Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Пенотушение в России как эхо отзвучавшего в США фторированного бума

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Пенотушение в России как эхо отзвучавшего в США фторированного бума

В последние годы в разных областных центрах России на земле, на воде, на кораблях или на поверхностях, приподнятых над землей (например, на зданиях различного назначения и этажности), как запоздалые осенние грибы, возникают вертолетные площадки. В связи с отсутствием в России общестратегической концепции пенотушения в проекты по обеспечению пожарной безопасности, например на вертолетных площадках, зачастую продолжают включаться фторсодержащие пенообразующие вещества. Они вредны с экологической точки зрения, а их эффективность в большинстве своем не доказана
Иосиф
Абдурагимов
Ведущий специалист ЗАО НПО "СОПОТ", академик НАНПБ, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, д.т.н.
Геннадий
Куприн
Генеральный директор ЗАО НПО "СОПОТ", вице-президент ВАНКБ, к.т.н., академик НАНПБ

Среди множества гениальных мыслей, подаренных человечеству Карлом Марксом, есть тезис: "Спрос определяет предложение – и наоборот, предложение определяет спрос". Этот тезис Маркса как нельзя лучше иллюстрируется историей появления и применения пен для тушения пожаров во всем мире.

Тысячи лет человечество страдало от пожаров (как страдает и сегодня!), но обходилось без средств пенотушения до начала ХХ века, когда в мире началась промышленная добыча нефти и ее переработка в нефтепродукты. Именно тогда тушение крупных пожаров нефти и нефтепродуктов стало невозможным без новых огнетушащих средств, на которые вскоре появился спрос. Примерно в 1904 г. русским изобретателем и инженером Александром Лораном была запатентована химическая пена для тушения пожаров горючих жидкостей. Но даже восторг российского императора Николая II от эффекта тушения пламени химической пеной на Парижской международной промышленной выставке в 1908г. и обещанная императором поддержка не спасли Лорана от банкротства и разорения в России. А масштабы добычи и переработки нефти в мире стремительно росли вместе с масштабами пожаров и ущербом от них. Повышался спрос на новые, более эффективные средства пенотушения, росло и предложение. На смену химическим пенам пришли так называемые воздушно-механические пены.

Проблемы развития пенотушения в России

На сегодня в практике пожаротушения применяются десятки (если не сотни) пенообразователей различных видов, типов и составов; существуют десятки видов и способов генерации пен с самыми различными свойствами и параметрами, а также способов их подачи в очаг пожара. Прогресс в этой области очевиден и несомненен! Пенотушение пожаров в мире и в России неуклонно развивается и совершенствуется. Но непреложным остается парадокс: за всю историю пожаротушения в СССР и современной России ни один реальный крупный пожар ЛВЖ–ГЖ не был потушен с нормативными параметрами тушения за нормативное время – 15 минут! При множестве ординарных пожаров на самых массовых в России резервуарах хранения ЛВЖ–ГЖ: РВС 5000 (с площадью пожара всего порядка 400 м2) и РВС 10 000 (с площадью пожара всего 720 м2) ни один пожар не был потушен за установленное нормативом время, хотя в стране давно существуют российские пенообразователи и устройства генерации и подачи пены, позволяющие успешно тушить аналогичные идаже в 3–5 раз большие площади пожара за 5–10 минут. Это происходит по целому ряду взаимосвязанных причин.


Одна из причин заключается в том, что на вооружении очень многих подразделений пожарной охраны в России по сей день используются пенные стволы ГПС-600 и ГПС-2000, разработанные почти 50 лет назад, которые и тогда уже не отвечали требованиям эффективности тушения пожаров ЛВЖ–ГЖ. Их расход раствора пенообразующей жидкости составляет всего 6 л/с и 20 л/с соответственно. Дальность подачи пенной струи заявленной кратностью Кп=100 (фактическая кратность – 60–70) всего 5–6 м. И это при том, что в России производятся и уже более 20 лет применяются пеногенерирующие стволы с расходом 50, 100, 200 л/с (и даже больше), с дальностью подачи более эффективной пены кратностью Кп=40 на расстояния 50–70 м и более – до 100 м. Использование этой техники при тушении пожаров ЛВЖ–ГЖ позволяет достигнуть почти нереальной в практике пожаротушения скорости тушения – порядка 15–20 м2/с.

Другая причина состоит в том, что российская пожарная охрана совершенно искусственно уже более 35 лет сидит "на игле" пленкообразующих фторсодержащих импортных пенообразователей, чаще всего весьма сомнительной эффективности. Да, они сравнительно эффективны при тушении некоторых полярных и гидрофильных ЛВЖ при подслойном способе подачи пены весьма сомнительной надежности, безосновательно навязанном многим ТЭК России. В большинстве других случаев, особенно при тушении крупных пожаров криогенных топлив, интенсивно внедряющихся в нашу топливную энергетику и даже повседневную жизнь, эти пенообразователи значительно уступают в эффективности тушения обычным и совершенно нетоксичным пенообразователям российского производства.


Практически непредсказуемое повышение эффективности пенотушения, особенно при тушении пожаров ТГМ (лесных пожаров, пожаров на специальных объектах, в том числе на производствах и складах боеприпасов и т.п.) и тем более при тушении самых многочисленных и главных по числу человеческих жертв в мире и особенно в России – внутренних пожаров ТГМ, – сулят быстротвердеющие пены, разработанные в России в 2014–2015 гг. Используя некоторые особенности кинетики зольгель перехода коллоидных систем, удалось сократить управляемое время перехода пены в отвержденное состояние до 3–30 сек. А использование нанотехнологий введения впленки пузырьков пены микронной толщины слоя двуокиси кремния SiO2 позволило перевести отвержденные пены практически в неразрушимые, негорючие субстанции. Но все эти инновации отечественной науки пеноту-шения остаются почти незамеченными по многим причинам.

Главная же причина состоит в нежелании большинства практических работников и некоторых "законодателей" пенотушения в России признавать некоторые довольно несложные правила и принципы тушения пожаров, например: "как горит – так туши"; нет понимания реализуемых на практике механизмов огнету-шащего действия (МОД), а тем более доминирующего МОД при тушении пеной того или иного вида пожаров. К стыду большинства практических работников (и не только их), механизм огнетушащего действия пен до сих пор сводится к "изоляции ЛВЖ–ГЖ от кислорода". Этот тезис, высказанный почти 100 лет назад в замечательном учебнике для пожарных "Химия горения" проф. Тидеманом и доц. Сци-борским, действителен только применительно к химическим пенам (да и по отношению к химическим пенам – это не совсем верно).


Доминирующим механизмом при тушении пожаров любыми пенами все-таки остается механизм охлаждения поверхностного слоя "горящей жидкости", прогретой почти всегда до температуры кипения, ниже этой температуры, до которой тонкий поверхностный слой любой "горящей жидкости" на реальном пожаре прогревается за 1–2 (3) мин. свободного горения пожара. Слова "горящая жидкость" намеренно взяты в кавычки, потому что ни одна углеводородная "горючая жидкость" не горит! Горят только смеси различной концентрации ее паров с воздухом! Поэтому при любом способе тушения пожаров пенами главное – снижение интенсивности образования ее горючих паров и их проникновения сквозь слой пены в надпенное пространство – зону горения пожара. Так что сперва – снижение температуры поверхностного слоя ГЖ и даже ЛВЖ, желательно до температуры вспышки этой жидкости (особенно для ГЖ), а уж потом или параллельно с этим – изоляция поверхностного слоя жидкости от теплового воздействия пламени пожара (преимущественно лучистого теплового потока пламени пожара) – это названный нами "экранирующий эффект" механизма тушения. Затем – изоляция проникновения паров горючего сквозь слой огнетущащей пены для снижения их концентрации над этим слоем до безопасного значения (НКПВ или НКПР), а совсем не "изоляция горючей жидкости от кислорода", как до сих пор считает большинство практических работников, и не только они...


От того, насколько полно и эффективно реализуются эти главные и основные механизмы огнетушащего действия в процессе тушения каждого вида и каждого отдельного пожара, главным образом и зависит эффективность процесса его тушения и конкретный результат. А полнота и эффективность реализации этих механизмов тушения зависят от вида пенообразователя, режима, способа и интенсивности подачи пены в очаг пожара, а также от ряда других обстоятельств тушения каждого конкретного пожара и способов пожаротушения в целом.

Самое досадное, что эти прописные истины пенотушения в России давно и хорошо известны со времен замечательных работ проф. В.И. Блинова и к.т.н. Г.Н. Худякова, объединенных в пятидесятые годы прошлого века в книге "Диффузионное горение жидкостей" (кстати, изданной сначала в Америке, а затем "вдогонку" срочно изданной в АН СССР), блестящих работ по тушению пожаров ЛВЖ–ГЖ пенами И.И. Петрова, В.Ч. Реутта, В.А. Казакова (1970-е годы) и многих других.


Результаты этих исследований сводятся преимущественно к простому и очевидному требованию: для полного и эффективного тушения пожара ЛВЖ–ГЖ необходимо за возможно короткое время покрыть всю свободную поверхность зеркала "горящей жидкости" слоем пены, обеспечивающим снижение интенсивности проникновения паров горючей жидкости в надпенное пространство, до концентрации ниже концентрационных пределов (КП) горения данной жидкости (или КП ее воспламенения, что практически почти одно и то же).

Обеспечение ПВБ на вертолетных площадках

Полный раздрай в системе пенотушения в России можно показать на примере обеспечения пожаровзрывобезопасности на вертолетных площадках.

Вертолетная площадка сама по себе и система управления взлетом-посадкой вертолетов различного назначения носит в себе в том или ином масштабе все элементы проблем, связанных с обеспечением безопасности полетов на аэродромах или на полетных палубах авианесущих кораблей. А сами вертолеты являются объектами повышенной взрывопожароопасности – еще более высокой, нежели воздушные суда гражданской или военной авиации. Они выполнены из чрезвычайно легкоплавных и легкогорючих материалов, насыщены легковоспламеняющейся горючей жидкостью. Причем топливные баки не разнесены как на самолетах – в крылья в некотором отдалении от фюзеляжа, – а находятся непосредственно в теле корпуса фюзеляжа вертолета.

Вертолет содержит в себе все элементы взрывоопасных, находящихся под давлением систем (стойки шасси, кислородные и воздушные баллоны, трубопроводы или опасные грузы, снаряжение и пр.), которые от воздействия наружного пламени при перегреве взрываются, что приводит к резкому увеличению площади горения и воздействию опасных факторов пожара на окружающую среду.


Относиться к проектированию систем обеспечения пожаротушения вертолетных площадок следует как к системе, требующей мгновенной, даже более оперативной реакции, чем при борьбе с послеаварийными пожарами воздушных судов на земле.

Однако нормативы по обеспечению ПВБ на вертолетных площадках, действующие в РФ, не всегда учитывают факторы динамики развития пожаров, скорость и направление ветра, эффективность огнетушащих веществ, инерционность системы пожаротушения и др. Существующая возможность создавать систему пожаротушения в соответствии с согласованными госэкспертизой специальными техническими условиями (СТУ) порождает еще большую разноголосицу в подходах к требуемому уровню пожарной защиты (пенотушению) на вертолетных площадках.

Такой раздрай позволил реализовать систему пенотушения на причале (понтоне) Фрунзенской набережной напротив здания Минобороны РФ с единственным лафетным стволом, дающим пену низкой кратности, в более чем 50% случаев работающим против ветра, или реализовать пенотушение на ряде вертолетных площадок на зданиях в центральном округе Москвы с применением, как уже сказано выше, самого экологически вредоносного фторсодержащего пенообразователя (типа AFFF) с недоказанной огнетушащей эффективностью.


Раздрай в системе пенотушения в России не остановился с момента признания Комитетом ООН по экологии вредности фтор-содержащих пенообразоватлей, вплоть до полной остановки производства этого вредоносного продукта, а еще более активизировался в России вследствие выпуска национального стандарта по пенообразователям, который наоборот стимулирует производителей к массовому выпуску малоэффективных токсичных фторсодержащих пенообразователей.

Продолжает иметь место использование в российской системе пенотушения устаревшего пожарно-технического оборудования (типа генераторов ГПС-600 и пр.), которые не отвечают современным требованиям к скорости пожаротушения, в частности на вертолетных площадках, аэродромах или складах и базах ЛВЖ и ГЖ, несмотря на имеющиеся в России на порядок более эффективные системы пенотушения (пенообразователи и пожарно-техническое оборудование) исключительно российского производства.

Выводы

Из сказанного выше можно сделать следующие выводы:

1. Эффективность пенотушения в России находится на недопустимо низком уровне. Значит – есть спрос.

2. Уровень научно-исследовательских и инженерно-конструкторских, технических разработок и технологий пенотушения в России значительно опережает не только практику пенотушения в России, но нередко превосходит мировые достижения в этой области. Значит – есть вполне соответствующие требованиям предложения.

3. Если верен тезис К. Маркса о спросе и предложении и если современная Россия действительно перешла в цивилизованный капитализм и сферу рыночных отношений – у пенотушения в России есть все основания для кардинального прогресса и повышения эффективности его практического применения.

4. Исходя из всего вышесказанного, назрела необходимость кардинального пересмотра всей концепции пенотушения в России с целью:

  • недопущения выхода на российский рынок малоэффективных токсических опасных продуктов типа AFFF;
  • тотальной замены неэффективных средств пожарно-технического оборудования типа ГПС-600 на установки, обеспечивающие более высокие скорости тушения пожаров;
  • пересмотра требований национального стандарта в пользу разработки экологически чистых пенообразоватлей, не содержащих фторированных компонентов.
  • пересмотра норм табеля положенности выпускаемой в России пожарной техники, имея в виду комплектование ее более высокоэффективными генераторами пен низкой и средней кратности.

Опубликовано: Каталог "Пожарная безопасность"-2016
Посещений: 6069

  Автор

Иосиф Абдурагимов

Иосиф Абдурагимов

Ведущий специалист ЗАО НПО "СОПОТ", академик НАНПБ, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, д.т.н.

Всего статей:  4

  Автор

Куприн Г. Н.

Куприн Г. Н.

Вице-президент Всемирной академии наук комплексной безопасности, генеральный директор ЗАО "НПО СОПОТ"

Всего статей:  5

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций