Современные тенденции развития роботизированных установок пожаротушения

В соответствии с нормативными документами, определяющими основные требования по обеспечению пожаровзрывобезопасности, каждый объект защиты должен иметь систему обеспечения пожарной безопасности (ПБ). Целью создания системы обеспечения ПБ объекта защиты является предотвращение пожара, обеспечение безопасности людей и защита имущества при пожаре. При этом система ПБ включает в себя систему предотвращения пожара, противопожарной защиты (ППЗ) и комплекс организационно-технических мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.

Система противопожарной защиты – это комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на защиту людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничение последствий воздействия опасных факторов пожара на объект защиты.
Одним из таких способов защиты людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара является применение автоматических установок пожаротушения, которые должны обеспечивать ликвидацию пожара до возникновения критических значений опасных факторов пожара, наступления пределов огнестойкости строительных конструкций, причинения максимально допустимого ущерба защищаемому имуществу и наступления опасности разрушения технологических установок.

Пробелы в нормативной базе

Анализ нормативных документов показал отсутствие как прямых требований к алгоритмизации систем противопожарной защиты и взаимодействию этих систем с технологическим процессом, так и обязательных требований по наделению систем противопожарной защиты дополнительными функциями с целью не только обнаружения, локализации и ликвидации пожара, но и предупреждения его возникновения. Системы обеспечения безопасности самого технологического процесса не передают информацию о своем состоянии системам ППЗ и не "подготавливают" их к возможности возникновения пожара, тем более что системы ППЗ не участвуют в предупреждении пожара. Действие систем ППЗ, а именно установок пожарной сигнализации, пожаротушения, оповещения людей о пожаре, начинается только с момента появления самого пожара, то есть наступления одного или нескольких опасных факторов.

Таким образом, пробелы в имеющейся нормативно-правовой базе в области пожарной безопасности не позволяют в полном объеме обеспечить пожарную безопасность технологически сложных и взрывопожароопасных объектов защиты¹.

Рис. 1. Испытания многофункционального комплекса

Разработка многофункционального комплекса противопожарной защиты машинных залов

Потребность расширения функций автоматических систем ППЗ продиктована достигнутым уровнем технологического прогресса, наличием накопленного опыта взаимной интеграции различных систем в единый управляемый комплекс на базе цифровых решений.

В настоящее время все большее применение получают технологии и системы противопожарной защиты с цифровым управлением. Алгоритмизация работы данных систем, заложенная в возможности программирования любых сценариев применения, позволяет обеспечивать их использование до момента наступления опасных факторов пожара. К таким системам относятся прежде всего роботизированные установки пожаротушения (РУП) по ГОСТ 53326–2009 и автоматические спринклерные установки пожаротушения с принудительным пуском (АУП-ПП).

В рамках сотрудничества группой компаний была реализована научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа (НИОКР) по разработке многофункционального комплекса противопожарной защиты машинных (турбинных) залов. В основе комплекса роботизированная установка пожаротушения с возможностью подачи различных видов огнетушащего вещества (ОТВ). Функциональные возможности комплекса дополняются интеграцией в систему:

• внутреннего противопожарного водопровода (также с возможностью подачи различных видов ОТВ);
• спринклерной установки с принудительным пуском;
• стволов-оросителей для защиты локальных участков;
• тепловизионной камеры;
• мобильной роботизированной установки.

В работе оценивались не только технические параметры самого комплекса, но и возможность адаптации к существующей технологической системе, объемно-планировочным решениям и алгоритмизация под возможные сценарные события.

Принципы работы КППЗ

В основу комплекса ППЗ были заложены следующие принципы:

1. Возможность предупредительного мониторинга и блиц-мониторинга обстановки на охраняемом объекте и минимальная инерционность реагирования на возникновение нештатных исходных событий (пожары, аварии, предаварийные ситуации) с оповещением оператора.
2. Кратное повышение эффективности тушения пожаров комплексом ППЗ за счет его адаптации к виду горючих материалов и динамике развития пожаров с учетом использования в защищаемых зонах наиболее оптимальных средств тушения (стационарных пожарных роботов и мини-роботов, малогабаритных мобильных роботизированных установок пожаротушения, локальных оросителей и систем пожаротушения с принудительным пуском, модернизированных внутренних пожарных кранов), огнетушащих веществ (компрессионной пены, воды и др.), а также, при необходимости, управления на верхнем уровне в рамках системы комплексной универсальной пожарной защиты (СКУПЗ) и иными системами противопожарной защиты (дымоудалением, противопожарными воротами, огнезадерживающими клапанами, СОУЭ и т.д.).
3. Обеспечение надежности и резервирования основных элементов комплекса ППЗ с возможностью перевода режима работы из автоматического в дистанционное и/или местное управление.
4. Автоматическая самодиагностика готовности комплекса ППЗ к работе.

Главные функции

Комплекс ППЗ, базирующийся на РУП, выполняет следующие функции:

• обнаружение возгорания в защищаемой зоне и определение координат очага возгорания в трехмерной системе координат;
• проведение температурного мониторинга с целью определения температурного нагрева строительных конструкций и (или) технологического оборудования;
• проведение газового мониторинга локальных зон машзала с целью определения уровня загазованности водородом;
• автоматический или дистанционный выбор применяемого алгоритма работы системы ППЗ, включая выбор вида огнетушащего вещества и управление режимами работы насосных станций и пенных установок;
• подача различных видов огнетушащего вещества в защищаемую зону с использованием пожарных роботов, спринклеров с принудительным пуском, локальных систем пожаротушения, а также пожарных кранов с целью локализации и ликвидации очагов горения, защиты и охлаждения технологического оборудования, несущих и ограждающих конструкций от воздействия открытого пламени и теплового излучения;
• создание в установленных зонах защитных завес (экранов) из распыленной воды в целях обеспечения безопасной эвакуации персонала;
• осаждение продуктов неполного сгорания в защищаемом объеме распыленными водяными струями с целью обеспечения проведения действий по тушению возможного пожара в условиях задымления;
• осаждение и разбавление опасных концентраций горючих газов и паров, химически опасных веществ;
• дистанционный контроль, управление и видеомониторинг защищаемой зоны с использованием стационарных пультов и переносных (радиоканальных) пультов управления.

Гибкость и вариативность

Работа комплекса обеспечивает максимальную защиту персонала объекта и оперативных служб от воздействия опасных факторов пожара.

Техническое решение комплекса противопожарной защиты позволяет предусматривать вариативность применения способов защиты технологического процесса в зависимости от возникающего сценарного события. Преимуществом системы является возможность ее интеграции не только в машинных залах АЭС, ТЭЦ и ГРЭС, но и на любых технически сложных пожаровзрывоопасных объектах. При этом внедрение комплекса ППЗ возможно не только на проектируемых и строящихся объектах защиты, но и в существующих технологических процессах. Необходимая комплектация технических средств подбирается исходя из специфики и сложности объекта. Построение комплекса ППЗ осуществляется по принципу "от простого к сложному": от простого технического решения, обеспечивающего минимальный требуемый уровень противопожарной защиты объекта, до сложного решения с применением современных технологий прогнозирования, предупреждения и предотвращения наступления аварийного события или минимизации его последствий.

Разработка сценарных событий и алгоритмов

Цифровая основа комплекса ППЗ позволяет осуществлять его настройку под возможные проектные сценарные события, а также перенастройку алгоритмов в связи с изменением технологического процесса. Проектные сценарные события должны охватывать полный спектр возможных аварийных ситуаций на объекте защиты с переходом в пожар или взрыв. Оценка опасности сценарного события проводится на основании параметров аварийной ситуации (место возникновения аварии, объем пролива (выброса) горючих жидкостей (ГЖ), легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), горючих газов (ГГ), площадь аварии, значения опасных факторов пожара (взрыва), оборудование в зоне воздействия поражающих факторов и т.д.) и вероятности наступления того или иного риска.

Алгоритмизация  работы комплекса должна осуществляться еще на стадии проектирования. Это самая сложная задача, реализация которой объединяет в себе интересы многих специалистов – проектировщиков, технологов и эксплуатантов. Традиционные проектные решения противопожарной системы в данном случае не работают. Любой сложный технологический процесс подвергается серьезному анализу и выявлению возможных сценарных событий развития ситуации.

Рис 2. Схема комплекса ППЗ

Новая модель противопожарной защиты

Реализация предложенной концепции построения системы обеспечения пожарной безопасности объекта защиты требует со стороны специалистов глубокого анализа и пересмотра существующих нормативных документов в области пожарной безопасности. Основы, заложенные в работах ведущих экспертов, а также уровень технологического развития современных систем ППЗ позволяют в значительной степени расширить потенциальные возможности предупреждения развития каскадных аварий на технологически сложных и взрывопожароопасных производственных объектах.

Исходя из задач минимизации последствий каждого из сценарных событий определяется общая модель комплекса противопожарной защиты. Построение подобной модели не описано ни в одном нормативном документе в области пожарной безопасности. Данный комплекс противопожарной защиты с входящими в него отдельными системами будет отличаться от традиционного, нормативного, но самое важное, что он будет полностью соответствовать условиям возможных сценарных событий для конкретного объекта защиты.
На сегодня это единственное правильное решение выбора системы противопожарной защиты, когда в своем построении система опирается не на общие требования (нормативы), а на реально возможные аварийные события. Такой подход обеспечивает не только безусловную эффективность обнаружения и ликвидации горения, но также безопасность персонала объекта и оперативных подразделений и сокращение расходов на эксплуатацию оборудования.

¹ Немчинов С.Г. Автоматическая система противопожарной защиты объекта с функциональной возможностью предупреждения и ликвидации пожара // Актуальные проблемы пожарной безопасности. Материалы XXXIV Международной научно-практической конференции, посвященной 85-летию образования ФГБУ ВНИИПО МЧС России (23–24 августа 2022 г.). М.: ВНИИПО, 2022. С. 197–205.

Опубликовано в каталоге "Пожарная безопасность"

Фото: i.pinimg.com