Физико-химические условия подавления горения. Классификация средств пожаротушения

К физико-химическим методам подавления горения являются огнетушители. Средства тушения необходимо подбирать в зависимости от класса пожара горючих веществ и материалов. Так как в данном производственном помещении используются легковоспламеняющиеся (горючие) жидкости, то пожар в данном помещении относится к классу В. Для тушения данного класса пожар рекомендуются следующие средства тушения: распыленная вода, пена, порошки, инертные разбавители, АОС (аэрозольный огнетушащий состав).

Вода является наиболее широко применяемым средством тушения. Она обладает значительной теплоемкостью и весьма высокой теплотой испарения, благодаря чему она оказывает сильное охлаждающее действие на очаг пожара.Распыление струи достигается при прохождении ее через насадки. Такие струи обладают более высокой развитой поверхностью, поэтому при одинаковом расходе воды отводят из зоны горения в единицу времени значительно больше тепла, чем компактные. Тонко распыленная вода образует аэродисперсную систему - туман и в таком состоянии мало или совсем неэлектропроводна, а следовательно ее можно применять при тушении пожаров в электроустановках.

Пена - смесь газа с жидкостью. Пена представляет собой систему, в которой дисперсной фазой всегда является газ; пузырьки газа заключены в тонкие оболочки - пленки из жидкости. Важной характеристикой пены является крат­ность, определяемая отношением объема пены к объему ее жидкой фазы. По кратности пены подразделяют на низко­кратную, средне- кратную, высокократную. Воздушно-механическую пену получают с помощью пеногенерирующей аппа­ратуры и специальных добавок – пенообразователей (ПО), обеспечивающих снижение поверхностного натяжения на гра­нице вода-воздух и облегчение образования коллоидной системы. В качестве ПО используют соли органических сульфокислот, фторированных соединений и др. Химическая пена образуется при взаимодействии растворов кислот и щелочей в присутствии ПО. В настоящее время химическую пену используют лишь в некоторых огнетушителях (в связи с ее отно­сительно высокой стоимостью и сложностью организации тушения пожаров).

Огнетушащие порошки представляют собой мелкоизмельченные минеральные соли (карбонаты и бикарбонаты натрия и калия, фосфорно-аммонийные соли, хлориды натрия и калия и др.) с различными добавками, препятствующими слеживанию и комкованию. Достоинства: высокая огнетушащая способность, универсальность, возможность тушения пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением, а также возможность использования при минусовых температурах.

Объемное тушение основано на создании в защищаемом объекте среды, не поддерживающей горения, и является одним из наиболее эффективных способов пожарной защиты помещений. Наряду с возможностью быстрого тушения этот способ обеспечивает предупреждение взрыва при накоплении в помещении горючих газов или паров. В качестве огнетушащих составов при этом способе используют инертные разбавители - углекислый газ, азот, аргон и др. Недостат­ки: ограниченные возможности способа по размерам защищаемых помещений и необходимость учета возможности по­ражения людей, вызываемого удушьем.

В последнее время все более широкое применение находит принципиально новое средство объемного тушения - аэрозольный огнетушащий состав (АОС), получаемый сжиганием твердотопливной композиции (ТТК) окислителя и вос­становителя (горючего). В качестве окислителя обычно используются неорганические соединения щелочных металлов (преимущественно нитрат (KNO₃) и перхлорат (КСlО₄) калия) в качестве горючего-восстановителя - органические смолы (например такие, как эпоксидная, идитол и т.п.) Эти ТТК могут гореть без доступа воздуха. Образуемый в качестве про­дукта сгорания аэрозоль состоит из газовой фазы - преимущественно диоксида углерода и взвешенной конденсирован­ной фазы в виде тончайшего порошка, аналогичного огнетушащим порошкам на основе хлорида и карбоната калия и от­личающегося от обычных порошков значительно большей дисперсностью (размер частиц обычных порошков около 5-10-5 м, а твердых частиц в АОС - около 10-6 м, т.е. различие примерно в 50 раз). Заранее изготавливать, а главное, хранить порошок с размером частиц 10-6 м из-за склонности к слеживанию практически невозможно. Получаемый в момент по­жара АОС благодаря большой дисперсности отличается исключительно высокой огнетушащей способностью, в 5-8 раз превышающей огнетушащую способность наиболее эффективных средств пожаротушения - огнетушащих порошков и хладонов, и более чем на порядок все другие средства (СО₂, N₂ и др.). АОС оказался наилучшей альтернативой экологи­чески вредным хладонам. Помимо высокой эффективности АОС характеризуются низкой токсичностью, отсутствием экологической вредности и коррозионной активности, легкостью использования в системах автоматики, отсутствием не­обходимости в сосудах под давлением и в системах распределительных трубопроводов. Благодаря этим качествам при­менение АОС оказалось значительно более экономичным, чем все другие способы пожаротушения.

Наряду с достоинствами АОС обладает и недостатками, связанными с высокой температурой АОС (1500 К) и с наличием открытого форса пламени. Первый недостаток обуславливает снижение огнетушащей способности из-за того, что горячий аэрозоль конвективно всплывает под потолок и только по мере охлаждения достигает очагов пожара на ниж­ней отметке помещения. Исследования показали, что в помещении высотой 3 м время тушения нижних очагов составило около 3 мин. За это время заметное количество аэрозоля теряется через неплотности. При большей высоте помещения время достижения нижних очагов будет еще больше. Второй недостаток не позволяет использовать АОС в помещениях категорий А и Б и, кроме того, при ложном срабатывании форс пламени может вообще оказаться причиной пожара. Для устранения этих недостатков созданы специальные генераторы типа "Габар", с помощью которых температура АОС сни­жается до 140-200°С и ликвидируется открытый форс пламени.