RU2375091C1 - Способ тушения очаговых пожаров - Google Patents
Способ тушения очаговых пожаров Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375091C1 RU2375091C1 RU2008128770/12A RU2008128770A RU2375091C1 RU 2375091 C1 RU2375091 C1 RU 2375091C1 RU 2008128770/12 A RU2008128770/12 A RU 2008128770/12A RU 2008128770 A RU2008128770 A RU 2008128770A RU 2375091 C1 RU2375091 C1 RU 2375091C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fire
- oxygen
- air
- nitrogen
- gas
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к противопожарной технике и, в частности, к способам сдерживания огня преимущественно при очаговых пожарах. Известным способом тушения такого пожара является отторжение воздуха от огня инертным газом и подавление тяги восходящего потока массой зависающего в нем аэрозоля. Генератором инертного газа может служить газотурбинная установка с контуром получения жидкого воздуха. Сущность изобретения заключается в том, что жидкий воздух разделяют в воздухоразделительной установке на азот и кислород, кислород, горючее и воду нагнетают насосом, азот и кислород испаряют и нагревают в теплообменниках контура циркуляции хладагента, кислород, горючее и воду подают в газогенератор ГТУ, а азот используют для дополнительной ОГС. Техническим результатом изобретения является получение и использование новых эффективных средств для борьбы с пожарами. В результате повышается удельная производительность генератора инертных газов, снижается до минимума в них доля окислителя, утяжеляются аэрозолями обе огнегасящие среды. В то же время упрощается ГТУ за счет исключения из ее состава воздушного компрессора. Кроме тушения пожаров предложенное изобретение может быть использовано для создания защитных полос и препятствий при проведении оборонительных действий.
Description
Изобретение относится к противопожарной технике и, в частности, к способам сдерживания огня преимущественно при сильных очаговых пожарах.
Очаговые пожары обычно развиваются на крупных запасах горючих материалов: на фонтанах нефти или газа, на хранилищах нефтепродуктов, деревоскладах и других. Продукты горения, поднимаясь в восходящем потоке вверх, развивают тягу, которая увеличивает подсос воздуха в зону горения и увеличивает мощность пожара.
Известным способом тушения такого пожара является отторжение воздуха от огня инертным газом и подавление тяги восходящего потока массой зависающего в нем аэрозоля.
Так, известны стационарная установка «Саупиг», выбрасывающая инертный и охлаждающий газ - жидкий азот, и передвижная - «Штурм», см. патент РФ №2050865. Однако мощности обеих установок недостаточны для подавления крупных пожаров. Так, установка «Саупиг» имеет запас жидкого азота в количестве 10 т, а установка «Штурм» - всего 6 т.
Известна также Установка для пожаротушения, использующая воздушно-реактивный двигатель для подачи водовоздушной огнегасящей среды (ОГС), см. патент РФ №2236876.
В качестве генератора инертного газа используют отработавшие авиационные газотурбинные двигатели (ГТД). Известен авиационный ГТД, используемый для тушения пожаров на промыслах нефти и газа, см. патент РФ №2039212.
В настоящее время многие применяемые огнегасящие среды содержат аэрозоли, которые доставляются в очаг горения с инертным газом и способствуют поглощению тепла и кислорода при смешении с продуктами горения. Однако значительную часть аэрозолей вырабатывают путем сжигания твердотопливных (пороховых) зарядов.
Известен, например, способ генерации инертной среды путем сжигания твердого топлива с выделением аэрозолей щелочных металлов по патенту РФ №2005516. Известен способ получения пороховых газов с аэрозолями твердых ингибиторов по патенту РФ №2019214. Известен также способ получения пороховых газов с аэрозолями по патенту РФ №2078599.
Известен также способ тушения пожара по патенту РФ №2102093, по которому получают инертную пену средней кратности. После смешения пены с пиротехническим газом получают инертную пену высокой кратности, содержащую аэрозоль.
Известно применение аэрозолей в виде огнестойких порошков, доставляемых в зону горения метанием, см. патенты РФ №1818107 и №2027452, струей гасящей среды, см. патент РФ №2036674.
Известен также способ тушения пожара по патенту РФ №2110302, по которому в очаг горения подают огнестойкие частицы, размеры которых принимают из расчета зависания или взвешивания частиц в восходящем потоке продуктов горения.
