Отечественные установки газового пожаротушения

УДК 614.84

ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ УСТАНОВКИ ГАЗОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Е. Г. Крашенинников, В. А. Дьяков

ЗАО "ГРАСИС"

Рассмотрены типы установок газового пожаротушения российского производства. Обсуждены преимущества газовых установок по сравнению с другими методами пожаротушения. Особое внимание уделено установкам с использованием азота в качестве инертного разбавителя. Описан метод газоразделения с помощью полимерных мембран. Приведена схема установки по получению азота различной степени чистоты для установок газового пожаротушения. Даны технические характеристики стандартных установок.

На современном уровне развития промышленности и добычи природных ресурсов чрезвычайно актуальными становятся вопросы обеспечения пожаро- и взрывобезопасности, включающие необходимый комплекс мер по предотвращения пожара, а в случае возникновения возгорания — его ликвидации и максимально быстрого устранения его последствий. Одним из условий успешного решения этой проблемы является применение эффективных средств пожаротушения. До настоящего времени наиболее распространенными являются пенные, порошковые и водяные средства пожаротушения. Многие из этих средств известны уже давно и успешно применяется для тушения пожаров. Однако они имеют ряд существенных недостатков, таких как электропроводность, химическая активность и др., но один из главных среди них — причинение ущерба помещению, а также находящимся в нем оборудованию и материальным ценностям. Кроме того, традиционные огнетушащие средства не способны предотвращать возгорание и применяются для борьбы с уже появившимся очагом пожара. Их использование крайне неэффективно при пожарах на нефтехранилищах, воспламенениях газового конденсата и нефтепродуктов.

По этой причине возникла необходимость в создании и разработке принципиально новых средств пожаротушения, не только лишенных недостатков традиционно используемых средств, но и способных предотвращать само возгорание. Самым перспективным направлением стало применение газовых огнетушащих веществ (ГОТВ).

По механизму тушения ГОТВ подразделяются на две квалификационные группировки:

• инертные разбавители (ИР), снижающие содержание кислорода в зоне горения и образующие в ней инертную среду (двуокись углерода, азот, гелий и аргон);

• ингибиторы горения (ИГ), тормозящие процесс горения (галоидоуглеводороды и их смеси с

инертными газами — хладоны 12 В1, 13 В1 и 114 В2).

В зависимости от агрегатного состояния в условиях хранения ГОТВ также подразделяются на две классификационные группировки: газообразные и жидкие (жидкости и/или сжиженные газы и растворы газов в жидкостях).

Стоимость ИР оказалась на порядок ниже, чем ИГ, а их использование удобнее и безопаснее. Эти вещества нетоксичны, их хранение и транспортировка не требует специальных температурных условий, срок их хранения не ограничен. ИР подразделяются на искусственные, основным недостатком которых остается нестабильность молекул с образованием при высоких температурах токсичных коррозионно-активных продуктов пиролиза, и естественные, наиболее недорогим и эффективным из которых был и остается азот.

Тушение и предотвращение пожаров с азотом в качестве ИР имеют ряд преимуществ по сравнению с использованием других ГОТВ, основными из которых являются невысокая стоимость азота, его химическая нейтральность, токсическая безопасность. Тушение очага возгорания при помощи азота не наносит ущерба помещению, находящемуся в нем оборудованию и материальным ценностям. Газообразный азот не электропроводен, следовательно, может использоваться для тушения высоковольтного оборудования, находящегося под напряжением. Кроме того, азот не переходит в жидкую фазу во всем диапазоне давлений и температур эксплуатации станций пожаротушения, это свойство азота позволяет при возникновении пожара подавать его под высоким давлением, вытесняя взрывоопасные газы из закрытых помещений. Таким образом, борьба с возгоранием и его предотвращение с использованием азота являются практически идеальным методом пожаротушения.

Однако использование данного метода на протяжении долгого времени сдерживалось рядом не-

удобств, связанных с получением газообразного азота, его транспортировкой и хранением. Ранее практически единственным методом получения азота был криогенный, позволяющий получать жидкую фракцию вещества с последующей газификацией, заполнением газообразным азотом баллонов под давлением 150 атм и транспортировкой баллонов до потребителя. Этот метод был и остается самым дорогостоящим, кроме того, криогенные системы очень громоздки, сложны в использовании, требуют постоянного обслуживания и специальных помещений.

