Системы пожаротушения предназначены для ограничения распространения и уничтожения пожара. Учитывая повышенную пожароопасность перевозимых грузов, газовозы оборудуются усиленным комплексом высокоэффективных средств пожаротушения. Все суда-газовозы оборудуются в обязательном порядке системами водяного пожаротушения. Кроме того, в зависимости от назначения помещений в них дополнительно к водяной противопожарной системе могут быть предусмотрены другие стационарные системы пожаротушения, использующие в качестве огнетушаших веществ распыленную воду, пену, углекислый газ, хладоны, огнетушащие порошки и другие вещества. При этом в системах пожаротушения не разрешается применять огнетушащие вещёства, которые сами по себе или в предполагаемых условиях применения выделяют токсичные газы в объеме, опасном для человека. Расчетное количество огнетушащего вещества определяется для судового помещения, требующего наибольшее количество для тушения пожара.

Рис. 1. Классификация систем пожаротушения

Основное оборудование систем пожаротушения (пеносмесите-ли, резервуары, баллоны и сосуды с огнетушащим веществом или сжатым воздухом, генераторы инертного газа или пены высокой кратности, холодильные установки и т.п.), а также пусковые устройства систем пожаротушения, исключая систему водяного пожаротушения/размещаются вне защищаемых помещений в станциях пожаротушения. Место сосредоточения пусковых устройств противопожарных систем, предметов противопожарного снабжения или извещателей пожарной сигнализации для определенной части судна является пожарным постом. На крупных судах-газовозах имеется до 12-15 пожарных постов. Помещение или часть помещения, где размещаются СПС обнаружения пожара и дистанционные пусковые устройства противопожарных систем, которые расположены на ходовом мостике или в других постах управления, имеющих связь с ходовым мостиком и круглосуточную вахту при ходе судна, называются центральным пожарным постом (ЦПП).

Все станции пожаротушения, кроме станций для машинных помещений, должны размещаться на открытых палубах или непосредственно под ними и иметь независимый вход с открытой палубы. Устройство станций пожаротушения машинных помещений без непосредственного выхода на верхнюю палубу разрешается лишь в случае, когда предусмотрен дистанционный пуск огнетушащего вещества из рулевой рубки или из другого помещения, имеющего выход на открытую палубу. При дистанционном пуске системы пожаротушения с помощью воздуха, азота, углекислого газа и т.п., необходимо иметь два пусковых баллона, вместимость каждого из которых должна быть достаточной для однократного пуска системы пожаротушения. Независимо от наличия дистанционного пуска системы необходимо предусматривать ручное управление непосредственно со станции пожаротушения, а насосом – с места его установки. Автоматический пуск огнетушащего вещества разрешается только для систем водяного орошения и спринклерной.

Вода является наиболее доступным и одновременно универсальным огнетушащим средством. Она обладает высокой теплоемкостью и теплотой парообразования (г = 2235,75 кДж/кг), поэтому служит весьма эффективным охлаждающим средством. Вода имеет важный вторичный эффект: в зоне горения она частично испаряется, образуя из 1 л около 1700 л сухого насыщенного пара, который, вытесняя воздух, способствует прекращению горения. Однако применение воды в качестве огнетушащего вещества имеет и свои ограничения. Из-за электропроводности ее нельзя использовать для тушения горящего электрооборудования. Ряд веществ и материалов при взаимодействии с водой самовозгорается, выделяет водород и кислород, а иногда даже взрывается. Если при тушении пожара в высокорасположенных помещениях судна-газовоза скапливается большое количество воды, не удаляемой своевременно, это может привести к образованию значительного крена или даже опрокидыванию судна из-за потери остойчивости.

Система водяного пожаротушения предназначена для тушения пожара компактными и распыленными водяными струями, подаваемыми от переносных или стационарных пожарных стволов. Она используется также для подачи воды в другие системы (спринклерную, водяного орошения, водораспыления, водяных завес, пенотушения), к эжекторам осушительной системы, на промывку цистерн сбора сточных вод, на обмыв якорных цепей и клюзов, мытье палуб и на другие нужды. Конструктивно система водяного пожаротушения состоит из пожарных насосов, приемных кингстонов, трубопроводов (труб, судовой арматуры, деталей соединений) и контрольно-измерительных приборов, концевых пожарных клапанов, пожарных стволов и рукавов, средств дистанционного управления.

Количество стационарных пожарных насосов на судах-газовозах должно быть не менее двух, а каждый насос снабжается независимым механическим приводом. Дополнительно к основным устанавливается стационарный аварийный насос, расположенный так, чтобы при возникновении пожара в помещении основных насосов, он не вышел из строя. Если основные и резервный насосы размещены в смежных помещениях, то разделяющие их корпусные конструкции должны быть типа А-60. Рабочее давление в трубопроводах системы обычно не превышает 1,0 МПа, а рабочее давление у любого пожарного клапана составляет не менее 0,5 МПа.

Если на судне предусмотрены другие системы пожаротушения, принимающие воду от стационарных пожарных насосов, то подача этих насосов рассчитывается исходя из обеспечения производительности системы водяного пожаротушения не менее 50% от определенной по зависимости и параллельной работы одной из систем, потребляющей наибольшее количество воды. При этом необходимо, чтобы каждый насос мог подавать в любую точку судна не менее двух струй воды при максимальном диаметре насадок пожарных стволов, принятом для данного судна.

Основные стационарные насосы и их кингстоны устанавливаются ниже ватерлинии судна порожнем. Это позволяет осуществлять надежное поступление забортной воды к всасывающему патрубку насоса при любой загрузке судна-газовоза. Аварийные насосы разрешается размещать выше наиболее низкой ватерлинии, но они при этом оборудуются надежными самовсасывающими устройствами. Если насосное помещение обслуживается одним вахтенным или для него предполагается периодическое безвахтенное обслуживание, то необходимо предусмотреть дистанционный пуск хотя бы для одного насоса с ходового мостика или из района, где имеется постоянная вахта на стоянке. Управление аварийным насосом предусматривается как с места его установки, так и с верхней палубы у шахты схода в помещение аварийного пожарного насоса. С каждого борта на открытой палубе газовоза устанавливаются устройства с соединениями международного образца для подключения питания на стоянке судна от береговой пожарной магистрали.

Трубопроводы системы водяного пожаротушения в районе надстройки с целью обеспечения большей живучести прокладываются

ниже палубы переборок и выполняются по кольцевой схеме. В нейоне ррузовых трюмов трубопроводы прокладываются по верхней палубе, чаще всего под переходным мостиком или вдоль него. Диаметры трубопроводов выбираются по результатам гидравлического масчета исходя из максимально допустимой скорости потока воды 4 0 м/с. На пожарной магистрали у выхода из кормовой надстройки и примерно через каждые 30 м на палубе в районе грузовой зоны необходимо устанавливать отсечные клапаны, позволяющие отключать поврежденные в аварийных ситуациях участки трубопроводов. Палубная пожарная магистраль перед каждым отсечным клапаном снабжается сдвоенными пожарными клапанами, обеспечивающими подачу в любую часть палубы двух струй воды. Сдвоенные пожарные клапаны устанавливаются также с каждого борта в носовой части кормовой надстройки так, чтобы они получали воду от пожарных насосов в случае отключения палубной магистрали. Пожарные клапаны внутри помещений располагаются на высоте не менее 0,6 м и не более 1,35 м от пола, а на открытых палубах – не ниже чем на 0,3 м над настилом.

Типовая схема системы водяного пожаротушения приведена на рис.124. Система обслуживается тремя стационарными пожарными насосами, расположенными в кормовой части судна и принимающими забортную врду от кингстонной перемычки, и одним стационарным пожарным насосом, установленным в носовой части и получающим питание от самостоятельного кингстона. От системы водяного пожаротушения отходят отростки подачи забортной воды к системе пенотушения, на заполнение коффердама, в помещение насосов системы сточных вод, на обмыв якорных цепей и клюзов путем открытия с помощью валиковых приводов с открытой палубы клапанов, к лафетным стволам, на промывку кингстонных ящиков и к пятидесяти пожарным клапанам. Система обеспечивает подачу рабочей воды к эжекторам системы осушения, осушения кормового коффердама.

На серии американских газовозов-метановозов типа «Aquarius» система водяного пожаротушения имеет две магистрали правого и левого бортов, соединенные перемычками в носу и корме. Система обслуживается двумя насосами типа «Worthington» подачей по 250 м3/ч каждый. Один насос расположен в машинно-ко-гельном помещении, а второй – в носу около диптанка. Они обеспечивают подачу воды к лафетным стволам и к 35 пожарным клапанам. Давление развиваемое насосами, достигает 9,8 МПа. Система обслуживает 65 пожарных стволов со шлангами, расположенных в надстройке и на палубе по обе стороны переходного мостика вблизи куполов грузовых танков и в носовой части судна.

Рис. 2. Типовая схема системы водяного пожаротушения

Ручные комбинированные пожарные стволы на газовозах принимаются обычно Ду 50 и Ду 65. Диаметр насадков составляет 10,0; 12 5; 16,0 и 19,0 мм. Максимальная дальность струи по горизонтали достигается при угле наклона ствола вверх на 35-40°, а максимальная дальность подачи струи по вертикали обеспечивается при угле 75°. В зависимости от диаметра насадка и рабочего давления на выходе расход воды при подаче сплошной струи может составлять от 2,2 до 7,7 л/с, а распыленной – от 1,8 до 8,2 л/с при угле распыления 25°. Тушение твердых горючих материалов обычно проводится компактными струями воды, распыленные струи при тушении твердых горючих материалов используют, как правило, на заключительной стадии, когда вода подается на охлаждение корпусных конструкций.

Спринклерная система предназначена для тушения пожара путем подачи воды в защищаемые помещения через спринклеры (распылители.специальной конструкции), включаемые автоматически при повышении температуры до определенной величины. Такими системами могут оборудоваться посты управления, станции пожаротушения, каюты, кают-компании, общественные помещения, спортзалы, столовые, камбузы, курительные и др. В состав системы входят спринклеры, пневмогидравлическая цистерна, автоматически включающиеся спринклерный насос и компрессор с баллоном, обеспечивающие поддержание рабочего давления в системе и немедленную подачу воды к вскрывающимся спринклерам, контрольно-сигнальные устройства, трубопроводы и судовая арматура.

Спринклер представляет собой распылитель закрытого типа, по конструкции близкий ДИ с расширяющейся жидкостью. Трубопровод перед спринклером постоянно заполнен водой под рабочим давлением. Поступление воды в спринклер преграждается специальным клапаном (стеклянной колбой с расширяющейся жидкостью), который вскрывается при достижении определенной температуры в защищаемом помещении, обеспечивая доступ воды в Распыляющее устройство. В зависимости от принципа действия распыляющего устройства спринклеры бывают ударного типа (вода распыляется вследствие удара сплошной струи о поверхность той или иной формы), центробежные (вода распыляется за счет действия центробежных сил на сплошную струю) и щелевые (вода распыляется в результате деформации струи при прохождении через щели различной формы). Возможно использование комбинированных конструкций спринклеров. Температура вскрытия спринклеров в жилых и служебных помещениях лежит в интервале 68-79 °С. В помещениях с высокой температурой, например сушильные и камбузные помещения, температура срабатывания спринклеров принимается на 30 °С выше, чем температура у подволока помещения. Спринклеры размещаются в верхней части защищаемого помещения на таком расстоянии друг от друга, чтобы на каждый 1 м2 площади пола обеспечивался расход воды не менее 5 л/мин,

Пневмогидравлическая цистерна служит для поддержания рабочего давления в системе при неработающем спринклерном насосе и питания вскрывшихся спринклеров пресной воды на время запуска насоса системы. В цистерне должен находиться постоянный запас пресной воды, равный по объему подаче спринклерного насоса за 1 мин, а вместимость цистерны должна превышать этот объем как минимум вдвое.

Пневмогидравлическая цистерна обеспечивается средствами пополнения запасов сжатого воздуха для ее наддува и пресной воды. Спринклерный насос автоматически включается при падении давления в системе и осуществляет подачу забортной воды из кингстона до того, как будет израсходован весь запас воды в пневмогидравлической цистерне. Подача насоса должна обеспечивать расход воды в системе, достаточный для покрытия одновременно не менее 280 м2 площади, и давление, способное поддерживать рабочее давление у наиболее высоко расположенного спринклера. Спринклерные системы разделяются на секции, в каждой из которых разрешается установка не более 200 спринклеров.

Контрольно-сигнальное устройство системы обеспечивает подачу воды от источников водопитания при вскрытии любого из спринклеров и срабатывание световой и звуковой сигнализации. Оно представляет собой сложную арматуру, состоящую из клинкетной задвижки и специальной конструкции невозвратного клапана, тарелка которого плотно прижимается к седлу под действием силы тяжести, перекрывая поступление воды к каналу датчика давления, установленного на клапане, и в трубопроводную сеть. Основные принципы устройства и действия спринклерных систем, применяемых на различных судах, одинаковы и отличаются лишь количеством секций и спринклеров, что определяется размерами судна и объемами защищаемых помещений. При срабатывании одного или нескольких спринклеров секции в распределительном трубопроводе падает давление, в результате чего тарелка невозвратного клапана секционного контрольно-сигнального устройства (или секционных контрольно-сигнальных устройств секции) под действием давления ниже расположенной воды отрывается от седла, вода поступает в трубопровод и в канал датчика давления, установленного на клапане, прогибает гибкую мембрану датчика, которая замыкает электрическую цепь звукового и светового сигналов. Сигнал подается непосредственно у места установки контрольно-сигнального устройства, в ЦПП, в машинное помещение и в рулевую рубку с указанием секции, в которой произошло вскрытие спринклеров. Аналогичным образом срабатывает главное контрольно-сигнальное устройство, через которое в систему поступает пресная вода из пневмогидравлической цистерны.

Рис. 3. Спринклерная система

Перепад давлений перед контрольно-сигнальным устройством и за ним определяется по манометрам. Цистерна оборудована указательной колонкой и ультразвуковым или электронным датчиком уровня (на схеме не показан), манометром, предохранительным клапаном, спускным трубопроводом и электрическим датчиком давления (на схеме не показан). Давление в пневмогид-равлической цистерне поддерживается редукционным клапаном путем создания воздушной подушки в верхней ее части. Подача воздуха осуществляется от баллона сжатого воздуха, который заполняется компрессором через блок очистки и осушки сжатого воздуха. При понижении уровня в цистерне включаются звуковой и световой сигналы, дублирующиеся в ЦПП и в рулевой рубке, а при понижении давления вырабатывается сигнал о срабатывании системы в ЦПП и на индикационной панели в рулевой рубке. Этот же сигнал дублируется главным контрольно-сигнальным устройством. Запас пресной воды в цистерне достаточен для обеспечения расчетного расхода спринклеров в течение времени, необходимого для срабатывания автоматического пуска спринклерного насоса.

