Введение к работе
Актуальность работы. Способ тушения пожаров нефтепродуктов химической пеной запатентован инженером Лораном еще в начале XX века. Этот способ настолько прост и надежен, что в течение практически 100 лет огнетушители химические пенные, базирующиеся на том принципе, который заложил Лоран, а именно, когда пена получается в результате выделения углекислого газа при взаимодействии кислотной и щелочной части компонентов огнетушителя, до сих пор используется как в нашей стране, гак и за рубежом. В последние годы к этим пенам начали предъявлять дополнительные требования в связи с тем, что тушение розливов горючих жидкостей (Л) достигается только в том случае, если эти жидкости относятся к категории высококи-пящих или имеющих высокую температуру вопшки. То есть этими огнетушителями мокно тушигь керосин, дизельное топливо, соляр, моторные масла. Когда же дело заходит о тушении розливов легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВІ), то здесь возможности обычной химической пены резко ограничены.
Повышение огнетушащей эффективности химической пены стало возможным благодаря использованию фторированных стабилизаторов. В этом случае пена обладает свойствами так называемой "легкой воды", которая-не только эффективно тушит, но и предотвращает повторное воспламенение ГЗ и после разрушения пены. Такой эффект достигается за счет низкого поверхностного натяжения водных растворов, содержащих фторированные вещества. Необычайно низкое поверхностное натяжение приводит к возникновению нового явления - растекания водной паронепроницаемой пленки по поверхности углеводородов.
Пена на основе составов типа "легкой воды" не загрязняется угловодородами и может подаваться компактными струями на горящую поверхность жидкости, а также вводится
непосредственно в нефтепродукт.
Инертность таких пен при контакте с горючим позволяет резко повисить эффективность традиционно используемых огнетушителей и переместить зону получения пены непосредственно в резервуар с горючим, т.е. осуществить новый принцип тушения пожара путем подслойного образования пены. Таким образом,совершенствование химической пены в результате применения фторированных стабилизаторов позволяет комплексно подойти к проблеме тушения нефтепродуктов как небольших розливов, так и резервуаров повышенной вместимости. Актуальность этих разработок связана с большим количеством аварийных проливов нефтепродуктов, а также строительством нефтехранилищ, включающих резервуары повышенной вместимости.
Цель работы и задачи исследования - выявить закономерности тушения пламени нефтепродуктов фторированными химическими пенами, которые образуются по единой технологической схемо: смешением двухкомпопентных составов, но реализация которой проходит в переносном огнетушителе или под слоем нефтепродукта. Предстоит выявить общие закономерности и отличие огиетушащой эффективности фторированных химических пои для перечисленных выше ситуаций. Для решения этой задачи необходимо было разработать ряд ее аспектов, включающих:
разработку способа образования пены;
разработку оптимальных составов и -выбор фторированных стабилизаторов пены;
выявление термодинамических и кинетических условий, обеспечивающих эффективность фторированных химических пен;
разработку устройств и стендовых установок для проведения лабораторию исследований;
определение оптимальных параметров я режимов образования и подачи пои»;
разработку конкретных рекомендаций по применению новых составов и способов;
организацию опытно-промышленного производства огнету-шащих составов.
Научная новизна работы заключается в разработке научных основ, позволяющих осуществить способ тушения нефтепродуктов, при котором пена образуется непосредственно в резервуаре под слоем нефтепродукта, которые включают:
выявление основных закономерностей тушения пламени нефтепродуктов фторхимическими ленами при использовании пен в виде напорных струй, подаваемых на поверхность горючего л при формировании пены под слоем нефтепродукта с регулируемой интенсивностью подачи водного огнетушащего состава. Установление зависимости величины оптимальной интенсивности подачи огнетушащего состава и минимального удельного расхода огнетушащего средства от природы горючей жидкости и от состава огнетушащих композиций;
определение влияния на огнетушащую эффективность природы и состава пенообразухщих композиций, содержащих систему фторированных поверхностно-активных веществ (ФДАВ), природных или синтетических поверхностно-активных веществ, образующих синергетическую композицию. При этом оптимальное их содержание определяется для фторированных веществ необходимостью предотвратить возможность смачивания и растекания горючего по пенным пленкам. Эта возможность проявляется, когда коэффициент растекания водного раствора по горючему будет больше, чем по раствору;
разработку модели процесса тушения пламени различных углеводородов фторированными химическими пенами, позволяющая количественно определить такие параметры, как время тушения и минимальный удельный расход огнетушащего состава и критическую интенсивность подачи его при тушении пламени углеводородов;
оптимизацию процесса тушения и влияние взаимосвязи между критической и оптимальной интенсивностью подачи
при тушении пламени нефтепродуктов фгорхимическими пенами при использовании пон з виде напорных струй, подаваемых на поверхность горючего п при формировании поїш под слоем нефтепродукта с регулируемой интенсивностью подачи водного огнетушащего состава;
разработку конкретных рецептур щелочной части бинарного состава для подслойного тушения пожаров нефтепродуктов;
разработку и научное обоснование методики по определению огнетушащей эффективности фторхимичоских пен при использовании их в виде напорных струй, подаваемых на поверхность горючего, и при формировании пены под слоем нефтепродукта в стендових условиях. Сопоставление результатов, полученных на этих установках, с результатами полигонных и натурных испытаний;
разработку технологической схемы и технических условий 'на изготовление новых огнегушащих составов.
Практическая ценность. На основе результатов диссертационных исследований разработаны три рецептуры огнету-шащях составов, позволяющих в 10...15 раз повысить огне-гушащую эффективность огнетушителей; реализовать новый способ тушения пожаров подслойшм пенообразованием.
Реализация на практике. Освоено мелкосерийное производство новых огнотушащих составов на Березниковском заводе бытовой химии, которые защищены авторскими свидетельствами. Экономический эффект от внедрения научно-технических разработок составил более 160 тыс.рублей в расчете на 50 тонн огнетушащего состава.
Апробация работы. Результаты исследования и основные положения диссертации долокены на Всесоюзной научно-технической конференции "Взрывобезопасность технологических процессов, пожаро- и взрывозащита оборудования и зданий" (г.Северодонецк, 1990 г.), научно-технической конференции "Совершенствование деятельности органов го-
сударетвенког'0 пожарного надзора" (г.Моснза, ВИПТШ, 1990 г.), на кафедральных заседаниях ВИПІШ МВД РФ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 статей, прочитано 6 докладов на Всесоюзных и региональных конференциях, получены положительные решения на изобретения j* 4877957/2S в й 4877842/26 от 31.01.92 г.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературных источников к приложения. Общий объем работы 240 страниц, 56 рисунков, 32 таблицы, список литературных исгочішков яз 182 наименований и одно приложение.
Нп защиту выносятся:
закономерности тушения пламени нефтепродуктов фтори
рованными химическими пенами; .
новый способ тушения покаров нефтепродуктов методом подслойного ценообразования;
модель процесса тушения пламени различных углеводородов фторированными химическими пенами;
конкретные рецептуры щелочкой часті; бинарного состава для химических пенных огнетушителей и для подслойного способа тушения пожаров нефтепродуктов в резервуарах;
оптимальный ракш и параметры процесса тушения нефтепродуктов подслойншл вспениванием;
результаты полигонных испытаний огнетушащой эффективности составов и техническая документация на изготовление новых огкетуаащих составов;
лабораторные стендовые установки для определения огнетушащей эффективности огнетушзщих составов.
Похожие диссертации на Закономерности тушения пламени нефтепродуктов фторхимическими пенами
