4.12. Системы автоматического пожаротушения с автоматическим самонаведением на очаг пожара
4.12.1 Принципы устройства систем с самонаведением
На предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности многие производственные здания и объекты имеют значительные площади, на которых размещено различное технологическое оборудование, снабженное большим количеством энергетических коммуникаций, переходов, площадок обслуживания и т.п. Пожарная защита таких локальных помещений и объектов традиционными средствами автоматического пожаротушения (спринклерными, дренчерными и др. системами) затруднена или неэффективна.
Тушение локальных очагов горения автоматическими системами с самонаведением на очаг пожара (по сравнению с обычными системами) позволяет:
уменьшить расход огнетушащего вещества при одновременном увеличении интенсивности орошения очага горения;
более эффективно использовать огнетушащее вещество за счет подачи его непосредственно в зону горения;
обеспечить противопожарную защиту значительных площадей минимальным количеством противопожарных установок;
сократить численность обслуживающего персонала;
уменьшить капитальные затраты на монтаж трубопроводов;
устранить загромождение помещения сетью трубопроводов.
В принципе возможно применение следующих вариантов выполнения систем самонаведения;
1) напольное устройство, способное перемещаться в любом направлении;
2) напольное или подвесное устройство с определённым количеством огнетушащего вещества, передвигающееся по монорельсу;
3) стационарное устройство, лафетный ствол которого имеет возможность сканирования в вертикальной и горизонтальной плоскости.
Первый вариант не нашел практического применения из-за сложности обеспечения необходимых устройств для работы системы. Второй вариант предпочтителен для пожарной защиты механизированных многоячеистых складов. Однако в этом случае система имеет автономный ограниченный запас огнетушащего вещества. Третий вариант позволяет разместить систему в любом месте производственного помещения (на полу, потолке, у стен и т.п.) и обеспечить подачу огнетушащего вещества на значительное расстояние в пределах контролируемой зоны. Вследствие незначительной длины трубопровода от клапана до распределителя такие системы имеют достаточно высокое быстродействие.
Принцип работы стационарных систем самонаведения заключается в обнаружении пламени и наведении на него распылительных устройств лафетного ствола с последующей подачей огнетушащего вещества в зону горения.
В качестве чувствительных элементов могут использоваться термисторы или фотоэлектрические преобразователи, регистрирующие оптическое излучение в ультрафиолетовой или инфракрасной области спектра.
Обнаружение пламени и определение координат наведения на очаг пожара может осуществляться как независимыми так и совмещенными датчиками. Датчик наведения может быть построен на принципе одно-, двух- или четырёхкоординатной основы.
По способу поиска координат горения возможны одновременное или последовательное сканирование распылительного устройства в двух взаимоперпендикулярных плоскостях, при этом ориентировка направления подачи огнетушащего вещества может осуществляться в энергетический центр горения, а также на какую-либо точку, находящуюся на контуре пламени или под обрез пламени.
Угол наведения при одном и том же расстоянии между очагом пожара и лафетным стволом зависит от размеров пламени (рисунок 4.26).
Рис. 4.26. Угловая погрешность наведения на очаг пожара: А1, В1 – энергетические центры большого и меньшего пламени; В2 – энергетический центр удаленного пламени; С1, С2 – точки находящиеся на контурах пламени; α, β1, β2, γ1, γ2 – угловые погрешности наведения лафетного ствола относительно обреза пламени
Например, при одинаковом удалении от распылительного устройства, но при различной высоте и площади очага горения, энергетические центры большого А1 и меньшего В1, пламени имеют различные полярные координаты относительно ствола О. Погрешность наведения в зону горения также зависит от размеров пламени: чем больше пламя, тем значительнее погрешность (α1 > β1). Погрешность наведения на любую точку, находящуюся на контуре пламени, например, С1 или С2 может иметь еще большее значение (γ1 >> β1 ; γ1 >> β1).
Поэтому для напольных систем самонаведения наиболее предпочтительным является способ визирования лафетного ствола под обрез пламени, так как при этом вне зависимости от размеров пламени доставка огнетушащего вещества осуществляется непосредственно в зону горения.
Привод систем самонаведения может быть выполнен электромеханическим, гидравлическим или пневматическим способом.
В качестве распылительных устройств в зависимости от назначения используются насадки-распылители или пеногенераторы. Тушение очагов горения может производиться распыленными или компактными водяными струями, пеной, порошковыми составами, галоидоуглеводородными веществами.
Доставка огнетушащего вещества в зону горения может прекращаться дежурным оператором или автоматически по заранее составленному циклу программным устройством. После ликвидации очага пожара в зависимости от конструкции системы, лафетный ствол может оставаться на месте или перемещаться в исходно положение.