Chuyên đề trang thiết bị công trình về các hệ thống chữa cháy tự động

Sơ đồ mẫu một hệ thống báo cháy, chữa cháy tự động bao gồm các thiết bị chữa cháy tự động hoạt động khi có cháy:... Chuơng báo 10.Tủ trung tâm Căn cứ vào chất chữa cháy được sử dụng để g

CÁC HỆ THỐNG CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG

oOo

Ngày nay, cùng với những hiểm họa có thể xảy ra với con người thì hỏa hoạn cũng là một trong những mối nguy hiểm mà con người cần phải đề phòng nhất Hậu quả mà nó gây ra cho chúng ta là rât lớn, rất khó có thể lường được Do

đó vấn đề mà chúng tôi đề cập ở đây là chúng ta cần có cảnh giác cao về phòng cháy, chữa cháy Chúng ta cần trang bị đầy đủ những phương tiện phòng cháy chữa cháy để kịp thời xử lí nhanh khi có sự cố xảy ra Chỉ có những hệ thống báo cháy, chữa cháy được thiết kế đúng đắn, đầy đủ chức năng, ổn định và đạt tiêu chuẩn mới có thể đảm bảo cho cao ốc của bạn, nhà xưởng của bạn, ngôi nhà thân yêu của bạn một cách chắc chắn khỏi những rủi ro do hỏa hoạn gây ra Với những sản phẩm được thiết kế phù hợp, đạt tiêu chuẩn sẽ mang đến cho bạn những tính năng hữu dụng nhất:

• Giúp bạn tránh được những mối nguy hiểm do hỏa hoạn gây ra

• Báo trước cho bạn những hiểm họa xắp xẩy ra (nhờ hệ thống các đầu dò, đầu báo khói, báo nhiệt, báo gas… )

• Bạn có thể dễ dàng xử lí khi xảy ra sự cố (nhờ những thiết bị chữa cháy được thiết kế phù hợp, hoàn hảo và rất dễ xử dụng)

Sơ đồ mẫu một hệ thống báo cháy, chữa cháy tự động bao gồm các thiết bị chữa cháy tự động hoạt động khi có cháy:

Các bộ phận của cơ bản của hệ thống gồm:

1 Bình chữa cháy 6 Bộ phận kích hoạt hệ thống bằng tay

2 Hệ thống ống dẫn 7 Đồng hồ chỉ thị chế độ hoạt động

3 Vịi phun 8 Đầu dị, đầu báo

4 Màn hình hiển thị 9 Màn chắn lửa

5 Chuơng báo 10.Tủ trung tâm

Căn cứ vào chất chữa cháy được sử dụng để gọi tên hệ thống chữa cháy, ta cĩ:

Hệ thống chữa cháy bằng nước

Hệ thống chữa cháy bằng bọt (Foam)

Hệ thống chữa cháy bằng khí

Hệ thống chữa cháy bằng hơi nước

Hệ thống chữa cháy sprinkler

Hệ thống chữa cháy drencher

1 Hệ thống chữa cháy bằng nước:

Là hệ thống dùng nước để chữa cháy Hệ thống cấp nước chữa cháy bao gồm cấp nước chữa cháy trong nhà và ngoài nhà

a) Các bộ phận chính của hệ thống:

Trụ chữa cháy Máy bơm chữa cháy Họng và vịi chữa cháy

b) Các nguyên tắc khi thiết kế hệ thống:

- Áp lực nước trong đường ống chữa cháy áp lực thấp trên mặt đất khơng dưới 10m cột nước Áp lực tự do do đầu miệng lăng chữa cháy của đường ống nước chữa cháy áp lực cao đặt ở vị trí xa nhất của ngơi nhà cao nhất phải đảm bảo cột nước đặt khơng dưới 10m

- Số họng chữa cháy bên tong nhà và lượng nước của mỗi họng được qui định trong bảng 14, TCVN 2622:1995:

- Đối với nhà cao tầng, lượng nước dùng trong chữa cháy thường căn cứ vào độ cao và cấp công trình Với công trình phổ thông có độ cao dưới 50m, áp lực là 25l/s; loại nhà cao hơn 50m, lấy áp lực là 35l/s; bệnh viện, khách sạn là 40-50l/s; các nhà tiêu chuẩn cao thì lấy 60-70l/s

