Способ снижения времени тушения пожара нефти и нефтепродуктов путем предотвращения нагревания резервуара от факела пламени

Изобретение относится к области тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах, а также может использоваться для защиты резервуаров с сжиженными газами и низкомолекулярными спиртами. Изобретение позволяет повысить в два раза эффективность тушения углеводородов в резервуарах и резервуарных парках. В качестве охлаждения резервуара используется водный раствор смачивателя, который циркулирует с помощью насоса между кольцевым карманом на стенке резервуара и наружной расширительной емкостью, при этом водный раствор смачивателя подается из перфорированного трубопровода внутрь пористого негорючего наполнителя, вплотную примыкающего к стенке резервуара, а избыток водного раствора в кольцевом кармане возвращается в систему циркуляции за счет переливных патрубков, при этом уровень раствора в кольцевом кармане должен быть выше пористого наполнителя. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах, а также может использоваться для защиты резервуаров с сжиженными газами и низкомолекулярными спиртами.

При пожаре нефтепродуктов в металлических резервуарах наиболее опасная ситуация складывается с нагревом верхнего пояса резервуара, что может привести к его разрушению и аварийному проливу горючей жидкости.

В патенте US 5314027 A: «Fire suppression system» 1993 [1] описано как предотвращается перегрев верхнего пояса резервуара путем орошения поверхности крыши и стенок резервуара водой грубого распыла. Вода подается по трубопроводам к распылителям, расположенным выше стенок резервуара.

Недостатком этой системы является высокий расход воды, поскольку основная масса воды отскакивает от поверхности стенки и бесполезно падает на землю, поэтому при пожаре, для предотвращения нагревания верхнего слоя металлической стенки, подают струи воды от переносных гидромониторов или стандартных стволов высокого давления. Эта процедура подвергает опасности пожарных, которые вынуждены подходить непосредственно к резервуару в теплозащитной одежде.

Другим методом является способ, описанный в патенте US 7004232 B1: «Oil cooling oil tank» 2006 [2], где охлаждение резервуара с нефтью производят применением охлаждающих батарей, которые расположены непосредственно около стенок резервуара. Этот способ не эффективен для охлаждения верхнего слоя металлического резервуара. Ближайшим способом к предлагаемому нами является способ, описанный в патенте: PATENTUS 20130228346: 2013-09-05 Oil-cooled oil tank Fire extinguishers processes of preventing fire [3]. В этом патенте струи воды подаются из трубопровода изнутри резервуара, что позволяет полнее использовать охлаждающий эффект воды как при воздействии на стенку резервуара, так и при непосредственном смешении с нефтепродуктом. Недостатком этого способа является невозможность его применения для охлаждения резервуаров с нефтепродуктами, которые, для повышения октанового числа, содержат спирты или кетоны. При контакте с водой, которая поступает внутрь резервуара распыленными струями, эти составы утрачивают однородность и расслаиваются при контакте с водой, которая поступает внутрь резервуара распыленными струями, что делает их непригодными к дальнейшему использованию.

В существующих отечественных нормах «Регламент по эксплуатации автоматических установок пенного пожаротушения на объектах ОАО МН ОАО «АК «ТРАНСНЕФТЬ» [4] охлаждение резервуара при пожаре происходит из кольцевого трубопровода, расположенного снаружи резервуара, из отверстий направленными струями на поверхность металлической стенки. В качестве прототипа предлагаемого способа используется способ, описанный в нормативных документах по тушению пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах [5], где охлаждение стенок резервуара осуществляется из трубопровода, который расположен на верхнем уровне стенок резервуара.

Недостатком способа, принятого за прототип, являются большие потери воды, подаваемой на охлаждение, поскольку вода плохо смачивает поверхность металла, поверхность которого покрыта тонким слоем нефтепродукта, конденсирующегося в течение длительного времени на поверхность металла из окружающей среды, из-за утечек пара нефтепродукта в процессе технологических операций по заполнению резервуара. Низкое использование воды приводит к необходимости повышения расхода воды на орошение стенок резервуара, что и не позволяет предотвратить поток тепла от факела пламени к нефтепродукту в резервуаре. Перечисленные недостатки существующей системы орошения водой приводят к увеличению времени тушения пламени из-за прогрева нефти и нефтепродукта в резервуаре.

