Диссертация (Применение робототехнических средств для тушения пожаров на объектах энергетики), страница 6

Под его руководством во ВНИИПО МЧС России был созданотдел,непосредственнозанимающийсяразработкойиприменениемробототехники различных классов и видов не только для целей пожаротушения ипроведения аварийно-спасательных работ, но и для мониторинга обстановки своздуха, для проведения работ под водой и пр. Все его работы [11–15] содержатобоснованные выводы о необходимости разработки и совершенствования этогонаправления с целью повышения эффективности подразделений и защищенностилюдей, принимающих непосредственное участие в процессе тушения пожаров иликвидации ЧС.Перспективность развития робототехники в системе МЧС России и еенеобходимостьприрешениинекоторыхсложныхзадачспособствоваливыработке некой концепции создания мобильной робототехники.

В концепциинашли свое отражение вопросы, выражающие научно-методические основыоснащения необходимым количеством образцов робототехники, обосновывалисьтребования к конструкции и были отмечены аспекты, связанные с технологиейприменения разрабатываемой техники, в том числе и в условиях радиации. Здесьпо праву можно отметить работы С.П. Тодосейчука [16–20], которые позволили35сформировать эти требования, нашедшие свое отражение и в некоторыхнормативных документах, касающихся именно мобильной робототехники.Любая создаваемая специальная техника разрабатывается под условия, вкоторых планируется ее применение и наделяется рядом функций, которыенеобходимо выполнять для достижения поставленной цели. Этот факт справедливи для мобильной робототехники.

Условия, в которых приходится применятьробототехнику для тушения пожаров или ликвидации ЧС, могут зависеть и оттипа объекта, что также влияет на технологию применения РТС. Так, тушениюпожаров в резервуарных парках посредством мобильной робототехникипожаротушения был посвящен ряд работ К.С. Власова [23–26]. В нихразрабатывались модели и алгоритмы поддержки принятия решений при тушениипожаров в резервуарных парках с использованием мобильных робототехническихсредств.Наряду с резервуарными парками можно выделить и объекты энергетики,специфика которых также требует к себе отдельного внимания.

Однако должноговнимания, выражающегося в создании специальной роботизированной техникипожаротушения и разработке основ ее применения, не было уделено, хотяпотребность в этом присутствует.О потребности и перспективности создания и применения робототехники наобъектах энергетики свидетельствуют работы А.К. Микеева [2–4], в которыхсобрани обобщенматериал практически повсем крупным пожарам,происходившим на объектах атомной энергетики, предложены пути решенияскладывающихся при пожаре проблем, одним из которых является применениеробототехнических средств.Необходимость разработки и создания специальной пожарной и аварийноспасательной техники, для обеспечения пожарной безопасности объектовэнергетики подтверждена также работами М.В.

Алешкова [5–7]. В нихрассматривалась не только специфика объекта, но и климатические условия, вкоторых находится объект энергетики, которые также влияют на технологиютушения. В результате проведенных исследований были разработаны образцы36пожарной техники, относящиеся к парку специальных машин, позволяющиеэффективно тушить пожары, на объектах энергетики, расположенных в сложныхклиматических условиях.Проведенный анализ существующих образцов мобильной робототехникипожаротушения, находящейся в подразделениях МЧС России, позволяет говоритьо том, что на данный момент не существует специально разработанного дляобъектов энергетики образца мобильной робототехники, сочетающего в себе всеособенности. Анализ же тактико-технических характеристик существующейробототехники позволяет сделать вывод, что ее невозможно в полной мереприменять на объектах энергетики, в связи с чем требуется разработкаробототехнического средства, применимого для решения задач, связанных стушением пожаров и ликвидацией ЧС на объектах энергетики.

Помимо этогонеобходимо разработать тактические приемы, обеспечивающие технологиюпожаротушения при применении рассматриваемой техники [64].1.3 Постановка целей и задач исследованияПроведенный анализ особенностей, возникающих при тушении пожаров наобъектахэнергетики,разрабатываемоепозволилсформулироватьробототехническоесредствоусловия,должноприкоторыхоставатьсяработоспособным, и определить функции, обеспечивающие эффективное тушениепожаров на объекте энергетики.

Основные требования, предъявляемые кмобильному робототехническому средству пожаротушения, применимому наобъектах энергетики, представлены в виде схемы на рисунке 1.16.Основными же функциями, которыми должно обладать робототехническоесредство пожаротушения, являются:– подача огнетушащих веществ с расходом, позволяющим бороться скрупнымипожарами,атакжепроизводитьохлаждениестроительныхконструкций, при перегреве которых зачастую происходит их обрушение назначительных площадях;37– тушение пожаров, возникающих на электрооборудовании, что являетсяособо значимым аспектом на объектах энергетики.Рисунок 1.16 – Формирование требований к разрабатываемому РТСФормирование требований к конструкции мобильного робототехническогосредства пожаротушения и его создание требуют ряда аналитических иэкспериментальных исследований.Необходимо подобрать огнетушащие составы и средства их подачи,которые будут интегрированы в конструкцию мобильного робота и за счет чего ибудет осуществляться тушение пожаров.Экспериментальным путем необходимо определить параметры, влияющиена тактические возможности разрабатываемой робототехники, с целью их учетапри создании опытного образца.Сформированные требования позволят разработать концепцию созданиямобильного робототехнического средства, применение которого при тушениипожаров на объектах энергетики позволит повысить эффективность пожарныхподразделений.В связи с этим основной целью исследования является обоснованиеприменения мобильных робототехнических средств для тушения пожаров наобъектах энергетики.38Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:1) провести анализ пожаров и аварий, произошедших на объектахэнергетики, и выявить особенности их тушения;2) провести исследования и обосновать параметры, влияющие на тактикотехнические характеристики робототехнического средства пожаротушения,разрабатываемого для объектов энергетики;3) провести исследования гидравлических характеристик систем подачиогнетушащих веществ, интегрированных в конструкцию робототехническогосредства пожаротушения;4) обосновать параметры и разработать опытный образец мобильногоробототехнического средства применимого для пожаротушения на объектахэнергетики;5) разработатьтактическиеприемыиспользованиямобильныхробототехнических средств для тушения пожаров на объектах энергетики.39ГЛАВА 2 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МОБИЛЬНОЙРОБОТОТЕХНИКИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ ПРИ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИИНА ОБЪЕКТАХ ЭНЕРГЕТИКИТактические возможности пожарных подразделений зависят от подготовкиличного состава и тактико-технических характеристик эксплуатируемой техники,в зависимости от которых разрабатывается и методика ее применения.Основным предназначением робототехники является выполнение ею двухосновных типов задач: социальной и экономической.

Социальная задачаподразумевает под собой защиту людей, в том числе и при замене участниковтушения пожара на наиболее сложных и опасных участках работ, а экономическая– защиту материальных ценностей от огня [65].Успешное выполнение этих задач говорит об эффективности мобильнойробототехники,котораядостигаетсяпутемоснащенияеетехническимисредствами, позволяющими ей выполнять поставленные задачи и оставатьсяработоспособной в условиях возникающих угроз.Актуальность применения мобильной робототехники состоит в заменелюдейнанаиболееопасныхучастках.Опасныеучасткиилизоныхарактеризуются параметрами, оказывающими губительное воздействие налюдей, в зависимости от типа происходящего ЧС. Значения данных параметровотражены в приложении «А» нормативного документа [66].Наоснованииэтихпараметровформируютсяобщиетехническиетребования к конструкции робототехники, которые содержат следующиеразделы [18]:– назначение (выполняемые виды работ и функции);– живучесть (сохранение работоспособности в условиях возникающихугроз);– маневренность (свободное перемещение в условиях объекта или натерритории, на которой применяется робототехника);40– транспортабельность(возможностьдоставкидоступнымивидамитранспорта к месту тушения пожара или ликвидации ЧС);– ремонтнопригодность и обслуживание (должна быть ремонтнопригодной,поддержание ее работоспособности достигается проведением техническогообслуживания);– надежность (способность оставаться работоспособной и выполнять своифункции за весь срок эксплуатации).Именнорассмотренныеособенностиявляютсяобщимидлявсехробототехнических средств независимо от целей или среды применения.Помимо общих технических требований существуют и частные, которыевозникают исходя из условий применения и выполняемых функций.Было установлено, что при тушении пожаров на объектах энергетики,конструкция робототехнического средства должна обеспечивать выполнение рядафункций, направленных на тушение пожара, а именно [67]:– проведение разведки и мониторинг обстановки на пожаре;– поиск скрытых очагов горения;– подача огнетушащих веществ с интенсивностью 0,20 л/(м2с) (машинныезалы) [44] и дальностью подачи не менее 30 м;– подача огнетушащих веществ на защиту строительных конструкций иоборудования;– тушение пожаров электрооборудования под напряжением;– тушение пожаров в замкнутых объемах;– подача огнетушащих веществ через оградительные конструкции длятушения пожара в случае, если невозможно подобраться к очагу пожара;– проведениедополнительныхработввидерезки,разборкиитранспортировки конструкций или иных объектов.Рассмотренные функции являются основными при тушении пожаров наобъектахэнергетики.робототехническогоНосредствавзависимоститехническимиотоснащенияустройствамиконструкциивозможновыполнение дополнительных функций, что увеличивает его возможности.и41Основнымпредназначениемприменяемогообразцамобильнойробототехники является проведение работ по тушению пожаров, при этомрассматриваютсяразличныевидыпожаров(горениенефтепродуктов,газообразных продуктов, твердых горючих материалов, и пр.).

Особое вниманиенеобходимо уделить тушению пожаров электрооборудования под напряжением,так как они представляют особую угрозу.В связи с этим, для эффективной борьбы с огнем при помощиразрабатываемого робототехнического средства необходимо произвести подборогнетушащих составов и средств их подачи, которыми будет оснащатьсяконструкция РТС для выполнения указанных функций.При подборе огнетушащих составов следует обращать внимание на то, чтоосновным условием, влияющим на живучесть робототехники при тушениипожаров электрооборудования, является минимизация токов утечки, которыебудут протекать по струе огнетушащего вещества и могут воздействовать наэлектронные системы РТС.2.1 Огнетушащие составы, применяемые при тушении пожаровна объектах энергетикиАнализом пожаров и аварий, происходивших в разное время на объектахэнергетики, было установлено, что большинство пожаров возникало в машинныхзалах электростанций и зачастую сопровождалось обрушением их кровли. Этотфактор в первую очередь создает серьезную угрозу для участников тушенияпожара и является причиной выхода из строя не горящего оборудования.

Врезультате обрушения кровли электростанция на длительное время остаетсянеработоспособной.Пожары в машинных залах, в результате которых происходит обрушениеконструкций, зачастую происходят при горении турбинного масла или водорода,для тушения которых необходимо применять распыленные струи воды и пенысредней кратности [35].42Одновременносэтимдляпредотвращенияраспространенияогня,охлаждения металлических ферм покрытий машинных залов и соседнегооборудования необходимо осуществлять подачу огнетушащих веществ в видекомпактных и распыленных струй воды или пены средней кратности.Интенсивность подачи воды при тушении пожаров в машинных залахдолжна составлять 0,20 л/(м2 с).