способ тушения пожара

Формула изобретения

1. Способ тушения пожара с помощью пламегасящего водного раствора соли калия, отличающийся тем, что пламегасящий раствор подают в очаг горения в виде объемного аэрозольного потока с диапазоном размеров частиц 5-80 мкм с интенсивностью не менее 0,02 л/(м ²с).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пламегасящего раствора используют 5-46%-ный водный раствор железосинеродистого калия (красной кровяной соли).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пламегасящего раствора используют 5-25%-ный водный раствор железистосинеродистого калия (желтой кровяной соли).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пожаротушения и может найти применение для тушения очагов возгорания твердых тлеющих материалов и легковоспламеняющихся жидкостей, очагов лесных пожаров, а также для тушения электроустановок, находящихся под высоким напряжением.

Известен традиционный способ тушения пожара путем подачи в очаг горения воды в виде сплошных или распыленных струй (А.Н.Баратов, Е.И.Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е переработанное. М.: Химия, 1979, с.64-69).

Однако чистая вода обладает рядом недостатков, а именно значительной электропроводностью, высокой коррозионной способностью, плохой смачиваемостью и малой вязкостью, снижающих ее огнетушащую способность и ограничивающих область применения.

Известен эффективный способ тушения пожара с использованием огнетушащих составов на основе галоидоорганических соединений (хладонов CF₃ Br, C₂F₄Br₂ и др.), ингибирующих процесс горения (А.Н.Баратов, Е.И.Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е переработанное. М.: Химия, 1979, с.87-89). Хладоны эффективно подавляют горение различных газообразных, жидких и твердых веществ и материалов, имеют низкую температуру замерзания.

Недостаток хладонов заключается в высокой токсичности и коррозионной активности продуктов их термического разложения.

Известны новые эффективные и экологически безопасные пламегасители. Наиболее перспективными для замены хладонов являются органические и неорганические соли калия. Для гашения пламени использовались водные растворы этих соединений (Коробейничев О.П., Шмаков А.Г., Шварцберг В.М., Якимов С.А., Князьков Д.А., Комаров В.Ф., Сакович Г.В. Исследование фосфорорганических, фторорганических, металлосодержащих соединений и твердотопливных газогенерирующих составов с добавками фосфорсодержащих соединений в качестве эффективных пламегасителей. //Физика горения и взрыва. Т.42. № 6. С.64-73 (2006)).

Однако в данной работе не показаны условия доставки этих перспективных пламегасителей к очагу горения.

Задачей изобретения является создание нового эффективного и экономичного способа тушения пожара с использованием в качестве пламегасителя водного раствора соли калия, обладающего широкими функциональными возможностями за счет разработки конкретных условий (режима) подачи пламегасящего раствора в очаг горения.

Поставленная задача решается заявленным способом тушения пожара, сущность которого заключается в том, что пламегасящий водный раствор соли калия подают в очаг горения в виде объемного аэрозольного потока с диапазоном размеров частиц 5-80 мкм, причем интенсивность подачи должна быть не менее 0,02 л/м² ·с.

В качестве пламегасящего раствора используют 5-46% водный раствор железосинеродистого калия K₃Fe(CN) ₆ (красной кровяной соли) или 5-25% водный раствор железистосинеродистого калия K₄Fe(CN)₆ (желтой кровяной соли). Термины красная кровяная соль и желтая кровяная соль известны (Некрасов Б.В. Курс общей химии. // Госхимиздат, Москва, 1962, с.754-756).

Используемые соли имеют схожие химические свойства, а также содержат относительно большое (3-4 атома) количество калия в молекулах и поэтому обладают близкой эффективностью пожаротушения. Верхнее значение концентрации соли в растворе ограничено ее растворимостью в воде при нормальной температуре, нижнее - минимальным экспериментально обнаруживаемым эффектом от введения добавки соли в воду.

