Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах

Расчет сил и средств для тушения нефтепродуктов в резервуа­рах производят аналитическим методом, по табл. 6.9 - 6.11 и по таб­лицам, разработанным в гарнизоне, а также с помощью экспономет­ров.

Пожары нефтепродуктов в резервуарах отличаются характер­ными особенностями. Руководитель тушения пожара должен знать их, уметь предвидеть возможные осложнения и последствия от опас­ных факторов пожара (ОФП).

Для выполнения расчетов прежде всего необходимо располагать .энными о размерах пожара и геометрических параметрах резервуаров и иметь характеристики нефтепродуктов (см. табл. 6.12- 6.14).

При пожарах в подземных заглубленных железобетонных ре­зервуарах, а также в наземных со стационарными крышами и с понтонами за расчетную площадь тушения принимают площадь резервуара независимо от наличия или отсутствия автоматической си­стемы тушения пожара (АСТП).

При тушении пожаров в резервуарах с плавающей крышей в на­чальной стадии за расчетную площадь принимают площадь кольца, ограниченную стенкой резервуара и барьером для удержания пены, а при развившемся пожаре - всю площадь горящей емкости. В рас­четах АСТП за площадь тушения принимают площадь кольца.

ТАБЛИЦА 6.8. ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ НА ОТКРЫТЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ

№ п/п	Показатель	Формула	Значение величин, входящих в формулу
обозначение	наименование, единица измерения
	Требуемый расход:
1.1. Воды на тушение по­жара компактными струями из стволов	Qтв = Q г Is	Qтв	Требуемый расход воды на тушение по­жара, л/с
1.2. Воды на тушение по­жара газоводяными струя­ ми АГВТ	Qтв = N АГВТ QвАГВТ	Q г	Расход нефтепродукта, жидкости или га­за в струйном факеле, кг/с (см. табл. 6.7)
Is	Интенсивность подачи воды на тушение струйного факела, л/кг (см. табл. 2.9)
N АГВТ	Количество автомобилей газоводяного тушения соответствующего типа, шт.
QвАГВТ	Расход воды при работе установки: для АГВТ-100 - 60 л/с для АГВТ-150 - 90 л/с
1.3. Водного раствора пе­нообразователя на тушение пожара	Qтр = Sт Iр	Qтр	Требуемый расход раствора ПО, л/с
Iр	Интенсивность подачи раствора ПО, л/(м2´c) (см. табл. 2.5)
Sт	Расчетная площадь тушения пожара, м2 (принимается из условий обстановки, а при составлении оперативного плана по­жаротушения - равной площади пожара, рассчитанной по формуле табл. 1.14)
1.4. Воды на орошение струйного факела пламени	Qорв = Q г I ор	Qорв, Qохлв, Qзр	Соответственно требуемый расход воды на орошение факела, охлаждение оборудо­вания и водного раствора пенообразователя для защиты оборудования, л/с­
1.5. Воды на охлаждение технологического оборудования	Qохлв = Sз Iохл	I ор	Интенсивность подачи воды на орошение струйного факела пламени, л/кг (см. табл. 2.9)
			Iохл	Интенсивность подачи воды на охлажде­ние аппаратов, л/(м2´c)
1.6. Водного раствора пенообразователя на тепловую защиту оборудования пеной	Qзр = Sз Iз	Iз	Интенсивность подачи водного раствора пенообразователя для защиты аппаратов пеной низкой кратности, л/(м2´c) - прини­мается равной 0,1 л/(м2´c)
Sз	Защищаемая площадь оборудования, м2
	Расчетная площадь пожара на установке		Sп	Расчетная площадь пожара, м2
Qзр	Расход нефтепродукта при струйном истечении из аварийного аппарата, м/мин, (см. табл. 6.7)
tИСТ	Время истечения нефтепродукта, мин
tвыг	Скорость выгорания нефтепродукта, м/мин (см. табл. 1.6)
tСВ	Продолжительность горения до введения средств тушения, мин
h сл	Толщина слоя разлитого нефтепродукта, м
	Число турбинных и щелевых распылителей для создания защитных водяных завес	Nрасп =Qохл в / Q расп Nрасп =L/a Nрасп =Sз/Sзав	Nрасп	Число распылителей, шт.
Qохл в	Расход воды на охлаждение оборудования, л/с ­
Q расп	Расход воды из распылителя, л/с (см. табл. 6.4)
L	Длина защищаемого участка, м
a	Ширина завесы, м (см. табл. 6.4)
Sз	Площадь защищаемого участка, м2
Sзав	Площадь завесы, м2 (см. табл. 6.4)
	Количество пенообразователя на период тушения пожара и защиты оборудования	Vпо=(Nтпр Qт пр 60tтр + + Nзпр Qзпр 60tзр)Kз	Vп	Требуемое количество пенообразователя, л
Nтпр , Nзпр	Соответственно число приборов подачи пены (СВП, ГПС) для тушения пожара и защиты аппаратов, шт.
Qт пр ,Qзпр	Соответственно расход пенообразователя из прибора, поданного на тушение пожа­ра и защиту аппаратов, л/с (см. табл. 3.30)
tтр	Расчетное время тушения пожара, равное 30 мин (см, п. 2.4)
tзр	Расчетное время тепловой защиты обору­дования, мин (принимается по конкретной обстановке)
Kз	Коэффициент запаса ПО, равный 3

