Автомобиль пожарный многоцелевой «АПМ»

РАЗРАБОТКА ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНОГО АВТОМОБИЛЯ С УСТАНОВКОЙ ПОЖАРОТУШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-АКТИВИРОВАННОЙ ВОДОЙ

В соответствии с поручением Министра Российской Федерации по чрезвычайным ситуациям С. К. Шойгу в 2007 году в Академии ГПС МЧС России была начата научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа «Разработка многоцелевого пожарно-спасательного автомобиля с установкой пожаротушения температурно-активированной водой» (Государственный контракт № 10/4.9-242Г от 22 августа 2007 г.). В результате работы ученые Академии разработали и совместно со специалистами ООО «Аква-ПиРо-Альянс» изготовили пожарно-спасательный автомобиль с установкой пожаротушения температурно-активированной водой АПМ 3-2/40-1,38/100-100 (43118) мод. ПиРо3-МПЗ.

Данный автомобиль представляет собой принципиально новое направление развития многофункциональной техники МЧС России – это создание многоцелевых пожарных и аварийно-спасательных автомобилей, оснащенных мощными электросиловыми установками (мощностью не менее 50 кВт) и установками получения температурно-активированной воды (TAB).
Физическая сущность получения ТАВсводится к подаче воды под большим давлением (от 1,6 до 10,0 МПа) в специально разработанный прямоточный водотрубный теплообменник. В теплообменнике вода сначала нагревается до температуры 160–280 °С (такую воду принято называть недогретой, поскольку температура жидкости меньше температуры насыщения при заданном давлении), затем недогретая вода по гибким или металлическим трубопроводам подается к специальным стволам-распылителям, где она за считанные доли секунды (10^–4–10^–9с) переходит в метастабильное состояние. В результате последующего взрывного вскипания образуются струи ТАВ (рис. 3) с размером капель от 1 до 10 мкм, которые по своим свойствам близки к теплым туманам и облакам. Основные параметры воды при ее температурной активации представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Параметры воды при ее температурной активации

Таким образом, ТАВ называется парокапельная смесь, полученная в результате мгновенного перехода недогретой воды в область метастабильного состояния и последующего взрывного вскипания.
При реализации этого направления добиться многофункциональности пожарной и аварийно-спасательной техники МЧС России удается за счет использования уникальных свойств TAB.Струи ТАВ могут быть использованы для тушения практически всех видов горючих веществ,которые не вступают в химическую реакцию с водой с выделением большого количества тепла или горючих газов. Они эффективно тушат бензины различных марок, нефтепродукты, спирты, ацетон, другие углеводороды и водорастворимые жидкости, а также твердые горючие материалы: древесину, резину, поливинилхлорид, полистирол. Наиболее эффективно струи ТАВ тушат пожары в замкнутых объемах, так как образуют большой объем «водяного тумана», который эффективно осаждает дым и пары ядовитых веществ. Данное свойство TAB было подтверждено при испытании автомобиля АПМ на базе Института экспериментальной метеорологии (Обнинск), когда за 3 минуты в объеме 3200 кубических метров создана практически 100% влажность. Размер капель образующихся при этом, по оценкам ученых, по своим параметрам соизмерим с возможностями нанотехнологий. Эффективное (быстрое) уменьшение температуры при тушении ТАВ обеспечивается тем, что размер большинства капель «водяного тумана» составляет всего от 1 до 10 мкм, а температура струи на расстоянии 30–50 см от ствола-распылителя ТАВ – от 50 до 60 °С. Большая площадь поверхности капель и температура «водяного тумана», близкая к 100 °С, обеспечивает быстрое испарение воды, что и понижает температуру в зоне горения, а также увеличивает объем пара.Струи ТАВ эффективно удаляют отложения нефти и нефтепродуктов с поверхностей из различных материалов (металл, стекло, природный камень, бетон, пластик) без применения большого давления и технических моющих средств, а также предварительной очистки воды.

АПМ с мощной электросиловой установкой (мощность не менее 50–100 кВт) и установкой для получения ТАВ позволяет пожарным подразделениям МЧС России реализовать принципиально новые возможности при ликвидации ЧС:

• обеспечение как поверхностного, так и объемного пожаротушения при подаче ТАВ от передвижной пожарно-спасательной техники;
• тушение широкого перечня горючих материалов только за счет применения ТАВ, т.е. без использования 4–5 видов огнетушащих веществ;
• уменьшение ущерба от излишне пролитой воды при тушении пожаров в жилых и административных зданиях;
• эффективное осаждение дыма и быстрое уменьшение температуры на месте пожара;
• снижение взрывоопасной концентрации паров нефтепродуктов внутри замкнутого объема (резервуара, цистерны, технологической установки);
• тушение пожаров в высотных зданиях передвижной пожарной техникой, обеспечив подачу ТАВ от АПМ по гибкому трубопроводу или сухотрубу на высоту не менее 200 м;
• возможность обеспечение электроэнергией и теплом зданий и сооружений по временной схеме;
• тушение пожаров в тоннелях передвижной пожарно-спасательной техникой без ее заезда внутрь тоннеля, обеспечив подачу ТАВ от АПМ по гибкому трубопроводу или сухотрубу на расстояние до 1000 м;
• пожаротушение в завалах и пустотах со снижением риска для жизни людей, находящихся в них;
• обеспечение работоспособности пожарной техники в зимних условиях при низких температурах.

На примере гарнизона пожарной охраны Свердловской области установлено, что использование АПМ при тушении пожаров ТАВ, позволит уменьшить косвенный эколого-экономический ущерб от излишне пролитой воды не менее чем на 90 %.
В ноябре 2007 года информация об АПМ с технологией получения TAB представлялась на международной выставке «Инновации 2007 года» в Брюсселе, где данная разработка была удостоена золотой медали, диплома и специального приза Бельгийского правительства.В мае 2009 года на основании положительных приемочных испытаний в соответствии с приказом Министра Российской Федерации по чрезвычайным ситуациям С. К. Шойгу от 14 мая 2009 года № 298 «о принятии на снабжение в системе МЧС России многоцелевого пожарно-спасательного автомобиля с установкой пожаротушения температурно-активированной водой АПМ 3-2/40-1,38/100-100(43118)» автомобиль принят на снабжение в системе МЧС России.
В феврале 2010 года для решения задач по восстановительным работам на сооружениях Саяно-Шушенской ГЭС было предложено использование АПМ. Результатом самоотверженной и профессиональной работы оперативной группы явилось разрушение на первой секции разделительного бычка и пера разделительного устоя водобойного колодца Саяно-Шушенской ГЭС снежно-ледяной массы в 330 тонн за 83 часа.

В августе 2010 года АПМ применялся в ходе работ по ликвидации очагов низовых пожаров вблизи г. Сарова.

Использование АПМ, для ликвидации лесных пожаров показало высокую эффективность применения ТАВ как для локализации и тушения очагов с пламенным горением, так и для ликвидации тлеющих очагов лесной подложки, упавших деревьев, корневой системы устоявших деревьев и торфа. Сопоставление результатов работ по защите одного и того же лесного массива с использованием обычной тактики тотального пролива водой и с использованием выборочной обработки поверхности струями ТАВ показало, что расход воды был уменьшен более чем в 10 раз. При этом качество обработки поверхности, исключающее повторные возгорания в местах, обработанных ТАВ, существенно выше.
В июле 2011 года на территории Оренбургского филиала ФГУ Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России были проведены испытания по тушению газового конденсата ТАВ с добавкой пленкообразующего пенообразователя. В результате газовый конденсат на площади 85 м²был потушен с суммарным расходом огнетушащего вещества 1 л/с за 1 мин 37 с.
В настоящее время АПМ поставлены в боевые расчеты гарнизонов пожарной охраны городов Москвы, Реутова, Липецка. В 2010 году в соответствии с Государственным контрактом № 255/3600-101П от 24 мая 2010 года изготовлены и поставлены АПМ в подразделения ГПС МЧС России в количестве 10 шт.

АПМ предназначен для использования в следующих целях:

• доставка к месту пожара или аварии боевого расчета пожарных подразделений или рабочих ремонтно-восстановительных бригад, ремонтного и аварийно-спасательного оборудования и инструмента, средств освещения, а также пожарно-технического вооружения и запаса огнетушащих веществ;
• тушение пожаров компактными и распыленными струями воды и температурно-активированной водой;
• создание пароводяных защитных завес при тушении пожаров или выполнении аварийно-спасательных работ;
• проведение первоочередных аварийно-спасательных работ;
• обеспечение ремонтно-восстановительных работ горячей водой;
• уменьшение взрывоопасных концентраций газов в замкнутых объемах;
• обеспечение временного или аварийного теплоснабжения объектов нефтяных и газовых комплексов;
• осаждение дыма, паров и аэрозолей АХОВ;
• обеспечение работоспособности насосных установок пожарной техники, а также всасывающих и напорных рукавных линий при тушении пожаров в условиях низких температур;
• освещение мест пожаров или аварий;
• очистка от проливов нефтепродуктов резервуаров, трубопроводов, технологического оборудования и элементов строительных конструкций;
• удаление пожароопасных отложений нефти с технологического оборудования;
• разогрев проливов нефти для ее последующего сбора вакуумными насосами;
• ликвидация обледенения технологического оборудования и техники.