Автоматический пуск насоса выполняется с помощью реле давления, срабатывающего при понижении давления в магистральном трубопроводе, и пускового пневмореле. Насос забирает воду от кингстона через фильтр, предотвращающий засорение проточной части спринклеров. Подача электроэнергии к насосу обеспечивается от судовой электросети или от аварийного дизель-генератора. Вода в спринклерную систему может также подаваться из системы водяного пожаротушения. После того как пожар будет потушен, осуществляются мероприятия по восстановлению работоспособности спринклерной системы. Для этого вскрывшиеся спринклеры заменяются новыми той же конструкции, запас воды в пневмогидравлической цистерне восполняется с помощью насоса пресной воды из системы.

Спринклерная система предусматривает периодическую проверку готовности ее к действию без вскрытия спринклеров. С этой целью перед контрольно-сигнальным устройством каждой секции устанавливается специальный пробный кран (на схеме не показан) площадью сечения, равной площади сечения спринклера. При открытии этого клапана возникают такие же условия, как и при вскрытии спринклера. Таким образом проверяется исправность контрольно-сигнального устройства и системы пожарной сигнализации.

О клапана и за ней выравнивается, а вода из канала датчика давания удаляется: Исправность автоматического включения спринклерного Насоса проверяется следующим образом. На магистраль-Z трубопроводе выше точки присоединения реле давления устанавливается пробный кран (на схеме не показан), в результате открытия которого давление в магистральном трубопроводе понижается и пусковое устройство 8 осуществляет включение насоса.

Система водораспыления подает воду к распылительным насадкам для тушения пожара в машинных помещениях, насосных помещениях, в дизель-генераторных отделениях, глушителях двигателей внутреннего сгорания, утилизационных котлах, дымовых трубах паровых котлов, каналах вытяжной вентиляции и в помещениях специальной категории. Они подразделяются на системы распыленной воды с диаметром капель 200-400 мкм и системы тонкораспыленной воды с диаметром капель 150-200 мкм и с использованием туманных распылителей или с применением смачивателя и сжатого воздуха. В общем случае в состав системы водораспыления входят насосы, трубопроводы, судовая арматура, распылители, сигнализаторы работы системы, контрольно-измерительные приборы, а в системах пожаротушения тонкораспыленной водой дополнительно применяются резервуары для хранения смачивателя, воздушные баллоны и смесительные устройства. В качестве смачивателя используются обычные пенообразователи ПО-1, ПО-1Д, ПО-1С, ПО-ЗА, ПО-6К, ПО-11, «Морпен» и другие, а также поверхностно-активные вещества: ОП-7, ОП-Ю, ДС-РАС. Проектируются системы водораспыления по автономному и реже по групповому принципам.

В машинных, котельных, насосных помещениях, а также в помещениях специальной категории система водораспыления должна питаться от независимого насоса, автоматически включающегося при падении давления в системе, и от системы водяного пожаротушения. Трубопроводы этих систем заполняются водой и находятся под давлением до запорных клапанов распределительных трубопроводов. Запорные клапаны размещаются в легкодоступных местах вне защищаемого помещения. Они имеют дистанционное управление из помещений с постоянным пребыванием людей. Подача и давление автоматически включающегося насоса определяются исходя из характеристик и количества распылителей в наибольшем из защищаемых помещений и интенсивности расхода воды не менее 5 л/мин на 1 м2 площади, по которой может разлиться топливо или СГ. Системы водораспыления защищаемых помещений, не перечисленных выше, могут питаться только от системы водяного пожаротушения. В качестве насосов для систем водораспыления допускается использовать санитарные, балластные и пожарные насосы, если они обеспечивают расчетный расход через распылители и требуемое давление. Распылители в защищаемых помещениях размещаются под подволокой, в шахтах мащинных помещений, над оборудованием и механизмами, работа которых связана с использованием жидкого топлива или других воспламеняющихся жидкостей, над поверхностями, по которым может растекаться жидкое топливо или воспламеняющиеся жидкости.

Устройство и оборудование систем водораспыления должно обеспечивать надежную работу и удобство управления при длительных крене и дифференте 15° и кратковременном, (до 20 мин) фене 45°. Управление системой может быть ручным с места установки клапанов пуска системы и дистанционным из постов управления пожарными системами. Система оборудуется автоматическими устройствами, сигнализирующими о ее пуске в действие.

На рис. 4 приведена принципиальная схема системы водораспыления в котельном отделении. Питание системы осуществляется от двух источников: днищевого кингстона и магистрали системы водяного пожаротушения. Для предохранения засорения распылителей на приемных трубопроводах установлены фильтры. Насос системы водораспыления оборудован мановакууметром на всасывающем патрубке и манометром на напорном ( на схеме они не показаны). На случай создания насосом давления, превышающего допустимое, на напорном трубопроводе установлен предохранительный клапан, срабатывающий при превышении рабочего давления в магистрали на 10-15%. В нормальном состоянии трубопроводы системы водораспыления заполнены водой до быстродействующих клапанов с гидравлическим приводом, находящихся под давлением воды. Для включения системы водораспыления в действие давление воды в силовом цилиндре гидропривода сбрасывается путем открытия пусковых трехходовых кранов. В зависимости от высоты расположения секций в помещении они оборудованы распылителями центробежного типа, с конусным факелом струи и отбойными. Сигнализация о срабатывании системы включается от датчиков-реле давления. Выбор конструктивных типов распылителей и их расположение в защищаемом помещении определяются действующей руководящей документацией, а размещение их осуществляется так, чтобы зона действия любого распылителя перекрывала зону действия смежных распылителей.

Рис. 4. Принципиальная схема системы водораспыления котельного отделения

Система водяного орошения предназначена для подачи воды к оросительным насадкам для тушеия пожара и охлаждения куполов и других выступающих частей грузовых емкостей, палубных сосудов для хранения воспламеняющихся или токсичных газов, района расположения грузовых коллекторов, клапанов их управления и других мест установки ответственных видов арматуры и оборудования грузовой системы на площади, равной по крайней мере площади поддонов, переборок грузовых насосных и компрессорных помещений, надстроек, рубок, ПУГО, кладовых легковоспламеняющихся веществ и материалов, обращенных к грузовой зоне, а также для орошения сходов, выходов и вахт. В состав системы входят источники потребления забортной воды, магистральные и распределительные трубопроводы, быстродействующие клапаны, распылители или перфорированные трубы, побудительные трубопроводы. Питание системы орошения забортной водой осуществляется от магистрали системы водяного пожаротушения. Для орошения выходов из машинных помещений Правилами Регистра рекомендуется дополнительно предусматривать питание от пневмогидравлической цистерны забортной воды. По согласованию с Регистром подача воды в систему водяного орошения на судах-газовозах может осуществляться санитарными, балластными, осушительныи или другими насосами забортной воды, если их подача и давление соответствуют требуемым для системы орошения. Насосы, источники их энергии, а также устройства пуска системы в действие располагаются вне защищаемых помещений. При этом желательна установка систем автоматического действия, включающихся в работу при недопустимом повышении температуры, по аналогии со спринклерными системами.

Расход воды в системе орошения определяется расчетом исходя из обеспечения необходимой интенсивности подачи:
— для горизонтальных поверхностей 10 л/мин на 1 м2;
— для вертикальных поверхностей 4 л/мин на 1 м.

Если распылители размещены в несколько ярусов по вертикали, то при определении интенсивности подачи воды на вертикальную поверхность могут учитываться стоки по поверхности от распылителей выше расположенных ярусов.

При наличии на борту судов-газовозов ангаров для вертолетов системы орошения долкны обеспечивать интенсивность подачи воды на охлаждение переборок ангаров не менее 30 л/мин на каждый погонный метр горизонтального периметра орошаемых огнестойких переборок типа А.

для орошения выходов из машинных помещении интенсивность ачи воды необходимо обеспечить не менее 30 л/мин. на 1 м горизонтального периметра орошаемой поверхности при высоте поверхности не более 5 м. Защита выходов, кроме рассмотренной ранее конструктивной, осуществляется орошением стенок шахты с наружной стороны. Если высота орошаемой поверхности превышает 5 м, то на каждые последующие 5 м высоты поверхности шахты добавляется следующий ярус распылителей, обеспечивающий расход воды по указанной выше норме с учетом подачи воды вышерасположенными ярусами распылителей. Интенсивность подачи воды на орошение переходных мостиков и трапов не менее 50 л/мин на 1 погонный метр периметра переходных площадок и проекций открытых трапов. Расход воды на орошение вахт должен составлять не менее 25 л/мин на 1 м2 площади вахты. Орошающие устройства (распылители, перфорированные трубы) вокруг открытых трапов располагаются под настилом, на который выведен трап, на расстоянии не менее 100 мм от кромки выреза в настиле или от ширины трапа. При наличии шахт аварийного выхода орошающие устройства для стенок шахты устанавливают над дверью в шахту, а также внугри шахты (по периметру) на расстоянии 2,0-2,5 м по высоте (от одного яруса до другого). Самый верхний ярус устанавливается при выходе на палубу (под люком или под дверью выхода из шахты).

Главная магистраль системы орошения оборудуется отсечными клапанами для отключения поврежденных участков трубопроводов. Взамен этого систему можно разделить на несколько секций, работающих независимо друг от друга. Секции оросительных трубопроводов куполов грузовых емкостей и палубных сосудов для хранения воспламеняющихся или токсичных газов должны обеспечивать защиту всего ряда поперечно сгруппированных грузовых емкостей. Управление работой секций сосредоточивается в одном месте, расположенном в корму от грузовой зоны. Количество питающих отростков определяется при проектировании системы в зависимости от |аоаритов и объемов защищаемых объектов и требуемого расхода воды. Если питание водой системы орошения осуществляется от магистрали системы водяного пожаротушения с давлением 0,8-1,0 МПа, то на отростках к системе орошения устанавливаются устройства, понижающие давление воды в трубопроводе обычно до 0,3 МПа.

Орошение осуществляется через распылители различных конструкций или отверстия в перфорированных трубах. Последние находят применение лишь в отдельных случаях на коротких и узких участках оросительных трубопроводов, когда использование распылителей, имеющих большой радиус действия, становится не рациональным. Количество отверстий на единицу длины и их диаметр определяются расчетом при требуемом расходе воды. Конструктивный тип распылителей определяется целевым назначением орошения. Наибольшее применение находят щелевые рапылители с углом факела от 110 до 175° и длиной факела 2,5-3,5 м. Они используются в системах орошения шахт выходов из машинных помещений, переходных площадок и трапов, дверей, куполов грузовых емкостей, грузовых площадок, переборок надстроек, рубок, ПУГО, грузовых насосных и компрессорных помещений. Распылители с конусным факелом применяются в основном для орошения вахт. Угол факела обычно составляет около 90° , а длина – 3,5 – 4,5 м. Распылители, трубы и иное оборудование систем орошения выполняются из коррозионно-стойких к воздействию морской воды материалов. Для обеспечения стока воды после прекращения действия системы орошения подводящие трубопроводы должны иметь уклон в сторону орошающих устройств. В застойных зонах на трубопроводах устанавливаются спускные пробки, Кроме того, предусматривается продувка трубопроводов сжатым воздухом.

Диаметры магистральных трубопроводов, питающих отростков и оросительных труб, а также типы распылителей и их характеристики определяются по результатам гидравлического расчета исходя из требуемого суммарного расхода, интенсивности орошения, необходимого давления в магистрали и рабочего давления у наиболее удаленного распылителя (обычно 0,2 МПа). Дистанционный пуск насосов системы орошения и дистанционное управление судовой арматурой осуществляются из соответствующих мест, находящихся вне грузовой зоны и прилегающих к жилым помещениям, легко доступным и пригодным к эксплуатации в случае пожара в защищаемых зонах.

При проектировании систем орошения используются типовые схемы орошения трапов, переходных площадок и шахт аварийного выхода. Орошение осуществляется двумя типами щелевых секторных распылителей. Распылители первого типа имеют угол щели 205°, угол факела 175° и длину факела от 2,5 до 3,5 м. Расход каждого распылителя в зависимости от потребностей находится в диапазоне 1,2 – 3,0 м3/ч. Распылители второго типа имеют угол щели 140°, угол факела 110°. длину факела 3,5 м и расход 2,5 м3/ч. Количество распылителей выбирается по периметру защищаемых объектов и числу установленных ярусов (для шахт аварийного выхода). Принципиальная схема системы орошения сходов и вахт в машинном (МО) и котельном (КО) отделениях представлена на рис.129. Система предусматривает орошение шахты вокруг трапа главного входа в МО, шахты запасного выхода из МО, два яруса орошения шахты запасного выхода из машинно-котельных отделений, орошение дверей главного входа в КО и запасного выхода из КО, а также орошение йахт в МО и КО. Питание системы осуществляется от магистрали системы водяного пожаротушения. На отростках, питающих систему орошения, установлены запорные отсечные клапаны, опломбированные в открытом положении. Пуск системы орошения шахт осуществляется быстродействующим клапаном, расположенным сразу за отсечным клапаном перед оросительным трубопроводом. Подача воды на орошение вахт производится с помощью быстродействующих клапанов, установленныЯнепосредственно ha вахтах. Быстродействующие клапаны в обычном состоянии находятся в закрытом положении, но под постоянным давлением из магистрали, что обеспечивает незамедлительность действия системы. Открытие быстродействующих клапанов осуществляется с помощью побудительных трубопроводов и трехходовых кранов, на схеме не показанных. Для снижения давления в трубопроводе орошения вахт установлен редукционный клапан.

Важнейшим фактором обеспечения противопожарной защиты судов-газовозов с использованием систем водяного орошения является создание условий предупреждения возгорания груза СГ и распространения огня на жилые и служебные помещения. Для орошения грузовой площадки в районе палубного коллектора грузовой системы (рис.130) распылители устанавливают в районе присоединительных фланцев береговых трубопроводов на высоте 2,5-3,0 м над настилом верхней палубы в ДП. Распылители расположены на расстоянии 2,5 м друг от друга. Угол факелов орошения распылителей позволяет перекрыть зону, обозначенную пунктирными линиями и охватывающую соединительные фланцы трубопроводов грузовой системы, маховики управляющей арматуры и другого оборудования.

Рис. 5. Схемы орошения переходных площадок и трапов

Рис. 6. Схема орошения шахт аварийного выхода

Рис. 7. Принципиальная схема системы орошения выходов и вахт в машинном и котельном отделениях

Рис. 8. Схема орошения в районе палубного грузового коллектора

Схема орошения куполов грузовых танков призматической формы газовоза изображена на рис.131. Оросительные трубопроводы системы расположены по периметру купола на расстоянии 350 мм от защищаемого кожуха танка на высоте 1,0 м над верхней палубой. Распылители размещены друг от друга на расстоянии 2,5-2,8 м. Оси насадок распылителей несколько отклонены от вертикали в сторону борта, что позволяет орошать комингс защитного кожуха купола грузового танка и большой участок верхней палубы в непосредственной близости от него.

