Места резервуарного хранения нефтесодержащих продуктов – это точки повышенной угрозы возгорания. Для исключения вероятности пожаров в таких парках требуется принятие специальных мер безопасности.
Рассмотрим системы, которые применяются для контроля и тушения пожара в емкостях с горючими жидкостями. Какие способы гашения огня существуют. Подробно расскажем о подслойных методах пресечения возгораний.
Общие принципы пожаротушения резервуаров с нефтепродуктами
Для защиты резервуарных парков от огня применяются установки пенного тушения. Используется пена низкой кратности, модули водяного охлаждения и обвалование.
Пена формируется из составов, содержащих фтор, образующих пленку при помощи пенообразователей. При попадании на поверхность воспламенившегося продукта пена затягивает ее пленкой, перекрывает доступ кислорода, снижает температуру жидкости.
В зависимости от размеров территорий, количества емкостей с нефтепродуктами, их объема устанавливаются стационарные системы тушения или используются передвижные. Также такое оборудование оснащается автоматическим или ручным пуском.
Способы и правила тушения
Классификация производится по уровню подачи огнетушащего вещества. Существует два основных механизма доставки пены: через нижние слои горючего состава и через поверхность. Нормативы проектирования защиты резервуарных парков регламентируются Сводом правил СП 21-104-98.
Подслойный
Такая система предполагает подачу пены через нижний пояс резервуара. В этом случае применяются пеногенераторы, подающие фторсодержащие, пленкообразующие составы под высоким давлением.
Поверхностный
Этот тип гашения предполагает доставку огнегасящего вещества сверху на уплотняющий затвор в бочках с плавающей крышкой и на поверхность нефтепродукта, если крыша стационарная.
Наиболее действенным считается комбинированный метод тушения, при котором огнегасящий состав подается и сверху, и через нижние пласты горючей жидкости.
Как устроена система ПТ
Подслойный метод ликвидации пожаров для резервуаров с нефтепродуктами имеет ряд преимуществ перед поверхностным. Во-первых, пеновводы и пеногенераторы защищены от повреждений в случае взрыва паровоздушной смеси.
Во-вторых, при реализации подслойного тушения системы управления техника, люди располагаются за обвалованием. Это снижает угрозу повреждения оборудования или травмирования персонала во время выплесков горящих нефтепродуктов при закипании.
Обустройство площадей
Планирование и размещение территорий под склады или постройки для содержания нефтепродуктов определяются Сводом правил 155.13130.2014. В нем указывается, что:
- складские постройки для содержания нефти в бочках, резервуары заглубляются так, чтобы в случае разлива нефти ее уровень не превышал 20 сантиметров от верхней границы площадки вокруг строения (расстояние считается от стены емкости или сооружения, ограничивается тремя метрами);
- если размещение цистерн или строений подходит под условия первого пункта, то производится обвал площадки; откос насыпи должен быть отнесен от края резервуара далее, чем на 3 метра.
Важной задачей является установка системы охлаждения емкостей. Во время пожара необходимо снижать температуру горящего резервуара и соседних с ним емкостей. Для уменьшения теплоотдачи на резервуары подается вода через насосные станции из гидрантов.
Сосуд для пенообразователя размещается в непосредственной близости с нефтяными резервуарами. Период от подачи сигнала до начала тушения зависит от длины труб, подводящих состав от точки хранения к месту гашения возгорания.
На заметку. Основной причиной отказа установок пожаротушения является неисправность генераторов пены, использование несоответствующего ГОСТа пенообразователя, состава. При долгом хранении пены в трубах она теряет свойства за пару месяцев.
Основы метода
Что такое подслойное тушение, процессы, происходящие во время горения нефтепродуктов до и после подачи фторсинтетической пены, можно объяснить в трех пунктах:
- После воспламенения на поверхности резервуара начинает повышаться температура верхнего слоя. Нижние пласты прогреваются гораздо медленнее. На поверхности образуется постоянно увеличивающийся гомотермический слой с температурой, близкой к кипению.
- При подаче пенного состава в нижнюю часть емкости он из-за меньшей массы поднимается наверх, перемешивая пласты, барботируя содержимое сосуда. С учетом того, что раствор огнетушащего вещества имеет температуру ниже, чем верхний слой, происходит уменьшение температуры на поверхности.
- Всплывающий состав покрывает поверхность нефтепродукта, перекрывает к нему доступ кислорода и прекращает горение, снижая возможность нового возгорания.
Принцип действия системы
Как любая установка пожаротушения, оборудование подслойного гашения огня начинает работу с получения сигнала от термоизвещателей. Их количество зависит от размера емкости, а цена – от марки.
После сообщения о начале возгорания автоматически или вручную запускаются системы пенообразования и подачи в резервуар, выезжают пожарные машины в количестве, предусмотренном схемой установки.
Исходя из вязкости загоревшейся жидкости производится определение концентрации пены (3–6%). Чем выше показатель вязкости, тем больший процент пенообразователя требуется.
После готовности системы, подсоединения рукавов автомобилей открываются задвижки стен резервуара, начинается подача раствора. Пленкообразующая пена поступает через нижнюю часть в емкость, всплывает на поверхность, образуя огнестойкую, непроницаемую пленку.
Период от подачи огнетушащего состава до его появления на плоскости нефтепродукта составляет от 40 секунд до одной минуты. Еще 120 секунд требуется для образования пленки. В течение трех минут пожар прекращается.
Толщина пленки по нормативам составляет около полусантиметра, предохраняя резервуар от повторного возгорания в течение нескольких часов.
Преимущества применения подслойного способа
Такие системы обеспечивают ликвидацию огня за счет огнестойкой пленки, которая перекрывает доступ кислорода в очаг пожара.
Еще один плюс заключается в возможности быстрого понижения температуры нефтесодержащей жидкости, независимо от объема резервуара.
При наличии установок подслойного тушения не важно время развития пожара, так как огнетушащее вещество поступает в нижний, неразогретый слой нефтепродукта.
Такой способ применяется в закрытых пространствах, например, если вспучился понтон, обрушилась крыша, или завернулась стена.
Все преимущества такого способа тушения возгорания оценили руководители крупнейшей компании страны ПАО «Транснефть». После сильнейшего пожара в 2018 году в Саратовской области, видео которого разошлось по сети, представитель компании рассказал об усилении противопожарной защиты на объектах, в частности, о проведении исследований по:
- определению предельных значений вязкости нефтепродуктов, при котором возможно использование подслойного способа;
- внесению корректировок в нормативы проектирования по монтажу установок подслойного гашения в бочки с бензинами;
- обеспечению большей герметичности мембран в системах гашения огня;
- определению требований к пенообразователям для высокооктановых бензинов;
- модернизации механизмов дозирования пены для пеноподъемников.
Особенности использования
Подслойное пожаротушение резервуаров не рекомендуется применять в качестве единственного способа для бочек с понтоном или плавающей крышей, т. к. может произойти их повреждение, что приведет к невозможности образования пленки на всей поверхности нефтепродукта.
Во время применения систем подачи огнегасящего состава через нижние пласты в жидкостях высокой вязкости (мазута) происходит охлаждение горючего вещества, увеличивается вязкость, снижается скорость вертикального подъема пены. В некоторых случаях, например, зимой, огнетушащее вещество вообще не сможет выйти на поверхность.
Иногда происходит отрыв крыши резервуара, что приводит к загоранию газов в месте прорыва в результате изменения концентраций нефтяных паров в воздухе, при этом возможно попадание пламени в бочку.
Не рекомендуется использовать для подачи пены технологические трубопроводы, т. к. их геометрия не обеспечивает доставку необходимого количества состава.
Сложно организовать подслойное тушение пожара в резервуаре большого диаметра. В этом случае отношение высоты нефтепродуктов к диаметру поверхности меньше единицы и для охлаждения верхнего слоя требуется трубопровод емкостью более пяти тысяч кубометров.
И, наконец, не стоит подавать в емкость с нефтепродуктами пену общего назначения через нижние пласты. Такой состав либо не поднимется в верхний слой, либо не даст устойчивую пленку. Более того, он может доставить к зоне горения кислород, который только усилит пламя.
Длительность тушения пожара
Существуют нормативы для ликвидации возгорания подслойным методом. Если при поверхностном гашении огонь должен быть уничтожен за 15 минут, то при подслойном – за 10.
При штатной работе всех систем скорость подачи пены составляет 15 метров в секунду. Если высота емкости 10 метров, огнетушащий состав появится на поверхности не ранее, чем через одну минуту. С учетом, что для образования пленки в верхний слой должно поступить достаточное количество вещества и в процессе всплывания холодного пенного состава наверх происходит перемешивание пластов, которое разрушает целостность пленки. Для установления необходимой толщины защитного слоя требуется 3–4 минуты.
Нормативный срок для ликвидации пожара устанавливается с учетом возникновения нештатных ситуаций, сбоев в работе систем, человеческого фактора.
Выводы
Тушение резервуаров с нефтепродуктами. Для борьбы с пожарами на резервуарах с нефтепродуктами и резервуарных парках используются системы поверхностного и подслойного тушения.
Подача пены через нижние слои емкости ускоряет время гашения возгорания по сравнению с поверхностным воздействием.
Оборудование подслойного тушения требует подготовки площадки для его размещения, использования специальных составов. При этом такие установки показали себя надежным средством ликвидации пожаров в хранилищах нефтепродуктов.
