В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Первые установки пожаротушения на основе азота и аргона появились почти 100 лет назад. Но применялись они крайне редко, так как не выдерживали конкуренции с углекислотными (СО2) и бромхладоновыми установками пожаротушения по массогабаритным и стоимостным показателям.
В тот период требования безопасности к использованию газа достаточно было решить наличием временной задержки на эвакуацию персонала. Однако череда ложных срабатываний установок газового пожаротушения как в нашей стране, так и за рубежом заставила относиться к безопасности применения газа более серьезно.
В конце прошлого столетия выяснилось, что бромсодержащие хладоны разрушают озоновый слой атмосферы Земли. Поэтому изготовление таких хладонов запретили в 2000 г. Альтернативное решение было найдено в виде хладонов типа 125, 227еа и ряда других. Эти хладоны озонобезопасны. Кроме того, они позволяют без существенного ущерба здоровью осуществить оперативную эвакуацию из защищаемого помещения при несанкционированном срабатывании установки пожаротушения. Но эти газы негативно влияют на глобальное потепление климата Земли.
Какой же огнетушащий газ обладает достаточной безопасностью применения? Ответ очевиден – натуральный газ, который содержится в атмосфере Земли и обеспечивает безопасные условия для эвакуации при концентрации, которая образуется при несанкционированном срабатывании установки пожаротушения. Из списка безопасных натуральных газов необходимо исключить СО2. Этот газ при огнетушащей концентрации чрезвычайно опасен.
Натуральные сжатые газы азот (N2), аргон (Ar), а также смеси на их основе – инерген и аргонит – обеспечивают максимальную безопасность применения. Как отмечалось, эти газы содержатся в атмосфере Земли в значительном количестве. Поэтому у экологов не может быть никаких претензий к безопасности их применения.
Газы N2, Ar, инерген и аргонит по условиям безопасной эвакуации не знают конкурентов. Все синтезированные газы при подаче приводят к потере видимости на путях эвакуации, что может привести к панике и потере ориентации в пространстве. Многочисленные опыты подтверждают, что видимость в помещении при подаче сжатых газов не изменяется.
Но остается важный вопрос – сколько времени можно дышать без опасности для здоровья в огнетушащей атмосфере, полученной с применением сжатого газа?
Сегодня требования к безопасному применению сжатых огнетушащих газов детально изучены. Международный стандарт ISO 14520 (п. G.5.2) по результатам масштабных медицинских экспериментов и многолетнего опыта эксплуатации установил следующее время безопасного пребывания в среде, образованной с применением натуральных сжатых газов (N2, Ar, инерген и аргонит):
Таким образом, превышение безопасной концентрации над нормативной при экспозиции 30 с составляет 79% для азота, 59% для аргона, 70% для инергена и 68% для аргонита.
Указанные значения превышают известные аналогичные данные для хладона 125 (37,8%) и хладона 227еа (59,7%). Для остальных сжиженных газов сведения о безопасной концентрации при экспозиции 30 с неизвестны в связи с отсутствием подробных исследований.
Если учесть, что накопление указанной безопасной концентрации натурального сжатого газа требует нескольких десятков секунд, то становится очевидным, что персонал помещения может свободно дышать и беспрепятственно двигаться к выходу при идеальном визуальном контроле путей эвакуации. Это положение многократно проверено экспериментально.
Отдельным пунктом в стандарте ISO 14520 отмечено, что инерген обладает повышенной безопасностью применения, что объясняется наличием незначительной добавки СО2, которая в условиях гипоксической атмосферы помогает человеку более интенсивно усваивать кислород.
За рубежом требования безопасности более жесткие, чем в России. Нормативные документы обязывают зарубежного проектировщика при выборе газа учитывать безопасность персонала в случае несанкционированного срабатывания АУГП. Это объясняет широкое распространение АУГП на основе сжатых газов за границей.
Натуральные газы термостойкие, поэтому они не разлагаются с образованием токсичных продуктов.
Стоимость газов N2, Ar, инерген и аргонит на порядок ниже, чем хладонов. Газы легкодоступны, не требуют сложного химического производства для изготовления (получения).
Для хранения расчетного количества сжатого газа в первых АУГП с инертными газами требовалось значительное количество модулей газового пожаротушения, поскольку газ хранился под давлением до 14,7 МПа. Большое количество модулей предполагало значительное пространство для их размещения. Поэтому для хранения сжатых газов в АУГП начали применять модули с давлением 20 и 30 МПа (при 15–20 °С). В результате количество модулей и площадь для их размещения уменьшились в 1,5–2,2 раза. Но подача газа при столь высоком давлении требует применения трубопровода с очень высоким рабочим давлением.
Для устранения этого недостатка за рубежом стали использовать шайбы с дроссельным отверстием, установленные на выходе из модуля и в коллекторе трубопровода. В результате реализуется одно- или двухступенчатая схема понижения давления в АУГП. Следует отметить, что нормы проектирования АУГП в России не предусматривают многоступенчатое понижение давления в трубопроводе.
Гидравлический расчет такой АУГП определяет выбор отверстия в шайбе, которое обеспечит давление в трубопроводе не более 7 МПа в процессе истечения газа. При этом, чтобы исключить превышение давления в трубопроводе выше допустимого, необходимо предъявлять дополнительные требования к отсутствию в нем засорений в процессе монтажа и эксплуатации, а участки до распределительных устройств защищать дополнительным дренажным трубопроводом с предохранительными клапанами.
Сегодня эти проблемы уходят в прошлое в связи с появлением инновационного решения – замены дроссельной шайбы на регулятор давления, который специально разработан для этих целей.
Регулятор давления обеспечивает нормативное время выпуска газа из модуля вместимостью до 140 л при начальном давлении до 30 МПа. Он совместим с запорно-пусковым устройством модуля без дополнительных переходников, а также может быть демонтирован из АУГП и проверен на работоспособность, после чего возвращен в исходное положение.
Главное достоинство применения регулятора вместо дроссельной шайбы – повышение безопасности применения АУГП. Теперь постоянное давление в трубопроводе АУГП не может превысить 6,4 МПа, что позволяет использовать трубы, фитинги и распределительные устройства с рабочим давлением 6,4 МПа. Необходимость в установке предохранительных клапанов отпадает. Одновременно с этим снижается стоимость материалов и монтажных работ.
Постоянное давление подачи ГОТВ уменьшает площадь проемов для сброса избыточного давления, что облегчает их устройство и снижает стоимость установки.
Существенно упрощается гидравлический расчет и точность его выполнения, так как процесс истечения происходит при постоянном давлении. Подача расчетной массы газа при постоянном давлении за нормативное время может осуществляться через трубопровод меньшего диаметра, чем в случае переменного уменьшающегося давления газа.
Верифицированное программное обеспечение позволяет выполнять гидравлические расчеты в соответствии с ISO 14520, VdS 2380 и NFPA 2001 для азота (IG-100), аргона (IG-01), аргонита (IG-55) и инергена (IG-541).
После срабатывания системы никакие элементы не заменяются. Регулятор демонтируется с запорно-пускового устройства, модуль газового пожаротушения перезаряжается и регулятор устанавливается вновь.
Применение модуля с регулятором позволяет проектировать АУГП строго в соответствии со сводом правил СП5.13130, поскольку исключает многоступенчатую схему понижения давления, не предусмотренную в этом нормативном документе.
Таким образом, натуральные сжатые газы обеспечивают максимальную безопасность применения. При этом наиболее перспективно применение модулей, содержащих газ под давлением до 30 МПа, оборудованных специальным регулятором, который позволяет поддерживать постоянное давление в трубопроводе при подаче газа. Такое новое решение позволяет существенно повысить безопасность применения АУГП по сравнению со способом многоступенчатого понижения давления. Одновременно улучшаются технические характеристики АУГП.
ПОЖАРНАЯ АВТОМАТИКА, ООО
Опубликовано: Каталог "Пожарная безопасность"-2014
Посещений: 5167
В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
