Для получения пены средней кратности

Комбинированные для получения пены низкой и средней кратности

Рис. 3.23. Классификация пенных пожарных стволов

Пенный ствол – устройство, устанавливаемое на конце напорной линии для формирования из водного раствора пенообразователя струй воздушно-механической пены различной кратности.

Для получения пены низкой кратности применяются ручные воздушно-пенные стволы СВП и СВПЭ. Они имеют одинаковое устройство, отличаются только размерами, а также эжектирующим устройством, предназначенным для подсасывания пенообразователя из емкости.

Ствол СВПЭ (рис. 3.24) состоит из корпуса 8 , с одной стороны которого навернута цапковая соединительная головка7 для присоединения ствола к рукавной напорной линии соответствующего диаметра, а с другой – на винтах присоединена труба5 , изготовленная из алюминиевого сплава и предназначенная для формирования воздушно-механической пены и направления ее на очаг пожара. В корпусе ствола имеются три камеры: приемная6 , вакуумная3 и выходная4 . На вакуумной камере расположен ниппель2 диаметром 16 мм для присоединения шланга1 , имеющего длину 1,5 м, через который всасывается пенообразователь. При рабочем давлении воды 0,6 МПа создается разрежение в камере корпуса ствола не менее 600 мм рт. ст. (0,08 МПа).

Рис. 3.24. Ствол воздушно-пенный с эжектирующим устройством типа СВПЭ:

1 – шланг; 2 – ниппель; 3 – вакуумная камера; 4 – выходная камера; 5 – направляющая труба; 6 – приемная камера; 7 – соединительная головка; 8 – корпус

Принцип образования пены в стволе СВП (рис. 3.25) заключается в следующем. Пенообразующий раствор, проходя через отверстие 2 в корпусе ствола1 , создает в конусной камере3 разрежение, благодаря которому воздух подсасывается через восемь отверстий, равномерно расположенных в направляющей трубе4 ствола. Поступающий в трубу воздух интенсивно перемешивается с пенообразующим раствором и образует на выходе из ствола струю воздушно-механической пены.

Рис. 3.25. Ствол воздушно-пенный СВП:

1 – корпус ствола; 2 – отверстие; 3 – конусная камера; 4 – направляющая труба

Принцип образования пены в стволе СВПЭ отличается от СВП тем, что в приемную камеру поступает не пенообразующий раствор, а вода, которая, проходя по центральному отверстию, создает разрежение в вакуумной камере. Через ниппель в вакуумную камеру по шлангу из ранцевого бочка или другой емкости подсасывается пенообразователь. Технические характеристики пожарных стволов для получения пены низкой кратности представлены в табл. 3.10.

Таблица 3.10

Для получения из водного раствора пенообразователя воздушно-механической пены средней кратности и подачи ее в очаг пожара используются генераторы пены средней кратности.

В зависимости от производительности по пене выпускаются следующие типоразмеры генераторов: ГПС-200; ГПС-600; ГПС-2000. Их технические характеристики представлены в табл. 3.11.

Таблица 3.11

Генераторы пены ГПС-200 и ГПС-600 по конструкции идентичны и отличаются только геометрическими размерами распылителя и корпуса. Генератор представляет собой водоструйный эжекторный аппарат переносного типа и состоит из следующих основных частей (рис. 3.26): корпуса генератора 1 с направляющим устройством, пакета сеток2 , распылителя центробежного3 , насадка4 и коллектора5 . К коллектору генератора при помощи трех стоек крепится корпус распылителя, в котором вмонтирован распылитель3 и муфтовая головка ГМ-70. Пакет сеток2 представляет собой кольцо, обтянутое по торцевым плоскостям металлической сеткой (размер ячейки 0,8 мм). Распылитель вихревого типа3 имеет шесть окон, расположенных под углом 12 ° , что вызывает закручивание потока рабочей жидкости и обеспечивает получение на выходе распыленной струи. Насадок4 предназначен для формирования пенного потока после пакета сеток в компактную струю и увеличения дальности полета пены. Воздушно-механическая пена получается в результате смешения в генераторе в определенной пропорции трех компонентов: воды, пенообразователя и воздуха. Поток раствора пенообразователя под давлением подается в распылитель. В результате эжекции при входе распыленной струи в коллектор происходит подсос воздуха и перемешивание его с раствором. Смесь капель пенообразующего раствора и воздуха попадает на пакет сеток. На сетках деформированные капли образуют систему растянутых пленок, которые, замыкаясь в ограниченных объемах, составляют сначала элементарную (отдельные пузырьки), а затем массовую пену. Энергией вновь поступающих капель и воздуха масса пены выталкивается из пеногенератора.

