Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Анализ состояния вопроса и обоснование цели и задач исследования 11
1.1 Тушение пожаров электроустановок под напряжением 11
1.2 Обзор статистических данных по пожарам на объектах энергетического комплекса 20
1.3 Средства тушения пожаров на объектах энергетики 27
1.4 Цель и задачи исследования 37
Глава 2 Теоретические и экспериментальные исследования по тушению электрооборудования под напряжением 39
2.1 Применение пенообразователей для тушения пожаров электрооборудования под напряжением 39
2.2 Экспериментальное исследование по определению возможности использования компрессионной пены при тушении пожаров электрооборудования под напряжением 45
2.3 Математический анализ результатов исследования по определению возможности применения компрессионной пены при тушении электрооборудования под напряжением 60
2.4 Исследования по оценке гидравлических характеристик насосно-рукавных систем при подаче по ним компрессионной пены 65
2.5 Выводы по второй главе 80
Глава 3 Исследование возможности подачи огнетушащих веществ по применяемым схемам насосно-рукавных систем для тушения электрооборудования под напряжением 83
3.1 Разработка программного комплекса по определению параметров подачи огнетушащих веществ на тушение пожаров на объектах энергетики 83
3.2 Анализ параметров насосно-рукавных систем, применяемых на объектах атомной энергетики 88
3.3 Концепция пожарного автомобиля для защиты объектов энергетики 100
3.4 Выводы по третьей главе 107
Заключение 109
Список литературы 112
Приложение А Экспериментальные данные, полученные при оценке тока утечки по струе компрессионной пены 124
Приложение Б Программный комплекс по оценке насосно-рукавных систем пожарных подразделений на объектах атомной энергетики 127
Приложение В Методические рекомендации по применению компрессионной пены для тушения пожаров электрооборудования под напряжением 136
Приложение Г Акты внедрения 153
- Обзор статистических данных по пожарам на объектах энергетического комплекса
- Экспериментальное исследование по определению возможности использования компрессионной пены при тушении пожаров электрооборудования под напряжением
- Исследования по оценке гидравлических характеристик насосно-рукавных систем при подаче по ним компрессионной пены
- Анализ параметров насосно-рукавных систем, применяемых на объектах атомной энергетики
Обзор статистических данных по пожарам на объектах энергетического комплекса
Высокий уровень изношенности оборудования на объектах энергетики привел к частому возникновению крупных аварий в связи с отказами и неисправностями электроустановок. Зачастую отказ или неисправность в работе электрооборудования приводит к крупным пожарам и авариям ввиду того, что в оборудовании находится большое количество горючих и легковоспламеняющихся жидкостей и источников зажигания, они возникают в результате перегрузок, коротких замыканий, образования больших местных переходных сопротивлений, электрических искр и дуг [14]. Несмотря на ежегодную тенденцию к снижению числа пожаров в среднем за год происходит около 1000 пожаров на объектах энергетики. Основными их причинами зачастую являются:
- недостаток конструкции;
- нарушение технологического регламента процесса производства;
- разрушение движущихся узлов и деталей;
- неисправность, отсутствие искрогасительных устройств;
- нарушение правил монтажа электрооборудования;
- нарушение правил технической эксплуатации электрооборудования;
- нарушение правил пожарной безопасности при эксплуатации электроприборов.
Для исследования обстановки с пожарами на объектах энергетики был проведен анализ пожаров, произошедших за последние 10 лет на территории Российской Федерации. В результате обработки около 10000 карточек учета пожаров были выявлены основные причины возникновения пожаров электрооборудования на объектах энергетики (Таблица 1.2).
Согласно статистическим показателям [17–20] наиболее частой причиной пожара на объектах энергетики является нарушение правил пожарной безопасности при эксплуатации электроприборов. По данной причине произошло около 42 % исследуемых пожаров (Рисунок 1.2, Таблица 1.2), то есть каждый третий пожар на объектах энергетики.
Наиболее часто пожары, связанные с эксплуатацией электрооборудования, происходят из-за короткого замыкания (КЗ). КЗ может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов [81, 82]. Также коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания. При КЗ в местах соединения проводов сопротивление практически равно нулю, в результате чего ток, проходящий по проводникам и токоведущим частям аппаратов и машин, достигает больших значений, а также резко и многократно возрастает сила тока, протекающего в цепи, что приводит к значительному тепловыделению, и, как следствие, к возможному расплавлению электрических проводов с последующим возникновением возгорания и распространением пожара.
Так как зачастую пожары электрооборудования возникают из-за короткого замыкания, можно предположить, что это происходит из-за повышенного износа оборудования на объектах энергетики. Действительно, на сегодняшний день износ оборудования на объектах энергетического комплекса составляет более 60 %. За последние несколько лет почти на 10 % упало количество проведенных капитальных и средних ремонтов оборудования [21].
Фактически, оборудование, которое производит несколько миллионов киловатт установленной электрической мощности, ежегодно не проходит полноценного технического обслуживания, как следствие – отсутствует гарантия их надежной работы.
Не стоит также упускать тот факт, что возникновение пожаров на объектах энергетики и впоследствии их ликвидация не обходятся без человеческих жертв, которыми нельзя пренебрегать.
Так, при возникновении пожаров на объектах энергетического комплекса в среднем за год гибнет более 40 человек, что примерно составляет 0,5 % от общего числа погибших в стране, травмы получают около 100 человек в год.
При ликвидации пожаров на объектах энергетики кроме сотрудников объекта гибнут и получают травмы сотрудники пожарной охраны. За последние 10 лет при пожаре на объектах энергетики погибло 4 сотрудника противопожарной службы, травмы получили более 50 сотрудников.
Пожары на объектах энергетического комплекса, несомненно, представляют значительную угрозу как жизни и здоровью населения, так и экономике страны.
Проведенный анализ прямого материального ущерба от всех пожаров, произошедших в стране за последние годы, показал, что, несмотря на то, что количество пожаров, возникших по причине неосторожного обращения с огнем, занимает превосходящую лидирующую позицию, материальный ущерб от этих пожаров (около 1,5 млрд руб/год) значительно меньше, чем от пожаров, произошедших по причине нарушения правил устройства и эксплуатации электрооборудования (около 4,5 млрд руб/год). Исходя из изложенного, можно сделать вывод, что пожары по причине нарушения правил устройства и эксплуатации электрооборудования имеют одни из самых дорогостоящих последствий.
Наряду с анализом карточек учета пожаров был проведен анализ прямого материального ущерба от пожаров на объектах энергетики, который показал, что в среднем ущерб от одного пожара на объектах энергетического комплекса составляет более 280 млн рублей, что является не малым показателем. Также стоит учитывать, что пожары на объектах энергетического комплекса имеют и косвенные последствия – при возникновении аварии на объекте энергетики население может остаться без электричества и тепла.
Например, пожар на Белоярской атомной станции, произошедший в ночь с 30 на 31 декабря 1978 г., последствия которого могли приобрести характер равносильный аварии на Чернобыльской АЭС. Четкие и решительные действия личного состава пожарных подразделений при тушении этого пожара предотвратили катастрофу. Атомная станция снабжала электричеством и теплом около 15 % всей территории Свердловской области. В результате пожара несколько тысяч домов остались без тепла и электричества. Стоит учесть тот факт, что на момент тушения пожара температура окружающей среды была минус 47 С.
Ввиду повышенного износа оборудования возрастает количество аварий на объектах энергетического комплекса. Одним из доказательств этого является авария в энергосистеме города Москвы в мае 2005 года. Авария стала последствием пожара на трансформаторной подстанции мощностью 220 кВт «Чагино», расположенной на юго-востоке Москвы. Основной предпосылкой к возникновению этой крупнейшей энергоаварии в истории России явился быстрый рост энергопотребления в Московском регионе на фоне массового износа оборудования электрических сетей. В результате аварии на несколько часов была отключена подача электроэнергии в нескольких районах Москвы, Подмосковья, а также Тульской, Калужской и Рязанской областей. Несколько десятков тысяч человек оказались заблокированы в остановившихся поездах московского метро и лифтах, было нарушено железнодорожное сообщение и парализована работа многих коммерческих и государственных организаций.