Известен также способ работы газотурбинной установки, см. заявку на изобретение №2007115015. По этому способу запасенный в баке жидкий азот подают в контур циркуляции, где его нагнетают насосом, испаряют и нагревают в первом теплообменнике и сжижают во втором теплообменнике, а атмосферный воздух сжижают жидким азотом в первом теплообменнике, нагнетают насосом до высокого давления, испаряют и нагревают газообразным азотом во втором теплообменнике и подают в камеру сгорания.
Известен также способ тушения пожара реактивной струей ТРД, см. патент РФ №2130793.
Способ работы этой установки принят за прототип предлагаемого изобретения.
Недостатками указанного способа являются низкая экономичность ТРД как генератора инертного газа и неполная инертность газа. Из-за больших затрат мощности на сжатие воздуха в компрессоре расход горючего на единицу инертного газа оказывается завышенным, а выхлопные газы ТРД содержат не связанный кислород. Кроме того, сам компрессор является сложным и дорогостоящим агрегатом.
Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков: повышение экономичности получения инертного газа, исключение кислорода из состава газа и исключение компрессора из состава газотурбинной установки.
Для достижения поставленной цели может быть применена известная криогенная газотурбинная установка с контуром циркуляции жидкого хладагента.
Поставленная цель достигается по предлагаемому способу тушения очаговых пожаров, преимущественно сильных, создающих восходящие потоки продуктов горения, по которому в зону горения подают по крайней мере одну огнегасящую среду (ОГС), состоящую из смеси инертного газа с аэрозолем, при этом в качестве инертного газа используют выхлопные газы криогенной газотурбинной установки (ГТУ), в которой атмосферный воздух сжижают в контуре циркуляции жидкого хладагекта и нагнетают насосом до высокого давления, а в качестве аэрозоля используют порошок огнестойких частиц, размеры которых принимают из расчета взвешивания и зависания в восходящем потоке очага горения.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что жидкий воздух разделяют в воздухоразделительной установке на азот и кислород, кислород, горючее и воду нагнетают насосом, азот и кислород испаряют и нагревают в теплообменниках контура циркуляции хладагента, кислород, горючее и воду подают в газогенератор ГТУ, а азот используют для дополнительной ОГС.
Воздух содержит значительную долю инертного азота и достаточную долю окислителя для получения энергии и выхлопных газов. Предлагаемое разделение воздуха на компоненты полезно для получения двух ОГС: на основе азота нормальной температуры и на основе выхлопных газов. Обычно жидкий воздух разделяют ректификацией. При ректификации сжатого воздуха размеры теплообменников уменьшаются благодаря большей плотности компонентов и лучшей передаче тепла. Поэтому воздухоразделителькая установка может быть размещена на борту пожарной машины. Однократное испарение азота не дает высокой степени очистки кислорода от азота, но оно и не требуется. После разделения воздуха жидкий кислород нагнетают отдельным насосом до более высокого давления. После нагнетания компонентов их испаряют и нагревают хладагентом в отдельных теплообменниках контура циркуляции. Сжигание жидких горючих продуктов с кислородом осуществляется во многих ЖРД. Для охлаждения газогенератора используется один из компонентов. По предлагаемому способу газогенератор ГТУ можно охлаждать водой, а после этого вода должна подаваться на разбавление газов для понижения температуры газов, подаваемых на турбину. Разбавление продуктов сгорания широко применяют в газогенераторах ЖРД и достигают впрыском компонента в пояс разбавления на выходе газогенератора. Вода может нагнетаться насосом, установленным на валу ГТУ, или отдельной насосной установкой.
В качестве аэрозоля в инертный газ подмешивают измельченные частицы глины или грунта, получаемые на месте пожара или заготавливаемые на базах. После измельчения аэрозоля его порошок разделяют на фракции в известных аэродинамических сепараторах, см. патенты РФ №№2102113, 2102114, 2122887 и др. Размеры взвешиваемых и зависающих частиц аэрозоля определяют исходя из расчетной величины тяги восходящего потока в очаге горения. Аэрозоли подают в смеси с инертным газом при избыточном давлении в газовые эжекторы и эжектируют за счет энергии сверхзвуковой струи инертного газа. При смешении выхлопных газов с аэрозолями температура газов понижается.
При тушении сильного очага горения ОГС подают в зону горения со всех сторон или при ветре - с наветренной стороны. При подсосе ОГС в зону горения инертные разы, разбавляя воздух, снижают интенсивность горения. При поступлении ОГС в очаг горения взвешиваемые и зависающие частицы аэрозоля, попадая в восходящий поток, утяжеляют продукты горения и уменьшают тягу потока. С падением тяги снижается подсос воздуха в зону горения, а подаваемые ОГС оттесняют воздух, ослабляют и прекращают пожар.