Вкачестве пенных пожарных стволов комбинированного типа рассмотрим установки комбинированного тушения пожаров (УКТП) «Пурга», которые могут быть ручного, стационарного и мобильного исполнения. Они предназначены для получения воздушно-механической пены низкой и средней кратности. Технические характеристики УКТП различного исполнения представлены в табл. 3.12. Кроме того, для этих стволов разработаны диаграмма радиуса действия и карта орошения (рис. 3.27), что позволяет более четко оценивать их тактические возможности при тушении пожаров.

Таблица 3.12

Пожарная пена

Как одно из наиболее эффективных огнетушащих веществ, пожарная пена известна уже больше ста лет. Изобретение оказалось столь эффективным, что до сих пор не нашлось пене достойной замены в пожарном деле.

Пена отлично противостоит горению моторного топлива, других нефтепродуктов и химических веществ, справляется с объемным тушением пожаров и с прочими сложными задачами. Пену применяют там, где использование воды неэффективно, нецелесообразно или даже опасно. Пенообразователь (средство, принимающее участие в создании пены) и профильное оборудование находится на вооружении пожарных, охраняющих не только предприятия химической и нефтехимической промышленности, но и аэродромы, крупные склады и другие ответственные объекты.

Историческая справка

Историю применения пены в теории и практике российских пожарных можно отсчитывать с 1904 года, года инженер, ученый и педагог Александр Лоран получил соответствующий патент. Изобретатель служил школьным учителем в Баку. Так как в этом городе находились нефтепромыслы, нефтяные пожары были ему хорошо известны. В результате ряда экспериментов Лоран получил устойчивую пену, созданную из сернокислого алюминия, бикарбоната натрия и воды. Пузырьки нового огнетушащего вещества без препятствий растекались по более тяжелой нефти и, буквально перекрыв кислород, останавливали огонь.

Сложность создания такой химической пены была в необходимости использовать многокомпонентные смеси. Проблема решилась через несколько десятилетий, когда были изобретены смеси, которые вспенивались при воздействии струи воздуха.

Классификация пожарной пены

Пена, как и полагается ей согласно названию, представляет собой пузырьки воздуха в пленке, созданной жидкостью. Соответственно, пенообразователь – вещество, которое применяется для создания пены.

Если говорить о способах классификации пены, то следует отметить два основных:

• способ создания;
• кратность.

Как отмечено выше, по способу создания пену разделяют на химическую, и на получаемую под воздействием воздуха в специальных устройствах. Химическая – это результат взаимодействия определенного набора компонентов. Воздушно-механическая пена - результат смешивания воздуха с так называемым пеноконцентратом.

Преимущество пожарные отдают воздушно-механической пене, в связи с ее отличными огнетушащими характеристиками, легкостью в обращении и с возможностью регулирования кратности.

Кратность пены представляет собой соотношение объема пеноконцентрата (или других исходных веществ) к объему полученной пены. По кратности пены различают:

• пеноэмульсию (коэффициент меньше 3);
• пену низкой кратности (коэффициент находится в диапазоне 3-20);
• пену средней кратности (коэффициент находится в диапазоне 20-200);
• пену высокой кратности (коэффициент больше 200).

Существенное значение имеет и классификация пенообразователей . Эти вещества синтетического происхождения принято делить на две большие группы:

• с содержанием фтора;
• с содержанием углеводородов.

Каждый из пенообразователей имеет предпочтительную область применения. По области применения пенообразователи делят на:

• поверхностные, предназначенные для тушения пожаров на поверхности жидкостей и на других плоскостях;
• локально-поверхностные, которыми укрощают огонь на определенных ограниченных поверхностях;
• общеобъемные, предназначенные для нагнетания в закрытые помещения или резервуары;
• локально-объемные, которыми заполняют внутреннюю часть оборудования, небольшие помещения и т.п.;
• комбинированные, обладающие симбиозом характеристик описанных выше видов пенообразователей.

Особенности применения огнетушащей пены

За несколько десятилетий использования и усовершенствования огнетушащей пены определились и особенности ее применения. Так, пеной с невысоким уровнем кратности целесообразно поливать горящие поверхности. Она хорошо держит целостность, не пропускает горячие газы, снижает температуру горящей поверхности. Такая пена подается мощной струей даже на достаточно большие расстояния.

Пену средней и высокой кратности эффективно используют для изоляции объемов, для тушения пожаров в таких объемах, для вытеснения загрязненного воздуха из помещений, из вентиляционных систем и других объектов. В случае необходимости пену применяют вместе с другими огнетушащими веществами, в том числе и с порошковыми. Широкое распространение получило применение пожарной пены для покрытия взлетно-посадочных полос на случай экстренной посадки воздушного судна.

Статью прислал: beetle

Основным средством тушения нефтепродуктов и некоторых твёрдых горючих веществ является воздушно-механическая пена (ВМП). Она состоит из пенообразователя, воды и воздуха, и представляет собой ячеисто-плёночную дисперсную систему, состоящую из массы пузырьков воздуха, разделённых тонкими плёнками водного раствора пенообразователя.

Основным компонентом воздушно-механической пены служат пенообразователи , представляющие собой водные растворы поверхностно-активных веществ. В зависимости от химического состава пенообразователи подразделяются на синтетические, фторсинтетические, протеиновые, и фторпротеиновые. В зависимости от области применения пенообразователи классифицируются на две группы: пенообразователи общего назначения и пенообразователи целевого назначения. Пенообразователи общего назначения (чаще всего синтетические углеводородные) могут использоваться для получения пены при тушении горючих жидкостей, твёрдых сгораемых материалов, волокнистых и тлеющих веществ. В настоящее время промышленностью выпускаются следующие марки пенообразователей общего назначения: ПО-3АИ, ПО-3НП, ТЭАС, ПО-6ТС, «БАРЬЕР», «СНЕЖОК-1» и др. Пенообразователи целевого назначения (как правило, смесь фторсодержащих и углеводородных поверхностно-активных веществ) дополнительно могут применяться для получения пены при тушении пожаров отдельных видов горючих жидкостей (спирты, кетоны). При этом данная группа пенообразователей отличается повышенной огнетушащей эффективностью. К ней относятся пенообразователи САМПО, Морской А(Б), ПО-6НП, Форэтол, Универсальный, ПО-6ФП, ПО-6А3F, ПО-6МТ и др.

Для получения водного раствора пенообразователя в состав насосного агрегата пожарного автомобиля включёно специальное устройство- пеносмеситель . В основе работы пеносмесителя лежит насос струйного типа, где в качестве эжектируемой жидкости выступает пенообразователь. В результате перемешивания в пожарном насосе воды и пенообразователя, в пожарном насосе образуется водный раствор пенообразователя, который под напором, образуемым пожарным насосом, по пожарному рукаву подаётся к воздушно-пенному стволу. В воздушно-пенном стволе за счёт эжекции происходит подсос в струю водного раствора пенообразователя атмосферного воздуха, и на выходе из ствола получают воздушно-механическую пену.

Полученная воздушно-механическая пена характеризуется следующими основными показателями: стойкостью – способностью пены противостоять разрушению в течение определённого времени (другими словами – это время, в течение которого пена разрушается на 50% от первоначального объёма); кратностью – отношение объёма пены к объёму водного раствора из которого она получена; вязкостью – способностью пены к растеканию по поверхности; дисперсностью – степенью измельчения, т.е. размерами пузырьков. Важной характеристикой воздушно-механической пены является её электропроводность .

