Газовое пожаротушение — вид пожаротушения, при котором для тушения возгораний и пожаров применяются газовые огнетушащие вещества (ГОТВ). Автоматическая установка газового пожаротушения обычно состоит из баллонов или емкостей для хранения газового огнетушащего вещества, газа, который хранится в этих баллонах (емкостях) в сжатом или сжиженном состоянии, узлов управления, трубопроводов и насадок, обеспечивающих доставку и выпуск газа в защищаемое помещение, прибора приемно-контрольного и пожарных извещателей.
История
В последней четверти XIX века углекислый газ стали применять за рубежом как огнетушащее вещество. Этому предшествовало получение сжиженной двуокиси углерода (СО2) М. Фарадеем в 1823 г. В начале XX века в Германии, Англии и США начали применяться углекислотные установки пожаротушения, значительное их количество появилось в 30-х годах. После Второй мировой войны за рубежом начали применяться установки с использованием изотермических резервуаров для хранения СО2 (последние получили название установки пожаротушения двуокисью углерода низкого давления).
Хладоны (галоны) являются более современными газовыми огнетушащими веществами (ГОТВ). За рубежом в начале XX века галон 104, а затем в 30-х годах галон 1001 (бромистый метил) весьма ограничено применялись для пожаротушения, преимущественно в ручных огнетушителях. В 50-х в США проведены исследовательские работы, которые позволили предложить к применению в установках галон 1301 (трифторбромметан).
Первые отечественные установки газового пожаротушения (УГП) появились в середине 30-х годов для защиты кораблей и судов. В качестве газового ОТВ (ГОТВ) использовалась двуокись углерода. Первая автоматическая УГП применена в 1939 г. для защиты турбогенератора ТЭЦ. В 1951—1955 гг. разработаны батареи газового пожаротушения с пневмопуском (БАП) и электропуском (БАЭ). Применен вариант блочного исполнения батарей с помощью наборных секций типа СН. С 1970 г. в батареях используется запорно-пусковое устройство ГЗСМ.
В последние десятилетия широко применяются автоматические установки газового пожаротушения, использующие озонобезопасные хладоны — хладон 23, хладон 227еа, хладон 125. При этом хладон 23 и хладон 227еа применяются для защиты помещений в которых находятся, или могут находиться люди. Хладон 125 применяется в качестве огнетушащего вещества для защиты помещений без постоянного пребывания людей.
Ещё один тип огнетушащих веществ — фторированный кетон, применение изобретено компанией 3М в начале XXI века (под маркой Novec 1230). Он отличается тем, что обладает очень высоким запасом безопасности, при этом не влияя на экологию. Предпочтительно используется для защиты электро- и электронного оборудования, ЦОД, музеев, архивов, библиотек, критических объектов (АЭС, командно-диспетчерские пункты и т. д.), другое ценное имущество в помещениях с пребыванием людей.
Двуокись углерода широко применяется для защиты архивов, денежных хранилищ, объектов нефтегазовой отраслиАнтон Оника. Система пожаротушения: полное руководство по выбору, 2021 ..
Газы, применяемые при тушении
В качестве огнетушащих веществ для тушения используются газы, перечень которых определен в Своде правил 485.1311500.2020 «Системы противопожарной защиты. УСТАНОВКИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИЕ. Нормы и правила проектирования» (пункт 9.3.1).
Это следующие газовые огнетушащие вещества: хладон 23, хладон 227еа, хладон 125, хладон 218, хладон 318Ц, Хладон 217J1, Хладон 13J1, ФК-5-1-12, азот, аргон, инерген, аргонит, двуокись углерода, шестифтористая сера, ТФМ-18И.
Газовые огнетушащие вещества по принципу пожаротушения классифицируют на две группы:
Первая группа ГОТВ — ингибиторы (хладоны). Они имеют механизм тушения, основанный на химическом ингибировании (замедлении) реакции горения. Попадая в зону горения, эти вещества интенсивно распадаются с образованием свободных радикалов, которые вступают в реакцию с первичными продуктами горения.
При этом происходит снижение скорости горения до полного затухания.
Огнетушащая концентрация хладонов в несколько раз ниже, чем для сжатых газов и составляет от 7 до 17 объемных процентов.
