Система противопожарной защиты объекта
FIRE PROTECTION SYSTEM OF FACILITY

Изобретение относится к стационарным системам пожаротушения. Может быть использовано в системах противопожарной защиты объектов, эксплуатируемых в северных климатических условиях. Технический результат - исключение замерзания воды в трубах пожарной магистрали.
Известны системы противопожарной защиты, включающие подземные пожарные гидранты, устанавливаемые в пожарных колодцах на заполненные водой под давлением трубы водопровода. Запас воды для тушения пожара в такой системе противопожарной защиты практически не ограничен, она не мешает движению транспорта. Через гидранты возможен отбор воды на бытовые и хозяйственные нужды. Их недостатками является необходимость прокладывать трубопроводы под землей ниже глубины промерзания грунта и производить землеройные работы при ремонте трубопроводов, а также необходимость после использования пожарного гидранта откачивать воду из пожарного колодца, в который слилась вода из колонки пожарного гидранта. При тушении пожара сложно быстро отыскать занесенный снегом или грязью пожарный колодец. Кроме того, при низких температурах воздуха возможно замерзание нижней части колонки подземного пожарного гидранта, для оттаивания которой при пожаре требуется недопустимо большое время. Такой системой невозможно обеспечить противопожарную защиту объектов, расположенных на вечномерзлых грунтах, где невозможно прокладывать сети под землей.
Недостатки, связанные с промерзанием подземных пожарных гидрантов, устранены в более современном подземном пожарном гидранте (см, Патент РФ №2472551 «Входная часть пожарного гидранта», МПК: А62С 35/00). Однако остальные недостатки, присущие гидрантам, устанавливаемым на трубопроводах под землей, данное решение не устраняет.
Недостатки, связанные с ремонтом подземных трубопроводов, частично устранены в системе противопожарной защиты, которая состоит из емкости для воды с электронасосом, устанавливаемой ниже уровня земли, водосборных желобов, расположенных между объектом защиты и возможным очагом пожара [см. Патент РФ №2448749 «Система противопожарной защиты», МПК: А62С 37/00]. Недостатком такого решения является невозможность тушить пожары внутри помещения, а также сложность поддержать воду в жидкой фазе в емкости для воды в холодное время года в районах Крайнего Севера.
Недостатки противопожарной защиты объектов, в районах Крайнего Севера и приравненных к ним регионах частично могут быть устранены в случае применения для ликвидации очага возгорания нестационарной противопожарной защиты на основе применения незамерзающей автоцистерны [см. Патент РФ №2566310 «Пожарная автоцистерна», МПК: А62С 3/07 (2006.01)]. Однако в указанных районах в зимнее время трудно найти воду в жидкой фазе для восполнения израсходованного запаса воды в автоцистерне. Кроме того, при возгорании внутри помещения невозможно в начале возгорания, зафиксированном датчиками пожарной сигнализации, подавать воду на денчерную систему пожаротушения или к сработавшим сплинклерам (если объект оснащен сплинклерной системой пожаротушения)
Недостатки, присущие системам противопожарной защиты с подземными трубопроводами, частично устранены в системе противопожарной защиты, включающей стационарные сухотрубные системы и систему наземных обогреваемых сетей пенотушения и наземные пожарные гидранты в обогреваемых укрытиях. Достоинством таких технических решений является простота обслуживания (ремонтные работы могут вестись без землеройных работ) и постоянная готовность к использованию для непосредственного тушения очага возгорания, а также для отбора воды для автомобильных пожарных цистерн и автомобильных установок пенного пожаротушения (см. «Пожарная безопасность нефтегазовых прормыслов заполярного газонефтеконденсатного месторождения», http://avtoritet.net/library/p). Однако такой системой противопожарной защиты рационально оснащать в северных климатических условиях мощные энергоемкие постоянно действующие производственные объекты, имеющие штатное подразделение противопожарной защиты с соответствующей техникой, а также избыток энергии, требуемой для обогрева указанных сетей пенотушения и укрытий. Применительно к объектам военного назначения на Крайнем Севере, обслуживаемым малочисленным личным составом и без штатного пожарного подразделения, данное решение не может быть реализовано.
Недостатки, связанные с замерзанием воды в пожарной магистрали, частично устранены в системе газового пожаротушения, включающей резервуары с инертным газом, соединенные трубопроводом с устройствами автоматической подачи инертного газа в помещение при возникновении в нем очага пожара [В.В. Теребнев и др.: «Промышленные здания и сооружения». Учебное пособие. «Противопожарная защита и тушение пожаров». М., Изд-во «Пожарная наука», стр. 294].
Однако недостатками данного решения является его малая эффективность в случае негерметичности помещения и опасность для находящихся в помещении людей в случае несанкционированного срабатывания устройства или утечки газа.
Наиболее близким техническим решением, частично устраняющим недостатки решений-аналогов, связанные с замерзанием воды в пожарной магистрали, можно считать противопожарное устройство [см. Патент РФ №2218957 «Установка защиты от огня размещенного в контейнере груза», МПК: А62С 3/07] - прототип.
В решении-прототипе в случае пожара заполняется свободное пространство в контейнере с грузом охлаждающей жидкостью, температура кипения которой ниже температуры воспламенения груза. В этих условиях при нахождении контейнера с грузом в очаге пожара груз не будет подвержен воздействию высоких температур в течение времени, пока не выкипит охлаждающая жидкость, окружающая груз. Заполнение свободного пространства в контейнере обеспечивается запасом охлаждающей жидкости, хранящейся в герметичном баке и вытесняемой из него размещенным в баке газогенератором холодного газа, срабатывающем по сигналу детектора температуры, фиксирующего превышение температуры воздуха в месте размещения контейнера. Достоинство данного решения в наибольшей степени проявляется в случае возгорания автомобиля, перевозящего контейнер с грузом. Вследствие скоротечности процесса сгорания такого транспортного средства, температура внутри контейнера не успевает подняться выше температуры кипения охлаждающей жидкости, которая ниже, как правило, даже температуры повреждения лакокрасочного покрытия перевозимого внутри контейнера груза. Однако данное решение можно использовать только для защиты груза в очаге пожара, но не для тушения пожара на объекте. Препятствием для этого является ограниченный запас охлаждающей жидкости, соизмеримый с небольшим объемом свободного пространства в контейнере, а также быстрое падение напора охлаждающей жидкости по мере опорожнения бака.
Задачей заявленного изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно обеспечение процесса тушения пожара, в том числе во внутренних помещениях объекта, неограниченным запасом воды, а также исключение замерзания воды в трубопроводах системы противопожарной защиты.
Технический результат достигается включением новых устройств и иной связью между ними в противопожарной защите объекта, включающей пожарный магистральный трубопровод с пожарными гидрантами и пожарными кранами, герметичный бак для жидкости с оснащенным предохранительным клапаном выводным патрубком и с автономным источником обеспечения напора жидкости, размещенным внутри бака и подсоединенным своим входом к выходам датчиков пожарной сигнализации объекта, и стравливающие воздух клапаны, заключающихся тем, что в нее дополнительно введены, подсоединенный к напорному трубопроводу водоснабжения объекта вводной патрубок, вентиль с обратным клапаном, сливные вентили, устройство продувания пожарного магистрального трубопровода, соединительный трубопровод и перепускной вентиль, при этом вводной и выводные патрубки установлены на дне герметичного бака для жидкости, выводной патрубок подключен к пожарному магистральному трубопроводу, вводной патрубок подключен к напорному трубопроводу водоснабжения объекта, вентиль с обратным клапаном установлен на вводном патрубке, перепускной вентиль установлен на соединительном трубопроводе, подключенном своими концами к вводному и выводному патрубкам соответственно перед вентилем с обратным клапаном и за предохранительным клапаном, стравливающие воздух клапаны и сливные вентили установлены на трубопроводе пожарной магистрали, выполненном из металлопластиковых труб, автономный источник обеспечения напора жидкости выполнен в виде генератора газа, вместимость герметичного бака для жидкости соответствует вместимости трубопроводов пожарной магистрали, устройство продувания пожарного магистрального трубопровода выполнено с возможностью подсоединения к пожарному магистральному трубопроводу.
Идея предлагаемого технического решения заключается в заполнении, в случае возникновения пожара на объекте, сухого трубопровода пожарной магистрали теплой водой или пожаровзрывобезопасной теплой незамерзающей жидкостью (см. ГОСТ 28084-89 с. 2. Охлаждающие жидкости ОЖ-65 и ОЖ-40). Поскольку вместимость трубопровода пожарной магистрали рассматриваемых объектов сравнительно небольшая, герметичный бак с жидкостью можно разместить в одном из отапливаемых помещений объекта. После такого прогрева внутренних стенок труб пожарного трубопровода в него поступает вода из напорного трубопровода водоснабжения объекта, которая используется в дальнейшем для тушения пожара.
Покажем существенность отличительных признаков.
Введение в противопожарной защите объекта, расположенного в суровой климатической зоне, вводного патрубка, вентиля с обратным клапаном, сливных вентилей, устройства продувания пожарного магистрального трубопровода, соединительного трубопровода перепускного вентиля является применительно к противопожарной защите объектов новым решением. Оно обеспечивает возможность в холодное время года заполнить пожарную магистраль незамерзающей жидкостью перед пуском в нее воды, а также осушать пожарную магистраль перед приведением системы противопожарной защиты объекта в исходное положение.