Различают пены низкой (до 20), средней (от 20 до 200) и высокой (свыше 200) кратности. Пены низкой кратности характеризуются большим содержанием в ней водного раствора пенообразователя и соответственно отличаются повышенной стойкостью. Высокократные пены характеризуются малым содержанием в ней водного раствора пенообразователя и повышенным содержанием в её объёме атмосферного воздуха. При этом пены высокой кратности менее стойки. На практике при эксплуатации основных пожарных автомобилей наибольшее распространение имеет воздушно-механическая пена средней и низкой кратности. Для их получения используют 6% и 3% водные растворы пенообразователя, в зависимости от марки пенообразователя. Так для получения пены средней кратности используется 6-процентный пенообразователей ПО-6ТС, ТЭАС, САМПО, ПО-6НП, Барьер, Снежок-1, ПО-6ФП, ПО-6МТ, ПО-6А3F или 3-процентный раствор пенообразователей ПО-3АИ, ПО-3НП и других. Необходимая концентрация водного раствора пенообразователя устанавливается на насосном агрегате пожарного автомобиля с помощью пеносмесителя. Для получения из водного раствора пенообразователя воздушно-механической пены и формирования пенной струи служат воздушно-пенные стволы.

Наибольшее распространение в пожарном деле имеет генератор пены средней кратности ГПС-600 (см. рис. 3.9), предназначенный для получения из 6% водного раствора пенообразователя воздушно-механической пены средней кратности.

Пеногенератор ГПС-600 представляет собой водоструйный эжекторный аппарат переносного типа и состоит из следующих основных частей: распылителя 2 с соединительной головкой 1, корпуса 6 в виде диффузора струйного насоса, насадка 5 и пакета сеток 4. Распылитель соединён с корпусом пеногенератора при помощи трёх крепёжных стоек. Принцип работы ГПС-600 заключается в следующем: поток рабочей жидкости (водный раствор пенообразователя) по пожарному рукаву под давлением подаётся к распылителю пеногенератора. За счёт эжекции при входе распылённой струи в корпус (диффузор) пеногенератора происходит подсос воздуха и

Для нормальной работы ГПС-600 необходимо поддерживать напор раствора пенообразователя перед распылителем в пределах 60 м. вод. ст. (0,6 МПа или 6 кгс/см 2). При этом напоре производительность ГПС-600 по пене составляет 600 л/с (36 м 3 /мин), а по раствору 6 л/с; кратность получаемой пены составляет 100; дальность пенной струи – 10 метров; высота пенной струи – 5 метров.

Для получения воздушно-механической пены низкой кратности в пожарной технике применяется ствол воздушно-пенный СВП (см. рис. 3.10).

Ствол СВП состоит из корпуса 1, на котором с одной стороны укреплена соединительная головка для присоединения пожарного рукава, а с другой кожух 5, в котором пенообразующий раствор перемешивается с атмосферным воздухом и формируется пенная струя.

Принцип работы ствола СВП напоминает принцип работы ГПС-600. Раствор пенообразователя по пожарному рукаву под напором поступает в корпус ствола. Проходя через отверстия 2, поток раствора создаёт в конусной камере 3 разрежение, благодаря чему через отверстия в кожухе 4 подсасывается воздух из атмосферы. Поступающий в кожух воздух интенсивно перемешивается с пенообразующим раствором, и образует на выходе из ствола струю воздушно-механической пены.

Ствол СВП по своим параметрам (рабочему давлению перед ним и расходу водного раствора пенообразователя) соответствует параметрам генератора пены средней кратности ГПС-600. При этом его производительность по пене составляет 4 м 3 /мин; кратность получаемой пены – 7; дальность подачи пенной струи – 28 метров.

Полный типоразмерный ряд УКТП «Пурга» включает установки, имеющие производительность по пене от 20 м 3 /мин до 240 м 3 /мин. На рис. 3.11 внизу показана УКТП «Пурга-120», которая изготавливается в стационарном и мобильном вариантах с ручным или дистанционным управлением. Эта установка способна подать 216 кубометров пены в минуту на расстояние до 100 метров.

Тема № 9

Похожая информация.

Пена – это скопление пузырьков, которое способствует , главным образом, за счет эффекта поверхностного тушения. Пузырьки возникают при смешивании воды с пенообразователем. Пена легче самого легкого воспламеняющегося нефтепродукта, поэтому при подаче на горящий нефтепродукт она остается на его поверхности.

