Введение Справочник "Установки пожаротушения автоматические"
вернуться в начало
| скачать 1.3. Установки пенного пожаротушения. Пенообразователи ^ В начале XX века российское товарищество "ШЕФ" разработало и начало выпускать стационарные установки химического пенного пожаротушения с автоматическим действием. В состав установки входили: стальной сосуд, несложная сухотрубная распределительная сеть с двумя дренчерами, теплотроссовое приспособление для приведения установки в действие и электрическое сигнальное устройство, извещавшее о пожаре. Заряд установки состоял из раствора двууглекислой соды и серной кислоты, которые в случае пожара приводились в соприкосновение. От химического взаимодействия между щелочью и кислотой происходило бурное выделение газообразного диоксида углерода и образование пены. При достижении давления в сосуде 0,2-0,3 МПа ломалась стеклянная мембрана, перекрывавшая переходной патрубок, и пена через систему распределительных трубопроводов разбрызгивалась на защищаемую площадь, составлявшую в среднем 24-30 м  . Время работы установки не превышало 2,5-3 мин. Кратность пены находилась в пределах 4-5. При защите больших помещений практиковалось расположение установок группами.В середине 20-х годов выпуском установок типа "ШЕФ" занималась частная мастерская "Таабе", после ликвидации которой в 1929 году все производство перешло акционерному обществу "Спринклер", представлявшему государственный сектор (рис. 1.9).  Рис. 1.9. Автоматический огнетушитель-спринклер "ШЕФ" системы Ф. Фальковского В конце 20-х начале 30-х годов совершенствование пенных средств тушения велось в основном в направлении создания стационарных установок автоматического и неавтоматического действия и разработки новых рецептур пенообразующих веществ. В это время разрабатывается автоматическая пенная спринклерная установка системы инженера Богословского, применившего предложенный ранее Лораном способ получения химической пены из готовых растворов кислоты и щелочи. Установка состояла из двух металлических луженных изнутри закрытых баков для кислотного и щелочного растворов, смесительного бачка, баллона с СО  , служившей пропиллентом, и системы трубопроводов со спринклерами. При вскрытии одного или нескольких спринклеров установка обеспечивала поступление в установленной пропорции растворов кислоты и щелочи в смеситель, из которого готовая пена через систему трубопроводов подавалась на очаг пожара. Такая установка называлась жидкопенной, так как при движении пены по коммуникациям она частично разрушалась с образованием отсека. Для получения густой пены применялись двухпроводные спринклерные установки, отличавшиеся от описанной выше однопроводной наличием раздельных линий подачи кислотного и щелочного растворов и внешним пенообразованием.Стремление избавиться от громоздкого способа получения пены из готовых растворов привело к разработке в 1927 году В.И. Гвоздевым-Ивановским объединенного сухого пеногенераторного порошка, состоявшего из измельченных и перемешанных между собой щелочи, кислоты и стабилизатора. Химическая пена из сухого пенопорошка получалась в специальных стационарных аппаратах, называвшихся пеноаккумуляторами (ПА). Основным типом ПА до 1940 года являлся пеноаккумулятор "ВУТРИЗ" конструкции инженеров Фролова и Гвоздева-Ивановского, который представлял собой цилиндрический резервуар, заполненный порошком, снабженный линией подвода воды и выводным пенным патрубком. Установка имела загрузочное устройство и механическую мешалку с ручным приводом. Работа ПА происходила следующим образом. Вода из водопровода или другого источника под давлением 0,3-0,6 МПа подавалась внутрь резервуара на поверхность порошка. Под действием воды порошок превращался в пену, которая через выводной патрубок и пенопровод подавалась на горящий объект. Сразу же после приведения в действие ПА необходимо было привести во вращение мешалку для разрыхления слежавшегося порошка. Выпускалось три типоразмера ПА: малый - на 100 кг, средний - на 325 кг и большой - на 550 кг пенопорошка. Этого количества порошка было достаточно для получения пены в объеме соответственно 5, 15 и 25 м  . Продолжительность действия ПА составляла приблизительно 10 мин. ПА применялись в составе стационарных установок, предназначенных в основном для защиты сравнительно небольших резервуаров с нефтью и нефтепродуктами. Для этих же целей использовались полустационарные установки. Они состояли из зафиксированной на резервуаре системы пеносливных устройств (пеносливов) и узла для подключения рукавной линии для подачи жидкой химической пены.К началу 30-х годов относятся первые попытки проектирования отечественных стационарных установок получения механической пены. Однако как основной этот способ тушения легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) развился и получил повсеместное применение гораздо позднее. В 1936 году ЦНИПЛ начала разработку отечественных рецептов пенообразователя и пенопорошка, и проведение испытаний аппаратуры для химического и воздушно-механического пенотушения. В том же году на основе нейтрализованного контакта (контакта Петрова) был создан пенообразователь ПО-1. Позднее был разработан рациональный рецепт высококачественного пеногенераторного порошка с повышенными эксплуатационными свойствами. В 1937 году ЦНИИПО решает проблему тушения спиртов и масел в крупных резервуарах при помощи масляной пены. Стационарная установка для получения масляной пены была испытана на полигоне и рекомендована для практического применения. В конце 30-х годов была разработана воздушно-пенная установка, основанная на принципе двойной эжекции. Благодаря этому принципу обеспечивалось приготовление водного раствора пенообразователя и при последующем эжектировании образование воздушно-механической пены кратностью 5-8. К 1940 году первый этап работы по изысканию высококачественных пенообразователей и пеногенераторных порошков, а также техническая оценка существовавших в то время систем и аппаратов, применяемых для тушения нефтяных пожаров, был закончен. ЦНИИПО приступил к выполнению второго основного этапа работы - к созданию отечественной пенопроизводящей аппаратуры и разработке эффективных систем тушения пожаров ГЖ и ЛВЖ. В результате научно-исследовательских работ института, организованных при содействии Наркомата нефтяной промышленности, в 1940 году испытаны новые типы пенопроизводящих аппаратов, разработаны типовые проекты стационарных и полустационарных установок пожаротушения различных нефтепродуктов, хранящихся в металлических наземных резервуарах, определены нормы расходования средств пожаротушения, выбраны наиболее рациональные типы пеносливных приспособлений, установлены оптимальные условия работы пенопроизводящей аппаратуры комплексно с жесткими и гибкими пенопроводами. Взамен применявшимся до 1940 года ПА "ВУТРИЗ" было разработано и освоено производство ПА-600 конструкции ЦНИИПО. На основании полученных материалов в 1943 году ЦНИИПО были разработаны и изданы "Временные технические условия и нормы на проектирование и эксплуатацию устройств по тушению пожаров нефтепродуктов пенами и распыленной водой". В 1949-1954 годах продолжены исследования по тушению пожаров нефтепродуктов в резервуарах различными пенами. Проведена крупная серия опытов на резервуарах с большими поверхностями горения с использованием стационарных пеноаккумуляторных установок подачи химической пены и стационарных установок подачи воздушно-механической пены. Проведенные огневые испытания позволили сравнить в условиях крупномасштабного эксперимента эффективность работы обеих установок и сделать главный вывод об ограниченных тактико-технических возможностях пеноаккумуляторных систем и нецелесообразности их дальнейшего применения для защиты крупных резервуаров. В то же время впервые опробована новая конструкция универсальной пенокамеры, разработанной ЦНИИПО. Она обеспечивала возможность получения как воздушно-механической, так и химической пены при работе с единым и раздельными пенопорошками. Это была первая в нашей стране пенная камера, получившая в дальнейшем распространение, взамен пеносливных устройств. Дальнейшее совершенствование средств и способов тушения нефтепродуктов тормозилось из-за отсутствия достоверных сведений об основных закономерностях процесса горения нефтепродуктов в резервуарах и необходимых, и достаточных условиях их тушения. В 1955-1956 годах эти данные были получены. Суть основных выводов по данному исследованию сводилась к тому, что все горючие жидкости при горении со свободной поверхностью в резервуаре были разделены по характеру прогрева на две большие группы - непрогревающиеся и прогревающиеся. Наибольшую трудность для тушения представляет группа прогревающихся жидкостей: сырая нефть, бензины, мазут, которые во время затянувшихся пожаров и несвоевременного тушения имеют склонность к вскипанию и переливу через борт резервуара. На основании проведенных исследований были определены условия и время наступления таких явлений. Установлен наиболее радикальный способ предотвращения выбросов нефти из крупных резервуаров - применение стационарных установок пожаротушения. До начала 60-х годов химическая пена, получаемая путем растворения в воде пеногенераторного порошка (ПГП), все же оставалась основным средством тушения всех видов нефтепродуктов в резервуарах. Химическая пена хорошо сопротивлялась действию огня и нагретого нефтепродукта. Однако для ее получения требовалось вводить в поток 10% (по массе) пеногенераторного порошка, что делало систему пенного тушения чрезвычайно громоздкой. Остро встал вопрос о замене химической пены более экономичной и удобной в эксплуатации воздушно-механической. Для практического