РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СПОСОБА ТУШЕНИ ПОЖАРА НА ВЕРТИКАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СПОСОБА ТУШЕНИ ПОЖАРА НА ВЕРТИКАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ

Хафизов Фаниль Шамильевич

д-р хим. наук, проф. Уфимского государственного нефтяного технического университета,

РФ, г. Уфа

Жан-Марсель АКЕ

аспирант Уфимского государственного нефтяного технического университета,

РФ, г. Уфа

Пожары в резервуарах характеризуются сложными процессами развития, как правило, носят затяжной характер и требуют привлечения большого количества сил и средств для их ликвидации. особенности развития пожаров в резервуарах, огнетушащее действие пены средней и низкой кратности при подаче ее сверху и под слой горючего, приведены нормативные интенсивности подачи пены из отечественных и известных зарубежных пенообразователей, а также рекомендации по организации работы оперативного штаба на пожаре. Все современные электроустановки комплектуются автоматическими системами тушения пожаров. Но не все они работают в автоматическом режиме. При этом установки пожаротушения включаются лишь в том случае, если электроустановки обесточены. Если по каким-то причинам автоматического включения не произошло, то систему пожаротушения включают вручную.

Возникновение пожара в резервуаре зависит от следующих факторов: наличия источника зажигания, свойств горючей жидкости, конструктивных особенностей резервуара, наличия взрывоопасных концентраций внутри и снаружи резервуара. Краткая характеристика резервуаров и резервуарных парков представлена в прил.

Пожар в резервуаре в большинстве случаев начинается со взрыва паровоздушной смеси. На образование взрывоопасных концентраций внутри резервуаров оказывают существенное влияние физико-химические свойства хранимых нефти и нефтепродуктов, конструкция резервуара, технологические режимы эксплуатации, а также климатические и метеорологические условия. Взрыв в резервуаре приводит к подрыву (реже срыву) крыши с последующим горением на всей поверхности горючей жидкости. При этом, даже в начальной стадии, горение нефти и нефтепродуктов в резервуаре может сопровождаться мощным тепловым излучением в окружающую среду, а высота светящейся части пламени составлять 1-2 диаметра горящего резервуара. Отклонение факела пламени от вертикальной оси при скорости ветра около 4 м×с-1 составляет 60-70°.

Факельное горение может возникнуть на дыхательной арматуре, местах соединения пенных камер со стенками резервуара, других отверстиях или трещинах в крыше или стенке резервуара при концентрации паров нефтепродукта в резервуаре выше верхнего концентрационного предела распространения пламени (ВКПРП).

Если при факельном горении наблюдается черный дым и красное пламя, то это свидетельствует о высокой концентрации паров горючего в объеме резервуара, и опасность взрыва незначительная. Сине-зеленое факельное горение без дымообразования свидетельствует о том, что концентрация паров продукта в резервуаре близка к области воспламенения и существует реальная опасность взрыва.

На резервуаре с плавающей крышей возможно образование локальных очагов горения в зоне уплотняющего затвора, в местах скопления горючей жидкости на плавающей крыше.

При хранении нефти и нефтепродуктов в условиях низких температур возможно зависание понтона или плавающей крыши при откачке продукта из резервуара, что может привести к падению их с последующим возникновением пожара.

Условиями для возникновения пожара в обваловании резервуаров являются: перелив хранимого продукта, нарушение герметичности резервуара, задвижек, фланцевых соединений, наличие пропитанной нефтепродуктом теплоизоляции на трубопроводах и резервуарах.

Тушение пожаров в резервуарах

Тушение пожаров в резервуарах и резервуарных парках представляет собой боевые действия, направленные на ликвидацию пожара.

Организация тушения пожаров в резервуарах и резервуарных парках должна осуществляться с учетом требований Боевого устава пожарной охраны (БУПО), а также настоящего Руководства.

Управление боевыми действиями при тушении пожара предусматривает:

• оценку обстановки и создание соответствующей требованиям БУПО нештатной структуры управления боевыми действиями на месте пожара;
• определение компетенции оперативных должностных лиц и их персональной ответственности при выполнении поставленных задач;
• планирование действий по тушению пожара, в том числе определение необходимых сил и средств, принятие решений по организации боевых действий;
• постановку задач перед участниками тушения пожара, обеспечение контроля и необходимого реагирования на изменение обстановки на пожаре;
• осуществление в установленном порядке учета изменения обстановки на пожаре, применения сил и средств для его тушения, а также регистрацию необходимой информации, в том числе диспетчером и с помощью технических средств нештатной службы управления гарнизона;
• проведение других мероприятий, направленных на обеспечение эффективности боевых действий по тушению пожара.

По назначению резервуарные парки могут быть подразделены на следующие виды:

• товарно-сырьевые базы для хранения нефти и нефтепродуктов;
• резервуарные парки перекачивающих станций нефте- и нефтепродуктопроводов;
• резервуарные парки хранения нефтепродуктов различных объектов.

Резервуарные парки первого вида характеризуются, как правило, значительными объемами хранимых жидкостей, а также тем, что в одной резервуарной группе хранятся нефтепродукты, близкие или одинаковые по составу и своим пожароопасным свойствам. В резервуарных парках второго вида все резервуары чаще всего имеют нефть или нефтепродукт одного вида.

В соответствии с требованиями СНиП 2.11.03-93 [1] наземные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов объемом 5000 м³ и более оборудуются системами автоматического пожаротушения.

На складах категории IIIа при наличии не более двух наземных резервуаров объемом 5000 м³ допускается предусматривать тушение пожара этих резервуаров передвижной пожарной техникой при условии оборудования резервуаров стационарно установленными генераторами пены и сухими трубопроводами (с соединительными головками для присоединения пожарной техники и заглушками), выведенными за обвалование.

Стационарными установками охлаждения оборудуются наземные резервуары объемом 5000 м³ и более.

В автоматических системах тушения пожаров в резервуарах применяется пена средней кратности с верхним способом подачи, а также пена низкой кратности с верхним или подслойным способом подачи. Автоматическая установка включает насосную станцию, в которой размещаются водопитатели (насосы), емкость с пенообразователем и дозатор. Насосная станция подаст водный раствор пенообразователя по системе трубопроводов к защищаемым резервуарам. Сеть растворопроводов выполняется кольцевой и располагается за пределами обвалования резервуаров вдоль автомобильных дорог и пожарных проездов. Принципиальные схемы защиты резервуаров и оборудования представлены на рис. 1-10.

Резервуары со стационарной крышей без понтона защищаются стационарными и передвижными установками пожаротушения:

• с подачей пены средней кратности на поверхность топлива;
• подачей низкократной пены сверху;
• подачей низкократной пены в нижнюю часть резервуара, как непосредственно в нефтепродукт (подслойный способ), так и через эластичный рукав с выходом на поверхность горючего.

Рисунок 1. Стационарная установка пожаротушения с автоматические подачей пены

Этот метод обеспечивает подачу пены от автономного источника - стационарного или мобильного. В процессе тушения пожара, проходя через слой нефтепродукта, пена обеспечивает перемешивание нефтепродукта, что приводит к снижению температуры его горящего слоя. При этом пена выносит на поверхность воду с поверхностно-активными веществами (ПАВ). Вода с ПАВ, попадая в горящий поверхностный слой, снижает его температуру за счет испарения и изолирует горящую поверхность от атмосферного воздуха.

Пена поднимается непосредственно над местом ее введения и в дальнейшем растекается по поверхности. Для быстрого перекрытия горя­щей поверхности необходимо реализовать несколько точек впуска пены, что требует разработки системы впуска пены. При этом возможно непопадание пены в карманы, образованные обломками металлоконструкций крыши РВС.

Также недостатком является то, что неизвестно количество воды, прошедшее с пеной через слой нефте­продукта на горящую поверхность. Следует помнить о том, что поднятие пены на поверхность не такой уже и быстрый процесс.

Также как и в предыдущем методе здесь возможна перекачка нефтепродукта из горящего резервуара перемешаного с пеной.

На сегодняшний день способы пожаротушения резервуаров является одной из распространенных проблем. Так как известные способы пожаротушения резервуаров не достаточно безупречны и совершены. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Запатентованных изобретений на данную тему найдено очень много, но не все они были внедрены в производство, и на данный период времени многие из них не действительны. Именно поэтому поиск новых и качественных способов и устройств для пожаротушения резервуаров является актуальной задачей. Цель создания качественного и эффективного способа пожаротушения - это устранение указанных недостатков в уже известных технических решениях.

На данный момент подслойный способ пожаротушения является самым эффективным, поскольку обеспечивает оперативное тушение пожара за счет образования на поверхности горящей жидкости огнестойкой самозатягивающейся пленки из всплывших на поверхность мелких пузырьков пены, перекрывающих доступ кислорода в зону горения, так же позволяет резко снизить температуру нефти независимо от диаметра защищаемого резервуара

Список литературы:

1. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы / Госстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1993.
2. Указания по тушению пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах. - М.: ГУПО-ВНИИПО, 1973.
3. Рекомендации по тушению пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах. - М.: ВНИИПО, 1991.
4. Рекомендации по предупреждению и тушению пожаров в резервуарах с понтоном и плавающей крышей. - М., 1982.
5. Наставление по использованию передвижной пожарной техники для тушения пожаров горючих жидкостей в резервуарах подслойным способом. - М.: ВНИИПО-ВИПТШ, 1995.
6. Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности и тактике тушения пожаров в резервуарах на свайных основаниях для условий Западной Сибири и Крайнего Севера. - Тюмень, 1987.
7. Определение нормативного запаса пенообразователя для тушения горючих жидкостей в резервуарах: Рекомендации. - М.: ВНИИПО, 1986.
8. Оптимизация параметров огнетушащей эффективности пенных средств для тушения пожаров углеводородных жидкостей: Методические рекомендации. - М.: ВНИИПО, 1988.
9. Тушение нефти и нефтепродуктов: Пособие / Безродный И.Ф., Гилетич А.Н., Меркулов В.А. и др. - М.: ВНИИПО, 1996.
10. Молчанов В.П., Сучков В.П. Варианты развития пожара в хранилищах нефтепродуктов // Пожарное дело. - 1994. - N 11.
11. Блинов В.И., Худяков Г.Н. Диффузионное горение жидкостей. - М.: АН СССР, 1961.
12. Абдурагимов И.М., Андросов А.С., Исаева Л.К., Крылов Е.В. Процессы горения. - М.: ВИПТШ, 1984.