Выясняем — можно ли тушить пожар морской водой?
Запасы пресной воды в мире ограничены. В некоторых засушливых регионах, на островах, наблюдается ее недостаток, поэтому в случае пожара рассматривают вопрос применения морской воды.
Можно или нет?
С точки зрения законов физики ответ – можно, с такими же ограничениями, как для пресной. Соленая вода обладает большой теплоемкостью и теплотой испарения.
При ее нагревании образуется пар, препятствующий проникновению кислорода к источнику горения.
Но есть и отличия. Морская вода содержит соль, которая негативно сказывается на металлах и живых организмах.
Ее применение возможно только в исключительных случаях:
Почему нельзя?
Морская вода солена (3,4-3,6 %), в ней растворены:
Соли откладываются на стенках оборудования для пожаротушения и разъедают их. Они также вызывают гибель растений. Поэтому основания для применения морской воды должны быть очень веские.
В городе
Электропроводимость морской воды почти в 100 раз выше, чем речной или дождевой. Тушить ею объекты электроснабжения или электропотребления следует с большой осторожностью.
После применения морской воды может выйти из строя электрооборудование, разъедаются все предметы, строения, содержащие металл. К тому же это опасно для воздушных аппаратов, сбрасывающих воду, в особенности вертолетов, опускающихся низко.
Лесные возгорания
Морская вода оказывает негативное влияние на состав почвы, снижает ее плодородность.
Из-за недостатка кормовой базы животные, обитающие на территории, могут покинуть ее, их популяция снизится.
С особой осторожностью применяют морскую воду на территориях заказников и заповедников.
Она действует на почву хуже огня, выжигая оставшиеся кустарники и деревья. После применения пресной воды растительный и животный мир постепенно восстанавливается на выжженной территории, а после соленой на это нужны многие годы.
Влияние на природу и оборудование
Большинство трав, кустарников, деревьев не могут расти на соленой почве. У них нарушается азотный обмен и водоснабжение. В дополнение к этому гибнут почвенные микроорганизмы, участвующие в жизнедеятельности растений. Есть методы восстановления засоленных почв, но они дорогостоящие.
Еще одна причина, по которой пожары не рекомендуется тушить морской водой – порча оборудования. Для соленой воды нужны насосы, которые не будут засоряться и ржаветь.
Что лучше использовать для тушения?
При тушении используют H2O из всех возможных источников:
В городах и рядом с крупными предприятиями должны быть предусмотрены точки водозабора, гидранты.
Чтобы сэкономить воду и увеличить ее смачивающую способность применяют пенообразователи. С морской водой некоторые из них не работают.
Для природных пожаров рекомендуется использовать пенообразователи типа WA и S (согласно ГОСТу Р 50588 2012). Они не содержат фтора, предназначены для тушения твердых веществ и горючих жидкостей.
Пример подходящих марок, работающих с солеными растворами:
Заключение
Тушить пожары морской водой можно, но необходимо принимать во внимание экологические и технические аспекты этого метода. С особым вниманием подходят к выбору пенообразователей-смачивателей. После пожаротушения тщательно промывают пресной водой мотопомпы, пеносмесители, рукава, трубы, баки.
Чем можно потушить пожар
Прежде чем ответит на вопрос, чем можно потушить пожар, необходимо разобраться в классификации пожаров, потому что они отличаются друг от друга основой возгорания. Точнее, материалами, которые горят.
Классификация пожаров
Первый класс, он же под литерой «А» — это когда горят твердые горючие материалы: дерево, бумага, пластик, мусор и прочее. Второй класс, он же «В» — когда горят горючие жидкости: бензин, керосин, нефть, технические масла и жиры.
Класс «С» — это когда горят горючие газы. Класс «D» — горят металлы. И при пожарах «Е» вида – когда горят электроустановки под напряжением.
Итак, зная классы пожаров, переходим к ответу на вопрос, чем можно тушить пожар.
