибирование.

На практике обеспечение избытка окислителя предпочтительно для взрывоопасных смесей с высоким значением нижнего концентрационного предела воспламенения (НКП).

Во многих случаях более надежным способом обеспечения взрывобезопасности является осуществление технологического процесса в среде инертного разбавителя или продуктов химических реакций. Наиболее доступными флегмагизаторами являются СО₂, N₂, Н₂О, но их применение в значительном количестве затрудняет полное превращение исходных продуктов, требует применение дополнительного технологического оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры, что снижает экономическую эффективность производства.

Способ подачи огнетушащего вещества во многом зависит от принятых методов взрывозащиты и вида огнетушащего вещества. Для предварительной флегматизации взрывоопасной среды целесообразно использование сжиженных галоидоуглеводородов (например, фреона 13В1) или инертных газов СО₂, N₂. Равномерность интенсивности и плотности подачи огнетушащего вещества во внутреннюю полость защищаемого аппарата в этом случае не играет существенного значения, так как время образования взрывоопасных концентраций значительно превышает продолжительность впрыска огнетушащего вещества и перемешивания его с взрывоопасной средой.

Для подавления взрывов целесообразно использовать жидкие, сжиженные и порошковые огнетушащие вещества. Непременным условием надежного подавления взрывов является обеспечение по всему защищаемому объему требуемых удельной плотности и интенсивности орошения. Огнетушащее вещество должно последовательно локализовать горение в переднем фронте пламени, снизить температуру продуктов горения во внутренней сфере пламени, а также локализовать горение в заднем фронте пламени.

В процессе перемещения огнетушащего вещества во внутреннем объеме не происходит интенсивного накопления паров флегматизатора, так как благодаря притоку новых капель газопаровая фаза уносится потоком к переферии факела. Вследствие этого во фронте факела струй повышается концентрация паров огнетушащего вещества, которые можно рассматривать как упругую оболочку, замыкающую факел распыленной жидкости, образующую соответствующий "микроклимат" и препятствующую интенсивному испарению внутренних капель.

Выбор конкретного вида огнетушащего вещества и способа его подачи определяется также экономической целесообразностью. Использование газообразных веществ и низкокипящих жидкостей, как правило, не вызывает порчи исходного горючего продукта; высококипящие жидкости и порошковые составы в определенных весовых отношениях делают технологическое сырье непригодным к дальнейшей переработке.

Средства тушения пожаров. Основы тушения пожаров автоматическими средствами

1. Охлаждение горящих веществ путем нанесения на их поверхность теплоемких огнетушащих средств (воды, пены и др.) или перемешивания слоев горящей жидкости.

2. Разбавление концентрации горючих паров, пылей и газов путем введения в зону горения инертных разбавителей (азота, углекислого газа, водяного пара).

3. Изоляция горящих веществ от зоны горения нанесением на их поверхность изолирующих огнегасительных средств (пены, песка, кошмы).

4. Химическое торможение реакции горения.

Основными средствами пожаротушения могут быть вода, пена, инертные газы, огнетушащие порошковые составы, комбинированные составы.

Вода

Огнетушащие свойства воды:

1. охлаждает зону горения за счет большой теплоемкости и скрытой теплоты парообразования;

2. разбавляет реагирующие вещества образующимся паром (объем пара в 1700 раз превышает объем испарившейся воды);

3. изолирует горючие вещества от зоны горения;

4. струя воды механически срывает пламя.

Достоинства воды: доступность и дешевизна, подвижность, легкость транспортировки, химическая нейтральность, неядовитость.

Недостатки воды:

а) сравнительно высокая температура замерзания (приходится применять специальные добавки и антифризы);

б) плохая смачивающая способность, затрудняющая тушение волокнистых, пылевидных, тлеющих материалов (вводят добавки, ПАВ);

в) малая вязкость, отсюда – большая растекаемость и большие потери воды при тушении (специальные добавки увеличивают вязкость, сокращая расход воды и время тушения);

г) малая коррозионная способность воды и ее электропроводность (природные соли, содержащиеся в воде, и добавляемые примеси усиливают эти свойства);

д) невозможность тушения нефтепродуктов: увеличивается площадь пожара, выброс, разбрызгивание горящих продуктов. Нефтепродукты можно тушить только распыленной водой;

е) невозможность тушения водой в любом виде и любыми составами, содержащими воду (например, пенами), щелочных металлов, карбидов и гидридов металлов; металлоорганических соединений. Все эти вещества при взаимодействии с водой взрываются.

Пена. Пена – это коллоидная система, состоящая из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости. Пены применяются для тушения твердых и жидких веществ, не вступающих во взаимодействие с водой, и в первую очередь – нефтепродуктов. Главное – изолирующее действие слоя пены. При тушении твердых материалов пена оказывает и охлаждающее действие.

Существует два вида пены: химическая и воздушно-механическая.

Химическая пена получается в результате взаимодействия кислотных и щелочных растворов в присутствии пенообразователя и состоит из 80% углекислого газа, 19,7% воды и 0,3% пенообразователя. Стойкость пены с момента ее образования до полного распада 40 мин. Недостатки химической пены: высокая стоимость, сложность организации процесса тушения, высокая химическая активность. В настоящее время имеется тенденция к сокращению ее применения.

Воздушно-механическая пена – механическая смесь воздуха (90...99%), воды (9,7...9,6%), пенообразователя (0,3...0,04%).

В состав пены входит вода, поэтому нельзя тушить пеной щелочные металлы, карбиды и гидриды металлов, металлоорганические соединения.

Инертные газы

Углекислый газ, азот, аргон, гелий обладают способностью быстро смешиваться с горючими парами и газами, понижая концентрацию кислорода в зоне горения до такого предела, при котором горение прекращается.

Наибольшей флегматизирующей способностью обладает углекислый газ. Он применяется в сжиженном виде для объемного тушения складов ЛВЖ, аккумуляторных, сушильных печей и т.п. Углекислота неэлектропроводна и пригодна для тушения электроустановок под напряжением до 1000 В.

Предельно допустимое для человека содержание углекислого газа в воздухе 10%, поэтому при заполнении горящего помещения углекислым газом из него необходимо эвакуировать людей. Нельзя применять углекислоту для тушения щелочных металлов, а также соединений, в молекулы которых входит кислород.