Огнетушащая концентрация фторированного кетона от 4,2 %об. до 8,5 %об. в зависимости от пожарной нагрузки и особенностей помещения.
Хладоны обладают общетоксичным действием. Поражают сердечно-сосудистую и нервную системы, вызывают развитие спазмов сосудов и стойкие нарушение микроциркуляции крови. У поражённых во время приступов отмечаются спазмы мышц. Липидорастворимы. Нарушают кальциевый обмен в организме. Некоторые из них накапливаются в организме. Особо опасны последствие острых и подострых отравлений, а также хронических отравлений. Поражают печень, а вследствие развития отравления и почки. Разрушают лёгочные мембраны — развиваются эмфиземы и рубцевание. В смесях с другими токсикантами резко увеличивают степень поражения организма!
Хроническое воздействие и отравление средними и малыми концентрациями приводит к нарушениям в работе эндокринной системы и обмена веществ в организме.
— Хладоны, рекомендованные в Своде правил СП 485.1311500.2020 к применению, а именно, хладон 23, хладон 125, хладон 227еа не являются озононеразрушающими, так как не содержат хлора и брома. Озоноразрушающий потенциал (ODP) хладона 23, хладона 125 и хладона 227еа равен 0.
Все перечисленные выше хладоны являются парниковыми газами, объектами выведения из оборота по Кигалийской поправке к Монреальскому протоколу (на данный момент не ратифицирована в России).
Фторированный кетон не является ни озоноразрушающим, ни парниковым, не подлежит выведению по экологическим соображениям.
Вторая группа — это разбавляющие атмосферу газы. К ним относятся такие сжатые газы, как аргон, азот, инерген.
Для поддержания горения необходимым условием является наличие не менее 12 % кислорода. Принцип разбавления атмосферы состоит в том, что при вводе сжатого газа (аргона, азота, инергена) в помещении содержание кислорода снижается до значения менее 12 %, то есть создаются условия, не поддерживающие горение.
Сжиженные газовые огнетушащие составы Сжиженный газ хладон 23 применяется без газа-вытеснителя.
Хладоны 125, 227еа, 318Ц для обеспечения транспортировки по трубной разводке в защищаемое помещение требуют подкачки газом-вытеснителем.
Двуокись углерода
Двуокись углерода — бесцветный газ с плотностью 1,98 кг/м³, не имеющий запаха и не поддерживающий горение большинства веществ. Механизм прекращения горения двуокисью углерода заключается в её способности разбавлять концентрацию реагирующих веществ до пределов, при которых горение становится невозможным. Двуокись углерода может выбрасываться в зону горения в виде снегообразной массы, оказывая при этом охлаждающее действие. Из одного килограмма жидкой двуокиси углерода образуется 506 л. газа. Огнетушащий эффект достигается, если концентрация двуокиси углерода не менее 30 % по объёму. Удельный расход газа при этом составит 0,64 кг/(м³·с)Кашолкин Б. И., Мешалкин Е. А. Тушение пожаров в электроустановках. — М.:Энергоатомиздат, 1985. С. 17. Требует применения весовых устройств для контроля утечки огнетушащего вещества, обычно представляет собой тензорные весовые устройства.
Нельзя применять для тушения щелочно-земельных, щелочных металлов, некоторых гидридов металлов, развитых пожаров тлеющих материаловА. Я. Корольченко, Д. А. Корольченко. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. — М.: Асс. «Пожнаука», 2004. — Ч. I. С. 119.
Хладон 23
Хладон 23 (трифторметан) — легкий газ без цвета и запаха. В модулях находится в жидкой фазе. Обладает высоким давлением собственных паров (48 КгС/кв.см), не требует наддува газом-вытеснителем. Газ выходит из баллонов под действием давления собственных паров. Контроль массы ГОТВ в баллоне осуществляется устройством контроля массы автоматически и постоянно, что обеспечивает постоянный контроль работоспособности системы пожаротушения. Огнегасительная станция способна в нормативное время (до 10 секунд) создавать нормативную огнетушащую концентрацию в помещениях, удалённых от модулей с ГОТВ на расстояние до 110 метров по горизонтали и 32 — 37 метров по вертикали. Данные по расстояниям определяются с помощью гидравлических расчётов. Свойства газа хладон 23 позволяют создавать системы пожаротушения объектов с большим количеством защищаемых помещений путём создания централизованной станции газового пожаротушения. Озонобезопасен — ODP=0 (Ozone Depletion Potential). Предельно допустимая концентрация составляет 50 %, нормативная тушащая концентрация — 14,6 %. Запас безопасности для людей 35,6 %. Это позволяет применять Хладон 23 для защиты помещений с людьми.
Хладон 125 — химическое название — пентафторэтан, озонобезопасный, символическое обозначение — Хладон 125 ХП (R-125, HFC-125). — бесцветный газ, сжиженный под давлением; негорюч, но разлагается при температурах свыше +200 гр. Ц в пламени и на раскалённых металлических поверхностях. Взаимодействует с щелочными и щелочно-земельными металлами и сплавами с магнием (более 3 %), нагретым алюминием.
- Пентафторэтан относится к группе веществ, обладающих общетоксическим действием. Поражает сердечно-сосудистую и нервную системы, вызывает развитие спазмов сосудов и стойкие нарушение микроциркуляции крови. У поражённых во время приступов отмечаются спазмы мышц. Липидорастворим. Нарушает кальциевый обмен в организме. Накапливается в живых организмах. Особо опасны последствие острых и подострых, а также хронических отравлений. Поражает печень, а вследствие развития отравления и почки. На основании 5 летних наблюдений за пострадавшими от подострой интоксикации 2015 года, выявлено, что пентафторэтан разрушает лёгочные мембраны — развиваются эмфиземы и рубцевание. В смесях с другими токсикантами резко увеличивает степень поражения организма!. — предназначен в качестве хладагента и пожаротушащего вещества.
— Защитные меры — защитные перчатки, спецодежда, очки, дыхательные аппараты замкнутого цикла или с носимым запасом дыхательной смеси.
ОБЯЗАТЕЛЬНО — наличие постоянно работающей в помещениях вытяжки от уровня основного пола, приямков и кабельных каналов.
+ Основные свойства01.Относительная молекулярная масса:120,02;02.Температура кипения при давлении 0,1 МПа, °С: -48,5;03.Плотность при температуре 20°С, кг/м³: 1127;04.Критическая температура, °С: +67,7;05.Критическое давление, МПа: 3,39;06.Критическая плотность, кг/м³: 3 529;07.Массовая доля пентафторэтана в жидкой фазе, %, не менее: 99,5;08.Массовая доля воздуха, %, не более: 0,02;09.Суммарная массовая доля органических примесей, %, не более: 0,5;10.Кислотность в пересчете на фтористоводородную кислоту в массовых долях, %, не более: 0,0001;11.Массовая доля воды, %, не более: 0,001;12.Массовая доля нелетучего остатка, %, не более: 0,01.
Материалы по безопасности — MSDS
https://m9v.7b6.myftpupload.com/wp-content/uploads/2020/01/SDS-R125.pdf?time=1605645647
Хладон 218
Хладон 227еа Хладон 227еа [C3F7H(CF3CFHCF3)]- бесцветный газ, применяется в качестве компонента смесевых хладонов, газового диэлектрика, пропеллента и огнегасителя
(пенообразующий и охлаждающий агент). Хладон 227еа озонобезопасен, озоноразрушающий потенциал (ОРП) — 0 Есть пример применения этого газа в установке автоматического газового пожаротушения серверной, в модуле газового пожаротушения МПХ65-120-33.
Негорючий, невзрывоопасный и малотоксичный газ, при нормальных условиях является стабильным веществом. При соприкосновении с пламенем и с поверхностями с температурой 600 °С и выше Хладон 227еа разлагается с образованием высокотоксичных продуктов. При попадании жидкого продукта на кожу возможно обморожение.
Заливают в баллоны вместимостью до 50 дм3 по ГОСТ 949, рассчитанные на рабочее давление не менее 2,0 МПа, или в контейнеры (бочки) вместимостью не более 1000 дм3,рассчитанные на избыточное рабочее давление не менее 2,0 МПа. При этом на каждый 1 дм3 вместимости емкости следует наполнять не более 1,1 кг жидкого хладона. Транспортируют по железной дороге и автомобильным транспортом.