Общая величина ущерба от аварии в энергосистеме в Москве составила 1,7 млрд руб. и примерно 504 млн руб. в Московской области.
При тушении пожара основным фактором эффективности является время, а именно его количество, которое требуется для локализации и ликвидации пожара. Чем оно больше, тем продолжительнее пожар имеет свободное развитие, и, следовательно, тем значительнее последствия и материальный ущерб.
Экспериментальное исследование по определению возможности использования компрессионной пены при тушении пожаров электрооборудования под напряжением
При проведении экспериментального исследования по определению тока утечки по струе компрессионной пены необходимо определить параметры, которые позволят систематизировать полученные результаты исследования.
Значимым параметром, характеризующим компрессионную пену, является кратность, которая определяет соотношение объема раствора пенообразователя к объему затрачиваемого сжатого воздуха. Параметр кратности в свою очередь характеризует состав пены.
Целью проведенного исследования является определение возможности безопасного и эффективного использования исследуемых установок пожаротушения для тушения пожаров электрооборудования под переменным напряжением до 30 кВ и частоте 50 Гц.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
– определить значение тока утечки по струе для оценки безопасности применения компрессионной пены.
– определить влияние удаленности от электрооборудования под напряжением при подаче компрессионной пены. Для проведения экспериментального исследования применялся стенд для определения тока утечки по струе огнетушащего вещества (см. Рисунок 2.3).
В качестве мишени решено применять стальную сетку, закрепленную на изоляторах типа ИОС-110-400, установленных на металлических пластинах размером 300x500 мм. Это позволяет избежать опрокидывания мишени при динамическом воздействии на нее струи огнетушащего вещества под давлением. Применение в качестве мишени металлической сетки также позволяет решить проблему слива отработанного огнетушащего вещества, так как из-за увеличенных расходов не представляется возможным использование емкости для сбора отработанного огнетушащего вещества. Мишень соединена силовым кабелем с источником высокого напряжения.
В качестве источника высокого напряжения после проверки необходимых критериев используется аппарат испытания диэлектриков «АИД-70М». Данный аппарат предназначен для [37]:
- испытания и диагностирования изоляции силовых кабелей и твердых диэлектриков высоким напряжением постоянного и переменного тока, частотой, равной частоте питающей сети;
- получения высокого напряжения переменного тока или высокого напряжения отрицательной полярности постоянного тока заданной величины с контролем тока, потребляемого нагрузкой.
Основные технические данные аппарата испытания диэлектриков приведены в Таблице 2.1.
Прибор «АИД-70М» обеспечивает работу в повторно-кратковременном режиме с продолжительностью включения высокого напряжения не более 10 минут и продолжительностью отключения высокого напряжения не менее 5 минут. Это позволит производить значительное количество измерений в относительно непродолжительные сроки. Удобство использования аппарата испытания диэлектриков также обуславливается тем, что его питание осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220 ± 22 В и частотой 50 Гц. В целом, применение аппарата «АИД-70 М» позволит проводить исследования величины тока утечки по струе в широком диапазоне высокого напряжения с относительно малой погрешностью измерения напряжения. Для закрепления ствола подачи компрессионной пены используется изолированная опора. Она состоит из выдвижной треноги с универсальными креплениями для ручных пожарных стволов, установленной на треугольной металлической пластине через изоляторы ИОС-10. Данная конструкция опоры позволяет надежно закреплять ручные пожарные стволы различной модификации, изменять угол и высоту подачи и препятствует опрокидыванию опоры под воздействием давления в рукавной системе. Для передвижения опоры на металлической пластине предусмотрены ручки.
В качестве измерительного прибора использовался мультиметр модели «Unit UT60A» с диапазоном измерений переменного тока от 0,1 мкА до 10А.
Общие параметры измерения переменного и постоянного тока цифрового мультиметра модели «Unit UT60A» приведены в Таблице 2.2. Особенностью данного мультиметра является то, что он позволяет проводить точные замеры тока утечки по струе ОТВ, а также производить скоростную запись полученных результатов на компьютер для дальнейшей удобной и точной обработки.
Стенд аттестован аккредитованной организацией ЗАО «ИТ «Тест-прибор» на соответствие требованиям безопасности при проведении испытаний (аттестат № 607-11 от 26.12.2011 г.).
Исследования проводились на открытой, ровной, хорошо проветриваемой местности. Это также обусловлено большим количеством огнетушащего вещества, используемого при проведении исследования. Климатические условия эксперимента выбирались исходя из возможных условий эксплуатации прибора «АИД-70М» [37, 76]. Температура окружающего воздуха при проведении эксперимента должна находиться в диапазоне от плюс 10 до плюс 30 С. Проведение исследования в условиях низких температур (ниже 0 С), является небезопасным ввиду возможного обледенения места проведения эксперимента. Температура окружающего воздуха при проведении эксперимента определяется при помощи термометра.
Относительная влажность воздуха при проведении испытаний не превышала 80 %, так как при большей влажности воздуха возрастает возможность электрического пробоя по воздуху. По данной причине не допускалось проведение испытаний и во время выпадения осадков. Измерение относительной влажности воздуха проводилось при помощи гигрометра.
Перед проведением исследования была осуществлена сборка элементов экспериментального стенда согласно принципиальной схеме (см. Рисунок 2.2). При этом предварительно были предусмотрены отдельные заземления для каждого элемента стенда гибким медным проводом сечением не менее 4 мм2.
При проведении экспериментального исследования уделено особое внимание вопросам безопасности. В первую очередь это связано с опасностью поражения электрическим током участников эксперимента.
В месте проведения испытаний были установлены предупреждающие знаки «Осторожно! Прочие опасности» по ГОСТ Р 12.4.026-2001 [38] и поясняющая надпись «Идут испытания», а на рабочих местах испытателей – вывешены инструкции и правила безопасности;
Перед проведением испытаний:
- был произведен внешний осмотр, при этом особое внимание уделялось надежности заземления всех элементов стенда;
- проверена комплектность и целостность диэлектрических средств защиты, а также надежность заземлений.
Во время проведения испытаний было запрещено:
- нахождение лиц, не задействованных при проведении испытаний, на месте проведения эксперимента;
– прикасаться к любым токоведущим узлам, частям и клеммам испытательного стенда во избежание поражения электрическим током.
При проведении испытаний использовалась установка пожаротушения компрессионной пеной «NATISK-300M» [40] (см. Рисунок 2.4, Таблицу 2.3).
Исследования по оценке гидравлических характеристик насосно-рукавных систем при подаче по ним компрессионной пены
При ликвидации пожаров на объектах энергетики успех тушения пожаров во многом определяется быстротой и слаженностью работы пожарных подразделений, участвующих в тушении пожаров. Важно не только произвести прокладку рукавных линий на тушение пожаров, но и обеспечить подачу необходимого количества огнетушащего вещества на тушение пожара.
В насосно-рукавных системах пожарных автомобилей при подаче огнетушащих веществ по пожарным рукавам возникает сопротивление потоку жидкости и, соответственно, снижение напорно-расходных характеристик насосно-рукавной системы.
Сопротивление прорезиненных рукавов, применяемых на пожаре с применением в качестве огнетушащего вещества воды в различных справочных литературных источниках [58, 61, 62] для рукавов с диаметром условного прохода DN 50 мм, DN 65 мм, DN 80 мм в большинстве своем одинаковы и имеют значения, приведенные в Таблице 2.20.
Однако для пожарных напорных рукавов, в которых в качестве ОТВ используется компрессионная пена, параметры гидравлических сопротивлений ранее не были получены. Следовательно, вопрос о проведении исследований по оценке гидравлических характеристик насосно-рукавных систем при подаче по ним компрессионной пены является актуальным. Исследования по оценке гидравлических параметров жидкостей проводились В.И. Яковчуком в работе [65]: эксперименты по определению потерь напора, изменения диаметра и длины рукава в зависимости от внутреннего давления проводились в натурных условиях на специализированной установке.
В работе Хоанг Зань Биня [66] был проведен еще более точный эксперимент. Исследования проводились при использовании широкого диапазона параметров давления, напора и расходных характеристик рукавных линий, что обусловило большие объемы полученных данных.
В своей работе [86] С.П. Храмцов исследовал гидравлические характеристики средств подачи температурно-активированной воды от энергетической установки автомобиля пожарного многофункционального. При помощи измерительного комплекса, представленного на Рисунке 2.12, были определены параметры давления в начале и в конце испытываемого участка рукавной линии или на входе и выходе из рукавной арматуры, величины расхода ТАВ, температура среды, протекающей по рукавам в начале и в конце испытываемого участка линии, а также непосредственный перепад давления в начале и в конце испытываемого участка рукавной линии или на входе/выходе из рукавной арматуры.
С помощью используемых средств измерений в работе определено максимальное приближение экспериментальной и теоретической зависимостей для определения гидравлических характеристик рукавов с диаметром условного прохода 13, 16 и 25 мм при прямолинейной прокладке. Оценивая погрешности измерений можно сделать вывод о правильности выбора средств измерений. Инструментальная погрешность при определении потерь напора h составила от ± 0,01 до ± 0,14 м. Кроме того, в работе были оценены величины абсолютной шероховатости внутренней поверхности рукавов, изготавливаемых на тот момент промышленностью, с диаметром условного прохода 16–77 мм.
Для проведения исследований по оценке гидравлических характеристик при подаче компрессионной пены использовался ранее разработанный стенд [86] и оборудование [71, 73, 74]. Он позволяет с высокой степенью точности оценить гидравлические параметры насосно-рукавных систем при подаче компрессионной пены по рукавам с диаметром условного прохода DN50 мм, DN65 мм.
При проведении эксперимента оценивались следующие параметры (см. Рисунок 2.13):
– длина рукавной линии;
– давление на входе в рукавную систему (см. Рисунок 2.14);
– давление на выходе из ствола (см. Рисунок 2.15);
– расход полученной компрессионной пены;
– расход воды;
– расход пенообразователя;
– температура компрессионной пены;
– объемные характеристики компрессионной пены.
Компрессионная пена – это пена, получаемая при принудительном вспенивании водного раствора пенообразователя сжатым воздухом, которая затем поступает на тушение пожара. Такую пену, протекающую по пожарным рукавам, нужно оценивать не как одномерную жидкость, а как двухфазную.
Двухфазной называется жидкость, в состав которой входит как жидкая, так и газообразная фазы. Различают шесть основных двухфазных потоков (см. Рисунок 2.17) [80, 85, 102–109].
Расслоенное течение – течение, при котором жидкость движется по дну трубы, а газ – по гладкой поверхности раздела фаз.
Волновое течение (волновой поток) аналогично «расслоенному», за исключением того, что на поверхности раздела фаз образуются волны, бегущие в направлении движения потока.
Пенное течение (пенный поток), при котором пузырьки газа распределены по всей жидкости.
Снарядное течение («поршневой» поток) наблюдается, когда порция жидкости периодически подхватывается быстродвижущимся газом и образует пенную пробку, которая проходит по трубе со скоростью большей, чем средняя скорость жидкости.
Эмульсионный режим характеризуется в среднем достаточно однородной структурой. В отличие от пузырькового режима состоит в том, что в эмульсионном режиме пузырьки имеют неправильную форму.
Дисперсно-кольцевой режим характеризуется тем, что газовая фаза движется в ядре потока, а жидкая в пленке на стенке, и в виде отдельных капель в ядре. Такой режим имеет место, например, при захолаживании трубопровода криогенными жидкостями.
Стоит отметить, что оценка гидравлических параметров компрессионной пены, в отличие от однофазного течения, подчиняется несколько иным законам гидравлики из-за содержания газовой фазы в потоке.
