RU2561897C1 - Method of extinguishing fire - Google Patents
Method of extinguishing fire Download PDFInfo
- Publication number
- RU2561897C1 RU2561897C1 RU2014119010/12A RU2014119010A RU2561897C1 RU 2561897 C1 RU2561897 C1 RU 2561897C1 RU 2014119010/12 A RU2014119010/12 A RU 2014119010/12A RU 2014119010 A RU2014119010 A RU 2014119010A RU 2561897 C1 RU2561897 C1 RU 2561897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- snow
- stack
- atmosphere
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 71
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 claims description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 241000533950 Leucojum Species 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области тушения пожаров при хранении и мультимодальной (двумя видами транспорта) перевозке самонагревающихся углей, вызывающих их возгорание.The invention relates to the field of extinguishing fires during storage and multimodal (two modes of transport) transportation of self-heating coal, causing them to ignite.
Сохранение и безопасность транспортировки углей заключается в том, что угли от места добычи (шахт) доставляются потребителю, чаще всего, железнодорожным и водным транспортом. Причем, для безопасного накопления судовой партии груза, отличающейся большой массой, уголь после выгрузки из вагонов в порту погрузки на судно морского города складируют в его окрестностях на открытых площадках в штабелях достаточно продолжительное время. Это приводит, с одной стороны, к перегреву угля в штабеле, а с другой, ведет к развитию в нем окислительных процессов с ростом температуры угля до недопустимых значений (более +35°С), обуславливающих риск возникновения эндогенных (эндо … от гр. endon - внутри + geno - происхождение. - М.: «Советская энциклопедия, 1985. - С. 1544) пожаров как в местах его складирования близ городов, так и в грузовых помещениях судна во время перевозки.The preservation and safety of coal transportation lies in the fact that coal from the place of extraction (mines) is delivered to the consumer, most often, by rail and water. Moreover, for the safe accumulation of a shipload of cargo, which is characterized by a large mass, coal after unloading from wagons at the port of loading onto a ship of a sea city is stored in its vicinity for long periods in open areas in stacks. This leads, on the one hand, to overheating of the coal in the stack, and on the other hand, it leads to the development of oxidative processes in it with increasing coal temperature to unacceptable values (more than + 35 ° C), causing the risk of endogenous (endo ... from gr. Endon - inside + geno - origin. - M .: “Soviet Encyclopedia, 1985. - P. 1544) fires both in the places of its storage near cities and in the cargo rooms of the vessel during transportation.
Известен способ предупреждения самовозгорания угля в шахтах, включающий подачу в потенциальные очаги пожара (выработанные пространства) замороженной жидкости, получаемой (а.с. СССР 2472938 кл. E21F 5/02) при смешивании с жидким газом. При этом дополнительно определяют распределение по фракциям частиц угольной пыли, поступающей в выработанное пространство. Недостатком способа является низкая эффективность из-за влияния случайных факторов на образование фракций частиц угольной пыли.A known method of preventing spontaneous combustion of coal in mines, including the supply of potential fire sources (depleted spaces) of a frozen liquid obtained (as USSR AS 2472938 class E21F 5/02) when mixed with liquid gas. At the same time, the distribution of the fractions of particles of coal dust entering the mined-out space is additionally determined. The disadvantage of this method is the low efficiency due to the influence of random factors on the formation of fractions of coal dust particles.
Наиболее близким техническим решением по достигнутому эффекту является «Способ тушения пожара» (а.с. СССР 1718981 А1), заключающийся в подаче в зону горения огнегасителя, перед подачей в зону горения огнегаситель распыляют, смешивают с криогенным продуктом, выдерживают в зоне смешения до полного фазового превращения огнегасителя из жидкого в твердое гранулированное состояние, а криогенного продукта из жидкого в парообразное состояние и разгоняют полученную смесь до скорости, не меньшей скорости распространения звука в парах криопродукта с заданным массовым расходом.The closest technical solution for the achieved effect is the “Fire extinguishing method” (AS USSR 1718981 A1), which consists in supplying a fire extinguisher to the combustion zone, before extinguishing the fire extinguisher in the combustion zone, mixes it with a cryogenic product, keeps it in the mixing zone until complete phase transformation of the extinguisher from a liquid to a solid granular state, and the cryogenic product from a liquid to a vapor state and accelerate the mixture to a speed not less than the speed of sound propagation in the vapor of a cryogenic product given mass flow rate.
Недостатком известного способа является использование для гашения пожара двухкомпонентной огнегасительной смеси: воды и жидкого азота (криогенпродукта). Вполне очевидно, что использование такого огнегасителя приведет к снижению надежности и увеличению стоимости его использования для гашения эндогенных пожаров, возникающих при хранении и перевозке углей на судах.The disadvantage of this method is the use of a two-component extinguishing mixture for extinguishing a fire: water and liquid nitrogen (cryogen product). It is quite obvious that the use of such a fire extinguisher will lead to a decrease in reliability and an increase in the cost of its use for extinguishing endogenous fires arising from the storage and transportation of coal on ships.
