Автореферат (Применение робототехнических средств для тушения пожаров на объектах энергетики), страница 2

1.3-7/Б2 Плана научно-исследовательских иопытно-конструкторских работ МЧС России на 2016 год, утвержденного приказом МЧС России от 14.04.2016 №188 ДСП.5Апробация результатов исследования:Основные результаты работы были доложены на:– IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (г. Воронеж, Воронежский институт ГПС МЧС России, 2015 г.);– X Международной научно-практической конференции молодых ученых: курсантов, (студентов), слушателей магистратуры и адъюнктуры (г.Минск, КИИ МЧС Республики Беларусь, 2016 г.);– V Международной научно-практической конференции молодых ученыхи специалистов «Проблемы техносферной безопасности – 2016» (г.

Москва,Академия ГПС МЧС России, 2016 г.);– 5-й Международной научно-практической конференции «Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации – 2016» (г. Москва, Академия ГПСМЧС России, 2016 г.);– 10-й Международной научно-практической конференции «Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики» (г. Москва, ЭНИЦ,2016 г.);– VI Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности – 2017» (г.Москва, Академия ГПС МЧС России, 2017 г.);– 26-й Международной научно-технической конференции «Системы безопасности – 2017» (г.

Москва, Академия ГПС МЧС России, 2017 г.);– 6-й Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации»(г. Москва, Академия ГПС МЧС России, 2018 г.);– VII Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности – 2018»(г.

Москва, Академия ГПС МЧС России, 2018 г.).Публикации.По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, в том числе 5 – врецензируемых научных изданиях, включенных в перечень ВАК России.Структура и объем работы.Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения,списка используемой литературы и приложений.

Содержание работы изложенона 215 страницах машинописного текста, включает в себя 25 таблиц, 65 рисунков, список использованной литературы из 138 наименований и 8 приложений.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность темы диссертационной работы,сформулированы цель, задачи, объект и предмет исследования. Показаны научная новизна работы, её теоретическая и практическая значимость. Представлены положения, выносимые на защиту, и сведения о внедрении и апробации результатов работы.В первой главе диссертации «Особенности тушения пожаров на объектах энергетики» представлены результаты анализа статистических данных попожарам и авариям, произошедшим на объектах энергетики за период с 2005 по62016 гг., особенности развития и применения мобильной робототехники притушении пожаров и проведении аварийно-спасательных работ, а также анализисследований в области создания и применения мобильной робототехники длянужд МЧС России и обеспечения пожарной безопасности объектов энергетикиза счет разработки специальных технических устройств.Пожары, возникающие на объектах энергетики, относятся к сложным, сточки зрения тактики тушения, пожарам, при которых в короткие сроки, возникают условия, опасные для работы личного состава пожарно-спасательныхподразделений.

Несмотря на современный уровень безопасности, объектыэнергетики подвержены возникновению пожаров и аварий, основной причинойкоторых являются пожары на электрооборудовании, возникающие в результатекоротких замыканий и перегрузок и составляющие 37% от общего количества.В результате анализа статистических данных по пожарам, произошедшимна объектах энергетики, было установлено, что за период с 2005 по 2016 г. наобъектах энергетики произошло 5057 пожаров, в результате которых погибло92 человека, 176 человек получили травмы, а материальный ущерб составилоколо 2,5 млрд.

рублей.Местом возникновения наибольшего числа пожаров являются машинныезалы электростанций. Связано это с наличием большого количества горючейнагрузки и возможности образования источников зажигания. Пожары в машинных залах характеризуются быстрым развитием, могут сопровождаться взрывами емкостей под давлением, факельным горением водорода, находящимся всистеме охлаждения турбин, горением машинного масла на большой площади ина различных высотных отметках, обрушением кровли на обширных площадях,плотным задымлением, поражением электрическим током и др.Особенностью тушения пожаров на объектах энергетики является возможность тушения пожаров электрооборудования под напряжением, в виду того, что часть электрооборудования невозможно обесточить исходя из условийбезопасного функционирования энергообъекта.

Действия личного состава притушении электрооборудования строго регламентированы, а в большинстве случаев запрещены, если напряжение на токоведущих частях горящего электрооборудования превышает 0,4 кВ.В связи с этим для тушения пожаров в условиях возникающих угрозпредлагается применять мобильную робототехнику пожаротушения.Началом развития и применения мобильной робототехники при тушениипожаров и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций принято считатьчернобыльскую аварию, для ликвидации которой в короткие сроки были созданы образцы мобильной робототехники, применяемые для дегазацией и дезактивацией местности, очисткой кровли от радиоактивных обломком, замеровуровня радиации и пр. Применение мобильной робототехники при ликвидациипоследствий чернобыльской аварии показало перспективность развития этогонаправления, ведь за счет замены людей на робототехнические средства удалось выполнить большой объем работ, тем самым сохранив десятки человеческих жизней.7Анализ результатов исследований, выполненных в области обеспеченияпожарной безопасности объектов энергетики, позволяет сделать вывод, чтоввиду специфики объектов и возникающих при тушении пожаров особенностейдля эффективной борьбы с пожарами необходима разработка специальных технических устройств, в том числе и робототехнических средств (РТС).Проведенный анализ существующих образцов мобильной робототехникипожаротушения, находящихся в подразделениях МЧС России позволяет сделать вывод, что ее невозможно в полной мере применять на объектах энергетики.В связи с этим необходима разработка и создание образца мобильной робототехники, предназначенного для тушения пожаров и проведения аварийноспасательных работ на объектах энергетики, а также методики его эффективного применения.Для создания робототехнического средства пожаротушения, применимого на объектах энергетики необходимо провести исследования, в рамках которых подобрать огнетушащие составы и средства их подачи, определить параметры, влияющие на тактические возможности разрабатываемой робототехники, сформировать требования к конструкции РТС, которые позволят создать егоопытный образец.Во второй главе диссертации «Обоснование параметров мобильной робототехники пожаротушения при ее использовании на объектах энергетики»рассмотрены огнетушащие составы и средства их подачи, наиболее подходящие для целей пожаротушения на объектах энергетики, произведен подбор огнетушащего вещества и средства его подачи, приведены результате экспериментального исследования на предмет возможности тушения пожаров электрооборудования под напряжением выбранными огнетушащими средствами присовместном их применении с робототехникой, а также результаты исследований по определению тактических возможностей мобильной робототехники припрокладке рукавных линий.Пожары, происходящие на объектах энергетики, в короткие сроки могутдостигать больших размеров.

Исходя из тактики тушения пожаров на объектахэнергетики, робототехническое средство должно обеспечивать подачу огнетушащих веществ с интенсивностью не менее 0,2 л/(м2 с). Учитывая это условие,а также исходя из тактических соображений, для робототехнического средствапожаротушения необходимо предусмотреть дистанционно управляемый лафетный ствол с расходом огнетушащих веществ от 15 до 20 л/с, с дальностью подачи огнетушащих веществ не менее 50 м и с возможностью формированиясплошной и распыленной струи воды.Дистанционно-управляемый лафетный ствол, предусмотренный в конструкции робототехнического средства, обеспечивает тушение крупных пожаров за счет подачи большого количества огнетушащих веществ в очаг пожара,но для тушения пожаров электрооборудования под напряжением выбранноесредство тушение не может быть применимо, в виду хорошей электропроводимости струи.

Следовательно, необходимо предусмотреть дополнительное сред8ство пожаротушения, позволяющее осуществлять тушение пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением.Для подбора огнетушащего состава и средства его подачи, необходимыхдля тушения пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением,был проведен анализ огнетушащих средств.По результатам проведенного анализа было установлено, что наиболееподходящим для этих целей огнетушащим составом является тонкораспыленная вода, со средним диаметром капель менее 200 мкм, а в качестве средства ееподачи была выбрана установка пожаротушения с гидроабразивной резкой.Основным преимуществом установки пожаротушения с гидроабразивнойрезкой является возможность проведения как поверхностного, так и локальнообъемного пожаротушения. Подача огнетушащих веществ в горящий объемможет осуществляться через оградительные строительные конструкции за счетих резки потоком жидкости и абразива.

Огнетушащий эффект от примененияустановки достигается тем, что капли, средний диаметр которых составляетоколо 170 мкм, попадая в зону с высокой температурой интенсивно испаряются, отводя от зоны горения большое количество теплоты. При этом до 90% всехкапель, попавших в зону горения, испаряется, и только 10% превращается в«бесполезную» воду, падая на пол.

Возможности гидроабразивной резки позволяют проводить аварийно-спасательные работы даже в условиях образованиявзрывоопасных концентраций.Для определения возможности применения рассматриваемой установкипожаротушения при тушении пожаров электрооборудования под напряжениемпри помощи робототехнических средств, а также личным составом пожарноспасательных подразделений было проведено экспериментальное исследованиепо определению возникающих значений токов утечки по струям огнетушащихвеществ в виде воды и смеси воды и абразива (смеси).Экспериментальное исследование проводилось на специальном стенде,позволяющем оценить значения возникающих токов утечки в зависимости отнапряжения на мишени стенда и расстояния до нее.