СОБЫТИЯ

В отеле InterContinental открывается тринадцатая ежегодная конференция Нефтегазсервис-2018

17 октября в Москве открывается тринадцатая ежегодная конференция «Нефтегазовый сервис в России» (Нефтегазсервис-2018). На конференции выступают кураторы нефтесервисного блока ВИНК и руководители крупных буровых и геофизических ...

В «Арктик СПГ-2» вложат 20-21 млрд. долларов

Строительство завода «Арктик СПГ-2» может начаться уже в следующем году. В ходе ВЭФ-2018 НОВАТЭК подписал протокол о намерениях с японской корпорацией JOGMEG, которая рассматривает перспективы партнерства с российской стороной в проекте ...

На Западной Мессояхе открыты новые запасы нефти в объеме 26 млн. тонн

«Мессояханефтегаз» обнаружил газонефтяную залежь на Западно-Мессояхском лицензионном участке. Ее геологические запасы оцениваются в 85 млн тонн, а извлекаемые – в 26 млн. тонн нефти. Это сопоставимо с объемами самостоятельного ...

Нефтяная отрасль полностью перейдет на НДД через 3-5 лет

Окончательный переход на НДД в нефтяной отрасли возможен не ранее, чем через 3-5 лет. Об этом заявил глава департамента налоговой и таможенной политики Минфина России Алексей Сазанов. «Пока бюджет по структуре расходов не готов взять на себя ...

Газомоторное топливо в России с начала года подорожало на треть

Розничная цена на газомоторное топливо в РФ выросла за январь-август на 31,8%. Об этом сообщается в материалах Росстата. «Пятый месяц подряд среди наблюдаемых видов непродовольственных товаров заметно растут цены на газовое моторное топливо, ...

Применение новых технических средств тушения при ликвидации горения аварийных проливов жидкостей

 

Применение новых технических средств тушения при ликвидации горения аварийных проливов жидкостей

 

В. Ф. Коротких, к.т.н., С. В. Коротких, к.т.н., Ф. Н. Сулейманов

 

В настоящий момент на предприятиях топливно­энергетического комплекса применяют ряд конструктивных способов, частично ограничивающих развитие пожаров горящих жидкостей. Например, маслопроводы проектируются из бесшовных труб с минимальным количеством фланцевых соединений, фланцевые соединения закрываются специальными кожухами, препятствующими разбрызгиванию и разливу масла при нарушении герметичности и т.д.  Однако подобные меры защиты не являются средствами тушения горящих при проливе жидкостей и полностью не решают проблемы обеспечения пожарной безопасности предприятий.

В последнее время найдены новые технические решения, обеспечивающие надёжную локализацию проливов горящих жидкостей и эффективное тушение пламени, благодаря которым были созданы устройства пожаротушения подавлением конвекции (УППК).

Процесс свободного (диффузионного) горения большинства жидкостей: нефти и продуктов нефтепереработки (углеводородные топлива, масла, мазуты и т.п.) – протекает в газовой фазе. При этом зона наиболее интенсивной химической реакции горения располагается на некотором расстоянии от горящей поверхности жидкости (в области стехиометрических концентраций паров топлива и кислорода воздуха), а существование пламени возможно только при вполне определённых внешних условиях, обеспечивающих процесс диффузии воздуха в зону реакции (1…3) . Для этого, прежде всего, необходимо наличие естественно конвективных потоков воздушной среды, поставляющих в достаточном количестве окислитель в зону горения, а также наличие процесса испарения с поверхности жидкости, создаваемого излучением пламени, и поступление паров горючего в зону горения. Эти физические процессы находятся в неразрывной взаимосвязи, и если каким­либо способом она нарушается, происходит уменьшение скорости горения, а затем и тушение пламени.

Следует отметить, что все способы тушения пожаров горючих жидкостей связаны с нарушением равновесия указанной взаимосвязи (изоляция поверхности жидкости от воздуха, разбавления паровоздушной смеси в зоне горения, торможение химической реакции горения путём торможения химической реакции или охлаждением зоны горения или горючей жидкости).

   В разработанных устройствах пожаротушения используется принцип подавления естественной конвекции с помощью конструктивных приёмов, которые создают условия для отрыва пламени от поверхности жидкости.

Указанные условия достигаются в вертикальных каналах, имеющих в поперечном сечении осесимметричную форму, собирающихся в сборки. Для каждой сборки каналов существует вполне определённая, критическая для процесса горения высота, которая не заполняется жидкостью, и если её уровень располагается ниже этой высоты, то будет полностью исключена возможность горения жидкости во всех вертикальных каналах. При этом критическая высота незаполняемой части каналов функционально связана с их диаметром.

На рис. 1 приведена принципиальная схема, поясняющая динамику развития процесса тушения пламени в отдельно взятом вертикальном канале.

 

В начале процесса, когда жидкость практически полностью заполняет канал (положение А), наблюдается ламинарный или турбулентный режим горения, при этом пламя расположено по поверхности.

В этом случае кислород свободно поступает со всех сторон в зону реакции (стрелками обозначено направление естественно­конвективных потоков), обеспечивая достаточно интенсивный режим горения. Одновременно под действием теплового излучения пламени происходит испарение жидкости с её поверхности.

По мере понижения уровня жидкости в вертикальном канале (положение Б) происходит отрыв пламени от поверхности, поскольку оно не может существовать внутри вертикального канала из­за отсутствия окислителя, доступ которого внутрь канала невозможен из­за вертикальных стенок. Расстояние между зоной горения и жидкостью увеличивается. В результате резко ослабевает тепловой поток, вызывающий испарение жидкости, и вследствие этого падает интенсивность процесса горения, а пламя уменьшается в размерах.

Дальнейшее понижение уровня жидкости в вертикальном канале (положение В) создаёт условие, при котором пламя приобретает предельно малые размеры, процесс становится неустойчивым, пламя начинает пульсировать, и при достижении критического уровня жидкости (Н) происходит потухание пламени.

Таким образом, при горении жидкости в вертикальном канале нарушается (сначала затормаживается, а затем прекращается) естественная конвекция воздуха в канале, поставляющая окислитель, что в конечном итоге приводит к прекращению горения.

Крупномасштабные испытания описанных устройств, проведённые в полигонных условиях, подтвердили их способность эффективно работать в условиях длительного теплового воздействия от горящих потоков жидкостей. В действующих нормах пожарной безопасности п.10.11 СП 13.13130.2009, п.75 НПБ 114­2002 предусматривается применение устройств для тушения пожаров при горении масел. В процессе испытаний фиксировалась температура в ёмкости и в поддоне четырьмя элементами сотовой структуры. Результаты приведены на рисунке 2.

 

 

Из графика видно, что температура жидкости при попадании в поддон снизилась до температуры 50С°, затем повышалась до 200оС, при этом повторное воспламенение дизельного топлива не происходило.

Устройства пожаротушения подавлением конвекции активно применяются как в России, так и за рубежом.

Литература

1. Юмото Т., Сато К., Косэки Х. Экспериментальное исследование горения горючих жидкостей в стальном резервуаре диаметром 1м. – Хайкан гидзюцу кэнкю кекайси. 1982. Т. 22. № 12. С. 13 – 17.

2. Потякин В.И., Еремин В.И., Коротких В.Ф. Устройства для самотушения горючих при проливе жидкостей./ Пожарная техника. Расчёты проектирования: Сб. научн. тр., М.:ВНИИПО. 1987. С. 110 – 1184.

3. Коротких В.Ф. Горение горючих жидкостей в вертикальных каналах/ Ф.Ш. Хафизов, В.И. Потякин, И.П. Юминов //Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. Выпуск 2 (72). 2008. С. 50 – 55. ООО «НТЦ».

 

 

АНО «ПОЖ­-АУДИТ»

Эффективные устройства для тушения горящих жидкостей

 



Важной проблемой для предприятий топливно­энергетического комплекса является недостаточная эффективность средств тушения горящих при проливе жидкостей.

Серьёзным прорывом в этом направлении  стало создание устройств пожаротушения подавлением конвекции (УППК).   

 

АНО «ПОЖ-­АУДИТ»  разработало конструкцию и техническую документацию подобного устройства, которое обладает целым рядом преимуществ перед известными в настоящее время.

Конструкция устройства изображена на рис.1.

 

Целью данного устройства также является отрыв пламени от поверхности жидкости. Поэтому за основу была принята оптимальная конструкция с вертикальными каналами, при этом отличительной особенностью УППК, разработанного АНО «ПОЖ­АУДИТ», является то, что в его конструкции в качестве важнейшего элемента применяются горизонтальные металлические сетки, расположенные в один или несколько слоёв между блоками ячеистой структуры вертикальных каналов.

Сетки также обладают тормозящим воздействием на естественную конвекцию газов.  При этом горизонтальные газовые слои вблизи одиночной сетки, а также плоский газовый слой, образованный двумя параллельными сетками, установленными на определённом расстоянии друг от друга, являются преградой для потоков газовой среды, создаваемой естественной конвекцией, которая совместно с вертикальными каналами эффективно тормозит движение воздуха и паров жидкости под действием естественной конвекции, чем обеспечивается тушение пламени.

Экспериментально установлено, что в вертикальных каналах с горизонтально расположенными мелкими сетками эффект подавления пламени достигается при значительно меньших критических уровнях жидкости (Н).

Сетки не оказывают сопротивления протеканию через них жидкости. Также устройства пожаротушения подавлением конвекции благодаря наличию сеток предотвращают разбрызгивание и растекание горящей струи жидкости и одновременно отсекают от неё пламя.

Сборки вертикальных каналов с горизонтальными сетками объединяются в элемент, а устройство пожаротушения подавлением конвекции собирается из этих элементов до необходимых размеров в соответствии с назначением использования.

УППК производства АНО «ПОЖ-­АУДИТ» в зависимости от ситуации может применяться следующими способами:

– в верхней части специального приямка для приёма горящей жидкости при аварийном разливе её по полу помещения,

– в горловине резервуара или бака с горящей жидкостью,

– для приёма вертикально падающих горящих потоков жидкости.

Устройство имеет небольшую высоту (не более 100 мм) и может располагаться только в верхней части ёмкости для приёма пролива горючей жидкости, например в виде пола помещения, перекрытия приямка или горловины аварийной ёмкости. При этом нет необходимости располагать вертикальные каналы до дна объёма, принимающего пролив (как это требовалось в устройствах, разработанных ранее), чем и обеспечивается низкая материалоёмкость устройства.

Небольшие габариты и вес элемента устройства обеспечивают его хорошие эксплуатационные свойства, то есть лёгкое извлечение элементов, их ремонт, замену, очистку.

Проведённые специалистами АНО «ПОЖ­-АУДИТ» огневые испытания показали высокую эффективность тушения горящих жидкостей устройствами пожаротушения подавлением конвекции.

Испытания отдельного элемента УППК при тушении дизельного топлива четырьмя элементами сотовой структуры иллюстрируются следующими фотографиями – см. рис. 2, 3, 4, 5.

 

 

Россия, г. Москва, Рязанский проспект, д. 10, стр. 2. Тел.: +7 (495) 740­43­61;  740­43­62.
E­mail: info@pozhaudit.ru, www.pozhaudit.ru


Категория статьи: Нефтегазсервис

К содержанию журнала
Яндекс.Метрика