решения этой проблемы необходимо было резко повысить ее огнетушащую эффективность. Реализация этой цели была связана с применением пены повышенной кратности. Проведенные исследования показали, что воздушно-механическая пена на основе пенообразователя ПО-1, кратностью 100-150 по своей огнетушащей эффективности превышает эффективнось химической пены в 3 раза. С этого момента вопрос о замене химической пены на более эффективную воздушно-механическую был принципиально решен. Началась разработка соответствующей пенообразующей аппаратуры. В 1963-1964 годах в ЦНИИПО были проведены исследования с целью изучения процесса пенообразования в аппаратах различного типа. На основе этих исследований в дальнейшем была создана серия пеногенераторов эжекционного типа для получения высокократной воздушно-механической пены: ГВП-200, ГВП-600, ГВП-2000. В 1963 году в ЦНИИПО разработана первая в нашей стране автоматическая установка пенного пожаротушения. К тому времени за рубежом аналогичные установки получили распространение для защиты объектов химической промышленности, ангаров, танкеров и т. п. Новая установка была разработана в двух вариантах: спринклерном и дренчерном. Для получения и подачи воздушно-механической пены низкой кратности был предложен насадок диафрагменного типа с дифузором, известный в настоящее время под наименованием ОПД и ОПС. Для автоматического ввода пенообразователя в поток воды авторами установки О.М. Курбатским и А.Ф. Ивановым была предложена система дозирования на основе использования бака-дозатора. В 1965-1966 годах работа над созданием и усовершенствованием основных элементов автоматических установок пенного пожаротушения была продолжена при разработке системы противопожарной защиты производства изопренового каучука. Для получения пены низкой кратности были рекомендованы для применения оросители ОПД (рис. 1.10) и ОЭ конструкции ЦНИИПО. Были разработаны также новые типы генераторов ГДС и ГЧС (рис. 1.11), ЭГС для получения воздушно-механической пены кратностью 80-100. Значительным достижением данной работы явилась разработка первой модификации автоматического дозатора эжекционного типа. Для контрольно-пускового узла был применен быстродействующий гидравлически управляемый клапан ЦНИИПО "безударного типа".  Рис. 1.10. Ороситель пенный ОПД  Рис. 1.11. Генератор четырехструйный 60-70-е годы характеризуются бурным развитием автоматических установок пенного пожаротушения и расширением области их применения. За это время создана автоматическая установка водо-пенного пожаротушения локального действия для предприятий по производству синтетического каучука (СК); выданы рекомендации по применению пеногенераторов типа ГВП-600 и ГВП-200 для стационарных установок в кабельных сооружениях; разработаны рекомендации по противопожарной защите компрессорных станций магистральных газопроводов, предусматривавшие применение пенных установок пожаротушения; проведены работы по внедрению автоматической установки пенного пожаротушения в высотных механизированных стеллажных складах; разработаны временные рекомендации по проектированию стационарных систем автоматического тушения пожаров нефтей и нефтепродуктов в резервуарах и насосных воздушно-механической пеной, а также рекомендации по проектированию автоматических систем тушения пожаров в ангарах. Указанные работы, как правило, сопровождались созданием новых конструкций элементов установок пенного пожаротушения: пеногенераторов, пеносмесителей, автоматических дозаторов, запорно-пусковых устройств. В 1973-1976 годах во ВНИИПО разработана технология получения водно-газовых пен, имеющих повышенную огнетушашую эффективность по сравнению с обычной воздухо-заполненной пеной. В связи с этим проведен ряд модернизаций пенных камер. Последняя модернизация привела к разработке пенной камеры с применением новой конструкции генератора пены типа ГПСС-2000. Работы ВНИИПО 1983-1984 годов увенчались созданием серии модернизированных пеногенераторов эжекционного типа. Новые пеногенераторы типа ГПС-200, ГПС-600 и ГПСС-2000 отличались меньшими габаритами и массой. ^ В настоящее время пена и растворы смачивателей широко используются для тушения пожаров [62]. Их применение позволяет сократить расход огнетушащего вещества, уменьшить время тушения и убытки от пожара. Для получения пены и растворов смачивателей используются пенообразователи, представляющие собой водные растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ) и других стабилизаторов. Пенообразователи классифицируют по химическому составу (способу получения), а также в зависимости от эксплуатационных характеристик. По способности разлагаться под действием микрофлоры водоемов и почв пенообразователи делятся на биологически "мягкие" и биологически "жесткие". Виды и качество пенообразователей, обеспечивающих необходимый технический уровень подразделений