По своей структуре течения компрессионная пена близка к пенному виду двухфазного течения.
Расчет гидравлических параметров насосно-рукавных систем при подаче компрессионной пены как двухфазной системы в зависимости от показателя кратности проводится по разным методикам. Ведь при изменении параметра кратности будут меняться расходные характеристики раствора пенообразователя, и исходя из этого будут изменяться относительные объемные показатели двухфазной смеси. При движении пены по рукавам возможен переход из пенного течения в снарядное течение. И, как следствие, необходимо проведение расчетов по различным моделям гидравлических расчетов. Но существует усредненная методика, позволяющая с достаточной точностью определить гидравлические параметры подачи компрессионной пены в зависимости от показателей кратности [85, 92].
Анализ параметров насосно-рукавных систем, применяемых на объектах атомной энергетики
В настоящее время на территории Российской Федерации функционируют 10 атомных станций, на которых эксплуатируется 35 реакторов с общей мощностью 25 443 МВт. Согласно планам развития российской атомной энергетики, ее доля в общем производстве электроэнергии в стране должна вырасти до 25–30 % к 2030 году. Объекты атомной промышленности относятся к критически важным объектам страны, следовательно, к таким объектам необходимо предъявлять повышенные требования безопасности, в том числе и пожарной безопасности. На таких объектах высок риск возникновения пожара [23, 49, 50]. Это обусловлено наличием больших объемов различного вида органических топлив, применяемых для производства электроэнергии, высокой пожарной нагрузкой технологических процессов передачи и распределения электроэнергии, наличием большого количества оборудования, находящегося под высоким напряжением [47, 48].
Прямой ущерб от таких пожаров в основном связан с выходом из строя или уничтожением дорогостоящего высокотехнологического оборудования. Опасность аварий на объектах ядерной отрасли заключается в том, что в результате аварии штатная работа объекта будет нарушена, и это может привести к катастрофическим последствиям. Также при возникновении критических ситуаций возможно прекращение работы других отраслей, что может послужить причиной косвенного ущерба и угрозой жизни и здоровью населения. Например, при возникновении пожара в зимнее время может произойти отключение энергопитания как отдельных домов, так и целых населенных пунктов, что может повлечь за собой угрозу жизнедеятельности населения.
Исследованиями в области атомной энергетики занимались различные ученые.
В работах А.К. Микеева [50, 51] рассмотрены вопросы оценки пожарной опасности объектов атомной энергетики, а также вопросы организации и пути решения проблем противопожарной защиты этих объектов. Проанализированы произошедшие пожары и на их основе предложены компенсирующие мероприятия по обеспечению пожарной безопасности объектов атомной энергетики.
Акатьев В.А. в своей работе [52] на основании оценки рисков при эксплуатации объектов энергетики на основных источниках опасности предложил стратегию разработки и оценки средств снижения риска в управлении промышленной безопасностью объектов энергетики, в том числе мер предупреждения аварий, диагностики функционирующего оборудования и смягчения последствий аварий.
При пожаре на атомной станции не всегда удается производить отключение электропитания токоведущих частей электрооборудования [45], следовательно, проведение мероприятий по тушению пожаров необходимо производить под напряжением.
Наиболее эффективным и распространенным средством, применяемым на объектах атомной энергетики, является вода. Для тушения электрооборудования под напряжением вода применяется с учетом безопасных расстояний для тушения электрооборудования под напряжением. Существует ряд технологических средств подачи воды, которые позволяют производить тушение пожаров электрооборудования под напряжением. Таким, например, является пожарный ствол, специально разработанный для тушения электрооборудования под напряжением модели «ZERSTAEUBERSTRAHLROHR GOST» производства немецкой компании «AWG»(см. Рисунок 3.3).
Принцип действия ствола основан на том, что происходит дробление струи в каждом из 9 насадков-распылителей и, следовательно, при выходе из ствола распыленной струи ток утечки значительно ниже. Размер капель, выходящих из ствола, составляет 1–2 мм. При этом конструкция корпуса распределительного коллектора действует как инжектор: происходит ускорение циркулирующего воздуха, что позволяет увеличить дальность полета распыленных струй.
