Общие требования к противопожарной безопасности на судне
Пожар на судне — это чрезвычайное бедствие. Причины возникновения пожара могут быть различными: короткое замыкание в сети электропроводки, плохая изоляция проводов; скопление газов и паров нефтепродуктов, образующих с воздухом взрывчатую смесь; небрежное обращение с огнем; воспламенение дерева, краски и т. д.
Основные мероприятия, предупреждающие возникновение пожаров, предусматриваются при проектировании и постройке судов. Они изложены в Правилах Регистра. К мероприятиям, обеспечивающим пожаробезопасность судна, относятся:
- минимальное применение горючих материалов, пропитка воспламеняющихся материалов специальными химическими веществами, применение огнестойких красок, замена деревянной мебели металлической и др.;
- использование топливных цистерн такой конструкции, чтобы хранимые в них материалы не нагревались и не воспламенялись;
- предотвращение возможных утечек и растекания по судну жидкого топлива и газов;
- размещение проектируемых трасс трубопроводов парового отопления и нагревательных приборов вдали от деревянных конструкций;
- размещение трасс топливных и масляных трубопроводов на видных местах с соблюдением мер защиты от возможных механических повреждений;
- распределение химических огнетушителей и других предметов пожарного инвентаря по всему судну.
Кроме конструктивных мероприятий, предусматриваемых при проектировании судов и их постройке, при погрузке и выгрузке нефтепродуктов запрещается: на расстоянии 15 м от отверстия шланга, цистерны или нефтяного отсека пользоваться открытым пламенем и работать с приборами, способными дать искру; применять переносные электролампы при работе в цистернах, на палубах и в насосных отделениях нефтеналивных судов; допускать скопление под паровыми котлами воды и плавающей на ее поверхности нефти.
Сигнальная противопожарная система
Сигнальная противопожарная система предназначена для оповещения персонала судна о появлении дыма и возникновении пожара. Особенно необходима сигнальная система для обнаружения пожаров в таких помещениях, как грузовые трюмы и различные кладовые, в которых редко бывают люди.
На судах имеется несколько видов конструкций противопожарной сигнализации. Однако наиболее распространенной является предусматриваемая Правилами Регистра сигнализация с применением в электросхеме извещателей, реагирующих на температуру окружающей среды.
На рис. 3.25 приведена схема устройства противопожарной электрической сигнальной системы. Система состоит из сигнального аппарата 2, устанавливаемого в охраняемых от огня помещениях, и аккумуляторных батарей 1 и 10, включенных в электрическую сеть. Благодаря наличию значительного электрического сопротивления 4 ток проходит в основном через цепь с извещателем, однако в ветвях, где установлены пожарные гонг 6, сигнальный колокол 8 и красные лампы 5 и 9, сила тока недостаточна для работы этих приборов. Поэтому при размыкании сигнальным аппаратом электрической цепи соленоидами 3, 7 и 11 замыкаются контакты ветви, шунтирующей сопротивление 4, и электрический ток поступает в сигнальную сеть, приводя в действие соответствующие аппараты, находящиеся в центральном сигнальном посту. Каждой зажигающейся красной лампе соответствует определенный номер охраняемого помещения. Количество сигнальных аппаратов для каждого помещения принимается в зависимости от площади подволока, причем считается достаточным установка извещателя на каждые 15 м2 площади. Рассмотренная система сигнализации позволяет своевременно обнаружить очаг пожара и принять меры по его устранению.
Кроме электрической противопожарной системы с сигнальными аппаратами на судах применяются также противопожарные дымовые системы, которые контролируют задымленность воздуха с помощью сигнального аппарата, имеющегося в пожарном посту. В первом случае сигнал пожарной опасности подается электрической сетью, во втором — воздухом, засасываемым из помещения в сигнальный аппарат.
Водяная противопожарная система
Системой водотушения (тушение огня сплошной струей воды) оборудуются все суда независимо от условий их эксплуатации и назначения. Однако горящие нефтепродукты с ее помощью потушить нельзя. Плотность нефтепродуктов меньше, чем воды, поэтому они растекаются по ее поверхности, что приводит к увеличению площади, охваченной огнем. Такая система непригодна и для тушения пожаров в помещениях с электрооборудованием, так как, являясь проводником электричества, вода вызывает короткое замыкание.