Технической задачей заявленного изобретения является устранение данных недостатков путем такого изменения технологической схемы и оборудования для тушения эндогенного пожара, которые позволят перед погрузкой угля на судно в штабеле на складе и на судне использовать более дешевый однокомпонентный огнегаситель, а после выгрузки угля осуществлять его транспортировку на судне в контролируемой и регулируемой по температуре, химическому составу воздушной среде грузового помещения.The technical task of the claimed invention is to remedy these shortcomings by changing the technological scheme and equipment for extinguishing an endogenous fire, which will allow the use of a cheaper one-component fire extinguisher before loading coal onto the ship and on the ship, and after coal unloading, transport it on the ship in controlled and regulated by temperature, chemical composition of the air environment of the cargo room.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе гашения пожара, включающем подачу в зону горения огненасителя, в отличие от него в заявленном при формировании, для морской транспортировки на складской площадке морского порта или железнодорожного узла штабеля угля большой массы, обладающего свойством самонагревания, для гашения эндогенного пожара в штабеле используют однокомпонентный огнегаситель в виде искусственного снега, который образуют из воды посредством снежной пушки, содержащей снегогенератор, систему автоматизации и компрессор; а для гашения эндогенного пожара в сформированном затем в грузовом помещении транспортного средства штабеле большой массы угля также используют данный огнегаситель, который образуют из воды посредством бытового снежного ружья, питаемого от обычного водного источника, а в качестве источника сжатого воздуха используют бытовые автомобильные автомойки; при этом для предотвращения эндогенного возгорания в образованном штабеле обеспечивают и сохраняют в нем низкую внутриштабельную температуру угля, не превышающую допустимую величину +35°С, путем складирования штабеля на образованное посредством снежной пушки снежное основание со слоем снега не более 3-5 см и последующего покрытия посредством снежной пушки всего образованного штабеля угля слоем толщиной 0,5-0,75 м; причем перед выгрузкой угля из штабеля со снежным покрытием на транспортное средство снег перемешивают с углем посредством экскаватора или другого землеройного средства для образования готовящегося груза в виде небольших смерзшихся кусков, образующих пористую структуру штабеля; затем в течение всего периода транспортировки штабеля самонагревающегося угля его транспортировку на судне осуществляют в условиях, при которых контролируют посредством контрольно-измерительных приборов атмосферу грузового помещения и регулируют в ней температуру и химический состав по углероду, азоту и кислороду в воздушной среде тепловых потоков, выделяющихся из штабеля угля помещения, при этом для оценки и создания необходимых безопасных условий данной атмосферы определяют значение безразмерного показателя «K» Грехема, характеризующего степень окисления углерода выделяющегося теплового потока, по формуле:This object is achieved by the fact that in the known method of extinguishing a fire, which includes supplying a fire extinguisher to the combustion zone, in contrast to that stated during formation, for sea transportation at a storage site of a seaport or railway junction of a large mass of coal stack having self-heating property for extinguishing endogenous fire in a stack using a one-component fire extinguisher in the form of artificial snow, which is formed from water through a snow cannon containing a snow generator, an automatic system radios and compressor; and to extinguish an endogenous fire in a stack then formed in the cargo room of a vehicle with a large mass of coal, this fire extinguisher is also used, which is formed from water by means of a household snow rifle powered from a conventional water source, and domestic car washes are used as a source of compressed air; at the same time, to prevent endogenous ignition in the formed stack, they provide and maintain in it a low internal temperature of coal, not exceeding the permissible value of + 35 ° C, by stacking the stack on a snow base formed by means of a snow cannon with a layer of snow of no more than 3-5 cm and subsequent coating by means of a snow cannon of the entire formed stack of coal with a layer thickness of 0.5-0.75 m; moreover, before unloading coal from the snow-covered stack onto a vehicle, the snow is mixed with coal by means of an excavator or other digging means to form the prepared cargo in the form of small frozen pieces forming the porous structure of the stack; then, during the entire period of transportation of the stack of self-heating coal, it is transported on board under conditions under which the atmosphere of the cargo room is controlled by means of measuring instruments and the temperature and chemical composition of carbon, nitrogen and oxygen in the air of heat fluxes released from it are controlled stacks of coal premises, while to assess and create the necessary safe conditions for this atmosphere, determine the value of the dimensionless indicator "K" Graham, the nature emitting the degree of carbon oxidation of the released heat flux, according to the formula:
где СО, N2 и О2, содержание соответственно углерода, азота и кислорода атмосферы данной воздушной среды, %.where CO, N 2 and O 2 , the content, respectively, of carbon, nitrogen and oxygen of the atmosphere of this air environment,%.
