Способ локализации и тушения пожаров на площадках приема и хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в горизонтальных резервуарах



 


Владельцы патента RU 2428234:

Копылов Сергей Николаевич (RU)
Стенковой Владимир Ильич (RU)
Постолов Владимир Борисович (RU)
Былинкин Владимир Александрович (RU)
Селиверстов Владимир Иванович (RU)
Баратов Анатолий Николаевич (RU)
Попов Максим Прокопьевич (RU)
Веретинский Павел Геннадьевич (RU)

Изобретение относится к области противопожарной техники. Способ включает установку металлической сетки в зоне пожара с последующей подачей на нее огнетушащего охлаждающего агента и отличается тем, что огнепреградительную металлическую сетку с размером ячеек, определяемым по предлагаемой формуле, и толщиной проволоки сетки, связанной с диаметром ячейки соотношением dпров≥0,25dяч, устанавливают вертикально на стойках по контуру площадки до высоты нижней кромки навеса, установленного над площадкой с резервуарами, при этом подачу огнетушащего охлаждающего агента ведут из размещенных по периметру газопорошковых модулей в зону пожара и по всему огражденному пространству с интенсивностью не менее 0,01 кг/м3·с, причем в качестве огнетушащего и охлаждающего агента используют смесь газового ингибитора и/или газового флегматизатора с гетерогенным ингибитором горения, содержащим не менее 5% фракции вышеуказанной дисперсии с размерами частиц, соизмеримыми с максимальной длиной волны излучения пламени горящей жидкости или газа. Газопорошковые модули размещают внутри или вне огражденной зоны попарно напротив друг друга с учетом встречного погашения скоростей потоков внутри огражденной зоны. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к способу локализации и тушения пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (ЛВЖ и ГЖ) на площадках приема и хранения газового конденсата в горизонтальных резервуарах.

Наиболее эффективно применение данного способа в районах, где в наличии дефицит воды, либо в районах, где применение для тушения пожара воды, пены затруднительно из-за отрицательных температур, например в районах Крайнего Севера или Сибири.

Известно, что при тушении пожаров на нефтяных терминалах в резервуаре обязательным является охлаждение соседних негорящих резервуаров для предотвращения их нагрева до температуры воспламенения продукта или его вскипания.

Известно множество способов тушения нефти, нефтепродуктов и других ЛВЖ и ГЖ в резервуарах [1]. Все способы непременно требуют применения пенообразующих водных растворов и охлаждение водой стоящих рядом резервуаров.

Наиболее близким аналогом является патент РФ №2318563, А62С 3/06, опубл. 10.03.2008 г. «Способ противопожарной защиты резервуаров с нефтепродуктами», который выбран нами за прототип.

Сущность изобретения по способу-прототипу, патент РФ 2318563, заключается в том, что в способе защиты резервуаров с нефтепродуктами, заключающимся в установке металлической сетки над очагом пожара на определенной высоте и подаче на нее охлаждающего агента, сетку после обнаружения загорания перемещают в факел пламени, после чего осуществляют орошение сетки охлаждающим агентом с интенсивностью от 0.05 до 0.15 кг/с на 1 м2 горизонтальной проекции очага пожара, а размеры ячейки металлической сетки определяют по формуле:

где m - ширина ячейки, м;

Vкр - критическая скорость пламени, м/с (для ЛВЖ - 0.2 м/с). Толщину проволоки металлической сетки определяют по формуле:

Отсюда размер ячейки

В прототипе приведены данные m=0.02÷0.07 м=20÷70 мм,

dпров=0.5÷1 мм.

Это параметры для сетки с охлаждением. Для сетки без охлаждения гасящий размер сетки составляет 0.6 см или 6 мм.

Недостатками способа прототипа являются:

1. Наличие воды или более дорогого охлаждающего агента для охлаждения сетки, что весьма нерентабельно и технически сложно выполнимо в зимних условиях.

2. Устанавливать на определенную высоту сетку над РВС 5000÷20000, высотой 12÷14 м, где диаметр резервуара d≈21÷46 м, весьма затруднительно в техническом плане, особенно во время пожара.

3. Данный способ затруднителен в применении для локализации и тушения пожаров ЛВЖ и ГЖ на площадках приема и хранения газового конденсата в горизонтальных резервуарах.

4. Охлаждение соседних резервуаров и/или уменьшение нагрева за счет излучения пламени пожара в данном способе не предусматривается.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа локализации и тушения пожаров ЛВЖ и ГЖ на площадках приема и хранения газового конденсата в горизонтальных резервуарах 20-60 м3, установленных компактно на открытых площадках под навесом.

Поставленная задача решается предлагаемым способом, заключающимся в том, что способ локализации и тушения пожаров на площадках приема и хранения ЛВЖ и ГЖ в горизонтальных резервуарах, включающий установку металлической сетки в зоне пожара с последующей подачей на нее огнетушащего охлаждающего агента, отличается тем, что огнепреградительную металлическую сетку с размером ячеек, определяемых по формуле:

где dяч - критический диаметр ячейки металлической сетки, при котором достигается тушение, м;

32,5 - значение критерия Пекле ,

где W - скорость потока, м/с;

l - линейный размер, м;

а - температуропроводность, м2/с;

R - газовая постоянная;

Т0 - температура исходной смеси; K

λ0 - теплопроводность исходной смеси, Вт/м·K

U - предельная скорость распространения углеводородных пламен, м/с;

Ср - теплоемкость горючей смеси, кДж/кг·K;

Ркр - критическое давление, Па,

и толщиной проволоки сетки, связанной с диаметром ячейки соотношением dпров≥0,25dяч, устанавливают вертикально на стойках по контуру площадки до высоты нижней кромки навеса, установленного над площадкой с резервуарами, при этом подачу огнетушащего охлаждающего агента ведут из размещенных по периметру газопорошковых модулей в зону пожара и по всему огражденному пространству с интенсивностью не менее 0,01 кг/м3·с, причем в качестве огнетушащего и охлаждающего агента используют смесь газового ингибитора и/или газового флегматизатора с гетерогенным ингибитором горения, содержащим не менее 5% фракции вышеуказанной дисперсии с размерами частиц, соизмеримыми с максимальной длиной волны излучения пламени горящей жидкости или газа.

В качестве огнетушащего и охлаждающего агента используют смесь сжиженного диоксида углерода и азота с порошком на основе фосфата аммония и/или карбоната и/или хлорида щелочного металла или с раствором ортофосфорной кислоты при соотношении дисперсной фазы и дисперсионной среды в образованном аэрозоле от

1:2 до 7:1.

Газопорошковые модули размещают внутри или вне огражденной зоны попарно напротив друг друга с учетом встречного погашения скоростей потоков внутри огражденной зоны.

Рассмотрим физическую сущность способа и его преимущества. Во-первых, способ-прототип ограничен в применении, так как не может применяться при резко отрицательных температурах, например в районах Крайнего Севера или в районах, где вода - дефицит. Наиболее опасными из легковоспламеняющихся жидкостей являются газовые конденсаты, имеющие низкую температуру кипения, вспышки и воспламенения. Поэтому так называемые модули приема и хранения газового конденсата устраивают на бетонированной площадке площадью 200-300 м2 с четырьмя-десятью горизонтальными резервуарами объемом 20-60 м3.

Применение пены также затруднительно из-за воды. Применение порошковых установок пожаротушения затруднительно на продуваемых ветром площадях из-за отсутствия боковых заграждений (стен), которые нежелательны ввиду большой загазованности помещений с хранящимся газовым конденсатом. Отсюда вытекает создание условно-временных и герметичных объемов, обеспечивающих в течение нескольких секунд создание и сохранение огнетушащей концентрации, необходимой для подавления горения в условно-герметичном объеме, образованном металлической сеткой.

При этом следует отметить, что в данном случае металлическая сетка играет тройную роль:

1. Условно-непродуваемая стенка из-за образования так называемых вихревых дорожек Кармана при скорости ветра 1-10 м/с при прохождении через сетку при числах Рейнольдса 40-1000;

2. Огнепреградительная и охлаждающая сетка согласно формуле (1);

3. Взрывоподавляющая сетка. Так, например, для газового конденсата пропана диаметр огнепреградителя или размер ячейки сетки составит 2.6 мм [2].

Важным фактором предлагаемого способа является наличие 10% частиц огнетушащего порошка с размерами, соизмеримыми с длиной волны максимума излучения горящей легковоспламеняющейся жидкости. Так, например, температура горения нефтепродуктов лежит в пределах 1200-1500°С. Максимум теплового излучения будет определяться по закону Вина:

или λmax≈2мкм.

Огнетушащая концентрация порошка Феникс АВС-70 составляет величину ≈130 г/м3. При нахождении в них 10% частиц с размером d≈2 мкм ослабление излучения по закону Буге-Ламберта-Бера будет:

где I - интенсивность прошедшего через аэрозоль излучения;

I0 - интенсивность падающего на аэрозоль излучения;

е - основание натурального логарифма;

ελ - показатель ослабления излучения в заданной области спектра, м2/г;

с - концентрация ослабляющих частиц на трассе визирования, г/м3;

l - трасса визирования, м.

