Файл: Конспект лекции.pdf

ДЕПАРТАМЕНТ ГРАЖДАНСКОЙ ЗАЩИТЫ И ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЯМАЛО-НЕНЕЦКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «УЧЕБНО-
МЕТОДИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ПО ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЕ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ПОЖАРНОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ ЯМАЛО-НЕНЕЦКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА»
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ
Программа: Профессиональная переподготовка по программе
«Начальствующий состав ГПС с углубленным изучением
пожаротушения и аварийно-спасательных работ»
Дисциплина: «Пожарная техника»
Тема №7 «Приборы и аппараты пенного тушения».
Разработал:
«Преподаватель» ГУ ДПО «УМЦ ГОЧС и ПБ ЯНАО» Кудинов А.В.
Надым, 2022 год

Учебные вопросы:
1. Виды пен, их физические и огнетушащие свойства.
2. Назначение, устройство и принцип работы пеносмесителей и воздушно-пенных стволов.
3. Последовательность действий при подаче воздушно-механической пены от пожарного автомобиля.
Ход занятия
1. Виды пен, их физические и огнетушащие свойства.
Пена – это скопление пузырьков, которое способствует ликвидации пожара, главным образом, за счет эффекта поверхностного тушения.
Пузырьки возникают при смешивании воды с пенообразователем. Пена легче самого легкого воспламеняющегося нефтепродукта, поэтому при подаче на горящий нефтепродукт она остается на его поверхности.
Рисунок 1 – Работа отделения с пеногенератором ГПС -600

Рисунок 2 – Схема физико-химических свойств пены.
Виды пены по кратности:
• пены низкой кратности – кратность пены от 4 до 20 (получают стволами СВП, пеносливными устройствами);
• пены средней кратности – кратность пены от 21 до 200 (получают генераторами ГПС);
• пены высокой кратности – кратность пены более 200 (получают путем принудительного нагнетания воздуха).
Рисунок 3 – Подача пены низкой кратности
Область применения.
Достоинства и недостатки
Пена широко применяется для тушения пожаров твердых (пожары класса А) жидких веществ (пожары класса В), не вступающих во взаимодействие с водой, и в первую очередь – для тушения пожаров нефтепродуктов.

Рисунок 4 –Тушение пожаров твёрдых веществ (класс пожара А)
Рисунок 5 – Тушение пожаров жидких веществ (класс пожара В)
Рисунок 6 – Достоинства пены как средства тушения.
Существует два основных типа пены: химическая и воздушно- механическая
Рисунок 7 – Огнетушители воздушно-пенные.
Рисунок 8 – Тушение пеной.

Химическая пена образуется смешиванием щелочи (обычно бикарбоната натрия) с кислотой (как правило, сульфата алюминия) в воде.
Эти вещества содержатся в одном герметичном контейнере. Чтобы сделать пену более прочной и продлить срок ее службы, к ней добавляется стабилизатор.
Рисунок 9 – Применение пены.
При взаимодействии указанных химических веществ образуются пузырьки, наполненные углекислым газом, который в данном случае практически не обладает никакой огнетушащей способностью; его назначение – заставить пузырьки всплывать.
Порошок может храниться в емкостях и вводиться в воду в процессе борьбы с пожаром через специальную воронку или каждое из двух химических веществ может быть предварительно перемешано с водой, в результате чего образуется раствор сульфата алюминия и раствор бикарбоната натрия.
Воздушно-механическая пена. Эта пена образуется из пенного раствора, получаемого при смешивании пенообразователя с водой. Пузырьки возникают при турбулентном перемешивании воздуха с пенным раствором.
Как следует из самого названия пены, ее пузырьки заполнены воздухом.
Качество пены зависит от степени перемешивания, а также от исполнения и эффективности используемого оборудования, а ее количество – от конструкции этого оборудования.
Рисунок 10 – Воздушно-механическая пена.
Существует несколько типов воздушно-механической пены, одинаковых по природе, но имеющих разную огнетушащую эффективность.
Ее пенообразователи производят на основе протеина и поверхностно- активных веществ. Поверхностно-активные вещества – это большая группа веществ, включающая моющие средства, смачиватели и жидкое мыло.

Рисунок 11 – Тушение пеной.
Рисунок 12 – Основные виды пены.
Ограничения в применении пены
При правильном использовании пена – эффективное огнетушащее вещество. Тем не менее существуют определенные ограничения в ее применении, которые перечислены далее.
Рисунок 13 – Ограничения в применении пены.

Поскольку пена представляет собой водный раствор, она проводит электричество, поэтому ее нельзя подавать на электрооборудование, находящееся под напряжением.
Пену, так же, как и воду, нельзя применять для тушения горючих металлов.
Многие типы пены нельзя употреблять с огнетушащими порошками.
Исключение из этого правила составляет «легкая вода», которая может использоваться с огнетушащим порошком
Пена не годится для тушения пожаров, связанных с горением газов и криогенных жидкостей. Но высоко-кратная пена применяется при тушении растекающихся криогенных жидкостей для быстрого подогрева паров и уменьшения опасности, сопутствующих такому растеканию
Положительные качества пены.
Несмотря на существующие ограничения в применении, пена очень эффективна при борьбе с пожарами классов А и В.
Пена — очень эффективное огнетушащее вещество, которое, кроме того, обладает и охлаждающим эффектом.
Пена создает паровой барьер, препятствующий выходу воспламеняющихся паров наружу. Поверхность цистерны может быть покрыта пеной для защиты ее от пожара в соседней цистерне.
Рисунок 14 – Положительные качества пены.
4. Пена может быть использована для тушения пожаров класса А в связи с наличием в ней воды. Особенно эффективна «легкая вода».
5. Пена – эффективное огнетушащее вещество для покрытия растекающихся нефтепродуктов. Если нефтепродукт вытекает, нужно попытаться закрыть клапан и таким образом прервать поток. Если это невозможно сделать, надо преградить путь потоку при помощи пены, которую следует подавать в район пожара для его тушения и затем для создания защитного слоя, покрывающего просачивающуюся жидкость.
6. Пена – наиболее эффективное огнетушащее вещество для тушения пожаров в больших емкостях с воспламеняющимися жидкостями.
7. Для получения пены может использоваться пресная или жесткая или мягкая вода.

Отдельного внимания заслуживает и компрессионная пена, которая очень хорошо себя зарекомендовала при тушении пожаров.
Компрессионная пена (compressed air foam system, CAFS) – технология, используемая в пожаротушении для доставки огнетушащей пены с целью тушения возгорания или защиты зоны, где отсутствует горение, от воспламенения.
Компрессионная пена получается из стандартной насосной установки, которая имеет точку ввода сжатого воздуха в пенообразователь для формирования пены. Кроме того, сжатый воздух также добавляет энергию в струю, которая позволяет увеличить дальность доставки ОТВ по сравнению со стандартными пеногенераторами или стволами.
При использовании компрессионной пены, эффективность огнетушащего вещества составляет порядка 80%. Такой показатель возможен благодаря особым физическим свойствам компрессионной пены, а именно адгезивности. При тушении пожара, ствольщик получает в свой арсенал новые возможности. При нанесении на потолок и стены, пена изолирует смежные помещения от воздействия высоких температур, при этом пена долго держится даже на вертикальных поверхностях: от одного часа на металлической до двух-трех часов на деревянной. Каждый пузырь компрессионной пены имеет стойкую связь с соседними, что обуславливает высокую стойкость пены. В результате получается тонкое (около 1-2 сантиметров) и прочное «одеяло», которое буквально «укрывает» горящую поверхность, прекращая доступ кислорода в очаг возгорания.
Готовая компрессионная пена подаётся по напорным пожарным рукавам диаметром 38 или 51 мм под рабочим давлением 7 ÷ 10 кгс/см2.
Физические параметры компрессионной пены и, соответственно, огнетушащие свойства пены – изменяются посредством изменения соотношения ингредиентов. Может вырабатываться «сырая» (тяжёлая) пена с соотношением от 1 : 5 (вода : воздух) и «сухая» (лёгкая) пена с соотношением до 1 : 20 (вода : воздух).
Рисунок 15 – Подача компрессионной пены.
Подача компрессионной пены с соотношением 1 : 10 (вода : воздух) на вертикальные поверхности (металлическую дверь, кирпичную стену).

Вместе с тем, пена обладает и лучшими свойствами воды – она охлаждает очаг, а благодаря смачивателям, включенным в ее состав – проникает в поры и трещины поверхности, предотвращая тление материала и его повторное возгорание.
Главные преимущества компрессионной пены: быстрый сбив пламени и снижение температуры, сокращение времени тушения в 5 ÷ 7 раз (на 500 ÷
700 % !!!), снижение расхода воды в 5 ÷ 15 раз (на 500 ÷ 1500 %).
Пенобразователи
Пенообразователь (пенный концентрат) -концентрированный водный раствор стабилизатора пены
(поверхностно-активного вещества), образующий при смешивании с водой рабочий раствор пенообразователя.
Пенообразователи предназначены для получения с помощью пожарной техники воздушно-механической пены или растворов смачивателей, используемых для тушения пожаров классов А (горение твердых веществ) и
В (горение жидких веществ).
Пенообразователи в зависимости от химического состава
(поверхностно-активной основы) подразделяются на: синтетические (с), фторсинтетические (фс), протеиновые (п), фторпротеиновые (фп).
Пенообразователи в зависимости от способности образовывать огнетушащую пену на стандартном пожарном оборудовании подразделяются на: пенообразователи для тушения пожаров пеной низкой кратности
(кратность пены от 4 до 20); пенообразователи для тушения пожаров пеной средней кратности
(кратность пены от 21 до 200); пенообразователи для тушения пожаров пеной высокой кратности
(кратность пены более 200).
Рисунок 16 – Пенообразователи.
Самыми популярными и недорогими, и в то же время эффективными, на сегодняшний день считаются пенообразователи с маркировкой ПО-6 и ПО-3.
Цифры на маркировке говорят об уровне концентрации пенообразователя в рабочем растворе (6 или 3 литра на определенный объем воды). Хранить

такую продукцию следует в отапливаемых помещениях. Замерзая, пенообразователь не теряет своих свойств и вновь готов к эксплуатации после размораживания, но в условиях возникшего пожара времени на приведение его в нужную консистенцию может просто не быть. Оба вида относятся к числу биоразлагаемых и абсолютно безопасны при хранении и транспортировке.
ХАРАКТЕРИСТИКА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЁННЫХ
ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЕЙ
ПО-1
Водный раствор нейтрализованного керосинового контакта 84±3%, костный клей для стойкости пены 5 ± 1 % синтетический этиловый спирт или концентрированный этиленгликоль 11 ± 1 %. Температура замерзания не превышает -8 °С. Является основным пенообразующим средством для получения воздушно-механической пены любой кратности. При тушении нефтей и нефтепродуктов концентрация водного раствора ПО-1 принимается
6%. При тушении других веществ и материалов используют растворы с концентрацией 2 – 6 %.
ПО-3А
Водный раствор смеси натриевых солей вторичных алкилсульфатов.
Содержит 26±1 % активного вещества. Температура замерзания не выше – 3°С.
При применении разбавляют водой в пропорции 1 : 1 с использованием дозирующей аппаратуры, рассчитанной на пенообразователь ПО-1. Для получения пены применяют водный раствор с концентрацией 4 – 6 %.
ПО-6К
Изготовляют из кислого гудрона при сульфировании гидроочищенного керосина. Содержит 32 % активного вещества. Температура замерзания не выше -3°С. Для получения пены при тушении нефтепродуктов используют водный раствор с концентрацией 6 %. В других случаях концентрация водного раствора может быть меньше.
«Сампо» Состоит из синтетического поверхностно-активного вещества (20%), стабилизатора (15%), антифризной добавки (10%) и вещества, снижающего коррозионное действие состава (0,1 %). Температура застывания – 10°С. Для получения пены используют водный раствор с концентрацией 6 %.
Применяют при тушении нефти, неполярных нефтепродуктов, резинотехнических изделий древесины, волокнистых материалов, в стационарны системах пожаротушения и для защиты технологических установок.
Пенообразователи целевого применения.
ТЭАС-НТ – синтетический, биологически разлагаем. Предназначен для получения огнетушащей пены низкой и средней кратности в условиях низких температур.

Рисунок 17 – Хранение пенообразователей.
ПО-6НП – синтетический, биологически разлагаем. Предназначен для тушения пожаров нефтепродуктов, ГЖ, для применения с морской водой.
«Морпен» – синтетический, биологически разлагаем. Предназначен для получения огнетушащей пены низкой, средней и высокой кратности с использованием как пресной, так и морской воды.
ПО-6МТ – синтетический, морозоустойчивый, биологически разлагаем.
Предназначен для получения огнетушащей пены низкой, средней и высокой кратности.
2. Назначение, устройство и принцип работы пеносмесителей и
воздушно-пенных стволов.
Для получения водных растворов пенообразователей в пожарной технике применяют специальные устройства — пеносмесители. Все они являются струйными насосами.
Наибольшее распространение получили пеносмесители двух типов: предвключенные и проходные.
Предвключенные пеносмесители устанавливают на пожарных насосах.
Рабочая жидкость под давлением поступает из напорной полости к соплу пеносмесителя и далее к всасывающей полости насоса.
Дозировку пенообразователя осуществляют дозаторы, установленные на пеносмесителях. Подача раствора к пенным стволам регулируется напором насоса.
При работе предвключенных пеносмесителей часть подачи насоса (до
25%) расходуется на работу пеносмесителя.
Подача насоса в этом случае определяется как сумма подачи раствора через пенные стволы и пеносмеситель.
Дозаторы на пеносмесителях бывают ручные или автоматические.
Недостатком ручных дозаторов является то, что они производят дозировку пенообразователя только увеличением
(уменьшением) сопротивления, т.е. изменением положения рукоятки дозатора. При изменении давления на насосе и, следовательно, подачи к пенным стволам

наблюдается некоторое несоответствие между количеством воды и пенообразователя, что приводит к снижению качества пены.
Во всасывающей полости насоса при работе на пожарах с подачей пенных стволов может быть как глубокий вакуум, так и подпор воды (при работе от гидрантов). Величина подпора не должна превышать 250 кПа (2,5 кгс/см2).
Для получения качественной пены разница давлений в напорной и всасывающей полости насоса должна быть не менее 0,5 МПа (5 гкс/см
2
).
При большом подпоре во всасывающей полости насоса необходима регулировка давления на входе в насос. Эта регулировка производится путем перекрытия запорной арматуры на пожарных колонках.
Пеносмеситель ПС-5 (рис.18) находит наибольшее применение на пожарных насосах ПН-40 и относится к предвключенным пеносмесителям.
Максимальная подача пенообразователя 1,8 л/с.
Пеносмеситель ПС-5 состоит из корпуса (1), дозатора (2), сопла (3), корпуса (5), пробки крана (4), шкалы (13), стрелки (9), маховичка (12), обратного клапана (10), крышки (11) клапана и ручки (8).
Пробка (4) крана и дозатор (2) уплотнены кольцами (6) и (7).
Пеносмеситель присоединен корпусом (5) крана к напорному коллектору, а корпусом (1) — к крышке насоса посредством стакана и хомута.
Для включения пеносмесителя следует повернуть кран ручкой (8) против часовой стрелки до упора.
Вода из напорной полости насоса поступит в сопло (3) и диффузор корпуса (1).
При этом в полости вокруг сопла образуется разрежение, пенообразователь из емкости начнет поступать в пеносмеситель.
В диффузоре пенообразователь смешивается с водой, затем раствор поступает во всасывающую полость насоса и далее в пенные стволы.
Дозатор (2) осуществляет регулировку подачи пенообразователя в пяти рабочих положениях пробки (4) крана.
Цифры на шкале пеносмесителя обозначают число стволов ГПС-600, работающих от данного насоса.
Для подачи пенообразователя маховичка (12) поворачивают до совпадения стрелки 9 с нужным делением шкалы (13).
Рисунок - 18. Пеносмеситель ПС-5.

1— корпус; 2 — дозатор; 3 — сопло; 4 — пробка крана; 5 — корпус крана; 5, 7— уплотнительные кольца; 8 — ручка; 9 — стрелка; 10 — обратный клапан; 11 — крышка клапана; 12 — маховичок; 13 — шкала; I— положения дозатора
Пеносмесители ПС-1 и ПС-2 – предназначены для получения водного раствора пенообразователя в магистральной линии при заборе пенообразователя из посторонней емкости, применяемого для образования пены в генераторах пены средней кратности. Пеносмесители являются струйными насосами. Выпускаются переносные пеносмесители ПС-1, ПС-2, аналогичных по конструкции и различающихся только размерами и техническими характеристиками.
Устройство
Рисунок 19 – Схема пеносмесителя.
Пеносмеситель состоит из: корпуса 3, в котором расположено сопло 5, направленное через рабочую камеру 2 на входное отверстие диффузора 4.
Струя воды, проходя через сопло в диффузор, создает в рабочей камере 2 разрежение. В зависимости от исполнения пеносмесителя на корпус 3 навертывают соединительные головки или фланцы. Корпус 3 имеет три ножки, на которые устанавливают пеносмеситель перед присоединением рукавных линий.
Принцип работы
Вода под рабочим напором поступает в камеру 2, а из него в горловину диффузора корпуса 3. В полости корпуса, примыкающей к соплу 5, создается разрежение, благодаря которому пенообразователь из емкости (бочки, бака, цистерны) по рукаву подсасывается в диффузор корпуса, где он смешивается с водой. Полученный раствор пенообразователя подается по напорным рукавам или трубопроводам в генератор пены средней кратности ГПС-600.
Для предотвращения попадания воды в емкость с пенообразователем в случае внезапного повышения давления, на выходе из пеносмесителя
(например, при заломе напорных рукавов) предусмотрен обратный клапан.
Тактико-технические характеристики ПС-1 ПС-2