На объекты атомной энергетики разрабатываются планы пожаротушения, в которых обозначены наиболее возможные места возникновения пожаров, а также представлены расчеты и расстановка сил и средств для успешной локализации и ликвидации пожара.
При тушении электрооборудования под напряжением в качестве мер защиты от поражения электрическим током применяется заземление основных узлов пожарного автомобиля и пожарного ствола, а проведение защищающих мероприятий требует дополнительного времени, что может стать причиной свободного распространения пожара. Тем самым обусловлена необходимость применения ствола «ZERSTAEUBERSTRAHLROHR GOST».
При проведении детального исследования планов тушения пожаров на объектах атомной энергетики было установлено, что для проведения работ по тушению пожаров на этих объектах наиболее часто применяются насосно-рукавные системы, имеющие длину более 180 метров. Это обуславливает значительные потери напора в рукавной линии, и, как следствие, работу ствола в режиме пониженного давления, что может отрицательно сказаться на исходе тушения пожара.
Для того, чтобы оценить возможность работоспособности специализированных стволов, которые позволяют тушить пожары электрооборудования под напряжением, были исследованы планы пожаротушения для атомных станций. Стояла задача определить предельные длины НРС, применяемых для ликвидации пожаров в помещениях, в которых, по условию безопасной работы реактора, не предоставляется возможным отключать электрооборудование. На АЭС до 30 % таких помещений.
Были оценены гидравлические потери в НРС, которые наиболее часто применяются на объектах атомной энергетики (см. Рисунок 3.6).
Для оценки параметров насосно-рукавных систем, применяемых на объектах атомной энергетики, был использован программный комплекс по определению параметров подачи огнетушащих веществ при тушении пожаров на объектах энергетики [см. Главу 3.1]. Для расчетов была выбрана насосно-рукавная система, наиболее часто применяемая при тушении пожаров на объектах атомной энергетики с использованием специализированного оборудования для тушения пожаров электрооборудования под напряжением.
Требуется определить напор на насосе, необходимый для обеспечения работы двух стволов, расстояние от насоса до места пожара – 180 метров, расстояние от насоса автомобиля до входа в здание и установки разветвления – 40 метров DN =77 мм, рабочая линия длиной 140 м с рукавами диаметром DN=51 мм, стволом «ZERSTAEUBERSTRAHLROHR GOST» с номинальным напором 60 метров и расходом 5,8 л/с (см. Рисунок 3.7) и стволом РС-50 с расходом 3,8 л/с (завышенный расход обусловлен завышенным напором для данной модели ствола) для тушения пожара электрооборудования под напряжением. Расчет проводится по наиболее нагруженному варианту по стволу «ZERSTAEUBERSTRAHLROHR GOST» (см. Рисунок 3.4)
Исходя из приведенного расчета видно, что для обеспечения работы двух стволов с применением автомобиля с насосом нормального давления НЦПН 40/100 недостаточно. Минимальный напор для обеспечения работы ствола необходим H = 116 метров.
Аналогично были проведены расчеты возможности применения специализированных стволов для тушения пожаров электрооборудования под напряжением в местах наиболее возможного возникновения пожара, предусмотренных планами пожаротушения для 5 атомных электростанций (см. Таблицы 3.2–3.6, Рисунок 3.8).
По результатам полученных данных можно сделать соответствующий вывод о том, что при возникновении пожара на атомных станциях в большинстве случаев невозможно обеспечить применение специализированного ствола для тушения электрооборудования под напряжением. Технические возможности, имеющиеся на вооружении пожарных подразделений, не позволяют обеспечить гарантированное тушение пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением на объектах атомной энергетики. Целесообразно провести исследование по формированию технических требований к пожарному автомобилю, который обеспечит возможность ликвидации пожаров на объектах энергетики, в том числе и пожаров электрооборудования под напряжением. Следовательно, необходимо создать концепцию пожарного автомобиля для защиты объектов атомной энергетики.