Главная > Взрывозащищенные посты управления, индикации, сигнализации, оповещения и видеонаблюдения > Извещатель взрывозащищенный пожарный комбинированный по угарному газу ИП-SA 101/435

Сравнительно недавно, для обеспечения раннего обнаружения загорания и снижения вероятности ложной тревоги стали применяться пожарные извещатели с газовым каналом CO. Особенно показательно действие газового пожарного извещателя на СО, при обнаружении тления, медленно развивающихся пожаров. Коренное отличие пожарных газовых извещателей на СО от газовых сигнализаторов на СО – в быстродействии.
На начальной стадии пожара, в процессе тления, возрастает концентрация водорода до 10-20 ppm (молекул на миллион). В дальнейшем происходит нарастание содержания ароматических углеводородов и монооксида углерода СО до уровня 20-80 ppm. А при появлении пламени растет концентрация углекислого газа СО₂ до уровня 1000 ppm.

Эти исследования легли в основу НПБ 71-98 «Извещатели пожарные газовые. Общие технические требования. Методы испытаний». Результаты,  полученные при испытаниях, подтверждаются аналогичными исследованиями, проведенными в Великобритании, Австралии, США.
Монооксид углерода (угарный газ) – газ без вкуса, цвета, запаха, при возгорании выделяется всеми материалами, содержащими углерод. Угарный газ  чрезвычайно ядовит. Даже при относительно низких уровнях за 1-2 минуты этот газ приводит к повреждению мозга либо к смерти. При начальном воздействии угарный газ вызывает дезориентацию, что препятствует сознательному поведению людей при пожаре.
Поскольку монооксид углерода – газ, более подвижен чем дым, то позиционирование извещателя относительно места возгорания или пожара менее критично, что увеличивает вероятность раннего обнаружения. Движение дыма определяется токами конвекции, сила которых зависит от температуры очага пожара. Газ распространяется не столько конвекцией, а больше диффузией, поэтому на обнаружение пожара газовым пожарным извещателем значительно меньше влияют различные перегородки, балки, стеллажи, штабеля и прочие физические препятствия на объекте.
Диффузия - такой механизм распространения газов, в котором молекула газа передвигается в объеме, меняясь местом с молекулой другого газа. Это относится к любым газам, «задачей» которых является равномерное заполнение всего объема. Если оперировать запахами, во всяком случае их можно рассматривать как воспринимаемый человеком тест, то при любом источнике запаха (возьмем приятный – чашка свежезаваренного кофе), этот запах постепенно распространится по всей комнате и выйдет за пределы помещения (отметим этот момент, позже к этому вернемся). При этом распространению запаха не помешает книжный шкаф, балка. Проникновению дыма вверх мешает  эффект стратификации:  у потолка возникает воздушная прослойка толщиной 15-20 мм, куда не проникает дым (что ограничивает место установки дымовых ПИ). Для запаха (соответственно – для газа) нет такой прослойки, как бы мы ни старались ее найти. Попробуем включить вентилятор и остановить распространение запаха. Ослабит? Безусловно. Остановит? Нет.
Если ПИ установлен на потолке металлического ангара, склада, или на потолке атриума, то при солнечном нагреве у потолка помещения возникает довольно большой по толщине слой теплого воздуха, который отталкивает восходящие конвекционные потоки с частицами дыма, что не позволяет дымовым ПИ сработать. Диффузия позволяет проникнуть молекулам СО сквозь этот слой, угарный газ достигает потолка, вызывая сработку ГПИ.
Это, конечно, упрощенная картина распространения газов, но которая позволяет ощутить физику процесса.
Далее, почему в качестве целевого газа большинство газовых пожарных извещателей используют СО? Конечно, водород появляется раньше угарного газа, а уровень углекислого газа СО₂ – по мере пожара увеличивается. Однако, по мере роста пожара уровень водорода падает, а СО появляется в регистрируемых уровнях раньше СО₂. Т.е. угарный газ некая золотая середина. Кроме того, что очень важно: угарный газ в объеме распространяется более равномерно, чем Н₂ или СО₂.
И еще одна задача, которую одновременно решают газовые пожарные извещатели на СО: это защита от отравления угарным газом при пожаре. Непропорционально большое количество смертей при пожарах вызвано пожарами, которые начинаются медленно.  Из всех пожаров 80 % смертных случаев приходится на отравление  смертельным угарным газом. Исследования этих типов пожаров показали, что дым может выделяется в течение многих минут, или даже часов, до уровня, вызывающего срабатывание дымового извещателя. В это время уровни угарного газа становятся такими, что спящий человек зачастую уже не пробуждается, а если и просыпается, то теряет ориентировку и уже не может спастись. Ни один другой тип извещателей не может выполнить задачу обнаружения опасных уровней угарного газа.
