RU2083243C1

RU2083243C1 - Method of fire extinguishing

Info

Publication number: RU2083243C1
Application number: RU95105555A
Authority: RU
Inventors: Павел Геннадьевич Веретинский; Владимир Петрович Ивашков; Сергей Петрович Канашин; Вячеслав Михайлович Минашкин; Сергей Валентинович Рыбин; Владимир Ильич СТЕНКОВОЙ; Алексей Алексеевич Щербаков
Original assignee: Павел Геннадьевич Веретинский; Владимир Петрович Ивашков; Сергей Петрович Канашин; Вячеслав Михайлович Минашкин; Сергей Валентинович Рыбин; Владимир Ильич СТЕНКОВОЙ; Алексей Алексеевич Щербаков
Priority date: 1995-04-11
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 1997-07-10
Also published as: RU95105555A

Abstract

FIELD: fire-fighting equipment. SUBSTANCE: the offered method of extinguishing fires of highly inflammable liquids, combustible liquids and solid fuel materials includes supply to fire seat of superheated water and steam from closed vessel due to overheating of water with combustion products of thermochemical composition containing magnesium powder (70-80 mas.%), potassium nitrate or sodium nitrate (12-28 mas.%) and organic binding agent (2-8 mas. %) with thermochemical composition-water mass ratio from 1:3 to 1:5 and content of surfactant in water from 0.5 to 10 mas.%. EFFECT: higher efficiency. 3 cl, 4 tbl

Description

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано в средствах пароводяного тушения для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (ЛВЖ и ГЖ) и твердых горючих материалов. The invention relates to fire fighting equipment and can be used in steam and water extinguishing means for extinguishing flammable and combustible liquids (LVH and GF) and solid combustible materials.

Широко известно использование водяного пара и перегретой воды в средствах пожаротушения. The use of water vapor and superheated water in fire extinguishing agents is widely known.

Известен также ряд способов пожаротушения, основанных на применении водяного пара и перегретой воды. There are also a number of fire extinguishing methods based on the use of water vapor and superheated water.

Основными недостатками этих способов является необходимость использования внешнего источника пара (например, паросилового хозяйства защищаемого объекта). Это требует системы дополнительных трубопроводов, емкостей, запорной арматуры, тщательной термоизоляции и герметизации их. Другим путем получения водяного пара и перегретой воды является предварительный подогрев воды (например, электронагревателем). В ряде случаев необходимое время подогрева воды достигает 10 20 мин. Это существенно снижает готовность системы пожаротушения к применению, а также эффективность тушения. The main disadvantages of these methods is the need to use an external source of steam (for example, steam power facilities of the protected facility). This requires a system of additional pipelines, tanks, valves, careful thermal insulation and sealing them. Another way to obtain water vapor and superheated water is to pre-heat the water (for example, an electric heater). In some cases, the necessary time for heating the water reaches 10 20 min. This significantly reduces the readiness of the fire extinguishing system for use, as well as the extinguishing efficiency.

Известно также получение водяного пара и перегретой воды за счет тепла в очаге пожара. It is also known to obtain water vapor and superheated water due to heat in the fire.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ тушения пожаров по авт. св. СССР N 792645. Этот способ выбран в качестве прототипа. В этом способе тушение пожаров осуществляется путем подачи в очаг пожара перегретой воды из закрытой емкости, находящейся под давлением. Причем давление в емкости создают за счет нагрева воды до 160 200^oC путем подачи в емкость пара от какого-либо стационарного источника. При этом давление паров воды в емкости поднимается до 10 атм. после чего подача пара прекращается. Для устранения потерь тепла емкость с водой тщательно термоизолируется.Closest to the proposed method is a method of extinguishing fires by ed. St. USSR N 792645. This method is selected as a prototype. In this method, fire fighting is carried out by supplying superheated water from a closed container under pressure to the fire source. Moreover, the pressure in the tank is created by heating water to 160,200 ^o C by feeding steam into the tank from any stationary source. In this case, the pressure of water vapor in the tank rises to 10 atm. after which the steam supply stops. To eliminate heat loss, the water tank is carefully thermally insulated.

Основными недостатками этого способа являются:
необходимость использования стационарного источника пара, что ограничивает использование данного способа;
длительность процесса перегрева воды до 160 200^oC в емкости;
необходимость термоизоляции и герметизации емкости с водой.The main disadvantages of this method are:
the need to use a stationary source of steam, which limits the use of this method;
the duration of the process of overheating of water up to 160 200 ^o C in the tank;
the need for thermal insulation and sealing of water containers.