Введение соединительного трубопровода с перепускным вентилем совместно с вентилем с обратным клапаном и установка его между вводным и выводным патрубками является новым решением. Оно позволяет в теплое время при необходимости отключить герметичный бак для жидкости в системе противопожарной защиты объекта.
Выполнение трубопроводов пожарной магистрали, из металлопластиковых труб является новым по назначению таких труб решением. Оно обеспечивает снижение теплоотвода из жидкости в трубопроводе пожарной магистрали в холодную внешнюю среду.
Установка вентиля с обратным клапаном на вводном патрубке является новым решением. Оно исключает течение незамерзающей жидкости в сторону напорного трубопровода водоснабжения объекта при срабатывании автономного источника обеспечения напора жидкости, а также позволяет наполнять герметичный бак незамерзающей жидкостью после его опорожнения. При этом установка выводного патрубка на дне герметичного бака исключает прорыв газа в пожарную магистраль.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлена схема предлагаемой противопожарной защиты объекта.
1 - пожарный магистральный трубопровод,
2 - герметичный бак для жидкости,
3 - выводной патрубок,
4 - предохранительный клапан,
5 - автономный источник обеспечения напора жидкости.
6 - напорной трубопровод водоснабжения объекта,
7 - пожарный гидрант,
8 - пожарный кран,
9 - стравливающий воздух клапан.
Узлы 1-9 содержит прототип. Дополнительно к ним в систему противопожарной защиты объекта введены:
10 - вводной патрубок,
11 - вентиль с обратным клапаном,
12 - соединительный трубопровод,
13 - перепускной вентиль,
14 - сливной вентиль,
15 - устройство продувания пожарного магистрального трубопровода. В качестве него может быть использован баллон со сжатым воздухом.
Функционирование системы противопожарной защиты объекта осуществляется следующим образом. В исходном состоянии герметичный бак для жидкости 2 заполнен водой или незамерзающей жидкостью. Предохранительный клапан 4, перепускной вентиль 13 и сливной вентиль 14 закрыты. Вентиль с обратным клапаном 11 открыт в сторону герметичного бака для жидкости 2, устройство продувания пожарного магистрального трубопровода 15 отсоединено от пожарного магистрального трубопровода 1. В случае возникновения пожара на объекте срабатывает пожарная сигнализация и от ее датчиков сигнал поступает на вход автономного источника обеспечения напора жидкости 5. Последний срабатывает, и в герметичном баке для жидкости 2 повышается давление за счет заполнения его газом. Так как вентиль с обратным клапаном 11 закрыт в сторону напорного трубопровода водоснабжения объекта 6, то открывается предохранительный клапан 4 и жидкость из герметичного бака 2 устремляется через выводной патрубок 3 в пожарный магистральный трубопровод 1, вытесняя из него воздух через стравливающие воздух клапаны 9. По мере заполнения теплой водой или незамерзающей жидкостью пожарного магистрального трубопровода 1 давление в герметичном баке для жидкости 2 падает и вентиль с обратным клапаном 11 открывается в сторону герметичного бака для жидкости 2. Освободившееся пространство в герметичном баке для жидкости 2 заполняется водой из напорного трубопровода водоснабжения объекта 6. Если при этом открыть пожарный гидрант 7, или пожарный кран 8, или задействовать денчерную систему пожаротушения, или сработают сплинклеры (если объект оснащен такими системами пожаротушения), то вода из напорного трубопровода водоснабжения объекта 6 вытеснит всю незамерзающую жидкость из пожарного магистрального трубопровода 1. В дальнейшем тушение пожара будет осуществляться текущей под напором по подогретому пожарному магистральному трубопроводу водой из напорного трубопровода водоснабжения объекта 6. Для приведения системы противопожарной защиты объекта в исходное состояние закрывают вентиль с обратным клапаном 11 и открывают сливной вентиль 14, а также открывают заливную горловину герметичного бака для жидкости. После того как из сливного вентиля 14 вода прекратит выливаться, подсоединяют устройство продувания пожарного магистрального трубопровода 15 к пожарному магистральному трубопроводу 1 и осушают последний. Отсоединяют устройство продувания пожарного магистрального трубопровода 15, закрывают сливной вентиль 14 и предохранительный клапан 4. Заливают в герметичный бак для жидкости 2 незамерзающую жидкость, закрывают заливную горловину и открывают вентиль с обратным клапаном 11. В теплое время года открывают перепускной вентиль 13, чтобы в случае пожара не расходовать незамерзающую жидкостью
Таким образом, на основе анализа структуры и функционирования схемы предложенного технического решения можно заключить, что система противопожарной защиты объекта, в которой реализовано данное решение, обладает преимуществами, отвечающими поставленной цели - исключение замерзания воды в трубах пожарной магистрали.