Рис. 9. Схема орошения куполов грузовых танков газовоза

В дополнение к конструктивной противопожарной защите кормовая надстройка судна-газовоза оборудуется активными средствами водяной защиты, ограждающей ее от грузосодержащей зоны. На рис.10 изображен общий вид системы орошения носовой переборки кормовой надстройки судна-газовоза. Трубопроводы системы устанавливаются по высоте надстройки ярусами так, чтобы одна горизонтально расположенная секция, установленная на расстоянии 450 мм от поверхности переборки, орошала не более двух ярусов надстройки. Расстояние между распылителями составляет 1,5 м, а на уровне ходового мостика оно сокращается до 1,32 м. Угол факела распылителя составляет 120°. Ось насадка распылителя наклонена вниз под углом 10° к горизонту. При наклоне вертикальной носовой переборки с небольшим (до 10°) углом к горизонту ось насадка распылителя может быть ориентирована горизонтально. Если в носовой части рубки имеются уступы, образованные, например, вентиляционными колоннами, то трубопроводы орошения и распылители располагаются так, чтобы боковая поверхность уступа и поверхность носовой переборки орошались равномерно.

На рис.11 показана трассировка трубопроводов системы орошения на верхней палубе судна-газовоза с призматическими грузовыми танками. Магистраль системы спроектирована по линейной схеме. Подача воды для орошения носовой переборки кормовой надстройки осуществляется по самостоятельному трубопроводу, что обеспечивает независимость орошения надстройки от конструкций грузовой зоны. Орошение куполов грузовых танков обеспечивается распылителями. Количество распылителей на схеме указано условно: оно определяется периметром поверхности куполов. Грузовая площадка з районе коллекторов грузовой системы, орошается распылителями. Наружные переборки ПУГО со стороны грузовой площадки орошаются распылителями.

Система водяных завес служит для создания сплошных водяных завес, препятствующих распространению огня, пара и газов и защищающих людей от тепловой радиации. По согласованию с Регистром она может быть применена вместо огнестойких и огнезадерживающих конструкций типов А и В там, где эти конструкции установить невозможно.

Рис. 10. Система орошения носовой переборки надстройки газовоза

Рис. 11. Система орошения судна-газовоза в районе грузосодержащнй зоны

Рис. 12. Системы орошения и водяной завесы кормовой надстройки судна-газовоза

Питание забортной водой осуществляется от магистрали, подающей воду к системе пенотушения и к двум самостоятельным секциям орошения носовой переборки и кормовой надстройки газовоза. Для защиты людей от тепловой радиации и огня при посадке в спасательные шлюпки от коллектора отходит магистраль системы создания водяных завес с помощью распылителей. Подсоединение секций орошения и водяных завес к распределительному коллектору производится с помощью быстродействующих клапанов.

Производительность систем орошения и водяных завес весьма значительна. На газовозах-метановозах типа «Aquarius» системы орошения и водяных завес рассчитаны на суммарный расход воды порядка 680 м3/ч. Насосы систем фирмы «Warren» расположены в машинном помещении. Газовоз «Garinda» (ФРГ), предназначенный для перевозки СНГ и аммиака, оборудован системой водяного орошения надстройки, куполов танков и других конструкций производительностью 790 м3/ч.

Системы, тушения пожара по принципу изоляции реагирующих веществ от зоны горения, в результате чего прекращается диффузия молекул окислителя или горючего вещества к зоне горения. К ним относятся системы пенного и порошкового пожаротушения.

Системы пенного пожаротушения предназначены для подачи пены на горящую поверхность или для заполнения защищаемого помещения. Использование пены впервые позволило обеспечить эффективность при тушении пожаров нефтепродуктов. В зависимости от способа получения различают химическую пену, образованную в результате химической реакции, и воздушно-механическую пену, формируемую путем механического перемешивания воды, воздуха или другого газа и пенообразователя. Соответственно системы называются системами химического или воздушно-механического пенотушения. Опыты по тушению пожара нефтепродуктов химической пеной впервые в мире были осуществлены под руководством русского инженера А.Г.Лорана в начале XX в. Химическую пену получают в судовых условиях из пеногенераторного порошка, состоящего из химической смеси сернокислого глинозема, двууглекислой соды и пенообразователя. Растворение этих веществ в воде способствует возникновению химической реакции, в результате которой выделяется углекислый газ, образующий при наличии пенообразователя устойчивую пену.

Появление воздушно-механической пены постепенно свело на нет применение химической пены в судовых системах, ограничив использование последней в настоящее время лишь в огнетушителях.

Пена представляет собой двухфазную ячеисто-пленочную среду, образованную множеством пузырьков воздуха или другого газа, разделенных тонкими пленками жидкости. Основными характеристиками пены являются плотность, дисперсность, вязкость, стойкость и кратность. Кратность представляет собой отношение объема полученной пены к объему ее жидкой фазы. Требуемое качество пены, стабилизация ее структуры, повышение стойкости зависят от степени перемешивания исходных компонентов, совершенства используемого оборудования и типа применяемого пенообразователя. В состав пенообразователя входят обычно поверхностно-активные вещества и стабилизатор пены. Поверхностно-активные вещества определяют большую группу веществ, включающих в себя моющие средства, смачиватели и жидкие мыла. Например, в пенообразователе ПО-1 в качестве поверхностно-активного вещества используется натриевая соль сульфонафтеновой кислоты C20H27SO2Na, а в качестве стабилизатора – костный клей (желатин). В пенообразователе ПО-6 поверхностно-активным веществом является гидролизный протеин (белок), а стабилизатором – водный раствор сернокислого закисного железа.

В зависимости от применяемых пенообразователей существует несколько типов воздушно-механической пены, одинаковых по природе, не с различной огнетушащей эффективностью. Пена на протеиновой основе получается из отходов животного и растительного происхождения. Эти отходы подвергаются гидролизу (химической Реакции с водой), в результате чего образуется слабая кислота. Для повышения стойкости пены к разрушению в нее добавляют минеральные соли. Использование специальных присадок позволяет образовывать пену при температурах ниже температуры замерзания (до – 25 °С). Пена на протеиновой основе несовместима с огнетуша-щими порошками, что необходимо учитывать при выборе объектов ее применения на судах-газовозах.

Отличие пены на фторпротеиновой основе от вышерассмотрен-ной обусловлено добавлением фторированного вещества. Подвод такой пены может осуществляться под поверхность жидкости. Она вполне совместима с огнетушащими порошками, что важно для судов-газовозов. Со специальными присадками такая пена может использоваться при температурах ниже температуры замерзания.

Для тушения пожаров спиртов, кетонов, эфиров, альдегидов и других растворимых в воде органических воспламеняющихся жидкостей, перевозимых на танкерах, газовозах и химовозах, используется пена на протеиновой основе, но стойкая к спиртам, благодаря смешиванию ее с нерастворимым мылом. Такая пена может быть получена с применением отечественных пенообразователей ПО-9Ф и ПО-11. Имеется синтетическая пена на основе моющих средств, получаемая из солей алкилсульфокислоты. Эта пена менее устойчива к обратному удару пламени, чем любая пена на протеиновой основе. Однако образование этой пены происходит быстрее протеиновой и требует меньшего количества воды. Подобная пена получается с помощью отечественного пенообразователя ПО-1 А, состоящего из смеси алкилсульфатов натрия на основе сернокислых эфиров вторичных спиртов, алкильный остаток которых содержит 8-18 атомов углерода.

Однако в каждом конкретном случае на судах-газовозах должны применяться только пенообразователи одобренного Регистром типа. Необходимая концентрация пенообразователя возрастает с кратностью получаемой пены. Обычно она находится в пределах от 4 до 12 % по объему. Но разработанные в последние годы пенообразователи обеспечивают получение пены низкой, средней и высокой кратности при меньших концентрациях, обычно, 3 и 6 %. При этом пенообразователь для получения пены низкой и средней кратности должен работать на морской воде.

Пенообразователи рекомендуется хранить при температуре 5-40 °С. Большинство пенообразователей (ПО-1, ПО-1 А, ПО-1Д) имеют температуру замерзания не выше – (4-8) °С, а некоторые, например, «Морпен» – ниже -10 °С и «Самсон» – ниже -12 °С. Как правило, замерзание и оттаивание пенообразователя не изменяет его свойств, чго важно для судов, плавающих в высоких широтах. Если пенообразователь замерз, то его не следует подвергать интенсивному нагреванию. Замерзший пенообразователь желательно поместить в отапливаемое помещение до полного его оттаивания (разжижения) и отогреть с помощью специального совмещенного насоса-подогре-вателя, погружаемого в цистерну для хранения пенообразователя. После оттаивания пенообразователя его следует тщательно перемешать. При загустении пенообразователя вследствие выпарИва-ния воды он разбавляется пресной водой до первоначального объема. В любом случае после оттаивания или разбавления пенообразователя водой его качество необходимо проверить испытаниями по действующим в отрасли методикам.

Системы воздушно-механического пенотушения применяются при тушении пожаров в грузовых танках для перевозки нефти и нефтепродуктов, топливных цистернах, машинных и насосных помещени-. постах управления, кладовых, на палубах, защищаемых лафет-„ми стволами, взлетно-посадочных вертолетных площадок и др.

Они успешно используются при тушении пожаров СПГ и СНГ путем взятия под контроль и последующего тушения пожара с помощью создания плотного слоя пены на поверхности растекшегося горючего вещества. Высокократная пена способствует быстрому подогреву паров жидкостей и уменьшению таким образом опасностей, сопутствующих растеканию сжиженного газа. Однако пена не может быть использована для тушения пожаров химических веществ, выделяющих кислород или другие окислители, способствующие горению (например, нитрат целлюлозы), химических веществ и металлов, вступающих в реакцию с водой, электрооборудования, находящегося под напряжением.

В системах воздушно-механического пенотушения применяется пена:
— низкой кратности (6-12);
— средней кратности (50-150);
— высокой кратности (950-1050).

На современных судах стали использовать системы, вырабатывающие раздельно, но подающие одновременно пену низкой и средней кратности (комбинированная пена). В большинстве случаев пена низкой кратности используется при выбросе в качестве несущего слоя для пены средней кратности.

По методу тушения пожаров системы подразделяются на стационарные системы объемного тушения пожаров путем заполнения защищаемого помещения пеной высокой кратности и поверхностного тушения пожаров пеной средней кратности, а также локального (направленного) пожаротушения пенами низкой и средней кратности с использованием воздушно-пенных стволов и переносных генераторов пены. В общем случае в состав систем пенотушения могут входить насосы, емкости для хранения пенообразователя, дозирующие устройства для получения раствора пенообразователя, воздушно-пенные и комбинированные лафетные стволы, генераторы средне-и высокократной пены, баллоны с воздухом, трубопроводы и пожарные рукава, арматура и контрольно-измерительные приборы. Насосы и источники их энергии, генераторы высокократной пены, клапаны и другое оборудование должны находиться вне защищаемого помещения. Цистерны, дозирующие устройства, трубопроводы и арматура, служащие для пуска системы, размещаются в специальных станциях пенотушения, расположенных в удобных для обслуживания районах судна и ограниченных стальными газонепроницаемыми палубами, переборками и выгородками типа А. Помещения станций енотушения для зашиты машинных помещений, непосредственно 1 имыкающие к ним, ограждаются конструкциями типа А-60. Количество и расположение станций пенотушения определяются в процессе проектирования в зависимости от числа и размещения защищаемых помещений, длины защищаемых палуб, протяженности трубопроводов и т.п. На газовозах эти станции необходимо устанавливать вне грузосодержащей зоны. Пуск системы пенотушения осуществляется из станции. Если система имеет только ручное управление, то станции следует располагать на открытых палубах или в помещениях, имеющих независимый вход с этих палуб. При наличии в системе стационарных пеногенераторов рекомендуется предусматривать и дистанционный пуск системы из рулевой рубки или других постов с постоянной вахтой. Станции пенотушения оборудуются вентиляцией с достаточным воздухообменом, телефонной или иной связью с постами и помещениями, от которых зависит работа станции, а также термометрами, хорошо видимыми как изнутри, так и снаружи станции через иллюминатор.

Производительность стационарных систем пенотушения и количество пенообразователя определяют исходя из площади поверхности или объема защищаемых объектов, в зависимости от кратности пены, а также требуемых Регистром интенсивности подачи раствора и продолжительности работы системы. Расчетный запас пенообразователя хранится в цистернах, оборудованных устройствами для наполнения и спуска пенообразователя и контроля за уровнем, горловиной для осмотра и очистки, воздушными трубами или дыхательным клапаном. Питание системы пенотушения водой осуществляется насосами системы водяного пожаротушения или специальным насосом. Система высокократного пенотушения с пенообразователем, работающим на пресной воде, дополнительно оборудуется цистерной для хранения запаса пресной воды, установленной в станции пенотушения и достаточной по объему для получения пены в количестве, необходимом для тушения пожара в наибольшем из защищаемых помещений. Остальная вода может подаваться из судовых запасов при условии обеспечения непрерывной работы системы.

Дозирующие устройства для получения пенообразователя требуемой концентрации можно разделить на две основные группы: устройства, устанавливаемые на напорных трубопроводах пожарных насосов устройства Рзмещаемые на всасывающем трубопроводе позвСЭ ИЛИ соединяемь,е с ним- Первая группа дозирующих устройств оляет при работе одного и того же насоса получать пену и подавать водяные струи. К устройствам этой группы относятся цистерны-дозаторы, воздушно-пенные смесители эжекционного типа, автоматические дозирующие установки с автоматической регулировкой. В дозирующих устройствах второй группы в напорный трубопровод насоса поступает лишь водный раствор пенообразователя. Представителями этой группы являются цистерны с регулирующими клапанами, воздушно-пенные смесители типа отечественных СВП и ДПС, а также автоматические дозаторы типа ДА-30, ДА-60, ДА-100, ДА-260. Цифры соответствуют расходу в л/с. Если в цистернах хранится готовый раствор пенообразователя, то возможно применять систему пенотушения без дозирующих устройств.

Системы воздушно-механического пенотушения бывают с внутренним и внешним пенообразованием. В первом случае пена вырабатывается непосредственно в станции пенотушения и подается в защищаемые помещения. Во втором случае она образуется в специальных стационарных или переносных аппаратах: воздушно-пенных и лафетных стволах и генераторах пены. Воздушно-пенные и лафетные стволы служат для получения пены кратностью от 6 до 20. Лафетные стволы для подачи пены низкой кратности снабжаются переключающими устройствами, обеспечивающими попеременную подачу воды и пены. Пена средней кратности вырабатывается в переносных (типа ГСП-200 и ГСП-600) и стационарных (типа ГСП-600, ГСП-1000 и ГСП-2000) генераторах, обеспечивающих при давлении перед генератором не менее 0,6 МПа дальность подачи пены более 8 м и кратность 70-100. Цифры в маркировке генератора обозначают его производительность в л/с. Высокократная пена образуется в генераторах с принудительной подачей воздуха вентилятором на пенообразую-щую сетку, смачиваемую раствором пенообразователя. К ним относятся генераторы типа ГВПВ-100, ГВПВ-160, ГВПВ-250 и ГВПВ-400 (цифры соответствуют производительности генератора по пене в мэ/мин). Кратность получаемой пены составляет 950-1050. Рабочее давление подачи раствора пенообразователя 0,15-0,35 МПа.

Принципиальные схемы систем на станции пенотушения зависят от принятого способа дозирования пенообразователя. На отечественных судах распространены схемы с цистернами-дозаторами. Например, в системе пожаротушения пеной высокой кратности в станции пенотушения предусмотрена цистерна запаса пресной воды и цистерна (резервуар)-дозатор для хранения и подачи пенообразователя. Благодаря перепаду давления, возникающему в месте установки нормальной расходомерной диафрагмы и равному обычно 0,14-0,15 МПа, пресная вода, подаваемая из цистерны пресной воды насосом, поступает в верхнюю часть цистерны-дозатора. Для предупреждения интенсивного перемешивания поступающей в цистерну воды с пенообразователем внутри цистерны установлен отбойный лист и решетка (на схеме не показаны), обеспечивающие среднерасходную скорость потока воды по сечению резервуара не более 2,5-3 м/с и равномерность перемешивания. Под воздействием «водяного поршня» раствор пенообразователя вытесняется из цистерны через сифонную трубу по трубопроводу. Наличие нормальной и дозирующей диафрагм позволяет получить нужную концентрацию раствора пенообразователя в магистральном трубопроводе. Заполнение цистерны пенообразователем осуществляется через палубную втулку с помощью воронки. Цистерна оборудована переливным и спускным трубопроводами. Регулирование подачи раствора пенообразователя к пеногенератору типа ГБПВ обеспечивается путем снижения давления в игольчатом клапане. В случае использования в системе забортной воды ее подача производится от напорного трубопровода насоса системы водяного пожаротушения.

Рис. 13. Основное оборудование станции высокократного пенотушения с баком-дозатором

Схема системы с автоматическим дозатором на всасывающем трубопроводе насоса приведена на рис. 135,6. Цистерна для хранения запаса пенообразователя, снабженная вентиляционной и переливной трубками, заполняется через палубную втулку. Регулирование подачи пенообразователя во всасывающий трубопровод насоса системы водяного пожаротушения связано с фактическим расходом воды, поступающей из магистрали . Подача пенообразователя из цистерны регулируется автоматическим дозатором типа ДА. Благодаря разности давлений положение диафрагмы, закрепленной в корпусе, меняется, в результате чего перемещается игла-регулятор дозатора. При увеличении расхода в магистральном трубопроводе системы пенотушения перепад давления в районе установки сужающего устройства (диафрагма, вставка Венту-ри) соответственно увеличивается, что передается по трубкам на диафрагму в корпусе, и игла-регулятор, перемещаясь, открывает отверстие дозатора, вследствие чего увеличивается поступление пенообразователя из цистерны, и наоборот – при уменьшении расхода уменьшается подача пенообразователя через дозирующее устройство. Изменение дозировки пенообразователя осуществляется в достаточно широких пределах, что обеспечивает устойчивую работу системы пенотушения. Качественное перемещение раствора обеспечивает эжекционный смеситель.

Прокладка трубопроводов системы пенотушения должна осуществляться с учетом обеспечения максимальной живучести. Перед выходом магистрального трубопровода за пределы станции пенотушения необходимо предусматривать запорные устройства, а на самой магистрали примерно через каждые 30 м устанавливать разобщительные (отсечные) клапаны для отключения аварийных участков. Между этими клапанами монтируют клапаны или клапанные коробки для подсоединения пожарных рукавов с воздушно-пенными стволами или пеногенераторов. По согласованию с Регистром разрешается использовать систему водяного пожаротушения для подачи раствора пенообразователя для тушения пожаров в жилых, служебных и производственных помещениях с применением переносных ручных пеногенераторов среднекратной пены. Для этого у концевых пожарных клапанов (рожков) системы водяного пожаротушения необходимо предусматривать один генератор среднекратной пены на 150 м2 защищаемой площади. Упомянутые генераторы могут быть размещены и в аварийных постах. Диаметры трубопроводов системы определяются по результатам гидравлического расчета исходя из максимально допустимой скорости течения раствора пенообразователя не более 4,0 м/с. Комплектация воздушно-пенными стволами и пожарными рукавами осуществляется в соответствии с количеством клапанов, к которым предусмотрен подвод раствора пенообразователя от стационарной системы пенотушения. Длина пожарных рукавов на открытых палубах составляет 20 м, а в помещениях -Юм. Рукава на открытых палубах располагаются вблизи клапанов, для которых они предназначены, в шкафах или выгородках, защищенных от брызг и имеющих отверстия для проветривания. Для проверки работоспособности системы пенотушения рекомендуется ее периодически испытывать путем вытеснения раствора пенообразователя по трубопроводам сжатым воздухом.

При наличии на газовозе взлетно-посадочной площадки для вертолета последняя оборудуется палубной системой пенотушения иизкократной, среднекратной или комбинированной пеной. Подача пены осуществляется лафетными или ручными стволами и пеногенераторами с интенсивностью 8,2 л/минм2. Основное оборудование системы показано на рис.136. Лафетные стволы устанавливают с обеих сторон площадки, а вблизи них размещают сдвоенные пожарные клапаны для подсоединения ручных воздушно-пенных стволов или пеногенераторов.

Для тушения пожаров в машинных и других помещениях, оборудование в которых работает на жидком топливе, а также в грузовых компрессорных и насосных помещениях целесообразно применять высокократную пену, которая, заполняя объем защищаемого помещения, ликвидирует горение жидкого топлива на всех уровнях, охлаждает корпусные конструкции и механизмы, вытесняет продукты

Рис. 14. Оборудование стационарной палубной системы пенотушения:
1 – лафетный ствол; 2 – пенообразующие головки; 3 – генератор пены: 4 – рунной воздушно-пенный ствол; 5 – смеситель эжекционного типа

ласно требованиям Регистра необходимо обеспечить интенсивность подачи раствора пенообразователя такой, чтобы объем СИ8Н щаемого помещения заполнялся пеной в течение 15 мин, пенообразователя должен быть достаточным для получения количества пены, равного пятикратному объему защищаемого поме-Л ения В верхней части защищаемого помещения, противоположной месту ввода пены, предусматриваются вентиляционные отверстия, через которые отводятся продукты горения, вытесняемые пеной. Подача пены в защищаемое помещение осуществляется либо непосредственно из выходного патрубка генератора высокократной пены вентиляторного типа, либо по специальным каналам (пеново-дам), сечение которых принимается равным или большим, чем сечение выходного патрубка генератора. Пеноводы изготавливаются из стали или другого равноценного материала (для исключения их повреждения огнем) и прокладываются так, чтобы потери гидродинамического напора в них были минимальными. Устройство системы должно обеспечивать поступление пены во все пространства защищаемого помещения, включая выгороженные в нем участки.

Если генераторы высокократной пены устанавливаются в верхней части защищаемого помещения, пена от которых подается вертикально вниз или по коротким горизонтальным участкам пеноводов длиной не более 5 м, то давление нагнетания вентилятора пеноге-нератора может составлять 490 Па. При необходимости подачи пены на большие расстояния следует использовать вентиляторы, создающие давление 980 Па и выше. Выходные отверстия пеногенераторов или пеноводов снабжаются крышками, предохраняющими проникновение огня и дыма на станцию пенотушения из защищаемого помещения. Эти крышки автоматически открываются при пуске пены, кроме того, предусматривается их ручное открытие. Для помещений площадью более 400 м2 необходима установка не менее двух пеногенераторов, обеспечивающих подачу пены в максимально удаленных друг от друга частях помещения. Питание оборудования системы высокократного пенотушения предусматривается от основного и аварийного источников электроэнергии. Для испытаний пеногенераторов высокократной пены используется переключающее Устройство, выпускающее пену на открытую палубу вместо защищаемого помещения.

Прием пенообразователя в бак-дозатор осуществляется через наливную палубную втулку. Пополнение запаса пресной воды происходит от системы бытовой пресной воды. Цистерна запаса оборудована спускной и переливной трубами. При подаче пены автоматически открывается крышка выпускного канала и пена заполняет объем машинных помещений по направлениям, указанным стрелками, проникая через отверстия в настилах платформ. Вытесняемые пеной продукты горения по направлениям, обозначенным стрелками, устремляются для выхода в атмосферу к отверстию, расположенному в дымовой трубе на стороне, противоположной грузовой зоне, и на высоте, исключающей попадание продуктов горения во взрывоопасную зону судна-газовоза и обеспечивающей их рассеивание в атмосфере за счет турбуяизации. При испытаниях генератора высокократной пены крышка канала закрывается вручную, крышка выхода пены на верхнюю палубу открывается, а переключающее устройство направляет поток пены вверх на палубу.

Рис. 15. Схема системы пожаротушения зысокократной пеной машинных помещений

Емкость заряда пенообразователя в них составляет 45 или 136 л, а запас воздуха должен превышать расчетное количество не менее чем на 25%. Аппарат состоит из резервуара для хранения раствора пенообразователя, баллона со сжатым воздухом генератора 2 пены средней кратности, подсоединяемого через кран, и катушки с резинотканевым рукавом длиной 15 м и диаметром 18 мм. Воздушный баллон снабжен манометром. Резервуар для хранения раствора пенообразователя оборудован горловиной для заправки раствором пенообразователя, переливным клапаном и,спускной пробкой. Вытеснение раствора пенообразователя из резервуара осуществляется по сифонной трубке 10 за счет давления сжатого воздуха, подаваемого из баллона через редукционный клапан в резервуар. Для увеличения радиуса действия аппарата с емкостью резервуара 136 л разрешается прокладывать стационарный трубопровод с подсоединением к нему рукавов. При этом суммарная длина трубопровода и рукавов не должна превышать 30 м. Подсоединение стационарного трубопровода к резервуару осуществляется через штуцер. Количество аппаратов типа СО, их расположение и длина трубопроводов определяются из расчета объема защищаемого помещения и обеспечения подачи пены в любую его точку с помощью резинотканевого рукава длиной 15 м.

Рис. 16. Стационарный аппарат пенотушения типа СО

Суда-газовозы типа «Моссовет» оборудованы системами пено-тушения средней и высокой кратности. Система высокократного пе-нотушения кратностью пены 1000 фирмы «Силвани» предназначена для защиты машинных помещений. Она состоит из двух станций пе-нотушения, расположенных в кормовой надстройке на верхней палубе по обеим бортам судна. На каждой станции установлены емкости для пенообразователя и воды и по два пеногенератора марки MET-SIL 4001 AVF/EL. Защита помещений в кормовой надстройке обеспечивается системой пенотушения средней кратности (кратность пены 100) той же фирмы.

Считается, что пена не пригодна для тушения сжиженных газов с температурой кипения ниже температуры окружающей среды. Однако высокократная пена успешно применяется при тушении растекающихся криогенных жидкостей с целью быстрого подогрева паров и снижения опасности, сопутствующей такому растеканию. Зарубежный опыт показывает, что пожар, связанный с горением воспламеняющихся СГ, может быть взят под контроль и потушен путем создания плотного слоя пены на поверхности растекшегося горючего СГ. Эффективность системы пенотушения значительно повышается при использовании ее в комбинации с другими системами пожаротушения.

Системы порошкового пожаротушения дназначены для тушения пожаров путем подачи к очагу пожара огнетушащих порошков, например: ПО, ПСБ-3, СИ-2, П-1Аидр. Эти порошки делятся на две группы: огнетушащие порошки общего назначения и огнетушащие порошки специального назначения, которые используются только для тушения пожаров горючих металлов. В зависимости от типа применяемого порошка тушение пожара может осуществляться тремя способами: объемным, с образованием порошкового облака, поверхностным, с созданием изолирующего слоя на поверхности горящего вещества, и локальным (местным), применяемым для тушения какого-либо оборудования или установки.

Эффект поверхностного пожаротушения реализуется при использовании порошков общего назначения на основе фосфата амония. Эти порошки могут быть применены для тушения твердых горючих углеродистых материалов, в том числе склонных к тлению (древесины, бумаги), а также нефтепродуктов, газов и электрооборудования. Соли амония разрывают цепную реакцию пламенного горения. За счет повышения температуры, вызванного пожаром, фосфат превращается в стекловидное плавкое вещество (метафосфорную кислоту). Расплавленный порошок образует на поверхности горящего материала непроницаемый слой, изолирующий зону горения от кислорода воздуха. Слой предотвращает также повторное воспламенение горючего вещества после прекращения подачи порошка. Если же очаг пожара расположен внутри горючего материала, то эти порошки позволяют лишь взять пожар под контроль, но не обеспечивают полного его тушения. Окончательная ликвидация такого пожара требует тушения водой.

Одним из самых первых появился огнетушащий порошок на основе бикарбоната натрия (NaC03). Он является наиболее экономичным из всех существующих порошков, благодаря чему и находит широкое применение. Этот порошок особенно эффективен при тушении пожаров животных жиров и растительных масел, вызывая химические изменения в них и превращая в невоспламеняющиеся мыла, поэтому успешно применяется при тушении пожаров на камбузах, в вытяжных колпаках и вентиляционных каналах. Порошки на основе бикарбоната калия (КС03) эффективны при тушении пожаров жидкого топлива. Примерно равноценен ему по огнетушащей способности хлорид калия Наиболее эффективным считается огнетушащий порошок, представляющий собой смесь мочевины и бикарбоната алия, однако из-за высокой стоимости он не нашел пока широкого применения

Порошки специального назначения (например, отечественный порошок П-10) нельзя путать с порошками общего назначения. Они используются только для тушения пожаров горючих металлов (магния, калия, натрия и их сплавов, титана, циркония, порошкообразного алюминия и некоторых других). Это единственная огнетуша-щая среда, позволяющая взять под контроль и тушить пожары металлов, не вызывая при этом бурной химической реакции. Применение других огнетушащих веществ в этом случае может способствовать усилению и распространению пожара, возникновению взрывов или других опасных ситуаций. Большинство специальных порошков используют эффект объемного пожаротушения. К ним относятся порошки, в основе которых лежит графит, снижающий температуру горения и образующий очень густой дым, создающий эффект объемного тушения. Некоторые специальные порошки, например, на основе хлорида натрия или карбоната натрия, при подаче в зону горения образуют корку на поверхности горящего металла и тем самым тушат пожар.

Так как большинство Систем порошкового пожаротушения использует эффект объемного тушения, а устройство и принцип действия их практически не отличаются от систем порошкового тушения поверхностного типа, подробно огнетушащие порошки и системы с их применением будут рассмотрены ниже, в группе систем/тушащих пожар по принципу химического торможения реакции горения.

Системы, тушашие пожар по принципу разбавления реагирующих веществ новыми, не поддерживающими горения, включают в себя системы углекислотного, азотного и парового пожаротушения, а также системы инертных газов. Как известно, при объемной концентрации кислорода в зоне пожара менее 16% пламенное горение большинства веществ прекращается, а при 8% и ниже исчезает тление и устраняются условия повторного возгорания. Достичь такого содержания кислорода в помещении, где возник пожар, можно путем введения нейтральных веществ: углекислого газа, инертных газов, азота или хотя бы водяного пара.

Таким образом, при температуре выше критической двуокись углерода практически всегда находится в газообразном состоянии при всех реальных величинах давления,

При подаче в горящее помещение две трети углекислоты сразу переходит в газообразное состояние с температурой около -56 °С, а одна треть выпадает в твердой фазе с температурой -78 °С, тут же испаряясь, превращаясь в углекислый газ и увеличиваясь.в объеме в 400-450 раз. Благодаря тому, что углекислый газ примерно в 1,5 раза тяжелее воздуха, он постепенно концентрируется в нижней части защищаемого помещения, пока не рассеется с течением времени при повышении температуры. Огнетушащую концентрацию углекислого газа определяют исходя из природы горючего материала, объема защищаемого помещения и условий газообмена.

Являясь термически стойким веществом, двуокись углерода особенно эффективна при борьбе с пожарами воспламеняющихся жидкостей и может использоваться также для тушения большинства горючих материалов, включая находящиеся под напряжением электросети и электрооборудование. Однако существуют исключения, например, она вступает в химическую реакцию с магнием и некоторыми другими металлами. Как огнетушащее вещество, углекислый газ не вызывает повреждений механизмов и оборудования, не оставляет осадка, который необходимо убирать после тушения пожара. Наряду с разбавлением концентрации кислорода в зоне горения, двуокись углерода обладает дополнительным эффектом при тушении пожара за счет охлаждения и понижения парциального давления кислорода в диффузионной области. Для повышения эффективности тушения и уменьшения потерь углекислоты защищаемые помещения оборудуются герметичными закрытиями дверей, люков и вентиляционных каналов.

Эффективность тушения пожара углекислым газом зависит от времени его выпуска. Для машинных помещений, помещений аварийных дизель-генераторов и пожарных насосов и других помещений, где используются жидкое топливо или другие воспламеняющиеся жидкости, 85% расчетного количества углекислоты должно быть введено не более, чем за 2 мин, для того чтобы скорее потушить легковоспламеняющиеся жидкости. В остальных случаях две трети расчетного количества углекислого газа следует ввести в течение не более 10 мин. Выпуск углекислого газа в защищаемые помещения осуществляется через сопла, расположенные вертикально или под углом раструбами вниз в верхней части помещения и горизонтально -в нижней части. Суммарная площадь выпускных отверстий сопел не должна превышать 85% площади проходного сечения распределительного трубопровода. В утилизационных котлах, дымоходах и глушителях разрешается вместо сопел применять перфорированные трубы.

Требуемый запас углекислоты и основное оборудование системы размещаются в станции углекислотного пожаротушения, имеющей непосредственный выход на открытую палубу. Количество станций определяют в зависимости от объемов защищаемых помещений и их взаимного расположения на судне.

Рис. 16. График изменения давления в баллоне при различных условиях хранения улекислоты

Давление в емкости для хранения углекислоты существенно зависит от температуры и коэффициента ее заполнения, представляющего собой отношение количества углекислоты (кг) к объему емкости (л). На рис. 139 показано изменение давления в баллоне при разных условиях хранения углекислоты. С увеличением температуры и коэффициента заполнения (при фиксированной температуре) давление в баллоне значительно увеличивается. В зависимости от давления хранения различают системы углекислотного пожаротушения высокого и низкого давлений.

На судах-газовозах системы углекислотного пожаротушения высокого давления нашли наибольшее распространение. В таких системах углекислота хранится в баллонах с коэффициентом заполнения не более 0,675 кг/л при расчетном давлении в баллоне 12,5 МПа и выше или не более 0,750 кг/л при расчетном давлении 15 МПа и выше. Отклонение при заполнении баллонов не должно превышать ±0,5 кг от расчетного количества. В общем случае система углекислотного пожаротушения состоит из баллонов для хранения углекислоты, пусковых баллонов, если система имеет дистанционное управление, сигнальных, сборных групповых и распределительных коллекторов, трубопроводов с арматурой, выпускных сопел или перфорированных труб, пусковых и сигнальных устройств, контрольно-измерительных приборов.

В отечественных системах обезвоженную углекислоту хранят, как правило, в стальных баллонах емкостью 40 л при рабочем давлении 12,5 МПа. Каждый баллон снабжен выпускной головкой, представляющей собой быстродействующий клапан, позволяющий осуществлять наполнение баллона, герметизацию его во время хранения и быстрый выпуск углекислоты при пожаре. В выпускную головку вмонтирована также предохранительная мембрана, срабатывающая при давлении, равном (1,3±0,1) от расчетного, и предотвращающая разрушение баллона при чрезмерном повышении давления двуокиси углерода при нагревании или переполнении баллона. К хвостовику корпуса выпускной головки присоединена сифонная трубка диаметром прохода не менее 10 мм с косым срезом на нижнем конце, не доходящим на 5-15 мм до днища баллона, для вытеснения из баллонов жидкой, а затем парообразной двуокиси углерода. Баллоны размещают в станциях пожаротушения вертикально, выпускными головками вверх, на специальных прокладках, например деревянных. Конструкция крепления баллонов должна обеспечивать возможность быстрого отсоединения любого баллона для осмотра, перезарядки или взвешивания.

В некоторых случаях для отдельных защищаемых помещений возможно устройство местных станций с числом баллонов не более пяти и с суммарным зарядом не выше 125 кг углекислого газа. Разрешается внутри машинных помещений устанавливать баллоны для защиты картеров, глушителей двигателей внутреннего сгорания, дымоходов и других замкнутых объемов.

Каждый баллон углекислотной батареи соединяется с сигнальным (предохранительным) и сборным групповым коллектором (см.рис.140). Сигнальный коллектор служит для выпуска углекислого газа в атмосферу в случае самопроизвольной разрядки баллона. Коллекторы всех батарей подключаются к общему трубопроводу ДуЮ, выведенному на открытую палубу. Для сигнализации о самопроизвольной разрядке предусматривается сигнальное устройство.

Сборный групповой коллектор предназначен для приема углекислоты при одновременном открывании группы баллонов. Чтобы при включении системы углекислотного пожаротушения углекислота не попадала из трубопроводов в уже опорожненные баллоны, на трубах, идущих от каждого баллона к сборному коллектору, устанавливается невозвратный клапан. Сборные коллекторы всех батарей подключаются к соединительной трубе, по которой углекислота направляется в защищаемое помещение или к распределительному коллектору. Последний устанавливается в станции пожаротушения в случае необходимости защиты нескольких помещений, отличающихся по объему не более чем в 1,5 раза. Распределительный коллектор выполняется из труб прямой, полукольцевой и кольцевой формы с патрубками, снабженными запорными клапанами. Расстояние между патрубками и их расположение определяются удобствами управления при пуске системы. Для продувки трубопроводов системы и распределительного коллектора на нем необходимо предусматривать невозвратно-запорный клапан для подсоединения к трубопроводу сжатого воздуха низкого давления.

Рис. 17. Двухрядная углекислотная батарея из 12 баллонов

Пуск системы из станции углекислотного пожаротушения следует предусматривать как ручной, так и дистанционный. Для машинных и котельных отделений, помещений дизель-генераторов, пожарных насосов и других, где применяются жидкое топливо или воспламеняющиеся жидкости, рекомендуется предусматривать дистанционный пуск из ЦПП или с места вблизи входа в них с дублированием ручного и дистанционного пуска с места установки баллонов с углекислым газом. Пусковые устройства системы на станции пожаротушения должны обеспечивать одновременное открывание клапанов баллонов. В случае, если дистанционный пуск системы предусмотрен из ЦПУ или ЦПП с помощью пусковых баллонов сжатого воздуха, на станции устанавливают два пусковых баллона с давлением не менее 2,5-3,0 МПа. Объем каждого баллона (л) определяется из условия обеспечения однократного вскрытия дистанционно-управляемой арматуры и введения в действие пневмоцилиндров исполнительных механизмов для пуска углекислого газа в наибольшее по объему защищаемое помещение: где Рр – рабочее давление воздуха в пневмоустройствах, МПа; Ра -атмосферное давление, МПа; V – суммарный объем цилиндров одновременно вскрываемых пневмоустройств, л; V – объем заполняемых сжатым воздухом трубопроводов, л; Рн – начальное давление воздуха в баллоне, МПа; Р – конечное давление воздуха в баллоне, обычно равное минимально возможному значению рабочего давления редукционного клапана, МПа.

Если трубопроводы системы углекислотного пожаротушения одновременно используются в качестве каналов дымосигнальной системы, то разрешается установка распределительного коллектора углекислотной системы совместно с пусковыми устройствами подачи углекислого газа в каждое из защищаемых дымосигнальной системой помещений вблизи ее приемных устройств. При этом не исключается возможность выпуска углекислого газа в любое из защищаемых помещений непосредственно со станции пожаротушения. В случае обнаружения пожара с помощью дымосигнальной системы срабатывает сигнал тревоги в помещении станции, на ходовом мостике и в машинном отделении. На той линии, где обнаружен дым, на схеме включается линейный цифровой указатель, после чего необходимо вручную пустить в действие систему углекислотного пожаротушения.

Подача углекислого газа для тушения пожара при его концентрации в воздухе 15-30% становится весьма опасной для жизни людей. При вдыхании углекислого газа повышается кислотный уровень крови, гемоглобин не обогащается кислородом, падает кровяное давление, дыхание ослабевает и может совсем остановиться. Поэтому помещения, в которых в условиях нормальной эксплуатации судна-газовоза постоянно или периодически могут находиться люди в связи с выполнением служебных обязанностей, оборудуются сигнализацией предупреждения о пуске системы углекислотного пожаротушения. Исключение составляют небольшие помещения, путь эвакуации из наиболее удаленной точки которых до выхода составляет не более 10 м, а высота трапа не превышает 2,5 м. Сигнал предупреждения подается только в пределах защищаемого помещения исходя из расчета времени, достаточного для эвакуации людей из помещения до момента ввода углекислого газа. Обычно это время определяется возможностью эвакуации из наиболее удаленной части помещения и составляет в среднем 1-2 мин. Звуковой сигнал должен быть хорошо слышимым среди шума в помещении и отличаться по тону от других сигналов.

На рис. 18 представлена схема размещения основного оборудования станции углекислотного пожаротушения. Запас углекислоты хранится в шести батареях по двенадцать баллонов в каждой. Батареи разделены на две равные группы, каждая из которых имеет свой сборный коллектор, подающий углекислоту через трубопровод в защищаемые помещения. Сигнальные коллекторы всех батарей объединены общей трубой, выведенной за пределы станции. На конце этой трубы установлен сигнальный свисток, подающий звуковой сигнал при прорыве предохранительной мембраны на выпускной головке любого баллона. Кроме того, в районе входа на станцию устанавливается сигнальное очко, мембрана которого выталкивается под действием выходящей из сигнального коллектора углекислоты. Отсутствие мембраны будет обнаружено вахтенным, если звуковой сигнал не будет услышан. Пуск системы предусмотрен с использованием пусковых баллонов сжатого воздуха, наполнение которых осуществляется от системы сжатого воздуха. Для пуска системы необходимо открыть три клапана и подать воздух в пусковые трубопроводы : клапан, подводящий сжатый воздух от пусковых баллонов к коллектору управления, клапан подачи сжатого воздуха к пневмоцилиндрам группового открытия выпускных головок углекислотных баллонов и клапан вскрытия запорного клапана сборного коллектора. Давление пускового воздуха и подачи углекислоты контролируется с помощью манометров 18 и 20. Продувка трубопроводов после тушения пожара осуществляется по трубопроводам, подключаемым с помощью гибких шлангов через невозвратные клапаны.

Значительным недостатком системы углекислотного пожаротушения высокого давления является то, что при необходимости иметь большой запас углекислоты масса и габариты баллонов для ее хранения достигают значительных величин. Так, на американских газовозах для перевозки СПГ типа «Aquarius» для защиты машинных помещений, отделения балластных насосов, помещения аварийного генератора и малярной используются углекислотные станции фирмы «Walter Kidde» с 251 баллоном. Кроме того, носовое насосное отделение обслуживается отдельной автоматической системой с тремя баллонами. Стремясь сократить массогабаритные характеристики системы углекислотного пожаротушения, начиная с английская компания «Дистиллерс» стала выпускать система углекислотного пожаротушения, содержащие в одном резервуа-мЫ 28 т охлажденной жидкой углекислоты. Таким образом, системы углекислотного пожаротушения низкого давления. В системах углекислотного пожаротушения низкого давления расчетное количество жидкой углекислоты хранится в резервуарах со степенью заполнения не более 0,9 кг/л при рабочем давлении около 2 0 МПа, что обеспечивается поддержанием температуры в пределах -18 °С. Для этого каждый резервуар обслуживается двумя автономными автоматизированными установками, каждая из которых состоит из компрессора, конденсатора и охлаждающей батареи. Мощность одной установки должна обеспечивать поддержание заданной температуры в резервуаре при ее круглосуточной температуре в условиях окружающей среды. Если же ее мощность окажется недостаточной, то автоматически включается вторая, резервная, установка, которая будет работать до тех пор, пока давление внутри резервуара не понизится до требуемых пределов. Резервная установка автоматически включается также и при выходе из строя основной. Резервуары и отходящие от них постоянно заполненные углекислым газом трубопроводы имеют тепловую изоляцию, предотвращающую срабатывание предохранительных клапанов в течение 24 ч после обесточивания установки при температуре окружающей среды 45 °С и первоначальном давлении, равном давлению пуска холодильной установки. Следует отметить, что на судах-газовозах системы углекислотного пожаротушения низкого давления пока не находят своего применения.

Рис. 18. Прнципиальная схема станции углекислотного пожаротушения с дистанционным управлением

Системы инертных газов (СИГ) предназначены для подачи инертного газа (ИГ) для тушения или предупреждения возникновения пожаров и взрывов путем создания и постоянного поддержания в защищаемых объектах невоспламеняющейся атмосферы. Впервые инертизация грузовых емкостей продуктами сгорания жидкого топлива была осуществлена в США в 1925 г. на танкере. В настоящее время СИГ кроме танкеров оборудуются суда-нефтесборшики, морские нефте- и газохранилища, суда-газовозы. Рациональное проектирование СИГ базируется на использовании диаграммы воспламеняемости газообразной смеси. Каждая точка диаграммы характеризует определенную концентрацию паров углеводородов в смеси с кислородом воздуха и ИГ (в процентах по объе-У).

Рис. 19. Диграмма воспламеняемости гаовой смеси

Прямая АЕ характеризует смесь паров углеводородов с воздухом при отсутствии инертного газа. Она показывает, что увеличение концентрации паров углеводородов в смеси с воздухом приводит к уменьшению концентрации кислорода. Самой высокой концентрации паров углеводородов в воспламеняющейся смеси с воздухом соответствует точка F, а самой низкой – точка Н. Введение ИГ повышает нижний концентрационный предел воспламеняемости (кривая HG) и понижает верхний предел (кривая FG). Как видно из диаграммы, при содержании кислорода в паровоздушной смеси менее 11% (точка G) она не может воспламениться или взорваться даже при наличии открытого источника воспламенения. Прямая, соединяющая произвольную точку на диаграмме с точкой А, характеризующей содержание кислорода в атмосферном воздухе, или любой другой точкой на оси абсцисс, соответствующей данной концентрации кислорода в защищаемом объекте, отражает процесс изменения состава паровоздушной смеси за счет поступления воздуха или введения ИГ. Например, инертизированная паровоздушная среда с параметрами, соответствующими точке D, при разбавлении ее атмосферным воздухом вследствие недостаточной герметизации защищаемого объекта вновь может стать пожаро- и взрывоопасной, так как прямая DA пересекает область I воспламеняющихся смесей. Касательная АС к контурам, ограничивающим область I, является критической. Инертизированная смесь газов, расположенная ниже прямой АС, например, линия ВА, минует область их воспламенения.

