Изобретение системы пенного тушения в начале ХХ века русским инженером Александром Лораном обеспечило мощный прорыв в области пожарной защиты особо пожаровзрывоопасных объектов. Более чем за 100 лет в этой области разработано, испытано и внедрено несколько сотен предложений, значительная часть которых относится к разработке огнетушащих веществ и пенообразователей для получения воздушно-механических пен различной дисперсности и кратности. Но в основном это химические пены или пены на основе углеводородных синтетических, протеиновых или пленкообразующих фторированных пенообразователей.
Наиболее эффективными за последние почти 50 лет признаны фторсодержащие пленкообразующие пенообразователи и пены на их основе, получившие название Aqueous Film Forming Foam (AFFF). Эти пенообразователи были достаточно быстро внедрены практически во все сферы хозяйственной деятельности человека во всем мире.
Однако в последние десятилетия (особенно в начале ХХI века) специалисты ряда стран обратили внимание на их существенный недостаток – высокую токсичность компонентов и продуктов их разложения и довольно долгий период биораспада (50% за 50 лет). Из-за токсичности составляющих элементов, как вещества типа AFFF в технологическом процессе производства, так и при взаимодействии пен на их основе с пламенем при пожарах, было принято решение о закрытии производства пен типа AFFF вплоть до полного запрета использования фторсодержащих продуктов, в частности для тушения пожаров. В настоящее время в большинстве стран мира, в том числе и в Европе, идет интенсивный поиск альтернативных огнетушащих веществ (пенообразователей и пен), не содержащих токсичные элементы.
В августе 2019 г. на полигоне нефтеперерабатывающего завода "Киришинефтеоргсинтез" (Ленинградская область, г. Кириши) ООО НПО "СОПОТ" проведены натурные огневые испытания новейших образцов лафетных стволов для получения и подачи огнетушащей пены с повышенными характеристиками скорости пожаротушения, обладающей хорошим коэффициентом биоразлагаемости, пониженной токсичностью и низкой стоимостью.
В основу разработок положена технология комбинированной подачи пен низкой и средней кратности. Эта технология уже хорошо известна и имеет торговую марку "Пурга". За последние 5–10 лет произведена их коренная модернизация, с помощью чего по запатентованной технологии получен новый вид воздушно-механической пены, отличающийся по своей структуре, вязкости, дисперсности, реологическим, тиксотропным и другим свойствам от всех ранее известных пен на основе углеводородных пенообразователей. Данная пена получила название "гибридная пена".
Структура "гибридной пены" состоит из равномерно перемешанных пузырьков пены низкой кратности и пузырьков пены повышенной кратности с более утолщенными каналами Гиббса-Плато. Как оказалось, такая структура за счет смешения разнородных пузырьков позволяет сдерживать высокую температуру пламени без существенных разрушений объема самой пены. В данной ситуации проявляется эффект синергизма за счет одновременного воздействия нескольких факторов: охлаждения, разбавления парами воды зоны горения, теплопередачи (теплоизоляции), резкого снижения концентрации паров газа (топлива) в зоне горения вплоть до снижения скорости химической реакции и последующего уменьшения температуры пламени до температуры потухания. Этому способствует высокая дисперсность "гибридной пены".
Данные натурные огневые испытания проводились именно для оценки эффективности лафетных стволов, подающих такую пену.
Испытания проходили в защищенной зоне на резервуарах для сбора и очистки сточных вод от нефтепродуктов. В резервуар размером 50х25 м на водяную подушку было вылито топливо в количестве около 22 тыс. л. Таким образом, толщина слоя топлива на площади 1250 кв. м составила чуть менее 20 мм.
Для тушения пожара и в процессе демонстрационных испытаний использовалось следующее оборудование:
Демонстрация стационарной УКТП "Пурга-250" с дистанционным радиоуправлением для наращивания пенного слоя после завершения тушения
Суммарный расход раствора пенообразователя при применении вышеуказанного оборудования для непосредственного тушения составил около 10 000 л/мин, что обеспечило среднюю интенсивность подачи пены примерно 0,133 л·с/кв. м.
В демонстрационных целях были также использованы робототехнический комплекс взрывопожаропредотвращения и химзащиты РКВХ "Пурга" и многофункциональный комплекс на базе вездехода "ШЕРП" с УКТП "Пурга". Первоначальная атака была проведена в течение первых 15–20 с с использованием РКВХ "Пурга" производительностью 1800 л/мин, затем в работу была включена УКТП "Пурга-200" мобильная на прицепе производительностью 12 000 л/мин.
УКТП "Пурга-120-150"
УКТП "Пурга-300"
Таким образом, максимальный расход пенного раствора, направленного на тушение пожара, составил 14 400 л/мин. Остальное оборудование оставалось в режиме ожидания, но было приведено в действие для демонстрации и дальнейшего увеличения пенного слоя после тушения пожара.
Время с момента начала подачи пены до полного тушения пожара составило порядка 50 с. Примерно на 40-й секунде огонь был полностью взят под контроль, и только небольшая часть пламени все еще присутствовала.
Как показали результаты испытаний, применяемые для тушения пожара модернизированные установки УКТП "Пурга" обеспечивают подачу "гибридной пены", которая способна наноситься мягко и плавно на поверхность горючего, при этом верхний слой горючего практически не перемешивается с пенным слоем.
Кратность полученной от установок УКТП "Пурга"пены составила порядка 20–40.
Для тушения пожара использовался синтетический углеводородный экологически чистый пенообразователь типа ПО-6ТС российского производства. Дальность полученных струй "гибридной пены" составила более 100 м. Испытания показали, что "гибридная пена" обладает значительно большей огнетушащей эффективностью по сравнению с оборудованием, подающим отдельно пены низкой и средней кратности.
Присутствующие на испытаниях специалисты, в том числе представители известной фирмы из Великобритании LASTFIRE, занимающейся проблемами пожарной безопасности резервуаров для хранения нефтепродуктов, пришли к выводу, что оборудование для "гибридной пены" производства ООО НПО "СОПОТ" может стать эффективным вариантом для применения пенообразователей (пен) нового поколения, не содержащих фтор.
Иллюстрации предоставлены автором.
Иллюстрация к статье сгенерирована нейросетью Kandinsky