пожарной охраны при борьбе с пожарами, определяются государственными и международными документами. В международном стандарте ИСО 7203 в качестве основных выбраны следующие пенообразователи: - синтетические (S); - протеиновые (Р); - фторпротеиновые (FP); - пленкообразующие синтетические (AFFF); - пленкообразующие протеиновые (FFFP); - пенообразователи, устойчивые к действию спиртов и других полярных (водорастворимых) жидкостей (AR). К синтетическим пенообразователям отнесены пенообразователи, содержащие полученные в результате синтеза углеводородные ПАВ. К ним также отнесены пенообразователи, содержащие смесь синтетических углеводородных и фторсодержащих ПАВ. К протеиновым пенообразователям отнесены пенообразователи, содержащие в качестве ПАВ продукты гидролиза белковых веществ. Фторпротеиновые пенообразователи отличаются от протеиновых дополнительным содержанием синтетических фторированных ПАВ. Пленкообразующие пенообразователи (как синтетические, так и фторпротеиновые) выделены в отдельный класс пенообразователей, так как обладают повышенной стабильностью к повторному воспламенению из-за образования пленки на поверхности углеводородного горючего. Все остальные пенообразователи изготавливаются на основе синтетических и протеиновых пенообразователей. Их окончательный состав зависит от условий применения, вида горючего. ГОСТ Р 50588 также классифицирует пенообразователи в зависимости от применения и химического состава. Однако, в стандарт России не введены малоэффективные и не выпускаемые промышленностью России протеиновые пенообразователи, а синтетические разделены на углеводородные и фторсодержащие. При этом установлено, что все фторсодержащие пенообразователи должны быть пленкообразующими. Еще одной отличительной особенностью стандарта России является выделение из класса синтетических углеводородных пенообразователей группы пенообразователей общего назначения. Эти наиболее массовые при использовании пенообразователи просты по составу и технологии изготовления, относительно дешевые. Образуют пену и являются хорошими смачивателями, укладываются в нормативные показатели, установленные для тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах, но уступают по огнетушащей эффективности нормативам ИСО 7203. Ассортимент выпускаемых в каждой стране пенообразователей для тушения пожаров, в том числе в России, связан с уровнем технологии получения поверхностно-активных веществ, а также традициями этих государств. Так, Великобритания традиционно производила и применяла протеиновые пенообразователи. Поэтому английские фирмы продолжают выпускать в основном пенообразователи, главным компонентом которых являются продукты гидролиза белка. А фирмы США почти полностью ориентированы на производство фторсодержащих синтетических пенообразователей. Россия, начав с протеиновых пенообразователей, как наиболее простых при изготовлении (пенообразователь ПО-6), а также синтетических (пенообразователь ПО-1), полностью от протеиновых отказалась после освоения в промышленности синтеза более качественных синтетических пенообразователей, способных образовывать пену не только низкой, но и средней и высокой кратности. Объем годового выпуска пенообразователей для тушения пожаров, тыс.тонн, за период с 1968 по 1996 годы представлен в табл. 1.2. Таблица 1.2
Среди этих пенообразователей основное количество относилось к биологически "жестким" пенообразователям. Большую роль в увеличении производства пенообразователей сыграло широкое внедрение в 1967-1970 годах для тушения пожаров пены средней кратности, с помощью которой в 2-3 раза были снижены интенсивности подачи пенообразующих растворов, а также значительное увеличение смачивающей способности пенообразователей. Появление в России фторсодержащих ПАВ позволило сотрудникам ВНИИПО под руководством М.В. Казакова, А.Ф. Шароварникова и В.М. Зеленкина в 1983-1984 годах создать пенообразователи мирового уровня, обладающие многими уникальными свойствами ("Пленкообразующий", ФОРЭТОЛ). В качестве фтор-ПАВ в состав пенообразователей входят четвертичные аммониевые соли перфторированных карбоновых кислот. Остальные компоненты обеспечивают возможность получения пены низкой и средней кратности, а также образования пленки на поверхности горючей жидкости, включая водорастворимую (ФОРЭТОЛ). Основным недостатком этих пенообразователей является их биологическая "жесткость". Фторсодержащие пенообразователи обеспечивают высокую эффективность тушения при малом расходе раствора пенообразователя. Кроме традиционных способов тушения с подачей пены сверху в очаг горения, эти пенообразователи могут использоваться для тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах подслойным способом без применения эластичного рукава. Пена низкой кратности подается непосредственно в слой нефтепродукта через технологические трубопроводы