Instalatii de stingere a incendiilor cu spuma

Instalatii de stingere a incendiilor cu spuma 

Spuma este o structura alveolar-peliculara dispersata, formata printr-o aglomerare de bule de gaz, separate intre ele prin pelicule relative subtiri de lichid si poate fi considerate ca o emulsie concentrate de gaz intr-un lichid. Ea poate fi obtinuta in urma unei reactii chimice sau prin introducerea mecanica a unui gaz intr-un lichid. Pentru obtinerea unei structuri alveolar-peliculare stabilite in timp, in lichide se introduce in cantitati mici substante spumogene.

Substantele spumogene, atat in cazul reactiei chimice, cat si in cazul introducerii mecanice in lichid a unui gaz, permit stabilizarea structurii alveolar-peliculare si intarzierea distrugerii ei. Introducerea substantelor spumogene micsoreaza tensiunea superficiala a lichidului, ceea ce incetineste subtierea si ruperea peliculelor lichide. Substantele spumogene folosite in instalatiile navale permit obtinera spumei de maxima stabilitate numai pentru o anumita concentratie, stabilitatea spumei fiind mai redusa pentru alte concentratii. La stingerea incendiilor se folosesc substante spumogene pentru concentratii in raport cu apa de (3….5)%. Ca marime de calcul a concentratiei de substanta spumogena pentru spumele aeromecanice, se adopta 4% in raport cu volumul apei.

Spuma aeromecanica este un amestec de apa dulce sau apa de mare, substanta spumogena si aer. Substantele spumogene trebuie sa asigure obtinera spumelor cu anumite calitati. Una dintre cele mai importante calitati este factorul de spumare, care reprezinta raportul dintre volumul de spuma si volumul amestecului de apa cu substanta spumogena. Pentru stingerea incendiilor sant potrivite substantele spumogene care permit obtinerea unui factor de spumare minimum 10 si maxim 1000. Pentru masurarea stabilitatii spumei este adoptat raportul dintre volumul sau dupa 30 min si volumul initial. Aceasta marime nu trebuie sa fie sub 80%.

Spuma obtinuta trebuie sa se mentina fara urme vizibile de deteriorare in timp, cel putin 30 min.

Substantele spumogene si alte substante folosite pentru obtinerea spumei, trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii :

sa nu aiba in compozitia lor particule solide, care ar putea infunda sectiunile de trecere ale conductelor si aparaturii instalatiei ;

sa fie neutre sis a nu provoace coroziunea metalelor cu care vi in contact ;

sa nu-si piarda proprietatile sale spumogene in decursul timpului sau dupa parcurgerea ciclurilor de inghetare-dezghetare ;

sa nu se aglomereze in bulgari ;

sa aiba vascozitate redusa, pentru a permite deplasarea lichidului prin tubulatura instalatiei ;

sa permita transportarea simpla, iar manipularea lor sa nu fie periculoasa pentru viata oamenilor ;

sa formeze o spuma capabila sa se mentina la suprafata oricaror produse petroliere, precum si pe suprafetele arzande ;

sa nu fie deficitare.

Structura alveolar-peliculara a spumei ii determina densitatea relative mica, inferioara oricarui produs petrolier. Astfel, densitatea spumei aeromecanice este 0,1kg/dm, ceea ce o face larg utilizabila pentru stingerea incendiilor produselor petroliere de toate tipurile. Stingera unui incendiu cu spuma trimisa la suprafata unui lichid arzand este eficienta pentru ca spuma, cu ajutorul peliculei sale lichide, arzand este eficienta pentru ca spuma, cu ajutorul peliculei sale lichide, raceste stratul superficial al lichidului arzand si il izoleaza fata de oxigenul din aerul inconjurator. De asemenea, avand un coeficient redus de termoconductibilitate, spuma ingreuneaza transmiterea caldurii de la nucleul flacarii la lichid si iesirea vaporilor de lichid in zona de ardere. Oprind vaporizarea lichidului, spuma asigura stingerea incendiului, intrucat arde nu lichidul, ci vaporii lui in amestec cu aerul. Spuma trimisa la suprafata unei substante arzande exercita de asemenea si o influenta mecanica asupra flacarii.

Registrul Naval Roman reglementeaza utilizarea pe nave numai a instalatiilor de stingere cu spuma aeromecanica.

Spuma aeromecanica folosita pentru stingerea incendiilor la nave consta din 90% aer, 9,6% apa si 0,4% in volum substanta spumogena. Ea se foloseaste pentru stingerea incendiilor in incaperile diesel-generatoarelor de avarie, magaziile de substante usor inflamabile, garaje, tancurile de marfa ale petrolierelor, compartimentele masini si caldari, centralele electrice, compartimentele de pompe ale petrolierelor, precum si in incaperile unde se utilizeaza produse petroliere, substante usor inflamabile sau acolo unde se lucreaza cu flacari deschise.

REFERAT: Calcul forta taietoare REFERAT: Arcuri elicoidale

In R. S. Romania este standardizat produsul generator de spuma aeromecanica cunoscut sub numele de ,,Genspumar”, fabricat prin degradarea alcanica a coarnelor si copitelor si folosit la stingerea incendiilor de produse petroliere, grasimi si solventi organici (STAS 5780-80). Produsul se livreaza in stare lichida (tip I) sau sub forma de pulbere (tip II), dar in constructiile navale se foloseste numai in stare lichida.

Caracteristicile Genspumarului tip I sant : lichid vascos de culoare brun-roscata, densitate relative, p=1,15kg/dm, vascozitate dinamica n=(9,4…14,0)Ns/m, vascozitate relative (1,7…2,2)*E la 22*C, coefficient de spumare min 8, stabilitatea spumei min 78%, punct de congelare max -4*C.

Apa dulce se foloseste in instalatiile de stingere a incendiilor care functioneaza cu echipament electric, pentru ca jetul de spuma sa nu fie electrocutabil.

Dupa modul de obtinere a spumei, au fost realizate instalatii cu formare interioara si instalatii cu formare exterioara a spumei.

Instalatii cu formare interioara a spumei

Se foloseste pentru stingerea incendiilor de proportii relative reduse, in compartimentele de masini, pentru reziduri petroliere si aparataj si masini electrice.

In fig.5.11. este reprezentata schema instalatiei de stingere a incendiilor cu spuma cu formare interioara.

Pentru obtnerea spumei aeromecanice in instalatia cu formare interioara, in statiile stingatoare se amplaseaza tancul 1 in care se gaseste amestecul de substanta spumogena cu apa in proportia necesara.

Pentru evacuarea emulsiei din tanc si formarea spumei, in statie este montata o butelie cu aer comprimat 2, racordata la magistrala de aer comprimat a navei. Presiunea aerlui necesar pentru formarea de spuma si evacuarea amestecului este determinate de rezistenta hidraulica a retelei instalatiei. Marimea ei nu depaseste de obicei (5…10) bari pentru lungimi de tubulatura sub 50 m.

Pentru reducerea presiunii aerului pana la cea necesara in instalatie, se monteaza un redactor 3. Introducerea aerului comprimat in tanc si in tubulatura racordata la tubul sifon din tanc asigura formarea spumei dupa locul FI de intrare a aerului in teava cu emulsie. Procesul de formare a spumei inceput in tubulatura se termina la iesirea jetului in atmosfera, din ajutajul 4 al furtunului flexibil 5. Pentru dozarea cantitatilor necesare in amestec de apa, substanta spumogena si aer, pot fi utilizate instalatii de reglaj cu diafragme, ajutaje sau orificii in peretii tubulaturilor. In ultimul caz orificiul poate fi in tubul sifon, in acea parte a lui care se afla deasupra nivelului lichidului din butelie.

Astfel de instalatii dispun de reserve minime de (45…136)dm emulsie, ceea ce permite obtinerea a (400…1200)l spuma, in timp de (2…6) min. Rezervele de aer comprimat necesar functionarii acestor instalatii se majoreaza cu 25% fata de valorile calculate. Consumarea aerului comprimat din buteliile de depozitare, in alte scopuri decat cele de stingere, este interzisa.

Instalatii cu formarea exterioara a spumei

Se utilizeaza in special pentru stingerea incendiilor in tancurile de marfa ale petrolierelor si in compartimentele de masini-caldari de dimensiuni mari.

Constructie si exploatare

Schema unei instalatii de stingere cu spuma cu formare exterioara este reprezentata in fig.5.12.

Substanta spumogena se pastreaza separate in tancul 3, neamestecata cu apa. Pentru statia de stingere cu spuma cu formare exterioara se ramifica o tubulatura 1 de la magistrala instalatiei de stingere cu apa. Apa este folosita pentru formarea emulsiei spumogene si pentru deplasarea substantei spumogene din tancul 3 spre amestecatorul 5. Dispersorul 2 anuleaza energia cinetica a apei la intrarea in tancul 3, pentru a impiedica distrugerea pistonului lichid de separatie 4. Lichidul pistonului 4 este insolubil in apa si substanta spumogena, de densitate intermediara (1,075…..1,085)kg/dm, format din tetraclorura de carbon si ulei mineral. Amestecatorul 5 asigura in emulsie concentratia volumica de 4% substanta spumogena. Emulsia formata alimenteaza magistrala 6, ramificatiile 7 prin armaturile de laminare 8 si ajunge la ajutajele de emulsie 9, care prin effect de ejectie antreneaza aer pe drumul 10, formand spuma in stingatorul 11. Stingatoarele aerospuma (fig.5.13) pot fi portative sau stationare (1- record intrare emulsie; 2- cuplaj rapid demontabil, 3- manere; 4-ajutaj lateral pentru aer; 5- ajutaje pentru emulsie; 6- corpul stingatorului; 7- armature de lansare pneumatica; 8- canal de aer; 9- support ajustaj; 10- aparat turbionare; 11- camera formare spuma; 12- postament; 13- difuzor). Stingatoarele aerospuma portative (fig. 5.13, a) sant manevrate manual, debitele lor fiind limitate la 8m/min spuma. Racordate la conducte flexibile de lungime maxima 15m, ele sant folosite in cazul avarierii tubulaturii rigide si pentru, stingerea incendiilor in incaperile nedestinate transportarii produselor petroliere. Stingatoarele aerospuma stationate (fig. 5.13, b) pot fi montate pe platforme sau direct pe punte, debitele lor de puma ajungand la (100…150)m/min. In cazul instalatiilor stationare de stingere, puma formata in stingatoare se indreapta prin tubulaturi rigide spre incaperea protejata, unde prin racorduri cu tevi perforate se scurge la suprafata substantei arzande. Pentru a nu distruge spuma la iesirea ei prin orificiile tevii perforate, acestea trebuie sa aiba diameter minime (20…30)mm si pasul (100…150)mm. In 5.14 este reprezentata schema de amplasare a instalatiei de stingere cu spuma aeromecanica, formare exterioara, la un petrolier (1- tubulatura instalatiei de stingere cu apa; 2- tancul de substanta spumogena; 3- magistrala de emulsie; 4- tubulatura perforate pentru refularea spumei in magazii; 5- tubulatura de spuma; 6- armature pneumostatica de lansare; 7- stingator stationar cu spuma aeromecanica; 8- membrane din cauciuc sau sticla). Membrana etansa 8 impiedica iesirea vaporilor de produse petroliere formati in tanc, prin tubulatura de emulsie. La lansare, presiunea dinamica a spumei distruge membrane, care trebuie inlocuita dupa folosirea stingatorului.

Pentru evitarea distrugerii spumei, tubulatura trebuie sa fie cu cat mai putine coturi sau variatii brustende sectiune si, in general, trebuie reduse cat mai mult rezistentele locale. Tubulatura magistrala de emulsie se monteaza de-a lungul petrolierului, sub platforma longitudinala de trecere si se protejeaza impotriva deteriorarilor mecanice. Traseul ei se allege astfel incat distrugerile sa fie minime in cazul producerii unor explozii in magaziile de marfa. In scopul marfii vitalitatii instalatiei, intre suprastructuri, magistrala este subampartita in tronsoane de (30…40)m. Armaturile de izolare se monteaza, de asemenea, in dreptul peretilor transversali pupa si prova ai castelului central. Intre doua armature de izolare se monteaza hidranti dubli Dn 70 pentru cuplarea stingatoarelor aerospuma portative, astfel incat distributia lor sa fie uniforma, iar distanta dintre ele sa nu depaseasca 20m. In conditii normale de exploatare armaturile de izolare raman deschise. Daca pe nava exista doua statii de stingere cu spuma, tubulatura magistrala trebuie sa fie racordata de ambele statii (fig. 5.14).

La terminarea lucrarilor de construire sau reparare a instalatiilor de stingere cu spuma se procedeaza la probarea lor in vederea intrarii in exploatare. Se incepe cu examinarea exterioara a instalatiei, verificand corespondenta cu planurile de executie si montaj. Se verifica montarea corecta a tubulaturii si rezervoarelor de substanta spumogena sau emulsie si a buteliilor de aer comprimat. In cadrul probei de functionare trebuie determinate :

factorul de spumare a emulsiei

debitele de apa si substanta spumogena

verificand respectarea coeficientului de spumare proiectat

Cantitatea de spuma formata se determina prin masurarea ariei orizontale si grosimea stratului depus. Pe nava nu se probeaza stingerea unui incendiu.  

Particularitati de calcul

Debitul instalatiei de stingere cu spuma pentru petroliere se calculeaza in ipoteza acoperirii cu spuma a doua magazii de marfa vecine de suprafata maxima.

Daca petrolierul este dotat cu instalatie volumica de stingere cu gaze de ardere pentru umplerea volumelor libere ale magaziilor de marfa, in determinarea debitului intra aria orizontala maxima a unei singure magazii.

Pentru incaperile atelierelor si compartimentelor de masini, debitul de spuma se calculeaza din conditia acoperirii cu spuma a incaperii de suprafata maxina, daca nava dispune de instalatie volumica de stingere cu gaz de ardere. In caz contrar debitul instalatiei se calculeaza pentru doua compartimente vecine de suprafata maxima. Normele RNR prevad intensitatile de debitare a amestecului [1/minm] in functie de natura spatiului protejat si de coeficientul de spumare.