Технология газопорошкового пожаротушения на опасных объектах

Сергей Ананьев

Менеджер по развитию ООО “Каланча”

Противопожарная защита объектов нефтегазовой и нефтехимической промышленности по-прежнему остаётся актуальной задачей [1-3]. Рост объема производства и повышение требований промышленной и пожарной безопасности требует непрерывного развития предприятий – проводятся работы по реконструкции, модернизации, техническому перевооружению и строительству новых объектов. Вместе с увеличением производительности растет вместимость резервуарных парков и хранилищ готовой продукции что, в свою очередь, приводит к необходимости широкого внедрения автоматических установок пожаротушения нового поколения, более надежных, эффективных, экономичных и экологически чистых. Система пожаротушения на объектах добычи, хранения, переработки и транспортирования нефти и нефтепродуктов должна удовлетворять следующим основным требованиям:

- эффективно подавлять процессы горения нефти и нефтепродуктов;

- в сочетании с системой обнаружения пламени должна обладать инерционностью менее 30 секунд и подавлять пожар в его начальной стадии, не давая конструкциям прогреться до температуры самовоспламенения нефтепродукта;

- температурный диапазон эксплуатации системы должен соответствовать российским климатическим условиям (от –50°С до +50°С);

- огнетушащее вещество не должно оказывать разрушающего воздействия на оборудование и конструкции.

Одним из современных средств пожаротушения отвечающим вышеперечисленным требованиям, являются установки газопорошкового пожаротушения.

Основные принципы газопорошкового пожаротушения.

В результате экспериментов было установлено, что зависимость огнетушащей концентрации газопорошковой смеси от соотношения компонентов имеет ярко выраженный экстремальный характер. В оптимальном соотношении, огнетушащая концентрация смеси оказалась в 3 – 4 раза меньше, чем огнетушащая концентрация индивидуальных компонентов, входящих в смесь. Таким образом, было доказано наличие синергетического эффекта при тушении пожара в объеме смесью порошка и газа (рис.1).

Рис. 1 Синергетический эффект при тушении пожара в объеме смесью порошка и газа.

Газопорошковое огнетушащее вещество (ГПОВ), состоит из огнетушащего газа СО2 и высокодисперсного огнетушащего порошка Феникс АВС-70 в соотношении 27:73 по массе. После выхода ГПОВ отношение объемов компонентов при нормальных условиях составляет 430:1. Высокая эффективность данного вида пожаротушения достигается за счет одновременного использования всех основных механизмов тушения (воздействие на все грани пожарного тетраэдра):

Изоляция – порошок осаждается на горящую поверхность и изолирует ее от доступа воздуха.

Охлаждение – при истечении диоксид углерода совершает фазовый переход из жидкого состояния в газообразное. На срезе распылителя ГПОВ имеет температуру - 65С°, что позволяет существенно снизить температуру в защищаемом объеме.

Ингибирование – порошок эффективно замедляет скорость химической реакции в пламени.

Флегматизация -  диоксид углерода снижает концентрацию кислорода в защищаемом объеме.

Механический срыв пламени - за счет давления, скорость истечения ГПОВ достигает 70-и метров в секунду.

Рис. 2 Воздействие технологии газопорошкового пожаротушения на все грани пожарного тетраэдра.

Таб. 1 Сравнение характеристик различных систем пожаротушения.

Автоматическая установка газопорошкового пожаротушения для защиты резервуаров с нефтью и нефтепродуктами.

Разработанная в соответствии c требованиями ГОСТ Р 56028-2014 [4] и СП 155.13130-2014[5], автоматическая установка газопорошкового пожаротушения (АУГПП) предназначена для тушения нефти и нефтепродуктов, в резервуарах вертикальных стальных различного объема и исполнения.

АУГПП состоит из:

- системы обнаружения пожара;

- средств электроуправления установкой;

- основной и резервной батареи, состоящих из емкостей с порошком и баллонов с углекислотой;

- трубопроводов подачи газопорошкового огнетушащего вещества (ГПОВ);

- распределительных устройств;

- обратных клапанов;

- системы ввода ГПОВ в РВС;

- насадков-распылителей;

- системы подачи пены от передвижной пожарной техники.

Электротехническое оборудование имеет климатическое исполнение, обеспечивающее надежную работу в диапазоне температур эксплуатации. Приборы приемно-контрольные и управления располагаются в помещении пожарного поста или операторной.

Технологическое оборудование АУГПП "BiZone" включает в себя основную и резервную установки пожаротушения, трубопроводную систему, распределительную систему, трубопроводы и насадки подачи ГПОВ внутрь РВС, систему подачи пены от передвижной пожарной техники.

После обнаружения возгорания пожарными извещателями, смонтированными в верхнем поясе резервуара, прибор приемно-контрольный и управления формирует пусковой импульс. АУГПП имеет низкую инерционность, подача огнетушащей смеси в защищаемый объем начинается через 5 секунд после срабатывания системы и обеспечивает тушение на начальной стадии (до 30с с момента воспламенения). Пожар ликвидируется в начальной стадии, тем самым, не допускается прогрев конструкций до температуры вспышки, при которой происходит повторное возгорание паров нефтепродукта. Запуск основной батареи АУГПП производится в автоматическом или ручном режиме, запуск резервной батареи только в ручном (местном или дистанционном).

Рис. 3 Модель АУГПП в контейнере (с раздельным хранением ГПОВ)

Преимущества подобного варианта АУГПП (“в контейнере”): отсутствует необходимость строительства капитальных сооружений, сокращается время монтажа установки за счёт предварительно собранного на заводе-изготовителе решения, после доставки предварительно собранной установки остаётся подключить трубопроводы подачи ГПОВ к резервуарам (при этом все трубопроводы обязательно проходят тестовые испытания в соответствии с требованиями ГОСТ Р 56028-2014) и выполнить пуско-наладочные работы.

  

Рис. 4 Защита группы из двух и трёх резервуаров.

  

Рис. 5 Варианты размещения трубопроводов подачи газопорошкового огнетушащего вещества в резервуарах.

Применение на других объектах нефтегазовой отрасли.

Для защиты сливоналивных железнодорожных и автомобильных эстакад применяется решение на базе отдельных модулей газопорошкового пожаротушения, при этом предусматривается, что установка должна защищать горловину обслуживаемых вагонов-цистерн или автоцистерн, локальный объём вокруг каждой цистерны, а также зону нижнего слива и возможного пролива нефтепродуктов под каждой цистерной.

Рис.6 Защита ж. д. эстакады

Помимо случаев описанных выше, газопорошковая технология может применяться для защиты самых различных других объектов нефтехимического и нефтегазового комплекса, в числе которых: компрессорные и насосные станции, складские помещения, технологическое оборудование, открытые наружные установки, передвижные и модульные электростанции, буровые установки, АЗС и др.

Перспективы технологии.

Перспективной областью применения технологии газопорошкового пожаротушения являются объекты с оборотом сжиженного природного и сжиженных углеводородных газов, что обусловлено, в частности, международным опытом и положением ряда стандартов в области пожарной безопасности (NFPA 59A-2013, BS EN 1473-2007), которые допускают и рекомендуют применение порошковых составов для тушения возгораний на объектах данного типа.

При этом стационарными установками следует оборудовать:

·         Изотермические резервуары в местах размещения штуцеров, клапанов, оборудования рабочих площадок, местах установки насосов, отсекающей арматуры и другого функционального оборудования;

·         Места возможных возгораний на перекрытии (крыше) резервуара и утечек из трубопровода выдачи продукта из резервуара;

·         Обслуживающие рабочие площадки внутри защитного ограждения (и вне его), на тушение насосов выдачи продукта, а также в расчётную зону образования факела пламени на клапанах прямого сброса в атмосферу.

Низкая инерционность и интенсивное воздействие ГПОВ на очаг пожара, обеспечат тушение пожаров в начальной стадии на наружных установках и помещениях с оборотом СУГ и СПГ.

       

Рис.7 Объекты с оборотом СПГ и СУГ.

Выводы.

Экспериментально, в ходе проведённых многочисленных испытаний, был доказан объемный характер тушения и эффективность применения автоматических установок газопорошкового пожаротушения "BiZone" для защиты объектов нефтегазовой отрасли. Газопорошковое пожаротушение является современным средством противопожарной защиты, применение которого повысит уровень безопасности на самых различных гражданских и промышленных объектах, в том числе, опасных, сохранит жизнь и здоровье сотрудников и обеспечит сохранность имущества.

 

Литература:

1. Сучков В.П., Молчанов В.П. Варианты развития пожара в хранилищах нефтепродуктов. Пожарное дело. 1994.

2. Шароварников А.Ф., Молчанов В.П., Воевода С.С., Шароварников С.А.

Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов. Москва, 2007.

3. Кокорин В.В. 1, Романова И.Н., Хафизов Ф.Ш. ПРОБЛЕМЫ ЭФФЕКТИВНОГО ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ В СЛОЙ ГОРЮЧЕГО. Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело», 2012, № 3.

4. ГОСТ Р 56028-2014 Техника пожарная. Установки и модули газопорошкового пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний.

5. СП 155.13130.2014 Склады нефти и нефтепродуктов. Требования пожарной безопасности.

6. СТО 4854-039-13393076-2017 Установки газопорошкового пожаротушения. Нормы и правила проектирования. ООО “Каланча”, 2017.