Chương 5: AN TOÀN TRONG CÔNG TÁC PHÒNG CHỐNG CHÁY
5.5. Các hệ thống chữa cháy
Căn cứ vào tính chất công tác và trang bị động lực của tàu mà người ta có các hệ thống chữa cháy như sau:
- Hệ thống bơm nước chữa cháy an toàn.
- Hệ thống phun nước tự động.
- Hệ thống tạo sương từ nước.
- Hệ thống chữa cháy bằng hơi nước.
- Hệ thống chữa cháy bằng CO2. - Thiết bị chữa cháy bằng bọt khí.
- Hệ thống chữa cháy bằg khí trơ.
* Nguyên tắc chữa cháy của các hệ thống này là - Làm cho vật bị cháy lạnh đi và tắt lửa.
- Tạo thành một lớp khí ngăn cản sự cháy.
- Phủ lên vật bị cháy một lớp không thể cháy, làm cho vật cháy cách ly oxy của không khí.
5.5.1. Hệ thống chữa cháy cố định bằng nước
Nguyên lý của hệ thống chữa cháy bằng nước là lợi dụng dung nhiệt lớn của nước có thể hấp thụ một lượng lớn nhiệt của đám cháy làm cho đám cháy lạnh đi, đồng thời sau khi hấp thụ nhiệt, bản thân nước sẽ bốc hơi có khả năng ngăn cản oxy với đám cháy.
Để đốt nóng 1kg nước lên 10C cần 1kcal. Để đốt nóng 1kg nước thành hơi cần 539 kcal (nước ở điều kiện tiêu chuẩn 200 C).
1kg nước sẽ tạo thành khoảng 1700l hơi nước.
Nếu phun nước với một áp suất cao có thể cắt đám cháy thành nhiều phần hoặc có thể hắt một phần đám cháy xuống biển tạo điều kiện thuận lợi cho việc chữa cháy.
* Ưu điểm của hệ thống chữa cháy bằng nước
- Nguồn nước vô tận (lấy từ biển), thiết bị đơn giản, rẻ tiền, sử dụng dễ dàng, thời gian sử dụng lâu dài, có thể sử dụng cho các công dụng khác.
- Có tác dụng tốt khi chữa loại lửa A.
* Nhược điểm
- Làm tăng mớn nước của tàu. Nếu chữa cháy trên mặt boong, buồng kín mà không làm tốt công tác thoát nước sẽ làm tăng lượng nước trên boong dẫn đến sự thay đổi tâm ổn định của tàu làm cho tính ổn định của tàu kém. Đối với những tàu nhỏ có thể gây ra lật tàu. Do đó không được sử dụng nước để chữa cháy trong buồng kín khó thoát nước.
- Nước không có khả năng chữa các loại lửa B,C vì lửa này nước không có khả năng dập tắt mà còn gây nguy hiểm như nổ, điện giật...làm cho đám cháy phát triển mạnh hoặc do phản ứng hóa học sản sinh ra một lượng nhiệt lớn làm cho đám cháy càng tăng.
Hệ thống chữa cháy cố định bằng nước ở trên tàu được trang bị một bơm cứu hỏa và hệ thống đường ống dẫn cố định cấp nước cho cứu hỏa. Nếu bơm này xảy ra sự cố thì
có thể sử dụng bơm làm mát máy lạnh để thay thế và cấp nước cho cứu hỏa bằng chính hệ thống đường ống dẫn đó.
5.5.1.1. Các thiết bị trong hệ thống chữa cháy bằng nước - Bơm
Bơm dùng cho hệ thống là bơm cứu hỏa và bơm dùng chung (Fire/General Service Pump), ngoài chức năng cứu hỏa nó còn đảm nhận chức năng hút khô dự phòng, cấp nước cho rửa cá trên boong và các chức năng khác trong trường hợp đặc biệt như máy bơm làm mát máy bị hư hỏng đột xuất.
Bơm cứu hỏa là bơm ly tâm có khả năng tự mồi nước.
- Đường ống
Được chế tạo bằng thép mạ kẽm, trong buồng máy nối với nhau bằng khớp nối (bích), trên boong nối với nhau bằng các mối hàn.
- Van cứu hỏa
Van được lắp trên đường ống nhờ bích nối, ở miệng lấy nước của van bên trong có đệm cao su để thuận tiện khi lắp ống nối vòi rồng và bảo đảm cho nước khỏi rò rỉ.
