Пожары при хранении нефтепродуктов

Бывают случаи, когда нет слоя воды, но она имеется в виде эмульсии в самой горючей жидкости. При  уменьшении вязкости верхнего слоя нефти капли воды опускаются вглубь и накапливаются там, где вязкость нефти еще велика. Одновременно капли воды нагреваются и закипают. Пары воды вспенивают нефть, которая переливается через борт и происходит вскипание (т. е. вскипание воды, содержащейся в нефти). Вскипание возникает раньше, чем выброс. Сейчас нет точных данных, позволяющих РТП определить время, по истечении которого наступит вскипание, (рис. 2).Опытами установлено, что если высота свободного борта превышает толщину прогретого слоя больше чем вдвое, жидкость не переливается через борт при условии содержания воды в нефти до 1%, тогда вскипание происходит через 45-60 мин. Вскипание увеличивает температуру пламени до 1500°С, высота пламени увеличивается в 2-3 раза, тепловой поток возрастает в несколько раз, за счет полного сгорания.

Выброс можно объяснить следующим  образом, температура прогретого слоя нефти может достигать 300°С. Этот слой, соприкасаясь с водой, нагревает  ее до температуры значительно большей, чем температура кипения. При  этом происходит бурное вскипание воды с выделением большого количества пара, который выбрасывает находящуюся  над водой нефть за пределы  резервуара.

Итак, анализ причин выброса показывает, что он может произойти во время  пожара в резервуаре, где под слоем  жидкости находится вода, т. е. в зависимости  от условий хранения, где образуется прогретый слой жидкости; где температура  прогретого слоя выше температуры кипения  воды.

Время выброса (т. е. время от начала пожара до выброса) можно определить, если известен уровень жидкости в  резервуаре Н, толщина слоя воды h, а  также линейная скорость выгорания v_л и скорость прогрева v_л, тогда получим время, ч, по формуле: t_{в =} (Н – h)/(v_л – v_п) (10.6)

Как вывод можно отметить, что  вскипание и выброс на пожарах  в резервуарных парках представляют серьезную опасность для личного  состава и техники, увеличивают  размеры пожара, изменяют характер горения, вызывают необходимость перегруппировки  сил и средств, введения резерва, изменения плана тушения и  т.п.

Основными мерами борьбы с вскипанием и выбросом могут  быть:

• ликвидация пожара до вскипания  или выброса,

• дренирование (откачка) слоя воды из резервуара.

Для выбора эффективных боевых действий РТП должен иметь данные по параметрам пожара и явлениям, сопровождающим пожар.

 

Вопросы охраны труда

В процессе тушения пожара необходимо строго выполнять требования техники  безопасности. При горении нефтепродуктов в наземных резервуарах, особенно жидкостей, способных к выбросу, расстановку  необходимо производить с учетом направления возможного розлива  жидкости и положения зоны задымления. Поэтому не следует ставить автонасосы на реки, ручьи, канавы по течению; при наличии угрозы выброса нефтепродукта или взрыва резервуара со сжиженным газом необходимо удалить людей и технику на расстояние 150 м с подветренной стороны от горящего резервуара и на 100 м с наветренной стороны, при этом водяные стволы закрепляют на позициях и работу их не прекращают. При тушении пожаров в резервуарных парках весь личный состав должен быть оповещен об установленном сигнале опасности и направлениях выхода из опасной зоны. В процессе подготовки к пенной атаке в обваловании на нем должен находиться минимум людей, главным образом ствольщиков.

Сборку пеномачт, пеноподъемников необходимо производить за обвалованием. Во время проведения атаки из обвалования удаляют всех, ствольщиков по возможности располагают на обваловании или за ним. Не следует располагать технику и личный состав вблизи резервуаров, заполненных ЛВЖ и ГЖ, которые подвергаются воздействию тепла, дыма и особенно пламени.

Для охлаждения горящего резервуара и соседних, подвергающихся воздействию  пламени, безопасно применять стволы А и лафетные с насадками диаметром 28,32 мм. При тушении наземных горизонтальных резервуаров необходимо учитывать характер их разрушения при взрывах и поэтому не следует располагать ствольщиков и технику с торцов емкостей, особенно возле коллекторов и запорной арматуры. Нельзя допускать пребывания людей на кровлях аварийных или соседних резервуаров, если это не связано с крайней необходимостью. Личный состав, занимающийся установкой пеносливов или генераторов на подземные резервуары, должен быть обеспечен теплоотражательными костюмами или надежной защитой распыленньми водяными струями, а при разрушившейся кровле и отсутствии борта на уровне земли необходимо страховать бойцов спасательными веревками.

При горении в железобетонных резервуарах  значительную опасность представляет обрушение плит покрытий и стенок резервуаров. При подвозе песка  для дополнительных обваловании  необходимо контролировать движение транспортных средств на территории пожара, не допускать  пребывания их в опасных зонах, а  также проезда их по рукавным линиям, трубопроводам, нефтепроводам и  т. п.

 

Тушение пожаров

 

Для обеспечения условий успешного  тушения пожаров в резервуарных парках хранения ЛВЖ и ПК в гарнизонах проводятся необходимые мероприятия:

• создание запасов на объектах и  в гарнизонах необходимого количества пенообразующих средств, хранение нормативного запаса средств на нефтебазе (если в  городе несколько нефтебаз, то пенообразующие средства могут храниться в другом месте, но доставка их должна быть обеспечена в течение часа),

• возможность быстрого сосредоточения необходимого количества сил и средств  на пожар,

• совершенствование тактической  выучки личного состава пожарных частей и порядка сбора начальствующего  состава гарнизона;

• разработка планов тушения пожаров.

Для этих целей на каждой нефтебазе  заранее разрабатывается план пожаротушения, расчет сил и средств проводят в двух вариантах. Первый вариант (нормативный) предусматривает тушение наибольшей площади резервуара, второй — тушение пожаров в усложненных условиях, т. е. в случае распространения пожара на другие резервуары. Для наземных металлических резервуаров этот вариант подразумевает горение всех резервуаров в обваловании (группы), для подземных — не менее одной трети резервуаров.

Для тушения пожаров  в резервуарных парках с помощью  передвижной пожарной техники и  полустационарных систем применяют:

• воду в виде распыленных струй;

• огнетушашие порошки и инертные газы;

• перемешиванием горючей жидкости,

• ВМП средней и низкой кратности.

Для успешного тушения  распыленными струями воды в основном темных нефтепродуктов с температурой вспышки больше 60°С должны быть выполнены условия:

• дисперсность воды 0,1-0,5 м/к.

• одновременное перекрытие струёй воды всей площади горения,

• интенсивность подачи не менее 0,2 л/м²-с)

Огнетушащие порошки (ПС и ПСБ) применяются  для тушения различных ЛВЖ  и ГЖ в резервуарах объемом  не более 5 тыс. м³.

Для подачи порошков в основном применяют  схему полустационарной подачи в  резервуар, подключая к ней передвижные  средства, автомобили порошкового тушения, или подают с помощью стволов  через борт резервуара.

Перемешивание жидкости используется также в основном в полустационарных или стационарных системах тушения  и может осуществляться с помощью  струй воздуха или самого нефтепродукта. Сущность тушения заключается в  том, что поверхностный слой горящей  жидкости охлаждается за счет смешивания с нижними холодными слоями до температуры ниже температуры самовоспламенения. Способ перемешивания можно применять  только для тушения жидкостей, у  которых температура вспышки  не менее чем на 5°С выше температуры воздуха при вместимости резервуаров от 400 до 5000 тыс. м³.

В качестве основного средства тушения  пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах применяют огнетушащие  пены средней и низкой кратности.

ВМП средней кратности является основным средством тушения ЛВЖ  и ГЖ, низкой кратности допускается  для тушения пожаров в резервуарах, оборудованных установками УППС (через слой горючего).

Нормативные интенсивности подачи средств для тушения ЛВЖ составляют: 0,08, а для ГЖ и нефтей 0,05 л/м²-с). Более подробно перечень ЛВЖ и ГЖ и интенсивности подачи огнетушаших средств для их тушения приведены в таблицах (5 и 6).

 

Таблица 5

Вид нефтепродукта	Нормативная интенсивность подачи раствора пенообразователя, л/(м2-с)
	Форэтол, Универсальный, Поделенный	САМПО, ПО-6НП	ПО-ЗАИ, ТЭАС. ПО-ЗНП, ПО-6ТС
1 . Нефть и нефтепродукты с Твсп 28°С и ниже, и ГЖ нагретые выше Твсп	0,05	0,08	0,08
2 Нефть и нефтепродукты с Твсп более 28°С	0,05	0,05	0,05
3 Стабильный газовый конденсат	0,12	0,23	0,30
4 Бензин, керосин, дизельное топливо, полученные из газового конденсата	0,10	0,15	0,15

 

Таблица 6

Нормативная интенсивность подачи пены низкой кратности для тушения  пожаров нефтепродуктов в резервуарах

Нормативная интенсивность подачи раствора пенообразователя, л/(м²-с)

Вид нефтепродукта	Фторсинтетические пенообразователи Форэтол Универсальный, Подслойный		Фторсинтетические пенообразователи «Легкая вода» «Гидрал»		Фторпротеиновые пенообразователи «Петрофилм»
	на поверхность	в слой	на поверхность	в слой	на поверхность	в слой
1 Бензин	0,08	0,12	0,08	0,10	0,08	0,10
2 Нефть и нефтепродукты с Твсп 28°С и ниже	0,08	0,10	0,08	0,10	0,08	0,10
2 Нефть и нефтепродукты с Твсп более 28°С	0,06	0,08	0,05	0,06	0,06	0,08
3 Стабильный газовый конденсат	0,10	0,20	0,10	0,12	0,10	0,14

 

При расчете сил и средств  нормативная интенсивность выбирается по (табл. 5 и 6) с учетом времени свободного развития пожара. Под временем свободного развития пожара следует понимать время  от момента начала пожара до подачи огнетушащего вещества.

Нормативную интенсивность раствора пенообразователя при подаче пены на поверхность горючей жидкости следует  увеличивать в 1,5 раза при свободном  развитии пожара от 3 до 6 часов, в 2 раза при продолжительности пожара от 6 до 10 часов и 2,5 раза при продолжительности  пожара более 10 ч

В настоящее время  в практике работы пожарной охраны применяются в основном три приема подачи огнетушащих пен в резервуары.

• через слой горючего с помощью  специального оборудования резервуара (рис. 3),

• через борт резервуара в виде навесной струи с помощью пенных стволов, пеносливов (рис 4),

• подслойный способ.

Для эффективной работы схемы подачи ВМП низкой кратности с помощью  УППС через слой горючего необходимо соединить автонасосы или насосную станцию, открыть задвижку, закрыть  отверстие на воздушно-пенном стволе и создать давление 0,2 МПа, когда  капсула достигнет упора и  рукав выйдет на поверхность, необходимо увеличить давление до 0,7-0,8 МПа, открыв отверстие на воздушно-пенном стволе, можно подавать огнетушащий состав и снизу в слой горючего без капсулы и рукава.

Пена при способе подачи через  слой горючего, попадая на поверхность, меньше разрушается от воздействия  высокой температуры, так как  не проходит через зону пламени (сверху вниз), что имеет место в способе "через борт резервуара". Но этот способ требует специального оборудования на резервуаре, обеспечивающего следующие  параметры: расход раствора 25-40 л/с и  соответственно пенообразователя от 1,5 до 3 л/с для объема 5 тыс. м³.

Основными недостатками данного способа тушения являются:

• невозможность использования  при горении в обваловании;

• разрушение, смятие пены во время  движения по рукаву через слой горючего;

• ограничена возможность выбора позиции для подачи пены в зависимости  от направления ветра, т. е. практически  невозможно использовать оборудование с подветренной стороны.

Подслойный способ подачи пены заключается в том, что пена подается непосредственно в слой горючей жидкости, через пенопроводы, находящиеся в нижней части резервуара, с помощью передвижной пожарной техники (рис Л 0.18). Используя подслойный способ подачи (СПТ) пены личный состав пожарных подразделений и техника находятся за обвалованием, не подвергаются опасности от выброса или вскипания.

Наиболее распространенным приемом  подачи пены в резервуар является слив ее на горящую поверхность с  помощью переносных пеноподъемников, автоподъемников и стационарных пенокамер.

Применение пеноподъемников, особенно на гусеничном ходу, значительно повышает эффективность использования этого приема.

На практике чаще всего прибегают  к комбинированному приему, например, подачи через пенослив и струями, что позволяет более рационально распределять пену по поверхности жидкости.

Для снижения интенсивности разрушения пены при осуществлении любого из приемов необходимо интенсивное  охлаждение стенок резервуаров, особенно в местах подачи пены.

Несмотря на разнообразие приемов  подачи пены, в практике все же встречается  обстановка, когда ни один из приемов  осуществить нельзя. Например, при  деформации стенок металлического резервуара или частичном разрушении, обрушении и погружении кровли в жидкость с образованием "глухого"пространства. В таких случаях для ввода пены в стенке резервуара прорезают отверстия на высоте 1 м от поверхности жидкости. Размеры отверстия должны быть несколько больше размеров пенослива, диаметра ствола, генератора. Для подачи пены в железобетонные резервуары, кровля которых сохранилась, используют люки или снимают плиты покрытия с помощью тросов и лебедок. Если поверхность жидкости загромождена обрушившимися конструкциями, то в таких случаях для освобождения поверхности жидкости и обеспечения растекания по ней пены производят подкачку воды или нефтепродукта в резервуар с тем, чтобы поднять уровень жидкости и закрыть ею обрушившиеся конструкции кровли. Данным приемом следует пользоваться с осторожностью, чтобы не переполнять резервуары. Воду для повышения уровня нефтепродукта в резервуарах можно применять лишь для ЛВЖ, т.е. жидкостей, не дающих выбросов.

Наряду с приемами подачи большое  значение в тушении имеет правильное определение места ввода пены в зону горения. Обычно пену вводят в местах, где тепловое воздействие  на нее наименьшее и откуда она  может беспрепятственно растекаться  по поверхности горящей жидкости. Целесообразно вводить пену с  одного-двух направлений мощными  потоками, т. к. при этом она меньше разрушается, быстрее продвигается и лучше преодолевает препятствия. В резервуары пену вводят, как правило, с наветренной стороны.