Дополнительно читаете еще один

Виды пены по кратности:

• пены низкой кратности – кратность пены от 4 до 20 (получают стволами СВП, пеносливными устройствами);
• пены средней кратности – кратность пены от 21 до 200 (получают генераторами ГПС);
• пены высокой кратности – кратность пены более 200 (получают путем принудительного нагнетания воздуха).

Область применения. Достоинства и недостатки

Пена широко применяется для тушения пожаров твердых (пожары класса А) жидких веществ (пожары класса В), не вступающих во взаимодействие с водой, и в первую очередь – для тушения пожаров нефтепродуктов.

Химическая пена о бразуется смешиванием щелочи (обычно бикарбоната натрия) с кислотой (как правило, сульфата алюминия) в воде. Эти вещества содержатся в одном герметичном контейнере. Чтобы сделать пену более прочной и продлить срок ее службы, к ней добавляется стабилизатор.

При взаимодействии указанных химических веществ образуются пузырьки, наполненные углекислым газом, который в данном случае практически не обладает никакой огнетушащей способностью; его назначение – заставить пузырьки всплывать.

Порошок может храниться в емкостях и вводиться в воду в процессе борьбы с пожаром через специальную воронку или каждое из двух химических веществ может быть предварительно перемешано с водой, в результате чего образуется раствор сульфата алюминия и раствор бикарбоната натрия.

Эта пена образуется из пенного раствора, получаемого при смешивании пенообразователя с водой. Пузырьки возникают при турбулентном перемешивании воздуха с пенным раствором. Как следует из самого названия пены, ее пузырьки заполнены воздухом. Качество пены зависит от степени перемешивания, а также от исполнения и эффективности используемого оборудования, а ее количество – от конструкции этого оборудования.

Существует несколько типов воздушно-механической пены, одинаковых по природе, но имеющих разную огнетушащую эффективность. Ее пенообразователи производят на основе протеина и поверхностно-активных веществ. Поверхностно-активные вещества – это большая группа веществ, включающая моющие средства, смачиватели и жидкое мыло.

Ограничения в применении пены

При правильном использовании пена – эффективное огнетушащее вещество. Тем не менее существуют определенные ограничения в ее применении, которые перечислены далее.

1. Поскольку пена представляет собой водный раствор, она проводит электричество, поэтому ее нельзя подавать на электрооборудование, находящееся под напряжением.
2. Пену, так же как и воду, нельзя применять для тушения горючих металлов.
3. Многие типы пены нельзя употреблять с огнетушащими порошками. Исключение из этого правила составляет «легкая вода», которая может использоваться с огнетушащим порошком
4. Пена не годится для тушения пожаров, связанных с горением газов и криогенных жидкостей. Но высоко-кратная пена применяется при тушении растекающихся криогенных жидкостей для быстрого подогрева паров и уменьшения опасности, сопутствующих такому растеканию

1. Несмотря на существующие ограничения в применении, пена очень эффективна при борьбе .
2. Пена - очень эффективное огнетушащее вещество, которое, кроме того, обладает и охлаждающим эффектом.
3. Пена создает паровой барьер, препятствующий выходу воспла­меняющихся паров наружу. Поверхность цистерны может быть покрыта пеной для защиты ее от пожара в соседней цистерне.

4. Пена может быть использована для тушения пожаров класса А в связи с наличием в ней воды. Особенно эффективна «легкая вода».

5. Пена – эффективное огнетушащее вещество для покрытия расте­кающихся нефтепродуктов. Если нефтепродукт вытекает, нужно попытаться закрыть клапан и таким образом прервать поток. Если это невозможно сделать, надо преградить путь потоку при помощи пены, которую следует подавать в район пожара для его тушения и затем для создания защитного слоя, покрывающего просачивающуюся жидкость.

6. Пена – наиболее эффективное огнетушащее вещество для тушения пожаров в больших емкостях с .

7. Для получения пены может использоваться пресная или жесткая или мягкая вода.

Отдельного внимания заслуживает и компрессионная пена, которая очень хорошо себя зарекомендовала при тушении пожаров.

