ГОТВ газовое пожаротушение ЦОД. Успешный опыт применения хладона 23.
Журнал "ИнформКурьер-Связь" N 5 2011г.
С.Н.Терехин, начальник кафедры автоматики и сетевых технологий СПб университета ГПС МЧС России,
Д.В.Николаев, заместитель начальника проектно-экспертного центра СПБ университета ГПС МЧС России,
А.П.Павлов, директор ЦПБ ЗАО "ИСТА-Техника"
Скачать статью в PDFАналих крупных пожаров последнего времени показывает, что в большинстве случаев причинами трагедии являются не только нарушения нормативных требований, халатность исполнителей и руководителей различных уровней, но и ошибки, допущенные при выборе оборудования, проектировании, оснащении объекта его эксплуатации. В данной статье мы остановимся лишь на одном, но очень важном вопросе - правильном выборе огнетушащих веществ для защиты объекта.
Требования к системам пожаротушения.
- выcокая эффективность тушения;
- совместимость с материалами и оборудованием и безопасность для них;
- безопасность людей, находящихся в защищаемом помещении;
- безопасность персонала службы пожаротушения;
- безопасность для окружающей среды;- экономическая эффективность.
Рассмотрим их по порядку.
Высокая эффективность пожаротушения предполагает создание в защищаемом помещении за время, не превышающее нормативное, концентрации ГОТВ не ниже нормативной огнетушащей. Эффективность подтвержается результатами гидравлических расчетов.
Безопасность людей, находящихся в помещении, в котором происходит выпуск ГОТВ, определяется двумя факторами: величиной остаточной концентрации кислорода в помещении и величиной превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) ГОТВ над огнетущащей.
Необходимо принимать во внимание, что при выпуске ГОТВ в помещение остаточная концентрация кислорода в нем снижается до значений, которые могут быть опасными для жизни людей (рис.1 ):
Из рис. 1 видно, что чем выше концентрация ГОТВ, тем меньше остаточная концентрация кислорода в защищаемом помещении. Так, например, при использовании сжатых ГОТВ (азот, аргон, инерген) и двуокиси углерода (СО2) остаточная концентрация кислорода в помещении близка к критическим значениям, опасным для жизни людей.
При использовании любых хладонов (приведенных в СП 5.13130.2009 табл. 8.1) в защищаемом помещении остается достаточно кислорода для свободного дыхания людей. С точки зрения нанесения ущерба здоровью людей из-за токсичности ГОТВ следует принять во внимание, что при экспозиции в пределах нескольких минут хладоны безопасны. Пребывание же в атмосфере двуокиси углерода даже самое короткое время приводит к гибели человека из-за высокой токсичности данного ГОТВ. Термическому разложению подвергается менее 5% массы хладона, поданного на тушение пожара. Поэтому токсичность среды, образующейся при тушении пожара хладонами, будет пренебрежимо мала по сравнению с токсичностью продуктов пиролиза и разложения продуктов горения.
Оценку безопасности газовых огнетушащих веществ по токсичности приведем по параметру "запас безопасности" (рис. 2):
Безопасность для окружающей среды обеспечивается выбором ГОТВ из перечня разрешенных для использования (СП 5.13130.2009 табл. 8.1), который учитывает требования соответствующих международных конвенций о защите окружающей среды.
Экономическая эффективность вложенных материальных средств предполагает оснащение объекта современным, качественным оборудованием по оптимальным ценам.
Хладон 23 и другие ГОТВ
Сравнение свойств некоторых ГОТВ (табл. 1) позволяет сделать вывод, что наибольший интерес в качестве универсального и безопасного ГОТВ для защиты помещений с людьми, к категории которых относятся и ЦОДы, представляет хладон 23:
- хладон 23 безопасен для людей (остаточная концентрация кислорода в помещении обеспечивает нормальное дыхание человека, запас безопасности = 35,4%);
- не проводит электричество, озонобезопасен (ODP = 0);
- хладон 23 - это легкий газ, способный за нормативное время создавать огнетушащую концентрациюв помещениях, удаленных от баллонов более чем на 100 м;
- имеет низкую температуру кипения, что позволяет хранить и применять его при температурах до минус 40 гр.С;
- стабилен, не требует проведения периодической регенерации.
Табл. Технологические свойства ГОТВ
| Наименование | Химическая формула |
Молекуляр- ная масса |
Темпе- ратура кипения, С |
Давление при 20С, МПа |
Огнетушащая концентрация, об.% |
Плотность паров, кг/м3 |
Приведенная огнетуш. конц., кг/м3 |
ПДК (NOAEL) об.% |
|
Хладон 125 |
CF3CH F2 | 120,02 | -48,5 | 1,13 | 9,8 | 5,208 | 0,51 | 7,5 |
|
Хладон 227еа |
CF3 CF2CH F2 | 170,03 | -18,3 | 0,42 | 7,2 | 7,28 | 0,52 | 9 |
| Хладон 318Ц | C4F8 | 200,04 | -2 | н/а | 7,8 | 8,438 | 0,66 | >30 |
|
Хладон 23 |
CH F3 | 70,01 | -82,2 | 4,8 | 14,6 | 2,93 | 0,43 | 50 |
|
ФК-5-1-12 |
CF3CF2C(0)CF(CF3)2 |
316,04 | 49,2 | 0 | 4,2 - 4,5 | 13,6 | 0,57 | 10 |
Табл.2 Сравнительны характеристики хладона 23 и ФК-5-1-12
|
Требования |
ФК-5-1-12 |
Хладон 23 |
|
|
Через насадки выходит в виде жидкости. Требуется время на испарение и создание огнегасящей концентрации. Подача на расстояние в нормативное время затруднительна. |
Выходит через насадки уже в виде газа. Имеет высокое давление собственных паров (42 атм.), способен в нормативное время (10 сек) подниматься на высоту более 24 м и по горизонтали свыше 100 м. |
|
|
2. Совместимость с материалами и оборудованием |
в подавляющем большинстве случаев совместим. |
в подавляющем большинстве случаев совместим. |
|
|
3. Безопасность людей, находящихся в помещении |
по остаточной концентрации кислорода |
обеспечивает свободное дыхание людей. |
обеспечивает свободное дыхание людей. |
|
по токсичности самого ГОТВ |
Огнегасящая концентрация 4,2%, предельно допустимая - 10%. Химически высоко активен, реагирует со многими веществами, в т.ч. с водой и спиртами. При взаимодействии с водой разлагается с выделением токсичного вещества FPPA (поражение глаз, кожи, органы дыхания и ЖКТ, коррозию материалов.) |
Огнегасящая концентрация 14,6%, предельно допустимая - 50%. Химически слабо активен. Не реагирует с большинством веществ, в том числе с водой и спиртами. |
|
|
по токсичности продуктов разложения |
Токсичность продуктов разложения как ФК-5-1-12, так и хладона 23 пренебрежимо мала по сравнению с токсичностью продуктов пиролиза и разложения продуктов горения. |
||
|
4. Безопасность обслуживающего персонала |
Поскольку в воздухе всегда присутствует влага, то при наличии в помещении даже очень малого количества ФК-5-1-12 будет происходить его разложение и существует опасность для здоровья обслуживающего персонала. |
Угрозы здоровью обслуживающего персонала опасности не представляет, так как химически слабо активен. |
|
|
5. Безопасность для окружающей среды |
ФК-5-1-12 и хладона 23 озонобезопасны. |
||
|
6. Экономическая эффективность |
Необходимо примерно 76 кг. ФК-5-1-12. Текущая средняя рыночная цена ФК-5-1-12 составляет около 1800 руб/кг, итого: 1800 х 76= 136 800 руб. Дополнительно: для применения на конкретном объекте требуется разработка и согласование специальных норм, на что требуется и время и финансовые затраты. |
Необходимо примерно 57,5 кг хладона 23. Текущая средняя рыночная цена хладона 23 составляет около 1000 руб/кг. Итого: 1000х57,5=57500 руб. Разработка и согласование специальных норм не требуется! |
|
Литература:
1) ANSI/NFPA 2001. Standard on clean agent Fire Extinguishing Systems. National Fire Assotiation,1994.
2) Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические: Нормы и правила проектирования. Свод правил СП 5.13130.2009. М., ВНИИПО, 2009., введенные в действие приказом МЧС РФ от 25 марта 2009г. N 175.
3) ПБ 03-576-03, Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (утв. постан. Госгортехнадзора РФ от 11.06.2003 г. N 91)
4) Вредные химические вещества. Углеводороды. Галогенпроизводные углеводородов: Справ, изд-е / Бандман А.Л., Войтенко Г.А., Волкова Н.В. и др. Под ред. Филова В.А. - Л.: Химия, 1990. - 732 с.
5) Токсические свойства и ПДК в воздухе рабочей зоны некоторых озонобезопасных хладонов / Кондрашов В.А., Радилов А.С., Штаева И.Е. и др. // Токсикологический вестник. - 1996. - № 3. - С. 25.