Способ обнаружения пожарной опасности в отсеке подводной лодки

Способ обнаружения пожарной опасности в отсеке подводной лодки

Реферат

Изобретение относится к области судостроения, конкретнее - к автоматизации процессов обнаружения пожаров на подводных лодках.

Известны:

- способ обнаружения пожара в помещениях судна, описанный во многих литературных источниках, в том числе в книге Штумпфа Э.П., Штелинга В.Н. "Настройка судовых систем пожарной сигнализации". - Л.: Судостроение, 1988 г., стр. 5. Он широко применяется и реализован в большинстве систем пожарной сигнализации, устанавливаемых в настоящее время как на судах, так и на подводных лодках;

- способ моделирования аварийной ситуации, представленный в статье Федорова А.В. "Прогнозирование и моделирование развития аварийных ситуаций, связанных с загазованностью воздушной среды промышленных объектов" // "Проблемы управления в чрезвычайных ситуациях". - М., 1995. - С. 101-102. - Рус.

Способ обнаружения пожара в помещениях судна, описанный в книге Штумпфа Э.П., Штелинга В.Н., который заключается в получении и формировании сигнала о состоянии всех контролируемых помещений в плане пожарной опасности; сборе этой информации; обработке полученной информации и принятии обобщенного решения о наличии или отсутствии пожара на судне; формировании сигнала о пожаре на судне и индикации места пожара; включении средств оптической и звуковой сигнализации. Вышеописанный способ имеет следующий недостаток: принятие решения о включении средств сигнализации производится уже после начала пожара, что в условиях судна при несвоевременном включении средств пожаротушения приводит, как показывает опыт /Борьба с пожарами на судах. Том 1. Пожарная опасность на судах. Под ред. М.Г. Ставицкого. - Л.: Судостроение, 1976. - 136 с.; Короткин И.М. Аварии и катастрофы кораблей. - Л.: Судостроение, 1977. - 322 с./, к катастрофическим последствиям, и даже в случае, если пожар удается локализовать и ликвидировать в самом его начале, ущерб судну или перевозимому грузу в той или иной степени будет обязательно нанесен.

Способ моделирования аварийной ситуации, описанный в статье Федорова А.В., заключается в моделировании аварийной ситуации, по результатам которого осуществляют прогноз параметров полей до- и взрывоопасных концентраций. Недостатком этого способа является то, что прогнозируют параметры и местоположение только горючих веществ, а источники зажигания остаются без рассмотрения. При попытке практического использования подобного способа получается, что пожарная опасность будет возникать везде, где концентрация рассматриваемого горючего вещества будет достаточна для возгорания в результате воздействия гипотетического источника зажигания, при этом площадь (или объем) определяемой зоны пожарной опасности может быть настолько большой, что не позволит определить местоположение аварийного участка. Можно также представить ситуацию, когда в подобную "зону пожарной опасности" источник зажигания никогда не попадет, и, следовательно, возгорание никогда не сможет наступить.

Способ обнаружения пожарной опасности и пожара в помещении судна, RU 2179470 С2, 22.02.2000, заключающийся в том, что наряду с измерением параметров пожароопасных факторов, сравнении их значений с предельными величинами и сигнализации при достижении измеренными параметрами предельных величин, осуществляют контроль взаимных перемещений горючих веществ и источников зажигания, их состояний и параметров и прогнозируют координаты зоны, где горючее вещество и источник зажигания, температура которого достаточна для начала возгорания, могут вступить в контакт, и сигнализируют об этом как о возникновении пожарной опасности.

Вышеописанный способ (прототип) имеет следующий недостаток: способ может быть использован только для тех помещений, где процентное содержание кислорода в воздушной среде остается постоянным, и не может быть использован для помещений и отсеков подводных лодок, так как в случае повышения процентного содержания кислорода в воздушной среде возгорание горючих веществ будет происходить при меньшей температуре источника зажигания и, наоборот, в случае понижения процентного содержания кислорода в воздушной среде помещения возгорание горючих веществ будет происходить при большей температуре источника зажигания.

Техническим результатом изобретения является возможность реализации заявленного способа в системах автоматического обнаружения пожарной опасности в отсеке подводной лодки

Технический результат достигается путем:

- контроля процентного содержания кислорода в воздушной среде отсека подводной лодки и определения зон возникающей пожарной опасности при повышении процентного содержания кислорода;

- обнаружения признаков аварийной ситуации на более ранней стадии ее развития;

- появления возможности принять меры к устранению причин, вызвавших пожарную опасность, и избежать пожара, а если это невозможно, осуществить заблаговременную подготовку к тушению (локализации и ликвидации) пожара.

Под термином "пожарная опасность" понимается возможность возникновения или развития пожара, что связано со свойствами и состоянием какого-либо вещества или с характером процесса /Иванов Е.Н. Расчет и проектирование систем противопожарной защиты. - М.: Химия, 1990. С. 56/. Возможность возникновения пожара, в общем случае, определяют условия возникновения горения: наличие горючей среды, окислителя и источников зажигания. Помимо этого, они должны находиться в контакте (в одной зоне) и обладать характеристиками и параметрами, достаточными для начала горения.

Технический результат данного способа достигается тем, что дополнительно осуществляют контроль процентного содержания кислорода в воздушной среде отсека подводной лодки и при повышении процентного содержания кислорода выше установленного значения определяют зоны, где возможен контакт горючего вещества и источника зажигания, температура которого достаточна для начала возгорания горючего вещества при текущем повышенном процентном содержании кислорода, и сигнализируют об этом как о возникновении пожарной опасности

Отличительными признаками заявляемого изобретения являются:

- контроль процентного содержания кислорода в воздушной среде отсека подводной лодки;

- определение зон, где возможен контакт горючего вещества и источника зажигания, температура которого достаточна для начала возгорания горючего вещества при текущем повышенном процентном содержании кислорода в воздушной среде отсека подводной лодки;

- сигнализация о возникновении в отсеке подводной лодки пожарной опасности при текущем повышенном процентном содержании кислорода в воздушной среде отсека.

На чертеже представлена блок-схема обнаружения пожарной опасности.

Контроль процентного содержания кислорода в воздушной среде отсека подводной лодки осуществляют газоанализатором кислорода. Кислород распределяется способом диффузии газов. При диффузии кислород распространяется таким образом, чтобы уравновесить концентрацию газов во всем объеме отсека. Поэтому на один отсек достаточно одного газоанализатора кислорода. На подводной лодке контроль процентного содержания кислорода в воздушной среде отсека осуществляется в каждом отсеке штатными газоанализаторами кислорода. Поэтому для реализации заявляемого способа достаточно использовать данные, получаемые от установленных на подводной лодке газоанализаторов кислорода.

Определение зон, где возможен контакт горючего вещества и источника зажигания, температура которого достаточна для начала возгорания горючего вещества при текущем повышенном процентном содержании кислорода в воздушной среде отсека подводной лодки, осуществляется следующим образом.

В пространстве отсека подводной лодки содержатся три компоненты: горючая среда, источники зажигания, окислитель, что в общем случае определяет возможность возникновения пожара.

Процентное содержание кислорода (окислителя) в воздушной среде отсека поддерживается на номинальном значении, оптимальном для жизнедеятельности членов экипажа подводной лодки. Процентное содержание кислорода в воздушной среде отсека может изменяться. При превышении номинального значения процентного содержания кислорода в воздушной среде отсека возгорание горючей среды произойдет при более низкой температуре источника зажигания. И наоборот, при понижении от номинального значения процентного содержания кислорода в воздушной среде отсека для возгорания горючей среды необходима более высокая температура источника зажигания.

Горючие среды могут быть твердые, жидкие и газообразные.

Источниками зажигания могут являться открытое пламя, искры, электрическая дуга, нагретая поверхность.

Пожарная опасность в помещении судна может возникнуть в результате аварии, неисправности оборудования, нарушении технологического процесса и т.д., произошедших по различным причинам, носящих в основном вероятностный характер. Пожарная опасность возникает тогда, когда происходит непредусмотренное в проекте изменение местоположения, состояния или параметров горючих сред и источников зажигания, повышение процентного содержания кислорода в воздушной среде отсека.

Не всякое перемещение или изменение характеристик горючих сред и источников зажигания приводит к пожару.

Наибольшую опасность вызывают разрушения трубопроводов и цистерн, в результате которого происходит распространение горючих жидкостей и их паров (топливо, масла, гидравлическая жидкость). Для обнаружения появления разрушений корабельного оборудования и технических средств, образования течей трубопроводов и цистерн, а также высокотемпературных источников зажигания используют системы комплексного мониторинга судовых помещений, представленные в книге Артамонова B.C., Круглеевского В.Н., Скороходова Д.А., Полякова А.С. Судовые системы пожарной сигнализации: От прошлого - в будущее. Отпечатано в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России, 2013, тир. 100 экз. Система комплексного мониторинга судовых помещений автоматически определяет координаты места разрушения и площадь вытекшей из разрушенного трубопровода или цистерны жидкости.

Контроль потенциальных источников зажигания типа «нагретая поверхность» может быть осуществлен, как это описано в статье Скороходова Д.А., Суслова Д.В., Круглеевского В.Н. Передача информации в судовых системах пожарной сигнализации. Морской вестник №2 (42), 2012 г., с. 53-56, с помощью системы температурной сигнализации на основе технологии радиочастотной идентификации (РЧИ) с использованием бесконтактных датчиков температуры, например, аналогичных датчику TFSS433D корпорации Vectron, описание которого представлено в статье Л. Белова. ПАВ-датчики вязкости и температуры жидких сред компании Vectron International. ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес №2, 2009 г., с. 34-38.

Информация о месте разрушении трубопровода, полученная с помощью системы корабельного мониторинга, позволяет конкретизировать горючее вещество, поступающее в отсек в результате аварии, и зону его распространения. А информация, поступающая от РЧИ-системы температурной сигнализации, содержит значения температуры находящихся в этой зоне нагретых поверхностей, на которых закреплены бесконтактные датчики температуры. Сравнивая значения температур нагретых поверхностей T_н.пов.i с температурой возгорания горючего вещества T_возг.j для текущего значения процентного содержания кислорода в воздушной среде отсека подводной лодки, определяют возникновение пожарной опасности в случае, если T_возг.j≤T_н.пов.i, и ее отсутствие в случае, если T_возг.j>T_н.пов.i.

Способ обнаружения пожарной опасности в отсеке подводной лодки, включающий контроль взаимных перемещений горючих веществ и источников зажигания, их состояний и параметров, прогнозирование координат зоны, в которой горючее вещество и источник зажигания, температура которого достаточна для начала возгорания, могут вступить в контакт, и сигнализацию об этом, как о возникновении пожарной опасности, измерение параметров пожароопасных факторов, сравнение их значений с предельными величинами и сигнализацию о возникновении пожара при достижении измеренными параметрами предельных величин, отличающийся тем, что осуществляют контроль процентного содержания кислорода в воздушной среде отсека подводной лодки и при повышении процентного содержания кислорода выше установленного значения определяют зоны, в которых возможен контакт горючего вещества и источника зажигания, температура которого достаточна для начала возгорания горючего вещества при текущем повышенном процентном содержании кислорода, и сигнализируют об этом как о возникновении пожарной опасности.