Двухжидкостное гибридное пожаротушение
На сегодняшний день на рынке представлено большое разнообразие комплексных систем пожаротушения. От традиционных спринклерных систем на водной основе, самых простых и широко используемых, до систем CO2, химических и инертных газов; каждая технология имеет уникальные преимущества и недостатки в зависимости от степени опасности.
После углубленного анализа существующих систем пожаротушения было выявлено несколько общих проблем пожаротушения. Некоторым системам требуется герметичная целостность помещения с небольшой вентиляцией или без нее, чтобы обеспечить эффективное пожаротушение, но бывают обстоятельства, когда это невозможно из-за конструкции или характера помещения.
В ходе тушения пожара некоторые системы могут нанести необратимый ущерб дорогостоящему оборудованию, электронике, двигателям или органам управления из-за намокания и химикатов. Многие системы также требуют дорогостоящей и трудоемкой очистки после сброса из-за использования химикатов и/или интенсивного смачивания. Очистка химических систем может быть даже классифицирована как опасная, что может быть дорогостоящим и неудобным. Это также может сделать перезарядку дорогостоящей системы и вызвать значительное время простоя предприятия.
Кроме того, некоторые системы, в которых используются химические вещества, токсичны для окружающей среды, и многие системы могут быть чрезвычайно опасными для находящихся в них людей, требуя эвакуации помещений перед сбросом системы, в то время как многие системы могут снижать уровень кислорода до порогового значения, вредного для человека.
Распределенное развитие
Как производитель систем трубопроводов с механическими желобками, хорошо известный своими противопожарными решениями, Victaulic поставил перед собой задачу разработать альтернативную систему, которая решит все эти проблемы. Компания исследовала другие области помимо противопожарной защиты, которые, как она надеялась, приведут к некоторым путям решения цели получения еще более мелких частиц воды.
Распыление жидкостей давно изучается в других областях, таких как наука о горении. Выходя за рамки традиционных методов распыления водяного тумана, основанных на механическом разделении воды путем подачи ее на дефлекторы, компания Victaulic исследовала различные концепции аппаратного обеспечения для распыления жидкости с параллельным потоком газа.
Исследования показали, что сочетание охлаждения и разбавления кислородом может быть даже более эффективным, чем каждый из них по отдельности. Эта комбинация была достигнута благодаря использованию командой Victaulic газообразного азота для распыления воды и действия в качестве переносчика частиц, проникающих в шлейфы пламени.
Команда Victaulic сосредоточилась на методе впрыскивания распыленных капель в струю азота, чтобы проникнуть в шлейфы пламени и добраться до корня пожара для более эффективного охлаждения с использованием капель меньшего размера, чем обычно, которые в совокупности имеют большую площадь поверхности. Чем больше площадь поверхности, тем быстрее может поглощаться тепло. Высокая скорость поглощения тепла снижает риск распространения огня за счет уменьшения конвективного и радиационного теплообмена.
Двухжидкостная технология
Результатом этих усилий является уникальная категория технологии пожаротушения, признанная сегодня, гибрид воды и инертного газа для систем пожаротушения.
Система пожаротушения Victaulic Vortex была первой системой пожаротушения, получившей допуск в этой категории, и, поскольку в ней используется смесь инертного очищающего газа и водяного тумана, она подходит для особо опасных машинных помещений, кожухов турбин и легковоспламеняющихся жидкостей.
Система использует сверхзвуковой струйный поток азота для распыления потока воды низкого давления на капли воды размером менее 10 микрон. Капли составляют всего одну 30-ю часть размера частиц воды, доставляемых традиционными системами водяного тумана, и обеспечивают на 50 процентов больше поглощения тепла и полного тушения.
По мере распыления капли воды равномерно смешиваются с молекулами азота и выбрасываются в опасное пространство в виде однородной взвеси. Как правило, в других двухжидкостных технологиях азот является пропеллентом другого огнегасящего агента, такого как водяной туман, но система использует водяной туман и азот в качестве дополнительных огнегасящих агентов.
Для небольших пожаров азот является основным огнетушащим веществом и снижает содержание кислорода до уровня, который все еще пригоден для дыхания, но не может поддерживать горение. При более крупных пожарах сверхмелкие капли воды охлаждают огонь, поглощая тепло и уменьшая количество доступного кислорода. Такая система пожаротушения идеально подходит для областей информационных технологий.
Преимущества гибрида
Помимо обеспечения высокоэффективного пожаротушения, эта уникальная гибридная система обеспечивает ряд преимуществ. Увлажнение защищенных зон минимально, количество воды, выделяемой на эмиттер, составляет всего 3,79 литра/один галлон в минуту. Для сравнения, традиционные водяные спринклеры выпускают более 94,64 литров/25 галлонов воды в минуту на один спринклер, в то время как системы водяного тумана высокого давления выпускают 30,28 литров/восемь галлонов воды на сопло в минуту.
Также обеспечивается безопасный сброс системы для окружающей среды и персонала. В системе используются вода и азот, два легкодоступных и встречающихся в природе элемента, и не используются опасные химические вещества. Во время разрядки системы насыщение кислородом остается на безопасном уровне. Нормальное атмосферное состояние состоит из 79 процентов азота и 21 процента кислорода.
Вода и азот легко доступны, и, поскольку требуется минимальная очистка и минимальное затопление, текущие операции практически не прерываются, что ограничивает время простоя оборудования и обеспечивает быструю перезарядку системы. Кроме того, благодаря высокоскоростному закрученному «вихревому» разряду системы требуется минимальная герметичность помещения, и система эффективна на открытых пространствах.
Инновации в дизайне
Каждый эмиттер может защитить до 70,79 кубических метров пространства, а система масштабируется для охвата любого необходимого пространства. Зоны могут управляться централизованно и независимо активироваться для пожаротушения там, где это необходимо.
Система также отличается низким рабочим давлением нагнетания примерно 1,72 бар на эмиттере системы. Большинство систем водяного тумана высокого давления работают при давлении от 103 бар до 172 бар, а системы с инертным газом работают при 172 бар.
Низкое давление нагнетания системы особенно полезно в агрессивных средах, поскольку позволяет использовать пластиковые трубы, а эмиттеры могут быть специально изготовлены из ПТФЭ/ПВДФ. Это невозможно при использовании CO2 или систем водяного тумана высокого давления. Азот под давлением 1,72 бар поступает в эмиттер, а вода под давлением менее 0,35 бар поступает в водяную рубашку снаружи от потока азота.
Когда азот выходит из эмиттера, создаются ударные диски, когда поток меняет скорость со звуковой на дозвуковую. Дополнительные ударные диски создаются, когда азот сталкивается с фольгой. Когда вода вводится в эти ударные диски из кольца концентрических отверстий в основании эмиттера, она распыляется на сверхмелкие капли, которые с высокой скоростью смешиваются с потоком азота.
После распыления вода переносится потоком азота при равных парциальных давлениях. Поскольку вода взвешена в азоте, она сохраняет свой импульс и способна разбрасываться на относительно большие расстояния и при этом увлекаться огненными шлейфами. Гибридная технология выпускает капли воды размером около 10 микрон, что исключает заметное затопление оборудования или окружающего пространства.
Всемирное одобрение
Для тушения пожаров в турбинах и машинных отделениях также требуется система, которая может равномерно проникать в вентилируемые или экранированные зоны, не требуя целостности помещения. Система Victaulic Vortex была испытана и доказала свою высокую эффективность в этих помещениях отчасти благодаря гибридному распределению и поглощению тепла с высокой скоростью. Она подходит для широкого спектра дополнительных промышленных применений. К ним относятся машинные помещения, такие как масляные насосы, масляные баки, топливные фильтры, генераторы, трансформаторные отсеки, коробки передач, приводные валы, салазки для смазки, генераторы с приводом от дизельного двигателя и другое подобное оборудование, использующее топливо и/или смазочные жидкости с испаряемостью менее или соответствует легкому дизелю.
Системы уже используются для защиты ключевых отраслей промышленности по всему миру. Она справилась с поставленными перед ней задачами, включая защиту чувствительного оборудования без использования большого количества воды, эффективность в коррозионных средах, эффективность на открытом пространстве, не требуя целостности помещения, минимальное время простоя после разрядка и гибкость конструкции для расширения и обслуживания.
Заключение
Гибридный подход — это инновация, которая берет лучшее из всех систем и продвигает эти технологии вперед.
Способность системы создавать однородную суспензию капель воды размером менее 10 микрон в азоте при сохранении высокого импульса и низкого рабочего давления продемонстрировала возможности пожаротушения, превосходящие ранее известные системы с водой или инертным газом. Система также является масштабируемой, обеспечивая надежное тушение пожаров в машинных отделениях и других опасных средах с минимальным ущербом от воды и быстрым возвращением к работе после разряда системы.