- Bể chứa nước dự phòng theo thứ tự kể trên là 6m3

, 12 m3 , 16 m3 Các bể nước phải đảm bảo đủ nước cung cấp cho các thiết bị phun nước tự động

ít nhất là 10 phút với lưu lượng cần thiết cao nhất

- Hệ thống đường ống cấp nước chữa cháy bên ngoài phải thiết kế theo mạng lưới vòng Các trụ chữa cháy phải bố trí theo đường giao thông cứ cách khoảng 150m một trụ

- Ngoài máy bơm chính, phải có máy bơm dự phòng cùng công suất và ít nhất là 1 máy Các máy bơm phải có 2nguồn điện riêng biệt, nguồn điện chính va nguồn dự phòng…

2 Hệ thống chữa cháy bằng bọt (Foam system):

a) Đặc điểm:

Bọt chữa cháy Foam là một mãng bọt có khối lượng lớn, có tính bền, chứa đầy không khí, có tỷ trọng nhỏ hơn dầu, xăng, hoặc nước Foam được tạo ra bởi 3 thành phần: nước, bọt cô đặc, và không khí Nước được trộn với bọt cô đặc, tạo thành một dung dịch foam Dung dịch này lại được trộn với không khí (hút không khí) để tạo ra một loại bọt chữa cháy có đủ tính năng, sẵn sàng phun lên bề mặt vật gây cháy và dập tắt cháy

Tùy theo loại bọt, Foam có thể chữa cháy bằng nhiều cách:

- Phủ trùm lên trên bề mặt chất cháy một lớp bọt dày, dập tắt ngọn lửa và cách ly nhiên liệu không cho tiếp tục tiếp xúc với không khí

- Làm lạnh nhiên liệu bằng lượng nước có chứa trong bọt

- Trùm phủ không cho chất lỏng (nhiên liệu) bốc hơi và hòa trộn vào không khí

Do tính chất hữu hiệu của nó, đồng thời do nó giảm thiểu lượng nước cần dùng, hệ thống Foam hiện nay được tin dùng rộng rãi Giảm số lượng chất chữa cháy cần dùng để dập tắt lửa, nghĩa là giảm thiểu sự hư hỏng thiết bị, đồ dùng, giảm ô nhiễm môi trường do nước phun ra, đặc biệt là tại những nơi có chứa chất độc hại Đối với loại Foam giãn nở cao, thì hầu như chẳng hư hại gì cả cho hàng hóa, và chỉ trong một thời gian ngắn, cả nhà kho đều trở lại bình thường

Các loại bọt thông dụng:

- Foam AFFF là chất bọt mà sẽ tạo ra một màn sương phủ trên mặt phẳng của nhiên liệu có hydrocarbon

- Foam ARC (alcohol-resistant concentrate) là chất bọt mà sẽ tạo ra một màn nhấy trên mặt phẳng của loại nhiên liệu không hòa tan

b) Ứng dụng:

Hệ thống Foam được ứng dụng tại những nơi đặc biệt có rủi ro cao về cháy nổ như kho xăng dầu,…

Khi được kích hoạt, sẽ phun ra một loại bọt bao phủ lên trên bề mặt xăng dầu, tách chất lỏng dễ cháy ra khỏi không khí và lửa, nhờ đó ngọn lửa bị dập tắt

c) Sơ đồ bố trí hệ thống:

Các thiết bị chính của hệ thống chữa cháy Foam:

- Bồn chứa bọt dạng bladder (Bladder tank): là một bồn chứa có chức năng trộn bọt bằng cách tận dụng áp lực của dòng nước để hút bọt đậm đặc và hoà trộn nó với nhau tạo thành một dung dịch hỗn hợp để chữa cháy

- Hệ thống đường ống dẫn nước và bọt chữa cháy

- Hệ thống các van (valce) điều khiển

- Hệ thống các đầu phun chữa cháy đầu (sprinkler, spray, nozzle, monitor, foam pourer, hoặc high expantion foam generator, tùy theo hệ thống foam được dùng)