Появившийся немного позднее альтернативный метод получения газообразной фракции азота на базе короткоцикловой адсорбции (КЦА) также не позволил существенно удешевить себестоимость получаемого газа. Основным недостатком КЦА систем оставалась их невысокая надежность и значительные габариты, а значит невозможность их размещения на удаленных объектах и небольших производствах, в то время как задачи тушения пожаров и предотвращения возгораний на нефтехимических производствах и удаленных объектах добычи нефти требовали создания передвижных установок пожаротушения, позволяющих не только осуществлять быстрое развертывание системы на участке и ее автономное использование, но и возможность эксплуатации азотной станции в самых жестких климатических условиях.

Прикладные задачи стимулировали поиск новых способов получения инертной газообразной среды, в частности азота, и на рубеже 80-х годов таковой был найден. Им стал метод газоразделения с помощью полимерных мембран (рисунок). Принципиально схема метода заключается в следующем: нагнетаемый компрессором воздух поступает

в газоразделительный блок, где происходит отделение азота. Газоразделительный блок состоит из мембранных картриджей, каждый из которых представляет собой полимерную мембрану в металлическом корпусе. Мембраной служит полое синтетическое волокно, особым образом наматываемое на катушку. Благодаря свойствам волокна газы, входящие в состав воздуха, проникают сквозь мембрану с разной скоростью. Так, например, кислород проникает в несколько раз быстрее азота, водород, углекислый газ — в десятки раз быстрее. Вследствие этого происходит разделение подаваемого воздуха на 2 потока: остаточный поток (осушенный азот) и проникший поток (воздух, обогащенный кислородом ). Потери давления в остаточном потоке (азоте) практически не происходит, составляя не более 1 атм. Проникший поток (воздух, обогащенный кислородом) под небольшим избыточным давлением выводится в атмосферу. Остаточный поток (азот) поступает потребителям.

Основными достоинствами метода стали высочайшая надежность, малые габариты, отсутствие эксплуатационных затрат. Все это позволило существенно снизить себестоимость получаемого азота, а установки стало возможным размещать в рамках небольших производств, не отводя для них отдельного помещения.

Но едва ли не главным достоинством нового метода стала возможность создания мобильных, полностью автономных систем без потери надежности установки и с сохранением низкой себестоимости получаемого газа. Мембраны показали высочайшую устойчивость к перепадам температур, тряскам, вибрациям, способность работать в широком диапазоне давлений, системы пожаротушения на основе нового метода не требовали использования

Кислород

Автоматика поддержания постоянного давления азота

Схема мембранной газоразделительной установки для получения газообразного азота

ТАБЛИЦА 1. Модельный ряд стандартных установок га-

зового пожаротушения ЗАО "ГРАСИС"

Модель Производитель- Объем, м3 ность газоразделительного ресивера защищаемого блока, нм3/час помещения

АУП-37-97-192 37 10 120

АУП-37-97-192 37 16 192

АУП-37-97-240 37 20 240

АУП-37-97-300 37 25 300

АУП-37-95-380 37 32 380

АУП-37-95-750 37 63 750

АУП-37-95-840 37 70 840

АУП-37-95-960 37 80 960

АУП-70-97-240 70 20 240

АУП-70-97-300 70 25 300

АУП-70-97-380 70 32 380

АУП-70-97-750 70 63 750

АУП-70-97-840 70 70 840

АУП-70-97-960 70 80 960

АУП-70-97-1200 70 100 1200

АУП-70-97-2400 70 200 2400

АУП-140-95-380 140 32 380

АУП-140-95-750 140 63 750

АУП-140-95-840 140 70 840

АУП-140-95-960 140 80 960

АУП-140-95-1200 140 100 1200

АУП-140-95-2400 140 200 2400

АУП-140-95-2400 140 300 3600

Установки для использования в крупных помещениях (параметры указаны при давлении 13 атм) АУП-440-95-2400 440 200 2400

АУП-440-95-4800 440 400 4800

АУП-440-95-6000 440 500 6000

АУП-440-95-8400 440 700 8400

АУП-440-95-9600 440 800 9600

АУП-440-95-12000 440 1000 12000

энергоносителей, за исключением электроэнергии, вырабатываемой дизельным двигателем, установки не нуждались в подводе водяного охлаждения и могли эксплуатироваться в широком диапазоне температур в любых климатических поясах.

