Вообще, в системах пожаротушения углекислым газом происходит очень много интересного. Ведь углекислый газ может существовать как газ, как жидкость и как твердое тело одновременно.
Давайте разбираться.
Так как углекислый газ тяжелее воздуха и, очень часто, ведет себя как жидкость, системы пожаротушения могут быть двух видов: объемного и локального применения.
В системах объемного тушения форсунки находятся где-то на потолке (или под полом) и газ заполняет весь объем защищаемого помещения.
Преимуществом такой системы является то, что мы спокойно можем передвигать оборудование и мебель в этом помещении, не трогая саму систему пожаротушения (мы ее один раз установили и всё) - газ дойдет до любой точки пространства.
Однако, бывают обстоятельства, когда необходимо обеспечить защитой отдельную опасную зону (или помещение будет таким большим, что общее заполнение будет неэкономичным). В таких случаях устанавливают локальные системы, где газ распыляется прямо на опасную зону, чтобы окружить ее газом, создать инертную атмосферу непосредственно в зоне и потушить огонь.
Системы локального тушениямогут устанавливаться над ваннами для красок печатных прессов, над моторами и насосами, над масляными ваннами в металлургии.
При установке локального тушения надо помнить, что выпущенный локально углекислый газ вскоре начнет улетучиваться и его эффективность будет быстро падать.
Обнаружение пожара и применение углекислого газа (это относится ко всем системам газового пожаротушения) должно быть максимально быстрым. Иначе оборудование и окружающие его предметы сильно нагреются, что вызовет повторное возгорание после того, как улетучится углекислый газ.
Чаще всего для тушения бывает достаточно распыления углекислого газа в течении 30 секунд, но иногда необходимо обеспечить продолжительное распыление газа. И об этом должен думать проектировщик противопожарной системы, а не кто-то другой.
У углекислотных систем пожаротушения есть свои преимущества и свои недостатки. И любая такая система является уникальной – для ее установки необходимо изучить требования по ее размещению, риски пожара и риски от тушения.
Как я писал ранее, углекислый газ вначале убивает людей, а потом тушит возгорание. При концентрации углекислого газа в воздухе в 9%, человек впадает в бессознательное состояние очень быстро. В принципе, если такого человека вынести на свежий воздух и сделать искусственное дыхание, он, обычно, придет в себя достаточно быстро.
При срабатывании углекислотной системы пожаротушения образуется плотное белое облако с нулевой видимостью. Дело в том, что углекислый газ хранится в баллонах и передается по трубам как жидкость. Когда эта жидкость выходит из форсунки, давление понижается, и жидкая углекислота превращается в газ. Из одного литра углекислоты получается, примерно, девять литров стопроцентного углекислого газа. Белое облако и туманообразный пар состоит из твердых частиц СО2 и «снега», который образуется из воды, которая есть в воздухе.
Если люди не вышли из зоны, где сработала система, углекислотный снег и туман дают нулевую видимость, шум выходящего газа, ускоренное дыхание будут вызывать панику и дезориентацию. Под влиянием высокой концентрации углекислого газа у человека возникает расстройство сознания, и потеря способности четко думать. Поэтому при проектировании объемных систем углекислотного пожаротушения необходимо отдавать приоритет защите жизни людей, которые могут находится в защищаемом помещении.
То есть люди должны быть эвакуированы из помещения до срабатывания системы газотушения. Для этого используются звуковая и световая сигнализация.
Извещатели/датчики при возгорании активируют сигнализацию и устройство задержки времени. И только после того, как эта задержка будет отработана, будет включена сама система углекислотного пожаротушения.
С другой стороны, любая задержка тушения играет на руку пожару. За время задержки возгорание может развиться в хороший пожар и мощности тушения противопожарной системы попросту не хватит.
Это относится не только к системам с углекислым газом, но и к системам пожаротушения с любым самым современным газом.
Отсюда вытекают требования для серверных комнат, которые чаще всего защищаются газовыми системами пожаротушения: никаких рабочих мест в серверных комнатах и отсутствие каких-либо посторонних предметов (старых компьютеров, коробок, кабелей, стеллажей и так далее).
Углекислый газ быстро тушит пожар (при концентрации в воздухе от 30 до 50%), но он мало охлаждает место пожара (примерно в шесть раз хуже воды). Поэтому, как только углекислый газ рассеется, уровень кислорода возрастает и происходит повторное возгорание или вспышка.
Было множество случаев, когда люди не видели никаких признаков горения после срабатывания системы, открывали дверь и входили в помещение «посмотреть». Углекислый газ, который тяжелее воздуха, вытекал через открытую дверь и замещался кислородом. Происходила вспышка и снова начинался пожар, который нечем было тушить – система пожаротушения уже израсходовала всю углекислоту!
Поэтому после срабатывания газовой системы пожаротушения (и если нет никаких признаков горения), как бы не было велико желание посмотреть место пожара, надо просто ждать. Ждать придется долго - до часа. А в некоторых ситуациях – несколько дней или недель.
Очень часто систему углекислотного пожаротушения ставятся для защиты турбогенераторов, которые производят электричество. Для «блондинок»: турбогенераторы могут быть массивными и очень большими агрегатами, внутри которых вращается ось с закрепленным на ней оборудованием. Вращающая ось смазывается специальным маслом, которое подается под большим давлением. Когда турбогенератор выключается, он продолжается вращаться от получаса до часа до полной остановки. В течении этого времени ось должна постоянно смазываться маслом.
Большинство таких турбогенераторов работают от перегретого пара под давлением, выделяя громадное количество тепла и нагревая металл до температур, которые гораздо выше температуры возгорания смазочного масла.
При выходе из строя системы подачи масла на уплотнения генератора, нарушение уплотнения подшипников, разрушение вала - и распыленное масло попадает на горячий металл. Это сразу вызывает вспышку и возгорание масла.
Горит не только масло. Могут гореть обмотки генератора.
Тогда срабатывает углекислотная система пожаротушения, пожар тушится… Но, турбина не остановилась – она продолжает вращаться и масло необходимо качать, чтобы обеспечить безопасную ее остановку.
Как только углекислый газ улетучится из корпуса турбогенератора, его снова надо туда закачивать. Иначе масло опять вспыхнет от горячего металла.
И тут нам необходимо вспомнить законы физики, хотя бы на уровне школы. Металл при нагревании расширяется, а при охлаждении сжимается. Поэтому размеры и форма оси, которая сделана из металла, будут изменятся при изменении температуры. Обычно, эти изменения размеров оси и других элементов от температуры, рассчитываются еще при проектирования турбогенератора. Если у нас углекислый газ подается в одном месте, то он будет охлаждать эту часть и ось «поведет» или еще заклинит, что станет причиной серьезных повреждений оборудования на много-много миллионов рублей.
Поэтому иногда такие систему углекислотного пожаротушения оснащаются электрическими или паровыми нагревателями углекислого газа, который будет подаваться на тушение турбогенератора!
То есть при установке любой системы пожаротушения надо подумать, а что будет, когда она сработает.
Еще одним примером «глупой» установки системы пожаротушения может быть установка углекислотной системы пожаротушения для защиты аварийного дизельного двигателя. По идее, такой дизельный агрегат должен получать воздух для своей работы откуда-то извне помещения, где он находится.
Если аварийный дизель-генератор работает, то значит, что-то произошло и основной источник питания отключен. И тут, по каким-либо причинам сработала система аварийного пожаротушения (вполне возможно, это будет ошибочное срабатывание после активации дымовых или тепловых извещателей системы).
Если, при срабатывании такой системы, углекислый газ засосет в двигатель, то он встанет. Ему просто не будет хватать кислорода для своей работы. Вреда двигателю это не нанесет. Но, мы теряем аварийный источник питания, когда отключен и основной! Мы встали!
Если помнить, что пожарные – тоже люди, то на дверях комнат, которые защищены углекислотными системами, хорошо бы повесить таблички об этом. Чтобы пожарные понимали, что в эти комнаты они не могут входить без изолирующих дыхательных аппаратов.
Прошу прощения у тех, кто попал на эту публикацию случайно. Но, надеюсь, я писал не слишком сложно.
Извините, что мало картинок. То, что я видел в Интернете - меня не устроили.
Все фотографии из моего архива.
PS. Данная статья не является справочником – ее задача дать общие понятия. Все стандарты и требования вы сможете найти в Интернете.
Не буду кривить душой - лайки приятны, но еще важней подписка, так как Вы всегда будете в курсе новых публикаций!
Если есть чем поделиться, пишите в комментариях, обязательно отвечу.
Если есть ошибки или замечания, постараюсь учесть. Тем более в публикациях по таким темам.
