Установка пожаротушения

 

Использование: в противопожарной технике для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, осаждения дыма , облака хлора, аммиака и других ядовитых газов при разгерметизации сосудов с газом и технологических установок, тушения твердых материалов и горящих помещений экологически .чистым огнетушащим веществом - водяной аэрозолью. Сущность изобретения: установка аэрозольного пожаротушения перегретой водой выполнена в виде соединенных между собой герметичных резервуаров с бзрботером, находящихся под давлением огнетушащего вещества, внутри которых последовательно встроены герметичные гофрированные сосуды, выполненные в виде цилиндрических или шарообразных тонкостенных замкнутых сосудов с дросселирующими отверстиями. При этом на смежных поверхностях сосудов выполнены фиксаторы их положения. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СО1ОЗ СОНГ Г(.ÊÈX

СОЦИЛ11ИСТИ 1ЕСКИХ

РЕС(1УБПИК (я)5 А 62 С 35/00 .

ГОСУДЛ Р С Т БЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИК ИЗОЬРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4846459/12 (22) 02.06.90 (46) 15.11.92. Бюл. ¹ 42 (75) В,П.Демин, П,M.Ñìèðíoâ и Н.В.Кучеров (56) Баратов А,Н. и Иванов Е.Н, Пожаротушение на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности", изд. "Химия", MÄ 1971 г. стр. 313, рис. 138. (54) УСТАНОВКА ПОЖАРОТУШЕНИЯ (57) Использование: в противопожарной технике для тушения легковоспламеняющихся и гор1очих жидкостей, осаждения дыма, облака хлора, аммиака и других ядовитых газов при разгерметизации сосуИзобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, осаждения газообразного хлора, аммиака и других ядовитых газов при разгерметизации сосудов с газом и технологических установок, тушения твердых материалов, для объемного тушения пожаров и осаждения дыма в подвальных и других горящих помещениях, экологически чистым of íåòóøàùèì веществом — водяной аэрозолью, а также может быть использовано для размораживания замерзших пожарных гидрантов паром во время пожара и отогрева замерзших насосов пожарных автомобилей и рукавной арматуры.

Известны установки тушения пожаров паром, используемые для пожарной защиты, ... Ж „„1775120 А1 дов с газом и технологических установок, тушения твердых материалов и горящих помещений экологически .чистым огнетушащим веществом — водяной аэрозолью.

Сущность изобретения: установка аэрозольного пожаротушения перегретой водой выполнена в виде соединенных между собой герметичных резервуаров с барботером, находящихся под давлением огнетушащего вещества, внутри которых последовательно встроены герметичные гофрированные сосуды, выполненные в виде цилиндрических или шарообразных тонкостенных замкнутых сосудов с дросселирующими отверстиями. При этом на смежных поверхностях сосудов выполнены фиксаторы их поло. кения. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. закрытых технологических аппаратов или объектов с ограниченным воздухообменом, а также для тушения небольших пожаров на открытых площадках (А.Н.Баратов и

Е.Н.Иванов "Пожаротушение на предприятиях химической, нес5техимической и нефтеперерабатывающей промышленности", Издательство

"Химия", M., 1971 г., стр. 313, рис, 138).

Указанные стационарные установки пожаротушения, содержащие источник пара (паровой котел, магистральный паропровод), распределительные перфорированные трубопроводы, запорную и пусковую арматуру, обеспечивают огнетушащую концентрацию водяного пара в воздухе защищаемого помещения, составляющую 35% по объему за 3 — 5 мин работы установки, М

С:

1 Ъ

1 4 (л

10

Однако, использование в установках пара для тушения пожаров снижает их эффективность работы из-за ограниченного диаметра их магистральных и распределительных трубопроводов, а увеличение диаметров трубопроводов ведет к ударом<анию установок пожаротушения.

Известно также устройство для тушения пожаров, содержащее емкость с входными и выходными патрубками, находящуюся под давлением огнегасительного вещества, отличительной особенностью которой является то, что емкость имеет установленные внутри нее две концентрически расположенные перфорированные трубы (барботер) и соединенный с внутренней перфорированной трубой дополнительный патрубок для подсоединения к источнику пара, В указанном устройстве для тушения пожаров используется перегретая вода, на1pGTBB р0 температ>pLI 120 — 200 С, за счет чего достигается ее высокий огнетушаюший эффект, который носит комплексный характер. При истечении перегретой воды в атмосферу происходит ее резкое вскипание за счет накопленного теплосодержания.