Но большое значение имеет энергетика стадий пожара, начиная с тления. Если мощность конвекционных  потоков сильнее, чем энергия диффузии, то, не исключено, что дымовой ПИ обнаружит пожар раньше газового. На возможность обнаружения влияет и состояние среды, в которой применяются пожарные извещатели.
Теперь же рассмотрим другие применения – промышленные. Пыль – обязательно, дым – очень часто, трудность регламентных работ по обслуживанию дымовых ПИ – очень часто. В этом случае дымовая камера дымовых ПИ загрязняется, происходят ложные срабатывания. ГПИ не срабатывают по дыму и пыли, у них нет камеры (негде накапливаться грязи), поэтому в таких условиях ГПИ работают стабильнее, чем другие ПИ и, в результате, более надежно обнаруживают пожар типов ТП-1 – ТП-5. Газовые пожарные извещатели устойчиво работают и в условиях сильного запыления, вплоть до 2,5 кг пыли на 1м³. Что касается задымленности («белый» или «черный» дым не важно), то газовый пожарный извещатель не может сработать на дым, вплоть до появления угарного газа в уровнях, означающих появление пожара.
Конечно, такие явления, как удар молнии, превышение предельной концентрации взрывоопасных газов, превышение предельной температуры самовоспламенения приводят непосредственно к взрыву. Однако практика показывает, что причиной большинства пожаров, даже на объектах хранения и переработки нефти, нефтепродуктов, природного газа, и других легковоспламеняющихся жидкостей или газов, является либо искрообразование, либо возгорание побочных (несвязанных с основным производством) материалов. В последнем случае уже существуют фиксируемые концентрации угарного газа СО.
Вообще надо сказать, что объекты, связанные с нефтью, газом и их производными (углеводородами) в общем числе взрывоопасных объектов занимают лишь 25…30%. И конечно, на таких объектах, средством первого выбора, безусловно, являются извещатели пламени. Но ведь пожар на таком объекте может начаться и не с открытого пламени. Если извещатель пламени на таком объекте уже сработал, и это не ложное срабатывание, то остается очень мало времени для того, чтобы пожар не перерос в масштабную катастрофу.
Надо отметить, что следствием пожаров на взрывоопасных объектах также в большинстве случаев являются медленные процессы тления, например той же самой пресловутой электропроводки.
А как же быть с теми оставшимися 70% взрывоопасных производств и объектов, не связанных с нефтью, газом, ЛВЖ, спиртами? Каким типом извещателей защитить, например, деревообрабатывающий цех, зернохранилище, мукомольное, кондитерское производство, производство цемента и изделий из него, многие химические предприятия, шахты и подземные выработки? Возможный врыв на таких объектах, в большинстве случаев не будет связан с открытым пламенем, и значит налицо неэффективность применения на таких предприятиях извещателей пламени.
Кроме того, все перечисленные производства, - это производства с большим содержанием пыли, а значит, будет неэффективным использование не только извещателей пламени, но и дымовых извещателей с оптическим каналом. Тепловые пожарные извещатели из-за своей высокой инерционности сработают далеко не в самом начале пожара.
Как отмечено в рекомендациях ВНИИПО МЧС РФ «Средства пожарной автоматики. Область применения. Выбор типа. Рекомендации» - если установлено, что превалирующим фактором пожара будут газообразные продукты, то целесообразно применение газовых пожарных извещателей. Добавим, что именно в этом случае имеет смысл применять ГПИ как основной пожарный извещатель. Однако, наиболее эффективна комбинация извещателей различных типов. Не всегда, впрочем, эта комбинация должна объединяться в одном корпусе, например, если газовый пожарный извещатель может обнаружить пожар, а дымовому заведомо какие-то условия помешают выполнить свою задачу, то нет смысла использовать мультикритериальный пожарный извещатель.
Таким образом очевидна актуальность применения газовых пожарных извещателей или комбинированных пожарных извещателей с газовым каналом на пожароопасных и взрывоопасных объектах.
В НПБ 71-98 "Извещатели пожарные газовые. Общие технические требования. Методы испытаний" определены уровни чувствительности газовых пожарных извещателей по углекислому газу СО₂ в пределах от 1000 до 1500 ррm, по угарному газу СО - от 20 до 80 ррm и по углеводородам СxHy - от 10 до 20 ррm (ppm - миллионная доля, 1% = 10 000 ppm). Кроме того, при возникновении очага загорания отмечают выделение водорода. Большая концентрация угарного газа, достаточная для обнаружения, наблюдается только при тлеющих очагах, при открытых очагах концентрация СО будет значительно меньше, и в атмосфере увеличится содержание углекислого газа СО₂. Большие концентрации СО, опасные для человека, образуются в процессе скрытого тления текстильных материалов, при ограниченном доступе кислорода. Такие очаги обнаруживаются по уровню угарного газа задолго до появления задымления, что является несомненным преимуществом газовых пожарных извещателей с СО-каналом и чем объясняется их широкое использование за рубежом в системах противопожарной защиты. Однако слабая реакция таких извещателей на открытые очаги, по сравнению с дымовыми извещателями, существенно ограничивает область их применения в качестве пожарных извещателей. Компенсация этого недостатка возможна посредством анализа изменения температуры при введении теплового канала. Причем информация о температуре окружающей среды, обычно используется для юстировки чувствительности газовых сенсоров, что позволяет расширить диапазон рабочих температур до приемлемых значений. Комбинация СО- и тепловых сенсоров используется в устройствах, предназначенных для работы в тяжелых условиях, например в пыльных зонах, где дымовые извещатели практически неработоспособны.

Зона обнаружения газового пожарного извещателя регламентирована СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования» и инструкцией по эксплуатации на газовый пожарный извещатель. Зона обнаружения по газу такая же, как у дымовых извещателей, но при ее определении не нужно учитывать потолочные балки и перекрытия, что связано с разным механизмом распространения газов и дыма. Нормы СП 5.13130.2009 допускают при выполнении определенных условий установку одного неадресного извещателя с автоконтролем работоспособности в помещении.
Газовые пожарные извещатели имеют три варианта по чувствительности. Единицей измерения чувствительности принято ppm – количество молекул на миллион (part per million). Согласно НПБ 71-98 существует 2 класса: 1-й класс сработка в диапазоне 21-40 ppm, 2-й класс – в диапазоне 41-80 ppm. Некоторые извещатели обеспечивают высокую чувствительность и сработку в диапазоне 10-20 ppm. Зарубежный опыт показывает, что и в классе 2 ГПИ обеспечивают своевременную сработку с малым количеством ложных сработок.
Однако, на сегодняшний день, количество применяемых в России газовых пожарных извещателей на несколько порядков меньше, чем в Европе, не говоря уже о США.
Стоит надеяться, что постепенно и в России газовый пожарный извещатель наконец-то займет свое заслуженное место в обнаружении пожаров.

Извещатель ИП-SA 101/435 с маркировкой взрывозащиты 0ExiaIICT5/T6 или  POExiaI  предназначен для обнаружения возгораний, сопровождающихся повышением угарного газа (СО) во взрывоопасных зонах закрытых помещений различных зданий и сооружений, а также на кораблях, судах, объектах  подвижного состава железнодорожного транспорта, рудниках, шахтах и других промышленных объектах. ИП-SA 101/435 комбинированный тепловой газовый извещатель с электрохимическим сенсором СО с низким потреблением тока, что определило использование обычного двухпроводного подключения к прибору и возможность защиты большого числа помещений.
Прибор формирует извещение о пожаре при достижении пороговой концентрации СО, либо при достижении пороговой скорости нарастания концентрации СО. По чувствительности к моноокиси углерода СО извещатель относится ко 2-му классу газовых пожарных извещателей и реагирует на концентрацию от 41 до 80 ppm. С помощью внутреннего переключателя имеется возможность изменять чувствительность извещателя на пороговые концентрации 21…40 ppm и менее 20 ppm.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Защита от внешних воздействий	IP55
Подключения к ПКП	аналоговый, два состояния (Норма, Пожар) или аналоговый, протокол 4- 20 мА (Норма, Пожар, Неисправность).
Максимальная площадь зоны обнаружения СО	120м2
Максимальная высота установки	16м
Максимальный контролируемый объем	400м3
Сенсор СО	Электрохимический сенсор с платинокислотным элементом маркировкой взрывозащиты 0ExiaIICT5/T6 или  POExiaI