Hình 5.1: Van cứu hỏa - Vòi rồng
Làm bằng vải bạt. Có hai loại vòi (d = 38,5mm và d = 65mm).
+ Vòi thứ nhất có chiều dài 20m dùng để lắp vào các van ở trên boong, chúng được đặt trong tủ để phía sau tường ca bin.
+ Vòi thứ hai có chiều dài 12m dùng để lắp vào van cứu hỏa buồng máy, chúng được xếp trong hòm gỗ để ở buồng máy.
- Đầu phun
Được chế tạo bằng đồng thau gồm có hai đầu phun kèm theo hai vòi rồng. Đầu phun được lắp sẵn vào vòi rồng, cũng có thể tháo rời ra được. Đầu phun có đường kính 16mm.
Hình 5.2: Đầu phun 5.5.1.2. Sử dụng hệ thống chữa cháy bằng nước
Khi muốn dùng nước chữa cháy ta thực hiện các thao tác sau:
- Lắp đầu nối vòi rồng vào khớp nối của van . Người thợ máy vận hành máy bơm thực hiện các thao tác sau:
+ Mở van lấy nước biển
+ Đóng cầu dao điện cho bơm hoạt động
+ Mở van đẩy của bơm để cấp nước cho cứu hỏa.
- Người chữa cháy mở van lấy nước đồng thời kéo ống vải và vòi phun đến nơi chữa cháy và tiến hành chữa lửa (theo các thao tác đã được diễn tập trước).
Khi kết thúc công việc thì tắt máy bơm, tháo vòi rồng ra khỏi các van, giũ sạch ống vải, phơi khô xong xếp vào vị trí cũ.
Ngoài ra người ta còn bố trí thêm một hoặc nhiều bơm sự cố đặt ở ngoài buồng máy và không phụ thuộc vào các thiết bị của buồng máy. Bơm sự cố có động cơ kéo riêng, có két dầu, ống hút nước riêng, có nhiệm vụ cấp nước vào hệ thống đường ống chung hoặc vào vòi rồng phun nước riêng. Bơm sự cố được dùng khi sự hoạt động của buồng máy hoàn toàn bị tê liệt. Trên các tàu cá cỡ nhỏ dùng bơm sự cố quay (hoặc đẩy) bằng tay.
5.5.1.3. Bảo quản hệ thống chữa cháy bằng nước
* Đối với bơm
Cần tháo ra sửa chữa định kỳ, thường xuyên bôi trơn các ổ đỡ của các bề mặt chuyển động tương đối. Trên tàu cứ 3 tháng tháo ra kiểm tra một lần, tùy theo hư hỏng mà tiến hành sửa chữa hoặc thay thế.
* Đối với đường ống và các van
Thường xuyên kiểm tra, khi thôi sử dụng thì phải xả nước đọng trong đường ống.
Kiểm tra độ kín nước của các van, sự thông suốt trên đường ống nếu hư hỏng phải thay thế.
- Ống vải, đầu phun phải xếp đúng vị trí, kiểm tra theo định kỳ nếu hư hỏng phải kịp thời thay thế.
5.5.2. Hệ thống chữa cháy bằng nước tự động
Hệ thống chữa cháy bằng nước tự động có hiệu quả dập tắt lửa nhanh khi lửa mới phát sinh.
Hệ thống này gồm có:
- Mạng ống dẫn đặt trên trần các hầm hàng hay trên trần của các buồng ở, phòng làm việc.
- Máy bơm nước hoạt động do rơ le điều khiển van phun nước tự động. Hệ thống chữa cháy bằng nước tự động được sử dụng rộng rãi trên tàu gồm có hai loại:
5.5.2.1. Hệ thống chữa cháy bằng nước tự động loại một
Trong ống dẫn luôn luôn có nước dưới áp lực nhất định. Vòi phun có cấu tạo đặc biệt để khi trong hầm hàng, buồng ở có cháy, nhiệt độ tăng đến một mức độ nhất định, vòi phun sẽ tự động mở, nước dưới áp lực lớn sẽ tự động phun ra. Khi nước phun ra ở đầu phun thì áp lực nước trong ống giảm xuống, áp lực giảm sẽ làm cho rơ le điều khiển tự động đóng mạch điện cung cấp cho máy bơm hoạt động và tiếp tục cấp nước chữa cháy.