В предлагаемом способе предусматривается охлаждение стенок резервуара пористой системой, которая обеспечивает непрерывный контакт водного раствора с нагретым металлом.

Схема установок представлена на рис. 1, где показана принципиальная схема кольцевого канала с пористым материалом, пропитанным раствором смачивателя, и рис. 2, где показана схема системы циркуляции охлаждающего раствора.

В качестве охлаждения резервуара используется водный раствор смачивателя, который циркулирует с помощью насоса (9) между кольцевым карманом (8) на стенке (1) резервуара и наружной расширительной емкостью (10), при этом водный раствор смачивателя подается из перфорированного трубопровода (2) внутрь пористого негорючего наполнителя (5), вплотную примыкающего к стенке (1) резервуара, а избыток водного раствора в кольцевом кармане (6) возвращается в систему циркуляции за счет переливных патрубков (3), при этом уровень раствора в кольцевом кармане (6) должен быть выше пористого наполнителя (5).

Пористый наполнитель (5) представляет собой изделие из стекловолокна или не горючего утеплителя, имеющих сквозные поры, которые предотвращают испарение воды и постоянно подпитывают поверхностный слой (7) пористой системы, контактирующий со стенкой (1) резервуара, который охлаждает металлическую поверхность за счет поглощения тепла при испарении раствора смачивателя. В результате металлическая поверхность не нагревается выше температуры кипения воды, что предотвращает опасное повышение температуры горючей жидкости в резервуаре.

В качестве смачивателей используются растворы смачивателей - неионогенных и амфолитных поверхностно-активных веществ, обладающих ограниченной растворимостью в воде, в частности оксиэтилированные алкилфенолы, оксителированные жирные спирты и карбоксибетаины с различной длиной углеродной цепи.

Для предотвращения попадания осадков и пыли кольцевой карман (6) накрывается защитными пластинами (4), которые скреплены так, чтобы они сдвигались одна по другой, позволяя контролировать качество смоченного пористого наполнителя (5).

Испытание эффективности предложенного способа и способа-прототипа проведено на стендовой установке [6], на которой смонтированы системы охлаждения по прототипу и настоящему изобретению.

Сопоставление эффективности предлагаемого способа и способа-прототипа проведено путем измерения времени тушения пламени гептана пеной низкой кратности. Чем сильнее прогревается углеводород в резервуаре, тем больше время тушения пламени. Чем лучше поглощается поток тепла от факела пламени, тем меньше время тушения пламени пеной, тем эффективнее способ охлаждения резервуара.

Сравнительное испытание по времени тушения гептана проводили при фиксированной интенсивности подачи пены. Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Результаты испытаний показали, что способ по предлагаемому изобретению на 30-50% эффективнее, чем описанный в прототипе.

Таким образом, испытание предложенного устройства в сравнении с прототипом показало повышенную эффективность способа по предполагаемому изобретению.

Прямые испытания по величине теплового потока, который поступает от факела пламени к нефтепродукту, представлены в табл. 2.

По времени тушения пламени гептана эффективность предложенной системы охлаждения в два раза выше существующей. Количества тепла, полученного от факела пламени, при использовании устройства по предлагаемому способу в 2 раза ниже, чем по способу-прототипу. Прямые измерения теплового потока также показали высокую эффективность предложенного способа, который оказался эффективнее в 1,5 раза.

Примеры реализации способа снижения времени тушения пожара нефти и нефтепродуктов путем предотвращения нагревания резервуара от факела пламени

Пример 1. Устройство, расположенное на верхнем металлическом поясе резервуара в виде кольцевого кармана, опоясывающего резервуар, в котором одна из поверхностей является стенкой резервуара, содержит пористый негорючий наполнитель - керамическое волокно, например «CerachemBlanket», вплотную прижатый к стенке резервуара, что обеспечивает непрерывный эффект смачивания металлической нагретой поверхности стенок резервуара с помощью водного раствора смачивателя.

В качестве смачивателя используются водные растворы оксиэтилированных алкилфенолов с числом углеродных групп от 7 до 12 с концентрацией от 0,1 до 2,0% масс., которые циркулируют через перфорированный трубопровод к насосу и буферной емкости, установленным за обвалованием резервуара.

Защитные пластины расположены под уклоном не менее 5 градусов наружу от резервуара, при этом имеют щель в области контакта со стенкой резервуара для выхода пара.

Сливные патрубки в кольцевом кармане расположены на 1-3 см над уровнем пористого смачивателя. Время тушения гептана при интенсивности 0,05 кг/м2с - 43 секунды, а по способу-прототипу - 98 секунд.

Пример 2. Так же, как в примере 1, но в качестве пористого негорючего наполнителя используется «Cerablanket», а в качестве смачивателя используется карбоксибетаин (алкилдиметилкарбоксибетаин) с числом углеродных групп С812 с концентрацией от 0,1 до 4,0% масс.

Защитные пластины расположены под уклоном не менее 5 градусов наружу от резервуара на высоте 2-5 см от наружной стенки кольцевого кармана для обеспечения выхода пара.

Время тушения гептана при интенсивности 0,08 кг/м2с - 24 секунды, а по прототипу - 56 секунд.

Пример 3. Так же, как в примере 1, но в качестве пористого негорючего наполнителя используется «CerachromBlanket», а в качестве смачивателя используется алкил С8-18 иминодипропионат натрия. Время тушения гептана при интенсивности 0,10 кг/м2с - 23 секунды, а по прототипу - 48 секунд.

1. Способ снижения времени тушения пожара нефти и нефтепродуктов путем предотвращения нагревания резервуара от факела пламени системой трубопроводов, отличающийся тем, что предусматривается охлаждение стенок резервуара пористым наполнителем, который благодаря эффекту смачивания металлической поверхности стенок резервуара обеспечивает непрерывный контакт водного раствора с нагретым металлом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пористого материала используется стекловолокно или негорючие утеплители, имеющие сквозные поры.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используются растворы смачивателей - неионогенных и амфолитных поверхностно-активных веществ, обладающих ограниченной растворимостью в воде.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что циркуляция водного раствора смачивателя осуществляется через перфорированный трубопровод в кольцевой карман с пористой системой, а избыток водного раствора возвращается в буферный накопитель через сливные патрубки, которые устанавливаются над уровнем пористого смачивателя, и поступает к циркуляционному насосу.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой карман накрывается защитными пластинами, которые скреплены так, чтобы они сдвигались одна по другой.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к средствам пожаротушения. Способ состоит в том, что при изготовлении плавсредств в их стенках выполняют полости-воздуховоды, соединенные с ресивером сжатого воздуха, связанным с компрессором.

Изобретение относится к противопожарной технике для подавления промышленных взрывов. Заявлен способ подавления взрыва газо-паровоздушных и пылевоздушных смесей, который включает в себя доставку порошкового вещества с помощью энергии ударной волны к очагу горения.

Изобретение относится к способам предотвращения загораний горючих материалов при проведении высокотемпературных газорезательных работ металлических изделий и конструкций на особо важных объектах, например в отсеках атомных подводных лодок и других кораблей.
Изобретение относится к средствам пожаротушения летательных аппаратов. Способ состоит в том, что в зонах возникновения пожара в полостях-воздуховодах изготовляют окна с герметичными крышками, которые удерживают в закрытом состоянии при отсутствии пожара и открывают при возникновении пожара в данной зоне реверсивным электромагнитным приводом.
Изобретение относится к средствам пожаротушения в зданиях и сооружениях. Способ состоит в том, что в стенах здания изготовляют полости-воздуховоды, соединенные с ресивером сжатого воздуха, связанным с компрессором.
Изобретение относится к средствам пожаротушения и может быть использовано для тушения пожаров в грузовых и легковых автомобилях, тракторах. Способ тушения пожара в наземном транспорте заключается в том, что в стенках транспортного средства выполняют полости-воздуховоды, которые соединены с ресивером сжатого воздуха.

Объектом изобретения является устройство (10, 11) ограничения последствий пожара в помещении (4), содержащее резервуар (28), оборудованный емкостью (29) с жидкостью (26), при этом упомянутый резервуар (28) содержит одну или несколько камер, называемых «внутренними камерами» (54а, 54b, 54c, 54d, 54e), сообщающихся с упомянутым контейнером-хранилищем (4), и одну или несколько других камер (52а, 52b, 52c, 52d, 53), при этом резервуар (28) дополнительно содержит, по меньшей мере, один первый встроенный переливной бак (72а) и, по меньшей мере, один второй встроенный переливной бак (72b), расположенные с двух сторон резервуара (28), при этом каждый бак выполнен с возможностью заполнения упомянутой жидкостью (26), когда она превышает заранее определенную заданную высоту в упомянутой емкости (29).

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к способам тушения нефтехранилищ. Способ тушения пожаров на открытых площадях включает создание над открытым объектом горения закрытого объема из газов с образованием непроницаемой оболочки от поступления окислителя к объекту горения.
Изобретение относится к средствам для тушения удаленных недоступных участков горящего объекта. На самоходную платформу устанавливают пневматическую пушку, тыльную часть которой соединяют с групповым средством, создающим управляемые импульсы сжатого воздуха.

Изобретение относится к химическому и общему машиностроению, в частности к системам безопасности, предотвращающим развитие чрезвычайной ситуации. Технически достижимый результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования и людских ресурсов от аварийных ситуаций путем возможности прогнозирования развития чрезвычайной ситуации при аварии на взрывоопасном объекте.

Изобретение относится к способу и к средству обнаружения опасностей жизнедеятельности человека, включая пожарную опасность, и борьбы с этими опасностями. Обнаружение опасностей осуществляется измерением информативных параметров путем зондирования среды защищаемого объекта при помощи распределенной сети адресных датчиков многофакторного контроля с последующим анализом полученных данных, при этом учитывается массив совокупностей заданных информативных параметров, содержащий координаты возможных источников опасностей и прогнозируемые модели их изменений, их взаимосвязей и взаимодействий, кроме того, после анализа полученных информативных данных вырабатывается комплекс управляющих воздействий разных типов и назначений, соответствующих прогнозируемым угрозам, и эти воздействия направляются адресно к соответствующим исполнительным органам защиты, и дополнительно адресно направляются сигналы к датчикам многофакторного контроля по цепям обратной связи для корректировки характеристик этих датчиков. Средство обнаружения опасностей и защиты объекта состоит: из базовой части, содержащей блок контроля, управления и программирования, блок функциональных измерений и корреляций с матрицами совокупностей заданных информативных данных и условных переходов, аналого-цифровые преобразователи; из сети адресных датчиков многофакторного контроля; из сети объектовых адресных исполнительных органов защиты. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к средствам пожаротушения обширных участков степного пожара. Способ оперативного взрывного пожаротушения заключается в том, что используют катапульту для доставки контейнера, заполненного диспергированным огнетушащим веществом, смешанным с диспергированным взрывным веществом. В теле контейнера выполняют паз для установки в нем теплового взрывателя-детонатора, ударный боек которого фиксируют в исходном состоянии при помощи расплавляемой нити. Снабжают комплектом контейнеров населенные пункты, примыкающие к степям. Вставляют в паз контейнера взрыватель-детонатор. Вставляют контейнер в катапульту и забрасывают его в выбранную зону степного пожара. Расплавляемая нить теплового взрывателя-детонатора расплавляется, чем высвобождают ударный боек, которым воздействуют на капсюль, чем взрывают тепловой взрыватель-детонатор. Тепловым взрывателем-детонатором детонируют диспергированное взрывное вещество, находящееся в контейнере. В результате чего оно взрывается и взрывной волной сбиваются языки пламени. Огнетушащее вещество осаждается на раскаленных предметах горящей зоны, чем осуществляется отбор от них тепла. Техническим результатом данного изобретения является повышение оперативности пожаротушения обширных степных пожаров.

Изобретение относится к определению площади проемов (клапанов) в крыше вертикальных стальных резервуаров, необходимых для предупреждения механических повреждений и разрушения конструкции резервуаров для хранения жидких углеводородов при срабатывании автоматической установки газового пожаротушения (АУГП). В способе выбирают для конкретного типа резервуара значения геометрических размеров резервуара. С помощью применения расчетно-аналитического метода, основанного на разработанной математической модели нестационарных газодинамических процессов при подаче газового огнетушащего вещества в объем резервуара в результате срабатывания АУГП, устанавливают соотношение фазовых состояний огнетушащего вещества на выходе из насадка и дисперсность частиц огнетушащего вещества, находящегося в твердой фазе. Определяют значения параметров газо-воздушной смеси в резервуаре: вакуумметрическое давление в резервуаре Р и температуру газо-воздушной смеси Т, а также величину отрезка времени τ подачи газового огнетушащего вещества до достижения максимального вакуумметрического давления в резервуаре. Определяют площадь проемов в крыше резервуара FC для компенсирования разрежения в резервуаре, которая необходима для предотвращения разрушения конструкции резервуара при срабатывании АУГП, в соответствии со следующей формулой: где K - коэффициент запаса; mвозд - масса воздуха в резервуаре (кг); ΔР - абсолютное значение разности предельно допустимого вакуумметрического давления внутри резервуара и давления на открытом воздухе (Па); ρвозд - плотность воздуха (кг/м3). Изобретение позволяет исключить риск возникновения аварий, связанных с избыточным вакуумметрическим давлением внутри резервуаров, оборудованных АУГП. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к средствам пожаротушения верховых лесных и степных пожаров. Способ взрывного оперативного пожаротушения состоит в том, что контейнеры, заполненные диспергированным огнетушащим веществом, смешанным с диспергированным взрывным веществом, доставляют в выбранный участок горящего объекта. В теле контейнера выполняют паз для установки в нем перед выбрасыванием его в горящий объект теплового взрывателя-детонатора, ударный боек которого фиксируют в исходном состоянии при помощи расплавляемой нити. На поверхности контейнера выполняют петли из трудносгораемого материала. Выбрасывают вниз контейнер, наполненный огнетушащим веществом, смешанным с взрывным веществом. Под воздействием высокой температуры расплавляется плавкая нить теплового взрывателя-детонатора и взрывается взрывчатое вещество, сбивая языки пламени и интенсивно распыляя огнетушащее вещество, которое осаждается на раскаленных элементах горящего объекта во всем объеме данного участка горящего объекта. Техническим результатом данного изобретения является повышение эффективности пожаротушения верховых лесных и степных пожаров.
Изобретение относится к средствам пожаротушения удаленных недоступных участков горящего объекта. Способ взрывного пожаротушения заключается в том, что на самоходную платформу устанавливают пневматическую пушку, тыльную часть которой соединяют с групповым средством, создающим управляемые импульсы сжатого воздуха. Контейнеры заполняют диспергированным огнетушащим веществом, смешанным с диспергированным взрывным веществом. В теле контейнера выполняют паз для установки в нем перед выбрасыванием его в горящий объект теплового взрывателя-детонатора, ударный боек которого фиксируют в исходном состоянии при помощи расплавляемой нити. При необходимости тушения подводят самоходную платформу с установленной на ней пневматической пушкой. Вставляют в ствол пневматической пушки контейнер, наполненный огнетушащим веществом, смешанным с взрывным веществом. В ствол пневматической пушки подают импульс сжатого воздуха, которым выталкивают контейнер. Под воздействием высокой температуры расплавляют плавкую нить теплового взрывателя-детонатора и взрывают взрывчатое вещество, чем сбивают языки пламени.
Изобретение относится к средствам пожаротушения обширных участков горящего объекта - верховых лесных пожаров. Изготовляют катапульту для доставки контейнера, заполненного диспергированным огнетушащим веществом, смешанным с диспергированным взрывным веществом. Снабжают катапультами населенные пункты, примыкающие к лесным массивам. Изготовляют контейнеры, заполненные диспергированным огнетушащим веществом, смешанным с взрывным веществом. В теле контейнера выполняют паз для установки в нем перед вбрасыванием его в горящий объект теплового взрывателя-детонатора, ударный боек которого фиксируют в исходном состоянии при помощи расплавляемой нити. На поверхности контейнера выполняют петли из трудносгораемого материала. При необходимости оперативного тушения верхового лесного пожара вставляют в паз контейнера взрыватель-детонатор; вставляют контейнер в катапульту и забрасывают его в выбранную зону верхних ветвей горящего дерева. Взрывной волной сбиваются языки пламени и интенсивно распыляется огнетушащее вещество, которое осаждается на раскаленных верхних ветвях горящего дерева. Техническим результатом данного изобретения является повышение оперативности пожаротушения обширных верховых лесных пожаров.
Наверх