Томские ученые выбрали лучшую пену для тушения битума
Ученые Томского политеха определили, какие виды тушащих составов лучше всего подходят для тушения битума в промышленных резервуарах. При этом учитывались скорость тушения, охлаждения резервуара, риск повторного возгорания и воздействие на окружающую среду.
Как уточняют в пресс-службе вуза, ученые сравнили четыре вида компрессионной пены — воздушно-эмульсионную, азотную, углекислотную и гидратную. Для испытаний компрессионной пены создали две установки с модельными резервуарами объемом 0,1 и 0,4 кубометра. Их конструкция повторяла основные особенности промышленного вертикального стального резервуара: стенки емкостей из стали покрыли слоем минеральной ваты. В них нагревали, поджигали, а затем тушили битум короткими импульсами пены разного состава. Возгорание считалось ликвидированным, если открытое пламя не появлялось в течение 30 секунд. После этого за резервуаром наблюдали еще в течение 10 минут, чтобы отследить возможность повторного возгорания.
Параллельно ученые измеряли температуру нефтепродукта, стенок резервуара и газов над его поверхностью, а также концентрации кислорода, углекислого и угарного газов, оксидов азота и серы, метана в выбросах от пожара.
— Главным показателем эффективности пожаротушащего состава считается то, насколько быстро он гасит открытое пламя. Однако в отношении битума это не основной показатель. В нашем исследовании мы впервые экспериментально определили диапазоны концентраций токсичных веществ на протяжении всего жизненного цикла пожара — от первоначального нагрева нефтепродукта до охлаждения после исчезновения пламени разными видами компрессионной пены, — говорит доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Светлана Кропотова.
Результаты экспериментов показали, что лучшие показатели по охлаждению битума продемонстрировала углекислотная пена: за три минуты температура нефтепродукта снизилась на 127 °C (для сравнения, гидратная пена позволила снизить температуру на 103 °C, азотная пена — на 54 °C, воздушно-эмульсионная — на 15 °C).
При снижении температуры дымовых газов лучшие результаты показала гидратная пена, она смогла снизить температуру примерно на 27 °C в среднем за 10-30 секунд (против 26 °C у углекислотной пены, 23 °C — у азотной и 14 °C — у воздушной).
Ученые также считали количество огнетушащего вещества, необходимого для тушения очага возгорания. Самое быстрое подавление открытого пламени в резервуаре обеспечила азотная пена: для этого потребовалось около 0,4 секунды и 0,4 литра пены. При этом углекислотная пена справилась примерно за секунду, гидратная — за 2,2 секунды, воздушная — за три секунды.
— Эксперименты показали, что по совокупности показателей — скорости и глубине охлаждения, расходу вещества и экологичности процесса тушения — лучшие результаты показали углекислотная и гидратная компрессионные пены. Их расчетный коэффициент эффективности составил 0,72-0,87. Это в 1,3–2 раза выше по сравнению с традиционным подходом тушения воздушно-компрессионной пеной, — добавляет Светлана Кропотова.
Результаты экспериментов легли в основу метода прогнозирования времени выгорания битума и необходимого количества огнетушащего вещества — он учитывает размеры типовых промышленных резервуаров объемом от 200 до 5 000 м3.
Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».