И, сопоставляя начальные и текущие значения данного безразмерного показателя, судят в дальнейшем о возникновении или отсутствии в штабеле угля очага эндогенного возгорания, оценивая при этом степень опасности в случае возникшего очага для принятия необходимых мер, причем, для представления соответствующего заключения о наличии либо отсутствии эндогенного возгорания определяют предварительно как значение безразмерного коэффициента опасности «η» по следующей формуле:And, comparing the initial and current values of this dimensionless indicator, they further judge the occurrence or absence of an endogenous ignition source in the coal stack, assessing the degree of danger in the event of an outbreak for taking the necessary measures, moreover, to present an appropriate conclusion on the presence or absence of endogenous fires are previously determined as the value of the dimensionless hazard coefficient "η" according to the following formula:
где Ti - текущие значения температуры;where T i - current temperature;
Т0 - предельно допустимая температура на момент погрузки груза +35°С.T 0 - maximum permissible temperature at the time of loading of the cargo + 35 ° C.
Так и дают оценку самой опасности возгорания согласно указанным замерам структурного состава атмосферы в грузовом помещении, определяя безразмерный коэффициент «ζ» исходя из соотношения:So they give an assessment of the danger of fire according to the indicated measurements of the structural composition of the atmosphere in the cargo room, determining the dimensionless coefficient ζ based on the ratio:
где K - текущее значение показателя Грехема, соответствующее Ti;where K is the current value of the Graham index corresponding to T i ;
K0 - начальное значение показателя Грехема, соответствующее начальному значению температуры угля, не превышающей +35°С.K 0 - the initial value of the Graham index, corresponding to the initial value of the temperature of coal, not exceeding + 35 ° C.
И в завершение делают вывод, сопоставляя соответствующие значения «η» и «ζ» с нулем, о состоянии штабеля угля, при котором, в случае наличия значений η>0 и ζ>0, дают заключение, что в штабеле угля температура повышена, и в атмосфере грузового помещения имеется повышенная концентрация токсичного газа, а при наличии значении η<0 и ζ<0 дают заключение, что на данный момент температура в штабеле угля стабильна и не повышается, и концентрация газовой среды в атмосфере грузового помещения находится в допустимых пределах, а при наличии повышенной концентрации токсического газа в атмосфере грузового помещения и повышении температуры в штабеле угля принимают решение охладить уголь охладителем в виде данного искусственного снега в очаге возгорания посредством бытового снежного ружья, и сугубо затем, не ранее, произвести вытяжную вентиляцию грузового помещения, а само количество необходимого снега «Мс» в кг для этого определяют по формуле:And in conclusion, they conclude by comparing the corresponding values of η and ζ with zero about the state of the coal stack, in which, if there are values of η> 0 and ζ> 0, they conclude that the temperature in the coal stack is elevated, and in the atmosphere of the cargo room there is an increased concentration of toxic gas, and if the values η <0 and ζ <0, they conclude that at the moment the temperature in the coal stack is stable and does not increase, and the concentration of the gas environment in the atmosphere of the cargo room is within acceptable limits, and in the presence of increased conc To obtain toxic gas in the atmosphere of the cargo room and increase the temperature in the coal stack, they decide to cool the coal with a cooler in the form of this artificial snow in the ignition area using a domestic snow rifle, and then, not earlier than, carry out exhaust ventilation of the cargo room, and the amount of snow necessary " M s ”in kg for this is determined by the formula:
где qy - удельная теплота сгорания угля, Дж/кг;where q y is the specific heat of combustion of coal, J / kg;
My - масса нагретого угля, кг;M y is the mass of heated coal, kg;
Сс - удельная теплоемкость снега, Дж/кг К;C with - specific heat of snow, J / kg K;
ΔT - разность температур снега и угля, К;ΔT is the temperature difference between snow and coal, K;
λс - удельная теплота таяния снега, Дж/кг.λ s - specific heat of melting snow, J / kg.