В нашей стране эксплуатация подобных систем началась сравнительно недавно. Такая задержка была обусловлена прежде всего высокой стоимостью зарубежных мембранных установок и отсутствием отечественного производителя, способного предложить на рынке конкурентоспособные систе-

ТАБЛИЦА 2. Модельный ряд установок ЗАО "ГРАСИС" для производства газообразного азота

Чистота, %

Модель 99,5 99,0 98,0 97,0 95,0 90,0

Производительность, нм3/ч

МА 3/2 22,2 31,4 46,2 59,6 87,4 183,0

МА 3/4 44,4 62,8 92,4 119,2 174,8 366,0

МА 3/6 66,6 94,2 138,6 178,8 262,2 549,0

МА 3/8 88,8 125,6 184,8 238,4 349,6 732,0

МА 3/10 111,0 157,0 231,0 298,0 437,0 915,0

МА 3/12 133,2 188,4 277,2 357,6 524,4 098,0

мы по более низкой цене и с обеспечением недорогого сервиса. Однако в настоящее время положение существенно изменилось в лучшую сторону.

Сегодня на рынке систем газоразделения России и стран СНГ лидирующие позиции заняла компания ЗАО "ГРАСИС", разработавшая и создавшая мембранные установки для получения газообразного азота на базе самых современных технологий. Установки ЗАО "ГРАСИС" оказались значительно дешевле импортных аналогов, и, что особенно важно, не только не уступают им по надежности и качеству, но и по ряду параметров их превосходят, в частности себестоимость получаемого азота оказалась в несколько раз ниже, чем при использовании других газоразделительных систем. Установки ЗАО "ГРАСИС" отвечают требованиям высокой надежности, устойчивости к вибрации, тряске, ударам. Установки не требуют обслуживания в процессе эксплуатации, позволяют осуществлять быстрый запуск и остановку системы, регулировать давление газа и его чистоту, обладают малыми габаритами и весом. Получаемый с их помощью азот полностью удовлетворяет российским и зарубежным нормативам и нормам применения.

Секретом создания столь удачных систем является соединение опыта западных компаний с научно-техническим потенциалом российских предприятий оборонного комплекса. Интеллектуальный потенциал компании обеспечивается ведущими специалистами Российского научного центра "Курчатовский институт", а высочайшее качество воплощения их разработок в жизнь — предприятиями оборонного комплекса. С появлением отечественных мембранных газоразделительных установок метод пожаротушения с помощью ГОТВ начал быстро развиваться. Мембранные установки ЗАО "ГРАСИС" были внедрены на многих крупных предприятиях России и стран СНГ, что позволило специалистам компании накопить большой опыт.

На сегодняшний день ЗАО "ГРАСИС" предлагает широкий спектр установок, позволяющих обес-

печивать безопасность самых разных типов объектов. Хранящийся в емкостях под давлением газообразный азот по сигналу пожарной сигнализации выбрасывается в объем, что обеспечивает ликвидацию очага возгорания всего за несколько секунд.

В табл. 1 представлен краткий модельный ряд установок газового пожаротушения, производимых ЗАО "ГРАСИС".

Для ознакомления с генераторами азота, являющимися основным узлом установок пожаротушения, мы приводим технические характеристики некоторых генераторов (табл. 2).

В настоящее время ЗАО "ГРАСИС" предлагает как стационарные мембранные системы для полу-

чения газообразного азота, размещаемые на самых разных производствах — от нефтехимических до пищевых, так и передвижные азотные станции, эксплуатирующиеся в жестких климатических условиях и обеспечивающие пожаробезопасность наса-мых отдаленных объектах добычи и переработки нефти и газа.

Надеемся, что появление на рынке систем обеспечения безопасности отечественного производителя, способного предложить надежные и эффективные установки, поможет внедрению новых технологий на отечественном рынке и будет способствовать повышению надежности промышленного комплекса в целом.

Поступила в редакцию 15.10.04.