Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Пожарные автомобили для промышленных объектов: анализ тенденций их создания и применения

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

Пожарные автомобили для промышленных объектов: анализ тенденций их создания и применения

Задачи, которые сегодня стоят перед подразделениями ГПС России, обуславливают необходимость модернизации действующего парка пожарных автомобилей — прежде всего следует обеспечить их многофункциональность

В промышленных каталогах ведущих зарубежных производителей пожарных автомобилей (ПА) обычно представлены две группы автомобилей тушения:

  • муниципальные ПА (municipal protection) — используются городскими пожарными подразделениями (в нашей стране они относятся к так называемым основным ПА общего применения);
  • индустриальные ПА (industrial protection) — применяются для защиты промышленных объектов, в первую очередь пожароопасных (в России их называют "основные ПА специального применения", или объектовые).

Это самостоятельные группы ПА, отличающиеся целевым назначением, а поэтому они имеют друг с другом мало общего и по параметрам, и по компоновке, и по техническому исполнению.

Данное обстоятельство определяется различным характером протекания пожара в городских условиях и на пожароопасных объектах.

Концептуальные требования

К пожароопасным объектам относятся в первую очередь объекты, связанные с добычей, переработкой и хранением легко воспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей и газов. Пожары на таких объектах имеют свои характерные особенности. Они, как правило, развиваются очень быстро, и для их тушения требуется сосредоточение значительных сил и средств. Но главное — для борьбы с подобными пожарами необходимы специальные технические средства тушения, обеспечивающие единовременную подачу большого количества огнетушащих веществ (ОВ) в зону горения. Применение обычных городских автоцистерн среднего класса при тушении пожаров ЛВЖ и горючих жидкостей (ГЖ) оказывается малоэффективным: необходимой интенсивности подачи ОВ они не обеспечивают.

Пожары могут возникать в процессе бурения и эксплуатации нефтяных и газовых скважин (пожары фонтанов), при транспортировке нефти и газа, в процессе их переработки на технологических установках, при хранении в резервуарах и других емкостях. При этом реальным пожарам свойственны разные виды горения:

  • факельное горение жидкостей и газов, выходящих под давлением в виде струй;
  • горение движущейся жидкости, в частности, стекающей по поверхности технологического оборудования;
  • горение жидкости на свободной неподвижной поверхности в резервуарах и других емкостях при полностью или частично открывшейся крышке;
  • одновременное горение жидкостей и газов всех указанных видов.

В соответствии с основными положениями тактики пожаротушения, при ликвидации горения жидкостей и газов, как правило, сочетают подачу пены (или других специальных средств тушения — порошка, газоводяных и газовых струй и т.п.) с одновременным введением:

  1. водяных стволов с компактными или распыленными струями для охлаждения конструкций, технологических аппаратов и коммуникаций;
  2. водяных струй в горящий факел для снижения интенсивности его излучения;
  3. водяных стволов для смыва горящей жидкости или для ликвидации факельного горения в местах выхода струй пара или газа из аппаратов, емкостей и трубопроводов.

Эти особенности тушения определяют концептуальные требования к современным объектовым пожарным автомобилям (ОПА), применяемым для защиты пожароопасных объектов. Заключаются данные требования в обеспечении возможности подачи в единовременном режиме различных средств тушения и охлаждения от одной тактической единицы. (Фрагмент оперативного использования такого автомобиля с одновременной подачей воды и порошка через лафетные стволы и пены через пеногенераторы показан на рис. 1.)

Рис. 1. Фрагмент оперативного использования ОПА с одновременной подачей воды, пенв и огнетушащего порошкаИными словами, для защиты пожароопасных объектов требуется применение соответствующих многофункциональных пожарных автомобилей: в этом смысл современной концепции создания таких автомобилей, уже реализованной за рубежом многими фирмами.

Функциональность

Говоря о необходимости применения в нашей стране зарубежных аналогов ПА, следует отметить, что речь идет о многофункциональных автомобилях пенного тушения (АПТ), в которых определяющей функцией является подача пены, а остальные функции — вспомогательные, усиливающие эффект тушения. Это автомобили водопенного, пенопорошкового, водопенопорошкового тушения. Их конструкция существенно сложнее конструкции монофункциональных АПТ. Пример технического исполнения современных ПА водопенопорошкового тушения показан на рис. 2.

В целом к АПТ могут быть отнесены все автоцистерны , имеющие пенные баки с запасом пенообразователя, обычно не превышающим 6% от количества вывозимой воды. Это своеобразные пенные огнетушители, рассчитанные на подачу незначительного количества пены для решения частных задач.

Подобные ПА выпускались в СССР в 1980-е гг. под маркой АВ-40 (автомобиль воздушнопенного тушения с подачей насоса 40 л/с). От обычных автоцистерн этого класса они отличались лишь комплектацией (наличием ручного разборного пеноподъемника высотой 13 м).

И сегодня, спустя почти четверть века, российскими предприятиями продолжают выпускаться эти автомобили: АВ-40 на шасси "Урал-5557" (вывозит 5300 л пенообразователя, насос ПН-40УВ) и АВ-40 на шасси "КамАЗ-53215" (7500 л пенообразователя, насос также ПН-40УВ). Подобная техника собственно и составляют Рис. 2. Современный многофункциональный ПА для промышленных объектов с расположением пенного и порошкового стволов в поперечной плоскости по бортам кузовавесь парк автомобилей пенного тушения, находящихся на вооружении пожарной охраны нашей страны; о структуре такого парка говорить не приходится — она абсолютно однородна по качественному составу.

К тому же потребность в АПТ относительно невелика: количество утвержденных по штату АПТ составляет лишь около 2,5% от штатного количества автоцистерн. Потребность в автомобилях пенопорошкового тушения на порядок меньше. Возможно, поэтому новые предприятия, пришедшие на российский рынок ПА, сейчас воздерживаются от производства многофункциональных ПА для защиты объектов: слишком мала вероятность, что они будут востребованы объектовыми подразделениями пожарной охраны, пока не решены вопросы штатной положенности и финансовых ресурсов.

Модельные ряды

Итак, модельный ряд отечественных автомобилей для защиты объектов представлен лишь двумя АПТ, причем с одним типом насоса — 40-литровым ПН-40УВ, унаследованным еще с середины прошлого века.

Ситуация труднообъяснимая: Россия, крупнейшая нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая страна мира, не выпускает в требуемом количестве и на должном техническом уровне ПА, способные защищать от пожаров основной источник ее бюджетных поступлений.

Возможно, причина кроется в отсутствии спроса (пожарная охрана вынуждена довольствоваться тем, что предлагает ей производитель), но можно также считать, что спроса нет, потому что нет предложения. Иная картина за рубежом, в странах, не столь богатых природными ресурсами. Например, французская фирма Sides предлагает потенциальным потребителям модельный ряд ПА для защиты индустриальных объектов, состоящий из 15 моделей, в числе которых:

  • пенные ПА — 7 моделей (запас воды и пенообразователя — 4, 6, 10 куб. м);
  • пенопорошковые ПА — 7 моделей (запас воды и пенообразователя — 4, 6, 10 куб. м; запас порошка — 1000 кг);
  • порошковый ПА — 1 модель (4500 кг порошка).

Не менее обширны модельные ряды ОПА других зарубежных фирм: Rosenbauer (Австрия) — 12 моделей; Camiva (Франция), входящая в состав холдинга Iveco Magirus, — 12 моделей; Ziegler и Magirus (обе из Германии) — более 10 моделей.

Из всеx ОПА, выпускаемых этими компаниями, лишь некоторые модели можно отнести к чисто пенным (монофункциональным): они могут обеспечивать подачу пены только при совместной работе с насосной станцией. Остальные модели более функциональны: они обеспечивают подачу водяной, пенной и порошковой струй за счет привезенных средств, являясь таким образом ПА "первой атаки".

Характерная особенность водопенных ПА заключается в наличии на них двух емкостей — для воды и пенообразователя (иногда в одном блоке), а также двух лафетных стволов (спаренных или комбинированных). На автомобилях водопенопорошкового тушения к ним добавляются порошковая емкость и лафетный порошковый ствол.

Реализуя принятую во многих странах концепцию многофункциональности, упомянутые фирмы включили в свои модельные ряды техники ПА многокомпонентного тушения: вода + пена + порошок + СО2 или раствор АFFF ("легкая вода") с еще более широким спектром функционального применения.

Компоновка

Компоновка ОПА определяется рядом факторов, а именно:

  • оптимальным размещением цистерн для огнетушащих агентов на раме шасси;
  • расположением насосной установки (среднее, заднее);
  • численностью личного состава;
  • другими факторами.

Автомобили для защиты объектов относятся, как правило, к тяжелому классу (с полной массой более 14 т), поэтому создаются они на длиннобазных шасси. Это связано с необходимостью рационального использования грузоподъемности шасси при одновременном соблюдении установленных для данного шасси нагрузок по осям.

Существуют модификации ОПА, предназначенные для боевого расчета, ссостоящего как из 3 человек (1+2), так и из 6 (1+5): в каждом случае оптимальную численность личного состава определяет потребитель, исходя из тактических соображений.

Рис. 3. ПА модульной концепции серии JUMBO (фирма Sides, Франция) на шасси "Рено". Верхний ряд: JUMBO I (4х2) /слева/, JUMBO II (6х4) /справа/ Нижний снимок: JUMBO III (8х4) Рис. 4. Объектовые высотные автомобили для подачи средств тушения на высотные технологические установки (колонны, резервуары) от фирмы Bronto Skylift (Финляндия)

При выборе шасси предпочтение отдается компоновке с кабиной над двигателем, хотя возможны исключения. Такое расположение кабины создает более благоприятные условия для нормативного распределения межосевых нагрузок.

Другие компоновочные решения, особенно на отечественных автомобилях воздушно-пенного тушения (серии АВ), в основном повторяют соответствующие решения, использованные на автоцистернах.

Характерным элементом зарубежных ОПА является мощный лафетный ствол (или комбинация таких стволов), размещаемый на крыше кузова, которая в этом случае имеет обязательное защитное ограждение. ОПА с такими стволами становятся хорошо узнаваемыми (см. рис. 2).

Оригинальный компоновочный прием применила фирма Sides, использовавшая модульную концепцию для создания гаммы объектовых ПА серии JUMBO (рис. 3). В каждой из моделей JUMBO I, II, III изменяется лишь объем цистерны для пенообразователя или его раствора (7000, 10500 и 14 000 л соответственно); остальные модули, включая насосный, идентичны по геометрическим параметрам (хотя применяемые насосы отличаются по подаче -от 5000 до 10 000 л/мин.). Мощные лафетные стволы, использованные на ОПА этой версии, обеспечивают дальность подачи пены на расстояние до 130 м.

Высотные автомобили

К особому классу объектовых машин пенного тушения следует отнести пеноподъемники. Последние модели этих ПА имеют все функции АПТ: на них устанавливают емкости для воды и пенообразователя, мощные насосные агрегаты, высотную стрелу-пеноподъемник (может выполнять функции спасательной установки) с монитором, имеющим дистанционное управление. Концептуальный подход к созданию таких ПА у разных фирм во многом идентичен.

Наиболее полный модельный ряд пожарных пеноподъемников выпускает фирма Bronto Skylift (Финляндия), мировой лидер в производстве высотной спасательной техники. В программе ее производства, среди прочих автомобилей, имеется 90-метровый подъемник с телескопическим трубопроводом, обеспечивающим подачу до 3800 л/мин воды или раствора пенообразователя на рекордную высоту 90 м (рис. 4).

Пеноподъемники на колесных шасси выпускают и другие европейские фирмы: Magi-rus, Ziegler, Rosenbauer. Среди отечественных производителей можно назвать ОАО "Пожтехника" (г. Торжок, Тверская область) - эта компания поставляет на рынок пеноподъемники на колесном и гусеничном ходу с высотой подъема 30, 35 и 37 м.

Насосные установки

Большинство современных зарубежных автомобилей водопенного тушения тяжелого класса оснащают высокопроизводительными насосными агрегатами нормального давления (около 100 м вод. ст.) с подачей от 4000 л/мин. и выше (до 10 000 л/мин.).

Подача насоса прямо зависит от количества вывозимых огнетушащих агентов (вода, пенообразователь или их раствор). Соотношение ориентировочно следующее: при работе насоса в номинальном режиме привезенных средств тушения должно быть достаточно для подачи их в течение около одной минуты. Например, при запасе вывозимых средств тушения 10 000 л автомобиль оборудуется насосной установкой с подачей 10 000 л/мин. (около 170 л/с). Насосы с такой подачей у нас в стране не выпускаются; самым производительным на сегодняшний день является НЦПН-100/100 (подача 6000 л/мин.) производства ЗАО "Пожгидра-влика" (г. Миасс Челябинской области).

Как правило, насосы с большой подачей изготавливаются двухступенчатыми, с направляющими аппаратами и расположением одной из опор вала в обтекателе крышки (на входе в рабочее колесо первой ступени). Уплотнение вала из нержавеющей стали — торцовое, а иногда с применением каркасных сальников.

Таблица 1. Модельный ряд насосов фирмы Magirus для объектовых пожарных автомобилей (требования EN 1028)Все пожарные насосы для ОПА имеют плоскую напорно-расходную характеристику, благодаря чему нивелируются колебания напора воды при изменении подачи.

Для заполнения насоса и его всасывающего трубопровода водой используются вакуумные системы, основным агрегатом которых является вакуум-насос. На современных АПТ наибольшее распространение получили вакуумные системы с шиберными (пластинчатыми), поршневыми и диафрагменными вакуум-насосами. Несколько реже применяются водокольцевые вакуумные устройства.