Концентрация частиц с размером 2 мкм с=130·0.05=6.5 г/м3, ελ=2мкм≈0.5 м2/г, расстояние между резервуарами l составляет 2.6 м.

Отсюда кратность ослабления излучения:

Другими словами, излучение от горящей цистерны до следующей, находящейся на расстоянии 2.6 м, ослабится ориентировочно в 5000 раз. Учитывая, что более грубодисперсный аэрозоль тоже ослабляет излучение, то кратность ослабления излучения между цистернами-резервуарами уменьшится на 104, т.е. на четыре порядка или 0.3·104 на 1 метр огнетушащего аэрозоля (порошка).

Испытание проводили на испытательном полигоне ФГУП ФНЦ «НИИПХ». На испытательной площадке под навесом размером 6×6 метров установили очаг 233 В с двумястами тридцатью литрами бензина АИ-80, налитого на 470 л воды, находящейся в вышеуказанном очаге диаметром 3.05 м. Площадку огородили металлической сеткой с ячейкой ГОСТ 3826-82. Высота сетки 3.3 м, длина по периметру 24 м. Снаружи ограждения установили 2 модуля МПП(Н)-8 «BiZone» с 7.6 кг порошка в каждом и углекислотой массой 3.5 кг в каждом модуле. Таким образом, масса огнетушащего вещества была 22.2 кг. После поджига очага 233 В через 30 с включали в работу модули. Время работы модуля 7-8 с. Время тушения 5-6 с. Количество положительных опытов три из трех.

Источники информации

1. A.Ф.Шароварников, В.П.Молчанов, С.С.Воевода, С.А.Шароварников. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов. М., Издательский дом «Калан», 2002.

2. А.Н.Баратов. Горение-пожар-Взрыв-Безопасность / М., 2003, с.175.

1. Способ локализации и тушения пожаров на площадках приема и хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в горизонтальных резервуарах, включающий установку металлической сетки в зоне пожара с последующей подачей на нее огнетушащего охлаждающего агента, отличающийся тем, что огнепреградительную металлическую сетку с размером ячеек, определяемых по формуле:

где dяч - критический диаметр ячейки металлической сетки, при котором достигается тушение, м;
32,5 - значение критерия Пекле
где W - скорость потока, м/с;
l - линейный размер, м;
а - температуропроводность, м2/с;
R - газовая постоянная;
Т0 - температура исходной смеси, К;
λ0 - теплопроводность исходной смеси, Вт/м·К;
U - предельная скорость распространения углеводородных пламен, м/с;
Ср - теплоемкость горючей смеси, кДж/кг·К;
Ркр - критическое давление, Па;
и толщиной проволоки сетки, связанной с диаметром ячейки соотношением dпров≥0,25dяч, устанавливают вертикально на стойках по контуру площадки до высоты нижней кромки навеса, установленного над площадкой с резервуарами, при этом подачу огнетушащего охлаждающего агента ведут из размещенных по периметру газопорошковых модулей в зону пожара и по всему огражденному пространству с интенсивностью не менее 0,01 кг/м3·с, причем в качестве огнетушащего и охлаждающего агента используют смесь газового ингибитора и/или газового флегматизатора с гетерогенным ингибитором горения, содержащим не менее 5% фракции вышеуказанной дисперсии с размерами частиц, соизмеримыми с максимальной длиной волны излучения пламени горящей жидкости или газа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве огнетушащего и охлаждающего агента используют смесь сжиженного диоксида углерода и азота с порошком на основе фосфата аммония, и/или карбоната, и/или хлорида щелочного металла или с раствором ортофосфорной кислоты при соотношении дисперсной фазы и дисперсионной среды в образованном аэрозоле от 1:2 до 7:1.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что газопорошковые модули размещают внутри или вне огражденной зоны попарно напротив друг друга с учетом встречного погашения скоростей потоков внутри огражденной зоны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к противопожарной безопасности и предназначено, преимущественно, для тушения пожаров в резервуарах с жидкими горючими веществами. .

Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано для предотвращения и подавления пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, вытекающих в аварийных ситуациях из различного рода промышленного оборудования, топливных магистралей, емкостей, баков, резервуаров, в которых хранятся нефтепродукты.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к ликвидации открытых фонтанов на нефтегазовых скважинах. .

Изобретение относится к устройству для снижения пожароопасности или замедления развития пламени преимущественно в больших, открытых или перекрытых крышей, покрытых поплавками резервуарах для хранения горючих жидких сред, например нефти, или подобных сред, состоящих из установленного неподвижно имеющего цилиндрическую форму полого помещения в виде резервуара для приема жидкости, которое, по выбору, снабжено еще одним, окружающим его на определенном расстоянии защитным барьером, служащим для создания емкости для улавливания среды при утечках.