5.5.2.2. Hệ thống chữa cháy bằng nước tự động loại hai
Ứng dụng hệ thống báo động tự động để tiến hành chữa cháy tự động. khi xảy ra cháy, bộ phận cảm nhiệt vỡ, rơ le báo động làm việc đồng thời một rơ le khác làm cho máy bơm hoạt động vòi phun tự động mở.
Trong khi sử dụng hệ thống chữa cháy bằng nước tự động, không thể sử dụng được vòi phun thông thường mà bắt buộc sử dụng vòi phun có cơ cấu đặc biệt. Trên tàu thường sử dụng hai dạng vòi phun: - Đầu vòi phun có đĩa bánh răng, khi nước phun ra sẽ tỏa nước ra xung quanh.
- Đầu phun có cấu tạo hình chữ Z, tại điểm giữa có khóa nối và toàn bộ vòi phun có thể quay quanh khóa nối.
Hình 5.3: Đầu phun nước tự động
Hình 5.4 : Đầu phun nước tự động có khớp quay 5.5.3. Hệ thống chữa cháy bằng hơi nước
5.5.3.1. Nguyên lý làm việc
Nguyên lý làm việc của hệ thống chữa cháy bằng hơi nước là đưa hơi nước bão hòa vào trong các phòng, buồng kín nhờ hệ thống đường ống. Hơi nước sẽ hình thành một lớp hơi ngăn cản ôxy với vật cháy làm cho đám cháy bị dập tắt.
5.5.3.2. Yêu cầu sử dụng
Dùng để dập tắt đám cháy lửa thông thường và lửa dầu. Trên tàu người ta dùng hơi nước bão hòa lấy từ nồi hơi chính và nồi hơi phụ bảo đảm hơi nước bão hòa chiếm 35 % thể tích không khí ở vùng bị cháy thì lửa mới dập tắt được.
Hệ thống chữa cháy bằng hơi nước bao gồm:
- Nồi hơi
- Hệ thống ống dẫn
- Hơi nước từ nồi hơi phân phối theo đường ống độc lập đến các hầm buồng.
Áp lực công tác của hơi nước từ 6- 8 KG/cm2.
Đường kính của ống dẫn phải đảm bảo sao cho hơi nước vào đầy hầm buồng với tốc độ 30 - 40 m/s trong vòng 15 phút. Thường đường kính trung bình của ống dẫn
20mm < d 40mm.
Nếu cần số lượng hơi nước lớn để phục vụ chữa cháy ở nhiều hầm buồng thì phải tăng thêm số lượng đường ống. Đối với chữa cháy chất lỏng, hệ thống đường ống đặt ở trên trần hầm.
5.5.3.3. Ưu nhược điểm của hệ thống
* Ưu điểm
Kết cấu của thiết bị chữa cháy bằng hơi nước đơn giản, giá thành thấp, chi phí duy tu sửa chữa nhỏ. Chữa được tất cả các loại lửa kể cả lửa dầu (rẻ tiền đối với tàu chạy bằng hơi nước).
* Nhược điểm
Chỉ có thể chữa được lửa trong các hầm kín, buồng kín, dễ làm hư hỏng hàng hóa và thiết bị trên tàu.
Cho nên từ khi có các thiết bị chữa cháy khác thì hệ thống chữa cháy bằng hơi nước chỉ dùng để dự phòng.
5.5.4. Hệ thống chữa cháy bằng hóa học
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngày nay người ta đã sử dụng rộng rãi các loại nguyên liệu hóa học để chữa cháy.
Ưu điểm của hệ thống này là có thể dập tắt nhanh chóng các loại lửa khó chữa như lửa B, C, D mà không làm tổn hại đến hàng hóa và các thiết bị khác.
Những chất hóa học thường dùng để dập lửa trên tàu gồm có:
- Khí Cacbonic (CO2).
- CCl4 (teraclorua), Hydrocacbon Halogen (bột khô).
- C2H5Br (Bromua Etyl).
- Bọt hóa học.
- Bọt cơ khí.
5.5.4.1. Hệ thống chữa cháy bằng CO2 (Dioxide Cacbon) a) Khái niệm chung
Hệ thống chữa cháy bằng khí CO2 được sử dụng rộng rãi trên tất cả các tàu vì nó có những ưu điểm nổi bật như sau:
- Không dẫn điện.