Компрессионная пена (compressed air foam system, CAFS) – технология, используемая в пожаротушении для доставки огнетушащей пены с целью тушения возгорания или защиты зоны, где отсутствует горение, от воспламенения.

Компрессионная пена получается из стандартной насосной установки, которая имеет точку ввода сжатого воздуха в пенообразователь для формирования пены. Кроме того, сжатый воздух также добавляет энергию в струю, которая позволяет увеличить дальность доставки ОТВ по сравнению со стандартными пеногенераторами или стволами.

При использовании компрессионной пены, эффективность огнетушащего вещества составляет порядка 80%. Такой показатель возможен благодаря особым физическим свойствам компрессионной пены, а именно адгезивности. При тушении пожара, ствольщик получает в свой арсенал новые возможности. При нанесении на потолок и стены, пена изолирует смежные помещения от воздействия высоких температур, при этом пена долго держится даже на вертикальных поверхностях: от одного часа на металлической до двух-трех часов на деревянной. Каждый пузырь компрессионной пены имеет стойкую связь с соседними, что обуславливает высокую стойкость пены. В результате получается тонкое (около 1-2 сантиметров) и прочное «одеяло», которое буквально «укрывает» горящую поверхность, прекращая доступ кислорода в очаг возгорания.

Готовая компрессионная пена подаётся по напорным пожарным рукавам диаметром 38 или 51 мм под рабочим давлением 7 ÷ 10 кгс/см 2 .

Физические параметры компрессионной пены и, соответственно, огнетушащие свойства пены – изменяются посредством изменения соотношения ингредиентов. Может вырабатываться «сырая» (тяжёлая) пена с соотношением от 1: 5 (вода: воздух) и «сухая» (лёгкая) пена с соотношением до 1: 20 (вода: воздух).

Подача компрессионной пены с соотношением 1: 10 (вода: воздух) на вертикальные поверхности

(металлическую дверь, кирпичную стену).

Вместе с тем, пена обладает и лучшими свойствами воды – она охлаждает очаг, а благодаря смачивателям, включенным в ее состав – проникает в поры и трещины поверхности, предотвращая тление материала и его повторное возгорание.

Главные преимущества компрессионной пены: быстрый сбив пламени и снижение температуры, сокращение времени тушения в 5 ÷ 7 раз (на 500 ÷ 700 % !!!), снижение расхода воды в 5 ÷ 15 раз (на 500 ÷ 1500 %).

Пенобразователи

Пенообразователь (пенный концентрат) -концентрированный водный раствор стабилизатора пены (поверхностно-активного вещества), образующий при смешивании с водой рабочий раствор пенообразователя.

Пенообразователи предназначены для получения с помощью пожарной техники воздушно-механической пены или растворов смачивателей, используемых для тушения пожаров классов А (горение твердых веществ) и В (горение жидких веществ).

Пенообразователи в зависимости от химического состава (поверхностно-активной основы) подразделяются на:

• синтетические (с),
• фторсинтетические (фс ),
• протеиновые (п),
• фторпротеиновые (фп ).

Пенообразователи в зависимости от способности образовывать огнетушащую пену на стандартном пожарном оборудовании подразделяются на:

Самыми популярными и недорогими, и в то же время эффективными, на сегодняшний день считаются пенообразователи с маркировкой ПО-6 и ПО-3. Цифры на маркировке говорят об уровне концентрации пенообразователя в рабочем растворе (6 или 3 литра на определенный объем воды). Хранить такую продукцию следует в отапливаемых помещениях. Замерзая, пенообразователь не теряет своих свойств и вновь готов к эксплуатации после размораживания, но в условиях возникшего пожара времени на приведение его в нужную консистенцию может просто не быть. Оба вида относятся к числу биоразлагаемых и абсолютно безопасны при хранении и транспортировке.

ХАРАКТЕРИСТИКА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЁННЫХ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЕЙ

ПО-6НП – синтетический, биологически разлагаем. Предназначен для тушения пожаров нефтепродуктов, ГЖ, для применения с морской водой. «Морпен» – синтетический, биологически разлагаем. Предназначен для получения огнетушащей пены низкой, средней и высокой кратности с использованием как пресной, так и морской воды.