3.1.4 Система инертных газов

Инертный газ не только разбавляет атмосферу, но и в какой-то мере охлаждает, а также изолирует горящее вещество от кислорода атмосферного воздуха. Эти свойства инертных газов, зависящие от температуры, давления и плотности, выражены слабо, поэтому их обычно не учитывают при подсчете необходимого количества тушащей среды.

Обозначим буквой к содержание кислорода по объему в атмосфере помещения, при котором прекращается горение вещества. Чтобы достичь этого, необходимо на каждый кубометр объема помещения ввести инертный газ в объеме

.

При этом замещение 1% кислорода в воздухе будет сопровождаться замещением 3,75% азота. Следовательно, на каждый кубометр свободного объема помещения необходимо вводить инертный газ, объем которого

.

Так, если к=15%, то = 0,285 м3. Практически, учитывая возможные утечки тушащей среды, для прекращения горения на каждый кубометр свободного объема закрытого помещения вводят 30% инертного газа (по объему).

При заданном расчетном времени t (мин) подачи тушащей среды с удельным объемом vb (м3/кгс) расход ее на кубометр свободного объема помещения составит

.

Величина к зависит от рода горящего вещества, свойств огнетушащей среды, а также от их расходов и скорости подачи.

Вследствие токсичности огнетушащих сред системы необходимо оборудовать сигнализацией предупреждения, чтобы люди могли вовремя покинуть помещение.

Системы парового пожаротушения используют в грузовых трюмах сухогрузных и наливных судов, в угольных бункерах, топливных и масляных цистернах, коффердамах, грузовых насосных отделениях, в фонарных, малярных, кладовых и аналогичных помещениях, а также для тушения отдельных очагов пожара в закрытых помещениях. Огнетушащей средой системы является водяной насыщенный пар под давлением от 5 до 10 кгс/см2, который подают в охраняемое помещение с интенсивностью не менее 1,33 кгс/ч на 1 м3.

Пар для системы паротушения подают от главных или вспомогательных котлов по трубам на станцию паротушения, где установлен специальный распределительный коллектор.

От распределительного коллектора пар по независимым трубопроводам подается в защищаемые помещения. Диаметры труб, подводящих пар в отдельные помещения, принимают по расчету, исходя из условия обеспечения подачи пара с требуемой интенсивностью, но не менее 15мм для помещений небольшого объема и 25мм для грузовых трюмов.

На основании описанных принципов действия системы инертных газов, в рамках данного дипломного проекта:

1. выполним размещение датчиков температуры в каждом танке судна на уровне 15 см от крышки (8 датчиков температуры);

2. обеспечим непрерывный мониторинг (в реальном времени) состояния датчиков температуры;

3. при несовпадении сигнала с датчика с технологическими параметрами реализуем:

3.1. автоматический и полуавтоматический запуск оросительной подсистемы;

3.2. выдачу сигналов тревоги и индикацию аварийного участка на мнемосхеме оператора.

3.1.5 Система пенотушения

В качестве систем изоляции на судах широкое применение нашли различные системы пенного пожаротушения. Схема общего расположения системы воздушно-механического пенного пожаротушения на наливном судне приведена на рисунке 3.3.

Пена тушит очаг пожара в основном за счет:

1) охлаждения верхнего слоя горящего вещества и зоны пламени жидкой фазой разрушающейся пены. (Это охлаждение обусловлено большой теплоемкостью и теплотой парообразования воды, из которой состоит жидкая фаза. При подаче пены в очаг пожара ее первые порции полностью разрушаются и испаряются, при этом интенсивность испарения обусловлена большой площадью контакта пленок пузырьков с нагретыми газами. В результате создается над очагом пожара «паровая подушка», которая уменьшает парциальное давление кислорода в диффузионной зоне пламени при тушении воздушно-механической пеной. При тушении химической пеной эффект «паровой подушки» усиливается за счет выделения углекислоты. Все это уменьшает интенсивность горения и подготавливает условия, при которых пена, подаваемая в очаг, перестает разрушаться.);

2) изоляции горящего вещества от окружающего воздуха. (При этом слой пены препятствует проходу продуктов испарения горящего вещества в факел пламени. Эффект изоляции достигается только в том случае, если упругость паров горящего вещества недостаточна для преодоления упругого сопротивления слоя пены. Таким образом, эффект изоляции целиком зависит от стойкости пены и от величины ее слоя над поверхностью горящего вещества.);

3) теплоизолирующей способности слоя пены, которая обусловлена малой теплопроводностью газовой фазы, рассредоточенной в пузырьках малого объема.

В зависимости от типа пены судовые системы можно разделить на две группы: тушения химической пеной и тушения воздушно-механической пеной. Все системы пенного пожаротушения можно разделить также по степени кратности пены. Они бывают низкой, средней, высокой кратности. Выбор той или иной системы пенотушения на судах регламентирован Правилами классификационных обществ.

1 – трубопровод системы водяного пожаротушения; 2 - резервуар с пенообразователем; 3 - магистральный трубопровод; 4 - пенопровод; 5 – пеносливные трубы; 6 - мембрана; 7 - стационарный воздушно-пенный ствол; 8 - клапан с дистанционным управлением; 9 - клапан запорный; 10 - носовая станция пенотушения.

Рис. 3.3. Схема общего расположения системы воздушно-механического пенного пожаротушения на наливном судне

Система пенного пожаротушения на предназначена для защиты грузовых цистерн, насосных отделений и носовых топливных танков. Для защиты грузовых цистерн установлено восемь лафетных стволов с таким расчетом, чтобы можно было покрыть пеной любую часть открытой палубы. В насосные отделения и носовые топливные диптанки проведены трубопроводы пены со стационарными воздушно-пенными стволами.

На основании описанных принципов действия системы пенотушения, в рамках данного дипломного проекта:

1. выполним размещение датчиков температуры в МКО судна на уровне 180 см от пола, не менее 150 см от котлов и электродвигателей (8 датчиков температуры);

2. установим запорные устройства (исполнительные механизмы) в местах размещения каждой пеноподводящей насадки (8 исполнительных механизмов);

3. обеспечим непрерывный мониторинг (в реальном времени) состояния датчиков температуры;

4. при несовпадении сигнала с датчика с технологическими параметрами реализуем:

4.1. автоматический и полуавтоматический запуск оросительной подсистемы;

4.2. выдачу сигналов тревоги и индикацию аварийного участка на мнемосхеме оператора.