способ ликвидации горения в галерейных помещениях

Формула изобретения

1. Способ ликвидации дефлаграционного горения в галерейных помещениях, включающий регистрацию возгорания датчиками, обработку сигналов, подачу командного сигнала на исполнительный орган с последующим инициированием подачи огнетушащей жидкости в помещение, отличающийся тем, что подачу огнетушащей жидкости на первом этапе выполняют в виде гидравлической завесы в зонах, находящихся за границами возгорания с возможностью перекрытия поперечного сечения помещения, а на втором этапе осуществляют подачу жидкости в зону горения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидравлическую завесу осуществляют в течение времени

Т_зав.=k(L/V),

где Т_зав. - период времени подачи огнетушащей жидкости, с;

k - коэффициент запаса (0,1-1,2);

L - длина участка галереи между гидравлическими завесами, м;

V - скорость дефлаграционного горения топливной пыли, м/с.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу жидкости в зону горения выполняют через разбрызгивающие форсунки с орошением участка между границами срабатывания гидравлических завес с удельным расходом жидкости 0,1-0,5 л/с на 1 м² площади.

4.Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу жидкости на втором этапе в зону горения выполняют с последовательным орошением помещения от границ срабатывания гидравлических завес к центру горения.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что время орошения участка между границами срабатывания завес выдерживают не менее 2,0 Т_зав.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к процессам ликвидации пожаров на объектах энергетики и может быть применено в галереях на трактах топливоподачи.

Задача ликвидации горения топливной пыли в галерейных помещениях, в частности на трактах топливоподачи, характеризуется взаимоисключающими требованиями. Необходимо с высокой производительностью подавать огнетушащую жидкость (воду, как наиболее эффективный огнетушащий состав), вместе с тем, большой расход воды приводит к значительному увеличению нагрузки на опорные элементы галерейного помещения, особенно в зимнее время (сосульки и обмерзание поверхностей), требует дорогого высокопроизводительного насосного и магистрального оборудования. Наиболее сложно ликвидируется возгорание и дефлаграционное горение пыли, т.к. скорость продвижения фронта такого горения составляет 10 м/с, что не позволяет своевременно предотвратить распространение горения иначе, чем подавая воду по всей площади галерейного тракта. В результате этого резко возрастает нагрузка на конструктивные элементы галереи, возникает опасность разрушения последних. Использование высокоскоростных и высокопроизводительных подач аэрозольных, водо-воздушных и газовых огнетушащих составов позволяет предотвратить распространение фронта горения за пределы галереи, но вместе с тем приводит к аэрации лежащей на поверхностях пыли между границами дефлаграционного горения и инициированию повторных вспышек - взрывов, что разрушительно и опасно для конструктивных элементов галерейного помещения.

Известен способ тушения пожара сложного технологического объекта, заключающийся в направлении огнетушащего вещества в очаг пожара, отличающийся тем, что огнетушащее вещество в очаг пожара направляют импульсно путем циклической подачи сначала однофазной жидкости со скоростью, близкой к 1500 м/с, а затем газа-пропеллента, предварительно заправленного в баллон под сверхвысоким давлением /RU Патент №2211061, 2003/.

Известный способ не достаточно эффективен для помещений галерейного типа, т.к. не обеспечивает прекращение распространения фронта горения и инициирует в условиях дефлаграционного горения повторные взрывы аэрированной пыли, не обеспечивает необходимого орошения слоя пыли на рабочих поверхностях для препятствия поверхностному горению.

Известен способ гашения огня, заключающийся в том, что содержит стадии направления распыленной невоспламеняемой жидкости от распыляющего средства к опасной зоне, при этом распыляющее средство имеет резервуар, и подачи невоспламеняемой жидкости через распыляющее средство под давлением для образования тумана и создания атмосферы, которая не будет поддерживать горение, отличающееся тем, что объем резервуара составляет менее 1 л на 1 м³ объема опасной зоны, а средство распыления обеспечивает подачу невоспламеняющейся жидкости под давлением менее 20,4 кгс/см ² в количестве около 1 л/мин на 1 м³ опасной зоны со средним размером капель до 500 мкм для усиления воздействия тумана на пламя /RU Патент №2143937, 2000/.

Известный способ не достаточно эффективен для помещений галерейного типа, т.к. не исключает распространение дефлаграционного горения за границы распыления из-за недостаточных сплошности и теплоемкости единицы объема защиты, не обеспечивает быстрого смачивания слоя пыли на рабочих поверхностях для препятствия поверхностному горению. Наиболее близким является способ локализации взрыва пыле- или газовоздушных взрывоопасных смесей в технологическом оборудовании и сооружениях, характеризующийся тем, что исключают распространение продуктов взрывного горения по коммуникациям, связывающим между собой оборудование и сооружения путем создания затвора, при этом затвор создают введением во взрывоопасные зоны коммуникаций ингибирующего аэрозоля со сверхзвуковой скоростью /RU Патент №2111777, 1998/.

Известный способ не достаточно эффективен для помещений галерейного типа, т.к. инициирует в условиях дефлаграционного горения повторные взрывы аэрированной пыли, не обеспечивает необходимого орошения слоя пыли на рабочих поверхностях для препятствия поверхностному горению.

Задачей изобретения является повышение надежности и безопасности ликвидации дефлаграционного горения топливной пыли в галерейных помещениях, сокращение времени ликвидации горения и объема подаваемой жидкости.