Заявленные отличительные признаки в виде математического выражения обеспечивают возможность применения снега, как эффективного огнегасителя в случае гашения пожара при нормальной влажности атмосферы у очага возникновения возгорания. Для таких моделей огнегасителей, используя теорию Д. Максвелла, 3аявитель представляет возможным формализовать и оценить количественно интенсивность испарения частиц снега - Ic и льда - Iл по формуле:The claimed distinguishing features in the form of a mathematical expression provide the possibility of using snow as an effective fire extinguisher in the case of extinguishing a fire at normal atmospheric humidity near the center of fire. For such models of fire extinguishers, using the theory of D. Maxwell, the third applicant makes it possible to formalize and quantify the rate of evaporation of snow particles - I c and ice - I l according to the formula:
где r - радиус ледяного шарика или плоской снежинки, мм;where r is the radius of the ice ball or flat snowflake, mm;
eн - содержание массы насыщенного пара в воздухе, г/м3;e n - the content of the mass of saturated steam in the air, g / m 3 ;
e∞ - фактическая влажность воздушной среды, г/м3;e ∞ is the actual humidity of the air, g / m 3 ;
а по формулеand according to the formula
где D - коэффициент диффузии водяного пара, м2/с;where D is the diffusion coefficient of water vapor, m 2 / s;
ρс - массовая плотность снега, кг/м3;ρ s - mass density of snow, kg / m 3 ;
ρл - массовая плотность льда, кг/м3,ρ l - mass density of ice, kg / m 3 ,
найти время полного испарения частиц снега как твердых атмосферных осадков при t ниже 0°С и гранул льда для случая известных значений размеров поверхностей гранулы льда и частицы снега, а также заданных значений их массовых плотностей ρс и ρл, одинаковом дефиците влажности воздуха (ен-е∞), и коэффициенте диффузии водяного пара - D. Считается, что воздух перенасыщен паром, если ен<е∞.find the time of complete evaporation of snow particles as solid precipitation at t below 0 ° C and ice granules for the case of known values of the surface sizes of ice granules and snow particles, as well as given values of their mass densities ρ c and ρ l , the same air humidity deficit (e -e n ∞), and the diffusion coefficient of water vapor - D. it is believed that the air saturated with steam if n e <e ∞.
Результаты опытных испытаний показали, что за счет меньшей массовой плотности снега (почти в 5 раз) меньшей площади поверхности испарения (в 4 раза), частицы снега испаряются быстрее льда почти в 20 раз.The results of experimental tests showed that due to the lower mass density of snow (almost 5 times) less than the surface area of evaporation (4 times), snow particles evaporate almost 20 times faster than ice.
Опытные данные подтверждают также результаты расчетов, касающихся влияния размеров и соответственно формы снежинок на испарение. Замечено, что чем снежинка меньше, тем быстрее она испаряется. При этом сами ледяные кристаллики снега имеют разнообразную форму снежинок: шестиугольных пластинок, шестилучевых звездочек и др. Эта закономерность позволяет сделать вывод, что снег является лучшим, более эффективным огнегасителем, чем лед. На практике всегда, при использовании снега для тушения пожара к месту возгорания в одно и то же время будет поступать большее количество охладителя, так как Ic>Iл.The experimental data also confirm the results of calculations regarding the influence of the size and, accordingly, the shape of snowflakes on evaporation. It is noticed that the smaller the snowflake, the faster it evaporates. Moreover, ice crystals of snow themselves have a different shape of snowflakes: hexagonal plates, six-pointed stars, etc. This pattern allows us to conclude that snow is a better, more effective fire extinguisher than ice. In practice, always, when using snow to extinguish a fire, a larger amount of coolant will arrive at the same time at the same time, since I c > I l .
В общем, температурно-влажностный режим в грузовом помещении, загруженном углем, достоверно характеризовать и контролировать по следующим критериям:In general, the temperature and humidity conditions in a cargo area loaded with coal can be reliably characterized and controlled by the following criteria:
1. Если интенсивность испарения I>0, то движение охладителя направлено в нужную сторону - к очагу возгорания.1. If the evaporation rate I> 0, then the movement of the cooler is directed in the right direction - to the source of ignition.
2. Если грузовое помещение перенасыщено паром, т.е (eн-e∞)<0, то испарение любых огнегасителей реализовать практически невозможно.2. If the cargo area is oversaturated with steam, ie (e n -e ∞ ) <0, then the evaporation of any extinguishers is practically impossible.
На фиг. 1 представлена иллюстрация снежной пушки.In FIG. 1 is an illustration of a snow cannon.
На фиг. 2 представлена иллюстрация бытового снежного ружья.In FIG. 2 is an illustration of a domestic snow rifle.