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к устройствам для предупреждения возникновения пожаров и обеспечения экологической чистоты, и может быть использовано при эксплуатации резервуарных парков и складов нефти и/или нефтепродуктов, таких как бензин, нефть, мазут и т.п.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к ликвидации открытых фонтанов на нефтегазовых скважинах, в частности к ликвидации открытых горящих фонтанов на газовых, газоконденсатных и нефтяных скважинах.

Изобретение относится к оборудованию для тушения нефтепродуктов в вертикальных стальных резервуарах и решает задачу автоматического тушения нефтепродуктов в вертикальных стальных резервуарах с любым типом крыш без участия пожарной команды, устойчивости противопожарного оборудования к взрыву паровоздушной смеси.

Изобретение относится к области противопожарной техники и предлагает способ и устройство для тушения легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих (ГЖ) жидкостей в резервуарах с фиксированной крышей (РВС), с фиксированной крышей и понтоном (РВСП) или в резервуарах с плавающей крышей (РВСПК) с помощью огнетушащей газодисперсной смеси.

Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к предупреждению и тушению пожаров на особых объектах, в частности резервуарах для хранения горючих жидкостей

Изобретение относится к пожаротушению и может быть использовано для снижения вредного воздействия на окружающую среду, в том числе, в условиях жилой застройки, фонтанирующих горящих газовых скважин

Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано в производственных помещениях для локализации и тушения пожаров горящих при аварийном разливе горючих жидкостей

Изобретение относится к области противопожарной техники и может быть использовано для тушения пожаров в вертикальных резервуарах с плавающей крышей или понтоном, предназначенных для хранения горючих жидкостей

Изобретение относится к способам обеспечения пожарной безопасности при эксплуатации резервуарных парков для хранения нефти и нефтепродуктов, а также других легковоспламеняемых и горючих жидкостей и может найти применение в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и других отраслях народного хозяйства. Предложен способ обеспечения взрывопожарной и экологической безопасности при эксплуатации резервуарных парков для хранения нефти и нефтепродуктов, включающий смешение части нефти и/или нефтепродуктов со смесью азота и паров нефтепродуктов, поступающих через газоуравнительную систему из резервуаров, сжатие полученной парожидкостной смеси объемным насосом и накопление ее в ресивере при заполнении резервуаров или при хранении нефти и нефтепродуктов при росте давления в резервуарах, подачу под собственным давлением накопленной смеси азота и паров нефтепродуктов через газоуравнительную систему в резервуары при опорожнении резервуаров или при хранении нефти и нефтепродуктов при падении давления в резервуарах, дополнительную подачу в резервуары азота, получаемого с помощью устройства воспроизводства инертной среды, при недостатке накопленной смеси паров нефтепродуктов и азота для заполнения освобождающегося пространства резервуаров, а также подачу под собственным давлением смеси нефти и/или нефтепродуктов с абсорбированными парами нефтепродуктов из ресивера в резервуары по мере их накопления. 2 ил.

Изобретение относится к области транспортной безопасности, а именно к устройствам тушения пожара в случаях возгорания шин транспортных средств, принадлежащих государственным службам и ведомствам, отвечающим за поддержание правопорядка: МВД, ФСБ и других организаций. Устройство содержит емкость с хладагентом, которая через электромагнитный кран и систему трубопроводов соединена с узлами шин колес. Каждый из узлов включает электромагнитные краны и распылители-диффузоры, размещенные с помощью шарнирных кронштейнов над каждым колесом. Привод управления устройства - электрический от бортовой сети. В электрическую цепь включены переключатель с сигнальной лампой, включатель электромагнитного крана емкости с хладагентом, звуковой сигнал и параллельно соединенные приводы управления тушения шин колес, содержат размещенные над колесами инфракрасные датчики с сигнальными лампами, кнопочные включатели электромагнитных кранов распылителей-диффузоров. Сигнальные лампы, переключатели и включатели располагаются в кабине, что дает возможность избирательной подачи хладагента к любому колесу без выхода людей из кабины. Предлагаемое устройство может найти широкое применение для предотвращения блокирования (остановки) транспортных средств (предпочтительно бронированных колесных машин), перевозящих личный состав государственных служб и ведомств, отвечающих за поддержание правопорядка при угрозе огневого воздействия на шины колес. 3 ил.