Систему водотушения применяют для тушения пожаров в грузовых и сухогрузных трюмах, жилых и служебных помещениях, на открытых палубах. Магистральный трубопровод системы выполняют линейным или кольцевым. Линейная магистраль проста, поэтому ее ставят на небольших судах с малым количеством пожарных рожков. Число и расположение пожарных рожков должно быть таким, чтобы в любую точку пожара можно было бы подать две струи воды от независимых друг от друга пожарных рожков. Напор в магистрали должен обеспечивать высоту струи воды не менее 12 м. Диаметр пожарных рожков в зависимости от расхода жидкости 30—80 мм, диаметр шлангов 50—65 мм. Длина шлангов должна быть равна расстоянию между расставленными на судне рожками. В качестве механизмов системы водотушения применяют центробежные и поршневые насосы. Производительность и напор пожарных насосов принимают с учетом наиболее неблагоприятных случаев работы системы.
На рис. 3.26 показана схема противопожарной водяной системы. Система состоит из пожарных насосов 1, подающих забортную воду в магистральный трубопровод 2, выполненный по кольцевой или линейной схеме. От трубопровода к отдельным районам и помещениям идут отростки, оканчивающиеся пожарными рожками 5, к которым можно подсоединять гибкие шланги длиной 10—20 м с ручными стволами. Благодаря тому что в пожарных рожках создается определенное давление, ручной ствол выбрасывает водяную струю на расстояние до 20 м. По Правилам Регистра давление должно быть в пределах 0,23—0,32 МПа в зависимости от типа судна и его регистрового тоннажа. В закрытых помещениях пожарные рожки устанавливают на расстоянии 20 м, а в открытых — 40 м один от другого.
На специальных спасательных пожарных судах, буксирах, ледоколах устанавливают лафетные стволы, выбрасывающие струю воды на 80—100 м. В качестве пожарных насосов используют центробежные насосы с напором 0,65—1 МПа. Производительность и число пожарных насосов, устанавливаемых на судах, определяются Правилами Регистра в зависимости от типа и размеров судна. Суммарная производительность насосов на всех судах, кроме пассажирских, не должна превышать 180 м3/ч. На пассажирских судах устанавливают от одного до трех насосов, а на всех остальных — до двух. Минимальная производительность каждого насоса должна быть достаточной, чтобы обеспечить одновременную работу двух стволов.
Насосы размещают так, чтобы живучесть системы была максимальной. По возможности их устанавливают в разных отсеках, а если в одном отсеке, то у разных бортов. Допускается использование балластных и других насосов в качестве пожарных, если их производительность и напоры не ниже требуемых.
Пассажирские суда и наливные суда валовой вместимостью 1000 peг. т и более и все прочие суда валовой вместимостью 2000 peг. т и более в случаях, когда не удается обеспечить должную живучесть стационарных пожарных насосов, снабжают аварийным насосом. Аварийный насос располагают отдельно от стационарных. Он имеет автономный привод и местное управление (на танкерах — с открытых палуб). Производительность такого насоса должна быть достаточной для одновременной работы двух стволов. Высота пожарной струи при вертикально расположенном стволе должна быть не менее 12 м над уровнем палубы.
Спринклерная система
Спринклерная система предназначена для тушения огня распыленными струями воды. При возникновении пожара она действует автоматически и расходует меньше воды, чем водяная система. Согласно Правилам Регистра, спринклерной системой оборудуют пассажирские, командные и служебные помещения. Трассы трубопроводов спринклерной системы на судне чаще всего прокладывают под подволокой помещения. Система снабжается водой независимо от системы водотушения. На трубах системы устанавливают специальные приборы — спринклеры, которые при достижении в помещении соответствующей температуры автоматически раскрываются и распыляют воду с радиусом действия до 2—3 м. Кроме водяных спринклеров существуют также воздушные спринклеры переменного действия и смешанные. У водяной спринклерной системы трубопроводы всегда заполнены водой, находящейся под невысоким давлением.
Водяные спринклеры применяют в помещениях с постоянной температурой воздуха не ниже 0 °С. У воздушной спринклерной системы в трубопроводах постоянно находится сжатый воздух. Если один из спринклеров откроется, в систему автоматически поступит вода. Этот вид системы применяется в неотапливаемых помещениях, температура которых может упасть ниже 0 °С.
На рис. 3.27, а показана конструкция спринклерной головки с металлическим замком и стеклянной капсулой, находящимися в защитной раме. Штуцер спринклера установлен на трубопроводе. Выходное отверстие штуцера перекрывается диафрагмой, в которой имеется отверстие, запираемое стеклянным клапаном, обеспечивающим удержание рабочей среды в трубопроводе. Стеклянный клапан удерживается от падения вниз металлическим замком, состоящим из двух деталей, скрепленных при помощи припоя, рассчитанного на температуры плавления 72, 93, 141 и 182 °С в зависимости от температурного режима помещения. Разбрызгивание струи воды осуществляется розеткой, закрепленной в нижней части головки.
На рис. 3.27, б изображена конструкция спринклерной головки, в которой клапан удерживается стеклянной пустотелой капсулой, заполненной специально подкрашенной жидкостью. При повышении температуры жидкость, расширяясь, разрывает стеклянную капсулу и клапан, выпадая, открывает выход воде или воздуху из системы.
Напор в трубопроводе спринклерной системы должен быть не менее 0,65 МПа, что необходимо для распыления воды, выходящей из спринклера. Вариант построения спринклерной системы на судне может быть любым из трех существующих: автономным, групповым или централизованным. Наиболее распространенный — групповой, менее распространенный — автономный.
Паровая противопожарная система
Для тушения огня на судах применяют также насыщенный пар. Действие системы паро-тушения основано на том, что пар, введенный в помещение, в котором возник пожар, снижает концентрацию кислорода в воздухе, создавая тем самым условия для прекращения горения.
Пар для пожарной системы берут от главных или вспомогательных судовых котлов и подводят в нижнюю часть помещения.
Системой паротушения оборудуют угольные бункеры, нефтеналивные отсеки, сухогрузные трюмы, помещения нефтеперекачивающих насосов и др.
Для построения системы паротушения можно избрать централизованный вариант — для судов с одним машинно-котельным отделением или групповой — для судов с несколькими машиннокотельными отделениями. Каждая группа помещений обслуживается главным или вспомогательным котлом и может получать пар с другого судна или с берега. Пар для пожаротушения должен быть насыщенным и иметь давление 0,6—0,8 МПа. Трубопроводы паротушения, идущие в помещения, должны иметь свои разобщительные клапаны, сосредоточенные на центральной станции паротушения, снабженные отличительными надписями и окрашенные в красный цвет. Станцию паротушения следует располагать в отапливаемых помещениях, надежно защищенных от возможных механических повреждений.
По правилам Регистра система паротушения должна обеспечить заполнение паром обслуживаемых ею помещений не более чем за 15 мин, для чего необходимы трубы и отростки соответствующих размеров. При давлении пара 0,7 МПа и длине трубы не более 60 м количество и диаметры отростков труб, проведенных в обслуживаемые системой помещения, определяются следующими данными:
Преимущество системы паротушения состоит в простоте ее устройства и эксплуатации, сравнительно невысокой стоимости изготовления. Недостатки системы заключаются в том, что ее можно применять только в закрытых помещениях и под котлами. Необходимо также учитывать, что тушение паром приводит к порче грузов и механизмов и опасно для жизни людей, особенно в случае, когда горят уголь, селитра и карбид кальция, образующие при сгорании легковзрывающиеся газы.
Углекислотная противопожарная система
Для тушения пожара в закрытых помещениях можно применять углекислый газ. Принцип действия углекислотной системы состоит в том, что содержащийся в жидком виде в баллонах газ направляется по трубам к месту пожара. При входе в помещение он вследствие 450-кратного расширения переходит в газообразное состояние и, смешиваясь с воздухом помещения, понижает содержание в нем кислорода. Так, при введении в помещение углекислого газа в количестве 28,5 % объема помещения воздух будет содержать 56,5 % азота, 28,5 % углекислого газа и лишь 15 % кислорода, а при такой концентрации кислорода процесс горения прекращается.
Согласно Правилам Регистра, углекислый газ применяют для тушения пожаров в сухогрузных трюмах, почтовых кладовых, малярных и других сильно загроможденных грузами помещениях, в танках и грузовых отсеках нефтеналивных судов, топливных цистернах и т. д.
Углекислый газ содержится в стальных баллонах вместимостью 40 л, размещаемых в помещениях станции углекислотного тушения. Эти помещения должны быть газонепроницаемыми и иметь обособленный выход на открытую палубу. Чаще всего углекислотные станции размещаются в отдельных рубках или надстройках на верхней палубе.
На рис. 3.28 приведена схема расположения баллонов с углекислотой на станции тушения, где баллоны объединены в группы. Углекислый газ поступает от баллонов к распределительной коробке, от которой по своим независимым трубопроводам направляется к месту пожара.
Наиболее ответственной частью аппаратуры станции являются баллоны и установленные на них запорные клапаны. На рис. 3.29 изображены выпускная головка (клапан) и схема установки ее на баллоне. Заполнение баллонов и выпуск из них углекислоты осуществляются через эту головку, располагаемую в верхней части баллона и присоединяемую к сифонной трубке, которая не доходит до дна баллона на 5—10 мм. Внутренний диаметр трубки 12—15 мм, а диаметр проходного канала в выпускной головке баллона 10 мм. Площадь поперечного сечения сифонной трубки принимают на 0,2—0,3 см2 больше, чем у проходного канала в выпускной головке, чтобы предотвратить замерзание углекислоты при выпуске ее из баллона. Выходные головки баллонов снабжают предохранительными мембранами из калиброванной латуни или оловянистой бронзы, выдерживающими давление 18 ± 1 МПа и разрушающимися при давлении более 19 МПа.
Предохранительные трубопроводы, соединенные с баллонами, и мембраны позволяют выпускать углекислоту в атмосферу при возникновении в баллонах недопустимых давлений. Это предотвращает произвольный выход ее в трубопроводы, обслуживающие помещения. Для выпуска углекислоты в систему необходимо прорезать мембрану. Баллоны с углекислотой периодически взвешиваются. При уменьшении массы углекислоты более чем на 10 % производят перезарядку баллонов.
Недостатки углекислотной системы пожаротушения — большая потребность в заряженных баллонах, высокая стоимость оборудования станции, значительные расходы на перезарядку баллонов и опасность для личного состава при несоблюдении мер предосторожности.
Система пенотушения
Возникший на судне пожар можно ликвидировать нанесением на горящий предмет углекислой пены, благодаря чему прекращается доступ кислорода воздуха к горящему предмету. В зависимости от способа получения и состава пена бывает химическая и воздушно-механическая.
Химическая пена образуется в результате реакции растворов кислот и щелочей в присутствии специальных веществ, придающих ей клейкость. Она содержит пузырьки углекислого газа. Находясь на поверхности горящего предмета, пена образует инертную прослойку, которая изолирует предмет от кислорода воздуха, благодаря этому прекращается его горение. Полученная пена очень легка, ее плотность 0,12—0,15 кг/м3, поэтому она плавает на поверхности даже самых легких жидких нефтепродуктов. Толщина слоя пены в этом случае должна быть не менее 150— 300 мм.
Особенно распространена система пенотушения на таких судах, как танкеры, перевозящие жидкие горючие вещества. Пену на судах могут вырабатывать стационарный (ПГ-100) и переносные (ПГ-25 и ПГ-60) пеногенераторы. Цифра на марке пеногенератора соответствует его пенопроизводительности в метрах кубических за секунду.
На рис. 3.30 показано устройство судового пеногенератора ПГ-50С, применяемого в системах для выработки химической пены. В бункер 4 пеногенератора засыпают пенообразующий порошок. Горловина бункера, сообщаясь с эжектором 9, перекрывается шаровым клапаном 7, помещенным в корпусе 2 и удерживаемым в верхнем положении пружиной 8. К эжектору с одной стороны поступает вода из пожарной магистрали по патрубку 1, с другой стороны отводится пена. Засыпав в бункер порошок, открывают клапан на трубопроводе подвода воды к эжектору. Поток воды, проходя через узкую часть эжектора, создает в нем разрежение. Клапан 7 открывается, и порошок подсасывается из бункера. В пенопроводе порошок растворяется, что сопровождается реакцией пенообразования. Клапан 7 в крышке 3 уплотнен кольцом 6. В корпусе бункера установлена сетка 5. Недостатком пеногенераторов является неподготовленность их к немедленному действию, так как герметически закрытые банки с порошком можно вскрывать лишь при возникновении пожара. Загружать бункер пенопорошком заблаговременно нельзя ввиду его высокой гигроскопичности, приводящей к образованию комков.
Наряду с пеногенераторами применяют пеноаккумуляторы — аппараты того же назначения и аналогичного принципа действия, но с меньшей производительностью. В них можно заранее загружать порошок и в связи с этим быстро приводить их в действие. Производительность пеноаккумулятора должна быть достаточной для тушения пожара в период, предшествующий запуску основного пеногенератора. Трубопроводы системы изготовляют из стальных оцинкованных труб с бронзовой или латунной арматурой. Диаметр магистрали, согласно Правилам Регистра, должен быть не менее 70 мм. Скорость пены 4—8 м/с.
Несмотря на то что химическая пена по сравнению с воздушно-механической обладает более высокими огнегасительными качествами и ее требуется примерно в 1,5 раза меньше, из-за свойственных химическому пенотушению недостатков она теперь применяется редко. В настоящее время используют преимущественно воздушно-механическую пену, состоящую по объему из 90 % воздуха, 9,8 % воды и 0,2 % пенообразователя (жидкости специального состава).
Пенообразователь хранится в обыкновенных цистернах. Он нечувствителен к изменению температуры, не теряет своих пенообразующих свойств до 0 °С и не портится при продолжительном хранении. Положительным является и то, что для этой системы не требуется создания специальных пенообразующих станций, так как пенообразование происходит в воздушно-пенных стволах в конце трубопровода.
Трубопроводы транспортируют смесь с пенообразователем, а не пену, поэтому диаметр труб требуется меньший, чем в системе химического пенотушения. Однако стойкость воздушно-механической пены меньше, чем химической, поэтому для покрытия ею поверхности горящей жидкости необходим более толстый слой.
На рис. 3.31 представлена простейшая схема воздушно-механического пенотушения. Пожарный насос всасывает забортную воду из кингстона. В приемную трубу добавляется пенообразователь, количество которого регулируется дозирующим клапаном. Смесь воды с пенообразователем поступает в пенный пожарный кран и далее по рукаву — в воздушно-пенный ствол, где, соединяясь с воздухом, образует пену.
Система жидкостного тушения
Жидкостной системой оборудуют машинно-котельные отделения, фонарные, малярные и другие помещения, содержащие легковоспламеняющиеся вещества. В качестве огнегасительного агента в системе применяют специальные жидкости, которые при выпуске в помещение легко испаряются, превращаясь в тяжелый негорючий газ.
Наибольшее распространение на судах получила смесь бром-этила (73 %) и тетрафтордибромэтана (27 % по массе), не образующая при тушении пожара ядовитых паров. Система пенотушения с использованием такой огнегасящей жидкости сокращенно именуется СЖБ (рис. 3.32).
Запас огнегасящей жидкости хранится в баллонах под давлением 0,1—0,2 МПа, что практически исключает опасность утечки паров жидкости. Баллоны размещают на станции жидкостного тушения. От баллонов в каждое охраняемое помещение проводится трубопровод, который заканчивается в верхней части помещений распылительными головками. При высоте помещения более 5 мм устанавливают два яруса распылителей. Подача жидкости производится с помощью сжатого воздуха давлением 0,5—1 МПа. По окончании работы системы трубопроводы должны быть продуты сжатым воздухом от остатков жидкости, а помещение хорошо провентилировано.
Жидкостная система пригодна для тушения пожаров любых горючих веществ, а также электроустановок, находящихся под током, причем гасящее действие жидкости даже выше, чем углекислоты.
Литература
Судовые системы и трубопроводы - Овчинников И.Н., Овчинников Е.И. [1988]
