Тушение пожаров с применением автомобиля оборудованным установкой пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки АЦ ВС Мангуст

УТВЕРЖДАЮ

Начальник части

МЧС России

подполковник внутренней службы

_____________________

«____» ________________ 2024 год

ПЛАН – КОНСПЕКТ

проведения дополнительных занятий в системе боевой подготовке с личным составом дежурных смен

Тема: «Тушение пожаров с применением автомобиля оборудованным установкой пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки».

Вид занятия: классно-групповое Отводимое время 1 учебный час (45 минут)

Цель занятия: обучение личного состава умелым и эффективным действиям, обеспечивающим успешное выполнение задач при тушении пожаров с использованием гидроабразивной резки АЦ-ВС «Мангуст».

Литература, используемая при проведении занятия:

Методические рекомендации по тактике применения автомобилей, оборудованных установками пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки. – М.: ГУ МЧС России по г. Москве, 2017

Приказ Минтруда России от 11.12.2020 N 881н «Об утверждении Правил по охране труда в подразделениях пожарной охраны».

Приказ МЧС России от 16 октября 2017 №444 «Об утверждении Боевого устава подразделений пожарной охраны, определяющего порядок организации тушения пожаров и провидения аварийно – спасательных работ».

Пожарная тактика: учебник/ В.В. Теребнев, В.А. Грачев Академия ГПС МЧС России 2015-547 с .

Развернутый план занятия:

1.Учебный вопрос № 1 – Подготовительная часть, (5 минут).

Проверка личного состава. Объявление темы занятия, доведение содержания целей, задач.

2.Учебный вопрос № 2 – Тушение пожаров с использованием гидроабразивной резки АЦ-ВС «Мангуст». (35 минут).

На сегодняшний день около 900 установок, реализующих принцип резки и объёмного пожаротушения, используются более чем в 30 странах мира. Их устанавливают на различные пожарные автомобили - от небольших, массой до 2 тонн, до огромных – 20 тонн и более. Установки пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки применяются также на различных типах судов, в нефтеперерабатывающей промышленности, на металлургических производствах, в шахтах, в автомобильной промышленности и на объектах энергетики.

Применение автомобилей, оснащенных установками пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки, не заменяет традиционные способы тушения пожара, а являются эффективным дополнением, которое во многих ситуациях может не только обеспечить безопасные условия для работы пожарных, но и эффективно ликвидировать горение.

Представителями семейства установок, использующих принцип объёмного пожаротушения тонкораспыленной водой и гидроабразивной резки, являются системы «ColdCutCobra», «PyroLance», «Мангуст».

Пожарная автоцистерна с подачей гидроабразивной струи АЦ-ВС на шасси Ford Transit FFD 470L EF.

Пожарная автоцистерна с подачей гидроабразивной струи АЦ-ВС предназначена для доставки к месту пожара боевого расчета, пожарно-технического вооружения и запаса огнетушащих веществ, оборудована ёмкостью для хранения запаса абразивного порошка, оборудованием для его смешивания с водой и подачей их при высоком давлении через специальный ствол для оперативного получения отверстий в препятствиях (дверях, стенах и т.п.) при проведении аварийно-спасательных работ в труднодоступных местах и на объектах с конструкциями из высокопрочных материалов, подачи воды и воздушно-механической пены из цистерны, закрытого или открытого водоисточника по магистральным пожарным рукавным линиям непосредственно к переносным лафетным или ручным стволам, или к другим пожарным автомобилям с последующей подачей воды или раствора пенообразователя к очагу пожара.

Тактико-технические характеристики:

Шасси: Ford Transit FFD 470L EF;

Колёсная формула: 4х2;

Двигатель: рядный 4-цилиндровый дизельный CV24 с турбонаддувом объёмом 2,2 литра и мощностью 155 л.с., максимальный крутящий момент 385 Н*м при 2000 об/мин;

Коробка передач: механическая, 6-ступенчатая;

Коробка отбора мощности: механическая, 1-ступенчатая;

Максимальная скорость: 90 км/ч;

Число мест для личного состава (включая водителя): 3 человека;

Полная масса заправленного автомобиля с экипажем: 4465 кг;

Кузов: закрытый, цельнометаллический, каркасный, с боковыми и задней шторными дверьми;

Габаритные размеры, не более: длина 6030 мм, ширина 2111 мм, высота 2800 мм (в зависимости от оснащения и модификации габаритные размеры могут отличаться);

Угол опрокидывания, не менее: 30%;

Объём ёмкости для воды: 750 литров (обеспечивает непрерывную работу в автономном режиме в течение 10 минут);

Объём ёмкости для пенообразователя: 45 литров;

Насос высокого давления Udor Pump NX 75/150 (производство США):

Рабочее давление: 13,5 МПа;

Расход воды при рабочем давлении: 1,25 л/с;

Максимальное давление (при 1450 об/мин): 15,1 МПа;

Номинальная подача насоса (при давлении 13,2 МПа): 1,25 л/с (75 л/мин);

Напор, создаваемый пожарным насосом при номинальной частоте вращения с геометрической высоты всасывания 3,5 метра, не менее: 100+-5 м;

Номинальная подача пожарного насоса при геометрической высоте всасывания 3,5 м: ступень нормального давления 0,04 м3/с (40 л/c), ступень высокого давления 0,004 м3/с (4 л/c);

Наибольшая геометрическая высота всасывания: 7,5 м;

Расход переносного лафетного ствола: 40 л/c;

Установка высокого давления гидроабразивной резки "Мангуст" (производство компания Pyrolance, США):

Режимы работы установки высокого давления гидроабразивной резки:

режим пожаротушения водой;

режим пожаротушения водой с добавкой пенообразователя;

режим резки;

Двигатель установки Briggs & Stratton мощностью 35 л.с.;

Объём топливного бака установки: 9,5 литров;

Объём ёмкости для абразива (PyroShot): 9,5 литров;

Время резки по запасу абразива: 4 минуты;

Длина рукава высокого давления: 45 метров.

Производитель пожарного автомобиля: ООО ТПП "Пеленг" (Нижний Новгород).

Основные параметры и принцип действия:

1. Проведение тепловизионной разведки - одной из целей которой является определение мест с наибольшей среднеобъёмной температурой и возможных путей распространения пожара;

2. Подачу в наиболее нагретые области тонкораспылённой воды с применением установок пожаротушения с гидроабразивной резкой через ограждающие пожарный отсек конструкции без ввода в него сил и средств, что значительно снижает риски для участников тушения пожара;

3. Применение приёмов тактической вентиляции с целями:

ограничить распространение перегретых пожарных газов в еще не горящие отсеки («запереть» пожар избыточным давлением);

улучшить условия для работы личного состава на границе огневого отсека, тем самым еще более снизив риски;

4. После снижения температуры в огневом отсеке:

вентиляция огневого отсека с целью улучшения условий для работы в нем личного состава;

дотушивание оставшихся очагов пожара традиционными средствами и разборка конструкций.

Тонкораспылённая вода представляет собой дисперсную систему, основным определяющим параметром которой является степень дисперсности, характеризующаяся размерами капель жидкости. Помимо размера капель к основным параметрам, характеризующим огнетушащую способность тонкораспылённой воды,относятся скорость движения капель, напор струи, проникающая способность струи в зону горения. Все эти параметры в свою очередь и во многом зависят от техническихсредств подачи огнетушащих веществ.

Струи тонкораспыленной воды являются оптимальным средством для тушения пожаров классов А, В (твердых веществ и легковоспламеняющихся жидкостей с температурой вспышки не ниже 30°С), Е (оборудования, находящегося под напряжением до 36 кВ включительно). Они эффективны и на открытых пространствах при положительной температуре.

Применяя данный способ тушения необходимо также учитывать, что слишком малый размер капель не всегда является положительным. Капли меньших размеров могут попросту не достигать очага, испаряясь от высокой температуры на подлете к нему. В связи с этим огнетушащий эффект будет очень незначительный, или вовсе не будет достигаться.

Помимо отвода тепла от зоны горения, подача тонкораспыленной воды в замкнутый объем пожарного отсека обеспечивает тушение пожара за счет разбавления горючих пожарных газов водяным паром, образующимся при испарении капель воды. Известно, что соотношение объема воды и водяного пара (1:1700) является одним из уникальных свойств этой жидкости.

При создании установок пожаротушения с гидроабразивной резкой выбирались такие технические параметры, которые обеспечивали бы формирование мелкодисперсной водяной струи, в которой соотношение размеров капель обеспечивало бы как оптимальные огнетушащие свойства, так и хорошие режущие свойства струи. Средний размер капель в струе, формируемой установкой «Мангуст» составляет около 170 мкм, что во много раз меньше размера капель жидкости ствола высокого давления.

Применение установок пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки исключает приток кислорода в зону горения, и не нарушает целостность объема. Это достигается за счет подачи воды сквозь ограждающие конструкции через отверстие диаметром около 3 мм, прорезаемое водяной струёй с добавлением абразива. Образование смеси абразива и жидкости осуществляется за счет дозирования в водяные коммуникации установки абразивного материала в количестве 4% от расхода воды по объёму. Абразивный материал образует с водой смесь, поток которой за счет большой скорости и маленькой площади пятна прорезает практически любой конструкционный материал.

Отверстие, которое образуется в результате резки, исключает возможность попадания кислорода воздуха в зону горения. Вместо этого в зону горения попадает тонкораспыленная вода в виде тумана, которая в процессе испарения образует водяной пар, а тот, в свою очередь, эффективно охлаждает горючие газы, снижая общую температуру пожара. Опыт применения установок пожаротушения показал, что это также эффективный инструмент борьбы с хорошо вентилируемыми пожарами. Основным критерием, интересующим многих, является время работы установки или время подачи огнетушащих веществ в зону горения.

Здесь необходимо исходить из условий пожара, параметров горящего помещения и вида пожарной нагрузки. В зависимости от этих условий необходимо выбирать время работы, но было доказано, что оно не должно быть менее 1 минуты.

Абразив представляет собой твердое мелкозернистое вещество размером от 0,3 до 0,8 мм (рисунок 2), основными компонентами которого являются: Fe2O3 от 40 до 60%; FeSiO3 от 30 до 40%; Al2O3 от 1 до 3%; MnO2 от 2 до 4%, могут быть и другие составы.

Наличие установки пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки позволяет проводить дополнительные виды работ, такие как:

подача тонкораспыленной воды и раствора пенообразователя под высоким давлением в горящие помещения, в скрытые очаги пожара для снижения температуры в горящих объемах, доступ к которым затруднен, либо невозможен;

гидроабразивная резка конструкционных материалов, в том числе во взрывоопасных средах.

Применение установки позволяет устранить или значительно снизить воздействие опасных факторов пожара, возникающих в закрытых помещениях, воздействию которых могут быть подвергнуты участники тушения пожара.

1. Подача огнетушащих веществ осуществляется в объем помещения через ограждающие конструкции, при этом ствольщик находится снаружи, что способствует повышению его безопасности и исключает приток кислорода воздуха в зону горения.

2. При использовании достигается условие, сокращающее время подачи ствола первой помощи. За счет своих весовых и технических характеристик рукав высокого давления может быть проложен быстрее обычной рукавной линии, а рукавная линия установки пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки обеспечивает маневренность ствольщику даже после подачи в нее огнетушащих веществ.

Первоочередным является проведение тепловизионной разведки для обнаружения наиболее прогретых участков конструкций и, следовательно, для ориентировочного обнаружения очага пожара. После того, как сканирование помещения завершено, оператор, работающий с тепловизором, указывает ствольщику место подачи огнетушащих веществ. Ствольщик производит резку конструкций и подачу огнетушащих веществ в зону горения. Подача огнетушащих веществ должна осуществляться под потолок, где температура наиболее высокая, тем самым обеспечивается охлаждение продуктов горения и пиролиза. Вода, находясь в распыленном состоянии, действуя на зону горения, начинает интенсивно испаряться, отводя большое количество тепла от зоны горения.

Известно, что из 1 литра воды получается 1700 л пара, соответственно, за счет того, что вода интенсивно испаряется, давление внутри горящего помещения начинает повышаться, за счет чего происходит разбавление кислорода воздуха в горящем помещении и вытеснение горючих газов из горящего помещения. После того, как дым сменился на пар, происходит вскрытие дверных и оконных проемов механическим способом. Заходить в помещение следует с рабочей рукавной линией. С помощью вентиляторов создается подпор воздуха и происходит вентилирование продуктов горения, горючих газов и водяного пара. После выполнения указанных мероприятий, при необходимости, производится дотушивание тлеющих очагов, их проливка и разборка конструкций.

Для более эффективного применения установки оператору, работающему с тепловизором, следует постоянно контролировать обстановку, образующуюся в ходе тушения. Контроль должен осуществляться как с помощью приборов, так и визуально. Оператор с тепловизором должен обмениваться информацией со ствольщиком и координировать его действия. Ствольщику, для достижения наиболее лучшего результата, следует производить резку и тушение в нескольких местах, чтобы добиться распространения огнетушащих веществ по всему объему помещения. По возможности, для резки следует выбирать наиболее слабые участки строительных конструкций. Наиболее подходящими являются оконные проемы (оконные рамы) и двери помещения. Исходя из логических соображений, вероятность нахождения за ними каких-либо предметов, будь то холодильник или шкаф, располагающиеся, как правило, около стен, минимальна. Наличие препятствий на пути огнетушащей струи может негативно сказаться на эффективности тушения.

При работе ствольщика со стволом установки следует учитывать некоторые особенности:

за счет сверхвысокого давления и скорости движения огнетушащих веществ возникает реактивная сила, при которой ствол воздействует на плечо ствольщика с силой в 150 Н (~15 кг). Это условие необходимо учитывать при работе на высотах или скользких поверхностях, старясь добиться устойчивого положения;

при осуществлении резки сигналом того, что абразив поступает в рукавную линию, является характерный гул и небольшие, но ощутимые вибрации;

при резании конструкций возникает распыление воды с абразивом во все стороны от места резки, если этот эффект прекратился, это свидетельствует о том, что конструкция прорезана;

при резании конструкций следует не допускать смещения ствола, так как это увеличит время резания, которое начнется по новому месту резки;

при тушении пожаров в закрытых помещениях и в условиях крупных пожаров, когда радиоэфир перегружен, может возникнуть нарушение радиообмена передатчика на стволе и приемника на автомобиле. В связи с этим, ствольщику необходимо иметь при себе радиостанцию, для обеспечения обмена информацией с водителем(оператором), работающим на насосе установки;

при выполнении работ, связанных с резкой, ствольщику необходимо опускать забрало защитного шлема либо работать в специально предназначенных для этого защитных очках.

Наносимые обозначения на технику и оборудование помогают РТП и штабу пожаротушения оценивать возможности прибывающих подразделений и быстро ориентироваться в условиях пожара. Это условие помогает быстрее сосредоточить необходимое количество техники, оборудованной установками пожаротушения, на участке, где планируется их применение.

Помимо обозначений, наносимых на технику и оборудование, были разработаны и условные графические обозначения ствола гидроабразивной резки, необходимые для точного составления схем расстановки сил и средств при тушении пожаров (ЧС или иных происшествиях), а также для формирования у участников тушения пожара понимания, какая техника работает и какие виды стволов участвуют в тушении.

Графическое обозначение ствола установки гидроабразивной резки.

Тактические особенности применения установок пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки. Основное предназначение установки пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки направлено на тушение пожаров в замкнутых объемах.

К таким пожарам могут быть отнесены:

все виды пожаров в зданиях и помещениях (вентилируемых или невентилируемых);

пожары в высотных зданиях;

пожары на кровле и в перекрытиях;

пожары в подвалах и цокольных этажах;

пожары в контейнерах,

пожары на соломенных крышах;

пожары со скрытым горением в конструкциях;

пожары в некоторых типах автомобилей,

пожары в трюмах плавучих средств;

пожары в кабельных тоннелях, каналах, коллекторах;

горение сажи в дымоходе;

пожары в силосных хранилищах;

горение в воздуховодах и колодцах;

горение в сложно доступных/закрытых местах.

Использование установок пожаротушения с возможностями гидроабразивной резки при тушении пожаров позволяет, помимо решения задач пожаротушения, создавать безопасные условия для работы пожарных, а именно:

1. охлаждая горючие газы, снижается риск вспышки и распространения огня;

2. сокращается время подачи ствола первой помощи;

3. предотвращается распространение горения, позволяя сдерживать его на дистанции;

4. осуществляется тушение скрытых очагов горения;

5. осуществляется подача ОТВ на тушение через строительные конструкции различной природы;

6. проводится подача ОТВ в труднодоступные места (мельницы, фильтрационные установки, вентиляционные системы, пылеуловители, сушилки и пр.);

7. проводится эффективная борьба с огнем при пожарах в цистернах, танкерах, силосах, контейнерных хранилищах и прочих аналогичных объектах;

8. возможно применение установки с другими средствами тушения пожара, в том числе и на больших высотах.

Влияние геометрических параметров тонкораспыленной воды на процесс тушения.

Огнетушащий эффект воды достигается за счёт отвода тепла от зоны горения. Капли воды забирают теплоту от горячих газов, которое расходуется на ее нагрев до 100 0С и испарение. Во многом скорость переноса энергии зависит от площади поверхности капли и ее относительной скорости в воздухе.

Количество теплоты, необходимое для нагрева воды и ее испарения представим в виде формулы 𝑄об= 𝑄н+𝑄исп+𝑄нагр.пара, где:

𝑄об – общее количество теплоты, необходимое для нагрева и испарения воды, Дж;

𝑄н – количество теплоты, необходимое для нагрева воды от собственной температуры до 100 0С, Дж;

𝑄исп – количество теплоты, необходимое для испарения воды, Дж;

𝑄нагр.пара – количество теплоты, необходимое для нагрева пара, Дж.

Рассмотрим эту огнетушащую способность на примере 1 кг воды, взятого при температуре 20 0С.

Удельная теплоемкость воды составляет Св=4200 Дж(кг∙К), следовательно, для нагрева воды на 80 0С (от 200С до 100С0) потребуется 330 кДж энергии, забираемой из зоны горения.

Количество теплоты, необходимое для парообразования воды, рассчитывается по формуле 𝑄исп= 𝐿∙𝑚, где:

𝑄исп – количество теплоты, необходимое для испарения воды, Дж;

𝐿 – удельная теплота парообразования воды, равная 2260кДжкг⁄;

𝑚 – масса воды, кг

Следовательно, для испарения 1 кг воды потребуется 2260 кДж энергии.

Общее количество теплоты, идущее на нагрев и испарение 1 кг воды, находящейся при температуре 20 0С, составляет 2590 кДж. Необходимо также дополнительное количество теплоты на нагрев пара.

𝑄нагр.пара= Сп∙𝑚п∙(Тпотух−Ткип), где

𝑄нагр.пара – количество теплоты, идущее на нагрев пара, Дж;

𝐿 – удельная теплота парообразования воды, равная 2260кДжкг⁄;

𝑚 – масса воды, кг

Пример: для тушения пожара, имеющего теплоту пожара, равную 1 МВт (1000 кДж/с), необходимо нагреть и испарить приблизительно 0,5 кг воды. Но для испарения этого количества жидкости в максимально короткий срок, требуется оптимальный способ.

Суммарная площадь поверхности капель будет зависеть от их диаметра. Задаемся условием, что диаметр капли составляет 1 мм (1000 мкм), масса рассматриваемой жидкости 1 г (1 см3). За счет того, что капли очень малы (d≤1 мм), их форма близка к сферической, следовательно, они могут быть описаны через диаметр.

Установлено, что тепло, передаваемое капле в единицу времени, пропорционально площади поверхности капли. Скорость прогрева капли прямо пропорциональна передаваемой мощности на единицу объема. Следовательно, для наибольшей эффективности тушения необходимо увеличивать площадь контакта капель с нагретой поверхностью и горючими газами, для их быстрейшего испарения и отвода тепла, которое достигается за счет превращения воды в мелкодисперсную структуру за счет распыления.

Рассмотрение вопросов испарения капель, позволяют говорить о том, что продолжительность испарения капли диаметром 1 мм при температуре 400 ℃ составляет около 230 с, при этом, теоретически преодолеваемая дистанция равна примерно 684 м. Аналогично, для капель жидкости диаметром 0,1 мм продолжительность полного испарения составляет около 0,18 с, а теоретически преодолеваемая дистанция приблизительно равна 3,2 м. Это говорит о том, что капли меньших размеров испаряются интенсивнее.

3.Учебный вопрос № 3 – Заключительная часть, (5 минут).

Подведение итогов занятий:

напомнить личному составу тему и цель занятия;

отметить лучших и отстающих;

объявить оценки;

дать задание на самоподготовку.

Начальник караулалейтенант внутренней службы __________

«___»____________2024 год.