Способ подслойного тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах

Изобретение касается способов тушения пожаров пеной, причем образование пены происходит на двух стадиях, первая в основании резервуара, при непосредственном контакте в нефтепродуктом, а вторая после подъема пены на горящую поверхность, от воздействия на пену теплового потока от факела пламени и от контакта с перегретыми металлическими стенками резервуара. Водный огнетушащий раствор, содержащий уксусную кислоту и сульфат алюминия, и/или сульфат железа, и/или хлорид аммония, подается в основание резервуара, в емкость, которая содержит диаммоний фосфат и/или нитрит натрия и бикарбонат натрия. Образование пены в основании резервуара в непосредственном контакте с нефтепродуктом позволяет резко увеличить интенсивность подачи пены на горящую поверхность. Система пожаротушения может быть перезаряжена путем последовательного наполнения внутренней емкости водными растворами снаружи резервуара, а также можно реализовать способ одновременной подачей компонентов в основание резервуара. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к области противопожарной техники, в частности к способу тушения пожаров и противопожарной защиты объектов при пожаре, и направлено на повышение эффективности тушения пожара.

Известны способы подслойного тушения пожаров в резервуарах. Так, способ подслойного пожаротушения в резервуаре [1] предусматривает подачу пены в основание резервуара, но чтобы избежать контакта пены с нефтепродуктом пену подают через эластичный мешок, который периодически отрывается от насадка и всплывает вверх над поверхностью горящей жидкости. Недостаток этого способа связан с тем, что из-за утраты эластичности мешки разрываются и не всплывают на поверхность, а пена смешивается с нефтепродуктом и утрачивает огнетушащую эффективность.

Другой способ [2] предусматривает подачу в нижнюю часть резервуара жидкого хладагента совместно с нефтепродуктом через установленные на дне резервуара форсунки.

Заполнение резервуара нефтепродуктом или нефтью по трубопроводу осуществляют одновременно с подачей жидкого хладагента, например диоксида углерода, или азота, или смеси инертных газов.

Существенным недостатком этого способа является низкая огнетушащая эффективность резервуаров диаметром более 3 м. Тушение достигается, если диаметр резервуара не превышает 3 м. Для больших резервуаров увеличение интенсивности подачи нейтрального газа выносит в зону горения горючее в виде дисперсии, поэтому пламя поднимается выше над резервуаром, но пожар не тушится.

В качестве прототипа к предлагаемому нами способу принят способ [3], при котором в резервуар подают раздельно раствор пенообразователя и воздух, причем раствор распыляют на струи воздуха, которые формируются в насадках.

Одновременно с подачей нейтрального газа через слой жидкости на зеркало жидкости подается распыленный пенообразующий раствор. По мнению авторов, всплывающие пузыри барботирующего газа, проходя через слой пенообразующего раствора, окружаются двойным адсорбционным слоем, образуя гидромеханическую ячеисто-пленочную пену высокой кратности. Получающаяся пена обладает высокой устойчивостью вследствие того, что стекающая в межпузырьковых пленках жидкость подхватывается всплывающими пузырьками газа, обеспечивая непрерывную возобновляемость пены, образующаяся пена обладает высокой однородностью геометрических характеристик, обусловленной стабильностью размеров пузырей.

Следовательно, в этом способе-устройстве основным огнетушащим средством является пена, которая получена барботированием воздуха через слой углеводорода.

Существенным недостатком этого способа является низкая огнетушащая эффективность тушения пожара, что связано с низкой скоростью образования пены. Увеличить интенсивность пенообразования возможно, но при увеличении расхода инертного газа происходит диспергирование углеводорода и вынос горючего над уровнем резервуара. В результате эффективность предложенного способа-прототипа ограничивается тушением пожаров в резервуарах малого диаметра, не более 3 м.

Для повышения огнетушащей эффективности, что определяется временем тушения пламени, нами предлагается способ с двойным образованием пены. Первая стадия - образование пены в емкости на дне резервуара и вторая - пенообразование после подъема пены, при воздействии теплового потока от факела пламени и при соприкосновении с разогретой металлической стенкой резервуара.