Указанный диапазон размеров частиц в аэрозольном облаке, образующемся при подаче пламегасящего раствора с заданной интенсивностью, является оптимальным. При среднем размере частиц более 80 мкм увеличиваются потери пламегасящей жидкости за счет ее оседания в процессе доставки к очагу горения и стекания с горящей поверхности. Частицы со средним диаметром менее 5 мкм испаряются, не достигая зоны пламени, и поэтому малоэффективны при пожаротушении. Аэрозольное облако с оптимальным диапазоном размеров частиц обладает высокой проникающей способностью, ограниченной временем оседания аэрозольных частиц. Это позволяет тушить сложные пожары, в том числе имеющие большую удельную поверхность горения, при рациональном расходе пламегасящего раствора. Кроме того, благодаря высокой пространственной однородности аэрозольного потока достигаются минимальные токи утечки по этому потоку, что обеспечивает электробезопасность операторов при тушении электроустановок, находящихся под высоким напряжением.

Интенсивность подачи пламегасящего раствора регулируют в зависимости от категории пожара. Интенсивность подачи менее 0,02 л/м²·с не обеспечивает гашение пламени.

Заявленный способ может быть реализован с помощью известного аэрозольного генератора регулируемой дисперсности (патент РФ № 950260, A01M 7/00, опубл. 15.08.1982, Бюл. № 30, срок действия истек 09.12.2000).

Аэрозольный генератор представляет собой смонтированную на транспортной базе систему пневматической подачи аэрозольной струи (потока) заданной дисперсности. Система содержит емкости для рабочих жидкостей, пневматический технологический контур, включающий источник сжатого воздуха (турбокомпрессор), пневмодиспергатор со сменными воздушными и жидкостными соплами, систему измерения и регулирования расхода рабочих жидкостей.

Эффективность и экономичность заявленного способа подтверждаются проведенными испытаниями.

Испытания проводились по методике с использованием очага пожара класса 0,5А (см. ГОСТ Р 51057-2001. Техника пожарная. Огнетушители переносные. Общие технические требования.)

Испытывался в качестве огнетушащего состава 30%-ный водный раствор железосинеродистого калия K₃Fe(CN)₆. Аэрозольный поток формировался с помощью описанного выше генератора регулируемой дисперсности.

Очаг пожара класса 0.5А представляет собой объемную решетчатую конструкцию из деревянных брусков с площадью поверхности горения 2,37 м². Очаг пожара поджигался согласно указанной методике испытаний и затем производилось его тушение струей аэрозоля с расходом раствора соли 0,295 л/м ²·с. С учетом геометрии очага пожара (фронтальная площадь поверхности 0,144 м²) и его площади поверхности горения интенсивность подачи пламегасящего раствора составляла 0,018 л/м²·с. В опытах с водным 30%-ным раствором K₃Fe(CN)₆ при данной интенсивности подачи раствора надежное тушение достигалось за время от 150 до 158 с. Размер частиц регулировался в пределах 5-80 мкм. Удельный расход для указанного раствора составлял 2.8 л/м².

В этих же условиях тушение чистой водой (без ингибитора) достигалось за время 280 с при общем расходе воды 5 л/м² , т.е. в 1.8 раза выше, чем в опытах с 30%-ным водным раствором K₃Fe(CN)₆. Результаты испытаний приведены в протоколах испытаний (протоколы прилагаются).

При оценке эффективности заявленного способа и средства тушения очагов класса А1 принимали во внимание требование ГОСТа Р 51057-2001 на максимальное время подачи огнетушащего средства - 180 сек. Согласно СНиП 21-03-2003 («Склады лесных материалов. Противопожарные нормы») при тушении горящей древесины интенсивность подачи чистой воды - 0,45 л/м²·с, суммарный расход чистой воды при времени тушения 180 сек составляет 81 л/м² .

Таким образом, заявленный способ значительно эффективнее и экономичнее в сравнении с традиционным способом тушения пожара чистой водой. Расход пламегасящей жидкости при использовании заявленного способа в 15-25 раз меньше. По своей эффективности новый способ не уступает известным способам с использованием ингибирующих добавок (хладонов), но имеет преимущество в отношении экологической и электрической безопасности. Указанные преимущества расширяют функциональные возможности способа - использование для тушения пожаров различной сложности и размеров.