ТУШЕНИЕ ПЛАМЕНИ В ПРОТЯЖЁННЫХ ЗАМКНУТЫХ СООРУЖЕНИЯХ ЭНЕРГООБЪЕКТОВ

Роенко В. В., Ищенко А. Д., Краснов С. М., Храмцов С. П., Соковнин А. И.

ТУШЕНИЕ ПЛАМЕНИ В ПРОТЯЖЁННЫХ ЗАМКНУТЫХ СООРУЖЕНИЯХ ЭНЕРГООБЪЕКТОВ

В статье продолжается рассмотрение объёмного способа прекращения пламенного горения с помощью технологии температурно-активированной воды. Представлены результаты эксперимента по прекращению пламенного горения при использовании технологии температурно-активированной воды в протяжённом замкнутом сооружении, имитирующем кабельный коллектор.

Ключевые слова: пожар, объёмное тушение пожара, температурно-активированная вода, объект энергетики.

Представленный материал является продолжением предыдущей публикации [1], где приведён анализ тушения пожаров в условиях замкнутых объёмов зданий и сооружений объектов энергетики. Обосновано, что в условиях недостаточной видимости в замкнутых объёмах с наличием открытых токоведущих частей целесообразно использовать объёмный способ прекращения открытого горения с применением технологии температурно-активированной воды (ТАВ). Выбор объекта эксперимента обусловлен необходимостью подтверждения возможности использования ТАВ для объёмного тушения в протяжённых замкнутых сооружениях, таких как кабельные тоннели.

Нормативные документы по проектированию атомных станций требуют, чтобы ка-

бельные протяжённые сооружения разделялись перегородками с пределом огнестойкости Б145 на отсеки длиной не более 50 м [2]. Поэтому при выборе защищаемого объёма помещения при проведении эксперимента руководствовались, что отсек кабельного коллектора не будет превышать 50 м.

Экспериментальные исследования проводились в мае 2014 г. на ТЭЦ г. Владивостока.

В качестве места проведения эксперимента был выбран тоннель цилиндрической формы с ограждающими конструкциями из негорючих материалов диаметром 2 м и длиной 860 м (рис. 1).

За величину расчётного объёма был принят защищаемый объём помещения - 157 м3 со степенью негерметичности 0,0217 м-1 (при расчёте степени негерметичности учтено, что со стороны подачи ТАВ неприкрытым оставалось отверстие площадью 0,26 м2, а с противоположной стороны - вся площадь поперечного сечения тоннеля - 3,14 м2).

Для модельных очагов в качестве горючего вещества использовались отрезки кабелей, размером 1-1,2 м, без защитного покрова с изоляцией и оболочкой из поливинилхло-ридного пластика, с изоляцией из полиэтилена и оболочкой из поливинилхлоридного пластика, с изоляцией из вулканизированного

2

Рисунок 3. Схема расположения модельных очагов и средств измерения в тоннеле: 1 - тоннель; 2 - модельный очаг; 3 - термопары; 4 - открытый проём; 5 - устройство регистрации

пластика, с количеством алюминиевых жил от 3 до 4 шт. и площадью их поперечного сечения от 70 до 150 мм2.

Модельные очаги располагались в объёме тоннеля на расстоянии 21, 27, 33, 39 м от входа и на высоте 80, 120, 80, 120 см от нижней точки тоннеля соответственно (рис. 2). Очаги располагались на расстоянии 6 м друг от друга, чтобы исключить воздействие на процесс горения соседнего очага. Схема размещения модельных очагов представлена на рисунке 3. Каждый очаг размещался на расстоянии не менее 50 см от ограждающих конструкций по горизонтали и 20 см по вертикали.

В непосредственной близости от модельных очагов размещались датчики температуры (термопары) на расстояниях, определённых при подготовке к проведению эксперимента. Установка термопар производилась таким образом, чтобы огнетушащее вещество, выхо-

дящее из ствола, и пламя модельных очагов не оказывали на них прямого воздействия. На металлических специальных стойках (креплениях), используемых для моделирования очага, выкладывались от 15 до 30 кабелей различных марок.

Время свободного горения после поджога составляло от 5 до 8 мин с обеспечением постоянного доступа воздуха в объём тоннеля через отверстия площадью 1 ,7 м2 со стороны подачи огнетушащего вещества и площадью 3,14 м2 с противоположной ко входу части тоннеля (рис. 4).

В качестве огнетушащего вещества (ОТВ) применялись струи ТАВ, подача которых производилась по истечении времени свободного горения (рис. 5).

Подача ОТВ осуществлялась через вход в тоннель, перекрытый металлическим листом, где по истечении времени свободного развития

4

1

3

Рисунок 4. Свободное горение модельного очага Рисунок 5. Оконечное устройство подачи

температурно-активированной воды

горения модельных очагов неприкрытым оставалось отверстие 0,26 м2, а также не перекрывалась противоположная ко входу часть тоннеля. Через указанные проёмы осуществлялся газообмен. Струи огнетушащего вещества подавались так, чтобы не оказывать на модельные очаги прямого воздействия.

Визуальная регистрация факта тушения в помещении, заполненном воздушно-капельной средой, не представляется возможной, следовательно, её осуществляли по изменению температуры на термопарах. За время подачи огнетушащего вещества была принята разница времени между началом подачи ОТВ и времени, когда значение температуры на всех модельных очагах опустится ниже отметкив

100 °С, так как при данной температуре исключена возможность повторного возгорания.

Результаты отдельных экспериментов представлены на графиках (рис. 6-9).

После каждого эксперимента проводилось проветривание тоннеля при помощи дымососа.

При обработке результатов экспериментов определялись показатели, характеризующие пламеподавляющую способность ТАВ при тушении модельных очагов в условно герметичных объёмах.

Удельный расход температурно-активи-рованной воды в условно герметичном объёме для объёмного тушения модельных очагов был определён по формуле:

ОООООООО^Н СМ СМ <М СМ

ООООООООО ОООООО оооо

Время эксперимента, ч:мин:с

Рисунок 6. Температура возле модельных очагов во времени при проведении эксперимента № 1:

- Т1;--Т2;--Т3;--Т4

CD CD CD CD о ю <35 <35 03 03

о СМ ю vH о О0 Ю см 00 ю о см ю см Ю vH •J

о v-i c\i ю оэ сЬ V-i c\i оо ю со <35 ¿3 V-i oo

о О о о о О о О vH vH vH vH vH см см см см

о О о о ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3

Время эксперимента, ч:мин:с

Рисунок 7. Параметры работы установки получения ТАВ при проведении эксперимента № 1: --давление;--расход; - температура недогретой воды

800 700 600 500 400 300 200 100 0

Время эксперимента, ч:мин:с

Рисунок 9. Температура возле модельных очагов во времени при проведении эксперимента № 2:

- Т1;--Т2;--Т3;--Т4

1 6 1 6 1 6 1 6 1 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0

о см ю ч- о оо ю см 00 о см ю ч- о 00

о ¿н c\i ю оэ сЬ ¿н <Si ю оэ сЬ ¿н <Si ю

о о о о о о о о vh vh vh см см см см

о о о о о о о о ¿3 ¿3 о ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3

1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

1 6 1 6 1 6 1 6 1 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0

о см ю ч- о СЧ ю см ч- 00 о CM Ю о oo

¿3 ¿н <Si ю 0Э сЬ ¿н <Si ю 0Э cb ¿h <Si ю

о о о о о о о о vh vh vh CM см см см

о о ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3 ¿3

Время эксперимента, ч:мин:с

Рисунок 9. Параметры работы установки получения ТАВ при проведении эксперимента № 2: --давление;--расход; - температура недогретой воды

„ТАВ _ ОчВ ' ^ПГ

Яг ~ п ,

где QHB - расход недогретой воды во время проведения опыта, кг/с; П - защищаемый объём (величина расчётного параметра пожара), м3; tnr - время подавления горения модельных очагов пожара, с.

Пламеподавляющая интенсивность подачи ТАВ в условно герметичном объёме была определена по формуле:

гТАВ _ QHB

т П '

Подставляя численные значения, полученные опытным путём для помещения со степенью негерметичности 0,022 м-1 и защищаемым объёмом 157 м3, получаем результаты, представленные в таблице.

При проведении экспериментов было установлено, что:

- ТАВ обладает свойствами, присущими огнетушащим составам объёмного пожаротушения;

- удельный расход ТАВ для пожаротушения объёмным способом в протяжённых замкнутых сооружениях изменяется от 4,838 до 8,400 кг/м3;

Экспериментальные данные, полученные опытным путём и в результате расчётов

Номер эксперимента Время тушения модельных очагов fnr , °С Расход недогретой воды QHB > кг/с Пламеподавляющая интенсивность подачи ТАВ, /тТАВ, кг/(м3  с) Удельный расход ТАВ, q™, кг/м3

1 844 1,2603 0,0080 6,752

2 828 1,2963 0,0083 6,872

3 671 1,2764 0,0081 5,435

4 1037 1,2692 0,0081 8,400

5 590 1,2937 0,0082 4,838

- среднее значение интенсивности подачи ТАВ для успешного пожаротушения составляет 8,1-10-3 кг/(м3  с);

- минимальное время подачи ОТВ на тушение пламени в протяжённых замкнутых сооружениях энергообъектов составляет 590 секунд.

Полученные результаты доказывают, что технология ТАВ применима для объёмного тушения протяжённых замкнутых помещений (объектов) с учётом такого практического фактора как невозможность установления ограни-

ченности объёма со стороны противоположной подачи ОТВ.

В продолжение данного исследования в настоящее время проводятся эксперименты по тушению кабельного коллектора более сложной формы как с открытым проёмом для выхода ТАВ, так и с закрытым. Изучается динамика изменения удельного расхода и интенсивности ТАВ для подавления пламенного горения изоляции токоведущих частей, в зависимости от геометрических параметров объекта эксперимента.

ЛИТЕРАТУРА

1. Роенко В. В., Ищенко А. Д., Краснов С. М, Храм-цов С. П., Соковнин А. И. Объёмный способ прекращения открытого горения в помещениях объектов энергетики // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. -2016. - № 2. - С. 36-42.

2. СТО 1.1.1.03.002.1069-2015. Противопожарные требования при проектировании атомных электростанций [Текст]. -Введ. 21.03.2016. - АО «Концерн Росэнергоатом», 2015. - 60 с.

3. Громов В. Н, Саратов Д. Н., Белякова Л. А. Повышение энергоэффективности и безопасности системы вентиля-

ции автодорожного тоннеля № 6 (г. Сочи) // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России. - 2014. - № 2. - С. 15-30.

4. Ищенко А. Д. Проблематика сохранения работоспособности объекта энергетики в условиях пожара // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - 2016. -№ 1. - С. 72-77.

Royenko V., Ishchenko A., Krasnov S., Khramtsov S., Sokovnin A.

FLAME EXTINGUISHMENT AT EXTENDED AND CONFINED POWER FACILITIES

ABSTRACT

Purpose. Fighting fires at power facilities by flooding is an upcoming trend. This article presents experimental results of extinguishing model fires of electrical cables (1 meter in length) in flammable insulation at extended and confined power facilities with leakage parameter 0,0217 m-1 by flooding them with temperature-activated water.

Methods. Experiments have been carried out to justify the possibility of flame extinguishment and the reduction of hazardous fire factors inside extended and confined power facilities by means of flooding them with temperature-activated water.

Findings. During the experiments it was found that:

- temperature-activated water has the properties typical for fire-extinguishing compositions used for flooding;

- specific consumption of TAV for fire suppression by flooding at extended and confined structures varies from 4,838 to 8,400 kg/m3;

- the average value of temperature-activated water discharge rate for successful fire suppression is 8.1-10-3 kg/(m3-s);

- minimum time of extinguishants discharge to suppress flame at extended and confined power facilities is 590 seconds.

Research application field. The obtained results and further studies will allow justifying the possibility of flame extinction and reduction of hazardous fire factors inside confined power facilities structures.

Conclusions. The presented study has proved the possibility of flame extinction and hazardous fire factors reduction at extended and confined power facilities structures applying temperature-activated water technology.

Key words: fire, flooding, temperature-activated water, power facility.

REFERENCES

1. Roenko V.V., Ishchenko A.D., Krasnov S.M., Khramtsov S.P., Sokovnin A. I. Volumetric method of termination of open burning on the premises of energy facilities. Pozhary i chrezvychainye situatsii: predotvrashchenie, likvidatsiia. 2016, no. 2, pp. 36-42.

2. STO 1.1.1.03.002.1069-2015. Protivopozharnye trebovaniia pri proektirovanii atomnykh elektrostantsii [STO 1.1.1.03.002. 1069-2015. Fire protection requirements in the design of nuclear power plants]. on March 21, 2016. AO «Kontsern Rosenergoatom» Publ., 2015, 60 p.

3. Gromov V.N., Saratov D.N., Beliakova L.A. Energy efficiency and security of the ventilation system in road tunnel No. 6

4. Ishchenko A.D. The problem of preservation of health of the object energy in fire conditions. Nauchnye i obrazovatel'nye problemy grazhdanskoi zashchity. 2016, no.1, pp. 72-77.

VLADiMiR ROENKO Andrei isHCHENKO SERGEi Krasnov Sergei Khramtsov Artem Sokovnin

Candidate of Technical Sciences, Professor

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia

Candidate of Technical Sciences

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia

2 detachment of the Federal Fire Service for the Primorsky Krai, Vladivostok, Russia

Candidate of Technical Sciences

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia