RU2019214C1 - Method of volumetric fire extinguishing by extinguishers - Google Patents

Method of volumetric fire extinguishing by extinguishers Download PDF

Info

Publication number
RU2019214C1
RU2019214C1 SU4946424A RU2019214C1 RU 2019214 C1 RU2019214 C1 RU 2019214C1 SU 4946424 A SU4946424 A SU 4946424A RU 2019214 C1 RU2019214 C1 RU 2019214C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solid fuel
fire extinguishing
extinguishing
volume
aerosol
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Н. Баратов
В.В. Белоконь
В.И. Деружинский
Л.В. Забелин
Э.Л. Казарьян
А.В. Марченко
Ю.А. Милицын
Б.И. Миронов
З.П. Пак
Б.П. Перепеченко
В.Г. Тамурка
Э.Г. Ткачев
В.В. Шаршков
Г.Г. Шахрай
Т.П. Коробенина
Original Assignee
Люберецкое научно-производственное объединение "Союз"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Люберецкое научно-производственное объединение "Союз" filed Critical Люберецкое научно-производственное объединение "Союз"
Priority to UA4946424A priority Critical patent/UA27703C2/en
Priority to SU4946424 priority patent/RU2019214C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2019214C1 publication Critical patent/RU2019214C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: fire extinguishing. SUBSTANCE: method involves providing inhibitory action of surface of condensed aerosol phase on flame, with aerosol being produced in the process of combustion of solid fuel; preliminarily placing solid fuel in volume to be protected so that additional displacers and extinguisher conveyance devices are not required. Solid fuel may be ignited by fire initiator as well as by special igniting device. When specific fire extinguishing system based on solid fuel is designed, solid fuel weight is determined in accordance with formula M=K V, where K≥ 10 g/m3 is fire extinguishing concentration of solid-fuel aerosol composition; V is volume of object to be protected. Fire extinguishing effect may be increased by cooling solid fuel combustion products. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 3 cl, 2 tbl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, преимущественно к предупреждению и тушению пожара в замкнутом объеме. В современном пожаротушении объемное тушение основано на создании в защищаемом объеме среды, не поддерживающей горение. В качестве огнетушащих составов используют инертные разбавители (углекислый газ, азот, аргон, водяной пар), летучие ингибиторы - галоидосодержащие вещества, порошковые огнетушащие составы (А.Н.Баратов, Е.М.Иванов Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. М: Химия, 1979, с.80-126). The invention relates to fire fighting equipment, mainly to preventing and extinguishing a fire in a confined space. In modern fire extinguishing, volumetric extinguishing is based on creating an environment in the protected volume that does not support combustion. Inert extinguishing agents use inert diluents (carbon dioxide, nitrogen, argon, water vapor), volatile inhibitors - halogen-containing substances, powder extinguishing agents (A.N. Baratov, E.M. Ivanov Fire extinguishing at the enterprises of the chemical and oil refining industry. M: Chemistry, 1979, pp. 80-126).

Известные способы объемного пожаротушения инертными разбавителями не позволяют их применять для тушения щелочных и щелочноземельных металлов, некоторых гидридов металлов и соединений, в молекулы которых входит кислород. При устройстве систем объемного тушения имеются ограниченные возможности способа по размерам защищаемых помещений (при очень большом объеме помещения трудно обеспечить подачу требуемого количества газа за допустимое время), необходим учет возможности поражения людей, вызываемого удушьем (требуются сигнализирующие устройства, предупреждающие о пуске системы тушения в действие). Known methods of volumetric extinguishing with inert diluents do not allow them to be used to extinguish alkali and alkaline earth metals, some metal hydrides and compounds in the molecules of which oxygen is included. When installing volumetric extinguishing systems, there are limited possibilities of the method for the size of the protected rooms (with a very large volume of the room it is difficult to supply the required amount of gas in an acceptable amount of time), it is necessary to take into account the possibility of injuring people caused by suffocation (signaling devices warning about putting the extinguishing system into operation are required )

Тушение галоидосодержащими соединениями (хладонами) имеет ряд недостатков. Эти вещества могут оказывать токсическое воздействие на человека, образующиеся при пожаротушении хладонами продукты их термического разложения характеризуются высокой коррозионной активностью. Кроме того, наиболее пожароопасные помещения традиционно защищаются мощными системами объемного пожаротушения, в которых используются хладоны. Однако проведение международных мероприятий по охране озонового слоя Земли в соответствии с Монреальским протоколом (1987 г.) потребует сокращения использования упомянутых хладонов, как веществ с высоким озоноразрушающим потенциалом, к 1995 году наполовину, а к 2000 году - полное запрещение их применения. Quenching by halide-containing compounds (freons) has a number of disadvantages. These substances can have a toxic effect on humans, the products of their thermal decomposition, which are formed during fire extinguishing with chladones, are characterized by high corrosivity. In addition, the most fire hazardous areas are traditionally protected by powerful volumetric fire extinguishing systems that use freon. However, the implementation of international measures for the protection of the ozone layer of the Earth in accordance with the Montreal Protocol (1987) will require a reduction in the use of the said chladones as substances with high ozone-depleting potential by half by 1995 and a complete ban on their use by 2000.

Основным недостатком использования огнетушащих порошков при объемном пожаротушении является их склонность к слеживанию и комкованию, при этом теряется способность порошков транспортироваться по трубопроводам и образовывать огнетушащее облако. Кроме того, указанные составы имеют высокие значения нормы расхода. The main disadvantage of using fire extinguishing powders during volumetric fire extinguishing is their tendency to caking and clumping, while the ability of the powders to transport through pipelines and form a fire extinguishing cloud is lost. In addition, these formulations have high consumption rates.

Известен способ тушения с использованием окислительно-восстановительной системы и энергии ее горения для испарения соединений типа C6Br6, причем огнетушащее действие осуществляют пары, содержащие бром, а дисперсная фаза не используется (патент США N 3972820, кл. A 62 C 1/00, 1976).A known method of extinguishing using a redox system and its burning energy for the evaporation of compounds of type C 6 Br 6 , and extinguishing action carried out by vapors containing bromine, and the dispersed phase is not used (US patent N 3972820, CL A 62 C 1/00 , 1976).

Однако известный способ тушения не дает достаточного огнетушащего эффекта, так как пары, содержащие бром, из-за высокой температуры поднимаются и собираются в верхней части защищаемого объема, тем самым снижается эффект ингибирования зоны горения этими парами, основанный на изъятии из зоны реакции активных центров (атомов и радикалов), ответственных за развитие процесса горения. Огнетушающая концентрация пожаротушащего состава, осуществляемая таким способом, составляет 128 г/м3.However, the known method of extinguishing does not provide a sufficient extinguishing effect, since vapors containing bromine rise and collect in the upper part of the protected volume due to the high temperature, thereby reducing the effect of inhibiting the combustion zone by these vapors, based on the removal of active centers from the reaction zone ( atoms and radicals) responsible for the development of the combustion process. The extinguishing concentration of the extinguishing agent carried out in this way is 128 g / m 3 .

Целью изобретения является повышение эффективности и упрощение процесса пожаротушения. The aim of the invention is to increase the efficiency and simplification of the fire fighting process.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, основанном на создании в защищаемом объеме среды, не поддерживающей горение, тушение проводят ингибирующим действием на пламя поверхностью конденсированной фазы аэрозоля, образуемого при сгорании твердого топлива, размещенного заранее в защищаемом объеме и воспламеняющегося от очага пожара или с помощью специального зажигательного устройства, причем массу сжигаемого топлива выбирают из соотношения
M=K . V,
где V - объем защищаемого объекта;
K ≥ 10 г/м3 - огнетушащая концентрация продуктов сгорания твердого топлива.
This goal is achieved by the fact that in the known method, based on the creation in a protected volume of a medium that does not support combustion, quenching is carried out by an inhibitory effect on the flame of the surface of the condensed phase of an aerosol generated by the combustion of solid fuel placed in advance in a protected volume and ignited from a fire or using a special incendiary device, and the mass of fuel burned is selected from the ratio
M = K. V
where V is the volume of the protected object;
K ≥ 10 g / m 3 - fire extinguishing concentration of solid fuel combustion products.

Кроме того, полученную аэрозоль можно предварительно охлаждать. In addition, the resulting aerosol can be pre-cooled.

Получаемая в результате сгорания твердого топлива конденсированная фаза аэрозоля в результате гравитационных сил оседает на очаг пожара, что повышает эффективность ингибирующего воздействия на пламя. Основным актом ингибирования является гетерогенная рекомбинация атомов кислорода и других радикалов и атомов на поверхности твердых частиц аэрозоля. The condensed phase of the aerosol resulting from the combustion of solid fuel as a result of gravitational forces settles on the fire, which increases the effectiveness of the inhibitory effect on the flame. The main act of inhibition is the heterogeneous recombination of oxygen atoms and other radicals and atoms on the surface of aerosol solid particles.

Предварительная токсикологическая оценка огнетушащих концентраций твердого топлива (состава ПАС-11) показала, что продукты сгорания ПАС-11 при К= 40 г/м3 по уровню токсического воздействия ниже, чем у хладона, а среда, образующаяся при тушении, характеризуется как переносимая.Preliminary toxicological assessment of fire extinguishing concentrations of solid fuel (composition PAS-11) showed that the combustion products of PAS-11 at K = 40 g / m 3 in terms of toxic effects are lower than that of freon, and the environment formed during the extinguishing is characterized as portable.

Технических решений, содержащих признаки, связанные с применением эффекта ингибирования пламени очага пожара конденсированной фазой продуктов сгорания твердого топлива для объемного пожаротушения, не обнаружено. Проводилась серия экспериментов в модельных и натурных условиях с целью определения пожаротушащей эффективности твердотопливного аэрозольного состава ПАС-11, состоящего из отвержденной на эпоксидной связке смеси азотнокислого калия и хлорнокислого калия. No technical solutions containing signs associated with the application of the effect of inhibiting the flame of a fire source by the condensed phase of solid fuel combustion products for volumetric fire fighting were found. A series of experiments was conducted under model and natural conditions in order to determine the fire extinguishing efficiency of the PAS-11 solid propellant aerosol composition, consisting of a mixture of potassium nitrate and potassium peroxide cured on an epoxy bond.

Модельные испытания проводились в специальной камере 1 (см. фиг.1) объемом 68 л, в которой располагалась кювета 2 с легковоспламеняющейся жидкостью, воспламеняющейся с помощью спирали 3, и образец твердого топлива 4, воспламеняющегося от спирали 5. Процессы воспламенения и тушения наблюдались через прозрачную торцовую крышку 6 и контролировались с помощью термопар. В качестве горючего использовался изопропиловый спирт (C3H8O). Время тушения спирта исчислялось от момента зажигания образца твердого топлива до исчезновения пламени над кюветой. От опыта к опыту варьировалась масса образца твердого топлива. Основные результаты испытаний приведены в табл.1.Model tests were carried out in a special chamber 1 (see Fig. 1) with a volume of 68 l, in which a cuvette 2 was located with a flammable liquid that was flammable by means of a spiral 3, and a sample of solid fuel 4, which was flammable from a spiral 5. Ignition and extinguishing processes were observed through transparent end cap 6 and controlled by thermocouples. Isopropyl alcohol (C 3 H 8 O) was used as fuel. The quenching time of alcohol was calculated from the moment the solid fuel sample was ignited until the flame disappeared above the cell. From experiment to experiment, the mass of a sample of solid fuel varied. The main test results are given in table 1.

Предварительные эксперименты показали, что в герметично закрытой камере спирт в кювете самопроизвольно гаснет через 30-40 с вследствие выгорания кислорода, при наличии притока воздуха через отверстие в торце камеры устойчивое горение продолжалось до полного выгорания спирта, это происходило через 120 с (опыт 1). Эксперименты (опыт 2-5) по тушению с изменением массы твердого топлива показали, что время тушения составляет 3-4 с. Огнетушащая концентрация составила 40 г/м3 или 3% от массы воздуха в объеме, что находится на уровне лучших результатов, полученных ранее. При концентрации меньше 40 г/м3 (опыт 5) тушение очага горения не произошло.Preliminary experiments showed that in a hermetically sealed chamber, the alcohol in the cuvette spontaneously extinguishes after 30-40 s due to oxygen burnout, in the presence of an air flow through the hole in the chamber end, stable combustion continued until the alcohol burned out completely, this happened after 120 s (experiment 1). Quenching experiments (experiment 2-5) with a change in the mass of solid fuel showed that the quenching time is 3-4 s. The extinguishing concentration was 40 g / m 3 or 3% of the mass of air in the volume, which is at the level of the best results obtained previously. At a concentration of less than 40 g / m 3 (experiment 5), the quenching of the burning site did not occur.

Для экспериментальной проверки эффективности пожаротушения продуктами сгорания аэрозольного твердого топлива в натурных условиях был разработан генератор аэрозоля и специальный бокс (объемом 60 м3), близкий к натурным помещениям, подлежащим защите от пожара.For experimental verification of the effectiveness of fire extinguishing by the combustion products of aerosol solid fuel under natural conditions, an aerosol generator and a special box (60 m 3 in volume) were developed, which is close to natural premises to be protected from fire.

Генератор аэрозоля (см. фиг.2) состоит из корпуса 1, выходного сопла 2, воспламенителя 3. Генератор аэрозоля снаряжается зарядом 4 из отдельных шашек огнетушащего состава. В зависимости от количества шашек масса заряда может меняться. Воспламенение происходит от электроспирали. The aerosol generator (see figure 2) consists of a housing 1, an output nozzle 2, an igniter 3. The aerosol generator is equipped with a charge 4 of individual pieces of a fire extinguishing composition. Depending on the number of pieces, the charge mass may vary. Ignition comes from an electric coil.

Бокс (см. фиг.3) для проведения натурных испытаний представляет собой помещение с размерами 3х3, 6х6 м и имеет вентиляционное отверстие 1 с меняющейся площадью. Величина объема и отсутствие полной герметичности приближает его к натурным помещениям, в которых необходимо предотвратить или тушить пожары в реальных условиях. Очаг горения 2, в данном случае противень со спиртом, имел поверхность горения 1 м2 и воспламенялся электрической спиралью 3. Генератор аэрозоля 4 воспламенялся от электроспирали. В боксе устанавливались датчики температуры для оценки распределения температуры в объеме. Процесс горения и тушения фиксировался киносъемкой и показаниями термопар, установленных в зоне горения спирта и генераторе аэрозоля.Boxing (see figure 3) for field testing is a room with dimensions of 3x3, 6x6 m and has a ventilation hole 1 with a changing area. The size of the volume and the lack of complete tightness brings it closer to the full-scale premises, in which it is necessary to prevent or extinguish fires in real conditions. Combustion center 2, in this case a pan with alcohol, had a combustion surface of 1 m 2 and was ignited by an electric spiral 3. The aerosol generator 4 was ignited by an electric spiral. In the box, temperature sensors were installed to assess the distribution of temperature in the volume. The process of burning and extinguishing was recorded by filming and the readings of thermocouples installed in the alcohol combustion zone and the aerosol generator.

Типичный ход кривых температуры очага горения (кривая а) и продуктов сгорания генератора аэрозоля (кривая б) приведен на фиг.4. Откуда видно, что после установления процесса стационарного горения Т1=20 с подавался сигнал на воспламенение аэрозольного генератора. По достижении величины концентрации продуктов сгорания твердого топлива, необходимой для тушения, пламя очага горения угасает и падает температура его в момент времени Т2=40 с. Разностью Т21т определялось время тушения пламени.A typical curve of the temperature of the combustion zone (curve a) and the combustion products of the aerosol generator (curve b) is shown in Fig. 4. It can be seen that after the stationary combustion process T 1 = 20 s was established, a signal was sent to ignite the aerosol generator. Upon reaching the concentration of solid fuel combustion products required for extinguishing, the flame of the combustion zone fades and its temperature drops at time T 2 = 40 s. The difference T 2 -T 1 = T t determined the time of extinguishing the flame.

Результаты испытаний в боксе с различной массой заряда генератора приведены в табл.2. The test results in a box with different mass of the generator charge are given in table 2.

Из приведенных в табл.2 данных (опыты 1-5) видно, что минимальная огнетушащая концентрация продуктов сгорания твердого топлива, необходимая для тушения, равна 40 г/м3, что находится на одном уровне с модельными экспериментами в объеме 68 л. Следует отметить, что эффективность пожаротушения продуктами сгорания твердого топлива существенно повышается, если их предварительно охладить (например, инертным газом - азотом). Расход азота в опыте 6 составил 2,2 кг/с, при этом обнаружено, что минимальная концентрация продуктов сгорания для тушения уменьшилась в 2,5 раза и составила 20,5 г/м3.From the data given in Table 2 (experiments 1-5), it is seen that the minimum fire extinguishing concentration of solid fuel combustion products required for extinguishing is 40 g / m 3 , which is on a par with model experiments in a volume of 68 l. It should be noted that the efficiency of fire extinguishing by solid fuel combustion products is significantly increased if they are pre-cooled (for example, with an inert gas - nitrogen). The nitrogen consumption in experiment 6 was 2.2 kg / s, while it was found that the minimum concentration of combustion products for extinguishing decreased by 2.5 times and amounted to 20.5 g / m 3 .

Из экспериментов получено, что при разработке конкретной системы пожаротушения на твердом топливе масса твердого топлива определяется по формуле
M=K . V,
где K ≥ 10 г/м3 - огнетушащая концентрация пожаротушащего твердотопливного аэрозольного состава;
V - объем защищаемого объекта.
From experiments it was found that when developing a specific solid-fuel fire extinguishing system, the mass of solid fuel is determined by the formula
M = K. V
where K ≥ 10 g / m 3 - fire extinguishing concentration of fire extinguishing solid propellant aerosol composition;
V is the volume of the protected object.

Использование предлагаемого способа объемного пожаротушения твердотопливными аэрозольными составами обеспечивает по сравнению с существующим способом повышение эффективности тушения (возможность получения огнетушащей концентрации 40 г/м3, при 128 г/м3 в прототипа). Отсутствие вредных для человеческой жизни газов в продуктах сгорания твердого топлива подтверждено экспериментальной проверкой. Отсутствие озоноразрушающих веществ в продуктах сгорания твердого топлива видно из термодинамического расчета состава газов и конденсированной фазы, приведенного ниже.Using the proposed method of volumetric fire extinguishing with solid fuel aerosol formulations provides an increase in extinguishing efficiency compared to the existing method (the possibility of obtaining a fire extinguishing concentration of 40 g / m 3 at 128 g / m 3 in the prototype). The absence of gases harmful to human life in the products of solid fuel combustion is confirmed by experimental verification. The absence of ozone-depleting substances in the combustion products of solid fuels is evident from the thermodynamic calculation of the composition of gases and the condensed phase below.

Газовая фаза, мол.% O2 21,62 N2 74,7 CO2 1,6 H2O 0,5
Конденсированная фаза, мас.% KCl 0,17 K2CO3 1,43
Gas phase, mol.% O 2 21.62 N 2 74.7 CO 2 1.6 H 2 O 0.5
The condensed phase, wt.% KCl 0,17 K 2 CO 3 1,43

Claims (3)

1. СПОСОБ ОБЪЕМНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ ОГНЕТУШАЩИМИ СОСТАВАМИ, основанный на создании в защищаемом объеме среды, не поддерживающей горение, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, тушение проводят ингибирующим действием на пламя поверхностью конденсированной фазы аэрозоля, образуемого при сгорании твердого топлива, размещенного заранее в защищаемом объеме и воспламеняющегося от очага пожара или с помощью специального зажигательного устройства. 1. THE METHOD OF VOLUME EXTINGUISHING OF EXTINGUISHING COMPOSITIONS, based on the creation of a medium in a protected volume that does not support combustion, characterized in that, in order to increase efficiency, the extinguishing is carried out by an inhibitory effect on the flame of the surface of the condensed aerosol formed during the combustion of solid fuel placed in advance in protected volume and flammable from the fire source or using a special incendiary device. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что массу сжигаемого топлива выбирают из соотношения
M = K · V,
где V - объем защищаемого объекта;
K ≥ 10г / м3 - огнетушащая концентрация твердотопливного аэрозольного состава.
2. The method according to claim 1, characterized in that the mass of fuel burned is selected from the ratio
M = K
where V is the volume of the protected object;
K ≥ 10g / m 3 - fire extinguishing concentration of solid fuel aerosol composition.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученную аэрозоль предварительно охлаждают. 3. The method according to claim 1, characterized in that the resulting aerosol is pre-cooled.
SU4946424 1991-05-15 1991-05-15 Method of volumetric fire extinguishing by extinguishers RU2019214C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA4946424A UA27703C2 (en) 1991-05-15 1991-05-15 Method for bulk fire extinguishing by fire-fighting compositions
SU4946424 RU2019214C1 (en) 1991-05-15 1991-05-15 Method of volumetric fire extinguishing by extinguishers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4946424 RU2019214C1 (en) 1991-05-15 1991-05-15 Method of volumetric fire extinguishing by extinguishers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2019214C1 true RU2019214C1 (en) 1994-09-15

Family

ID=21579771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4946424 RU2019214C1 (en) 1991-05-15 1991-05-15 Method of volumetric fire extinguishing by extinguishers

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2019214C1 (en)
UA (1) UA27703C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 3972820, кл. A 62C 1/00, 1976. *

Also Published As

Publication number Publication date
UA27703C2 (en) 2000-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5449041A (en) Apparatus and method for suppressing a fire
US5831209A (en) Aerosol-forming composition for the purpose of extinguishing fires
RU2587176C2 (en) New method to extinguish fire
US5865257A (en) Method and apparatus for extinguishing fires in enclosed spaces
RU2046614C1 (en) Device for detection and volumetric suppression of fire and smoke-forming compound
JP2009522045A (en) Flame suppression device
SA99200480B1 (en) Method and device for extinguishing fire
JP2001346898A (en) Extinguishing apparatus
Yan et al. A novel hot aerosol extinguishing agent with high efficiency for Class B fires
KR101353300B1 (en) Method to mitigate the consequences of an unconfined or partially confined vapor cloud explosion
Gracie et al. A study of sodium fires
Tan et al. Suppression of methane/air explosion by water mist with potassium halide additives driven by CO2
Spring et al. Alkali metal salt aerosols as fire extinguishants
Wighus Extinguishment of enclosed gas fires with water spray
RU2019214C1 (en) Method of volumetric fire extinguishing by extinguishers
AU659291B2 (en) A method for fire extinguishing
RU2155621C2 (en) Method of fire fighting with help of flame thrower
RU2158150C1 (en) Fire localizing and extinguishing method
RU2226415C2 (en) Local volumetric fire-fighting method
RU2370293C1 (en) Method of disperse gas fire extinction and device for method implementation
RU2779280C1 (en) Method for extinguishing a fire in closed rooms of ammunition depots
Sheinson et al. INTERMEDIATE SCALE F'IRE EXTINGUISHMENT BY PYROGENIC SOLID AEROSOL
Jacobson Particulate aerosols–update on performance and engineering
Kopylov et al. An application of gas-aerosol tools for fire protection of sea oil-producing platforms
Moore Propagation and suppression of gas and dust explosions