- Hệ thống năng lượng và trạm bơm

d) Quá trình hoạt động:

Khi các đầu báo cháy bị kích hoạt bởi các đám cháy thông qua cảm ứng nhiệt – quang – khói, nó sẽ truyền dẫn tín hiệu cho còi báo cháy và trung tâm báo cháy Trung tâm sẽ khởi động hệ thống đèn - tín hiệu cảnh báo cháy và hệ thống trộn bọt Foam Bọt Foam sẽ được phun lên đám cháy tại các họng phun

Sơ đồ tóm tắt của hệ thống Foam

Một số model bồn bọt Foam

(còi báo cháy)

thiết bị báo động khác

(các đầu phun Foam)

(trung tâm báo cháy) (máy bơm) (nguồn nước)

(nguồn không khí)

(bồn trộn bọt) (đầu báo cháy)

Hệ thống ống dẫn và bồn trộn bọt Foam

3 Hệ thống chữa cháy bằng khí:

3.1 Hệ thống chữa cháy bằng khí CO 2 ( CO2 system):

a) Đặc điểm:

Hệ thống chữa cháy tự động bằng khí CO2 sử dụng chất chữa cháy là khí sạch, không gây rỉ sét, không tác động ảnh hưởng đến máy móc thiết bị điện tử trong khu vực bảo vệ

Vì khí CO2 có thể gây nguy hiểm đối với con người, nên hệ thống luôn có thời gian trì hoãn với tín hiệu báo động liên tục trước khi phun khí, giúp con người nhận biết và thoát hiểm kịp thời

b) Ứng dụng:

Áp dụng cho những nơi mà nếu dùng các chất chữa cháy khác có thể làm hỏng máy móc thiết bị: nhà kho, tàu biển, trung tâm điều khiển,…

c) Sơ đồ bố trí hệ thống:

− Hệ thống các đầu báo cháy (1)

− Hệ thống tủ trung tâm, còi - đèn báo cháy và các nút ấn điều khiển (2)

− Hệ thống bình chứa khí CO2 (3)

− Hệ thống ống dẫn và các đầu phun sprinker (4)

Hệ thống bình chứa khí CO2

d) Quá trình hoạt động:

Cũng như các hệ thống chữa cháy tự động khác, asu khi tín hiệu báo cháy

từ các đầu báo cháy phát, trung tâm báo cháy sẽ kích hoạt các còi và đèn cảnh báo, sau một thời gian nhất định, hệ thống khí CO2 sẽ phun đồng loạt lên đám cháy

3.2 Hệ thống chữa cháy bằng khí N 2 ( N2 system):

a) Đặc điểm:

So với hệ thống chữa cháy bằng CO2, hệ thống chữa cháy N2 có ưu thế đặc biệt là, ngoài khả năng dập tắt cháy nhanh, nó còn là loại phương tiện chữa cháy an toàn cho sức khỏe của con người Hệ thống chữa cháy N2 được thiết kế để bảo vệ một không gian khép kín Chất khí N2 không những có tác dụng chữa cháy hiệu quả, mà nó còn cân bằng được lượng khí O2 cần thiết để cho con người hô hấp tạm thời trong trường hợp khẩn cấp Ngoài ra, với chất khí chữa cháy "sạch" này, sau khi hoàn tất nhiệm vụ chữa cháy, nó không để lại hậu qủa tai hại nào đối với các vật dụng, máy móc nằm trong khu vực vừa được chữa cháy

b) Ứng dụng:

Hệ thống này ứng dụng thích hợp tại những môi trường trong sạch, nơi có trang bị những loại máy móc hoặc dữ liệu có giá trị cao

c) Sơ đồ bố trí hệ thống và quá trình hoạt động:

Tương tự như hệ thống chữa cháy bằng khí CO2, hệ thống căn bản gồm có cụm bình chứa khí, hệ thống đường ống dẫn khí, các đầu phun khí, tủ kích hoạt phun khí, tủ điều khiển hệ thống chữa cháy, đầu báo cháy, công tắc kích hoạt thủ công, loa báo phun khí, đèn báo phun khí, chỉ khác là hệ thống bình CO2 được thay thế bằng hệ thống bình N2

