Расчёт сил и средств для тушения возможного пожара в корпусе очистки хлоридов

1. Определяем требуемый расход огнетушащего вещества:

 

Q^тр = Q^тр_туш +Q^тр_защ

Q= F_*I

Q^тр_туш=Q^{тр рпо}_{туш *}0,94

 

Где: Q^тр - требуемый суммарный расход воды.

Q^тр_защ - требуемый расход воды на защиту.

Q^тр_туш - требуемый расход воды на тушение.

F - площадь (тушения или защиты).

I - интенсивность подачи огнетушащего вещества.

Q^{тр рпо}_туш - требуемый расход раствора пенообразователя в воде.

,94 - коэффициент содержания воды в 6% растворе пенообразователя.

 

Q^{тр рпо}_туш =F_туш* I_рпо=963_*0,3=288,9 л_*с^-1.

Площадь тушения: F _туш = 963 м².

Интенсивность подачи раствора ПО-1Д: I_рпо = 0,3 л_*м^-2_*с^-1.

Q^тр_защ =F_защ1*I_защ1 +F_защ2*I_защ2 =265,8_*0,3+197_*0,15_*0,25=87,1 л_*с^-1.

 

Площадь защиты технологических установок 1 этажа:

F_защ1 =265,8 м².

Площадь защиты технологических установок 2 этажа: F_защ2 =197 м².

Интенсивность охлаждения технологических установок 1 этажа находящихся в зоне горения:

I_защ1 =0,3 л_*м^-2_*с^-1 (таблица 2.10.) [3].

Интенсивность охлаждения технологических установок 2 этажа:

I_защ2 =0,15_*0,25 (стр. 52) [3].

Q^тр_туш=288,9_*0,94+87,1=358,7 л_*с^-1.

2. Определяем необходимое количество технических приборов подачи огнетушащих средств:

 

N_гпс = F_туш /F ^гпс_туш

F^гпс_туш = Q_гпс / I_рпо

 

Расход раствора 1 пеногенератора ГПС-600: Q_{гпс 600}=6 л_*с^-1, ГПС-2000: Q_{гпс 2000} =20 л_*с^-1.

Площадь тушения 1 пеногенератора ГПС-600:

F ^{гпс 600}_туш =6/0,3=20 (м²),

Площадь тушения 1 пеногенератора ГПС-2000:

F ^{гпс 2000}_туш =20/0,3=67 (м²).

Число пеногенераторов ГПС-600: N_{гпс 600}=963/20=48

Число пеногенераторов ГПС-2000: N_{гпс 2000} =963/67=15

Число водяных стволов на защиту:

 

N_защ =Q^тр_защ/Q_ств

По тактическим соображениям целесообразно использовать для защиты 1 этажа стволы максимальной интенсивности (ПЛС-20 с диаметром насадка 32 мм Q_плс=28 л_*с^-1), расположив их вне здания с подачей компактных струй через проёмы остекления. Цель - максимально возможное охлаждение технологического оборудования в зоне воздействия огня. Для защиты 2 этажа возможно использование внутренних противопожарных кранов со стволами РСК-50

(Q_рск= 3,5 л_*с^-1).

Для защиты 1 этажа: N¹_защ =80/28=3 ствола ПЛС-20;

этажа: N²_защ =7,38/3,5=2,11 принимаем 3 ствола РСК-50.

3. Определяем фактический расход огнетушащих веществ:

^ф =Q^ф_туш+Q^ф_защ

Где: Q^ф_туш =N_{гпс *}Q_гпс; Q^ф_защ=N¹_защ*Q_плс+N²_защ*Q_рск

Для ГПС-600: Q^ф_туш =48_*6=288 л_*с^-1 раствора пенообразователя.

Для ГПС-2000: Q^ф_туш =15_*20=300 л_*с^-1 раствора пенообразователя.

Для защиты: Q^ф_защ=3_*28+3_*3,5=94,5 л_*с^-1 воды.

Максимальный фактический расход воды составит: Q^ф=300_*0,94+94,5=377 л_*с^-1; пенообразователя: Q^ф_по= 300_*0,06=18 л_*с^-1.

4. Рассчитаем необходимый запас огнетушащих веществ:

Для нужд пожаротушения мы можем использовать пожарные гидранты сети наружного противопожарного водоснабжения, в том числе: 3 ПГ расположенных на кольцевой магистрали диаметром 500 мм; 2 ПГ на кольцевой магистрали диаметром 250 мм; 1 ПГ на тупиковой магистрали диаметром 400 мм; 3 градирни оборотного водоснабжения; 2 пожарных водоёма по 500 м³. Вывод: запроектированные сети обеспечивают требуемый расход для нужд пожаротушения.

Требуемый запас пенообразователя с учетом резерва:

V_по = Q^ф_по* 60_*t_р*K_з = 18_*60_*30_*3=97200 л.

 

Где: Расчётное время тушения ВМП t_р =30 мин; коэффициент запаса (разрушения пены): K_з =3 [3].

5. Требуемое количество пожарных автомобилей основного назначения:

 

N_ац =Q^ф/ Q_нас = 377/40_*0,8=12

 

Где: 40 л_*с^-1 паспортная производительность пожарного насоса ПН 40у

,8 коэффициент износа и потерь.

