Оптимизация информационно-эргатических систем контроля и защиты взрывопожароопасных объектов по количеству огнетушащего вещества - Статья

Выбраны частные целевые функции оптимизации информационно-эргатических систем по необходимому количеству огнетушащего вещества для подавления взрыва и тушения возгорания в начальной стадии их развития. Информационно-эргатические системы применяются для активного подавления взрывов газо-паро-пылевоздушных смесей и тушения быстроразвивающихся пожаров в их начальных стадиях. В ранее выполненных публикациях [1-5] обоснованы необходимость оптимизации структур информационно-эргатических систем и оптимальный выбор средств контроля и защиты взрывопожароопасных объектов, что определяет актуальность данных исследований. В основе оптимизации необходимого количества огнетушащего вещества (ВО) находятся его вид (состав), динамика развития взрыва и пожара, тип эргатической системы, нормативные показатели (время, интенсивность подачи, расход ВО). В [4] рассмотрена динамика взрыва в системе координат время (t, мс) - давление (Р, КПА) и динамика развития пожара в помещении в системе координат время (t, мин) - температура (Т, ?C).Формулируя условие эффективного взрывоподавления и тушения быстроразвивающегося пожара, к учету следует принимать возможные потери огнетушащего вещества при его доставке от исполнительного устройства (пламеподавителя) системы до очага (эпицентра) пламени, а также необходимости повышения эффективности пожаровзрывозащиты. Исходя из целесообразности унификации показателя повышения безопасности, в нашем случае коэффициента Кб , который обоснован в публикациях [1, 2], принимаем его ориентировочные значения от 0,4 до 0,8, в зависимости от категории взрывоопасной смеси, типа 1, 2, 3, 4, 5 взрывозащиты электрооборудования и средств контроля (K1 = 0,6; K2 = 0,7 ; K3 = 0,4 ; K4 = 0,8 ; K5 = 0,5). С учетом отмеченного, общее количество огнетушащего вещества определяется неравенством Выше отмечено, что подавление газо-паро-пылевоздушных смесей в емкостях и технологическом оборудовании возможно только сверхбыстродействующими системами с применением эффективных галоидо-алканов (хладонов, ингибиторов) и мелкодисперсных порошковых составов или комбинированных - хладонов и порошков. Однако научные исследования в этом направлении очень ограничены, а поэтому отсутствуют достоверные расчетные методы оценок параметров явлений взрывов и быстроразвивающихся пожаров, в том числе и оценок необходимых количеств огнетушащих веществ, что усложняет разработку и проектирование эргатических систем контроля и защиты взрывопожароопасных объектов.Представим расчетные выражения требуемого количества огнетушащих веществ различного вида с учетом площади или объема пожара, нормируемой интенсивности подачи или удельной огнетушащей концентрации и нормируемого времени тушения, как аргументов частной целевой функции оптимизации. При поверхностном тушении пожара пеной, пеной с хладоном и использованием быстродействующих систем, спринклерных и дренчерных установок локального действия, требуемый расход (Qtp.п , л/с ) рассчитывается по выражению Необходимое общее количество пены по раствору пенообразователя (Qп , л ), при поверхностном тушении, с учетом (2) и (6), определяется по выражению Необходимое общее количество пены (Qп , м3 ), подаваемое установкой, для объемного тушения При объемном тушении инертными газами, галоидоуглеводородами с использованием установок газового, хладонового, комбинированного тушения и быстродействующих систем импульсной подачи, требуемый расход ВО (Qtp.г , кг/ мин ) рассчитывается по удельному количествуРешение оптимизационной задачи по необходимому количеству огнетушащего вещества, подаваемому в эпицентр взрыва (очаг пожара), выполняется с учетом нормативных ограничений, в частности, удельной огнетушащей концентрации, интенсивности подачи вещества и времени подавления взрыва или тушения пожара.