Средства пожаротушения нефтехранилищ

В настоящее время основными огнетушащими веществами для противопожарной защиты резервуаров с нефтью и нефтепродуктами являются вода, воздушно-механическая пена низкой и средней кратности (кратность 80-150), а также химическая пена как резервное средство тушения пожара.

Вода –основное огнетушащее вещество охлаждения. Онаприменяется в двух случаях. В первом случае, для создания непосредственно самой пены. Во втором, для охлаждения стенок резервуара, в котором возник пожар, чтобы предотвратить его разрушение, и соседних с ним резервуаров с целью исключить самовозгорание находящихся в них нефтепродуктов.

Пена – наиболее эффективное и широко применяемое огнетушащее вещество изолирующего действия. Пены представляют собой дисперсные системы, состоящие из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости, и характеризующиеся относительной агрегатной и термодинамической неустойчивостью. Пена подается непосредственно в сам резервуар для ликвидации горения, обеспечивая частичное охлаждение горящей поверхности и изоляцию кислорода воздуха от горящей жидкости.

Наиболее важной структурной характеристикой пены является ее кратность, под которой понимают отношение объема полученной пены Vп к объему жидкости Vпр, взятой для ее образования:

(11)

Воздушно-механическая пена подразделяется на: низкократную (кратность до 20), среднекратную (20-200) и высокократную (выше 200).

Воздушно-механическая пена (ВМП) образуется в результате интенсивного механического перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом (рисунок 4).

Рисунок 4 – Схема образования воздушно-механической пены

Для приготовления рабочего раствора и получения огнетушащей пены используется стандартная 6% или 3% концентрация пенообразователя. Состав воздушно-механической пены: воздух - 90%, вода – 9.6÷9.8%, пенообразующее вещество – 0.2÷0.4%.

В зависимости от применения пенообразователи разделяются на две классификационные группы: пенообразователи общего назначения и пенообразователи целевого назначения.

Пенообразователи общего назначения имеют углеводородную основу и предназначены для получения пены или растворов смачивателей при тушении горючих жидкостей, твердых сгораемых материалов, волокнистых и тлеющих веществ, для защиты строительных конструкций, технологических аппаратов и хранящихся материалов от воздействия тепловых потоков. К этой группе пенообразователей относятся: ПО-ЗАИ, ПО-ЗНП, ТЭАС, ПО-6ТС, ПО-6СП и др. При использовании пенообразователей общего назначения основным средством тушения жидких нефтепродуктов является пена средней кратности (оптимальное значение 100±20). Пена низкой кратности менее эффективна, особенно при тушении пламени жидкостей с низкой температурой кипения.

Пенообразователи целевого назначения подразделяются на углеводородные и фторсодержащие (пленкообразующие). Углеводородные используются для получения пены при тушении горючих жидкостей, нефти, нефтепродуктов, а также с морской водой, при низких температурах, для тушения пеной высокой кратности. К этой группе пенообразователей относятся: ПО-6ЦТ, ПО-6ЦНТ, ПО-6МТ, ТЭАС-Н, ПО-6НП, САМПО, ПО-6СПС, ПО-6СПМ и др.

Фторсодержащие пленкообразующие пенообразователи используются для получения пены при тушении нефтепродуктов, горючих жидкостей (фторсинтетические типа AFFF: ПО-6AFFF, ПО-6А3F, «Аквафом», ПО-6ЦФ, «Мультипена», «Меркуловский» и др.; фторпротеиновые типа FFFP: ПO-6FFFP) и водорастворимых (полярных) горючих жидкостей (фторсинтетические типа AR: «Полярный», «Пенофор», ПО-6ТФУ, ПО-6УФП и др.).

По огнетушащей эффективности пенообразователи целевого назначения превосходят пенообразователи общего назначения.

Химическая пена (ХП) получается в пеногенераторах и огнетушителях в результате взаимодействия щелочи (обычно бикарбоната натрия) с кислотой (как правило, сульфата алюминия) в воде. Химическая пена может сохраняться на поверхности жидкости более 1 часа, но кратность ее ниже, чем у воздушно-механической. Состав химической пены: углекислый газ - 80%, вода – 19.7%, пенообразующее вещество – 0.3%.

Также для тушения пожаров в резервуарных парках с помощью передвижной пожарной техники и полустационарных систем применяют: огнетушащие порошки и инертные газы, и перемешивание горючей жидкости.

Огнетушащие порошки (ПС и ПСБ) применяются для тушения различных ЛВЖ и ГЖ в резервуарах объемом не более 5000 м³. Главную роль в механизме тушения порошками играет ингибирование пламени. Порошки не обладают охлаждающим действием. Поэтому после тушения пламени возможно повторное воспламенение горючего. Чтобы это предотвратить, целесообразно применять комбинированные методы тушения, сочетая подачу порошков с подачей пенных средств

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 м³.

Нормативные интенсивности подачи средств для тушения ЛВЖ, ГЖ и нефтей [12] приведены в таблицах 9 и 10.

При расчете сил и средств нормативная интенсивность выбирается по таблицам 9 и 10 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.

При определении запаса пенообразователя для тушения нефти и нефтепродуктов воздушно-механической пеной следует руководствовать расчетным временем, в течение которого происходит выравнивание температуры по всему объему горящей жидкости (таблица 11).

Нормативный запас пенообразователя согласно [11] следует принимать из условия обеспечения трехкратного расхода раствора пенообразователя на один пожар.

Таблица 9 – Нормативная интенсивность подачи пены средней кратности для тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах

Вид нефтепродукта	Нормативная интенсивность подачи раствора пенообразователя, л/(м2·с)
Пенообразователи общего назначения	Пенообразователи целевого назначения
Углеводородные	Фторсодержащие
Нефть и нефтепродукты с Твсп 28° С и ниже и ГЖ нагретыe выше Твсп	0,08	0,07	0,05
Нефть и нефтепродукты с Твсп более 28 °С	0,05	0,05	0,05
Стабильный газовый конденсат	0,3	0,15	0,12

Таблица 10 – Нормативная интенсивность подачи пены низкой кратности для тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах

Вид нефтепродукта	Нормативная интенсивность подачи раствора пенообразователя, л/(м2·с)
Фторсодержащие пенообразователи типа AFFF/AR	Фторпротеиновые пенообразователи типа FFFP
на поверхность	в слой	на поверхность	в слой
Нефть и нефтепродукты с Твсп 28° С и ниже	0,07	0,1	0,07	0,10
Нефть и нефтепродукты с Твсп более 28 °С	0,05	0,08	0,05	0,08
Стабильный газовый конденсат	0,10	0,12	0,10	0,14

Таблица 11 – Расчетное время тушения пожаров нефтепродуктов

Показатель	Средство пожаротушения
ВМП 10<К<150	ХП
на поверхность	в слой
Время тушения, мин