Hệ thống bình phun khí N2

3.3 Hệ thống chữa cháy bằng khí FM200® ( FM200® system):

a) Đặc điểm:

Là một chất chữa cháy thân thiện với môi trường, khí FM- 200® (C3F7H - Heptafluoropropane) rất an toàn cho cả khu vực chữa cháy và không cháy Khi kích hoạt nó phun ra một chất khí sạch có tên là FM200, nó cân bằng lượng khí O2 trong không khí để con người hô hấp tạm thời trong trường hợp khẩn cấp Ngoài ra

nó không để lại hậu quả nào cho các máy móc thiết bị

Ở điều kiện tiêu chuẩn, FM-200® là một chất khí không màu, không mùi, không dẫn điện, nhiệt độ sôi là -16.4 độ C

b) Ứng dụng:

FM-200® được sử dụng trong các khu vực phòng điều khiển, xử lý dữ liệu, khoang máy bay, khu các thiết bị y tế, các thiết bị công nghiệp có giá trị cao, thư viện, nhà bảo tàng, phòng trưng bày nghệ thuật, phòng cách âm, khu vực lưu trữ các chất dễ cháy… là những khu vực thường xuyên có người

Cấu trúc phân tử khí FM-200®

c) Sơ đồ bố trí hệ thống:

Thiết bị hệ thống FM-200® rất đơn giản gồm: bình khí, đầu kích hoạt, công tắc áp lực, đầu phun, đường ống, đầu dò khói, và tủ điều khiển Do nồng độ

sử dụng thấp (6.25%), để bảo vệ 1 phòng kích thước đến 20x14x3 m, hệ thống FM-200® chỉ sử dụng 1 bình 368L, không sử dụng hệ thống ống góp phức tạp chỉ dành cho nhiều bình

Đầu kích hoạt cho hệ thống có rất nhiều loại như kích hoạt bằng điện, khí,

cơ, hoặc bằng điện và cơ, thích hợp cho từng ứng dụng cụ thể Tủ điều khiển FM-200® có loại cho 1 vùng (3+1), loại cho 2 vùng (4+2), loại cho 3 vùng (8+3) Sử dụng nguồn điện 220V và 2 bình ắc-quy dự phòng (đến 24 giờ), tủ điều khiển rất

dễ sử dụng và an toàn

d) Nguyên tắc hoạt động FM-200®:

Để duy trì một đám cháy phải có sự tồn tại của 3 yếu tố là vật liệu gây cháy, oxy và nhiệt độ Nếu loại bỏ được 1 trong 3 yếu tố trên, đám cháy sẽ bị dập tắt

FM-200® hoạt động dựa trên nguyên tắc loại bỏ nhiệt, tức là các nguyên

tử khí FM-200® sẽ hấp thụ nhiệt cho tới khi nhiệt độ của đám cháy hạ xuống dưới mức duy trì sự cháy, khi đó đám cháy sẽ bị dập tắt

Hệ thống bình chứa khí FM-200®

e) So sánh khí FM-200® với các hệ thống chữa cháy khác:

- So với Halon 1301 (khí chữa cháy đã ngưng sừ dụng theo hiệp ước Montreal về bảo vệ môi trường ra đời năm 1987), FM-200® có nhiều tính chất vượt trội Tính phá hủy tầng Ozone của FM-200® bằng 0 (không chứa chlorine hay bromine) Về mặt độc tính, được chứng nhận bởi Ủy Ban Bảo Vệ Môi Trường

Mỹ (the US Environ-mental Protection Agency), FM-200® rất sạch cho môi trường, ít ảnh hưởng đến tim mạch, và ít tạo ra hiệu ứng nhà kính

Bảng so sánh FM-200® và Halon 1301

- So với CO2 hay Argonite cần phải di tản người ngay lập tức khi phun, FM-200® rất an toàn Khi FM-200® được phun ra, con người vẫn có thể thở và tiến hành các biện pháp khắc phục cháy cần thiết Do đó, FM-200® được sử dụng trong các khu vực thường xuyên có người