	Количество автомобилей:
5.1. Газоводяного тушения (АГВТ)	NАГВТ =QГ/QАГВТ	NАГВТ	Количество автомобилей газоводяного ту­шения, шт.
QГ	Расход нефтепродукта при струйном исте­чении, кг/с (см. табл. 6.7)
QАГВТ	Предельный расход нефтепродукта, кото­рый тушится одним АГВТ, кг/с (см. табл. 6.5)
5.2. Порошковых для туше­ния струйного факела	NАП =QГ/QАП	NАП	Количество автомобилей порошковых, шт.
QАП	Предельный расход нефтепродукта, который тушится одним автомобилем порошковым, кг/с (см. табл. 6.6) ­­
NАП =Sт/SтАП	Sт	Расчетная площадь тушения пожара, м2
SтАП	Предельная площадь разлива нефтепро­дукта, которая может быть потушена одним автомобилем порошковым, м2 (см. табл. 6.6)
	Требуемое количество основ­ных, специальных и вспомога­тельных автомобилей	Nм =КА Nрм	Nм	Требуемое количество автомобилей, шт.
Nрм	Расчетное количество основных, специаль­ных и вспомогательных автомобилей, шт.
КА	Коэффициент резерва: для летнего периода принимается равным 1,3, для зимнего - 1,5 расчетного количества ­

ТАБЛИЦА 6.9. ВРЕМЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАЗБАВЛЕНИЯ ЭТИЛОВОГО СПИРТА ВОДОЙ ДО КОНЦЕНТРАЦИИ 70 % ДЛЯ РАЗЛИЧНОЙ ВЫСОТЫ УРОВНЯ ПРОДУКТА И ПРИ ЛЮБОМ ДИАМЕТРЕ РЕЗЕРВУАРА

Высота уровня спирта до начала разбавления, м	Время разбавления спирта водой, мин, при интенсивности подачи воды, л/(с´м2)	Высота уровня спирта после разбавления водой, м
0,3	0,4	0,5	1,0
1,0					1,35
2,0					2,85
3,0					4,30
4,0					5,75
5,0					7,15
6,0	-				8,60
7,0	-	-			10,00
8,0	-	-			11,40

Для резервуаров вместимостью до 400 м³, расположенных на одной площадке в группе общей емкостью до 4000 м³, за расчетную принимают площадь в пределах обвалования этой группы, но не более 300 м². Площадь кольца в резервуарах с плавающей крышей определяют по формулам

S_к = p (R²-r²);

S_к = ph_к (2R-r_к); ;

где S_к - радиус круга резервуара, м; h_к - ширина кольца, ограниченного стенкой резервуара и барьером для удержания пены, м; r_к - радиус малого круга, и (r = R - h_к).

