Способ тушения пожаров

(51) 62 3/00 (2006.01) 62 2/00 (2006.01) 62 1/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задачей изобретения является повышение эффективности тушения за счет расширения в одном составе различных механизмов тушения. Для этого в способе тушения пожаров, включающем приготовление огнетушащего состава,его транспортирование к месту пожара и подачу в зону горения, огнетушащий состав приготавливают в виде водной суспензии природных карбонатных соединений с концентрацией твердое/жидкое, т.е. Т/Ж 1/11/10 с дисперсностью твердой фазы,соответствующей остатку на сите 02 не более 15. В качестве твердой фазы тушащего состава можно использовать мел, мергель, доломит,магнезит, известняк, известковый трепел или сырьевой шлам цементного производства, что делает этот состав дешевым, а тушение эффективным.(72) Унасбеков Берикбай АкибаевичСиваченко Леонид АлександровичСиваченко Татьяна Леонидовна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Способ тушения пожаров относится к области пожаротушения и может быть использован для тушения различных видов пожаров с высокой эффективностью их подавления. Изобретение относится к области пожаротушения и может быть использовано для тушения объектов промышленного и бытового назначения,сельхозпостроек,ликвидации торфяных, лесных и степных пожаров, подавления горения на складах нефтепродуктов, в транспортных системах, в шахтах и т. д. Известен способ тушения пожаров нефти и нефтепродуктов с использованием в качестве основного средства тушения воздушномеханической пены кратностью 80-150 с нормативной интенсивностью подачи раствора пенообразователя (6 пенообразователя и 94 воды) 0,05- 0,08 л/с на 1 м 2 зеркала испарения Кумстач И.Ф., Девлишев П.П., Евтюшкин Н.М. Пожарная тактика, М Стройиздат, 1984. с.590. К недостаткам этого способа тушения следует отнести сравнительно невысокую интенсивность подавления процесса горения, т. к. пенный состав при повышенных температурах имеет низкую стойкость по времени и распадается. В этих условиях в принципе действуют основные закономерности прекращения горения, в частности,изоляция зеркала горячей жидкости, разбавления и отвода определенного количества тепла, но в реальных условиях совокупность их не позволяет эффективно решать главную задачу - изоляцию зеркала поверхности горящей жидкости. Известен также способ тушения пожаров огнетушащими порошковыми составами,заключающийся в подаче смеси мелкодисперсных компонентов, обладающих огнетушащими и эксплуатационными свойствами (подвижностью,неслеживаемостью и др.) сжатым воздухом и образованием плотной корки на поверхности горения Кумстач И.Ф., Девлишев П.П., Евтюшкин Н.М. Пожарная тактика, М Стройиздат, 1984. с.590. Обладая рядом преимуществ,например,способностью тушить электроустановки и работать при низких температурах, они отличаются значительными недостатками. К ним следует отнести высокую стоимость,низкую производительность подачи порошка при сравнительно небольшой дальности подачи и невозможность заполнения пустот и пор. При применении порошков следует работать в специальной одежде, не допускается их попадание в органы дыхания и глаза. Все перечисленные недостатки применения порошков объясняются основным их свойством это смесь ультрадисперсных частиц, получение,хранение и применение которой связано с особенностями этих материалов - высоким коэффициентом трения между частицами и их слоями, а, следовательно высокой стоимостью. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ тушения пожаров посредствам воды, подаваемой в зоны горения насосами Абдурагимов И.М., Говоров В.Ю.,Макаров В.Е. Физико - химические основы развития и тушения пожаров. М. Высшая инженерная 2 пожарно - техническая школа МВД СССР, 1980,с.255. Тушение пожаров водой по механизму прекращения горения относится преимущественно к категории охлаждающих средств. Это ее свойство и предопределяет целый ряд недостатков. Так вода,испаряясь из зоны горения, не оставляет после себя изолирующего слоя, который она смогла бы образовать за счет транспортирования определенного твердого материала. Действие воды,даже со смачивателем, имеет сравнительно короткий промежуток времени, что на целом ряде пожаров требует необходимости многократной проработки одной и той же зоны горения. По этим причинам пожарные расчеты при тушении пожаров с высокой теплопроводностью горения вынуждены использовать повышенное количество воды и,следовательно, растягивать весь процесс тушения исходя из объективных возможностей этого способа. Урбанизация, территорий, расширение объемов промышленного производства, увеличение сети инженерных и других коммуникаций, возросшие размеры экологических изменений природных ландшафтов вызывают не только увеличение числа и размером пожаров, но и их разнообразие и специфику. В связи с чем возрастает потребность в поиске новых средств пожаротушения, расширение возможности традиционного материаловедения в этой области, совершенствование техники и технологии применения огнетушащих составов,снижение экологических воздействий на окружающую среду и, что самое главное,обеспечить меньше число жертв от пожаров и большую сохранность материальных средств. Задачей изобретения является повышение эффективности тушения пожаров за счет расширения сочетания в одном составе пожаротушения различных способов тушения,введение в их составы новых природных дешевых веществ, обеспечивающих новые механизмы борьбы с горением и снижающих время работы боевых расчетов. Поставленная задача достигается тем, что в способе тушения пожаров,включающем приготовление огнетушащего состава,его транспортировку к месту пожара и подачу в зону горения, согласно изобретению, огнетушащий состав приготавливают в виде водной суспензии природных карбонатных соединений с концентрацией твердое/жидкое, т.е. Т/Ж 1/11/10 с дисперсностью твердой фазы, соответствующей остатку на сите 02 не более 15. В вариантах реализации способа предусмотрено, что в качестве твердой фазы используют мел, мергель, доломит,известняк, магнезит, известняковый трепел, мрамор,известняковый туф или сырьевой шлам цементного производства. В подтверждение обоснованности приведенных характеристик способа проведем их аргументацию. Основу его составляет применение в качестве огнетушащего состава водной суспензии природных карбонатных минералов. Уникальность этих материалов состоит в сочетании целого ряда качеств, обеспечивающих эффективное подавление реакции горения. К числу основных из них следует отнести большую тепловую стойкость, низкую теплопроводность и высокую дисперсность. К этому следует добавить, что эти материалы обладает хорошей сорбционной способностью,малоабразивны и не ухудшают экологии при их применении. Приготовление тушащего состава в виде концентрированной суспензии обеспечивает благоприятные условия для измельчения твердой составляющей, упрощает технологию подачи с заданной производительностью. При этом в зоне действия огня действуют в той или иной степени все четыре механизма его подавления снижение температуры, изоляция реакции, разбавление и химическое торможение. В последнем случае при воздействии температуры (прокаливания) из карбонатных соединений выделяется углекислый газ. Параметры способа,характеризующие концентрацию суспензии и дисперсный состав твердой фазы, определены исходя из условий обеспечения хорошей транспортировки ее по трубам или распыления,например,воздушным транспортом и вскрытия новой поверхности при измельчении,что нужно для получения необходимой реакционной активности, желательно максимальной, с цепью подавления огня. Отличительные признаки,введенные в ограничительную часть формулы изобретения являются новыми и не имеются ни у аналогов, ни у прототипа Они обеспечивают итоговый результат подавление реакции на длительный период времени или полностью. Частицы карбонатной суспензии обволакивают поверхность горения слоем определенной толщины, цементируются, выделяя углекислый газ, изолируя реакцию горения. Вода,входящая в состав суспензии, интенсивно испаряется, отбирая часть тепла. Используя данный способ можно тушить целый ряд пожаров различной сложности и категорий. Например, жилых и общественных зданий,нефтехранилищ,складов твердых горючих материалов и отходов, лесных, торфяных и многих других. Исключение составляет тушение электроустановок, находящихся под напряжением,тушение щелочных и щелочно - земельных материалов, а также веществ, реагирующих с водой. Приготовление суспензии карбонатных соединений можно выполнять любым известным способом. Для этого добытый в карьере экскаваторным способом минерал доставляется на склад подразделения МЧС, где на измельчительном оборудовании с добавлением необходимого количества воды приготавливается суспензия. В зависимости от конкретных условий приготовление суспензий может быть централизованным или индивидуальным. Далее этот материал доставляют к месту пожара и подают в зону горения. Последняя операция может осуществляться различными методами, например, насосами сплошной струей с напором у ствола 10-60 метров, тоже самое, но через распылительное устройства,распылением с воздушного транспорта, ручным распылением и другими. Наиболее целесообразно использовать в качестве тушащей суспензии сырьевой шлам цементного производства, который является не только самым эффективным средством пожаротушения, но не требует создания оборудования для его приготовления и производится на цементных заводах. Пример реализации способа Вид пожара - горение склада пиломатериалов. Характеристика состава огнетушения - сырьевой шлам цементного производства Карагандинского цементного завода плотностью 1300 кг/м 3 влажностью 60. Транспортирование огнетушащего состава Огнетушащий состав транспортируются месту пожара автобетоносмесителями и в зону горения подается по гибким рукавам от центробежного насоса с давлением 0,3 - 0,6 мПа. Подача огнетушащего состава в зону горения. Состав подается на поверхность горения через сопло. При этом сопловщик направляет струю минеральной суспензии таким образом, чтобы первоначально пролить тонким слоем 1-2 см внешнюю поверхность горения. По повелению суспензии, т.е. по ее способности проникать внутрь массива, можно видеть как она будет проникать внутрь горящего массива. Проливку следует несколько раз до полного прекращения горения. Приведем так же оценку использования суспензии доломита для тушения пожара. Исходя из уравнения реакции СаС 3 и МС 3 составляющих основу доломита на основании молярных масс веществ получаем 100 г 56 г 44 г СаС 3 СаОС 2 84 г 40 г 44 г МС 3 МОС 2 Каждые 44 г. С 2 при 0 С занимают объем 22,4 л. Температура плавления СаО (известь) и МО(магнезия) составляют, по различным источникам,соответственно 2850-3000 С и 2650-3000 С, что характеризует их как очень сильные огнеупоры. Если принять суспензию доломита с соотношением В/Т 0,40 и плотностью 1,5 т/м 3, то в 1 м 3 она будет содержать около 1 т твердого вещества. При среднем балансовом содержании твердой части породы его активная часть при прокаливании составит 950 кг или соответственно 550 кг Са СО 2 и 400 кг МС 3. При прокаливании Са СО 3 из него выделится 242 кг С 2, а при прокаливании МС 3 будет выделено примерно 210 кг С 2. В итоге оставшаяся масса огнезащитного продукта будет равна СаОМО 308190498 кг Общая масса улетучиваемого С 2 определится суммированием 242 и 210 кг 452 кг. В пересчет на объем углекислого газа получим величину равную 101,248 м 3 или примерно 100 м 3. 3 Углекислотный газ является очень важным нейтрализатором атмосферы горения - это очень сильный разбавитель. По закону Гей - Люсака при нагреве на каждые 273 С объем газа удваивается т.е. при 273-200 м 3, 546-300 м 3, 819400 м 3. Эффективность защиты поверхности горения можно пояснить на примере укрываемой сцементированным огнеупором зоны горения. Если предположить, что плотность твердого вещества составляет 1 г/см 3, а нанесенный слой по толщине равен 1 см, то 1 м 3 суспензии способен защитить 49,8 м 2 поверхности горения. К этому следует добавить, что вода обладает наибольшей теплоемкостью и при испарении 1 л воды вместе с паром отбирается 4,5 мДж тепла,что в пересчете на 500 литров воды, содержащейся в 1 м 3 суспензии эта величина будет равна 2250 мДж. В расчете не учтено наличие в суспензии еще 50 кг других минералов (23, 23, О и др.) которые также улучшают тушение. Разработанный способ тушения пожаров имеет многопрофильное применение. Главная его отличительная особенность заключается в обеспечении интенсивной изоляции зоны горения,способности эффективно образовывать устойчивую плнку на тврдой поверхности горения,возможности проникновения в пустоты и полости, а также наличию механизма термического выделения углекислого газа,активирующего процесс подавления реакции горения. Особо следует отметить тушение объектов различного назначения с постоянным нахождением в них людей. Например, тушение жилых деревянных раза быстрее при том же массовом расходе тушащего состава. Способ тушения минеральной суспензией хорошо липнущей на тврдые поверхности,делает возможность выполнять в зоне огня проходы для быстрого вывода пострадавших или продвижения пожарных с повышенным уровнем безопасности. В зоне его применения существенно снижается температура и концентрация опасных газовых образований. Предполагается, что предложенный способ будет наиболее эффективен при подавлении пожаров наибольшей опасности - нефтехранилищ, складов ГСМ, в аэропортах, на военных объектах, в химической промышленности и т.д. Для широкого использования тушения пожаров суспензией карбонатных соединений потребуется решить, прежде всего, организационные вопросы. Основной из них - помол исходного сырья в воде. Вторым важным моментом является учет некоторых особенностей хранения и неизбежное ужесточение условий работы насосов, что следует учитывать. Остальные элементы технологии без особых проблем решаются известными техническими примами. Особо следует отметить дешевизну и доступность предлагаемого состава для тушения и взаимности его практической реализации в составе нового способа тушения пожаров. В зависимости от территориального расположения можно использовать различные сырьевые источники карбонатных соединений, в том числе и на основе отходов, например, продуктов пиления туфа или мрамора или низкосортных горных пород минералов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ тушения пожаров, включающий приготовление огнетушащего состава,его транспортирование к месту пожара и подачу в зону горения, отличающийся тем, что огнетушащий состав приготавливают в виде водной суспензии природных карбонатных соединений с концентрацией твердое/жидкое, т.е. Т/Ж 1/11/10 с дисперсностью твердой фазы, соответствующей остатку на сите 02 не более 15. 2. Способ тушения пожаров по п.1 отличающийся тем, что в качестве карбонатных соединений используют мел. 3. Способ тушения пожаров по п.1 отличающийся тем, что в качестве карбонатных соединений используют мергель. 4. Способ тушения пожаров по п.1 отличающийся тем, что в качестве карбонатных соединений используют доломит. 5. Способ тушения пожаров по п.1 отличающийся тем, что в качестве карбонатных соединений используют магнезит. 6. Способ тушения пожаров по п.1 отличающийся тем, что в качестве карбонатных соединений используют известняк. 7. Способ тушения пожаров по п.1 отличающийся тем, что в качестве карбонатных соединений используют известняковый трепел. 8. Способ тушения пожаров по п.1 отличающийся тем, что в качестве карбонатных соединений используют мрамор. 9. Способ тушения пожаров по п.1 отличающийся тем, что в качестве карбонатных соединений используют известняковый туф. 10. Способ тушения пожаров по п.1 отличающийся тем, что в качестве огнетушащего состава используют сырьевой шлам цементного производства.