Большая часть воды при этом значительна диспергируется с размерам капель не более

10 мкм. Незначительное количество образующегося пара, соответствуюгцее накопленному тег лосодержанию (примерно 120 — 180 ккал, для полного испарени l требуется не менее 539 ккал) в дисперсной системе конденсируется и истека ащий из пожарного ствола парожидкостный поток на расстоянии 200 мм от спрыска имеет температуру

40 — 50ОО, при температуре воды внутри емкости 120 — 180 Ñ, Капли воды размером 10 мкм и сканденсировавшийся пар, попадая в зону высокой температуры пожара, мгновенно вскипают, максимально отбирая тепло у горящего вещества и при этом образующийся пар (1700 объемов) заполняет помещение.

Проведенные эксперименты показали, чта горящие в помещении бензины успешно тушатся при интенсивности перегретой воды 0,03 л с/м за 30 — 40 с, кроме того про3 исходит механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной струи водяной аэрозоли, Несколько выше интенсивность подачи водяной аэрозоли

flpM тушении леГкаваспламеняющихся ГОрючих жидкостей на открытой поверхности.

Очень высокая эффективность парожидкостнОГО пОтака при дымООса>кдении, а также при тушении полярных жидкостей.

Кроме того, сравнительный анализ расХОда пара и переГретОй ьОды при их истечении через одинаковые насадки (отверстия) при одинаковом давлении показывает, что весовой расход перегретой воды в этих условиях более чем в 40 раз превосходит весовой расход пара, что соответственно в 40 раз увеличивает эффективность пожаротушения перегретой водой, нежели паром;

Однако, указанное устройство, содержащее емкость с входными и выходными патрубками, находящуюся под давлением агнегасительного вещества и установленные внутри нее две концентрически расположенные перфорированные трубы и соединенный с внутренней перфорированной трубой дополнительный патрубок для подсоединения к источнику пара, — имеет повышенную опасность при ега эксплуатации, что обусловлено тем обстоятельством, что при переменном повышении и снижении давления внутри емкости, ее стенки подвержены постоянным деформациям, в результате чего в металле наступает так называемая "усталостная прочность". В стенках емкости и соединительных швах возникают микротрещины, чта возможно также и из-за коррозии металла, а затем происходит разрыв, разгерметизация емкости, Перегретая вода внутри емкости переходит в парообразнае состояние (вскипает) и вырывается наружу, что приводит к взрыву и разрушени о установки. Подобная разгерметизация емкости может наступить также и при аварийной дорожной ситуации.

Это обстоятельство подтверждается многочисленными литературными источниками об авариях и взрывах, происходивших на первых паролокомобилях, оборудованных простыми котлами (системы И,И.Ползунова, 1765 г.) с перегретой водой, по отношению, например, к котлам системы

В.Г.Шухова (см. Краткий политехнич, словарь, стр. 666,667, фиг.7, М., 1956 г.).

Кроме того, из-за постоянных теплопотерь в установке в течение дежурных суток огнетушащее вещество необходима часто подогревать, а из-за конструктивных недостатков барботера внутри емкости возникает кавитация, что приводит к резкому возрастанию давления в емкости, ведущего к снижению прочности ее стенок, швов и арматуры, Известна так>ке установка пожаротушения, содержащая емкость высокого давления с входным и выходным патрубками и барботер (для нагрева огнетушащего вещества паром), Отличительной особенностью установки является то, что ее емкость выполнена в виде соединенных между собой герметичных резервуаров, при этом резервуары соединены с барботером и установлены с

1775120 наклоном, а внутри каждого резервуара коаксиально размещен тонкостенный гофрированный замкнутый сосуд с перфорацией на его стенках, при этом барботер выполнен в виде замкнутого сосуда с концентрически расположенными внутри него перфорированными трубами. Причем, перфорация каждой из труб с наружной стороны перекрыта вплотную уложенными один к другому витками проволоки.

Такое устройство описано в заявке N

4665511/12 (1989) "Установка пожаротушения", авторы этой заявки являются также и авторами данного предлагаемого изобретения.

К недостаткам данной установки следует отнести то, что корпус емкости, выполненный в виде соединенных между собой герметичных резервуаров, имеет повышенный вес, т.е. на единицу полезного объема огнетушащего вещества установки увеличен расход металла, кроме того обвязка герметичных резервуаров соединенными трубопроводами имеет большое количество соединенных сварных точек, что увеличивает трудозатраты на изготовление установки и их последующий контроль на целостность соединительных швов.

Целью данного изобретения является повышение безопасности эксплуатации установки пожаротушения при снижении ее металлоемкости и технологичности изготовления.

Эта цель достигается тем, что в известной установке пожаротушения, содержащей емкость высокого давления с входным и выходным патрубками, выполненной в виде соединенных между собой герметичных резервуаров, резервуары соединены с барботером и установлены с наклоном, а внутри каждого резервуара коаксиально размещен тонкостенный, гофрированный замкнутый сосуд с перфорацией на его стенках, С целью повышения безопасности эксплуатации установки при снижении ее металлоемкости и технологичности изготовления тонкостенный замкнутый сосуд выполнен в виде отдельных, последовательно размещенных вдоль оси герметичных резервуаров — замкнутых цилиндрических тонкостенных гофрированных сосудов, в верхней и нижней частях которых выполнены дросселирующие отверстия, при этом на смежных поверхностях сосудов выполнены фиксаторы их поло>кения, а днища тонкостенных гофрированных сосудов выполнены гофрированными.

С целью технологичности изготовления установки пожаротушения тонкостен5

15

35 оси последовательно размсщены замкнутые цилиндрические тон костен н ые сосуды 7 с гофрами 8 на их боковых поверхностях, 40

30 ные гофрированные сосуды выполнены шарообразнымии.

На фиг.t изображен продольный разрез установки пожаротушения, вариант выполнения тонкостенных замкнутых сосудов в виде гофрированных шарообразных сосудов; на фиг.2 — продольный разрез установки пожаротушения. вариант выполнения тонкостенных замкнутых сосудов в виде отдельных, последовательно размещенных цилиндрических тонкостенных гофрирован ных сосудов; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.1 (поперечный разрез установки); на фиг,4— разрез  — В на фиг.2 (поперечный разрез установки); на фиг.5 — общий вид мобильной установки пожаротушения, выполненной на базе шасси автомобиля "ЗИЛ вЂ” 131".

Установка пожаротушения содержит соединенные между собой герметичные резервуары 1. В зависимости от необходимости и объема содержащегося огнетушащего вещества в установке герметичные резервуары 1 могут быть разбиты на ряд секций. В каждой из секций герметичные резервуары

1 соединены между собой по вертикали входными и выходными патрубками 2 и 3, а по горизонтали каждая из секций герметичных резервуаров 1 (в нижней их части) соединены между собой трубопроводом 4, при этом в верхней части каждая из секций соединены между собой трубопроводами 5 через паро-газовоздушный коллектор 6 (фиг,1, 2, 3 и 4). Внутри каждого резервуара

1 (при первом варианте, фиг.2 и 4) вдоль их вплотную прилегающими гофрами 8 к внутренним стенкам герметичных резервуаров 1, В верхней и нижней частях сосудов 7 выполнены дросселирующие отверстия 9 и 10. На днищах сосудов 7 выполнены гофры 11. Для фиксации сосудов 7 внутри герметичных резервуаров 1 в заданном положении, чтобы дросселирующие отверстия 9 и 10 размещались по вертикальной осевой линии герметичных резервуаров 1, на боковых стенках сосудов 7 выполнены фиксирующие устройства 12, например, в виде полусферических желобков, а внутри герметичных резервуаров 1 по длине стенки выполнены полусферические направляющие 13 с перфорацией 14 на их стенках. Барботеры 15 и 16 для ввода пара и нагрева огнетушащего вещества, например воды, встроены в полости 17 полусферических направляющих 13, На вводах в барботеры 15 и

16 установлены запорные вентили 18 и 19 с быстроотмыкающимися штуцерами 20 и 21 и вводные патрубки барботеров 15 и 16 соединены между собой патрубком 22.

1775120

Для подогрева Воды в секциях герметичных pe38pB>/арОВ 1 установки пожарОтушения каждая из секций снабжена герметичным резервуаром 23 и 24 со встроенными в их полости теплоэлектрическими нагревателями 25 и 26 (ТЗНами), электроконтакты KDT0pblx подключзlотсЯ кабелем к злектрошкафу автоматического регулирования температуры воды (не г|оказано). Подогретая Вода из полости герметичного резервуара 23 и 24 через перфорации 27 и

28 в стенках герметичных резервуаров 1 поступает в полости 23 и 24.

На коллекторе 6 установлены предохранительный клапан 29, трубопровод 30 с вентилем 31 для сброса воздуха и отбора пара

I13 8MKocTkI 1, 80110MepHble GT8KAB 32, В нижней части корпуса емкости 1 (113 полостей ерметичных резервуаров 23 и 24) производится отбор перегретой воды, через вентиль,"33, на лафетный ствол 34.

При втором варианте (фиг.1,3) внутри каждого герметичного резервуара 1, Вдоль их оси, последовательно размещены тонкостенные гофрированные шарообразные сосуды 35 с гофрами 8 на их поверхности, В верхней и нижней частях шарообразных сосудов 35 выполнены дросселиру|ощие отверстия 9 и 10. Для фиксации шарообразных сосудов 35 внутри герметичнь;х резервуаров

1 в заданном положении на их боковых стенках Выполнены фиксирующие устройстВа 12, выполненные, например, в виде полусферических желобков, а внутри герметичных резервуаров 1, по длине их стенок, выг;олнены полусферические направляющие 13 с перфорацие|й 14 на их стенках, Установка пожаротушения работает следующим образом.

Для подготовки установки к работе ее необходимо заправить обессоленной или дистиллированной водой и затем нагреть воду в герметичных резервуарах 1 до 1252ОООС, С этой целью необходимо открыть вентиль 31 для сброса воздуха из системы и нагнетать воду через штуцер 20 или 21. Вода через барботер 15 и 16 будет поступать в полости 17 барботажных камер и через llepфорированные отверстия 14, выполненные в полусферических направляющих 13, будет поступать в герметичные резервуары 1 и через дросселирующие отверстия 10 будет заполнять замкнутые цилиндрические тонкбстенные сосуды 7 или гофрированнь е шарообразные сосуды 35. Воздух из герметичных резервуаров 1, установленных наклонно под углом 5 — 10О, будет поступать

В коллектор 6 и далее через вентиль 31 выходить в атмосферу, При заполнении 3/4

25 насадками или пожарными стволами и от крыть вентили 18 и 19 или через Вентиль 33

55

10

35 всех резервуаров по высоте (уровень воды определяется по водомерным стеклам 32) . подача воды в установку прекращается. ЗаТ8М через штуц8р 20 или 21 подается пар длЯ нагрева воды, который через барботеры 15 и 16 будет поступать в полос и 17 барботажных камер, где, соприкасаясь с водой, будет конденсироваться и нагревать воду.

При нагреве воды в системе до 100 С образующийся пар над поверхностью воды в установке пожаротушения вытеснит остатки воздуха из герметичных резервуаров 1 в атмосферу воздуха, после чего вентиль 31 закрывается и нагрев воды паром продолжается, например, до 170 С (8 атм), При этом за счет конденсации пара обьем системы будет заполнен перегретой водой на 90—

100%. При нагр8В8 Водь ДО Оптимальной температуры (170-200 С) подачу пара прекращают и вентили 18 и 19 закрываются, установка отова к работе.

Для подачи перегретой воды к очагу пожара необходимо к штуцерам 20 и 21 подсоединить шланги высокого давления с подать перегретую воду через лафетный ствол 34, Для подачи пара в зону отогрева замерзшей пожарной арматуры подсоединяется шланг к штуцеру вентиля 31 и вентиль открываетсяя, Для уменьшения теплопотерь установка пожаротушения покрывается снаружи теплоизолиру|ощим материалом ()иг,5).

Для подогрева воды в установке ""- дежурные сутки в герметичные резервуары 23 и 24 встроены электронагревательные элементы 25 и 26 (ТЭ Ны), включение и отключение которых производится автоматически от установленных внутри емкосги датчиков контроля температуры и давления водь, или включение ТЗНОВ производится вручную и контроль осуществляется по приборам, смонтированным на установке пожаротушения (не указаны), С целью надежнОЙ и безопасной эксплуатации установки пожаротушения необходимо предусмотреть, чтобы общая площадь сечений дросселирующих отверстий 9 и 10 каждого из тонкостенных сосудов 7 или шарообразных сосудов 35 не превышала их площади сечений входных и выходных патрубков 2, 3 и 5, герметичных резервуаров ". В том случае. если произойдет разгерметизация корпуса герметичного резервуара 1, например, появится трещина или произойдет разрыв стенки, пар под давлением вырывается наружу.

В результате того, что величина площади сечений дросселирующих отверстий -9 и 10

1775120

10

20

45 в тонкостенных гофрированных сосудах 7 или в гофрированных шарообразных сосудах 35 имеет ограниченную величину и пропускает ограниченный поток парэ в полость герметичного резервуара 1, то за счет разницы их давлений гофры 8 распрямляются (раздуваются) и закрывают образовавшуюся брешь. Поэтому через разрыв стенки герметичного резервуара 1 и прижатый корпус тонкостенного сосуда 7 или 35 пароводяная смесь будет как бы дросселироваться, ограничивая выход пара наружу и предотвращая тем самым взрыв герметичного резервуара

1, С целью исключения коррозии внутренних стенок и швов корпуса емкости 1 и обескислороживания воды внутри коллектора 6 размещаются куски цинка (не указаны).

Цинк, вступая в реакцию с кислородом, поглощает его из воды, что исключает разрушение корпуса емкости 1.

Как показали исследования, проведенные в Московском институте нефтехимической и газовой промышленности, струя сухого насыщенного водяного пара электризуется, образуя потенциал от 270В до Зб кВ, и,попадая в пары углеводородов защищаемого помещения, может их воспламенить в результате разрядов статического электричества (журнал "Промышленная энергетика" М

1, 1970 г., стр. 34 — 37, "Возникновение электростатических зарядов в струе пара и газа" ).

С целью исключения взрывов смеси паров нефтепродуктов с воздухом в защищаемых помещениях в периоды пуска установки аэроэольного пожаротушения (во время проведения учений на защищаемые помещения, пробные пуски струи перегретой воды) пожарные стволы 22 следует заземлять или пуск перегретой воды в течение

1 — 2 мин производить при пониженном давлении (при мен ьшей инте нси в ности).

Тонкостенный замкнутый сосуд в установке пожаротушения выполнен в виде отдельных, последовательно размещенных вдоль оси герметичных резервуаров, представляющих собой замкнутые цилиндрические тонкостенные гофрированные сосуды, в верхней и нижней частях которых выполнены дросселирующие отверстия, при этом на смежных поверхностях сосудов выполнены фиксаторы их положения, что повышает безопасность эксплуатации установки и исключает ее взрыв во столько раз, какое имеется количество герметичных резервуаров.

Кроме того, в установке повышается удельный объем огнетушащего вещества к весу установки, сокращается количество сварных швов в герметичных сосудах. в результате чего повышается надежность установки и облегчается контроль за целостностью швов в установке.

Выполнение герметичных. резервуаров в виде цилиндрических и шарообразных гофрированных сосудов позволяет механизировать процесс изготовления сосудов на потоке, повышается безопасность и надежность эксплуатации установки при разгерметизации стенок герметичных резервуаров в аварийных ситуациях за счет эластичности работы их гофрированных стенок.

Формула изобретения

1. Установка пожаротушения, содержащая герметичные резервуары, установленные с наклоном и соединенные с барботером, каждый резервуар имеет установленный в нем гофрированный замкнутый сосуд с перфорацией на его стенках. о тл и ч а ю щ а я с я тем. что, с целью повышения безопасности эксплуатации установки, она имеет дополнительные гофрированные тонкостенные сосуды, последовательно установленные вдоль оси герметичных резервуаров, в верхней и нижней частях которых выполнены дросселирующие отверстия, причем сосуды имеют фиксаторы их положения на их смежных поверхностях.

2, Установка по п.1, отличающаяся тем, что гофрированные тонкостенные замкнутые сосуды выполнены цилиндрическими и имеют гофрированные днища.

3. Установка по п.1, от л и ч а ю ща я с я тем, что гофрированные тонкостенные замкнутые сосуды выполнены сферическими.

17753 20

Л

12

7

Т1

jz

73, 74

27

1$

18

1775120

Составитель В.демин

Редактор Н.Соколова Техред М,Моргентал

Корректор П.Гереши

Производственно-издательский комбинат "Па ", У тент, r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4005 Тираж

ВНИИПИ Государственного комит

Подписное омитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5