Технический результатом предлагаемого изобретения является получение и использование новых эффективных средств для борьбы с очаговыми пожарами. При этом повышается удельная производительность генератора инертных газов, снижается до минимума в них доля окислителя, утяжеляются аэрозолями обе огнегасящие среды. В то же время упрощается ГТУ за счет исключения из ее состава воздушного компрессора.
Сущность изобретения поясняется на примерах.
Пример 1. Сухое деревянное здание массой 12 т полностью сгорает за 15 минут, При этом тепловая мощность огня составляет 196 МВт, а расход воздуха составляет 70 кг/с. Для надежного тушения такого пожара принимают полуторное превышение расхода воздуха массой инертного газа, что соответствует расходу азота 70 кг/с, кислорода и воды - по 17,5 кг/с. Жидкий воздух нагнетают в контуре циркуляции азота до 0,5 МПа. После разделения воздуха азот нагревают в контуре циркуляции и подают в эжектор для эжектирования аэрозоля. Кислород нагнетают насосом до 5,0 МПа, нагревают в контуре циркуляции и подают в газогенератор. Горючее (керосин) и воду нагнетают насосами до 5,0 МПа и подают в газогенератор. Генераторные газы срабатывают на турбине и разгоняют в эжекторе для эжектирования аэрозоля. Часть жидкого азота после разделения воздуха подают в контур циркуляции для компенсации потерь хладоресурса. Полезная мощность ГТУ превышает 60 МВт.
Весь пирогасящий комплекс может доставляться к горящему объекту на пожарных автомобилях и выходить на режим до набора огнем полной мощности. При подаче двух ОГС с нескольких сторон от очага горения доступ воздуха к огню отсекают, огонь ослабляют и подавляют.
Пример 2. При пожаре на нефтехранилище тепловая мощность огня составляет 600 МВт. При этом расход воздуха составляет 200 кг/с. Для тушения такого пожара принимают двойное превышение воздуха массой инертного газа, что соответствует расходу азота 280 кг/с, кислорода и воды - по 70 кг/с. Жидкий воздух нагнетают в контуре циркуляции азота до 0,5 МПа. После разделения воздуха азот нагревают в контуре циркуляции и подают в эжектор для эжектирования аэрозоля. Кислород нагнетают насосом до 7,0 МПа, нагревают в контуре циркуляции и подают в газогенератор. Горючее и воду нагнетают насосами до 7,0 МПа и подают в газогенератор. Генераторные газы используют на турбине и подают в эжектор для эжектирования аэрозоля. Часть жидкого азота после разделения воздуха используют в контуре циркуляции хладагента. Полезная мощность ГТУ может превышать 180 МВт.
Пирогасящий комплекс может находиться на территории склада нефтепродуктов и в готовности выйти на режим еще до набора огнем части мощности. При подаче двух ОГС по газоводам с нескольких сторон от горящей цистерны доступ воздуха к огню отсекают, огонь ослабляют и подавляют.
Пример 3. Пожар на газовом фонтане развивает тепловую мощность огня 2000 МВт. Пожар создает восходящий поток газов большой высоты, который втягивает в себя расход воздуха около 600 кг/с. Для тушения такого пожара принимают двойное превышение воздуха массой инертного газа. Для этого применяют две ГТУ с расходом азота у каждой 400 кг/с/ кислорода и воды - по 100 кг/с. Жидкий воздух нагнетают в контуре циркуляции азота до 0,7 МПа. После разделения воздуха азот нагревают в контуре циркуляции и подают в эжектор для эжектирования утяжеленного аэрозоля. Кислород нагнетают насосом до 7,0 МПа, нагревают в контуре циркуляции и подают в газогенератор. Горючее и воду нагнетают насосами до 7,0 МПа и подают в газогенератор. После турбины выхлопные газы разгоняют в эжекторе для подачи утяжеленного аэрозоля. Часть жидкого азота после разделения воздуха подают в контур циркуляции. Полезная мощность ГТУ может превышать 250 МВт.
Две мощные ГТУ устанавливают в центре промысловой площадки и подводят от них к скважинам по три газовода диаметром 1,6 м с затворами. Эжекторы устанавливают в конце газоводов. Скважины окружают кольцевыми коллекторами с отверстиями для выпуска ОГС. Весь пирогасящий комплекс может выходить на режим до набора огнем полной мощности. При подаче двух ОГС со всех сторон от горящего фонтана доступ воздуха к огню отсекают, восходящий поток загружают аэрозолями, его тягу ослабляют и огонь подавляют.
