Расчет сил и средств по тушению пожара распылёнными и компактными струями воды

Вода, несмотря на появление всё новых, всё более эффективных огнетушащих средств и составов остаётся основным, наиболее используемым в пожаротушении веществом. Её достоинства в доступности, дешевизне, простоте применения, физико-химической уникальности действия.

Учитывая физические и химические особенности трихлорсилана, следует предположить, что тушение его водой является наиболее эффективным и экономичным решением. Во-первых, плотность трихлорсилана (1480 кг_*м^-3) больше плотности воды, следовательно, вода будет растекаться по его поверхности, уменьшая площадь горения. Во-вторых, трихлорсилан интенсивно гидролизуется водой. Значит вся вода, в том числе используемая на защиту, стекая, вступает в реакцию гидролиза и также участвует в уменьшении количества горючей жидкости, значит и в тушении. Низкая температура кипения (+31⁰С) обуславливает усиление испарения, при повышении температуры при гидролизе и горении. Распыленная вода осаждает хлороводород и другие токсичные продукты горения и гидролиза, а также разлагает трихлорсилан в газообразной фазе. К отрицательным факторам следует отнести рост интенсивности и температуры горения, токсичность продуктов гидролиза и сгорания. Влияние негативных воздействий, возможно компенсировать увеличением интенсивности подачи воды на защиту оборудования и тушение. Чем больше подача воды в компактной и распыленной форме, тем быстрее будет ликвидировано горение. Увеличение расхода воды на тушение, в отличие от пенной атаки, возможно вести поэтапно, по мере прибытия пожарных подразделений.

Рекомендуемая интенсивность тушения трихлорсилана распыленной водой 0,3 л_*с^-1_*м^-2 []. Рекомендуемая интенсивность охлаждения оборудования в зоне воздействия горения также

,3 л_*с^-1_*м^-2 (таб. 2.10.) [].

Расчет сил и средств.

Расчет сил и средств проведем для тушения двумя видами огнетушащих приборов:

А - тушение с помощью переносных лафетных стволов с насадками НРТ-20

Б - тушение с применением ручных стволов РС-70 с насадками НРТ-10

. Определяем требуемый расход огнетушащего вещества:

 

Q_тр = Q_тр^туш + Q_тр^защ; ()

Q = F * I, ()

где, Q_тр - требуемый суммарный расход воды;

F - площадь тушения или защиты;

I - интенсивность подачи огнетушащего вещества;

 

F_туш = h_туш * P_туш, ()

 

где, h_туш - глубина тушения прибора:

А: 10 м;

Б: 5 м.

Р_туш - периметр тушения (с учетом глубины тушения):

А: Р_туш = 54 - 10 * 2 = 34 м

Б: Р_туш = 54 - 5 * 2 = 44 м

F_туш - площадь тушения будет составлять:

А: 10 * 22 * 2 + 10 * (54 - 10 * 2) = 780 м²

Б: 5 * 22 * 2 + 5 * (54 - 5 * 2) = 440 м²

Параметры для защиты принимаем такие же, как в разделе 3.1, т.к. защита в случае тушения пеной средней кратности и в случае тушения водой требует аналогичных тактических решений.

Тогда:

для варианта А: Q_туш = 0,3 * 780 = 234 - принимаем 240 л * с^-1;

Q_тр = 240 + 87,1 = 327,1 - принимаем 330 л * с^-1.

для варианта Б: Q_туш = 0,3 * 440 = 132 л * с^-1;

Q_тр = 132 + 87,1 = 219,1 - принимаем 220 л * с^-1.

. Определяем количество приборов, необходимых для тушения и защиты:

 

N_пр = F / F_пр;   ()_пр = Q_пр / I,   ()

где: N_пр - число приборов тушения;

F - площадь (защиты или тушения);

F_пр - площадь работы (защиты или тушения) прибора;

Q_пр - расход огнетушащего вещества прибором;

I - требуемая интенсивность подачи огнетушащего вещества.

Применение стволов «А» для защиты аппаратов и оборудования первого этажа нецелесообразно, в связи с небходимостью применения мощных струй, которые должны пробивать зону возможного горения и обеспечивать охлаждение оборудования с заданной интенсивностью. Количество и вид приборов для защиты принимаем в соответствии с расчетами проведенными в п. 2 раздела 3.1.

Таким образом, требуется 80 л*с^-1 на защиту первого этажа и 7,4 л*с^-1 от внутренних пожарных кранов на защиту второго этажа. Обеспечить необходимый расход возможно, используя 3 ствола ПЛС-20 с диаметром насадка 32 мм и расходом 28 л * с^-1 и 3 ствола РСК-50 от внутренних пожарных кранов второго этажа.

Рассчитаем количество приборов для тушения:

Для варианта А: F_плс^туш = 20 / 0,3 = 66,6 м²;

N_плс = 780 / 66,6 = 11,7 - принимаем 12 ПЛС-20.

Для варианта Б: F_стА = 10 / 0,3 = 33,3 м²;

N_стА = 440 / 33,3 = 13,2 - принимаем 14 стволов «А».

3. Определяем фактический расход огнетушашего вещества.

 

Q_ф = Q_ф^туш + Q_ф^защ   ()

Q_ф^туш = N_пр * Q_пр ()

 

где: Q_ф - фактический расход воды, необходимый для тушения пожара.

Фактический расход воды на защиту составит:

Q_защ= Q_защ1+Q_защ2;    ()

 

Q_защ = 28*3+3,5*3 = 84+10,5 = 94 л*с^-1.

Для проверки систем противопожарного водоснабжения завода учитываем расход только от наружных сетей, считая, что внутренние ПК водой обеспечены.

Тогда:

для варианта А: Q_туш = 12 * 20 = 240 л * с^-1;

Q_ф = 240 + 84 = 324 л * с^-1;

для варианта Б: Q_туш = 14 *10 =140 л * с^-1;

Q_ф = 140 + 84 = 224 л * с^-1.

. Определяем необходимый запас огнетушащего средства и обеспеченность им объекта.

На объекте имеется 10 пожарных гидрантов. Из них, для целей пожаротушения, целесообразно использовать 8, из которых:

ПГ - установлены на кольцевой сети диаметром 500 мм;

ПГ - установлены на кольцевой сети диаметром 250 мм;

ПГ - установлен на тупиковой сети диаметром 400 мм;

ПГ - установлен на тупиковой сети диаметром 250 мм.

Максимальная водоотдача сети в соответствии с гидравлическим расчетом, проведенным капитаном внутренней службы Аноприевым М.А. составит:

для сети К-500 - 570 л*с^-1;

для сети К-250 - 150 л*с^-1;

для сети Т-400 - 200 л*с^-1;

для сети Т-250 - 75 л*с^-1.

Максимальнй расход воды от одного ПГ составляет 40 л*с^-1, фактический расход составит 20 и 24 л*с^-1. Следовательно, сети ППВ обеспечивают требуемый расход воды для тушения пожара.

По тактическому замыслу, предусмотрено использовать для целей пожаротушения, градирни оборотного водоснабжения (с запасом воды 864 м³) и пожарные водоемы объемом 500 м³.

Продолжительность работы при подаче воды из водоемов определим по формуле (5.6) []:

 

t_раб = 0,9*V_вод / N_пр * Q_пр * 60;   ()

 

На градирню установим ПНС-110, которая по двум магистральным линиям через четырехходовые разветвления способна обеспечить работу 4-х ПЛС-20 или 8 стволов РС-70. На водоем 500 м³ будет установлен АА-60, который обеспечит работу СЛС-60 КС или двух ПЛС-20 (с насадками 28 мм) на защиту 1 этажа.

Время работы ПНС-110 от градирни составит:

,9*864*1000 / 80*60=162 мин.

Время работы АА-60 от водоема составит:

,9*500*1000 / 60*60=125 мин.

Теоретическое время тушения ТХС не превышает времени его выгорания и составит не более 25 мин. Фактическое время тушения с учетом химических свойств ТХС (см. приложение 1) будет намного меньше. Это позволяет сделать вывод, что объект водой обеспечен.

При расчетах учитывается теоретическая пропускная способность сетей ППВ и пятикратный запас воды в водоемах.

. Определяем требуемое количество пожарных автомобилей основного назначения.

В соответствии с тактическими возможностями АЦ-40, находящимися на вооружении гарнизона г. Железногорска, от одной АЦ возможно подать 1 ПЛС-20 или 2 ствола РС-70. Требуемое количество пожарных машин определяем в соответствии с формулой (5.8) []:.

N_ац = N^общ_пр / N^сх_пр,

 

гд N_ац - число автомобилей основного назначения;

N^общ_пр - общее количество приборов тушения;

N^сх_пр - количество эквивалентных по типу приборов в схеме подачи огнетушащих средств.

В таком случае количество АЦ, необходимых для тушения составит:

для варианта А: 12/1=12 ПА,

для варианта Б: 14/2=7 ПА,

количество АЦ для защиты составит: 3/1=3 ПА, для обоих вариантов.

Учитывая возможность привлечения для защиты автомобиля «Ураган» АА-60, который, используя станционарный лафетный ствол СЛС-60 КС, способен заменить 2 ПЛС-20, количество пожарных машин основного назначения, привлекаемых для тушения, составит:

для варианта А: 13 АЦ-40, 1 АА-60;

для варианта Б: 8 АЦ-40, 1 АА-60.

. Определим предельные расстояния подачи огнетушаших средств от автомобилей, установленных на водоисточники.

Предельные расстояния определяем в соответствии с формулой (5.10) [].

 

l_пр = [H_н - (H_р + Z_м + Z_пр)] * 20 / (S *Q²), ()

 

где: l_пр - предельное расстояние по подаче воды, м;

H_н = 100 м - напор на насосе (по ТТХ);

H_р = 70 м - напор у разветвления (Н_р=Н_пр+10, Н_пр=60 м);

Z_м = 5 м - высота подъема местности;

Z_пр = 0 м - наибольшая высота подъема прибора;

S = 0,015 м - сопротивление пожарного рукава (табл. 4.5 []) диаметром 77 мм;

Q = 10 л*с^-1 - расход воды в наиболее нагруженной линии,

(1/2 расхода ПЛС-20 с насадком НРТ-20).

Тогда:   l_пр = [100 - (70+5+0)] * 20 / (0,015*100) = 333 м.

Все пожарные водоемы и гидранты, расположенные на территории ЗППК, кроме ПГ N2, который удален на 360 м, можно использовать для установки пожарных автомобилей, без перекачки воды.

. Определяем численность личного состава для проведения действий по тушению пожара.

Общую численность личного состава определяем путем суммирования числа людей, занятых на выполнении различных видов боевых действий. Ориентировочные нормативы требуемого количества личного состава принимаем в соответствии с данными стр. 172 []:

 

N_лс = N^туш_ст + N^защ_ст + N^защ_гдзс + N_ац + N_пб + N_рл, ()

 

где: N_лс - общая численность личного состава;

N^туш_ст - число ствольщиков, участвующих в тушении (3 на 1 ПЛС, 2 на 1 РС-70);

N^защ_ст - число ствольщиков, участвующих в защите первого этажа (по 3 на 1 ПЛС);

N^защ_гдзс - число ствольщиков, защищающих второй этаж (2 звена ГДЗС по 3 человека);

N_ац - водители, контролирующие работу насосно-рукавных систем (по 1 на 1 АЦ);

N_пб - постовые на посту безопасности (на каждое звено - 1, на каждое отделение, работающее снаружи - 1);

N_рл - работающие на разветвлениях и контролирующие рукавные линии (по 1 на АЦ-40).

Тогда:

для варианта А: N_лс = 12*3+1*3+2*3+14+14+14= 87 человек;

для варианта Б: N_лс = 14*2+1*3+2*3+9+9+9= 64 человека.

В соответствии с требованиями [] на 3 работающих звена ГДЗС необходимо 1 резервное. Учитывая необходимость включения в сизод всех работающих в непосредственной зоне возможной загазованности СДЯВ общая численность личного состава включая резерв ГДЗС составит:

для варианта А: N_лс = 87*1.3=113 человек;

для варианта Б: N_лс = 64*1.3=83 человека.

8. Определяем требуемое количество отделений основного назначения.

N_отд = N_лс / 5   ()

Для варианта А: N_отд = 113 / 5 = 23 отделения.

Для варианта Б: N_отд = 83 / 5 = 17 отделений.

Результаты расчета отобразим на совмещенном графике рис.