или пеноводы системы пожаротушения, находящиеся в нижней части резервуара, с помощью передвижной пожарной техники или стационарных установок. Синтетические углеводородные пенообразователи при данном способе тушения не применяются, так как проходя через слой горючего они загрязняются нефтепродуктом и разрушаются на поверхности под действием факела пламени. Научные исследования и производство пенообразователей в настоящее время охватывают следующие направления: - увеличение объема производства пенообразователей; - создание новых эффективных рецептур с лучшими эксплуатационными свойствами; - решение экологических проблем (замена биологически "жестких" пенообразователей на биологически "мягкие", не загрязняющие окружающую среду); - создание новых элементоорганических пенообразователей на базе фторсодержащих ПАВ. Увеличение объема производства пенообразователей в основном достигалось за счет пенообразователей общего назначения, которые выпускались на ПО "Салаватнефтеоргсинтез" (г. Салават), СХЗ "Кивиыли" (г. Кивиыли, Эстония), Шебекинском химзаводе (г. Шебекино, Белгородской обл.). Однако и ассортимент пенообразователей на этих заводах постоянно менялся. Так, на ПО "Салаватнефтеоргсинтез" было прекращено производство менее экономичных по сравнению с ПО-6К пенообразователей ПО-1 и ПО-1Д. Пенообразователи "Полюс" и ПО-1С прекратили свое существование как не выдержавшие эксплуатационных испытаний, а также из-за сложности их технологического изготовления. Самым массовым (более 90%) пенообразователем в России стал ПО-6К производства ПО "Салаватнефтеоргсинтез". Этот пенообразователь, получаемый из дешевого сырья (кислого гудрона), содержит бионеразлагаемые ("жесткие") ПАВ, загрязняющие окружающую среду, что противоречит основной тенденции развития пенообразователей и ПАВ в мировой практике. Так как кислый гудрон состоит в основном из водорастворимых сульфокислот переменного состава, качество пенообразователя ПО-6К нестабильно. Особенно наглядно это проявилось в последние несколько лет, когда из-за отсутствия надлежащего контроля на заводе пенообразователь по огнетушащей эффективности снизил свои показатели на 30-40%. Для исключения дальнейшего загрязнения окружающей среды и в соответствии с решением Комиссии по экологическим проблемам при МВД РФ письмом от 25.09.1996 года N 20/4.1/2200 начальник ГУГПС МВД РФ предложил прекратить с января 1997 года закупку пенообразователя ПО-6К подразделениями ГПС, а с января 1998 года - его использование. Переход к биологически "мягким" пенообразователям тормозится дефицитностью сырья, а также отсутствием реализованных в промышленности технологических процессов, позволяющих создавать новые перспективные ПАВ - основу высокоэффективных пенообразователей. Для полной замены биологически "жестких" пенообразователей, начиная с 1991 года, планировалось организовать специализированное производство биологически "мягких" пенообразователей на ПО "Салаватнефтеоргсинтез". ВНИИПО совместно с ВНИИПАВ были разработаны исходные требования для проектирования цеха биологически "мягких" пенообразователей и выполнено технико-экономическое обоснование. К сожалению, эта работа не была завершена из-за ряда причин как экономического, так и технического характера. Существенный вклад в увеличение объема производства биологически "мягких" пенообразователей внес Шебекинский химзавод, где с помощью ВНИИПО (рук. Д.Г. Билкун, В.В. Пешков) объем выпуска пенообразователя ТЭАС достиг 1,5 тыс.тонн. Используя собственное сырье завода (синтетические первичные высшие жирные спирты (ВЖС) фракции С  -С ) и технологию, удалось не только впервые в России на основе первичных алкилсульфатов создать высококачественный пенообразователь общего назначения ТЭАС, но и в дальнейшем вовлечь в технологический процесс новые виды сырья. Были продолжены работы по поиску новых видов стабилизаторов, улучшающих огнетушащую эффективность пены, которые привели к разработке пенообразователя ТЭАСА (рук. В.В. Пешков). Наиболее эффективными оказались азотсодержащие добавки (полиэтиленполиамины), которые гидролизуясь в растворе, участвовали в стабилизации адсорбционного слоя и структурировании объема раствора. Достигаемый эффект улучшения тушения в оптимальном варианте состава превышает 50% при небольшом количестве вводимого компонента (2-3%). Величина эффекта в значительной мере связана с природой ПАВ и его катиона. Пенообразователь ТЭАС-А стал первым пенообразователем общего назначения, который по огнетушащей эффективности не уступает многокомпонентному целевому пенообразователю САМПО (критическая интенсивность подачи раствора - 0,018 дм/(м с). В последующие годы из-за экономических трудностей и реконструкции на Шебекинском химзаводе было прекращено производство ВЖС фракции С-С, получаемых каталитическим восстановлением метиловых эфиров синтетических жирных кислот, и самих пенообразователей. Несколько лет назад выпуск пенообразователя ТЭАС возобновлен НПП "СПО Лтд" на спиртах алюмоорганического синтеза на арендуемом у Шебекинского химзавода оборудовании.Значительное внимание в своих разработках ВНИИПО уделял технологиии и сырью Сланцехимического завода "Кивиыли" (г. Кивиыли, Эстония). Поэтому основной прирост биологически разлагаемых пенообразователей был достигнут именно на этом заводе за счет пенообразователей ПО-ЗАИ и САМПО (~ 10 тыс. тонн). Сырье для синтеза вторичных алкилсульфатов натрия СХЗ "Кивиыли" получал из г. Новокуйбышевска (Новокуйбышевский НПЗ). Отсутствие дешевого парафина и снижение спроса на альфа-олефины термокрекинга привели к закрытию производства альфа-олефинов на Новокуйбышевском НПЗ. Это потребовало изучения принципиальной возможности получения в промышленных условиях пенообразователя для тушения пожаров на новом виде сырья - альфа-олефинах термокаталитической олигомеризации этилена. Для синтеза использовались фракции альфа-олефинов С  -С и С -С , содержащих олефины только с четным количеством атомов углерода. В промышленных условиях на оптимальной смеси фракций была отработана технология, выпущена опытная партия и проведены ее испытания. Все пенообразователи, выпускаемые в г. Кивиыли (Эстония) в настоящее время, используют альфа-олефины олигомеризации, как российские, так и чешские.В связи с изменением сырья для ПАВ, природы стабилизатора (прекращен выпуск ВЖС фр. С -С ), а также с целью оптимизации состава пенообразователя целевого назначения САМПО, во ВНИИПО был разработан новый пенообразователь САМПО-2. Выполненные при разработке пенообразователя исследования показали, что устойчивость пены к разрушению или выделению жидкости не является определяющей при тушении горючего, так как пропорционально не связана с огнетушащей эффективностью пены. Так как в присутствии ВЖС различных фракций образуются смешанные адсорбционные слои, отвечающие за стабильность пузырьков пены, повышение устойчивости пены на поверхности нагретой жидкости обусловлено модификацией адсорбционного слоя за счет межмолекулярных и ионных взаимодействий.Выпущенная опытная партия пенообразователя САМПО-2 выдержала приемочные испытания, а пенообразователь был рекомендован к промышленному производству. Проведенные в 1987 г. сравнительные испытания пенообразователей при тушении бензина А-72 пеной средней кратности в резервуаре РВС-3000 установили хорошую эффективность и преимущество САМПО-2 перед пенообразователями аналогичного типа: а) при интенсивности подачи 0,07 дм /(мс) время локализации (90% тушения) - 50 с, время тушения - 112 с;б) при интенсивности подачи 0,053 дм /(мс) время локализации (90% тушения) - 112 с, время тушения - 1050 с.Важная работа была выполнена во ВНИИПО по созданию первого в СССР промышленного производства биологически "мягкого" пенообразователя для морской и жесткой воды (рук. В.В. Пешков). Пенообразователь "Морской", не уступающий по характеристикам лучшим зарубежным образцам пенообразователей, был создан на отечественном сырье, прошел эксплуатационную проверку в трех морских пароходствах и был рекомендован Регистром СССР к использованию. Преимуществом этого пенообразователя является его хорошая пенообразующая и огнетушащая эффективность на морской воде, способность образовывать пену любой кратности в судовых системах пожаротушения без повышения рабочей концентрации. В состав пенообразователя включена смесь углеводородных ПАВ и компонентов, нивелирующих отрицательный эффект воздействия электролитов. Несмотря на распад СССР завод по производству пенообразователей в г. Кивиыли (Эстония) продолжает выпуск и поставку в Россию биологически "мягких" пенообразователей ПО-ЗАИ, САМПО-2 и "Морской", однако общий объем их производства снизился в 1996 г. до 300 тонн в год. Во ВНИИПО были продолжены работы по созданию новых целевых фторсодержащих пенообразователей. В результате исследований к уже выпускаемым пенообразователям "Пленкообразующий" и ФОРЭТОЛ добавился пенообразователь "Универсальный", разработанный под рук. А.Ф. Шароварникова. В качестве основного ПАВ в состав пенообразователя "Универсальный" входят производные окиси гексафторпропилена, выпускаемые АООТ "Кирово-Чепецкий химкомбинат". Этот пенообразователь обладает универсальным действием и способен эффективно тушить как углеводородные, так и полярные (водорастворимые) горючие жидкости. Недостатком пенообразователя "Универсальный" является его биологическая "жесткость", что затрудняет его применение и обезвреживание. Пенообразователь "Универсальный" также рекомендован для подслойного тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах. Так как в настоящее время из-за экономических трудностей российские заводы прекратили выпуск фтор-ПАВ, законсервировав свои установки, из трех ранее выпускавшихся пенообразователей производится в промышленном масштабе только пенообразователь "Универсальный". Одним из важных показателей качества пенообразователей, влияющих на возможность широкого применения в пожарной охране, является их стабильность при длительном хранении. Проведенные во ВНИИПО исследования показали зависимость срока хранения от типа пенообразователя, материала сосуда, среднего интервала температур хранения, концентрации пенообразователя. Наилучшая сохранность пенообразователей обеспечивается при их хранении в концентрированном виде в сосудах из нержавеющей стали или полимерных материалов, в том числе в стальных сосудах с внутренним полимерным покрытием. В этих условиях срок хранения пенообразователей составляет не менее 10 лет. Допускается хранение углеводородных пенообразователей в сосудах из Ст. 3. Однако, в результате коррозии металла качество пенообразователей ухудшается. Срок хранения концентратов пенообразователей в сосудах из Ст. 3 при среднегодовой температуре 20  С составляет не менее: 5 лет - для ПО-6К, ТЭАС, ПО-6ТС, ПО-6НП, САМПО; 4 года - для ПО-ЗАИ, ПО-ЗНП. Фторированные пенообразователи следует хранить в алюминиевых емкостях или бидонах из полимерных материалов. Запрещается использование железобетонных емкостей без полимерного покрытия для хранения пенообразователей. Значительно снижается сохраняемость пенообразователя при хранении его в виде рабочих растворов (огнетушители, автоматические установки пожаротушения). Из-за потери огнетушащей и пенообразующей способности длительное хранение пенообразователей в виде рабочих растворов в емкостях из углеродистой стали не допускается (таблицы 1.3, 1.4). Пришедшие в негодность пенообразователи или их растворы могут быть возвращены в эксплуатацию после восстановления первоначальных свойств (регенерации) введением свежего пенообразователя или специальных добавок.Таблица 1.3
Таблица 1.4
В связи с планируемыми в России прекращением выпуска самого массового пенообразователя ПО-6К, возникла необходимость организации новых производств биологически "мягких" пенообразователей. Начиная с 1993 года были обследованы предприятия, обладающие готовой технологией производства, пригодной для изготовления биологически "мягких" ПАВ: Новочеркасский завод синтетических продуктов, г.Новочеркасск; Новокуйбышевский НПЗ, г. Новокуйбышевск; АО "Ивхимпром", г. Иваново; ПО "Капролактам", г. Дзержинск. Выбор рецептуры пенообразователя зависел от способности завода наладить производство компонентов пенообразователя без существенных затрат на переоборудование технологического процесса. Используя опыт переработки альфа-олефинов и готовую технологию Новочеркасского завода синтетических продуктов удалось за короткий срок разработать рецептуру нового биологически "мягкого" пенообразователя общего назначения ПО-3НП (ТУ 38-00-05807999-20-93) и наладить его промышленное производство. Процесс производства вторичных алкилсульфатов на НЗСП аналогичен производству на СХЗ "Кивиыли" и состоит из следующих стадий: 1. Сульфирование альфа-олефинов и нейтрализация сульфомассы. 2. Выделение сульфата натрия высаливанием изопропиловым спиртом и сепарация основной части несульфированных соединений. 3. Экстракция неомыляемых углеводородов экстракционным бензином. 4. Упарка водно-спиртового раствора вторичных алкилсульфатов. Однако, НЗСП, в отличие от СХЗ "Кивиыли", пользуется собственным сырьем, получаемым в печах термокрекинга парафина. Если на СХЗ "Кивиыли" для производства ПО-3АИ использовали узкие фракции альфа-олефинов с температурой кипения 140-180 С и 240-320С, то на НЗСП применяют продукты с более равномерным распределением индивидуальных гомологов альфа-олефинов с длиной цепи от С до С  . Общее содержание гомологов фракции С-С составляет примерно 40%, фракции С-С - 20%, а фракции С-С - 16%. Использование в качестве сырья фракции С-С, обладающей высокими пенообразующими свойствами, позволило получить пенообразователь с хорошими эксплуатационными характеристиками. Входящие дополнительно в состав пенообразователя азотсодержащие стабилизаторы увеличили срок хранения пенообразователя, особенно при повышенных температурах (более 40С), в несколько раз. В 1996 г. объем выпуска пенообразователя ПО-3НП составил 800 тонн.Кроме пенообразователя общего назначения ПО-3НП на НЗСП (г. Новочеркасск) в 1996 г. было также организовано промышленное производство пенообразователя целевого назначения с повышенной огнетушащей эффективностью ПО-6НП (ТУ 38-00-058-7999-33-95) - аналога пенообразователя САМПО-2. Стоимость этого пенообразователя отличается от ПО-3НП на 10%, а огнетушащая эффективность в 2 раза лучше. Обладая высокой устойчивостью пены, пенообразователь пригоден для объемного тушения (подвалы, кабельные тоннели и др.), прокладки пенных полос на аэродромах при аварийной посадке самолетов. Расширение производства таких пенообразователей позволит осуществить постепенный переход от использования биологически "мягких" пенообразователей общего назначения к соответствующим мировым стандартам пенообразователям целевого назначения. Для создания нового производства пенообразователей на основе триэтаноламиновых солей первичных алкилсульфатов наиболее подходящей оказалась технологическая схема АО "Ивхимпром" (г. Иваново). В качестве сырья взамен ВЖС фр. С -С были выбраны имеющиеся в России не самые удачные синтетические первичные высшие жирные спирты фр. С-С и С-С, получаемые алюмоорганическим методом "Алфол" (циглеровские спирты) на Уфимском НПЗ (г. Уфа). Сравнительный состав фракций ВЖС С-С, С-С и С-С, выделенных с помощью ректификации широких фракций спиртов, приведены в табл. 1.5.Таблица 1.5
Процесс переработки ВЖС фр. С -С и С-С включал следующие стадии:- осушку исходных первичных спиртов; - сульфирование; - нейтрализацию. Осушку спиртов проводили в вакуумном осушителе при 90-110 С и давлении 0,01 МПа. Сульфирование исходных фракций спиртов С-С, С-С, так и их смеси осуществляли в сульфураторе периодического действия объемом 4 м с помощью хлорсульфоновой кислоты. Для увеличения глубины сульфирования хлорсульфоновую кислоту брали с избытком по отношению к спиртам (5% мольных). Быстрому проведению сульфирования мешает экзотермичность реакции, а также вспенивание сульфомассы из-за выделения хлористого водорода, поэтому процесс получения сульфомассы занимал 5-7 часов.Испытания полученных пенообразователей, проведенные в соответствии с ГОСТ Р 50588, показали целесообразность использования только смеси спиртов С -С и С-С. Межведомственная комиссия рекомендовала пенообразователь общего назначения ПО-6ТС (ТУ 0258-147-05744685-96) к промышленному производству. В 1996 г. на АО "Ивхимпром" было выпущено 300 тонн этого пенообразователя.Кроме пенообразователя ПО-6ТС на АО "Ивхимпром" в 1996 г. был также испытан и рекомендован приемочной комиссией к производству разработанный во ВНИИПО биологически "мягкий" пенообразователь ПО-6ЦТ (ТУ 0258-148-05744685-96). Этот пенообразователь целевого назначения с повышенной огнетушащей эффективностью и устойчивостью пены может применяться при тушении нефтепродуктов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, наиболее пожароопасных объектов, эффективен при объемном тушении. Кроме обычных пенообразователей во ВНИИПО разрабатывались пенообразующие составы комбинированного действия: - пенообразователи, дополнительно содержащие в составе хладоны и сочетающие преимущества воды, пены и газовых средств тушения; - пенообразователи для тушения лесных пожаров и прокладки заградительных противопожарных полос с воздуха и в наземных условиях, содержащих в составе антипирены; - пенообразователи для тушения пожаров на атомных электростанциях, содержащих дополнительно дезактивирующие компоненты; - низкотемпературные водноорганические пенообразующие составы для систем охлаждения; - пенообразующие составы для получения быстротвердеющей пены при защите от воспламенения древесины; - пенообразующие составы для тушения и изоляции экологически опасных веществ. Каждый из этих составов прошел стадию опытных партий и был рекомендован для последующего выпуска и применения. Благодаря эффективности, доступности, универсальности действия, удобству эксплуатации пена и растворы смачивателей будут незаменимыми средствами тушения пожаров в течение еще длительного времени. Перспективными направлениями работы с пенообразующими составами являются: - увеличение объема выпуска биологически "мягких" пенообразователей на уже освоенных производствах; - создание новых производств углеводородных биоразлагаемых пенообразователей общего назначения для полной замены биологически "жестких" пенообразователей; - постепенная замена пенообразователей общего назначения на более эффективные синтетические углеводородные пенообразователи целевого назначения (с учетом территориального расположения заводов); - вовлечение новых видов углеводородного сырья, ранее не использовавшихся в технологии получения пенообразователей; - снижение рабочей концентрации пенообразователя для получения пены и растворов смачивателя; - разработка и освоение производства углеводородных пенообразователей для морской и жесткой воды, пенообразователей с низкой температурой застывания, для тушения полярных жидкостей; - разработка и освоение производства биологически разлагаемых фторсодержащих пленкообразующих пенообразователей (в т. ч. фторпротеиновых); - разработка и освоение производства биологически "мягких" фторсодержащих пенообразователей универсального действия (для тушения углеводородных и полярных горючих жидкостей); - разработка новых рецептур зарядов к огнетушителям воздушно-пенным.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
плохо
3не очень плохо
1средне
2хорошо
1отлично
3 