В результате проведенного анализа пожаров и аварий на объектах энергетики было установлено, что, несмотря на комплексную защиту объекты энергетики также подвержены возникновению пожаров, сопровождающихся возникновением большого материального ущерба как прямого, так и косвенного характера (рисунок 1) [1,2].

Помимо этого, в результате выхода электростанции из строя складывается тяжелая обстановка на других обслуживаемых электростанцией объектов. Так в результате пожара, произошедшего на Улан-Удэнской ТЭЦ-1 в зимний период времени без теплоснабжения остались несколько районов города, в том числе и социально-значимые объекты [3].

Рисунок 1 – Количество пожаров произошедших на объектах энергетики в период с 2005 по 2015 гг.

При тушении пожаров на объектах энергетики возникают условия, при которых личный состав подразделений и персонал объекта могут получить увечья и травмы. К основным же причинам травмирования и гибели при пожарах на объектах энергетики относятся большой тепловой поток, плотное задымление, обрушение кровли, взрывы емкостей под давлением и поражение электрическим током.

По сравнению с другими объектами, например с объектами нефтегазовой отрасли, на объектах энергетики все горючее оборудование и все происходящие процессы осуществляются в производственном корпусе, в результате чего достижение критических значений опасных факторов пожара происходит за короткий срок. В связи с этим, процесс тушения пожара приходится прерывать, обеспечивая безопасность участников тушения пожара.

Тушение пожаров электрооборудования под напряжением на объектах энергетики требует к себе отдельного внимания. Личный состав подразделений согласно [4] может приступать к тушению электрооборудования напряжением до 0,4 кВ с соблюдением правил охраны труда. Во всех остальных случаях тушение электрооборудования под напряжением запрещается. В случае с объектом энергетики, в виду сложного технологического процесса, отключение горящего оборудования может достигать нескольких часов [5].

В связи с этим, для тушения пожаров на объектах энергетики в условиях возникающих трудностей и угроз предлагается применять мобильную робототехнику пожаротушения.

Анализ существующей робототехники пожаротушения позволил установить, что на данный момент отсутствует специально разработанный с учетом специфики объекта энергетики образец мобильной робототехники пожаротушения, а существующие образцы не могут быть в полном объеме применены для решения поставленных задач.

Одним из основных условий применения мобильной робототехники является возможность проведения ею работ находясь внутри электростанции, что говорит о ее малых габаритах и наборе необходимых компонентов, обеспечивающих свободное перемещение. Большинство существующей робототехники относятся к среднему и тяжелому классам и имеют значительные массовые и габаритные характеристики. Основным недостатком мобильных роботов сверхлегкого и легкого класса являются малые тяговые усилия (мобильная роботизированная установка пожаротушения МУПР), либо недостаточное оснащение средствами пожаротушения (мобильный робототехнический комплекс разведки и пожаротушения МРК-РП) и др.

В связи с этим, были проведены исследования, направленные на разработку и создание образца мобильной робототехники пожаротушения, применимой на объектах энергетики.

Проведенные исследования позволили выявить ряд особенностей, возникающих при тушении пожаров на объектах энергетики. Связано это в первую очередь с массовыми характеристиками и габаритными размерами, от которых зависит маневренность и транспортабельность мобильного робота. Эти условия во многом обеспечиваются отсутствием собственного запаса вывозимых огнетушащих веществ.

Важнейшим условием являлось то, что мобильное робототехническое средство пожаротушения должно быть оснащено устройством подачи огнетушащих веществ, с расходом, обеспечивающим интенсивность подачи 0,20 л/м²с, для тушения пожаров в машинных залах электростанций [6].

Проведение работ в условиях плотного задымления подразумевает наличие электромеханического привода. Наиболее рациональным вариантом, обеспечивающим перемещение робототехнического средства в условиях объекта и небольших завалов, является применение гусеничного шасси.

На основании проведенных исследований был разработан проект создания мобильного робототехнического средства пожаротушения
 (рисунок 2).

Рисунок 2 – 3D модель разрабатываемого робототехнического
средства пожаротушения

Особенностью данной конструкции явилось то, что с учетом специфики тушения пожаров предполагалось установить дистанционно-управляемый лафетный ствол с расходом огнетушащих веществ от 15 до 20 л/с, работоспособность которого обеспечивала бы подачу требуемого количества огнетушащих веществ в очаг пожара, а также позволила бы осуществить защиту строительных конструкций здания от высокой температуры.