Цель достигается тем, что в способе тушения пожаров путем подачи в очаг пожара перегретой воды и пара из закрытой емкости, воду перегревают продуктами сгорания термохимического состава, содержащего порошок магния, нитрат калия или нитрат натрия и органическое связующее в соотношении по массе 70-80 12-28 2-8 соответственно, причем соотношение термохимического состава и воды составляет по массе от 1:3 до 1:15, а в воду добавляют 0,5 10 поверхностно-активного вещества. The goal is achieved by the fact that in the method of extinguishing fires by supplying superheated water and steam from a closed tank to the fire, the water is overheated by combustion products of a thermochemical composition containing magnesium powder, potassium nitrate or sodium nitrate and an organic binder in a weight ratio of 70-80 12- 28 2-8, respectively, and the ratio of thermochemical composition and water is by weight from 1: 3 to 1:15, and 0.5 10 surfactants are added to the water.

Суть предлагаемого способа сводится к следующему. В закрытую емкость подают воду, содержащую 0,5-10 поверхностно-активного вещества (например, олеиновой кислоты), и одновременно производят инициирование горения заряда из термохимического состава. Время образования перегретой воды и пара обусловлено соотношением термохимического состава и воды. Перегретая вода и пар из емкости в виде тонкодисперсного пароводяного аэрозоля подают в очаг пожара. The essence of the proposed method is as follows. In a closed container serves water containing 0.5-10 surfactants (for example, oleic acid), and at the same time initiate the combustion of the charge from the thermochemical composition. The time of formation of superheated water and steam is due to the ratio of thermochemical composition and water. Superheated water and steam from the tank in the form of a finely dispersed steam-water aerosol are fed into the fire.

Тушение пожара происходит за счет следующих факторов: 1. Охлаждение пламени за счет отбора тепла на испарение воды. 2. Снижение концентрации кислорода в зоне пожара за счет образования водяного пара из пароводяного аэрозоля. 3. Изоляция твердой тлеющей поверхности водой, содержащей поверхностно-активное вещество, которые образуют на тлеющей поверхности пленку, предотвращающую доступ кислорода воздуха в зону тления. 4. Срыв пламени с горящей поверхности струей пароводяного аэрозоля. Все эти факторы обеспечивают наивысшую эффективность пожаротушения по сравнению с известными способами. Extinguishing a fire occurs due to the following factors: 1. Cooling of the flame due to heat extraction for water evaporation. 2. Decrease in oxygen concentration in the fire zone due to the formation of water vapor from the steam-water aerosol. 3. Isolation of the solid smoldering surface with water containing a surfactant, which form a film on the smoldering surface, preventing the access of atmospheric oxygen to the smoldering zone. 4. Disruption of the flame from the burning surface by a stream of steam-water aerosol. All these factors provide the highest fire extinguishing efficiency compared to known methods.

Результаты сравнительных испытаний предлагаемого способа и способа-прототипа приведены в табл. 1. The results of comparative tests of the proposed method and the prototype method are given in table. one.

Для снижения поверхностного натяжения и увеличения температуры испарения капель воды в воду добавляют 0,5 10 поверхностно-активного вещества (олеиновой кислоты). В табл. 2 приведены результаты испытаний с различным содержанием олеиновой кислоты при разных соотношениях ТСХ и воды в камере объемом V=12 м³.To reduce surface tension and increase the temperature of evaporation of water droplets, 0.5 to 10 surfactants (oleic acid) are added to water. In the table. 2 shows the test results with different oleic acid content at different ratios of TLC and water in a chamber with a volume of V = 12 m ³ .

Для осуществления предлагаемого способа тушения пожаров, т.е. для перегрева воды используют термохимический состав, содержащий порошок магния, нитрат калия или нитрат натрия и органическое связующее при соотношении компонентов (в по массе):
Порошок магния фрезерный 70 80
Нитрат калия или нитрат натрия 12 28
Органическое связующее 2 8
В качестве органического связующего используют фенолформальдегидную смолу (СФ-0112 или идитол) или канифоль.To implement the proposed method of extinguishing fires, i.e. to overheat water, a thermochemical composition is used containing magnesium powder, potassium nitrate or sodium nitrate and an organic binder with a ratio of components (in weight):
Milling magnesium powder 70 80
Potassium nitrate or sodium nitrate 12 28
Organic Binder 2 8
As an organic binder, phenol-formaldehyde resin (SF-0112 or iditol) or rosin is used.

Перегрев воды в закрытой емкости происходит при одновременной подаче воды в емкость и инициировании горения заряда из термохимического состава в соотношениях, указанных выше. Перегретая вода и пар образуются за счет экзотермической реакции, протекающей при горении заряда из термохимического состава при взаимодействии воды и продуктов сгорания состава. При этом из 1 л воды можно получить до 1700 л пара. Overheating of water in a closed container occurs while supplying water to the tank and initiating the combustion of a charge from the thermochemical composition in the ratios indicated above. Superheated water and steam are formed due to an exothermic reaction that occurs during the combustion of a charge from a thermochemical composition during the interaction of water and the combustion products of the composition. In this case, from 1 liter of water you can get up to 1700 liters of steam.

При уменьшении содержания нитрата калия или натрия менее 12 мас. горение неустойчивое, поскольку подача воды в зону горения вызывает прекращение процесса горения, а при увеличении содержания нитрата калия или нитрата натрия более 28 мас. происходит резкое снижение эффективности генерации пара из воды вследствие того, что при этом практически весь магний реагирует в конденсированной фазе с нитратом натрия. Пары магния в газовой фазе (в продуктах сгорания) отсутствуют, что исключает возможность взаимодействия паров магния с водой. With a decrease in the content of potassium or sodium nitrate less than 12 wt. combustion is unstable, since the supply of water to the combustion zone causes the cessation of the combustion process, and with an increase in the content of potassium nitrate or sodium nitrate more than 28 wt. there is a sharp decrease in the efficiency of steam generation from water due to the fact that almost all of the magnesium reacts in the condensed phase with sodium nitrate. There are no magnesium vapors in the gas phase (in combustion products), which excludes the possibility of interaction of magnesium vapors with water.

При уменьшении содержания порошка магния менее 70 мас. он полностью реагирует с нитратом в конденсированной фазе, что, как указывалось выше, приводит к снижению эффективности генерации пара из воды. Увеличение содержания магния более 80 мас. уменьшает тепловыделение в конденсированной фазе, что не позволяет переводить магний в газовую фазу (продукты сгорания). With a decrease in the content of magnesium powder less than 70 wt. it completely reacts with nitrate in the condensed phase, which, as mentioned above, leads to a decrease in the efficiency of steam generation from water. The increase in magnesium content is more than 80 wt. reduces heat in the condensed phase, which does not allow the transfer of magnesium into the gas phase (combustion products).

При содержании органического связующего менее 2 мас. происходит неоднородное смешивание компонентов состава, что приводит к неустойчивому аномальному горению зарядов из термохимического состава. При содержании органического связующего более 8 мас. происходит ингибирование процессов, протекающих в конденсированной фазе, что приводит к снижению скорости горения состава и неустойчивому горению. When the content of the organic binder is less than 2 wt. heterogeneous mixing of the components of the composition occurs, which leads to unstable anomalous combustion of charges from the thermochemical composition. When the content of the organic binder is more than 8 wt. there is an inhibition of the processes occurring in the condensed phase, which leads to a decrease in the burning rate of the composition and unstable combustion.

В процессе изготовления термохимического состава измельчают нитрат калия или нитрит натрия до дисперсности 100 250 мкм, затем смешивают их с порошком магния дисперсностно 50 530 мкм и органическим связующим (в порошкообразном виде или в виде лакового раствора) в лопастном смесителе в течение 10 25 мин. При использовании органического связующего в виде лака после смешивания готовую смесь гранулируют и высушивают до содержания влаги и растворителя 0,2 мас. Из смешанной смеси методом глухого прессования на гидравлических прессах формуют заряды в виде таблеток необходимой массы, которые затем используют для получения перегретой воды и пара. In the process of manufacturing the thermochemical composition, potassium nitrate or sodium nitrite is ground to a particle size of 100 to 250 μm, then they are mixed with magnesium powder with a dispersion of 50 530 μm and an organic binder (in powder form or in the form of a varnish solution) in a paddle mixer for 10 25 minutes. When using an organic binder in the form of varnish after mixing, the finished mixture is granulated and dried to a moisture content and a solvent of 0.2 wt. From a mixed mixture by the method of press pressing on hydraulic presses are formed charges in the form of tablets of the required mass, which are then used to produce superheated water and steam.

В табл. 3 показаны примеры получения термохимического состава с различным соотношением компонентов. В табл. 4 представлены показатели процесса пожаротушения. In the table. Figure 3 shows examples of the preparation of a thermochemical composition with a different ratio of components. In the table. 4 presents indicators of the fire fighting process.

Анализ данных табл. 1-4 показывает, что предлагаемый способ тушения пожаров превосходит способ-прототип, так время перевода воды в перегретую воду или пар уменьшается в 10-15 раз, а время тушения снижается в 4-5 раз. Data analysis table. 1-4 shows that the proposed method of extinguishing fires is superior to the prototype method, so the time of transferring water to superheated water or steam is reduced by 10-15 times, and the time of extinguishing is reduced by 4-5 times.

Claims

1. A method of extinguishing a fire by supplying superheated water and steam from a closed tank to the fire, characterized in that the water is overheated by the combustion products of a thermochemical composition containing magnesium powder, potassium nitrate or sodium nitrate and an organic binder in a weight ratio of 70 80 12 28 2 8 respectively.

2. The method according to p. 1, characterized in that the ratio of the thermochemical composition of water by weight is from 1 3 to 1 15.

3. The method according to p. 1, characterized in that from 0.5 to 10% surfactant is added to the water.