Задача решается тем, что в способе ликвидации горения в галерейных помещениях, включающем регистрацию возгорания датчиками, обработку сигналов, подачу командного сигнала на исполнительный орган с последующим инициированием подачи огнетушащей жидкости в помещение, согласно решению, подачу огнетушащей жидкости на первом этапе выполняют в виде гидравлической завесы в зонах, находящихся за границами возгорания с возможностью перекрытия поперечного сечения помещения, а на втором этапе осуществляют подачу жидкости в зону горения, при этом гидравлическую завесу осуществляют в течение времени Т_зав.=k(L/V),

где: Т_зав. - период времени подачи огнетушащей жидкости, с;

V - скорость дефлаграционного горения топливной пыли, м/с;

L - длина участка галереи между гидравлическими завесами, м;

k - коэффициент запаса (0,1-1,2),

а подачу жидкости в зону горения выполняют через разбрызгивающие форсунки с орошением участка между границами срабатывания гидравлических завес с расходом жидкости 0,1-0,5 л на 1 м² площади, при этом подачу жидкости на втором этапе в зону горения выполняют с последовательным орошением помещения от границ срабатывания гидравлических завес к центру горения выдерживая время орошения не менее 2.0 Т _зав.

Отличительными признаками являются:

- подачу огнетушащей жидкости на первом этапе выполняют в виде гидравлической завесы в зонах, находящихся за границами возгорания с возможностью перекрытия поперечного сечения помещения, а на втором этапе осуществляют подачу жидкости в зону горения (что предотвращает распространение дефлаграционного горения топливной пыли повышает надежность и безопасность ликвидации возгорания);

- гидравлическую завесу осуществляют в течение времени Т _зав.=k(L/V), где: Т_зав. - период времени подачи огнетушащей жидкости, с;

V - скорость дефлаграционного горения топливной пыли, м/с;

L - длина участка галереи между гидравлическими завесами, м;

k - коэффициент запаса (0,1-1,2) (что обеспечивает при сокращении объема подаваемой жидкости надежность и безопасность ликвидации дефлаграционного горения);

- подачу жидкости в зону горения выполняют через разбрызгивающие форсунки с орошением участка между границами срабатывания гидравлических завес с удельным расходом жидкости 0,1-0,5 л/с на 1 м² площади (что обеспечивает надежность и безопасность ликвидации горения пыли на поверхностях помещения);

- подачу жидкости на втором этапе в зону горения выполняют с последовательным орошением помещения от границ срабатывания гидравлических завес к центру горения (что обеспечивает безопасность ликвидации горения пыли без инициирования вторичных очагов горения);

- время орошением участка между границами срабатывания завес выдерживают не менее 2.0 Т_зав. (что обеспечивает надежность ликвидации горения пыли при снижении расхода подаваемой жидкости).

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна».

Сравнение заявляемого решения с аналогами не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «изобретательский уровень».

Способ реализуется следующим образом.

Пример 1

В макете галереи с общей длиной 28 м, поперечным сечением 4 м², оснащенном системой контроля и обработки сигналов датчиками инфракрасного излучения, установленными с интервалом 10 м и оборудованном системой разбрызгивающих трубопроводов с раздельно инициируемыми участками распыления воды (при длине каждого участка 6 м), имитировали процесс ликвидации возгорания. Предварительно на горизонтальных поверхностях на различной высоте расположили 10 противней 30×30 см с горящей угольной пылью при толщине слоев пыли 1, 2, 3, 4 и 5 см. Использовалась полидисперсная угольная пыль с размером частиц до 400 мк. В центральную часть макета галереи вдували эжекционной форсункой полнодисперсную (до 180 мк.) угольную пыль с последующим инициированием дефлограционного горения электроразрядником. Ранее определенная минимальная скорость дефлаграционного горения угольной пыли соответствовала до 10 м/с. Принимали коэффициент запаса 1,0. Длина участка между гидравлическими завесами составляла 24 м. Расчетное время действия завес согласно расчету устанавливали 2.4 с. На четырех участках между границами срабатывания гидравлических завес через разбрызгивающие форсунки последовательно в направлении к центру галереи орошали участки в течение 4,8 с, с удельным расходом воды 0,1 л/с на 1 м ². Общий расчетный объем воды на ликвидацию возгорания не более 25 л. В результате дефлограционное горение ликвидировано на границах гидравлических завес. Горение угольной пыли на противнях с толщиной слоев пыли 1, 2, 3, 4 см было ликвидировано, а на противне с толщиной 5 см горение в течение 15-24 секунд фрагментально продолжалось, что свидетельствует о не полном орошении указанного слоя пыли с толщиной 5 см.

Пример 2

В макете галереи при аналогичных примеру 1 условиях имитировали процесс ликвидации возгорания. Расчетное время действия завес при выбранном коэффициенте надежности 1,2 с учетом скорости дефлограционного горения угольной пыли 15 м/с, устанавливали 1,92 с. Орошали участки в течение 3,84 с, с удельным расходом воды 0,5 л/с на 1 м². Общий расчетный объем воды на ликвидацию возгорания не более 93 л. В результате дефлаграционное горение ликвидировано на границах гидравлических завес, горение угольной пыли на всех противнях с толщиной слоев пыли 1, 2, 3, 4, 5 см было также ликвидировано.

Способ ликвидации горения в галерейных помещениях позволяет обеспечить надежность и безопасность ликвидации дефлаграционного горения топливной пыли, позволяет сократить время ликвидации горения и объема подаваемой жидкости.