Примером в осуществлении предлагаемого способа при перевозке на судах является использование известного оборудования - снежная пушка (фиг. 1) - буксируемое, образующее снег орудие, крупнокалиберное (свыше 155 мм), положительно зарекомендовавшее себя для подготовки и поддержания снежной трассы при осуществлении олимпиады 2014 г. в г. Сочи. Снежная пушка содержит снегогенератор 1, компрессор 2, систему автоматизации (не показано), которые смонтированы на колесном шасси 3, прочной штанге или лыжах (не показано). Воду для компрессора подают по шлангу со специальным разъемом 4. Управляющие сигналы подают от центральной компьютерной системы через отдельный «сигнальный кабель» или по радио (не показано).An example in the implementation of the proposed method for transportation on ships is the use of well-known equipment - a snow cannon (Fig. 1) - a towed, snow-forming gun, large-caliber (over 155 mm), which has proven itself to prepare and maintain a snow track during the 2014 Olympics in Sochi. The snow cannon contains a
При перевозке на судах используют бытовые снежные ружья - одноствольные, гладкоствольные с длинным поворотным стволом 1 (фиг. 2), которые работают от обычных водных источников со шлангом 2 подачи воды («водопровод»), а в качестве источника сжатого воздуха используют компрессор 3.When transporting ships, they use household snow rifles - single-barrel, smooth-bore with a long rotary barrel 1 (Fig. 2), which operate from conventional water sources with a water supply hose 2 ("water supply"), and use a
Заявленный способ осуществляют следующим образом. В порту формируют судовую партию груза (угля) в штабеле (не показано) для перевозки. Как известно, угли в штабеле хранятся длительное время в больших объемах, и в них первоначально температура повышается по всей массе равномерно. Затем в местах высокой аккумуляции тепла самонагревание угля ускоряется, и образуются локальные объемы с повышенной температурой, которые при достижении критической - самовозгораются. Поэтому, до погрузки угля на судно, уголь охлаждают, чтобы на протяжении рейса и перед погрузкой уголь имел температуру не более допустимой - +35°С.The claimed method is as follows. A shipload of cargo (coal) is formed at the port in a stack (not shown) for transportation. As you know, coals in the stack are stored for a long time in large volumes, and in them initially the temperature rises uniformly throughout the mass. Then, in places of high heat accumulation, self-heating of coal is accelerated, and local volumes with increased temperature are formed, which, when critical is reached, spontaneously ignite. Therefore, before loading the coal onto the vessel, the coal is cooled so that during the voyage and before loading the coal has a temperature no more than acceptable - + 35 ° С.
С этой целью при формировании штабеля угля в порту соблюдают требование, в соответствии с которым на протяжении всего периода хранения обеспечивают и сохраняют низкой внутриштабельную температуру. Для этого производят складирование угля на оснеженное основание со слоем снега не более 3-5 см и далее покрытие всего образованного штабеля угля слоем снега толщиной 0,50-0,75 м. Это обеспечивают посредством снежной пушки. По данным испытаний, проведенных на ряде топливных складов, в угле после «шести-девяти месяцев хранения внутриштабельная температура во многих участках штабеля продолжала оставаться ниже нуля и в осеннее-летний период».To this end, when forming a stack of coal in the port, the requirement is observed that, during the entire storage period, the internal temperature is maintained and kept low. For this, coal is stored on a snow-covered base with a snow layer of not more than 3-5 cm and then the entire formed stack of coal is covered with a snow layer 0.50-0.75 m thick. This is ensured by a snow cannon. According to tests conducted at a number of fuel depots, in the coal after "six to nine months of storage, the in-stack temperature in many parts of the stack continued to remain below zero in the autumn-summer period."
В процессе выполнения дальнейшей операции погрузки угля из штабеля со снежным покрытием снег перемешивают с углем экскаватором, скрепером или другими землеройными механизмами, чтобы груз получился в виде небольших смерзшихся кусков, образующих пористую структуру штабеля, обеспечивающую условия для лучшего проникновения охладителя к месту самовозгорания. После погрузки судна в рейсе в грузовых помещениях в штабеле угля могут появляться очаги самонагревания угля, опасность которых в течение всего периода транспортировки определяют по результатам контрольных замеров посредством датчиков и газоанализаторов (не показано) температуры и соответственно структурного химического состава тепловых потоков, выделяющихся из штабеля угля летучих веществ по углероду и кислороду. По данным о динамике изменений показателя «K» Грехема, характеризующего в течении всего периода транспортировки степень окисления углерода, анализируют состав окружающей уголь газовой среды для возможности оценки и создания необходимых безопасных условий данной атмосферы.During the further operation of loading coal from a stack with a snow cover, the snow is mixed with coal by an excavator, scraper or other digging mechanisms, so that the cargo turns out in the form of small frozen pieces that form the porous structure of the stack, providing conditions for better penetration of the cooler to the place of spontaneous combustion. After loading a vessel in a voyage, cargo pockets of coal may appear in cargo piles in the coal stack, the danger of which during the entire transportation period is determined by the results of control measurements using temperature sensors and gas analyzers (not shown) and, accordingly, the structural chemical composition of the heat fluxes released from the coal stack volatiles for carbon and oxygen. According to the dynamics of changes in Graham’s K indicator, which characterizes the degree of carbon oxidation during the entire transportation period, the composition of the gas surrounding the coal is analyzed to assess and create the necessary safe conditions for this atmosphere.
Значение этого безразмерного показателя определяют по формуле, учитывающей контрольные замеры концентрации данных газов в %:The value of this dimensionless indicator is determined by the formula that takes into account control measurements of the concentration of these gases in%:
где СО, N2 и O2 - содержание соответственно углерода, азота и кислорода данной воздушной среды, %.where CO, N 2 and O 2 - the content, respectively, of carbon, nitrogen and oxygen of a given air environment,%.
