Генератор инертных газов
Генератор инертных газов предназначен для получения и подачи в зону горения инертных газов или инертной пены с низким содержанием кислорода для предотвращения взрывов, локализации и тушения пожаров в шахтах, тоннелях, подвальных закрытых помещениях и т. д.
В результате применения инертных газов (азот, диоксид углерода) в атмосфере пожарного участка происходит разбавление горючих газов и понижается содержание кислорода до предела, при котором воспламенение любой смеси горючих газов с воздухом становится невозможным.
Инертные газы в генераторе получают при сжигании жидкого топлива (керосина) в выхлопных газах турбореактивного двигателя с последующим охлаждением продуктов сгорания водой. Для получения инертной пены инертный газ пропускают через пеногенерирующее устройство, входящее в комплект генератора.
Производительность генератора регулируется в широком диапазоне. Генератор автономен, может доставляться шахтным транспортом по горным выработкам.
История[править]
Идея создания генератора инертных газов для тушения подземных пожаров принадлежит В. П. Рудченко — директору центральной научно-исследовательской лаборатории по горноспасательному делу (ЦНИЛ) военизированных горноспасательных частей (ВГСЧ) Донбасса. Это подтверждает авторское свидетельство СССР № 231502, заявка на которое была подана 06.06.1966 г.
Экспериментальный образец генератора инертных газов ГИГ-1 после испытаний на полигоне применили на шахте «Александр-Запад» треста «Артемуголь» в Горловке. Пожар был в наклонном стволе шахты, поэтому генератор установили на поверхности и парогазовая смесь подавалась непосредственно в ствол. Получили ожидаемый результат: пожар был потушен. Вместе с тем увидели много недоработок в конструкции генератора. Главная — это зависимость от электроэнергии, которая по требованию правил безопасности работ в шахте, на аварийном участке отключается. А в составе генератора был вентилятор СВМ-6М, необходимый для транспортировки парогазовой смеси к очагу пожара. Было принято смелое техническое решение — вместо вентилятора использовать турбореактивный двигатель, который бы обеспечил автономность генератора.
Испытания генераторов инертных газов показали эффективность их работы. Но в шахте использовать их длительное время не разрешали. Началом внедрения генератора в арсенал горноспасательной техники была ликвидация пожаров в шахтах г. Острава в Чехословакии и г. Краков в Польше в 1974 году. Положительные отзывы в наших, чехословацких и польских СМИ открыли зеленый свет применению генератора. Ликвидация аварий на шахтах Донбасса, Кузбасса, Силезии в Польше, в Чехословакии доказали эффективность применения и надежность работы генератора. Необходимо отдать должное мужеству и профессионализму ученых-горноспасателей, приложивших много усилий для снятия синдрома боязни внедрения новой технологии ликвидации аварий. Ничего подобного в мировой практике в то время не было. В шахте «Июльский манифест», в Польше, с суточной добычей 15000 тонн, генератор непрерывно отработал 68 часов. Всего для ликвидации аварии потребовалось 96 часов работы генератора.
Было принято решение выпустить опытную партию генераторов типа ГИГ-4 и поставить их на вооружение горноспасательных частей угольных бассейнов страны. Но производительности 340 м³ в минуту инертного газа ГИГ-4 было не достаточно для его применения в горных выработках с большим дебетом свежей струи воздуха. Резкое повышение темпов и глубин добычи угля в 80-е годы привело к значительному увеличению выделения метана на тонну добываемого угля. Это, соответственно, привело к значительному возрастанию количества воздуха, подаваемого на проветривание участка добычи. Процесс тушения пожаров при помощи генераторов инертных газов заключается в замещении воздуха пожарного участка на бескислородную парогазовую смесь (инертный газ). Поэтому производительность генераторов должна быть равна количеству воздуха, поступающего на пожарный участок. В связи с этим, для тушения пожаров требовались более производительные генераторы. Поэтому был разработан новый ГИГ-1500. Основным отличием от ГИГ-4 стала большая производительность (1500 м³ в минуту) с сохранением габаритных размеров предшественника, что потребовало дополнительного изменения конструкции камеры дожигания.