Резервуары охлаждают, как правило, ручными стволами А. Можно использовать также лафетные стволы с насадкой 25 мм, особенно при горении жидкости в обваловании, угрозе вскипания или вы6роса и для защиты арматуры на покрытиях подземных резервуаров. Охлаждению подлежат горящие резервуары по всей окружности и соседние по полупериметру емкости, обращенному в сторону очага горения. Соседними считаются резервуары, которые расположены от горящего в пределах двух нормативных разрывов. Нормативными являются разрывы, равные 1,5 диаметра большего резер­вуара со стационарными крышами из числа находящихся в группе, и одному диаметру - при наличии резервуаров с плавающими кры­шами и понтонами. Практически при пожарах в группе до четырех резервуаров охлаждению подлежат, кроме горящего, все соседние с ним емкости, а в группе из шести резервуаров, если гореть будет средний, охлаждать необходимо пять соседних, отстоящих в преде­лах нормативных расстояний.

Требуемое число стволов для охлаждения резервуаров определяют по формулам:

для горящего резервуара

N^гр_ст.А = P_Р I^ср _охл / Q_ст.А (6.1)

I^гр _охл - интенсивность подачи воды на охлаждение горящего резервуара, л/(с´м²) (см. табл. 2.10); Рр -периметр резервуара (длина окружности), м.

Для соседнего резервуара

N^ср_ст.А = 0,5 P_Р I^ср _охл / Q_ст.А (6 .2)

гдеI^ср _охл - интенсивность подачи воды на охлаждение соседнего резервуарa, л/(с´м²) (см. табл. 2.10).

В практически ориентировочных расчетах число водяных ство­лов для охлаждения резервуаров рассчитывают по формулам:

Для горящего резервуара

N^гр_ст.А = D /4; (6.3)

Для соседнего резервуара

N^ср_ст.А =D /20, (6.4)

где D - диаметр резервуара, м.

В итоге расчетное число стволов необходимо скорректировать с условиями осуществления боевых действий и принять для охлаж­дения горящего резервуара не менее трех стволов А (если по расче­ту меньше), а для соседнего - не менее двух. Это объясняется тем, что одним стволом практически невозможно обеспечить равномер­ное и непрерывное охлаждение полупериметра резервуара в течение длительного периода.

Число стволов на охлаждение дыхательной и другой арматуры подземных железобетонных резервуаров определяют по норматив­ным расходам воды, указанным в табл. 2.10, или по тактическим условиям обстановки на пожаре. Следует иметь в виду, что охлаждению подлежит арматура только на соседних резервуарах и расход воды принимается общий на суммарную емкость горящего резерву­ара и соседних с ним.

При расчетах необходимо предусматривать также четыре - шесть стволов А в резерве по условиям техники безопасности N^ТБ_ст.А для защиты личного состава, работающего в обваловании, рукав­ных линий и технического вооружения, оказавшихся в зоне разлива вскипевшего нефтепродукта. На пожарах в подземных резервуарах эти стволы можно использовать для зашиты личного состава в период подачи пеногенераторов или пеносливов на исходные позиции тушения.

Исходя из сказанного, общее число стволов на охлаждение опре­деляют по формуле

N_{ст.А =} N^гр_{ст.А +} N^ср_ст.А + N^ТБ_ст.А (6.5)

Основным средством тушения пожаров нефти и нефтепродуктов В резервуарах является воздушно-механическая пена средней кратности (кратность 80-150) на основе пенообразователя ПО-1 и других (см. гл. 2), кроме этилового спирта, который тушится пеной средней кратности на основе пенообразователя ПО-1С с предварительным разбавлением жидкости в резервуаре водой до концентра­ция 70 %. Расчетную концентрацию ПО-1С в водном растворе при­нимают не менее 10%, а интенсивность его подачи - 0,35 л/(с´м²),

Горение спирта можно ликвидировать огнетушащими порошко­выми составами (ОПС) с интенсивностью их подачи 0,3 кг/(с´м²), а также водой путем разбавления жидкости в емкости до концент­рации 28 % и ниже. Подобное тушение применимо при опорожнении горящего резервуара не менее чем на ² /₃ его высоты.