Предлагаемое изобретение может иметь широкую область применения: для транспортировки сыпучих материалов, для борьбы с лесными и торфяными пожарами, для борьбы с террористами и противником путем создания защитных полос и препятствий для передвижения боевой техники и живой силы. Применение ОГС по широкой полосе или по площади позволяет блокировать и выдавливать из укрытия террористов, крыс, саранчу и других врагов.
Claims (1)
- Способ тушения очаговых пожаров, преимущественно сильных, создающих восходящие потоки продуктов горения, по которому в зону горения подают по крайней мере одну огнегасительную среду, состоящую из смеси инертного газа с аэрозолем, при этом в качестве инертного газа используют выхлопные газы криогенной газотурбинной установки, в которой атмосферный воздух сжижают в контуре циркуляции жидкого хладагента и нагнетают насосом до высокого давления, а в качестве аэрозоля используют порошок огнестойких частиц, размеры которых принимают из расчета взвешивания и зависания в восходящем потоке очага горения, отличающийся тем, что жидкий воздух разделяют в воздухоразделительной установке на азот и кислород, кислород, горючее и воду нагнетают насосом, азот и кислород испаряют и нагревают в теплообменниках контура циркуляции хладагента, кислород, горючее и воду подают в газогенератор газотурбинной установки, а азот используют для дополнительной огнегасительной среды.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008128770/12A RU2375091C1 (ru) | 2008-07-16 | 2008-07-16 | Способ тушения очаговых пожаров |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008128770/12A RU2375091C1 (ru) | 2008-07-16 | 2008-07-16 | Способ тушения очаговых пожаров |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2375091C1 true RU2375091C1 (ru) | 2009-12-10 |
Family
ID=41489399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008128770/12A RU2375091C1 (ru) | 2008-07-16 | 2008-07-16 | Способ тушения очаговых пожаров |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2375091C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2705611C1 (ru) * | 2019-06-20 | 2019-11-11 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Способ остановки огня при степных пожарах и профилактики торфяных пожаров |
CN110665157A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-01-10 | 三一石油智能装备有限公司 | 供氮系统及消防设备 |
-
2008
- 2008-07-16 RU RU2008128770/12A patent/RU2375091C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2705611C1 (ru) * | 2019-06-20 | 2019-11-11 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Способ остановки огня при степных пожарах и профилактики торфяных пожаров |
CN110665157A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-01-10 | 三一石油智能装备有限公司 | 供氮系统及消防设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9004375B2 (en) | Method and apparatus for generating a mist | |
US9010663B2 (en) | Method and apparatus for generating a mist | |
US10507480B2 (en) | Method and apparatus for generating a mist | |
CN103127641B (zh) | 一种双气溶胶灭火剂喷射装置 | |
EP3600573B1 (en) | A compressed air artificial wind system, firefighting equipment and method thereof | |
CN1424928A (zh) | 用于灭火的惰性气体发生装置 | |
CN101301515A (zh) | 移动制氮机组消防车的灭火方法及其设备 | |
CN102688575A (zh) | 冷气溶胶灭火装置 | |
US7028783B2 (en) | Ambient-air jet blast flames containment and suppression system | |
RU2375091C1 (ru) | Способ тушения очаговых пожаров | |
CN103742294A (zh) | 液态气体加力喷气发动机及实现喷气飞机加力飞行的方法 | |
Karpov et al. | Production of fire extinguishing mixture by solid propellant propulsion | |
RU2347180C2 (ru) | Способ охлаждения канала и продуктов сгорания заряда ракетного двигателя на твердом топливе при его ликвидации и устройство для его осуществления (варианты) | |
US20170165510A1 (en) | A fire extinguishing method and a fire extinguishing projectile | |
CN101605574B (zh) | 向靶物施加固体二氧化碳 | |
CN203663295U (zh) | 一种远距离快速灭火设备 | |
CN103751929A (zh) | 一种远距离快速灭火设备 | |
CN201453891U (zh) | 广谱复合灭火拖车 | |
CN112343664A (zh) | 一种涡轮叶片的高效冷却系统 | |
Throndson | Combat survivability with advanced aircraft propulsion development | |
CN1058416C (zh) | 燃气喷雾水上灭火装置 | |
RU164658U1 (ru) | Установка пожаротушения | |
RU2367491C1 (ru) | Способ тушения лесных пожаров | |
CN2193756Y (zh) | 燃气喷雾水上灭火装置 | |
CN203655469U (zh) | 液态气体加力喷气发动机 |