Сопоставляя начальные и текущие значения этого безразмерного показателя судят почти мгновенно о возникновении в штабеле угля очага возгорания и оценивают уровень опасности возникшего или отсутствие очага эндогенного пожара для принятия соответствующих мер. Для оценки степени опасности возникшего очага и принятия решения о выполнении необходимых мер борьбы с потенциальным пожаром результаты контрольных замеров представляют вначале как значение в безразмерной форме коэффициента опасности «η» по температурным замерам в виде следующей формулы:Comparing the initial and current values of this dimensionless indicator, they judge almost instantly about the occurrence of a source of fire in a coal stack and assess the danger level of the occurrence or absence of an endogenous fire source for appropriate action. To assess the degree of danger of the outbreak and decide on the implementation of the necessary measures to combat a potential fire, the results of control measurements are initially presented as the value in dimensionless form of the hazard coefficient "η" by temperature measurements in the form of the following formula:
где η - коэффициент опасности «η», т.е. коэффициент температурных изменений в штабеле груза в течение известного промежутка времени;where η is the hazard coefficient "η", ie coefficient of temperature changes in the cargo stack over a known period of time;
Ti - текущие значения температуры груза, °С;T i - current values of the temperature of the cargo, ° C;
Т0 - предельно допустимая температура на момент погрузки груза +35°С.T 0 - maximum permissible temperature at the time of loading of the cargo + 35 ° C.
По указанным замерам структурного состава атмосферы в грузовом помещении судна, установив концентрацию в процентах токсичных газов, оценку самой опасности определяют по соотношению:According to the indicated measurements of the structural composition of the atmosphere in the cargo room of the vessel, having established the concentration in percentage of toxic gases, the hazard assessment itself is determined by the ratio:
где Ki - текущее значение показателя Грехема, соответствующее Ti;where K i is the current value of the Graham index corresponding to T i ;
K0 - начальное значение показателя Грехема, соответствующее начальному значению температуры не выше +35°С.K 0 - the initial value of the Graham index, corresponding to the initial temperature value not higher than + 35 ° С.
В завершении делают вывод, сопоставляя значения «η» и «ζ» с нулем о состоянии штабеля угля.In conclusion, they conclude by comparing the values of "η" and "ζ" with zero about the state of the coal stack.
На практике возможны следующие варианты: первый - когда η>0 и ζ>О; второй η<0 и ζ<0.In practice, the following options are possible: the first - when η> 0 and ζ> О; the second η <0 and ζ <0.
По значениям η и ζ, соответствующих первому варианту (η и ζ>0), делают вывод, что в штабеле груза температура повышается и в атмосфере грузового помещения имеется повышенная концентрация токсичного газа. Принимают решение - охладить посредством бытового снежного ружья уголь в очаге и произвести вытяжную вентиляцию грузового помещения, причем только после гарантированного отсутствия очага возгорания. Второй вариант характерен для случая, когда η<0 и ζ<0. В этом случае температура в штабеле в данный момент не повышается и концентрация газовой среды в атмосфере грузового помещения находится в допустимых пределах.Using the values of η and ζ corresponding to the first option (η and ζ> 0), we conclude that the temperature in the cargo stack increases and there is an increased concentration of toxic gas in the atmosphere of the cargo room. They make a decision - to cool the coal in the hearth with the help of a domestic snow rifle and to exhaust exhaust the cargo room, and only after the guaranteed absence of a fire center. The second option is characteristic for the case when η <0 and ζ <0. In this case, the temperature in the stack does not increase at the moment and the concentration of the gaseous medium in the atmosphere of the cargo room is within acceptable limits.
Таким образом, профилактические меры борьбы с эндогенным пожаром на судне сводят к следующим действиямThus, preventive measures to combat endogenous fire on a ship reduce to the following actions
1. Поверхность угля в очаге пожара охлаждают. Для этого в данный очаг подают посредством снежного ружья охладитель - искусственный снег. Количество снега определяют по формуле1. The surface of the coal in the fire is cooled. To do this, a cooler, artificial snow, is supplied to this center through a snow rifle. The amount of snow is determined by the formula
где qy - удельная теплота сгорания угля, Дж/кг;where q y is the specific heat of combustion of coal, J / kg;
My - масса нагретого угля, кг;M y is the mass of heated coal, kg;
Сс - удельная теплоемкость снега, Дж/кг, К;C with - specific heat of snow, J / kg, K;
ΔT - разность температур снега и угля, К;ΔT is the temperature difference between snow and coal, K;
λc - удельная теплота таяния снега, Дж/кг.λ c is the specific heat of snow melting, J / kg.
2. Определяют, как изложено, посредством газоанализатора газовый состав атмосферы в грузовом помещении, оценивают ситуацию по критерию Грехема и при отсутствии пожарной опасности включают вытяжную вентиляцию.2. The gas composition of the atmosphere in the cargo room is determined, as described, by means of a gas analyzer, the situation is evaluated according to the Graham criterion, and in the absence of a fire hazard, exhaust ventilation is turned on.
Claims (1)
где СО, N2 и O2 - содержание соответственно углерода, азота и кислорода атмосферы данной воздушной среды, %, и, сопоставляя начальные и текущие значения данного безразмерного показателя, судят в дальнейшем о возникновении или отсутствии в штабеле угля очага эндогенного возгорания, оценивая при этом степень опасности в случае возникшего очага для принятия необходимых мер, причем, для представления соответствующего заключения о наличии либо отсутствии эндогенного возгорания определяют предварительно как значение безразмерного коэффициента опасности «η» по следующей формуле:
где Ti - текущие значения температуры;
T0 - предельно допустимая температура на момент погрузки груза - +35°С, так и дают оценку самой опасности возгорания согласно указанным замерам структурного состава атмосферы в грузовом помещении, определяя безразмерный коэффициент «ζ» исходя из соотношения:
где Ki - текущие значения показателя Грехема, соответствующие Ti;
K0 - начальное значение показателя Грехема, соответствующее начальному значению температуры угля, не превышающей +35°С, и в завершение делают вывод, сопоставляя соответствующие значения «η» и «ζ» с нулем, о состоянии штабеля угля, при котором, в случае наличия значений η>0 и ζ>0, дают заключение, что в штабеле угля температура повышена, и в атмосфере грузового помещения имеется повышенная концентрация токсичного газа, а при наличии значений η<0 и ζ<0 дают заключение, что на данный момент температура в штабеле угля стабильна и не повышается, и концентрация газовой среды в атмосфере грузового помещения находится в допустимых пределах, а при наличии повышенной концентрации токсического газа в атмосфере грузового помещения и повышении температуры в штабеле угля принимают решение охладить уголь охладителем в виде данного искусственного снега в очаге возгорания посредством бытового снежного ружья, и сугубо затем, не ранее, произвести вытяжную вентиляцию грузового помещения, а само количество необходимого снега «Mc» в кг для этого определяют по формуле:
где qy - удельная теплота сгорания угля, Дж/кг;
My - масса нагретого угля, кг;
Сс - удельная теплоемкость снега, Дж/кг, К;
ΔT- разность температур снега и угля, К;
λc - удельная теплота таяния снега, Дж/кг. A method of extinguishing a fire, comprising supplying a fire extinguisher to the combustion zone, characterized in that when forming large stacks of coal with self-heating properties for sea or rail transportation at a storage site of a seaport or railway unit, a one-component fire extinguisher is used in the stack to extinguish the endogenous fire artificial snow, which is formed from water by means of a snow cannon containing a snow generator, an automation system and a compressor; and to extinguish an endogenous fire in a vehicle then formed in the cargo room, a large mass of coal is also used in a stack of coal, this extinguisher is formed from water by means of a domestic snow gun powered from a conventional water source, and a compressor is used as a source of compressed air; at the same time, to prevent endogenous ignition in the formed stack, they provide and maintain in it a low internal temperature of coal, not exceeding the permissible value of + 35 ° C, by stacking the stack on a snow base formed by means of a snow cannon with a layer of snow of no more than 3-5 cm and subsequent coating by means of a snow cannon of the entire formed stack of coal with a layer of snow 0.5-0.75 m thick; moreover, before unloading coal from the snow-covered stack onto a vehicle, the snow is mixed with coal by means of an excavator or other digging means to form the prepared cargo in the form of small frozen pieces forming the porous structure of the stack; then, during the entire period of transportation of the stack of self-heating coal, its transportation is carried out under conditions under which the atmosphere of the cargo room is controlled by means of control and measuring instruments and the temperature and chemical composition of the heat, carbon and nitrogen and oxygen in the air in the air are released from the coal stack premises, while to assess and create the necessary safe conditions for this atmosphere, determine the value of the dimensionless indicator "K" Graham, characterizing the degree of oxidation of carbon heat flux emitted by the formula:
where СО, N 2, and O 2 are the carbon, nitrogen, and oxygen contents of the atmosphere of a given air environment,%, respectively, and by comparing the initial and current values of this dimensionless indicator, one judges further on the occurrence or absence of an endogenous ignition source in the coal stack, evaluating this the degree of danger in the event of a source for taking the necessary measures, moreover, to present an appropriate conclusion on the presence or absence of endogenous ignition is previously determined as the value of the dimensionless and the danger of «η» according to the following formula:
where T i - current temperature;
T 0 - the maximum permissible temperature at the time of loading of the cargo is + 35 ° С, and they give an assessment of the fire hazard itself according to the indicated measurements of the structural composition of the atmosphere in the cargo room, determining the dimensionless coefficient ζ based on the ratio:
where K i - current values of the Graham indicator corresponding to T i ;