Относительно высокое содержание кислорода (11%) в невоспла-меняющейся среде позволяет использовать для инертизации на судах-газовозах не только чистый азот, углекислый газ и другие, но и продукты сгорания топлива с пониженным содержанием кислорода. Однако, учитывая повышенные требования к пожаро- и взрывобезопасности судов-газовозов, неравномерность перемешивания газов, можные отклонения в работе оборудования и другие факторы.

В практике эксплуатации судов-газовозов, согласно требованиям Газового Кода, для инертизации грузовых емкостей обычно применяют ИГ с содержанием кислорода не более 0,2%

На судах-газовозах СИГ используются для инертизации межбарьерных пространств и трюмных помещений, обеспечения безопасной дегазации и продувки этих пространств и помещений, грузовых емкостей и трубопроводов. При этом ИГ должны быть химически совместимыми с транспортируемыми грузами и конструкционными материалами при всех возможных условиях эксплуатации, например, иметь низкую температуру точки росы (порядка -45 °С) для предотвращения конденсации влаги при минимально возможной рабочей температуре, концентрацию углекислого газа, не позволяющую вызвать обмерзание оборудования и трубопроводов, а при контакте с аммиаком не приводить к химическим реакциям. Поэтому ИГ, полученные путем сжигания котельного, дизельного или газотурбинного топлива, не используют для инертизации грузовых емкостей после и до аммиака. Перед погрузкой аммиака для инертизации грузовых емкостей на практике применяется азот, хотя официально рекомендуется осуществлять дегазацию непосредственно воздухом. Инертизация азотом производится и перед погрузкой в грузовые емкости бутадиена, так как допустимое содержание кислорода, устанавливаемое действующими правилами и требованиями фрахтователя, не должно превышать 0,5%. Грузовые трубопроводы также продуваются азотом из судовой цистерны под давлением 0,49 кПа.

Безводный аммиак может вызвать трещины вследствие коррозии под напряжением в системах перевозки и обработки груза, выполненных из углеродисто-магниевой стали или стали, легированной никелем. Для уменьшения риска трещинообразования среднее содержание кислорода в грузовых емкостях перед погрузкой аммиака не должно превышать 0,90% по объему при температуре перевозки -30 °С и ниже, 0,50% – при температуре -20 °С, 0,28% – при температуре -10 °С и 0,03% – при температуре +30 °С. Для грузов, взаимодействующих с кислородом, его концентрация в ИГ при инертизации грузовых емкостей не должна превышать 0,2%, а для ви-нилхлорида – 0,1%. Отсюда основное требование к ИГ – это отсутствие или содержание кислорода и окиси углерода в нем не выше допустимого предела. Если ИГ получается путём сжигания топлива в котлах или генераторах получения ИГ, то в нем присутствуют пары воды и двуокиси серы (S02). При их смешивании образуется серная кислота, вызывающая интенсивную коррозию контактирующего с ней оборудования. Концентрация серной кислоты в ИГ зависит от содержания серы в сжигаемом топливе. Тяжелые сорта жидкого нефтяного топлива содержат около 3% серы, легкие – 0,5-1,5%, а в природных газах, использующихся для получения ИГ, содержание серы составляет всего 0,3-0,5%. Это необходимо учитывать при проектировании СИГ, предусматривая на всех контактирующих поверхностях надежную противокоррозионную защиту и обеспечивая осушение и очистку ИГ от SOj. Дополнительно следует учитывать наличие в ИГ около 0,1% окиси углерода (СО) и водорода (Н), двуокиси азота (NjO), сажи и др.

Хранят ИГ в емкостях, как правило, не использующихся для перевозки основного груза. Для противопожарных целей ИГ необходимо хранить отдельно и не допускать его использования для других операций. Устройство СИГ должно предусматривать независимость каждого защищаемого помещения или пространства при условии индивидуального регулирования давления в них соответствующим оборудованием и предохранительными клапанами. СИГ оборудуются приборами контроля содержания кислорода и устройством, сигнализирующим о превышении содержания кислорода в ИГ. Помещения для размещения газогенераторных установок производства ИГ не должны иметь непосредственного сообщения с жилыми, служебными помещениями и постами управления, но могут располагаться в машинных помещениях, если перевозимые СГ не являются ядовитыми.

При проектировании СИГ необходимо свести к минимуму вероятность образования воспламеняющихся смесей в грузовых емкостях на всех стадиях дегазации, а грузовые трубопроводы следует снабжать устройствами для освобождения их от ИГ и для продувки. Каждая грузовая емкость оборудуется достаточным количеством точек отбора проб газа для контроля за процессом продувки и дегазации. Патрубок отбора проб газа размещается над верхней палубой. Подача ИГ может осуществляться как от судовой установки, так и с берега через приемные патрубки трубопроводов, расположенные на грузовой площадке. Межбарьерные пространства и трюмные помещения, примыкающие к грузосодержащим комплексам, требующим полного или частичного вторичного барьера, следует инертизиро.вать сухим ИГ. При этом поддержание’требуемой инертной среды осуществляется от судовых газогенераторных установок или хранилищ ИГ, обеспечивающих бесперебойную подачу ИГ в течение не менее 30 суток. Пространства и трюмные помещения, примыкающие к грузосодержащим комплексам и требующие установки частичного вторичного барьера, разрешается заполнять сухим воздухом при условии, что на судне имеются установка для производства ИГ или хранилище, достаточные для инертизации наибольшего из обслуживаемых пространств в аварийной ситуации. При этом необходимо, чтобы на судне имелись системы и оборудование быстрого обнаружения утечек СГ из грузовых систем и их инертизации прежде, чем образуется взрывоопасная среда. Пространства, примыкающие к охлаждаемым вкладным грузовым емкостям типа С, инертизируются сухим воздухом или ИГ. Межбарьерные пространства грузовых емкостей с внутренней изоляцией и межбарьерные пространства, полностью заполненные изоляцией, инертизации не требуют.

В зависимости от способа получения ИГ на судах-газовозах различают СИГ с утилизацией выхлопных газов главной энергетической установки или вспомогательных котлов, с автономными генераторами ИГ и азотные системы. В системах с утилизацией выхлопных газов предпочтение отдают СИГ, использующим дымовые газы судовых котлов. Эти системы обладают различными конструктивными особенностями, но в своей основе содержат одинаковую схему обработки газов. Отходящие дымовые газы отбираются из дымоходов вентиляторами и через гидравлический затвор и невозвратный кла- . пан подаются в магистральный трубопровод СИГ. Содержание кислорода в выхлопных газах зависит от режима горения, поддерживаемого в топке котла. Поэтому для обеспечения допустимой концентрации кислорода в дымовых газах котлы оборудуются автоматическим регулированием процесса горения.

Для охлаждения дымовых газов, их очистки от сернистых соединений и твердых частиц между дымоходами и вентиляторами устанавливают скруббер. Последний представляет собой контактный аппарат, служащий для охлаждения дымовых газов и очистки их от двуокиси серы, серной кислоты, различных твердых включений потоком забортной воды, нагнетаемой насосом. Забортная вода подается в верхнюю часть скруббера, а встречный поток дымовых газов идет снизу. Для увеличения поверхностного контакта в некоторых конструкциях скрубберов (с коллачковыми ректификационными колоннами) два противоположно направленных потока пропускают через несколько горизонтальных равноудаленных поддонов (тарелок), орошаемых водой. На поверхности поддонов с помощью переливного устройства поддерживается постоянный уровень воды порядка 50 мм. В днищах поддонов имеются отверстия для барботирования газа В скруббер ИГ поступают снизу через раструб, расположенный под слоем воды, перетекающей из поддонов, а удаляются из верхней части, пройдя предварительно через сепаратор-каллеуло-витель. Широкое применение в СИГ находят скрубберы с керамическими кольцами, с тангенциальным подводом газов, с трубами Вентури и другие конструкции. Например, комбинированные конструкции скрубберов фирмы «Эйрфилко» обеспечивают очистку от твердых частиц (сажи) на 98%, а от двуокиси серы не менее чем на 95% по отношению к первоначальной концентрации. Комбинированные скрубберы фирмь: «Пибоди» снижают содержание окиси серы на 99,7%, доводя остаточное ее присутствие не более 1 ч/млн. На выходе из скрубберов ИГ обычно имеют температуру на 1-3 °С выше температуры охлаждающей забортной воды. Корпуса скрубберов и детали их оборудования выполняют из коррозионно-стойких материалов с полимерными или иными противокоррозионными покрытиями.

Наряду со скрубберами для охлаждения и очистки отходящих газов применяются циклонно-пенные аппараты, представляющие особый тип контактных аппаратов, разработанных отечественными учеными. Они позволяют улучшить технологическую схему обработки газов благодаря интенсификации процессов тепло- и массообмена, турбулизации газожидкостной смеси, уменьшению диффузионных и термических сопротивлений, резкому увеличению удельной поверхности соприкосновения взаимодействующих фаз, непрерывному обновлению поверхности контакта. Основой циклонно-пенного аппарата служат два цилиндрических корпуса – наружный и внутренний. Горячие отходящие газы поступают в аппарат через танген-циоально расположенный патрубок, обеспечивающий вращательное движение газового потока в наружном цилиндре. Вихревой поток газа через специальные отверстия проникает во внутренний цилиндр, который через специальный распылитель орошается забортной водой, дробящей газовый поток на множество мельчайших струй, разделенных между собой тонкими пленками воды. Во внутреннем цилиндре и частично в нижней части кольцевого пространства наружного цилиндра образуется весьма подвижная нестабильная пена, состоящая из пузырьков газа, ограниченных тонкими жидкостными пленками, струй воды и газа, взвешенных частиц, совершающих неупорядоченное вихревое движение. В активной зоне аппарата скорость газа достигает 5-6 м/с, что обеспечивает турбулизацию азожидкостной смеси и быстрое обновление контактирующих поверхностей сред. Это позволяет достичь степень очистки газа сернистых соединений и сажи порядка 95-97% и температуры ИГ на выходе из аппарата, превышающей температуру охлаждающей воды всего на 1-2 °С.

Перевозка СГ, обладающих повышенным влагопоглощением и чувствительностью к загрязнениям, требует более полного осушения ИГ и высокой степени очистки. Поэтому СИГ судов-газовозов дооборудуются дополнительными элементами и устройствами для специальной обработки ИГ. Осушение ИГ на современных газовозах осуществляется с помощью холодильных установок или машин, твердых или жидких влагопоглотителей (сорбентов), а удаление сернистых соединений при использовании средне- и высокосернистых котельных мазутов производится путем использования поглотителей и нейтрализаторов (щелочных растворов, например, каустика, карбоната натрия Na2C03 и др.).

Применение СИГ с использованием отводимых газов главных энергетических установок и вспомогательных котлов характерно для танкеров и нефтерудовозов, на судах-газовозах они встречаются относительно редко. Для них более характерны СИГ с автономной генерацией ИГ путем стехиометрического сжигания (процесс, при котором весь кислород используется для окисления углеводородов) дизельного топлива в специальной установке. На газовозах применяются установки низкого и высокого давления. В установках низкого давления легкие сорта углеводородного топлива сжигаются в специальной горелке. В установках высокого давления выхлопные газы, отработавшие в газовой турбине главной энергетической установки или во вспомогательном турбогенераторе, применяются для сжигания жидкого топлива. Сжигание может происходить в камере с открытым источником пламени или каталитическим способом. Технологическая схема обработки ИГ в таких системах (охлаждение, очистка, дополнительная обработка – осушение и поглощение или нейтрализация) аналогична рассмотренной выше. Недостатком генерируемого в судовых условиях ИГ является высокое (до 15%) содержание двуокиси углерода, из-за чего его нельзя использовать в технологических операциях со СГ, перевозимыми при температуре -55 °С и ниже. Сжигание топлива в установке сопровождается образованием воды в виде пара в количестве 80 г на килограмм СГ. Наличие серы в топливе увеличивает количество воды. Поэтому во избежание конденсации паров и замерзания воды в трубопроводах и грузовых емкостях ИГ необходимо охлаждать до температуры ниже точки росы и осушать.

Качество ИГ, генерируемых в судовых автономных установках, в большой степени определяется составом сжигаемого жидкого топ-N лива, а кроме того, условиями сжигания и, в частности, интенсивностью подачи топлива и воздуха к горелке, эффективностью их перемешивания. Значительную роль здесь играют форма и конструкция горелки. Наиболее эффективными считаются горелки тангенциального типа с подводом воздуха по касательной к направляющей подачи топлива, что обеспечивает закручивание потока и интенсивное перемешивание жидкого топлива с воздухом. Это ограничивает образование в процессе горения угарного газа СО, сажи и двуокиси азота N20. Фирмой «Smit Ovens» (Нидерланды) для получения продуктов сгорания с малым содержанием кислорода, окислов азота, сажи и других примесей разработана конструкция горелки, обеспечивающая сверхтонкое распыление дизельного топлива с размерами капель 10 мкм. Каждый килограмм топлива превращается в 2,1×1012 капель с общей площадью поверхности 660 м2. Расстояние между каплями при температуре сгорания 1500 °С составляет 0,32 мм. Соответствующим подбором дисперсности топлива, времени пребывания топлива в зоне горения, температуры и степени турбулизации обеспечивается испарение капель топлива и полная газификация сажи. Пламя формируется прозрачным, синего цвета, несветящимся. Сама горелка не имеет движущихся частей и работает при относительно низком давлении подачи топлива.

Рис. 20. Качественные характеристики ИГ в зависимости от состава топлива

Стационарные установки для производства ИГ образуют обычно единый агрегат, смонтированный на фундаментной раме. В состав агрегата входят производительная башня, в которой сжигается топливо, а затем подвергаются охлаждению и очистке продукты сгорания, насос подачи жидкого топлива, компрессор для подачи воздуха с избыточным давлением 0,02-0,05 МПа, газоанализатор, служащий для определения концентрации кислорода в генерируемых ИГ. Управление установкой осуществляется со щита, оборудованного контрольно-измерительными приборами. Приборы управления предусматривают автоматический и ручной контроль за содержанием кислорода в производимом ИГ. Газогенераторы для получения ИГ обеспечивают подачу от 250 до 50000 мэ/ч.