6. Численность личного состава по ведению боевых действий (без учета резерва звеньев ГДЗС):

Минимальная численность при ручной подаче пеногенераторов:

 

N_лс=N_{гпс *}2+N_{плс *}2+N_{рск *}2+N_{ац *}3

N_отд = N_лс/5

 

N_{гпс *}2 - число пеногенераторов по 2 бойца на каждый (при подаче с помощью гребёнок при использовании спецтехники количество бойцов будет меньше, и более безопасно и тактически эффективно).

N_{плс *}2 - число лафетов охлаждения по 2 бойца на каждый.

N_{рск *}2 - число стволов РСК охлаждения по 2 бойца на каждый (2 звена ГДЗС подают 3 ствола).

N_{ац *}3 - число основных автомобилей с водителем, постовым поста безопасности, пожарным на разветвлении.

При подаче ГПС-600 N_лс=48_*2+3_*2+3_*2+12_*3=144 человека, 29 отделений.

При подаче ГПС-2000 N_лс=15_*3+3_*2+3_*2+12_*3=93 человек, 19 отделений.

С резервом звеньев, число отделений возрастет на 1/3 и составит 38 и 25 отделений соответственно.

По результатам расчётов можно сделать следующие выводы:

7. Предусмотренное гарнизонное расписание выездов не обеспечивает необходимое количество сил и средств для проведения пенной атаки.

8. Время следования для подразделений прибывающих по вызову №2 и особенно по вызову №3 превышает время выгорания разлившегося трихлорсилана.

9. Пенную атаку целесообразно проводить только при наличии расчётного количества сил и средств, подготовки необходимого запаса пенообразователя. Подразделения, которые участвуют в подготовке пенной атаки и прибывают раньше остальных, не могут быть задействованы для других работ, следовательно, используются нерационально. При достаточном количестве сил и средств задействованном для защиты здания и оборудования, грамотных действиях персонала по аварийному опорожнению емкостей и колонн с ЛВЖ, перекрытию задвижек поступления горючих веществ в корпус очистки хлоридов выгорание разлившегося вещества произойдет раньше начала пенной атаки.

10.При тушении стоящими на вооружении гарнизона пеногенераторами ГПС-600 количество генераторов не соответствует расчетному, следовательно, необходимо приобретать и вывозить их дополнительный запас. Количество отделений также значительно превосходит возможности гарнизона даже с привлечением сил и средств из краевого центра и 100% использованию резерва техники и дополнительному сбору личного состава свободного от службы.

11.Количество вывозимого в боевом расчёте пенообразователя намного меньше требуемого. В реальных условиях его может понадобиться даже больше расчетного с учетом того, что пенная атака должна проводится одновременно с охлаждением технологического оборудования компактными струями и коэффициент разрушения пены необходимо увеличить до пяти. Тогда пенообразователя потребуется 162000 литров вместо 97200. Такое количество пенообразователя невозможно вывозить, следовательно, необходимо предусмотреть утепленные или обогреваемые емкости для хранения пенообразователя на объекте.

12.Применение пеногенераторов ГПС-2000 значительно снижет требуемое количество личного состава. При условии создания на объекте дополнительной пожарной части, возможно, обеспечить расчётное количество сил и средств. Но необходимо дополнительное вооружение всех подразделений пеногенераторами ГПС-2000, причем городские части не смогут вывозить их в боевом расчёте. Нужно будет определить порядок хранения и использования ГПС-2000 на объекте.

· В рекомендациях ВНИИПО не учитываются химические особенности процессов протекающих при тушении трихлорсилана. Он в основном рассматривается как ЛВЖ с низкой температурой кипения по свойствам близким к горючим газам. Но очень важно учитывать процессы гидролиза, протекающие при взаимодействии трихлорсилана с водой содержащейся в воздушно механической пене. Процессы гидролиза достаточно подробно описаны в работе [4]. В результате проведенных исследований установлено, что гидролиз трихлорсилана - экзотермическая реакция, сопровождающаяся испарением 5-25% исходного и частично гидролизованного продукта представляющего горючие пары. Кроме этого выделяется негорючий, но токсичный хлороводород и образуется 4-15% водорода. Уравнение реакции гидролиза имеет вид: H-Si-Cl₃ + 5/2H₂O = H-Si(OH)₃ + 3HCl

Образующиеся продукты легко конденсируются с выделением воды и образованием соединений с - Si-O-Si - связями. Эти соединения, взаимодействуя с пеной, заполняют межпузырьковые прослойки и способствуют образованию негорючего слоя.

Практический опыт тушения пеной розлива смеси гидрохлорсиланов, основным компонентом которой являлся трихлорсилан, на химкомбинате в городе Усолье-Сибирское, показал, что при этом на поверхности образуется негорючая корка, под поверхностью которой продолжается горение, местами прекращающееся и возникающее вновь. Горючие пары и газы периодически взламывают корку и воспламеняются, а пена свободно растекается по ней, и не обеспечивает эффективного тушения. Личный состав после неудачной попытки применил компактные и распыленные водяные струи и не смотря на увеличение интенсивности горения быстро ликвидировал загорание.

Всё вышеперечисленное позволяет сделать вывод о том, что тушение трихлорсилана воздушно-механической пеной средней кратности может оказаться неэффективным, требующим больших экономических затрат, перевооружения гарнизона, привлечения большого количества дополнительных сил и средств.

По соображениям экономической целесообразности в данной работе я не провожу расчёты тушения порошковыми составами, так как на вооружении гарнизона имеется единственный автомобиль порошкового тушения АП-5 дислоцирующийся в пожарной части №1 в 16,5 км от данного объекта.