Было установлено, что для проведения разведки и управления мобильным роботом необходимо наличие в его конструкции системы видеонаблюдения, средств освещения и тепловизора, который будет обеспечивать поиск скрытых очагов горения и наиболее прогретых участков, куда планируется подача огнетушащих веществ.

Проведенные исследования позволили разработать опытный образец мобильной роботизированной установки пожаротушения (рисунок 3).

Рисунок 3 – Опытный образец МРУП

Разработанный опытный образец проходил предварительные испытания на базе Академии ГПС МЧС России, где оценивались его ходовые качества, работоспособность узлов и механизмов, дальность дистанционного управления, движение в условиях объекта и др.

Подача огнетушащих веществ от пожарной автоцистерны позволила оценить его расходно-напорные характеристики (рисунок 4).

Основные тактико-технические характеристики разработанного образца приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Тактико-технические характеристики МРУП

Проведенные предварительные испытания позволили выявить некоторые недостатки, которые были устранены в ходе дальнейшей работы над МРУП.

Рисунок 4 – Подача огнетушащих веществ при помощи МРУП

Приемо-сдаточные испытания проводились согласно разработанной методике испытаний, которая позволила оценить заявленные характеристики МРУП и проверить работоспособность всех его систем.

Для оценки огнетушащих возможностей МРУП и двигательных качеств были созданы специальные стенды (рисунок 5).

Рисунок 5 – Стенды для оценки ходовых характеристик МРУП

Испытания проходили на полигоне центра робототехники ВНИИПО МЧС России. Оценка огнетушащих возможностей МРУП позволила заключить, что при тушении модельного очага пожара с горящими нефтепродуктами, МРУП со своей задачей успешно справился. Тушение производилось на некотором удалении МРУП от очага (рисунок 6).

Рисунок 6 – Тушение модельного очага пожара при помощи МРУП

Производилась оценка тяговых характеристик МРУП при движении с рукавной линией после прекращения подачи воды, что подтвердило хорошие ходовые качества МРУП. При этом интересен тот факт, что МРУП двигался по снежному покрову, что также создает дополнительные трудности при движении (рисунок 7).

Рисунок 7 – Движение с рукавной линией после прекращения подачи воды

Проведенные испытания подтвердили заявленные характеристики МРУП, что позволяет говорить о его пригодности для выполнения поставленных задач.

Основными преимуществами МУПР являются:

- наличие на МРУП дистанционно-управляемого лафетного ствола с изменяемым расходом огнетушащих веществ от 15 до 20 л/сек и изменяемой геометрией струи с дальностью подачи до 70 м;

- на МРУП установлены две светодиодные фары, система видеонаблюдения и тепловизор, позволяющий проводить поиск скрытых очагов пожара;

- снаряженная масса МРУП составляет до 110 кг, что позволяет транспортировать его к месту проведения работ личным составом.

Разработанный опытный образец МРУП является одним из первых представителей мобильной робототехники, специально разработанной для объектов энергетики.

Применение МРУП совместно с личным составом пожарно-спасательных подразделений позволит повысить уровень безопасности личного состава при проведении работ, а также позволит эффективно бороться с пожарами, возникающими на объектах энергетики в условиях, когда человеку угрожает опасность.

Литература

1. Пожары и пожарная безопасность в 2014 году: Статистический сборник. Под общей редакцией А.В. Матюшина. - М.: ВНИИПО, 2015, - 124 с.: ил. 40.;

2. Пожары и пожарная безопасность в 2015 году: Статистический сборник. Под общей редакцией А.В. Матюшина. - М.: ВНИИПО, 2016, - 124 с.: ил. 40.;

3. Пожар на Улан-Удэнской ТЭЦ-1 ОАО ТГК-14 [Электронный ресурс] Режим доступа https://rg.ru/2008/02/12/ulan-ude.html.;

4. Приказ Минтруда России от 23.12.2014 N 1100н «Об утверждении Правил по охране труда в подразделениях федеральной противопожарной службы Государственной противопожарной службы»;

5. Типовая инструкция по тушению пожаров на электроустановках АЭС концерна «Росэнергоатом» [текст]: утв. Минатом России от 16.10.2001 г. — М.: концерн Росэнергоатом, 2001. — 11с.;

6. Иванников, В.П., Клюс, П.П. Справочник руководителя тушения пожара [текст] / В.П. Иванников, П.П. Клюс. – М.: Стройиздат, 1987. – 288 с.