Средства для тушения пожаров
Начнем с того, что пожар – это стихийное горение, то есть бесконтрольное. Если человек контролирует возгорание, то это уже не пожар.
Но если он только начинается, то его затушить можно разными средствами: вода, песок, земля, огнетушители, пожарные краны и прочее. Но какой из них более эффективный, какой можно применять для разных классов. Об этом и поговорим.
Это самое старое средство для тушения огня, которым пользуются издревле. Воды на планете много, необязательно она должна быть чистой и пресной. Поэтому любые водоемы могут стать источниками этого средства пожаротушения.
Какой пожар нельзя тушить водой. Последняя – отличный проводник электричества. Поэтому тушить ею пожары класса «Е» запрещено. Поэтому рекомендуется перед применением воды отключить электрические приборы и оборудование. Это же относится и к пожарам класса «В», причины только другие. Все дело в том, что вода, смешиваясь с горючими жидкостями, становится их расширителем. То есть водная смесь начинает увеличиваться в объеме, но при этом горение не прекращается. Поэтому перед тем как тушить пожар такого типа, необходимо вспомнить физику школьной программы.
Итак, разобравшись с вопросом, что нельзя тушить водой при пожарах, а что можно, переходим к следующим распространенным средствам пожаротушения.
Что нельзя тушить водой
Песок и земля
Еще одно эффективное средство тушения огня. Начнем с того, что и грунт, и песок хорошо поглощают тепловую энергию. Во-вторых, они собой представляют накрывной материал, который, попадая в очаг возгорания, покрывает собой горящую площадь, перекрывая доступ кислорода.
Если сравнивать между собой оба материала, то предпочтение лучше отдать песку. Он просто не задерживает в своей массе влагу, как это случается с почвой. Сухой песок распыляется на большую площадь, что позволяет одним объемом покрывать больший участок возгорания.
Что касается вопроса, какие пожары можно тушить песком и землей, то этими средствами нельзя тушить горящие металлы. То есть класса «D». Во всех остальных случаях никаких ограничений. Пожарные же рекомендуют использовать сыпучие материалы для тушения возгораний класса «А». Они в такой ситуации более эффективны, особенно, если использовать их в сочетании с водой.
Кстати, пример того, как пожарные тушат пожары песком. Здесь необходимо уточнить – место или зону возгорания.
Весь процесс проводят с помощью лопат или ведер. Вот почему на объектах, в которых нет системы пожаротушения, должны в обязательном порядке организовываться пожарные щиты. В их комплектацию входят ящики с песком и бочки с водой.
Тушение пожаров песком и землей
Покрывные средства
Самый быстрый способ потушить очаг возгорания – накрыть его чем-то плотным, чтобы в зону горения перестал поступать кислород. Поэтому в комплектацию некоторых пожарных щитов входят так называемые пожарные одеяла в виде кошмы. Ею просто накрывают очаг возгорания, пресекая поступление свежего воздуха.
Это универсальное приспособление, простое, недорогое, которое можно использовать на любых видах и классах пожаров. Если под рукой не оказалось кошмы, то можно использовать любой вид ткани. Главное, чтобы она была толстой и не синтетической. Последний вариант – это ткани, которые быстро воспламеняются или тлеют, выделяя вредные для человека вещества.
Перед тем как потушить пожар кошмой, необходимо сопоставить, а закроет ли это средство горящую площадь. Если нет, то придется искать другой способ.
Тушить очаг возгорания кошмой
Огнетушители
Если говорить конкретно о том, как правильно тушить пожары, то лучшего средства, чем огнетушитель, не найти. Для возгорания необходимо снизить температуру внутри очага, сбить пламя, создать условия, чтобы в зону горения перестал поступать кислород. Только после этого можно считать, что очаг потушен полностью. А если добиться, чтобы не повторилось заново возгорания, то это идеальные действия.
Так вот все это может сделать огнетушитель. Это к вопросу, чем эффективнее тушить пожар. Сегодня производители предлагают несколько разновидностей огнетушителей, в которых используются разные огнетушащие вещества. Это:
Как и в случае с водой, пенные нельзя применять, если горят электроустановки под напряжением и горючие жидкости. Два последних можно применять без ограничений.