В течение 70-х — 80-х годов было изготовлено более 20 установок указанного типа, которые оказали большую помощь в проведении горноспасательных работ как в нашей стране, так и за рубежом. Некоторые из них работают и до сих пор, то есть сохранили свою работоспособность в течение более 30 лет.
Устройство[править]
Генератор инертных газов типа ГИГ представляет собой установку, состоящую из авиационного турбореактивного двигателя, а также агрегатов, обеспечивающих работу генератора:
- турбореактивный двигатель
- эжектор
- испаритель
- камера дожигания
- камера охлаждения
- пульт управления
- кабель управления
- аккумуляторная батарея
- кабель питания
- топливный перекачивающий насос
- расходная емкость
- топливный шланг
- топливный фильтр
- водяной фильтр
- шланг для подачи воды
Парогазовая смесь на выходе из генераторов содержит до 60 % водяного пара, в связи, с чем флегматизирующие и пожаротушащие свойства парогазовой смеси по своей эффективности воздействия на очаги горения многократно превосходят эффективность применения сжиженного азота или углекислого газа. Наличие большого количества водяного пара и тонкодисперсной водной аэрозоли в потоке парогазовой смеси с низким содержанием кислорода оказывает на очаги горения комплексное физико-химическое воздействие, выражающееся в обрыве цепей горения и интенсивном теплосъеме. Благодаря этому с помощью парогазовой смеси достигается быстрая и эффективная инертизация атмосферы аварийного участка и предотвращение опасности взрыва горючих газов. Это обеспечивает безопасность ведения горноспасательных работ в условиях, когда подход к очагам горения затруднен вследствие высокой температуры, возможных обрушений или обильного газовыделения. С помощью инертной парогазовой смеси возможно объемное и локальное (направленное) воздействие на очаг горения, с целью его подавления. При объемной инертизации осуществляется замещение воздуха инертным газом во всем объеме выработок аварийного участка, включающего очаг пожара. При локальной инертизации предусматривается направленная подача инертной парогазовой смеси непосредственно в зону горения. Во время тушения пожара парогазовой смесью (инертизации атмосферы) должен осуществляться контроль содержания кислорода, метана и других газов в струе, исходящей из аварийного участка. Опасность взрыва горючих газов исключается при снижении концентрации кислорода менее 10 %, пламенное горение в газовой фазе прекращается, когда концентрация кислорода снижается до 8 % и менее. Полностью горение, в том числе тление, прекращается при концентрации кислорода менее 2 %.
Технические характеристики[править]
ГИГ-4[править]
- Производительность (без пара), м³/с 3,33
- Напор, м 1,2
- Объемная доля кислорода, %, не более 1
- Температура инертных газов, 0С 80-85
- Максимальный расход, кг/с:
- воды 7,5
- топлива 0,23
- Напряжение автономного питания, В 24
- Габаритные размеры, м:
- в собранном виде 6,5×0,8×0,9
- отдельной секции, не более 1,8×0,8×0,9
- Масса с комплектом вспомогательного оборудования, кг 1140
ГИГ-1500[править]
- Производительность (без пара), м³/с 8-15
- Напор, м 1,2
- Объемная доля кислорода, %, не более 2
- Температура парогаза, °С 80-85
- Объемная доля пара, % 55-60
- Максимальный расход, кг/с:
- воды 14
- топлива 0,66
- Напряжение автономного питания, В 24
- Габаритные размеры, м:
- в собранном виде 12×1,2×1,2
- отдельной секции, не более . 2×1,2×1,2
- Масса с комплектом вспомогательного оборудования, кг 3000
Трагедия на «Актасской»[править]
Созданный для ликвидации последствий аварий, генератор инертных газов однажды сам стал причиной трагедии. 16 марта 1994 года во время ликвидации аварии на шахте «Актасской» (Казахстан) было принято решение применить ГИГ-1500. Как определили впоследствии специалисты, решение было неверным. От воздействия высокой температуры погибло 11 человек, 4 респираторщика 1 ВГСО, 7 респираторщиков 2 ВГСО. Причиной гибили людей стало попадание парогазаовой смеси в выработки где находились люди.