- So với hệ thống Sprinkler phải mất gần 10 phút để kích hoạt hệ thống, FM-200® chỉ mất 2 phút để kích hoạt Điều này giúp hạn chế đến mức tối thiểu

thiệt hại có thể xảy ra Hơn nữa, thời gian ngừng làm việc để khắc phục sau cháy của hệ thống sprinkler là 16 ngày, trong khi của hệ thống FM-200® chỉ là 1 ngày

Như vậy, chi phí sử dụng FM-200® rẻ hơn CO2, Argonite do ít thiết bị hơn, an toàn cho người sử dụng hơn CO2, Argonite khi áp suất hoạt động thấp hơn

và không gây ngạt, an toàn cho thiết bị hơn so với sprinkler sau khi hệ thống đã kích hoạt Cả về kỹ thuật và kinh tế, FM-200® đều mang đến thuận lợi cho người

sử dụng Vì vậy, khí chữa cháy FM-200® đã trở thành một loại chất chữa cháy quan trọng trong công nghiệp

4 Hệ thống chữa cháy bằng hơi nước ( Hệ Thống Hồng Thủy- water spray system):

a) Đặc điểm:

Hơi nước là chất chữa cháy tự nhiên, không độc cho môi trường nên được dùng phổ biến để chữa cháy Hơi nước được phun ra là nước tự nhiên nên không gây hại cho con người và môi trưởng, có thể phun ra tự động và ngay lập tức từ hệ thống dập lửa

Hệ Thống Hồng Thủy được thiết kế để phun ra một lượng nước lớn, dày đặc

Nó bao trùm một vùng rộng, phun nước ra cùng một lúc bởi nhiều vòi phun, được

bố trí thành dãy tùy theo yêu cầu của từng hiện trường

b) Ứng dụng:

Những hiện trường được xếp loại nguy hiểm về hỏa hoạn cao, không thể chữa cháy bằng hệ thống sprinkler thông thường, mà phải dùng hệ thống chữa cháy bằng nước vách tường như nhà máy điện, kho xăng,khu vực hệ thống điều khiển kỹ thuật, dữ liệu…

c) Nguyên tắc chữa cháy và phân loại:

Nguyên tắc chữa cháy:

- Tác dụng làm nguội: Dùng nước để làm nguội bầu không khí nóng lên do cháy và do nước bốc hơi, đồng thời giữ cho nhiệt độ của vật chất ở dưới ngưỡng nhiệt độ bốc cháy Làm nguội để hạn chế lây lan và mau chóng dập tắt cháy

- Tác dụng phủ kín: Một lượng hơi nước khổng lồ, khoảng 1650 lần thể tích nươc, bao phủ mặt phẳng đang cháy, ngăn không cho oxygen tiếp cận ngọn lửa Tách oxygen nghĩa là lửa không còn điều kiện để tiếp tục cháy

- Tác dụng cô đặc: Một lượng hơi nước khổng lồ, khoảng 1650 lần thể tích nươc, bao phủ mặt phẳng đang cháy, ngăn không cho oxygen tiếp cận ngọn lửa Tách xygen nghĩa là lửa không còn điều kiện để tiếp tục cháy

Phân loại theo tốc độ phun:

- Tốc độ trung bình: có tác dụng khống chế đám cháy bằng cách làm lạnh môi trường đang cháy Với những vòi phun đặc biệt, nó sẽ phun thành chùm tia nước li ti, tạo một màng sương theo dạng hình nón, làm lạnh mặt phẳng đang xảy

ra sự cố, bằng cách loại trừ hơi nóng ra khỏi nơi nguy hiểm và tạo một màng ngăn bức xạ nhiệt

- Tốc độ cao: phun ra những chùm tia nước có giọt tương đối lớn, cực mạnh, làm cho dầu đọng lại thành giọt gần mặt phẳng đang cháy, làm dầu nguội đi,

và ngăn không cho nó bốc hơi thêm nữa Nhờ dùng một lượng nước cực lớn trong một không gian nhỏ, ngọn lữa nhanh chóng được dập tắt