Вода для разбавления спирта в резервуаре подается навесными струями из ручных или лафетных стволов, через генераторы пены средней кратности, установленные на пеноподъемниках в ходе подготовки к пенной атаке, а также с помощью сифонов, изготовленных из труб на месте пожара. Сифон приводится в действие путем заполнения его водой от насоса пожарной машины с последующим вводом спирта в подготовленные емкости. Время предварительного разбавления спирта водой до концентрации 70 % приведено в табл. 6.9.

Подача пены средней кратности на тушение пожара в наземном резервуаре осуществляется с помощью переносных пеноподъемников, оборудованных гребенкой на два ГПС-600 и механизированных пеноподъемников с гребенками для подсоединения требуемого коли­чества ГПС-600 или ГПС-200 (см. гл. 3). Необходимое число перено­сных пеноподъемников, оборудованных гребенками на два ГПС-600, определяют по формуле

N _{п.п =} N_ГПС-600 / 2 (6.6)

Схема подачи генераторов и водяных стволов зависит от характеристики пожарного насоса, пеносмесИтеля или другого дозирующего устройства. На современных пожарных автомобилях устанавливают пеносмесители, которые обеспечивают работу четырех - пяти ГПС-600. Оптимальным вариантом подачи воды на охлаждение резервуаров является схема на четыре ствола А, подключенных к линиям через двухходовые или другие разветвления. Тогда пожарных машин для тушения пожара в наземных и подземных резервуарах без резерва потребуетс

На тушение пожара

N^т_м = N_ГПС / N ^сх_ГПС, (6.7)

Для работы стволов

N^з_м = N^общ_ст.А / N ^сх_ст.А, (6.7)

где N^т_м , N^з_м - соответственно количество пожарных машин, необходимых для обеспечения работы генераторов и водяных стволов А, шт.; N_ГПС - чиcлo требуемых генераторов соответствующего типа, шт.; N ^сх_ГПС - число генераторов в схеме, работу которых обеспечивает одна пожарная машина, шт.; N^общ_ст.А - общее число стволов А, требуемых для защитных действий, шт.; N^сх_ст.А - число стволов в схеме, работу которых обеспечивает насос пожарной машины, шт.

С учетом изложенных особенностей расчет сил и средств для ту­шения пожаров нефтепродуктов в резервуарах выполняют по мето­дике, рекомендуемой в гл. 5.

ТАБЛИЦА 6.10. РАСЧЕТ СРЕДСТВ ТУШЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПЕНОЙ СРЕДНЕЙ КРАТНОСТИ В, ЗАГЛУБЛЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РЕЗЕРВУАРАХ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ И ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМ

Вид нефтепродукта	Интенсивность подачи раствора, л/(с´м2)	Параметры	Требуемое число
Объем, м3	Площадь, м2	Генераторов, шт.	Пенообразователя, т, при подаче	Воды на пенообразование, л/с	Воды для охлаждения арматуры, л/с	Лафетных стволов для охлаждения дыхательной арматуры, л/с
ГПС -600	ГПС - 2000	ГПС -600	ГПС - 2000	ГПС -600	ГПС - 2000
Бензин, лигроин, бензол, толуол и другие с темпе­ратурой вспышки паров ниже 28 "С, кроме нефти	0,08	До 250	До 72		-	0,65	-		-
			-	1,3	-		-
			-	1,3	-		-
				2,0	2,2
				2,9	2,2
				3,9	4,3
				3,9	4,3
				6,5	6,5
				6,5	6,5
				12,4	13,0				2-3
				6,5	6,5				2-3
				11,7	10,8				2-3
				12,4	13,0				2-3
				20,1	21,6				2-3
				20,1	19,5				2-3
				37,6	38,9				2-3
				30,5	30,3				4-5
				57,0	56,2				4-5
				41,5	41,1				4-5
				74,5	74,5				4-5

Нефть, керосин, дизтопливо и другие нефтепродукты с температурой вспышки па­ров более 28 °С	0,05	До 500	До 113		-	0,65	-		-
			-	1,3	-		-
			-	1,3	-		-
		2-3		1,3-2,0	2,2	12-18
				2,6	2,2
				2,6	2,2				2-3
				3,9	4,3				2-3
				3,9	4,3
				7,8	8,7				2-3
				3,9	4,3
			3-4	7,2	6,5-8,7		60-80		2-3
				7,8	8,7				2-3
				12,4	13,0				2-3
				12,4	13,0				2-3
				24,0	23,8				2-3
				18,8	19,5				4-5
				35,7	36,7				4-5
				26,0	25,9				4-5
				46,7	47,5				4-5

Примечания: 1. Параметры приняты для типовых резервуаров, которые нашли наибольшее применение на практике. 2. При пожарах в подземных железобетонных резервуарах струями воды охлаждают только дыхательную и другую арматуру, установленную на крышах соседних емкостей. 3. Для охлаждения арматуры преимущественно используют лафетные стволы с диаметром насадка 25 мм, напор у стволов принимают по тактическим условиям работы, но не менее 40 м.

ТАБЛИЦА 6.11. РАСЧЕТ СРЕДСТВ ТУШЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В РВС ПЕНОЯ СРЕДНЕЙ КРАТНОСТИ

Вид нефтепродукта	Интенсивность подачи раствора, л/(с´м2 )	Площадь горения, м2	Требуемое число
генераторов, шт.	пенообразователя с трехкратным запа­сом, т, при тушении	стволов с диа­метром насадка 19 мм на охлаж­дение	Воды, л/с
на тушение, при подаче	На охлаждение горящего и соседнего РВС
ГПС -600	ГПС -2000	ГПС -600	ГПС -2000	горящего РВС.	соседнего РВС	ГПС -600	ГПС -2000
Бензин, лигроин, бензол, толуол и другие виды горючего с температурой вспышки ниже 280С, кроме нефти	0,08	До 77		-	0,65	-				-
86-120		-	1,3	-				-
168-183		-	1,95	-	.4			-
			2,6	2,2
			3,9	4,3
			8,4	8,6
			14.3	15,1
			25,3	25,9

Нефть, керосин, дизельное топливо и другие нефтепро­дукты с температурой па­ров более 28 °С	0,05	До 120		-	0,65	-				-
168-252		-	1,3	-	3-5			-	37-52
			2,6	2,2
			5,2	6,5
			9,1	8,6
			15,6	17,3

ТАБЛИЦА 6.12. РАЗМЕРЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Объем резервуара, м2	Габаритные размеры, и
Длина	Ширина	Высота	Площадь, м2
			3,6
			3,6
			3,6 3,6 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8

ТАБЛИЦА 8.13. РАЗМЕРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Объем резервуара, м8	Диаметр, н	Высота, ы	Площадь, и8
		1,8 3,6 3,6 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 7,8 7,8 9,0 9,0 9,0

Примечания: 1. Различают следующие виды резервуаров: заглубленные (подземные), когда покрытие резервуара находится ниже уровня поверхности земли на 30—60 см; полузаглубленные, когда покрытие резервуара находится над уровнем земли не более чем на половину высоты корпуса; наземные, когда весь резервуар расположен выше уровня поверхности земли. 2. Цилиндрические железобетонные резервуары подразделяются на две группе предварительно напряженным корпусом, но без предварительного напряженного днища и сборного покрытия (для хранения темных нефтепродуктов); с предварительно напряженным корпусом, монолитным днищем м покрытием (для хранения нефти и светлых нефтепродуктов).

ТАБЛИЦА 6.14. РАЗМБРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Объем резервуара, м3	Диаметр, м	Высота, м	Площадь, м2
	4,01	4,16
	4,68	4,16
	4,74	6,91
	6,68	4.14
	6,63	6,92
	7,11	5,61
	7,69	7,37
	8,63	6,61
	8,53	7,39
	9,26	7,44
	9,86	8,26
	10.44	8,34
	11,38	8,87
	11,38	9,70
	12,33	8,94
	14,62	11,92
	15,22	11,26
	17,90	11,92
	22,80	11,92
	34,20	11,92
	45,60	17,92
30 000	45,60	17,88
	60,70	17,88