- Không gây thối rữa, hư hỏng hàng hóa và các trang thiết bị khác.
- Bảo quản chúng trong một thời gian dài, có hiệu quả dập lửa nhanh khi lửa mới phát sinh. Nếu như CO2 chiếm 30% thể tích buồng ở, hầm hàng hoặc 40% thể tích buồng máy thì lửa có thể được dập tắt hoàn toàn (trong vòng từ 30 đến 40 giây).
Qua thí nghiệm cho thấy trong 100m3 không khí có 15m3 CO2 thì lửa sẽ tắt, nếu có 21,5m3 CO2 thì mọi vật để nơi đó đều không bị cháy.
Thực tế sử dụng cho thấy, nếu CO2 chiếm 28,5% thể tích các hầm hàng, buồng ở thì dập tắt lửa. Để bù trừ cho lượng CO2 mất đi trên đường dẫn và thoát ra ngoài, người ta
thường tính lượng khí CO2 cần thiết để chữa cháy là 30%.
b) Tính chất lý hóa học của CO2
Khí Cacbonic không màu, không mùi, không vị, không dẫn điện. Dưới áp suất khí quyển 760 mmHg, t = 00C thì nó thì nó có tỉ trọng ( = 1,98, nặng hơn không khí 1,524 lần.
Ở điều kiện t = 00C, B = 36kG/cm2 hoặc t = 190C, B = 50kG/cm2 thì sẽ biến sang thể lỏng.
Từ thể khí sang thể lỏng, CO2 giảm đi 450 lần thể tích. Hay nói khác đi nếu có 1lít CO2 ở thể lỏng ta sẽ thu được 450 lít CO2.
Do đó hệ thống chữa cháy bằng CO2 người ta bảo quản chúng dưới dạng chất lỏng chứa trong các bình thép tiêu chuẩn. Thường người ta dùng các loại bình có dung tích 40l nặng 30kg.
c) Nguyên tắc dập lửa
Khí CO2 phun vào các hầm buồng đang cháy nó kết hợp với không khí tạo ra khí nặng có khả năng ngăn cách oxy trong không khí với đám cháy. Hay nói cách khác, là hơi khí CO2 làm loãng ôxy trong không khí. Đồng thời khí CO2 từ thể lỏng chuyển sang thể khí sẽ hấp thụ một lượng nhiệt rất lớn làm hạ nhiệt độ đám cháy. Hơn nữa, vì CO2 nặng hơn không khí nên nhanh chóng lắng xuống thấp và trùm lên ngọn lửa làm cho đám cháy nhanh chóng bị dập tắt.
Lượng CO2 cần tính toán cho mỗi hầm hàng hoặc buồng ở theo công thức:
G = 0,3..V = 0,3.1,98.V = 0,594.V Trong đó: : tỉ trọng của CO2 = 1,98
V: thể tích hầm hoặc buồng ở (m3) G: trọng lượng CO2 cần trang bị (kg).
Hệ thống CO2 gồm có các thiết bị :
- Kho (cụm) CO2: thường được đặt trên boong chính thường đặt ở mũi tàu hoặc ở gần khu sinh hoạt của thuyền viên. Vách kho có chất cách nhiệt để bảo đảm nhiệt độ trong kho khoảng 5 400C hoặc 500C.
Trong kho đặt một số bình CO2 kế tiếp nhau, miệng các bình CO2 được lắp sẵn vào hệ thống ống dẫn.
Số lượng bình nhiều hay ít tùy theo cỡ tàu lớn hay nhỏ, thông thường người ta trang bị số lượng bình theo công thức:
QCO2
56 , 0 100
. % x
h
V
Q: lượng CO2 cần phải có (kg)
h%: Tỷ lệ phần trăm thường bằng 30 - 40%.
V: Thể tích các hầm và buồng máy (m3).
Hơi CO2 có tác dụng làm loãng Oxy trong không khí, nếu mật độ Oxy chỉ còn 12 - 14% thể tích đám cháy sẽ tắt dần. Muốn vậy đòi hỏi CO2 phải chiếm 30% thể tích hầm hàng hoặc buồng ở và 40% thể tích buồng máy. Người ta lấy tỷ lệ 1kg hơi hóa lỏng CO2
giãn nở thành 0,56 m3 làm tiêu chuẩn để tìm số lượng CO2.
* Thiết bị mở bình
Hệ thống CO2 có thiết bị mở bình đặc biệt bảo đảm mở nhanh chóng tất cả các bình cùng một lúc. Yêu cầu này rất cần thiết khi trong buồng máy bị cháy, cần phải xả CO2 vào không chậm quá 2 phút.
Hình 5.5: Trạm CO2
Trên cổ mỗi bình đều có một cần kéo, đầu mỗi cần kéo đều được bắt chặt vào một dây kéo chung cho tất cả các bình. Khi cần mở bình ta có thể đứng ở xa (ở trong kho đựng CO2, ở vách ngoài tường kho đựng CO2 hoặc ở chỗ thích hợp nào đó trên boong) kéo dây, làm cần kéo quay một góc 900 làm cho van cổ bình mở ra, bởi CO2 trong bình qua ống xiphông qua van cổ bình vào ống nối và van một chiều (để ngăn chặn không cho CO2 ở các bình khác chảy ngược vào bình này) tới ống cái, sau đó đi vào hệ thống đường ống CO2.
- Hệ thống đường ống CO2 gồm các đường ống nhỏ hơn ống cái, trên các ống nhỏ có các van điều tiết. Đầu mút của các ống nhỏ có vòi phun để phun đều hơi CO2 ra xung quanh dập tắt ngọn lửa.
Các ống nhỏ này chạy tới các hầm hàng, buồng ở, kho hàng, buồng máy lạnh,
buồng máy cái,...
d) Bảo quản hệ thống CO2
- Trạm (kho) CO2: phải được sử theo đúng hướng dẫn treo ngay tại kho. Không được để bất cứ thứ gì trong kho gây trở ngại đường dẫn khi sử dụng khẩn cấp.
- Hàng tháng phải kiểm tra các van, các van phải luôn ở trạng thái làm việc bình thường, kiểm tra hệ thống dẫn khí.
- Định kỳ cân lại trọng lượng các bình CO2 theo quy định của đăng kiểm để xem thử có bị thất thoát CO2 không, nếu bị thất thoát dưới 10% thì phải nạp bổ sung. Ghi lại trọng lượng CO2 trong mỗi bình và tình trạng kỹ thuật của hệ thống trong báo cáo của giám định. Công việc này tiến hành hàng năm.
- Hai năm một lần, thổi các ống dẫn khí bằng khí nén hoặc CO2 không được thổi bằng nước, tuyệt đối không được thổi bằng Oxy đề phòng ống bị tắt.
5.5.4.2. Hệ thống chữa cháy bằng C2H5Br (Bromua Etyl).
Hiện nay trên các con tàu hiện đại người ta thường sử dụng hệ thống chữa cháy Bromua Etyl để dập lửa ở các buồng máy, hầm lò hơi và các khoang đặc biệt mà không thể sử dụng các phương tiện khác để dập lửa được.
a) Nguyên tắc chữa cháy của hệ thống
Hệ thống này dập lửa bằng cách tạo ra môi trường không duy trì sự cháy do sự bốc hơi của Bromua Etyl.
Chất chữa cháy của hệ thống gồm:
73% C2H5Br và 27% C2H4Br2 (Tetrarua đi Brom Etyl) 70% C2H5Br và 30% C2H4Br2 (Đi Bromua Etyl)
Bromua Etyl là một chất lỏng rất dễ bốc hơi và có mùi ete đặc, mùi này rất dễ nhạn ra chỉ cần tồn tại 0,001% trong không khí.
Hơi Bromua Etyl có tính độc nên khi tiếp xúc với lửa nó sẽ bị nhiệt phân tạo nên chất độc mạnh, cho nên khi sử dụng hệ thống này phải hết sức thận trọng và phải tuyệt đối chấp hành mọi quy định về kỹ thuật an toàn (Mặt nạ phòng độc, áo quần chống độc,..)
Hệ thống này bao gồm:
- Các bình chữa cháy C2H5Br .
- Các bình khí nén (thường dùng 2 bình).
- Hệ thống ống dẫn.
- Thiết bị báo hiệu, thiết bị kiểm tra.
b) An toàn khi sử dụng hệ thống
Nguyên tắc làm việc của hệ thống là mở van cho khí nén vào đẩy chất chữa cháy