Тушение пожаров нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат

Тема: Тушение пожаров нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках

 
 
 
 

 

 

 

 

Составил: Серов Е.В.

Проверил: Пугачев А.С.

 

 

 

 

 

 

г. Элиста - 2014 г.

Общие сведения о резервуарах и парках хранения ЛВЖ и ГЖ и пожарах в них

 

Количество пожаров, возникающих в резервуарах с ЛВЖ-ГЖ, сравнительно невелико и составляет менее 15% от пожаров, имеющих место на объектах химии и нефтехимии. Однако это наиболее сложные пожары, представляющие опасность для коммуникаций, смежных сооружений, а также для участников тушения. Опасность этих пожаров обусловлена возможностью жидкостей растекаться на большой площади с большой скоростью распространения пламени.

Пожары в резервуарах характеризуются сложными процессами развития, носят затяжной характер и требуют для их ликвидации большого количества сил и средств.

Основным средством тушения пожаров в резервуарах остается воздушно-механическая пена (ВПМ) средней кратности, подаваемая на поверхность горючей жидкости. Проводится работа по замене биологически жестких пенообразователей на биологически мягкие по условиям требований экологии. Поэтому одной из задач службы пожаротушения является разработка и обеспечение нормативной интенсивности подачи растворов новых типов пенообразователей.

Классификация резервуаров и резервуарных парков.

Для хранения нефти и нефтепродуктов в отечественной практике применяются резервуары металлические, железобетонные, земляные, из синтетических материалов, льдогрунтовые.

Наиболее распространены, как у нас в стране, так и за рубежом, стальные резервуары. Применяются следующие типы стальных резервуаров:

• вертикальные цилиндрические резервуары со стационарной конической или сферической крышей вместимостью до 20000 м3 (при хранении ЛВЖ) и до 50000 м3 (при хранении ГЖ);

• вертикальные цилиндрические резервуары со стационарной крышей и плавающим понтоном вместимостью до 50000 м3;

• вертикальные цилиндрические резервуары с плавающей крышей вместимостью до 120000 м3.

Геометрические характеристики основных типов стальных вертикальных резервуаров приведены в (табл. 1)

 

Таблица 1

№ п/п	Тип резервуара	Высота резервуара, м	Диаметр резервуара, м	Площадь зеркала горючего, м2	Периметр резервуара, м
1	РВС-1000	9	12	120	39
2	РВС-2000	12	15	181	48
3	РВС-3000	12	19	283	60
4	РВС-5000	12	23	408	72
5	РВС-5000	15	21	344	65
6	РВС- 10000	12	34	918	107
7	РВС- 10000	18	29	637	89
8	РВС- 15000	12	40	1250	126
9	РВС- 15000	18	34	918	107
10	РВС-20000	12	46	1632	143
11	РВС-20000	18	40	1250	125
12	РВС-30000	12	47	1764	149
13	РВС-30000	18	46	1632	143
14	РВС-50000	18	61	2892	190
15	РВС- 100000	18	85,3	5715	268
16	РВС- 120000	18	92,3	6691	290

 

 

Стенки вертикальных стальных резервуаров состоят из металлических листов, как правило, с размерами 1,5Х4 м. Причем толщина нижнего пояса резервуара колеблется в пределах от 6 мм (РВС-1000) до 25 мм (РВС-120000) в зависимости от вместимости резервуара. Толщина верхнего пояса составляет от 4 до 10 мм. Верхний сварной шов с крышей резервуара выполняется ослабленным с целью предотвращения разрушения резервуара при взрыве паровоздушной смеси внутри замкнутого объема резервуара.

Склады нефти и нефтепродуктов в зависимости от вместимости резервуарных парков и вместимости отдельных резервуаров делятся на следующие категории (табл. 2)

Таблица 2

 

Категория склада	Максимальный объем одного резервуара, м3	Общая вместимость резервуарного парка, м3
I	—	СВ. 100000
II	—	св. 20000 до 100000 вкл.
Ша	до 5000	св. 10000 до 20000 вкл.
Шб	до 2000	св. 2000 до 10000 вкл.
Шв	до 700	до 2000 вкл.

 

 

Единичный номинальный объем резервуаров, допустимая номинальная вместимость группы резервуаров и минимальное расстояние между резервуарами в одной группе представлены в (табл. 3).

 

Таблица 3

Резервуары	Единичный номинала объем резервуаров, устанавливаемых в группе, м3	Вид хранимых нефти нефтепродуктов	Допустимая общая номинальная вместимость группы,	Минимальное расстояние между резервуарам, расположенными в одной группе
1 . С плавающей крышей	50000 и более	Независимо от вида жидкости	200000	30м
	менее 50000	тоже	120000	0,5D, но не более 30 м
2. С понтоном	50000	то же	200000	30м
	менее 50000	то же	120000	0,65D, но не более 30 м
3 . С стационарной крышей	50000 и менее	Нефть и нефтепродукты с температурой вспышки выше 45°С	120000	0,75D, но не более 30 м
	50000 и менее	То же, с температурой вспышки 45°С и ниже	80000	0,75D, но не более 30 м

 

 

По назначению резервуарные парки могут быть подразделены на следующие виды:

• товарно-сырьевые базы для хранения нефти и нефтепродуктов,

•резервуарные парки перекачивающих станций нефти и нефтепродуктопроводов,

• резервуарные парки хранения нефтепродуктов различных объектов.

Резервуарные парки первого вида характеризуются, как правило, значительными объемами хранимых жидкостей, а также тем, что в одной резервуарной группе хранятся нефтепродукты близкие или одинаковые по составу и своим пожароопасным свойствам. В резервуарных парках второго вида все резервуары чаще всего имеют нефть или нефтепродукт одного вида.

Наземные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов объемом 5000 м3 и более оборудуются системами автоматического пожаротушения

На складах Ша категории при наличии не более двух наземных резервуаров объемом 5000 м3 допускается предусматривать тушение пожара этих резервуаров передвижной пожарной техникой при условии оборудования резервуаров стационарно установленными генераторами пены и сухими трубопроводами с соединительными головками для присоединения пожарной техники и заглушками, выведенными за обвалование.

Стационарные установки охлаждения оборудуются наземные резервуары объемом 5000 м3 и более. Особенности развития пожаров.

Пожары в резервуарах обычно начинаются со взрыва паровоздушной смеси в газовом пространстве резервуара и срыва крыши или вспышки "богатой" смеси без срыва крыши, но с нарушением целостности ее отдельных мест.

Сила взрыва, как правило, большая у тех резервуаров, где имеется большое газовое пространство, заполненное смесью паров нефтепродукта с воздухом (низкий уровень жидкости).

В зависимости от силы взрыва в вертикальном металлическом резервуаре может наблюдаться обстановка:

• крыша срывается полностью, ее отбрасывает в сторону на расстояние 20-30 м. Жидкость горит на всей площади резервуара;

• крыша несколько приподни-мается, отрывается полностью или частично, затем задерживается в полупогруженном состоянии в горящей жидкости;

• крыша деформируется и образует небольшие щели в местах крепления к стенке резервуара, а также в сварных швах самой крыши. В этом случае горят пары ЛВЖ над образованными щелями. При пожаре в железобетонных заглубленных (подземных) резервуарах от взрыва происходит разрушение кровли, в которой образуются отверстия больших размеров, затем в процессе пожара может произойти обрушение покрытий по всей площади резервуара из за высокой температуры и невозможности охлаждения их несущих конструкций.

У цилиндрических горизонтальньк, сферических резервуаров при взрыве чаще всего разрушается днище, в результате чего жидкость разливается на значительную площадь, создается угроза соседним резервуарам и сооружениям.

Состояние резервуаров и его оборудования после возникновения пожара определяет способ тушения и боевых действий подразделений. Например, значительное влияние на продолжительность тушения в подземных резервуарах оказывают железобетонные сваи, в зоне которых пена разрушается от тепловой радиации, чем объясняется увеличение нормативного времени подачи пены.

Основными параметрами пожаров в резервуарных парках являются:

площадь пожара, высота факела пламени, плотность теплового потока, скорость выгорания, скорость прогрева жидкости.

Горение ЛВЖ и ГЖ со свободной поверхности происходит сравнительно спокойно при высоте светящейся части пламени, равной 1,5 диаметров резервуара.

При наличии ветра горение значительно усиливается, масса дыма и пламени отклоняется в сторону, тем самым усложняется обстановка на пожаре за счет увеличения вероятности распространения пожара на соседние резервуары и сооружения, ведет к потере ориентации, сковывает боевые действия подразделений (рис. 1).

Изменяется тепловой режим пожара за счет увеличения теплоотдачи к поверхности жидкости, стенки резервуара, контактируя с пламенем, нагреваются до более высокой температуры

За счет теплового излучения факела пламени, а также конвективного переноса тепла раскаленными газами часто происходит воспламенение паров нефтепродуктов на соседних резервуарах, выходящих через дыхательную арматуру, замерные устройства и т.п.

Температура пламени зависит от вида нефтепродукта и практически не зависит от размеров факела и колеблется от 1000 до 1300°С

Линейная скорость выгорания различных нефтепродуктов в зависимости от их физико-химических свойств находится в пределах от 6 до 30 см/ч она практически не зависит от размеров резервуара или от площади горения, если эта площадь превышает 5 м2

Процесс горения нефтепродуктов в резервуарах металлических наземных и железобетонных подземных при полностью разрушенной крыше практически не отличается. Например, линейная скорость выгорания ил для нефти составляет 15 см/ч для обоих видов резервуаров, а скорость прогрева оп в металлических резервуарах для нефти составляет 24-36 см/ч и в железобетонных 24-30 см/ч

Накопление тепла в поверхностном слое нефтепродукта в значительной степени влияет на процесс тушения. Высокая температура разрушает пену, увеличивает расход огнетушащих веществ и время тушения

На поверхности жидкости температура близка к температуре кипения, но у нефти температура поверхности медленно возрастает по мере выгорания легких фракций. Для большинства нефтепродуктов температура поверхности жидкости составляет более 100°С.

Наличие прогретого слоя наблюдается при длительном горении сырых нефтей и мазутов.

Необходимо отметить, что бензин быстрее прогревается, чем нефть и мазут, но температура прогретого слоя ниже температуры кипения воды или близка к ней (табл 4), поэтому выброс маловероятен.

 

Таблица 4

Параметры пожаров нефтепродуктов

Наименование горючей жидкости	Скорость выгорания (м/ч)	Скорость прогрева (м/ч)
Бензин	0,3	0,1
Керосин	0,25	0,1
Газовый конденсат	0,3	0,3
Дизельное топливо из газового конденсата	0,25	0,15
Смесь нефти и газового конденсата	0,2	0,4
Дизельное топливо	0,2	0,08
Нефть	0,15	0,4
Мазут	0,1	0,3

 

 

Основными явлениями, сопровождающими пожар в резервуарных парках, являются вскипание и выброс.

По характеру прогрева у поверхности все ЛВЖ-ГЖ можно разделить на две группы. Первая группа, у которой температура в слое почти не меняется (спирты, ацетон бензол, керосин, дизельное топливо и др.), а на поверхности горения устанавливается температура, близкая к температуре кипения. Вторая группа (сырая нефть, бензин, мазуты и др.) — при длительном горении у поверхности образуется кипящий слой.

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.