K 0 is the initial value of Graham's index, corresponding to the initial value of coal temperature not exceeding + 35 ° С, and finally conclude by comparing the corresponding values of "η" and "ζ" with zero about the state of the coal stack, in which, in the case of the presence of values η> 0 and ζ> 0, we conclude that the temperature in the stack of coal is increased, and there is an increased concentration of toxic gas in the atmosphere of the cargo room, and if there are values η <0 and ζ <0, they conclude that at the moment in a stack of coal is stable and does not rise, and conc The gas atmosphere in the atmosphere of the cargo room is within acceptable limits, and in the presence of an increased concentration of toxic gas in the atmosphere of the cargo room and an increase in temperature in the coal stack, it is decided to cool the coal with a cooler in the form of this artificial snow in the ignition area using a domestic snow gun, and then , not earlier, to make exhaust ventilation of the cargo area, and the quantity of necessary snow "M c " in kg for this is determined by the formula:
where q y is the specific heat of combustion of coal, J / kg;
M y is the mass of heated coal, kg;
C with - specific heat of snow, J / kg, K;
ΔT is the temperature difference between snow and coal, K;
λ c is the specific heat of snow melting, J / kg.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014119010/12A RU2561897C1 (en) | 2014-05-12 | 2014-05-12 | Method of extinguishing fire |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014119010/12A RU2561897C1 (en) | 2014-05-12 | 2014-05-12 | Method of extinguishing fire |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2561897C1 true RU2561897C1 (en) | 2015-09-10 |
Family
ID=54073430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014119010/12A RU2561897C1 (en) | 2014-05-12 | 2014-05-12 | Method of extinguishing fire |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2561897C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109011258A (en) * | 2018-08-17 | 2018-12-18 | 国电龙源电力技术工程有限责任公司 | The method of coal yard safety monitoring and fire protection linkage control |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1718981A1 (en) * | 1989-02-16 | 1992-03-15 | Предприятие П/Я М-5835 | Fire extinguishing method |
| RU2092203C1 (en) * | 1994-02-18 | 1997-10-10 | Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела | Method of fire fighting |
| RU2311937C2 (en) * | 2005-10-10 | 2007-12-10 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии | Nitrogen cryogenic plant for fire extinguishment in closed objects |
-
2014
- 2014-05-12 RU RU2014119010/12A patent/RU2561897C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1718981A1 (en) * | 1989-02-16 | 1992-03-15 | Предприятие П/Я М-5835 | Fire extinguishing method |
| RU2092203C1 (en) * | 1994-02-18 | 1997-10-10 | Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела | Method of fire fighting |
| RU2311937C2 (en) * | 2005-10-10 | 2007-12-10 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии | Nitrogen cryogenic plant for fire extinguishment in closed objects |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109011258A (en) * | 2018-08-17 | 2018-12-18 | 国电龙源电力技术工程有限责任公司 | The method of coal yard safety monitoring and fire protection linkage control |
| CN109011258B (en) * | 2018-08-17 | 2023-08-11 | 国能龙源电力技术工程有限责任公司 | Coal yard safety monitoring and fire-fighting linkage control method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rohilla et al. | Condensed aerosol based fire extinguishing system covering versatile applications: a review | |
| US20190290950A1 (en) | Vermiculite based fire suppression agent | |
| US20100012334A1 (en) | Inertization Method for Preventing Fires | |
| US6736989B2 (en) | Reduction of HF | |
| RU2561897C1 (en) | Method of extinguishing fire | |
| Yan et al. | New type pyrotechnically generated aerosol extinguishing agents containing phosphorus | |
| Ingason et al. | Large scale tunnel fire tests with different types of large droplet fixed fire fighting systems | |
| Hansen et al. | CFD-modelling of large-scale LH2 release and explosion experiments | |
| Liu et al. | Progress in research and application of water mist fire suppression technology | |
| WO2001030451A1 (en) | Reduction of hf | |
| Kibert et al. | Solid particulate aerosol fire suppressants | |
| EP3552672A1 (en) | Fire suppression agent with vermiculite | |
| Gann | Guidance for advanced fire suppression in aircraft | |
| Ingason et al. | Large scale fire tests with a Fixed Fire Fighting System (FFFS) | |
| US7124833B2 (en) | System for delivery of breathable fire extinguishing gas | |
| Balanyuk et al. | Effect of ecologically safe gas-aerosol mixtures on the velocity of explosive combustion of n-heptane | |
| Larsson et al. | Model scale fire tests on a vehicle deck on board a ship | |
| Han et al. | Exploring the potential of HFC-125a hydrate for innovative fire suppression: a gas hydrate technology approach | |
| RU2290240C1 (en) | Fire-extinguishing composition | |
| Walters | Joseph Conrad and the spontaneous combustion of coal Part 1 | |
| Li et al. | Performance of various water-based fire suppression systems in tunnels with longitudinal ventilation | |
| Unno et al. | A study on dispersion resulting from liquefied hydrogen spilling | |
| d Santos et al. | Changes in CCN activity of ship exhaust particles induced by fuel sulfur content reduction and wet scrubbing | |
| Rath | Application of inhibitors to prevent spontaneous heating of coal | |
| Wighus | An empirical model for extinguishment of enclosed fires with water mist |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170513 |