С принятием европейских норм EN 1028 установлены единые требования к параметрам пожарных насосов, применяемых при создании ОПА в странах-членах ЕС. Модельный ряд насосов для таких ПА теперь имеет вид, представленный в табл. 1 (на примере фирмы Magirus).

Как следует из таблицы, для создания ОПА в ЕС предусмотрено применение 10 типоразмерных моделей насосных установок нормального давления (10-15 бар). Для сравнения: у нас пока выпускается один типоразмер такого насоса (100/100).

Лафетные стволы

Для подачи огнетушащих веществ на значительное расстояние все объектовые автомобили оснащаются мощными лафетными стволами. Их устанавливают сверху на кабинах, кузовах и цистернах.

Рис. 5. Высокопроизводительные (6000 л/мин.) лафетные стволы современных ОПА фирмы Rosenbauer (Австрия) с ручным (верхние снимки; правый снимок - порошковый ствол) и дистанционным (нижние снимки: слева - гидравлическое, справа - электрическое) управлениемСтволы бывают спаренные и комбинированные и могут подавать воду, пену и порошок как вместе, так и по отдельности.

Спаренные стволы состоят из водяного и пенного стволов, установленных параллельно, распределительного устройства и общего подвода. Распределительное устройство обеспечивает переключение ствола с подачи воды на подачу пены и обратно.

Известны конструкции ПА (фирмы Ziegler, Rosenbauer), где стволы расположены параллельно по бортам автомобиля. В этом случае один ствол может работать на тушение, а другой — на охлаждение установки (см. рис. 2).

У комбинированных стволов вода и раствор пенообразователя подаются по общему каналу, а затем через распределительное устройство направляются в водяную или пенную насадки, расположенные соосно.

Расход лафетных стволов составляет 45-80% от номинальной подачи пожарного насоса.

Большинство лафетных стволов снабжаются дефлекторами, позволяющими изменять форму пенной струи - от компактной до широкого веера (рис. 5). Лафетные стволы фирмы Sides имеют удлиненную направляющую часть, что обеспечивает повышенную длину струи — до 100-115 м (рис. 3).

Управление движениями стволов с большим расходом производится механизмами горизонтального и вертикального наведения ручным или дистанционным способом и использованием гидро- или электропривода. Процесс дистанционного управления осуществляется с помощью специального рычага из кабины, причем положение ствола всегда совпадает с положением рычага.

В последних моделях ОПА применяется беспроводное управление лафетными стволами с выносного пульта.

Системы дозирования пенообразователя

Выбор способа подачи и дозирования пенообразователя определяется условиями эксплуатации АПТ.

Наиболее универсальным и прогрессивным способом является закачивание пенообразователя в напорные трубопроводы насосной установки с помощью вспомогательного пенного насоса с автономным приводом от малогабаритного дизеля, создающего более высокое давление, чем основной насос.

Несомненным достоинством насосно-дозирующей системы с пенным насосом является то, что она не вызывает потерь напора или подачи в коммуникациях основного насоса. Устанавливается система на тяжелых промышленных АПТ новой генерации.

Для АПТ, которые подают пену в основном за счет привезенных средств (автомобили "первой атаки"), наиболее простое решение по дозированию пенообразователя — это установка сужающего устройства (инжектора) во всасывающем трубопроводе от цистерны к насосу. Величина возникающего в инжекторе перепада давлений зависит от подачи насоса, что позволяет автоматически дозировать количество пенообразователя.

Выбор того или иного типа пеносмесителя зависит от предполагаемых условий оперативного использования АПТ. Однако способ применения пеносмесителей может носить комбинированный характер. Например, известна конструкция АПТ с рассмотренными выше двумя системами пеносмешивания — с пенным насосом и инжектором. Применение такого оригинального технического решения позволяет:

  • тушить двумя различными типами пенообразователя одновременно;
  • тушить пеной от гидранта (без насоса);
  • тушить лафетным стволом при движении АПТ;
  • подавать пену одновременно через два лафетных ствола и 12 напорных патрубков.

Практически этот автомобиль представляет собой реализацию концепции многофункциональности применения объектовых пожарных автомобилей.

Заключение

Как показал проведенный анализ тенденций, процесс совершенствования ПА для защиты пожароопасных объектов проходит в мире достаточно активно, хотя отечественные производители, увы, в этом процессе пока не участвуют.

В начале XXI века парк ОПА в России оказался в режиме ожидания коренной качественной реконструкции. Для ее проведения необходимы не только финансовые ресурсы, но и новые концептуальные модели ОПА, которые смогли бы заменить в парке технически и морально устаревшие образцы техники.

Опубликовано: Журнал "Противопожарные и аварийно-спасательные средства" #4, 2005
Посещений: 10731

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