Способ тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах осуществляется путем подачи в основание резервуара огнетушащего вещества, где в качестве огнетушащего вещества, которое подают в основание резервуара, применяется водный раствор уксусной кислоты и кислой соли многовалентного металла, при этом раствор подается в емкость внутри резервуара, под слоем горючей жидкости, которая содержит водный раствор газообразующих веществ, которые при смешении с кислым водным раствором выделяет, во всем объеме, высокодисперсный газ, включая двуокись углерода и азот, которые, проходя через водный раствор, образуют пену низкой кратности. Пена всплывает на горящую поверхность нефтепродукта, вынося в пенных пленках компоненты, которые выделяют азот под действием теплового потока от факела пламени и в местах соприкосновения пены с нагретой поверхностью металлической стенки резервуара. Тушение пожара происходит путем покрытия всей поверхности горения за счет вторичного эффекта вспенивания.

Для обеспечения двухстадийного процесса образования пены: выделения углекислого газа в основании резервуара, а затем азота и аммиака на поверхности горящего нефтепродукта состав водного раствора внутри емкости содержит следующие компоненты:

диаммоний фосфат, % масс. 3-20
нитрит натрия, % масс. 5-20
бикарбонат натрия, % масс. 8,0-25
частично фторированный стабилизатор амфолитной
природы, % масс. 0,1-5,0
углеводородные ПАВ: алкилсульфаты натрия с длиной
углеродной цепи 8-12, и/или алкилсульфонаты натрия
C8-C16, % масс. 0,5-8,0
- вода, % масс. остальное до 100

а состав кислого водного раствора содержит:

уксусная кислота, % масс. 3-20
хлорид аммония, % масс. 5-20
нитрат аммония, % масс. 5-20
сульфат алюминия или сульфат железа, % масс. 5-15
вода, % масс. остальное до 100

В качестве фторированных стабилизаторов используются амфолитные, частично фторированные соединения, в которых на шесть фторированных атомов углерода приходится два углеводородных, карбокси бетаины с торговыми марками CAPSTONE 1157, CAPSTONE 1183 и CEMGARD в смеси с алкилсульфатами натрия, с длиной углеродной цепи 8-12, и алкилсульфонаты натрия C8-C16, при этом содержание углеводородных ПАВ по отношению фторированным ПАВ составляет от 0,1 до 10% масс., а содержание бикарбоната натрия в щелочном растворе соответствует пересыщенной концентрации, при которой часть бикарбоната натрия содержится в виде порошка-осадка на дне, или в виде взвеси в массе водного раствора.

С целью упрощения системы пожаротушения водные растворы кислой и щелочной природы могут подаваться в емкость внутри резервуара одновременно или последовательно, или смешиваться в линии трубопроводов до попадания в нефтепродукт.

Обоснование концентрационных пределов компонентов предлагаемого состава.

Обоснование концентрационных пределов компонентов проводили измерением скорости, объема и устойчивости пены.

Нижние пределы по компонентам:

Уксусная кислота, % масс. 3
Сульфат алюминия, % масс. 5
Сульфат железа, % масс. 5

- ограничены из-за пониженной кратности образующейся на первом этапе пены, которая не должна быть ниже 4,0.

Верхние пределы компонентов

Уксусная кислота, % масс 20
Хлорид аммония, % масс. 20
Сульфат алюминия, % масс. 20
Сульфат железа, % масс. 20

- ограничены растворимостью солей в воде при комнатной температуре.

Нижний предел содержания частично фторированных стабилизаторов амфолитной природы, карбокси бетаины, % масс. 0,1

- ограничен снижением устойчивости пены, а верхний - 5,0% масс. растворимостью в концентрированном солевом растворе.

Содержание углеводородных ПАВ определялось по величине коэффициента растекания водного раствора пены по гептану и величине межфазного поверхностного натяжения. При концентрации по отношению к фторированным ПАВ более чем 1:10 межфазное натяжение снижается ниже 2,5 мН/м, что снижает огнетушащую эффективность, а при концентрации менее 0,1:10 коэффициент растекания становится отрицательным, что резко снижает огнетушащую эффективность пены.

Содержание компонентов, обусловливающих вторичное вспенивание при высокой температуре:

Диаммоний фосфат, % масс. 20
Нитрит натрия, % масс. 20

Определяется величиной вторичного вспенивания при температуре 50°С.

Нижний предел:

Хлорид аммония, % масс. 5
Нитрит натрия, % масс. 5

- ограничен из-за низкой кратности, которая оказалась ниже 4,0, а верхний предел - растворимостью в сильно солевом водном растворе.

Примеры оптимальных составов предложенного способа:

Пример 1.

Уксусная кислота, % масс. 10
Сульфат алюминия, % масс. 10
Хлорид аммония, % масс. 5
Нитрит натрия, % масс. 5
Диаммоний фосфат, % масс. 5
Бикарбонат натрия, % масс. 15
«CAPSTONE 1183» 0,5

Пример 2.

Уксусная кислота, % масс. 15
Сульфат железа, % масс. 5
Нитрат аммония, % масс. 5
Нитрит натрия, % масс. 5
Диаммоний фосфат, % масс. 10
Бикарбонат натрия, % масс. 15
«CEMGARD» 0,5

Пример 3

Уксусная кислота, % масс. 15
Сульфат алюминия, % масс. 10
Нитрит натрия, % масс. 5
Диаммоний фосфат, % масс. 15
Бикарбонат натрия, % масс. 15
«CAPSTONE 1157» 0,5

Испытания огнетушащей эффективности способов тушении пламени проводили по методике, предусмотренной ГОСТ Р 53280.2-2010 «Установки пожаротушения автоматические. Огнетушащие вещества. Часть 2. Пенообразователи для подслойного тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервурах. Общие технические требования и методы испытаний».

Испытаны три состава, отличающиеся типом использованного фторированного стабилизатора. Результаты испытаний предлагаемого способа, оптимального состава растворов и способа-прототипа представлены в табл. 1.

Как следует из результатов испытаний, предложенный нами способ более чем в 4 раза эффективнее состава по способу-прототипу.

Предложенный нами способ отличается существенной новизной и существенной эффективностью в сравнении с прототипом.

1. Способ тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах путем подачи в основание резервуара огнетушащего вещества, отличающийся тем, что в качестве огнетушащего вещества, которое подают в основание резервуара, применяется водный раствор уксусной кислоты и кислой соли многовалентного металла, при этом раствор подается в емкость внутри резервуара, под слоем горючей жидкости, которая содержит водный раствор газообразуюших веществ, которые при смешении с кислым водным раствором выделяют, во всем объеме, высокодисперсный газ, включая двуокись углерода, азот, которые, проходя через водный раствор, образуют пену низкой кратности, которая всплывает на горящую поверхность нефтепродукта, вынося в пенных пленках компоненты, которые выделяют азот и аммиак, под действием теплового потока от факела пламени и в местах соприкосновения пены с нагретой поверхностью металлической стенки резервуара, и тушение пожара происходит путем покрытия всей поверхности горения, включая пристенный слой, за счет вторичного эффекта вспенивания.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что состав водного раствора внутри емкости содержит следующие компоненты:

диаммоний фосфат, % масс. 3-20
нитрит натрия, % масс. 5-20
бикарбонат натрия, % масс. 8,0-25
частично фторированный стабилизатор амфолитной природы,
% масс. 0,1-5,0
углеводородные ПАВ: алкилсульфаты натрия с длиной
углеродной цепи 8-12, и/или алкилсульфонаты натрия C8-C16, % масс. 0,5-8,0
вода, % масс. остальное до 100

а состав кислого водного раствора содержит:
уксусная кислота, % масс. 3-20
хлорид аммония, % масс. 5-20
нитрат аммония, % масс. 5-20
сульфат алюминия или сульфат железа, % масс. 5-15
вода, % масс. остальное до 100

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фторированных стабилизаторов используются амфолитные, частично фторированные соединения, в которых на шесть фторированных атомов углерода приходится два углеводородных, карбокси бетаины с торговыми марками CAPSTONE 1157, CAPSTONE 1183 и CEMGARD в смеси с алкилсульфатами натрия, с длиной углеродной цепи 8-12, и алкилсульфонаты натрия C8-C16, при этом содержание углеводородных ПАВ по отношению к фторированным ПАВ составляет от 0,1 до 10% масс., а содержание бикарбоната натрия в щелочном растворе соответствует пересыщенной концентрации, при которой часть бикарбоната натрия содержится в виде порошка-осадка на дне или в виде взвеси в массе водного раствора.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водные растворы кислой и щелочной природы могут подаваться в емкость внутри резервуара одновременно или последовательно или смешиваться в линии трубопроводов до попадания в нефтепродукт.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано для тушения горящего натрия. Устройство для тушения щелочных металлов содержит емкость, расположенную над ней крышку и пористый элемент, укрепленный на внутренней боковой поверхности стенки емкости.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области резервуаростроения и может быть использовано при строительстве резервуаров для хранения легких фракций нефтепродуктов, преимущественно - для хранения бензинов.

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.

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.

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 пожарной технике и может быть использовано в производственных помещениях для локализации и тушения пожаров горящих при аварийном разливе 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 описывает способ получения флегматизирующего состава для защиты углеводородных моторных топлив от возгорания, включающий смешение флегматизирующего состава и топлива с последующим разделением смеси, характеризующийся тем, что включает стадию получения состава из флегматизирующих и ингибирующих веществ посредством их предварительного смешения в соотношениях от 1:4 до 4:1 с последующим введением полученного состава в углеводородное моторное топливо при соотношениях состав:топливо от 1:100 до 1:10 соответственно. Техническим результатом изобретения является возможность создания эффективных пламягасящих смесей, в частности горения углеводородов, использование их для флегматизации углеводородных топлив, в частности, на транспортных объектах, оснащенных ДВС. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил., 3 пр.

Изобретение относится к нанотехнологиям в области противопожарной техники. Способ комбинированного тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах включает в себя одновременно с тушением фонтана газоводяными струями дополнительную подачу в импульсном режиме огнетушащего порошкового вещества в зону горящего фонтана над газоводяными струями. При этом в качестве огнетушащего порошкового вещества используют нанопорошок. Создают в контролируемой зоне концентрацию нанопорошка, достаточную для ингибирования пожаровзрывоопасной среды в течение времени, необходимого для подавления пламени. При этом при тушении производят одновременное перемещение газоводяных струй и потока огнетушащего порошкового вещества вдоль оси горящего факела снизу вверх. Техническим результатом является повышение ингибирующего действия порошков при объемном тушении отмеченных пожаров. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к химической промышленности и охране окружающей среды и может быть использовано при очистке взрывоопасных газовых смесей горючих газов и пыли, паров горючих жидкостей, в частности газов с высоким содержанием оксида углерода и водорода. Комплекс с фильтром для сухой очистки взрывоопасных газовых смесей содержит рукавный фильтр 1, соединенный с входным газоходом 2, на котором установлен входной отсечной клапан 3 и патрубок 18 с отсечным клапаном 19 для соединения с атмосферой. На выходном газоходе 4 установлен дымосос 5, выходной отсечной клапан 6, патрубок 20 с отсечным клапаном 21 для соединения с атмосферой и отборником проб газа 22. Перед фильтром 1 по ходу движения газа расположена взрыволокализующая камера 7, соединенная с входным газоходом 2 и с фильтром 1 через нормально открытые самозакрывающиеся при взрыве клапаны 8 и 10 соответственно. Взрыволокализующая камера 7 снабжена запальником 11, противовзрывным предохранительным клапаном 12, патрубком 13 с задвижкой 14 для соединения с атмосферой и датчиком-реле 15 давления взрыва, который через систему управления газоочисткой электрически соединен с электроприводами входного отсечного клапана 3, выходного отсечного клапана 6 и дымососа 5. Корпус фильтра 1 выполнен герметичным. Взрыволокализующая камера 7 и фильтр 1 снабжены герметичными выгрузчиками пыли. Расположение взрыволокализующей камеры 7 препятствует распространению взрывной волны и разрушению элементов фильтра при очистке взрывоопасных газовых смесей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нанотехнологиям в области противопожарной техники и предназначено для тушения горения горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, находящихся в хранилищах и резервуарах, а также крупных проливов нефтепродуктов. Сущность заявляемого технического решения заключается в способе комбинированного тушения пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, включающем в себя одновременную подачу в спутном потоке в зону горения огнетушащего порошка в виде огнетушащей порошковой струи и на поверхность горения - струи хладагента, при этом в качестве огнетушащего порошка используют нанопорошок, которым производят ингибирование пожароопасной среды в течение времени, необходимого для подавления пламени, а в качестве хладагента используют пену. Применение заявляемого комбинированного способа тушения пожаров горючих и легковоспламеняющихся позволяет повысить эффективность тушения на пожаровзрывоопасных объектах при возникновении чрезвычайной ситуации. 2 ил.

Изобретение относится к нанотехнологиям в области противопожарной техники. Способ вихревого порошкового тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах включает размещение на поверхности земли взрывчатого вещества в виде нескольких концентричных кольцевых зарядов по замкнутому контуру, охватывающему горящий факел скважины. Обкладывают заряды огнетушащим порошком. Осуществляют подрыв заряда меньшего радиуса первым, подрыв следующих зарядов с задержкой по времени, доставку огнетушащего порошка в зону горения с помощью энергии ударной волны и создание вихревого кольца, движущегося вдоль оси факела снизу вверх. При этом при формировании заряда меньшего радиуса и обкладывании его огнетушащим порошком в качестве последнего используют нанопорошок, который при образовании вихревого кольца создает в контролируемой зоне концентрацию нанопорошка, достаточную для ингибирования пожаровзрывоопасной среды в течение времени, необходимого для продвижения названного вихревого кольца вдоль поверхности диффузионного пламени факела. Техническим результатом является повышение надежности тушения пожаров. 2 табл., 5 ил.
Изобретение относится к способам тушения больших площадей горения горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, хранящихся в емкостных хранилищах и резервуарах. Сущность заявляемого способа заключается в том, что в способе противопожарной защиты резервуаров для хранения жидких горючих веществ, включающем в себя подготовку и подачу под давлением раствора пенообразователя для образования газонаполненной пены и тушение очага пожара с помощью названного огнетушащего вещества, первую часть потока раствора пенообразователя, насыщенного газом, подают вдоль поверхности горения по периметру стенок резервуара, вращают названный поток путем воздействия кориолисовой силы, возникающей на поверхности жидких горючих веществ, и удерживают в периферийной области поля центробежных сил, а вторую часть потока названного огнетушащего вещества подают вдоль поверхности горения от периферийной области в сторону центра емкости в виде веерообразного потока с отклонением угла раскрытия струи в сторону вращения первого потока, при этом оба потока подают на разных уровнях над поверхностью горения, а процесс пенообразования осуществляют непосредственно при контакте всех частей потока пенообразователя с поверхностью горения за счет изменения давления и нагрева огнетушащего средства на поверхности горения. Заявляемая система противопожарной защиты резервуаров для хранения жидких горючих веществ реализует заявляемый способ и подтверждает свою эффективность при проведении огневых испытаний на макете резервуара для хранения жидких горючих веществ. 2 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам поверхностного пожаротушения горючих жидких веществ пенами и предназначено для использования в пожарной технике и системах противопожарной защиты различных объектов. Способ включает подготовку раствора пенообразователя с дополнительным насыщением его под давлением огнетушащими микронных размеров твердыми частицами соединений щелочных и/или щелочно-земельных металлов, например калия, натрия, кальция, бария, образуемых при сгорании специальных твердотопливных аэрозолеобразующих составов, и подачу в виде наполненной огнетушащим аэрозолем пены по всей поверхности очага пожара, что позволяет снизить расход пенообразователя. 1 ил.

Изобретение относится к улавливанию легких фракций в резервуарных парках хранения легковоспламеняемых и горючих жидкостей и может найти применение в различных отраслях промышленности. Установка улавливания легких фракций включает компрессор и устройство для охлаждения и сепарации, установленные на линии подачи газовой смеси из резервуаров, в качестве компрессора установлена газодувка. Установка дополнительно включает узел адсорбции, содержащий по меньшей мере два адсорбера с блоками теплообменных элементов, размещенными в слое адсорбента, один из которых находится в режиме адсорбции, а другой - в режиме регенерации и охлаждения. Устройство для охлаждения и сепарации выполнено в виде двухсекционного дефлегматора с сепарационной зоной и зоной питания, при этом верхняя секция дефлегматора соединена линиями ввода/вывода хладагента с холодильной машиной, нижняя секция соединена линией ввода очищенной газовой смеси с адсорбером, находящимся в режиме адсорбции, и оснащена линией ее вывода. Сепарационная зона оснащена линией вывода конденсата, зона питания связана с компрессором, а верх дефлегматора - с адсорбером, находящимся в режиме адсорбции. Кроме того, адсорбер, находящийся в режиме регенерации, соединен с линиями вывода очищенной газовой смеси и подачи газовой смеси в компрессор, а его блок теплообменных элементов линией подачи теплоносителя соединен с холодильной машиной. Техническим результатом является исключение ограничений по объему сжимаемой газовой смеси и снижение энергозатрат и металлоемкости оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение касается способов тушения пожаров пеной, причем образование пены происходит на двух стадиях, первая в основании резервуара, при непосредственном контакте в нефтепродуктом, а вторая после подъема пены на горящую поверхность, от воздействия на пену теплового потока от факела пламени и от контакта с перегретыми металлическими стенками резервуара. Водный огнетушащий раствор, содержащий уксусную кислоту и сульфат алюминия, иили сульфат железа, иили хлорид аммония, подается в основание резервуара, в емкость, которая содержит диаммоний фосфат иили нитрит натрия и бикарбонат натрия. Образование пены в основании резервуара в непосредственном контакте с нефтепродуктом позволяет резко увеличить интенсивность подачи пены на горящую поверхность. Система пожаротушения может быть перезаряжена путем последовательного наполнения внутренней емкости водными растворами снаружи резервуара, а также можно реализовать способ одновременной подачей компонентов в основание резервуара. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

Наверх