В видеоролике показано, как надо правильно пользоваться огнетушителями:
Заключение
В конце надо отметить, что пожарные расчеты тушат огонь в основном пенными составами. При этом они обязательно отключают напряжение. А вот с горючими жидкостями приходится бороться только углекислотными приборами.
Первичные средства пожаротушения
К первичным средствам пожаротушения следует относить различные предметы или типы материалов, способные ликвидировать или, хотя бы, минимизировать возгорание на его начальном этапе. Такие первичные средства знакомы всем и каждому. Это различного рода огнетушители, внутренние пожарные краны, пожарный инвентарь (бочки для воды, ведра пожарные, ткань асбестовая, ящики с песком, пожарные щиты и стенды). А также пожарный инструмент (багры, ломы, топоры, ножницы для резки решеток и др.).
Вода — наиболее распространенное средство для тушения огня. Огнетушащие свойства ее заключаются главным образом в способности охладить горящий предмет, снизить температуру пламени.
Вода электропроводна, поэтому ее нельзя использовать для тушения сетей и установок, находящихся под напряжением. При попадании воды на электрические провода может возникнуть короткое замыкание. Обнаружив загорание электрической сети, необходимо в первую очередь обесточить электропроводку, а затем выключить общий рубильник (автомат) на щите ввода. После этого приступают к ликвидации очагов горения, используя огнетушитель, воду, песок.
Запрещается тушить водой горящий бензин, керосин, масла и другие легковоспламеняющиеся и горючие жидкости в условиях жилого дома, гаража или сарая. Эти жидкости, будучи легче воды, всплывают на ее поверхность и продолжают гореть, увеличивая площадь горения при растекании воды. Поэтому для их тушения, кроме огнетушителей, следует применять песок, землю, соду, а также использовать плотные ткани, шерстяные одеяла, пальто, смоченные водой.
Песок и земля с успехом применяются для тушения небольших очагов горения, в том числе при горении жидкостей (керосин, бензин, масла, смолы и др.).
Внутренний пожарный кран предназначен для тушения загораний веществ и материалов, кроме электроустановок под напряжением. Размещается в специальном шкафчике, оборудуется стволом и рукавом, соединенным с краном.
Кошма служит для лишения огня необходимого тому доступа воздуха. Но данный метод эффективен, разумеется, только в ситуации с незначительным очагом возгорания.
В начальной стадии пожара, когда требуется потушить небольшое возгорание или удержать распространение огня до прибытия пожарных, необходимо использовать огнетушитель. Каждый человек должен знать, как устроен и как действует огнетушитель, уметь обращаться с ним.
Огнетушители разделяются на следующие типы:
Пенные. Для тушения горючих жидкостей (бензин, масло, лак, краска) и очагов пожаров твердых материалов на площади не более 1м2, за исключением установок, находящихся под напряжением.
Порошковые. Для тушения загораний легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (лаков, красок, пластмасс, электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 вольт).
Углекислотные. Для тушения различных веществ и материалов, электроустановок под напряжением, любых жидкостей. Эти огнетушители не имеют себе равных при тушении пожара в архивах, хранилищах произведений искусств.
Огнетушители следует располагать на защищаемом объекте в соответствии с требованиями таким образом, чтобы они были защищены от воздействия прямых солнечных лучей, тепловых потоков, механических воздействий и других неблагоприятных факторов (вибрация, агрессивная среда, повышенная влажность и т. д.). Они должны быть хорошо видны и легкодоступны в случае пожара. Предпочтительно размещать огнетушители вблизи мест наиболее вероятного возникновения пожара, вдоль путей прохода, а также — около выхода из помещения. Огнетушители не должны препятствовать эвакуации людей во время пожара.
Использование
1. Сорвите пломбу, выдерните чеку, направьте раструб на очаг возгорания и начните тушение.
2. Огнетушитель следует держать вертикально.
3. Огнетушитель должен храниться вдали от отопительных приборов и прямых солнечных лучей, при средней температуре, вне досягаемости детей.
Не используйте огнетушители с истекшим сроком годности!
От скорости реакции человека на возможное возгорание зависит многое, и поэтому инструменты, причисленные к этой категории, всегда следует держать неподалёку, в доступном и удобном месте.
«О тушении пожаров морской водой.»
А. Ершов
(15.07.03.)
«. какие приходится решать задачи? Разные: от устранения неполадок в технологии до улучшения продукции и снижения себестоимости в несколько раз.
А можете привести конкретный пример удешевления?
Итак, следуя логике автора, морская вода не нуждается в подогреве. В крайнем случае в нее можно добавить еще соли, и тогда система пожаротушения будет работать «при очень сильных морозах».
Вроде бы, все в порядке. Известно, что солевые растворы замерзают при минусовых температурах. Гранулы соли рассыпают зимой по дорогам для борьбы с гололедом. Рассолы широко используют на химических комбинатах и предприятиях пищевой промышленности для захолаживания. В конечном счете, на морских судах имеются системы пожаротушения, работающие с морской водой.
И мы решили разобраться в этих вопросах.
Комментарий:
1. Физическая сущность происходящего процесса.
Влияние растворенных солей на процесс замерзания.
Процесс замерзания морской воды представляет более сложное явление по сравнению с замерзанием пресной воды. Присутствие в морской воде растворенных солей влияет как на температуру наибольшей плотности, так и на температуру замерзания воды. Между этими двумя температурами существует определенная зависимость, которая выражается в том, что с увеличением солености температура наибольшей плотности падает быстрее, чем температура замерзания. На прилагаемом рисунке (рис. 63) видна эта зависимость.
В простейшем случае «. Если бы морская вода содержала в растворе одну только какую-нибудь соль, то соленость морского льда (а отсюда и количество оставшейся в растворе соли) определялось бы только двумя факторами-концентрацией раствора (морской воды) и скоростью образования льда. Вода при своем охлаждении, достигнув так называемой эвтектической точки, превратилась бы в лед, содержащий совершенно определенное количество этой соли, получился бы криогидрат, или смесь определенного содержания воды в твердом виде и соли, обладающая определенной температурой плавления, и сколько бы мы дальше ни понижали температуру, смесь (криогидрат) осталась бы без изменения.
 |
| Рис. 64. Эвтектическая кривая. |
Это явление подчиняется правилу фаз и может быть выражено графически следующим образом (рис. 64). Диаграмма имеет общее значение. По горизонтальной оси этой комбинированной диаграммы наносим содержание обоих компонентов, начиная от 100% того и другого; слева, в точке А будем иметь чистый растворитель (в нашем случае вода), справа, начиная от точки В, чистую соль. По вертикальной оси расположены температуры замерзания растворителя (слева) и насыщения раствора данной солью (справа). Если мы станем охлаждать водный раствор соли, то начнет выкристаллизовываться вода, и в растворе от этого возрастет количество оставшейся соли. Левая кривая (замерзания) с увеличением концентрации оставшегося раствора пойдет поэтому вниз. Дальнейшее охлаждение вызовет замерзание новой порции воды и увеличение концентрации раствора и т. д. до пересечения с правой кривой. Правая кривая (растворимости) выражает зависимость между температурой и насыщением раствора солью. Кривая показывает, что по мере охлаждения раствора, взятого из первоначально слабого раствора (каковым является морская вода как раствор ненасыщенный), растворимость соли будет падать (правая кривая идет книзу) до тех пор, пока она не пересечет кривую замерзания в точке К (криогидратная точка, точка эвтектики).
Точка К отвечает температуре насыщения раствора. Попытаемся понизить температуру еще дальше. В таком случае выделится некоторое количество льда, но от этого раствор станет более концентрированным, пересыщенным, и начнет выделяться соль до тех пор, пока не останется в растворе то количество соли, которое требуется для насыщения при этой температуре. Дальнейшее охлаждение приведет только к увеличению количества криогидрата, и весь раствор затвердеет в однородную смесь. Раствор, достигший состава, отвечающего точке пересечения кривой, ведет себя как чистая жидкость и имеет определенную температуру замерзания. Отсюда следует, что, если взять раствор, по своей концентрации отвечающий концентрации при точке К, то по мере охлаждения его не будет выделяться ни лед, ни соль.
Здесь мы рассмотрели простейший случай, когда в растворе имеется только одна соль.»
В реальной ситуации «морская же вода, как мы знаем, представляет раствор сложного состава, и каждая соль, входящая в ее состав, обладает своей эвтектической температурой, как это видно из нижеприведенных данных.
Однако еще раньше глауберовой соли выделяется из морской воды карбонат кальция, из чего можно заключить, что морская вода почти насыщена этой солью.
То обстоятельство, что состав морской воды сложен, приводит к смещению эвтектических температур, и таким образом, например, глауберова соль выделяется не при-0,7°, как это имеет место в случае простого раствора этой соли в воде, а при-8,2°. При дальнейшем понижении температуры сульфаты продолжают выделяться сначала быстро, а затем медленнее; в результате этого избирательного свойства морской воды при замерзании выделять из раствора раньше сульфаты (Петерссон) состав незамерзшей еще воды должен меняться в сторону обогащения ее другими солями, и в частности хлоридами; поэтому состав солей во льду должен отличаться относительным преобладанием сульфатов. … Одним из важных факторов, влияющих на соленость льда, является скорость образования его, которая в свою очередь зависит от температуры: чем ниже температура, тем быстрее замерзает вода и поэтому между кристаллами льда остается больше морской воды. В процессе образования льда, выделение солей носит избирательный характер.
Процесс льдообразования представляет собой довольно сложное явление. Необходимым условием начала кристаллизации воды является переохлаждение. Начавшаяся кристаллизация в отдельных центрах выражается в образовании призматических или плоских кристаллов гексагональной системы, которые, срастаясь постепенно, образуют тонкий слой лежащей на поверхности воды («ледяное сало»). Дальнейшее нарастание льда выражается в том, что пластинки кристаллов льда располагаются вертикально и по этому строению легко отличить морской лед от других видов льда».
2. Состав солей, растворенных в морской воде, выраженный в весовых единицах (в граммах) и в процентах ко всей солевой массе (усредненные данные по Мировому океану.)
| г/1000г воды | % | |
| Хлористый натрий (NaCl) | 27,213 | 77,758 |
| Хлористый магний (MgCl2) | 3’07 | 10,878 |
| Сернокислый магний (MgS04) | 1,658 | 4,737 |
| Сернокислый кальций (CaS04) | 1,260 | 3,600 |
| Сернокислый калий (K2S04) | 0,863 | 2,465 |
| Углекислый кальций (СаСО3) | 0,123 | 0,345 |
| Бромистый магний (MgBr2) | 0,076 | 0,217 |
| ИТОГО: | 35,000 | 100,000 |
3. Справка по климатическим условиям в районе Охотского моря.
Север Охотского моря:
Итак, условия работы системы пожаротушения определены. Ясны и характеристики растворов, которые предполагается использовать.
4. Экспериментальная проверка.
Нами была поставлена серия опытов по замораживанию морской воды и концентрированных растворов на ее основе.
Если посмотреть диаграмму, приведенную ранее в комментарии, то можно увидеть, что исходная концентрация соответствует полю растворенного вещества в случае бинарной смеси. То есть при достижении температуры начала кристаллизации должно начаться выпадение солей из раствора. Что и произошло.
По результатам всех трех опытов надо заметить, что они были чисто качественными, не преследовали целью получить количественные результаты или зависимости.
5. Иные возможности.
6. Растворы солей и коррозия.
Среди всех низкотемпературных хладоносителей хлорид кальция (ХК) имеет наибольшую коррозионную активность. Без введения противокоррозионных добавок ХК разрушает конструкционные стали со скоростью до 10 мм/год. Даже при введении концентратов противокоррозионных добавок согласно ТУ 2152-002-11490846-01, скорость коррозии конструкционных сталей, находящихся в контакте с 17% раствором ХК под атмосферным давлением, составляет 0,1…0,16 мм/год. Использование алюминия и ли меди снижает коррозию примерно в три раза, но значительно увеличивает затраты на создание системы.
Концентраты противокоррозионных добавок для хладоносителей на основе CaCl2 выпускаются по ТУ 2152-002-11490846-01. Их требуется вводить от 1 до 6 масс. % рассола, что также увеличивает затраты.
Итак, предложение использовать морскую воду или иные солевые растворы не может считаться эффективным и повышающим идеальность существующей системы уже на том основании, что пользователю придется регулярно полностью обновлять всю систему трубопроводов и обслуживающих систем.
Значимо для принятия решения еще и то, что ионы кальция препятствуют образованию пены (это может помешать использовать современное противопожарное оборудование).
Вязкая жидкость распыляется менее эффективно. Потребуется проведение работ по настройке спринклерных систем.
7. Что будет после победы?
Но предположим, что все сложности удалось преодолеть.
Закупленный в больших количествах хлористый кальций в виде концентрированного раствора находится в специально переделанной под него системе пожаротушения. Зима, пожар на терриконе и система с блеском оправдывает понесенные ранее затраты, выливая на уголь десятки, сотни тонн раствора…
Итоги исследования:
Представляется, что решение, приведенное в статье вряд ли было реализовано заказчиком. Причин этому, как можно было увидеть из приведенных в Комментарии сведений, много. Достаточно очевидным является тот факт, что выбор в качестве незамерзающего наполнителя морской воды при температурах, которые бывают зимой в указанном регионе, не является удачным решением. В случае если это будет просто морская вода, при зимних температурах произойдет замерзание воды на стенках трубы с вытеснением насыщенного солью раствора к центру трубы, где затем произойдет, по достижении эвтектических температур, и его замерзание. Причем если система будет остывать медленно, в условиях, близких к равновесным, то оттеснение льдом раствора будет происходить медленно. При тонких трубах и резком похолодании, ледяная каша в виде пластинок может образоваться сразу по всему объему с последующим полным промерзанием. В обоих случаях система будет неработоспособна.
Если же в систему запустить раствор, где много соли, то на стенках трубопроводов будет выпадать соль.
Или, в предельном (домысленном нами случае) можно использовать концентрированный раствор хлористого кальция.
Для получения такого концентрированного раствора в воду потребуется добавить примерно в 10 раз больше солей, чем содержится в морской. Соли и замедлители коррозии необходимо закупать. Нужна обогреваемая система водоподготовки, состоящая, как минимум, из резервуара для воды с мешалкой и дозатором сыпучего вещества. Причем, если вспомнить, что эта система предназначена для тушения огромных угольных складов, то резервуар должен вмещать в себя десятки, если не сотни тонн воды. Для обычной заводской мешалки на такие объемы требуются десятки киловатт мощности. Нужны также мощные насосы, устройство для подачи соли со склада, соответствующий персонал, склад, транспорт и так далее. Кроме того, если даже предположить, что основная масса раствора не замерзнет в трубах, а выделит лишь незначительное количество солевого осадка или льда, то образование это произойдет сильнее всего по границе контакта труб с раствором, то есть по стенкам, форсункам, клапанам, вентилям, и так далее. Вероятность безаварийного срабатывания такой системы крайне низка. И если вентиль ото льда можно избавить прогревом, то соляной осадок нужно убирать промывкой. Учтем и коррозию системы, приводящую к необходимости ее регулярной полной замены. Завершают картину невозможность использования пенообразующих составов в сочетании с растворами солей и электрохимическая коррозия металла в случае попадания солей в топку вместе со спасенным углем.
Нет, видно не зря руководство порта хотело иметь устройство для подогрева воды.
