Противопожарное оборудование и оборудование тушения резервуаров – весьма важный модуль любой нефтебазы. Предприятия нефтехимической и нефтеперерабатывающей отрасли относятся к объектам повышенной пожарной опасности, поэтому при проектировании, строительстве, реконструкции, расширении или же техническом перевооружении указанных предприятий крайне важно учитывать все требования пожарной безопасности, согласно действующим нормативным документам и с учётом современных технологий.
Основные причинам пожаров на нефтеперерабатывающих предприятиях таковы:
В большинстве случаев пожар в резервуаре начинается со взрыва паровоздушной смеси в его верхней части, что обычно приводит к подрыву (реже – к срыву) крыши с последующим горением горючей жидкости на всей поверхности. При этом горение нефтепродуктов в резервуаре даже на начальной стадии пожара может сопровождаться мощным тепловым излучением в окружающую среду; высота светящейся части пламени может превышать диаметр резервуара. Также возможно при пожаре в резервуаре образование труднодоступных участков различной формы и площадь, т.н. карманов, которые делают процесс тушения гораздо более сложным.
С учётом величины возможных потерь при пожаре на нефтебазе наилучшим средством является его предотвращение. Для предотвращения пожаров на нефтебазах создают системы промышленной и пожарной безопасности (СППБ) на основе современных автоматизированных комплексов. Они включают в себя систему контроля и сигнализации предельных уровней налива (которая входит в состав АСИМ – автоматизированной системы измерения массы и контроля нефтепродуктов в резервуарах); систему блокировки электронасосных агрегатов (которая входит в состав АСИМ); систему предотвращения предпожарных и взрывоопасных режимов; систему контроля и сигнализации довзрывных концентраций паров нефтепродуктов; систему пожарной сигнализации; систему оповещения и эвакуации технического и административного персонала; систему связи и управления; систему видеонаблюдения; систему охранной сигнализации; систему пенного пожаротушения; систему пожаровзрывозащиты.
Система пожарной сигнализации традиционно состоит из приёмно-контрольного прибора или прибора управления системой автоматического пожаротушения и периферийных устройств (в основе которых – пожарные извещатели различного назначения и принципов действия (тепловые, ручные, извещатели пламени).
На нефтебазах на первый план выдвигаются резервуарные тепловые пожарные извещатели; их основное назначение которых – контроль за превышением пороговой температуры в резервуарах с нефтью, нефтепродуктами и другими легковоспламеняющимися жидкостями. Резервуарные тепловые пожарные извещатели размещаются на крышке (крышках) резервуара с внешней стороны; чувствительный элемент извещателя находится в воздушном зазоре между жидкостью, наполняющей резервуар, и его крышкой. К наиболее популярным резервуарным пожарным извещателям относятся ИП 101, ИП 101-07, ИП 103-1В, ИП 103-2/1. Все они имеют взрывозащищенное исполнение, а отличаются контактным или бесконтактным принципом действия, диапазоном пороговой температуры срабатывания, способом передачи извещения (адресным или аналоговым), а также внешними условиями эксплуатации, питанием, типом кабельного ввода, габаритными размерами, материалом корпуса и, как следствие, весом и стоимостью.
Извещатели пожарные пламени предназначены для того, чтобы обнаруживать очаги пламени в зонах и на объектах с высокой скоростью распространения пожара. Эти извещатели состоят из оптического элемента, который реагируюет на спектр пламени ЛВЖ, и блока обработки сигнала, который принимает решение о срабатывании и передаче извещения на приемно-контрольный прибор. На нефтебазах целесообразно применять извещатели пламени в насосных станциях, в зонах слива-налива нефтепродуктов, эстакадах и др. местах.
К взрывозащищённым извещателям пламени относятся, в частности, «Пульсар», «Спектрон», ИПЭС, Пульсар 3-015 (с установкой оптического чувствительного элемента извещателя непосредственно внутри самого резервуара).
Во взрывоопасных зонах особое значение придаётся ручным пожарным извещателям, ведь с их помощью возможно наиболее раннее извещение о возгорании. По этой причине ручные пожарные извещатели устанавливаются по всей территории объекта во взрывоопасных зонах. Для открытых площадок хранения нефтепродуктов в таре и резервуарных парков ручные пожарные извещатели должны устанавливаться по периметру ограждающей стенки не более чем через 150 м (в случае хранения нефтепродуктов с температурой вспышки выше 120 °С) и не более 100 м (при хранении остальных нефтепродуктов). Ручные пожарные извещатели устанавливаются также у сливоналивных торцов эстакады и по её длине не реже чем через 100 м, но не менее двух (у лестниц для обслуживания эстакад), согласно требованиям СНиП 2.11.03-93. Часто используются такие взрывозащищённые ручные пожарные извещатели, как ИП 535, ИП 535-1В и ИП 535-07е.
Важными элементами системы пожарной сигнализации взрывоопасного объекта являются средства оповещения, прежде всего сирены и световые оповещатели (в том числе, информационные табло-указатели и комбинированные свето-звуковые оповещатели). В настоящее время с системой пожарной сигнализации объекта стало принято интегрировать такие средства аварийного оповещения, как громкоговорители и специальные речевые модули. Так, взрывозащищённые громкоговорители DB4-L и DB-10 вполне отвечают требованиям применения на специальных объектах в условиях повышенной взрыво- и пожароопасности, повышенной вибрации, агрессивной среды и в суровых климатических условиях.
Для противопожарной защиты резервуарных парков следует предусмотреть систему пенного тушения пожаров, основанную на применении низкократной пены, которая получается из рабочих растворов фторсодержащих пленкообразующих пенообразователей, а также систему водяного охлаждения.
По типу пуска системы пенного тушения пожаров и водяного охлаждения подразделяются на:
По способу подачи пены системы пенного тушения пожаров подразделяются на:
Для получения пены (которая состоит из воздуха, воды и пенообразователя) в системе пенного пожаротушения используются пенообразователи концентрации от 3 до 6 %. При тушении пожара пена создаёт на горящих жидкостях, препятствуя доступу кислорода и вместе с тем охлаждая очаг возгорания. Важной характеристикой пены является ее стабильность (то есть она разлагается медленно) и способность быстро ликвидировать пожар.
Для противопожарной защиты резервуаров должны быть предусмотрены системы пенного тушения пожаров и водяного охлаждения в соответствии с данной таблицей:
| Тип резервуара |
Объём резервуара по строительному номиналу, м³ |
Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов низкой вязкости |
Резервуары для хранения высоко-вязкой нефти, масел и мазута |
|---|---|---|---|
|
РВС |
менее 1000 |
Тушение пожаров и водяное охлаждение передвижной пожарной техникой |
|
|
РВС |
1000 и 2000 |
Система подслойного тушения пожаров и водяного охлаждения от передвижной пожарной техники |
Система тушения пожаров подачей низкократной пленкообразующей пены сверху на поверхность и водяного охлаждения от передвижной пожарной техники |
|
РВС |
3000-30000 |
Автоматическая система подслойного тушения пожаров. Автоматическая система водяного охлаждения |
Автоматическая система тушения пожаров подачей низкократной пленкообразующей пены сверху на поверхность. Автоматическая система водяного охлаждения |
|
РВСП |
3000-30000 |
Автоматическая система комбинированного тушения пожаров. Автоматическая система водяного охлаждения |
— |
|
РВС с купольной крышей и понтоном из алюминиевых сплавов |
3000-50000 |
Автоматическая система комбинированного тушения пожаров. Автоматическая система водяного охлаждения |
— |
|
РВСПК |
20000-100000 |
Автоматическая система комбинированного тушения пожаров. Автоматическая система водяного охлаждения |
— |
Система тушения пожаров подачей низкократной пленкообразующей пены сверху (СПС) представляет собой комплекс устройств, оборудования и фторсодержащего пленкообразующего пенообразователя, которые предназначены для тушения пожара нефти и нефтепродуктов путём подачи пены на поверхность продукта. К основным элементам и оборудованию автоматической системы тушения подачей низкократной пленкообразующей пены сверху относятся:
При проектировании СПС должны предусматриваться камеры низкократной пены, которые способны обеспечивать получение воздушно-механической пленкообразующей пены и её подачу плоскими веерными струями одновременно в кольцевой уплотняющий затвор в РВСП или в кольцевое пространство между стенкой резервуара и барьером для удержания пены в РВСПК и в сторону внутренней стенки резервуара.
Аналогичные камеры следует применять при проектировании СПС для резервуаров типа РВС и ЖБР.
Длина охвата периметра резервуара пенной струёй при уровне взлива нефти или нефтепродукта на высоте 6,0 м от КНП должна быть не менее 15 м. Камеры, которые предназначены для оснащения резервуаров типа РВС, РВСП, РВСПК, ЖБР, должны снабжаться герметизирующими устройствами, которые будут препятствовать выходу из резервуаров паров нефти или нефтепродуктов в сухотруб растворопровода.
Основные технические характеристики СПС резервуаров типа РВС для хранения высоковязкой нефти сТвсп. < 28 °С:
| Наименование |
Тип резервуара |
||||
|---|---|---|---|---|---|
|
|
РВС-3000 |
РВС-5000 |
РВС-10000 |
РВС-20000 |
РВС-30000 |
|
Размеры резервуара, м: |
|
||||
|
диаметр |
18,9 |
22,8 |
35,5 |
45,6 |
45,6 |
|
высота |
11,92 |
11,94 |
13,93 |
13,93 |
17,91 |
|
Нормативная интенсивность подачи рабочего раствора пенообразователя |
0,08 |
0,08 |
0,08 |
0,08 |
0,08 |
|
Расчетный расход рабочего раствора пенообразователя, л/с |
22,44 |
32,66 |
79,18 |
130,65 |
130,65 |
|
Количество и тип КНП |
3 шт. |
4 шт. |
4 шт. |
7 шт. |
7 шт. |
|
Давление на входе КНМ, МПа |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
|
Фактический расход рабочего раствора пенообразователя, л/с, не менее |
30 |
40 |
80 |
140 |
140 |
|
Фактическая интенсивность подачи рабочего раствора пенообразователя, л/ (м2с) |
0,106 |
0,098 |
0,08 |
0,085 |
0,085 |
|
Количество линейных вводов, шт. |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
КНП следует устанавливать в верхнем поясе резервуара, не снижая его полезного объёма. Минимальное расстояние от низа врезки КНП до максимального уровня жидкости, понтона или конструкций плавающей крыши нужно определять, учитывая температурное расширение нефтепродукта, и принимать не менее 100 мм от низа крепёжного узла камеры. Размеры крепёжных узлов должны обеспечивать упрощение процедуры замены пеногенераторов.
Если камеры устанавливаются на РВСПК выше стенки резервуара, они должны оборудоваться пеноотражающими экранами, которые предотвратят выход пенной струи за пределы резервуара. СПС должны быть в размере не менее 100 % для резервуара обеспечены запасом герметизирующих элементов для камер низкократной пены.
Должно быть не менее двух линейных вводов СПС для подачи рабочего раствора пенообразователя к распределительным растворопроводам. На вертикальных стальных резервуарах следует предусматривать кольцевые распределительные растворопроводы; от кольцевого растворопровода к каждой КНП необходим отдельный вертикальный растворопровод. На каждом горизонтальном участке трубопроводов тех линейных вводов, что проложены надземно, на расстоянии не менее 1 м перед стенкой резервуара должно устанавливаться фильтрующее устройство с диаметром ячейки 4 мм. Сухотрубные растворопроводы на участке линейного ввода СПС от электроприводной задвижки до резервуара в пределах обвалования следует прокладывать подземно, с уклоном не менее 0,001 к дренажным колодцам. Их также следует оборудовать сливными устройствами. Дренажные колодцы следует располагать за пределами обвалования.
В период испытаний СПС для контроля давления в помещение электроприводных задвижек на линейном вводе (на сухотрубном участке растворопровода за электроприводной задвижкой), а также на входе КНП, наиболее удалённой от линейного ввода, нужно предусматривать штуцер с заглушкой, чтобы подсоединять показывающий манометр.
У системы СПС есть недостаток: она предусматривает расположение пеногенераторов для подачи пены в верхней части резервуара. В случае возникновения пожара под воздействием открытого пламени чаще всего отрывается или выгорает вообще сетка пеногенератора, отрываются растворопроводы, затопляются понтоны, обрушается крыша, образуются закрытые полости, которые затрудняют процесс тушения пожара.
| Наименование |
Тип резервуара |
||||
|---|---|---|---|---|---|
|
|
РВС-3000 |
РВС-5000 |
РВС-10000 |
РВС-20000 |
РВС-30000 |
|
Размеры резервуара, м: |
|
||||
|
диаметр |
18,9 |
22,8 |
35,5 |
45,6 |
45,6 |
|
высота |
11,92 |
11,94 |
13,93 |
13,93 |
17,91 |
|
Нормативная интенсивность подачи рабочего раствора пенообразователя, л/ (м2с) |
0,06 |
0,06 |
0,06 |
0,06 |
0,06 |
|
Расчетный расход раствора пенообразователя, л/с |
16,83 |
24,5 |
59,39 |
97,99 |
97,99 |
|
Количество и тип КНП |
2 шт. |
3 шт. |
4 шт. |
5 шт. |
5 шт. |
|
Давление на входе КНП, МПа |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
|
Фактический расход раствора пенообразователя, л/с, не менее |
20 |
30 |
60 |
100 |
100 |
|
Фактическая интенсивность подачи раствора пенообразователя, л/ (м2с) |
0,071 |
0,073 |
0,06 |
0,061 |
0,061 |
|
Количество линейных вводов, шт. |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |