Газовое пожаротушение

Газовое пожаротушение: механизмы и сферы применения

Тушение газовыми огнетушащими составами применяется там, где использование других типов огнетушащих веществ (ОТВ) невозможно, неэффективно или нецелесообразно ввиду требований по сохранению функциональности технологического и электронного оборудования защищаемого объекта или неприемлемости нанесения ущерба имуществу, который неизбежен при использовании других типов ОТВ.

Качественным отличием систем автоматических установок газового пожаротушения (АУГПТ) являются следующие их характеристики:

• не повреждают защищаемое имущество и инженерную инфраструктуру;
• имеют 100%-ную проникающую способность, отсутствие теневых зон;
• позволяют проводить тушение оборудования под напряжением без необходимости обесточивания;
• имеют большой срок службы;
• требуют минимального регламентного обслуживания на объекте;
• несут низкие эксплуатационные затраты.

Все эти факторы являются решающими при выборе типа системы пожаротушения на объекте.

Газовые огнетушащие вещества

Применение газовых огнетушащих веществ (ГОТВ) для пожаротушения началось в 40-х гг. XX века. Основным применяемым ГОТВ был диоксид углерода – CO2. Для своего времени это было прорывным решением, не лишенным недостатков, которые ограничили применение углекислоты в узком секторе. Упоминание диоксида углерода подводит к необходимости общей классификации газовых огнетушащих веществ по основным физико-химическим и эксплуатационным характеристикам.

Классификация ГОТВ

Применяемые для пожаротушения газы делятся по двум основным группам – сжижаемые и сжимаемые.

К сжижаемым газам относятся диоксид углерода CO2 и химические газы – хладоны и фторированный кетон. К сжимаемым газам относятся чистые инертные газы – аргон, азот и смесь этих газов с CO2 – инерген. Сжижаемые газы также делятся на две подгруппы: имеющие давление собственных паров (например, CO2 и Хладон 23) и без давления паров. Наличие давления собственных паров накладывает на эту группу дополнительные требования в части контроля массы вещества, который возможен только взвешиванием.

Механизмы тушения

Другим классификатором для ГОТВ является механизм тушения:

1. CO2 (объемное тушение) и инертные газы вытесняют кислород до порогового значения, при котором невозможно поддержание реакции горения.
2. Хладоны разрушают реакцию горения химическим ингибированием.
3. Фторкетон прекращает горение интенсивным отбором тепловой энергии от источника и, в незначительной доле, ингибированием.

Области применения газовых огнетушащих веществ

Инертные газы и CO₂

Имея неоспоримые достоинства, эти огнетушащие вещества обладают также рядом недостатков, которые в балансе совокупных характеристик перевешивают в пользу выбора других типов ГОТВ, а именно:

• ввиду высокого рабочего давления модуля от 150 до 300 бар (15–30 МПа) обязательна постановка баллонов на учет в органах Ростехнадзора и допуск к обслуживанию системы только сотрудников, имеющих специальную аттестацию;
• количество модулей, требуемых для защиты одного и того же объема, в сравнении с химическими газами, больше в четыре–пять раз;
• кратное увеличение удельной нагрузки на конструкционные элементы и перекрытия здания требует дополнительных прочностных расчетов и согласований;
• ввиду очень высокой концентрации инертных газов и CO₂, когда при пуске установки в объем помещения добавляется 40 и более процентов газа, критично применение клапанов сброса избыточного давления (КСИД). Ошибки в расчетах КСИД приводят к частичному разрушению защищаемого помещения;
• летальная концентрация CO₂ составляет 5% об., тогда как эффективная огнетушащая начинается от 34,9% об. (СП 485.1311500.2020, приложение Г, таблица Г.3, Н-гептан);
• инертные газы вызывают асфиксию при снижении концентрации кислорода ниже порогового значения, при котором невозможна реакция горения.

Инертные газы и CO₂ нашли себя в эффективной защите газоперекачивающих агрегатов (ГПА), топливных емкостей и технологического оборудования, где их эксплуатационные ограничения не влияют на эффективность. Необходимо отметить, что CO₂ демонстрирует непревзойденную эффективность в установках локального тушения, где углекислоте нет равных.

Хладоны и фторкетон

Наиболее широкое распространение получили химические газы хладоны и фторкетон, которые в основной массе лишены вышеперечисленных недостатков. Они применяются повсеместно, во всех отраслях промышленного, энергетического и нефтехимического производства, на объектах специального и общепромышленного (гражданского) назначения.

Химические газы – огнетушащие хладоны прошли через эволюционное развитие, первому поколению пришло на смену второе поколение. Хлорфторуглероды и бромфторуглероды уступили место озонобезопасным хладонам второго поколения. Однако и их время истекает, поскольку, будучи гидрофторуглеродами – парниковыми газами, хладоны второго поколения попали под экологическое регулирование на законодательном уровне и плановое сокращение производства и потребления. Ситуация на рынке газовых огнетушащих веществ претерпела значительные изменения и выглядит на сегодня следующим образом:

• уже сейчас на рынке испытывается дефицит огнетушащих хладонов, поскольку квоты выбираются оборотом газов для нужд охлаждения;
• единственным ГОТВ из химических газов, не подпадающим под ограничения, является Фторкетон ФК-5-1-12;
• текущая ситуация требует суверенизации нашей экономики и замыкания производственного цикла внутри страны или выхода на поставщиков, входящих в ограниченный перечень безрисковых;
• газовые огнетушащие вещества, за исключением CO₂, азота, аргона и инергена, не производятся в России. все химические газы импортируются из КНР.

Некоторые ключевые моменты

1. Зафиксирована неразрывная связь между параметрами оборудования и минимальной объемной огнетушащей концентрацией (МООК), получаемой при подтверждении соответствия ТР ЕАЭС 043/2017 при сертификационных или контрольных испытаниях.
2. Определение минимальной нормативной объемной огнетушащей концентрации (НООК) 4,2% об. более не является константой, что предъявляет к проектировщику повышенные требования в части выбора технического решения и марки применяемого ГОТВ.

Таким образом, выкристаллизовалось понимание, что на всем цикле применения установок АУГПТ нет незначительных или несущественных моментов, которыми можно пренебречь, начиная с проектирования и заканчивая эксплуатацией оборудования, включая два цикла переосвидетельствования баллонов и поверки средств измерения.

Газовое пожаротушение

Оглавление

• Что такое газовое пожаротушение? (АУГПТ)
• Основные преимущества АУГПТ
• Принцип действия
• Состав системы
• Виды применяемых ОТВ
• Сравнительные характеристики популярных ОТВ
• Расчет характеристик АУГПТ
• ГОТВ Novec 1230
• Что такое хладон?
• ГОТВ Хладон 125
• ГОТВ Хладон 227еа
• Модуль изотермический для жидкой двуокиси углерода (МИЖУ)
• Перейти в каталог модулей газового пожаротушения
• Данные для связи: Проект, консультации, дополнительная информация.

Что такое газовое пожаротушение?

Автоматические установки газового пожаротушения (АУГПТ) или модули газового пожаротушения (МГП) предназначены для обнаружения, локализации и тушения пожара твердых горючих материалов, горючих жидкостей и электрооборудования в производственных, складских, бытовых и других помещениях, а также для выдачи сигнала пожарной тревоги в помещение с круглосуточным пребыванием дежурного персонала. Установки газового пожаротушения способны потушить пожар в любой точке объема защищаемого помещения. Газовое пожаротушение, в отличие от водяного, аэрозольного, пенного и порошкового, не вызывает коррозии защищаемого оборудования, а последствия его применения легко устранимы путем простого проветривания. При этом, в отличие от остальных систем, установки АУГПТ не замерзают и не боятся жары. Они работают в интервале температур: от -40С до +50С.

Наибольшее применение АУГПТ нашли для защиты помещений серверных и центров обработки данных. В соответствии с нормативной документацией, все помещения серверных площадью более 24 кв.м подлежат защите установкой пожаротушения.

Системы газового пожаротушения могут использоваться для ликвидации пожаров и возгорания электрооборудования, находящегося под напряжением.

Если сработала пожарная сигнализация и начался пуск газа, следует задержать дыхание и поспешить покинуть помещение.

Основные преимущества автоматических установок газового пожаротушения

• Тушение происходит по всему объему помещения
• Не имеет срока жизни в атмосфере
• Не содержит токсических компонентов
• Термически не разлагается, не образует коррозионных и ядовитых продуктов при контакте с огнем
• Применение газа полностью безопасно для чувствительного электронного оборудования, культурных и исторических ценностей, архивов и т.д.
• Тушение пожаров происходит за 10-30 секунд
• Не вызывает статического электричества при разгрузке
• Не вызывает значительных перепадов давления, поскольку хранится и разгружается в виде сухого газа
• Системы с газом способны обеспечивать независимую защиту сразу нескольких помещений от одной батареи баллонов, с использованием селекторных клапанов (есть установки, где защищается до 40 помещений от одной батареи)
• Баллоны с газом можно устанавливать на расстоянии до 150 метров от защищаемого помещения

Принцип действия

Принцип действия установок газового пожаротушения основан на снижении концентрации кислорода за счет поступления в зону реакции негорючего газа. При этом в случае сжиженных газов, их выпуск из баллона сопровождается снижением температуры, что ведет к уменьшению температуры и в зоне реакции. Автоматические установки газового пожаротушения предназначены для создания защитной среды в определенном объеме. Тушение пожара осуществляется заполнением помещения расчетным количеством огнетушащего вещества.

На практике существует два способа газового пожаротушения: объёмный и локально-объемный, однако наибольшее распространение получил объёмный способ. Учитывая экономическую точку зрения, локально-объёмный способ является выгодным только в тех случаях, когда объём помещения больше чем в шесть раз превышает объём, занимаемый оборудованием, которое принято защищать с помощью установок пожаротушения.

Состав системы

Огнетушащие газовые составы для систем пожаротушения применяются в составе автоматической установки газового пожаротушения (АУГПТ), которая состоит из основных элементов, таких как: модули (баллоны) или емкости для хранения газового огнетушащего вещества, огнетушащий газ, заправленный в модули (баллоны) под давлением в сжатом или сжиженном состоянии, узлы управления, трубопровод, выпускные форсунки, обеспечивающие доставку и выпуск газа в защищаемое помещение, приемно-контрольный прибор, пожарные извещатели.

Проектирование систем газового пожаротушения производится в соответствии с требованиями норм пожарной безопасности для каждого конкретного объекта.

Виды применяемых ОТВ

Сжиженные газовые огнетушащие составы: Двуокись углерода, Хладон 23, Хладон 125, Хладон 218, Хладон 227еа, Хладон 318Ц

Сжатые газовые огнетушащие составы: Азот, аргон, инерген.

Пример из каталога: Малогабаритный модуль МГП Импульс-20 (25-22,5-18)

В настоящее время популярными огнетушащими газовыми веществами (ГОТВ) являются:

ЗМ Novec 1230 (ФК-5-1-12) CF3CF2C(0)CF(CF3)2

Хладон 227ea (HFC-227ea, FM-200) С3F7H

Хладон 125 (HFC-125) С2F5H

Хладон 318Ц C4F8

Сравнительные характеристики популярных ОТВ

+ безопасен для здоровья человека;

+ безопасен для окружающей среды;

+ безопасен для электронного оборудования;

+ удобен в эксплуатации;

+ компактен при транспортировке;

+ срок службы до 30 лет, не требует регенерации;

— относительно высокая цена.

+ безопасен для здоровья человека;

+ безопасен для окружающей среды;

+ имеет высокий коэффициент заправки (~1.1 кг/л);

+ имеет высокую диэлектрическую проводимость (~2.0);

+ относительно невысокая цена;

— срок службы не более 15 лет в зависимости от проекта, требует регенерации;

— невысокий запас по безопасности
(превышение над нормативной
около 25%).

+ высокий процент использования;

+ высокая термическая стабильность;

+ безопасен для окружающей среды;

— ОПАСЕН для здоровья человека, недопустимо нахождение людей в зоне пожаротушения;

— низкий коэффициент заправки (~0.9 кг/л);

— низкая диэлектрическая проводимость (~0.95);

— низкий срок эксплуатации в зависимости от проекта, требует регенерации.

+ безопасен для здоровья человека;

+ безопасен для окружающей среды;

+ высокий коэффициент заправки (~1.1 кг/л);

+ низкий процент использования;

— низкий срок эксплуатации в зависимости от проекта, требует регенерации.

— относительно высокая цена;

Расчет характеристик АУГПТ

Расчет характеристик установки осуществляется по таким данным:

• количество и объем помещений,
• наличие подвесных потолков, дополнительных стен;
• площадь постоянно открытых проемов;
• микроклимат внутри здания (температура, влажность, давление);
• количество людей в помещении, режим их работы.

Компания производит установку модулей пожаротушения, распределительных и магистральных трубопроводов и пусковых систем, далее объединяя эти составные в единую контрольную систему.
Задачей фирмы-исполнителя также является сохранение прежнего внешнего вида помещения и его функциональности.

Окончание монтажных работ заключается в оформлении двух актов – выполненных работ и приема-передачи.

ГОТВ Novec 1230

УСТАНОВКИ ГАЗОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ NOVEC 1230 ОБЕСПЕЧИВАЮТ:

• своевременное обнаружение возгорания автоматической установкой пожарной сигнализации;
• возможность задержки подачи газового огнетушащего вещества (ГОТВ) в течение времени, необходимого для эвакуации людей из защищаемого помещения;
• создание необходимой огнетушащей концентрации газового огнетушащего вещества (ГОТВ) в защищаемом объёме за время, необходимое для тушения пожара.

ОСОБЕННОСТИ ГАЗОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ NOVEC 1230

Газовое пожаротушение Novec 1230 основано на свойствах химических веществ, называемыми «фторкетоны».

Фторкетон – класс новых химических веществ, который разработала компания 3М и активно применяет их в международной практике.

Фторкетон – прежде всего синтетическое органическое вещество. Молекула вместо атомов водорода заменена на атомы фтора, которые прочно связаны внутри с углеродным скелетом. Такое изменение делает вещество очень инертным при взаимодействии с другими молекулами.

Неоднократно проводимые ведущими международными компаниями тестовые испытания показывают, что фторкетоны являются эффективным огнетушащим веществом и демонстрируют высокий уровень воздействия при пожаре и при этом имеют низкий уровень воздействия с точки зрения экологии и токсичности.

СВОЙСТВА ГАЗОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ NOVEC 1230

Используемый агент газового пожаротушения в АУГПТ — 3M Novec 1230 Fire Protection Fluid (ФК-5-1-12) — представляет собой жидкость без цвета и без запаха, которую еще называеют «сухой водой». Такая жидкость значительно тяжелее воды в 1,6 раз и самое основное её преимущество — не проводит электричество.

3M Novec 1230 Fire Protection Fluid — обладает уникальной диэлектрической проницаемостью и не наносит ущерба и вреда электрическому оборудованию и не допускает короткого замыкания при воздействии на оборуддование. Такие свойства ГОТВ Novec 1230 позволяют применять его для защиты оборудования даже под напряжением.

3M Novec 1230 Fire Protection Fluid — при использовании очень быстро переходит в газообразное состояние из жидкого, при этом поглощает всю тепловую энергию огня.

3M Novec 1230 Fire Protection Fluid — после применения очень быстро испаряется за считанные секунды и не оставлет никакого налета и конденсата после его применения.

Если сравнивать огнетушащий газ Novec 1230 с другими составами, например, хладон-125, хладон-227, углекислота, инерген и пр., то у газового огнетушащего вещества 3M Novec 1230 Fire Protection Fluid самый высокий коэффициент по безопасности(!) Газ во время применения практически не снижает в помещении содержание кислорода и не наносит вреда органам зрения и дыхания человека.

Вся продукция оборудования для газового пожаротушения Novec 1230 соответствует Российским стандартам качества и полностью удовлетворяет основным требованиям сертификации, эксплуатации установленным практически во всех странах.

Что такое хладон?

Газовое пожаротушение Хладон пользуется большой популярностью в виду относительно невысокой стоимости системы хладонового пожаротушения, а также, благодаря особенным свойстам хладона (ингибирование химической реакции горения), количество огнетушащего состава для тушения пожара минимально.

Хладоны хранятся в модулях пожаротушения в сжиженном виде под давлением азота (газа-вытеснителя). Использование хладонов в системах газового пожаротушения считается безопасным при соблюдении требований по пожарной безопасности на защищаемом объекте. Огнетушащие концентрации по хладонам на порядок меньше опасных и даже смертельных контцентраций при длительности воздействия до 4 часов. Примерно пять процентов (5%) массы хладона подвергается термическому разложению, в результате токсичность среды при газовом пожаротушении хладоном будет значительно меньше токсичности продуктов пиролиза и разложения.

Газовое пожаротушение Хладон применяется в специализированных помещениях, в которых установка другого варианта защиты от пожара чревата серьезными материальными убытками и утерей важной информации, прменение газового пожаротушения хладон эффективно и безопасно, например:

• в помещениях для хранения культурных ценностей,
• в помещениях для размещения технологического оборудования,
• в помещениях с оборудованием под напряжением,
• в помещениях элекрощитовых, дизельных, генераторных,
• в помещениях с взрывоопасной средой,
• в помещениях с компьютерным и электронным оборудованием и пр.

Газовое пожаротушение Хладон обеспечивает:

• своевременное обнаружение пожара пожарной сигнализацией, входящей в состав автоматической установки газового пожаротушения
• возможность задержки подачи газового огнетушащего вещества в течение времени, необходимого для эвакуации людей из защищаемого помещения
• создание огнетушащей концентрации газового огнетушащего вещества в защищаемом объеме или над поверхностью горящего материала за время, необходимое для тушения пожара.

ОТВ Хладон 125

Хладон 125 (HFC-125) С2F5H

Негорючий и нетоксичный хладон 125 – это бесцветный газ, который широко используется в жилых и производственных зданиях. Несмотря на экологическую безопасность и равняющийся нулю показатель озоноразрушающего потенциала, в установках газового пожаротушения с использованием хладона 125, применяют при условии отсутствия людей в помещении.

— для защиты помещений без постоянного пребывания людей;
— озонобезопасен, не разрушает озоновый слой, озоноразрушающий потенциал (ОDP) = 0 ;
— остаточная концентрация кислорода после выпуска ГОТВ составляет 18 – 19 %, что обеспечивает свободное дыхание человека;
— выпуск хладона 125 производится в течении 10 секунд;
— для обеспечения транспортировки по трубам требуется газ-вытеснитель;
— контроль давления в модуле осуществляется по манометру;
— высокий показатель отношения качество/цена;
— входит в перечень газов, рекомендованных к применению на территории РФ — по Своду правил СП 5.13130.2009 и НПБ 88-2001.

Хладон 125 (HFC-125) — физико-химические свойства

Наименование	Характеристика
Название 125, R125	125, R125, Пентафторэтан
Химическая формула	С2F5H
Применение системы	Пожаротушения
Молекулярный масса	120,022 г/моль
Точка кипения	-48,5 ºС
Критическая температура	67,7 ºС
Критическое давление	3,39 МПа
Критическая плотность	529 кг/м3
Температура плавления	-103 °C Тип HFC
Озоноразрушающий потенциал	ODP 0
Потенциал глобального потепления	HGWP 3200
Предельно допустимая концентрация в рабочей зоне	1000 м/м3
Класс опасности	4
Одобрено и признано	EPA, NFPA

ОТВ Хладон 227еа

Хладон-227еа является одним из наиболее применяемых агентов в мировой индустрии газового пожаротушения, также известен под маркой FM200. Используется для тушения пожаров в присутствии людей. Экологически чистый продукт, не имеет ограничений к долгосрочному применению. Обладает более эффективными показателями тушения и более высокой себестоимостью промышленного производства.

При нормальных условиях имеет меньшую (в сравнении с Хладоном 125) температуру кипения и давление насыщенных паров, что повышает безопасность в использовании и расходы на транспортировку.

Газовое пожаротушение Хладон является эффективным средством для тушения пожара в помещениях, т.к. газ проникает моментально в самые труднодоступные места и заполняет весь объем помещения. Последствия приведения в действие установки газового пожаротушения Хладон легко ликвидируются после дымоудаления и проветривания.

Безопасноть людей при газовом пожаротушении Хладон определяется согласно требованиям нормативных документов НПБ 88, ГОСТ Р 50969, ГОСТ 12.3.046 и обеспечивается предварительной эвакуацией людей до подачи огнетушащего газа по сигналам оповещателей в течение предназначенной для этого временной задержки. Минимальная продолжительность временной задержки на эвакуацию определена НПБ 88 и составляет 10 с.

Модуль изотермический для жидкой двуокиси углерода (МИЖУ)

МИЖУ состоит из резервуара горизонтального для хранения СО2, запорно-пускового устройства, приборов контроля количества и давления СО2, холодильных агрегатов и щита управления. Предназначены модули для защиты помещений объемом до 15тыс.м3. Максимальная вместимость МИЖУ — 25т СО2. В модуле хранится, как правило, рабочий и резервный запас СО2.

Дополнительным преимуществом МИЖУ является возможность его установки вне здания (под навесом), что позволяет существенно экономить производственные площади. В отапливаемом помещении или теплом блок-боксе устанавливаются только устройства управления МИЖУ и распределительные устройства УГП (при наличии).

МГП с вместимостью баллонов до 100 л в зависимости от типа горючей нагрузки и заправленного ГОТВ позволяют защитить помещение объемом не более 160 м3. Для защиты помещений большего объема требуется установка 2-х и более модулей.
Технико-экономическое сравнение показало, что для защиты помещений объемом более 1500 м3 в УГП целесообразнее применять модули изотермические для жидкой двуокиси углерода (МИЖУ).

МИЖУ предназначен для противопожарной защиты помещений и технологического оборудования в составе установок газового пожаротушения двуокисью углерода и обеспечивает:

• подачу жидкой двуокиси углерода (ЖУ) из резервуара МИЖУ через запорно-пусковое устройство (ЗПУ), заправку, дозаправку и слив (ЖУ);
• длительное бездренажное хранение (ЖУ) в резервуаре при периодически работающих холодильных агрегатах (ХА) или электронагревателях;
• контроль давления и массы ЖУ при заправке и эксплуатации;
• возможность проверки и настройки предохранительных клапанов без сброса давления из резервуара.

Обратная свзяь

Фирма ООО «Пожарная безопасность» предлагает своим клиентам полное сопровождение в области газового пожаротушения: начиная от проектирования и подбора оборудования до монтажа и пуско-наладочных работ. Для получения дополнительной информации по АУГПТ, МГП, проектированию — обращайтесь к нашим специалистам по электронной почте info@pb-russia.ru; по бесплатному номеру 8 (800) 500-77-55 ; или заказав обратный звонок Заказать звонок

Источник https://www.secuteck.ru/articles/gazovoe-pozharotushenie-mekhanizmy-i-sfery-primeneniya

Источник https://pb-russia.ru/doc/pb_info/Gas_fire_fighting/