На рис.23 приведена принципиальная схема СИГ с установкой низкого давления. Камера сгорания установки расположена в верхней части газопроизводящей колонны. Для получения ИГ жидкое топливо после очистки в фильтрах подается насосом, а воздух -компрессором к горелке, где происходит их смешение и сжигание. Воспламенение основной горелки при запуске установки осуществляется путем подачи топливно-воздушной смеси к горелке зажигания. Охлаждение рубашки камеры сгорания обеспечивается циркуляцией пресной воды, прокачиваемой насосом, по замкнутому контуру. В свою очередь пресная вода охлаждается в теплообменнике забортной водой, подаваемой насосом. Эта же вода используется для охлаждения и очистки ИГ в корпусе генератора. Уровень воды, стекающей в нижнюю часть корпуса, контролируется поплавковым регулятором, соединенным с пневмоприводом клапана сброса отработанной воды за борт. Поднимающиеся вверх ИГ подвергаются дополнительной очистке от сернистых соединений, сажи и твердых частиц в фильтрах и подаются по гистральному трубопроводу к непосредственным потребителям Мерез запорный клапан с пневмоуправлением. Непосредственно перед клапаном установлен прибор контроля содержания кислорода в генерируемом ИГ. В случае превышения допустимой концентрации кислорода или давления ИГ осуществляется его сброс в дымовую трубу либо через запорный клапан с дистанционным пневмоприводом, либо через предохранительный клапан.

Рис. 21. Горелка для получения ИГ

Рис. 22. Установка для производства ИГ

Рис. 23. Принципиальная схема СИГ низкого давления

Более экономичны СИГ с автономными установками для производства ИГ высокого давления. Еще в 1957 г. была запатентована английской компанией «Давид Бурдворч» система, в которой для производства ИГ и нагнетания его к месту потребления использовался газотурбинный двигатель, установленный на одном валу с центробежным нагнетателем. Фирмой «Гиббоне Бротчер» был изготовлен переносной генератор ИГ с применением газовой турбины, подающий 2950 м3/ч ИГ при давлении 0,1 МПа. В таких системах выхлопные газы турбины, содержащие достаточно высокий процент кислорода (порядка 16%), подаются вместе с топливом в камеру сгорания производительной колонны (газогенератора ИГ). Использование в автономных СИГ установок высокого давления газовоздушной смеси с обедненным содержанием кислорода позволяет снизить расход топлива, идущего на сжигание в генераторе ИГ, примерно на 25% по сравнению с установками низкого давления, использующими чистый атмосферный воздух. Кроме того, как правило, в таких СИГ газовая турбина приводит в действие электрогенератор, энергия которого идет не только на обеспечение работы механизмов, приборов и оборудования самой системы, но и на общесудовые нужды. Таким образом, если другие СИГ требуют для своей работы подачи электроэнергии, то автономная СИГ высокого давления во время генерирования ИГ снабжает электроэнергией судовую сеть. Расход топлива автономной установки ИГ зависит от подачи ИГ и потребляемой мощности электрогенератора. Например, в СИГ фирм «Конгсберг Вапенфабрикк» и «Мосс Верфт» (Норвегия) навешенный на газовую турбину электрогенератор мощностью 1400 кВт на установку ИГ расходует энергию, не превышающую 600-700 кВт.

Принципиальная схема автономной установки ИГ высокого давления приведена на рис. 24. Устройство генератора ИГ такой установки не отличается от генератора установки низкого давления. Согласно схеме на валу главной газовой турбины насажены и электрогенератор. Отработанные в главной турбине газы под давлением направляются в верхнюю часть дожигателя генератора ИГ, где, смешиваясь с топливом подаваемым насосом 8 из цистерны запаса, сжигаются, образуя ИГ. Полученные таким образом ИГ поступают в скруббер, изменяя свое направление на обратное и перемещаясь навстречу разбрызгиваемому потоку морской воды, подаваемой насосом одновременно для охлаждения ИГ и к теплообменнику для охлаждения пресной воды, направляемой насосом, минуя очистительный и влагопоглощающий фильтры, на охлаждение дожигательной камеры. Газоанализатор кислорода связан дистанционно с пнев-моуправляемыми клапанами подачи топлива и выброса некондиционного газа в атмосферу. Поплавковый регулятор путем воздействия на пневмопривод запорного клапана регулирует уровень воды в нижней части скруббера. Такая схема предусматривает дегазацию грузовых емкостей воздухом, для чего в системе имеется эжектор.

Рис. 24. Принципиальная схема СИГ высокого давления

Подобная схема установки используется в СИГ «Турбо-инерт», «Мосс Верфт» (Норвегия), «Холмес» (Англия) и др. На верфи «Мицу-биси» для продувки грузовых емкостей газовозов, поступивших для ремонта, используется система, в которой в качестве генератора ИГ принимается газовая турбина мощностью 1250 кВт с частотой вращения 1800 об/мин. Электрогенератор, приводимый в действие турбиной, полностью обеспечивает электроэнергией оборудование СИГ. Продукты сгорания турбины поступают в скруббер, где дожигаются в камере сгорания (топливной форсунке), охлаждаются и очищаются от сажи и сернистых соединений потоком распыленной забортной воды, подаваемой насоссм с расходом 1000 м3/ч. По выходе из скруббера ИГ охлаждается до температуры 4 °С в газоохладителе, работающем от рефрижераторной установки, в результате чего большая часть водяного пара в ИГ конденсируется. Очистка ИГ от вредных включений осуществляется в фильтре-поглотителе. Окончательное осушение ИГ производится в адсорбере, содержащем около 16 т твердого влагопоглотителя. Восстановление поглощающих свойств адсорбентов осуществляется десорбцией, путем прокачки подогретого воздуха вентилятором через регенератор. Отвод некондиционных ИГ от газовой турбины осуществляется через запорный клапан по трубопроводу в атмосферу. Подача ИГ в магистраль и к потребителю происходит через гидравлический затвор, предотвращающий обратный поток горючих газов из газовоза в СИГ. Для продувки трубопроводов ИГ предусмотрены патрубки 7 для подсоединения шлангов. Рассмотренная СИГ позволяет вырабатывать до 25 тыс.м3/ч ИГ, содержащего менее 1% 02, около 15% С02, 10 ч/млн S02, с точкой росы -45 °С.

Рис. 25. Принципиальная схема СИГ с генератором ИГ

На газовозах типа «Моссовет» для инертизации грузовых танков и^межбарьерных пространств, а также дегазации танков сухим воздухом предусмотрена СИГ, включающая в себя установку по производству ИГ низкого давления фирмы «Smit Ovens» типа GIN 5000-0,3 производительностью 5000 м3/ч и давлением 30 кПа. Поддержание давления ИГ в межбарьерном пространстве (в трюмах) во время рейса обеспечивает установка высокого давления типа GIN 50-7 производительностью 50 м3/ч при давлении 700 кПа. Генераторы работают на дизельном топливе. Процесс горения регулируется прибором контроля содержания кислорода в продуктах сгорания через регулятор подачи топлива и воздушной среды. Удаление влаги из ИГ после охлаждения и очистки забортной водой осуществляется с помощью холодильной установки фирмы «Саброс» мощностью 0,16 МВт, работаюшей на фреоне-22. Окончательное осушение ИГ происхо-Z в сушильной камере типа 10F фирмы «Делаир».

Для нормальной эксплуатации СИГ обеспечиваются комплексом необходимых контрольно-измерительных приборов и предохранительных устройств, позволяющих осуществлять как автоматическое, так и ручное управление. Автоматические приборы и устройства включают в себя блоки управления СИГ, блоки защиты и сигнализации. Содержание кислорода в производимых ИГ контролируется анализатором с контактной аварийной световой и звуковой сигнализацией. Параллельно ведется слежение за содержанием влаги, углекислого газа и сернистых соединений. В случае превышения содержания кислорода выработанный ИГ выбрасывается в атмосферу. Повышение температуры ИГ регистрируется термодатчиками, которые замыкают контакт на отключение подающего ИГ компрессора. То же происходит при падении давления забортной воды, подаваемой для охлаждения в скруббер. Давление на выходе из установки ИГ фиксируется датчиками давления, обеспечивающими световую и звуковую сигнализацию. С помощью специальных регулировочных клапанов в межбарьерном пространстве поддерживается постоянное избыточное давление независимо от суточного колебания температуры окружающего воздуха: при понижении давления осуществляется наддув ИГ, а при понижении – его стравливание. Если регулировочные клапаны выйдут из строя, то на случай аварийного повышения давления в межбарьерном пространстве срабатывает предохранительный мембранный клапан. Вывод звуковой и световой сигнализации о работе СИГ осуществляется в служебные помещения и посты с постоянной вахтой (ЦПУ, ходовая рубка и др.).

В порту инертизация газовозов выполняется, как правило, азотом, подаваемым с берега. Азот представляет собой газ без цвета и запаха, в отличие от углекислого газа он легче воздуха. Плотность азота при нормальных условиях составляет 1,25 кг/м3, а в жидком состоянии при температуре -196 °С – 808 кг/м3. Азот негорюч и не поддерживает горения большинства органических веществ, и поэтому кроме профилактического средства он может быть использован непосредственно для тушения пожаров. Смесь вытесняемых изотом газов подается на факел или выводится по системе газоотвода. Для компенсации утечек азота к процессе рейса его запас принимается обычно также с берега в специальные емкости. Например, на газовозах для перевозки СПГ типа «Aquarius» жидкий азот хранится в двух резервуарах вместимостью по 24,7 м3 общей массой 20 т и используется для создания избыточного давления в межбарьерном и околотанковом пространстве. Для первоначальной инер-тизации этих пространств, а при необходимости и грузовых емкостей на борту имеется автономная установка по производству ИГ в количестве 7646 м3/ч.

Однако, как уже было показано ранее, ИГ, полученный путем сжигания различного топлива, требует тщательной очистки. Газохимическая промышленность предъявляет все более высокие требования к качеству ИГ: содержание кислорода 0,1-0,3%, отсутствие двуокиси углерода, сажи, сернистых соединений и др. Перевозка СГ, способных взаимодействовать с двуокисью углерода, вообще не допускает применения таких ИГ. Поулучение же для инертизации газовозов газообразного азота из жидкого, запасы которого необходимо принимать с берега, является слишком дорогим. Значительно снизить стоимость инертизацйи и повысить степень очистки ИГ позволяют судовые установки, поглощающие газообразный азот из атмосферного воздуха. Примером такой установки может служить система, созданная рядом зарубежных фирм и работающая по циклу Аиткена.

Рис. 26. Схема азотной СИГ; работающей по цйклу Аиткена

Основой системы служат резервуар для хранения жидкого азота (на рисунке не показан), принимаемого с берега, турбокомпрессор, теплообменник, конденсатор и ректификационная колонна. Для получения мощного потока азота в систему по трубопроводу через приемный фильтр засасывается атмосферный воздух, а по трубопроводу подается жидкий азот из резервуара-хранилища. Воздух компрессором сжимается до избыточного давления 0,3 МПа, пропускается через теплообменник, где охлаждается встречными потоками до температуры -180 °С и нагнетается в нижнюю часть ректификационной колонны, в которой поддерживается давле-нйе» равное компрессионному сжатию.

В результате абсорбции жидким азотом воздух в колонне разделяется на чистый азот и побочные жидкие фракции, на 35-40% обогащенные кислородом, собираемые в нижней части колонны. Пары азота из верхней части колонны поступают в холодильник, где часть их конденсируется и по трубопроводу в виде жидкого азота вновь попадают в ректификационную колонну. Основная же часть чистого азота после холодильника и теплообменника под давлением 0,25 МПа поступает в магистральный трубопровод СИГ. Побочные жидкие фракции, богатые кислородом, из ректификационной колонны, проходя дроссельный клапан и расширяясь, поступают в теплообменник, где обогреваются встречным потоком сжатого воздуха за счет отбора тепла у выходящих из колонны паров азота. После дальнейшего нагрева и расширения в теплообменнике пары побочных фракций выбрасываются по трубопроводу. В системе предусмотрена возможность продувки грузовых емкостей атмосферным воздухом по трубопроводу. Рассмотренная СИГ позволяет на единицу массы жидкого азота, хранящегося на газовозе, получить 15-20 таких же единиц газообразного азота.

Установки последнего поколения дают возможность получать азот из воздуха со степенью очистки 99,9%. Примером такой установки является разработка исследовательского центра LGI Ingenieur-gesellschaft mbH (ФРГ), представленная на рис.150. Основой установки являются три модуля: I – компрессионный; II – осушки воздуха охлаждением и III – адсорбционный. Принцип действия установки заключается в прямой адсорбции кислорода из всасываемого атмосферного воздуха углеродомолекулярными поглотителями фирмы «Carbo-Tech GmbH». Атмосферный воздух через приемный фильтр засасывается компрессором, охлаждается забортной водой в теплообменнике и предварительно осушается в водоотделителе. Окончательная осушка воздуха осуществляется в модуле II, в состав которого входят теплообменник (воздух охлаждается воздухом), теплообменник (воздух охлаждается хладагентом), охладитель (хладагент охлаждается забортной водой) и компрессор подачи хладагента. Конденсат отводится по трубопроводам. Разделение воздуха осуществляется в модуле III. Воздух в него попадает через фильтры. С помощью трехходового крана он может быть направлен на продувку грузовых емкостей по трубопроводу. В состав модуля входят два адсорбера с углеродомолекуляр-ными поглотителями кислорода. Параллельное включение адсорберов позволяет обеспечивать непрерывность генерации азота: один адсорбер работает на разделение воздуха, а второй в это время регенерируется (восстанавливает свои поглощающие способности). Пары азота скапливаются в буферной емкости, а затем, пройдя прибор-газоанализатор, расходомерное устройство, клапан регулирования расхода азота и гидравлический затвор, направляются в магистраль СИГ. В случае превышения содержания кислорода в азоте он сбрасывается фаном через глушитель и трубопровод в атмосферу. Установка обеспечивает ручное регулирование в широком диапазоне содержания кислорода, если требования к его содержанию в азоте понижены. Она позволяет существенно сократить время грузообработки газовоза, а следовательно, время стоянки судна, и повышает взрывопожаробезопасность судна.

Рис. 27. Принципиальная схема установки для полунения азота из атмосферного воздуха

Системы, тушашие пожар путем химического торможения реакции горения с помощью ингибиторов (химических веществ, снижающих скорость реакции горения). К ним относятся системы объемного химического пожаротушения, порошкового пожаротушения и ингибиторные системы. В качестве огнетушащих веществ в этих системах используются легкоиспаряющиеся жидкости или порошки.

Системы порошкового пожаротушения служат для хранения и подачи сухого огнетушащего порошка при тушении пожаров в грузовой зоне и районе грузовых коллекторов, помещениях аварийных источников энергии и генераторов ИГ, кладовых легковоспламеняющихся веществ и материалов, в ангарах для вертолетов, на станциях раздачи топлива и др. Впервые эти системы появились в 60-х годах на специализированных судах для перевозки СГ и химических продуктов, которые при пожаре нельзя тушить водой. Огнетушащие порошки являются универсальными и эффективными средствами тушения пожаров при сравнительно небольших удельных расходах. В некоторых случаях подача огнетушащего порошка приводит к почти немедленному прекращению горения. При тушении пожаров СГ, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, электроустановок используются, как правило, порошки на основе бикарбонатов натрия (Na2C03) или калия (KjCOj) с различными присадками, улучшающими текучесть, водоотталкивающие свойства и стабильность при длительном хранении, которую они проявляют как при высоких (до +50 °С), так и при низких температурах. К таким порошкам относится отечественный порошок типа ПСБ-3, представляющий собой механическую смесь Na2C03 с химически осажденным мелом (углекислым кальцием), тальком и аэросилом АМ-1-300 (кремнийорганическая добавка). Плотность порошка 900-1200 кг/мэ. Попадая в зону горения, порошковое облако тормозит реакцию горения вследствие взаимодействия частиц порошка с активными центрами цепной реакции. Кроме того, происходит разбавление реагирующих веществ газообразными продуктами термического разложения частиц порошка и охлаждение зоны горения за счет интенсивного введения в пламя мельчайших частице большой поверхностью (150-220 м2 на каждый килограмм порошка). Порошок ПСБ-3 можно применять при тушении пожаров совместно с огнетушащей пеной, но есть сухие порошки, способные разрушать пену, поэтому при проектировании систем пожаротушения необходимо учитывать химическую совместимость огнетушащих веществ.

Большие перспективы имеет применение порошков, представляющих собой комбинацию бикарбоната калия с мочевиной или другим пирофором, например, отечественный порошок типа СИ, английский «Моппех» и др.

Транспортировка порошка по трубопроводам и гибким шлангам осуществляется газом-носителем, в качестве которого, как правило, применяют азот, реже – углекислый или иной инертный газ. Би-карбонатные порошки нетоксичны, но из-за большой дисперсности образуют значительное количество пыли, что обусловливает необходимость работы с ними в специальной одежде с использованием предохранительных средств для органов дыхания и зрения. Недостатком порошков является их склонность к слеживанию и комкованию при Длительном хранении.

Суда, перевозящие СГ в большом количестве, оборудуются стационарными системами порошкового пожаротушения. В состав системы обычно входят станции, в которых размещаются резервуары с порошком, баллоны с газом-носителем и распределительные коллекторы, посты порошкового пожаротушения, трубопроводы и арматура для пуска системы и транспортировки порошка к постам, ручным и лафетным стволам для подачи порошка в зону горения. При вместимости грузовых емкостей более 1000 м3 судно должно быть оборудовано не менее чем двумя станциями. Если на судне имеется носовой или кормовой грузовой коллектор, то следует для его защиты предусмотреть дополнительную станцию по крайней мере с одним рунным или лафетным стволом. Станции рекомендуется размещать за пределами грузовой палубы, но при длине последней более 150 м одну из станций разрешается разместить на грузовой галубе. В каждом резервуаре, установленном на станции, количество порошка должно быть достаточным, чтобы обеспечить непрерывное действие всех ручных и лафетных стволов, обслуживаемых данной станцией, в течение не менее 45 с. Коэффициент заполнения резервуара порошком не превышает 0,95. Минимальный расход порошка на каждый ручной ствол составляет 3,5 кг/с при длине струи порошка не менее 8 м. Зона действия ручного ствола определяется с учетом длины гибкого шланга, размещаемого в посту, которая не превышает 33 м. Расход лафетных стволов составляет 10, 25 и 45 кг/с, что обеспечивает максимальную зону их действия, соответствующую 10, 30 и 40 м. В каждую точку защищаемой поверхности необходимо подать либо две струи от ручных стволов, либо от комбинации лафетного и ручного стволов. В грузовой зоне газовоза необходимо устанавливать лафетный ствол, управляемый с места или дистанционно, для защиты грузового коллектора.

В кормовой части грузовой палубы следует иметь хотя бы один ручной или лафетный ствол. В помещения аварийных источников энергии, генераторов ИГ, кладовых легковоспламеняющихся материалов и веществ, ангаров для вертолетов, станций раздачи топлива подача порошка должна осуществляться через специальные распылители, обеспечивающие равномерное распыление порошка по всему объему помещения с интенсивностью 0,1 кг/м3-с в течение 10 с. Эффективность работы системы зависит от быстроты подачи порошка. Поэтому пуск системы должен осуществляться дистанционно с любого поста тушения, включая самый отдаленный, не более чем за 30 с после открытия пускового баллона. Для предупреждения осаждения порошка и уменьшения тем самым проходного сечения трубопроводы и арматура систем порошкового пожаротушения не должны иметь резких сужений и расширений, поэтому в качестве арматуры в системах широко применяют шаровые краны, а радиусы погибов трубопроводов принимаются равными десяти диаметрам и более.

Весьма известными поставщиками стационарных установок порошкового пожаротушения являются фирмы «Ginge-Kerr» и «Totale». В общих чертах компоновка этих установок мало отличается друг от Друга. На рис.151 приведена принципиальная схема системы порошкового пожаротушения «Ginge-Kerr». В состав системы входят резервуар 1 для хранения огнетушащего порошка с горловиной в верхней части для его засыпки, четыре баллона с азотом под давлением 18-20 МПа, распределительный коллектор, от которого к трем постам порошкового пожаротушения 8 и к лафетному стволу отходят распределительные трубопроводы. Каждый пост представляет собой водонепроницаемый шкаф или ящик, в котором размещаются упругий резиновый шланг диаметром 32 мм с ручным стволом-пистолетом, свернутый восьмерками во избежание возникновения изломов при его развертывании, и пусоковой баллон с азотом. Пусковые баллоны лафетного ствола расположены непосредственно у ствола и на станции пожаротушения. Посты обычнб-размещают вблизи диаметральной плоскости судна в два яруса: один по правому борту на уровне переходного мостика, а другой на верхней палубе по левому борту.

Для пуска системы в действие открывают клапан пускового баллона, и азот поступает к пневмоприводу одного из шаровых кранов, а через коллектор – к пневмоприводу одновременного открытия азотных баллонов. Азот из баллонов, пройдя редукционный клапан, поступает в нижнюю часть резервуара через равномерно расположенные сопла с невозвратными устройствами, не позволяющими проникать порошку в газовую магистраль. Струи азота взрыхляют порошок в резервуаре, что облегчает его последующую транспортировку. При достижении давления в резервуаре, равного 0,9-1,0 МПа, управляющий клапан открывает шаровой кран и главный выпускной кран, после чего сухой порошок начинает поступать через сифонную трубу, срез которой не доходит до днища резервуара примерно на 100 мм, к распределительному коллектору, а от него к постам и к лафетному стволу. Количество азота в баллонах рассчитывается исходя из обеспечения одноразового выпуска всего порошкам» резервуара и последующей продувки трубопроводов и шлангов от остатков порошка. Площадь проходного сечения распределительного коллектора в станции пожаротушения, располагаемой обычно в кормовой надстройке, должна быть не менее суммарной площади сечений трубопроводов, подключаемых к нему для одновременной подачи порошка, или превышать ее не более чем в два раза. Наряду с дистанционным в системе предусмотрен ручной пуск путем открытия шарового крана, установленного непосредственно на резервуаре. Контроль за давлением в системе осуществляется с помощью манометров, установленных на баллонах с азотом и на резервуаре. Во время выпуска порошка давление в резервуаре поддерживается постоянным с помощью редукционного клапана. В целях безопасности резервуар оборудован двумя предохранительными клапанами, срабатывающими при повышении давления до 1,6 МПа.

Рис. 28. Установка порошкового пожаротушения фирмы «Ginge-Kerr»

На газовозах типа «Моссовет» система порошкового пожаротушения включает в себя две установки фирмы «Силвани» типа RL-200, расположенные в кормовой надстройке в станциях с запасом по 2 т английского порошкового состава в каждой по обоим бортам судна. Порошок в системе подается к двум лафетным стволам, установленным на платформах на высоте 4,3 м в районе купола третьего танка и обеспечивающим расход до 25 кг/с на расстояние 35 м, и к 10 постам с ручными стволами подачей от 3,5 до 5,25 кг/с на расстояние до 15 м. Каждый газовоз типа «Aquarius» оборудован восемью станциями фирмы «Ansul Со», на каждой из которых имеется по 1,2 т порошка для тушения пожаров СНГ. Станции расположены по всему судну и соединены между собой трубопроводами: пять магистралей расположены на переходном мостике, а три – на верхней палубе. Два лафетных ствола установлены для защиты ПУГО и платформы грузовых коллекторов.

Системы объемного химического пожаротушения предназначены для тушения пожаров жидких и твердых горючих веществ и материалов, а также необесточенного электрооборудования путем подачи в защищаемые помещения легко испаряющихся огнетушащих жидкостей. Свое начало эти системы получили в 1911 г., когда в США стали заряжать огнетушители четыреххлористым углеводородом. Он обладал высокой эффективностью пожаротушения, однако, как вскоре выяснилось, при температуре выше 250 °С в присутствии паров воды разлагался, образуя ядовитый газ фосген и пары соляной кислоты. Дальнейшие исследования были направлены на снижение токсичности легкоиспаряю-щихся огнетушащих жидкостей, состоящих из углерода и одного или нескольких галогенов: фтора, хлора, брома и йода. В отечественном судостроении в качестве огнетушащих веществ в основном применяются хладоны 114В2 (C2F4Br2) и 13В1 (CFBr3), аналогами которых за рубежом являются талоны 2402 и 1301.

Вытеснение огнетушащего вещества из резервуара для его хра-осуществляется сжатым воздухом (для хладона 114В2), угле-Неслым газом (для огнетушащего состава «3,5», состоящего из 70% бромистого этила С2Н5Вг и 30% углекислоты С02) и азотом. Выпуск требуемого количества огнетушащего вещества в°защищаемое помещение следует осуществлять не более чем за 20 с а при использовании местных автоматических установок – не более чем за 10 с, что повышает эффективность срабатывания системы и обеспечивает образование лишь минимального количества токсичных веществ. Для обеспечения быстрого испарения жидкостей в защищаемом помещении их выпускают через распылители, создающие равномерное распределение огнетушащего вещества по всему объему помещений и предотвращающие его попадание в места средоточения обслуживающего персонала, у постов управления и на пути эвакуации. Пары распыляемых веществ тяжелее воздуха, и поэтому они, постепенно опускаясь, заполняют весь объем защищаемого помещения.

Основное оборудование системы располагается в станциях пожаротушения, требования к размещению которых аналогичны требованиям, предъявляемым к станциям углекислотного пожаротушения. В них находятся резервуары для хранения огнетушащих веществ, баллоны с газом-вытеснителем, распределительный коллектор, управляющая арматура и контрольно-измерительные приборы. В системе необходимо предусматривать два независимых пусковых устройства – одно из станции пожаротушения, а второе – из легкодоступного места вне защищаемого помещения. Резервуар для хранения огнетушащей жидкости должен быть оборудован устройствами по замеру уровня его заполнения, манометрами и предохранительными клапанами, обеспечивающими автоматический выпуск огнетушащего вещества в защищаемое помещение при повышении давления хладона в резервуаре, если он окажется под воздействием огня, а система пуска при этом не сработает. При наличии баллонов с газом-носителем контроль за давлением в них следует осуществлять из помещений с постоянной вахтой или обеспечивать автоматическую подкачку баллонов. Компоновка оборудования системы в станции пожаротушения приведена на рис.152.

На станции размещены два резервуара для хранения огнегаси-тельной жидкости с рабочим давлением 0,8-1,0 МПа. Резервуары 0 орудованы сливным трубопроводом, предохранительными клапанами, переливными клапанами и манометрами. Для вытеснеНия огнетушащей жидкости из резервуара используется сжатый воздух, находящийся б баллонах под давлением 2,5 МПа. Емкость каждого баллона должна быть достаточна для одноразового пуска системы в действие. Пополнение запасов сжатого воздуха осуществляется по трубопроводу 10 от общесудовой системы. Для пуска системы открываются клапаны на резервуаре и клапан на баллонах сжатого воздуха. Пройдя редукционный клапан, сжатый воздух, понижаясь с давления 2,5 МПадо давления 0,8-1,0 МПа, поступает в резервуары и вытесняет огнетушащую жидкость в коллектор, а из него по распределительным трубопроводам в защищаемые помещения. Контроль за уровнем жидкости в резервуарах осуществляется с помощью указательных колонок. Продувка трубопроводов от остатков огнетушащей жидкости производится сжатым воздухом по трубопроводу.

Рис. 28. Оборудование станции объемного химического пожаротушения

В последние годы активно муссируется вопрос о разрушающем воздействии хладонов, используемых в противопожарных системах, на азоновый слой. Несмотря на спорность поставленного вопроса, подписан Монреальский протокол о санкциях к странам, применяющим хладоны в качестве огнетушащих веществ. В то же время хла-дон по своей огнетушащей эффективности не имеет альтернативы. Поэтому в ряде стран ведутся активные поиски новых составов огнетушащих жидкостей, равнозначных применяемым. Так, в Великобритании исследовательской группой Kidde-Graviner при поддержке организации Fize and Safety International разработаны два состава GravEx и GravEx40, представляющие собой комбинации фторированного углеводорода. Оба вещества отвечают основным требованиям к огнетушащим жидкостям: нейтральное взаимодействие с азоном, высокоэффективные огнегасящие и взрывопредохраняющие свойства, низкая токсичность, хорошие физические параметры, совместимость с основными конструкционными материалами. Аналогичными свойствами отличается разработанный в России хла-дон С-318 (C4Fa). Он хранится в резервуаре при температуре 20 °С под давлением сжатого азота (4,5±0,1) МПа, что обеспечивает сохранение жидкой фазы хладона С-318 при повышении температуры до критического значения, равного 67 °С. При достаточно разветвленной сети трубопроводов и значительном внутреннем объеме в систему подключается баллон дополнительного азота, чтобы обеспечить у наиболее удаленного распылителя давление в момент окончания выхода огнегасителя не менее 1,5 МПа. Для контроля за работой системы предусматривается световая и звуковая сигнапйзация. Световая сигнализация информирует об аварийном состоянии системы в случае падения давления в резервуаре ниже допустимого, об уровне огнегасителя в резервуаре, о закрытом и открытом положении распределительных клапанов в ЦПУ и в станции пожаротушения. Звуковой сигнал предупреждает людей о поступлении огнегасителя в защищаемое помещение.

На газовозах типа «Моссовет» высокоэффективные системы объемного химического пожаротушения фирмы «Силвани» используются для защиты компрессорного и электромоторного отделений в рубке в средней части судна. В качестве огнетушащего вещества в них используется галон 1301. Система включает в себя 10 баллонов по 100 кг талона в компрессорном отделении и два баллона по 60 кг – в электромоторном. Пуску системы в действие предшествуют предварительный сигнал о подаче талона в помещения и отключение системы вентиляции.

Наряду со стационарными системами пожаротушения газовозы в достаточном количестве оборудуются переносными пожарными насосами и пеногенераторами, огнетушителями водно-аэрозольными (ОВА-5, ОВА-Ю), пенными (ОХВП-Ю), углекислотными (ОУ-5, ОУ-8, ОУ-Ю, ОУ-20, ОУ-40, СУ-80), порошковыми (ОП-5, ОП-Ю, ОП-50, ОП-ЮО), порошковыми с газогенерирующим устройством (ОПУ-5, ОПУ-Ю), хладоновыми аэрозольными (ОАФ-0,5) и всеми другими видами противопожарного снабжения.