Изобретение относится к области резервуаростроения и может быть использовано при строительстве резервуаров для хранения легких фракций нефтепродуктов, преимущественно - для хранения бензинов. Резервуар для хранения нефтепродуктов состоит из корпуса, крыши и плавающего защитного покрытия из множества плавучих элементов в виде тел вращения одинаковой формы. В резервуаре часть плавучих элементов защитного покрытия располагается ниже зеркала жидкости, а часть - в газовом пространстве резервуара. Плавучие элементы имеют размеры, отличные друг от друга не более чем на 5%. При этом плавучие элементы, из которых состоит плавающее защитное покрытие, имеют смещенный центр тяжести относительно их геометрического центра. Все элементы защитного покрытия выполнены из неискрящего металла. Такое выполнение резервуара позволяет обеспечить снижение скорости испарения и концентрации паров жидкости, флегматизацию процесса горения, а также исключить вероятность накопления статического заряда и возникновения искрового разряда между плавучими элементами. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах, а также может использоваться для предотвращения образования гомотермического слоя нефти при длительном пожаре, который ведет к выбросу нефти из резервуара. Понтон или плавающая крыша имеют сквозные проемы, через которые, при частичном или полном затоплении понтона, пена поступает из пенного насадка, расположенного в центре основания резервуара, растекается на вторую половину закрытой снизу горящей поверхности нефтепродукта. Изобретение позволяет производить тушение резервуаров с понтоном и плавающей крышей подачей пены под слой горючего из пенного насадка, расположенного в центре основания резервуара. Эффективность предложенного способа более чем в два раза выше существующего способа тушения пожара системой подслойного тушения пожара в резервуаре с понтоном. 3 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу создания огнезащитного покрытия на поверхности горючих и негорючих материалов. Способ создания огнезащитного покрытия на поверхности включает подготовку поверхности, нанесение на нее первого слоя покрытия и перед его сушкой нанесение непосредственно на первый слой второго слоя огнезащитного покрытия в виде матрицы, содержащей микрокапсулированный агент, оболочка которого заполнена вспучивающимся веществом. Сушку покрытия производят при температуре ниже порога, при котором в веществе, заключенном в ядре микрокапсулы, происходит начало самопроизвольных химических реакций и физических процессов, приводящих к вспучиванию вещества. Микрокапсулированный агент представляет собой микрокапсулы, оболочка которых заполнена веществом, обладающим при нагревании свойствами значительного увеличения в объеме с образованием газо- и парообразных веществ, а сама оболочка выполнена однослойной. В качестве вспучивающегося вещества используют краску или порошок, обладающие вспучивающими свойствами. Техническим результатом является создание эффективного огнезащитного покрытия на поверхности горючих и негорючих материалов, позволяющего сохранить огнестойкость деревянных и металлических конструкций, кабелей и других изделий в течение длительного периода времени их эксплуатации. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к противопожарной технике. Способ объемного тушения горящей нефти внутри печи для ее подогрева включает последовательные стадии тушения - первую стадию для прекращения горения нефти и вторую стадию для предотвращения повторного воспламенения нефти. На первой стадии разбавления вводят смесь пара и газа. Смесь получают из продуктов сгорания горючего, окислителя, вводят воду, которую нагревают этими продуктами сгорания и перегревают ее, при этом смешивают поток перегретой воды со сверхзвуковым потоком продуктов сгорания горючего и окислителя, получив при этом высокотемпературный газ. На второй стадии продолжают подавать только воду для охлаждения печи до заданной температуры несамовоспламенения нефти в ней. Для осуществления способа используют установку для объемного тушения горящей нефти, которая содержит емкости хранения огнетушащего вещества 5, 6, 7, соединенные трубопроводами 16 с печью для подогрева нефти, систему подачи огнетушащего вещества 11, 12, 14, 15, 16, 17, шкаф управления, запорную арматуру 8, 9, 10, тепловой пункт подготовки огнетушащего вещества. Тепловой пункт подготовки огнетушащего вещества выполнен в виде парогазогенератора 13, который выполнен в виде форсуночной головки 19. Внутренняя полость головки 19 сообщена с системой подачи окислителя 14, 15 и горючего 1, 12, камеры сгорания 18 с наружной и внутренней рубашками, между которыми образован обогреваемый канал, полость которого сообщена с системой подачи воды 16, 17 и с полостью выходного устройства парогазогенератора 13, выполненного в виде сопла Лаваля. Выходное сечение сопла сообщено с внутренней полостью печи через смешивающее устройство 25, на выходе которого расположен коллектор и которое снабжено форсуночным устройством в виде кольцевой щели для подачи перегретой воды. Технический результат - повышение оптимальной защиты объекта - заключается в способности разбавлять концентрации реагирующих веществ до пределов, при которых горение становится невозможным, 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх