Специалисты лаборатории тепломассопереноса Томского политеха разработали решение, которое охватывает всю технологическую цепочку борьбы с возгоранием. Речь идет одновременно о новых огнетушащих составах, способе их подачи и автоматических алгоритмах управления процессом, сообщает пресс-служба вуза. Разработка особенно востребована при тушении высоковязких жидких продуктов — например, битума, для которого в России сегодня не существует отдельного нормативно-правового регламента.
Испытания с масштабированием решений политехники проводили совместно со Всероссийским научно-исследовательским институтом противопожарной обороны МЧС России и главным управлением МЧС России по Томской области. Промышленным партнером исследований выступило ООО «БИОЭН Нефтепродукт». Итоги работы ученые представили на Томском международном энергетическом форуме.
«Если в 2025 году эксперименты по тушению проводились с площадью горения битума до 1 м², то в 2026 году — более 4,5 м². Такое существенное увеличение позволило нам подтвердить, что ранее отработанные параметры подачи огнетушащих составов корректно масштабируются на большие объемы нефтепродуктов и большую площадь зеркала пожара», — сообщил член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией тепломассопереноса ТПУ Павел Стрижак.
В серии из нескольких десятков экспериментов исследователи добились полного подавления горения без повторных воспламенений. Фактическое время тушения составило от 75 до 330 секунд, что примерно в 1,5 раза меньше норматива, установленного для жидких нефтепродуктов.
Рост площади пожара добавил и новые технические сложности. При температуре стенок резервуаров свыше 1000 °C непрерывная подача пены вызывала опасное вскипание вязкого битума. Для решения этой проблемы команда применила алгоритмы импульсной подачи.
«В рамках данного цикла испытаний мы столкнулись с новыми вызовами: на большей площади пожара при температурах стенок резервуаров свыше 1000 °C непрерывная подача пены вызывала опасное вскипание вязкого битума. Чтобы решить эту проблему, были использованы алгоритмы импульсной подачи», — уточнил ученый.
Исследователи установили, что по сравнению с традиционной непрерывной подачей пены импульсный метод снижает расход огнетушащего вещества на 12–20 процентов и на 40–60 процентов быстрее охлаждает стенки резервуара. Одновременно такой подход предотвращает вскипание, разбрызгивание и выливание битума в обвалование емкости. Отработаны алгоритмы автоматического тушения с адаптивными импульсами продолжительностью 3–10 секунд и паузами по 10–20 секунд.
Дополнительно тепловизионная съемка показала, что при температурах свыше 1000°C металлические стенки резервуара критически меняют свою геометрию. Поэтому пенную атаку необходимо начинать в первые 5–10 минут после возгорания, пока конструкция и расположение стационарных пенокамер еще не нарушены.
«Для решения этой задачи совместно с коллегами из ПИШ „Интеллектуальные энергетические системы“ мы разработали интеллектуальную систему обнаружения возгораний на базе искусственного интеллекта. В связке с гидратным огнетушителем и блоками компрессионной подачи пены такая система обеспечивает полностью автоматическое подавление пожара на раннем этапе после его возникновения», — пояснил Стрижак.
Технология ориентирована на открытые возгорания — она прошла проверку на модельном очаге открытого типа и напрямую масштабируется на вертикальные стальные резервуары (РВС) открытого исполнения. Ученые сделали прогноз переноса полученных результатов на резервуары РВС-300 с площадью зеркала около 45 м² и РВС-5000 с площадью зеркала около 314 м². Расчеты подтвердили, что предложенный подход укладывается в нормативные 10 минут на тушение и успешно масштабируется.
Сейчас совместно с коллегами из Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны МЧС России разрабатывается нормативно-правовой регламент по тушению битума в теплоизолированных резервуарах. Такой документ в стране пока отсутствует, хотя специфические условия и характеристики горения битума требуют отдельных правил.
