Тушение пожаров на открытых технологических установках

Современные открытые технологические установки по переработке углеводородных газов, нефтей и нефтепродуктов характеризуются большой производительностью и площадью застройки

Они обычно состоят из одноэтажных аппаратов, высота которых достигает 80-100 м, а объем до 2000 м³. Технологические процессы в них проходят при высоких температурах и давлениях. За счет блочной системы компоновки достигается компактное размещение оборудования, уменьшение длины технологических коммуникаций.

Большая плотность застройки и поэтажное размещение оборудования увеличивают удельные нагрузки горючих веществ, повышают пожарную опасность, усложняют процесс тушения пожара.

Открытые технологические установки, как правило, оборудуют стационарными системами тепловой защиты и тушения пожаров. Однако коммуникации трубопроводов, мелкие технологические аппараты и строительные конструкции ими обычно не защищаются. Кроме того, стационарные установки могут быть выведены из строя в результате температурных деформаций и взрывов технологического оборудования. Анализ пожаров показывает, что каждый четвертый пожар сопровождается взрывом с последующим развитием горения на площади до 5000 м². Если пожар возникает без взрыва, то площадь пожара в большинстве случаев составляет 500 м², а максимальная площадь достигает 3000 м².

Пожары на открытых технологических установках характеризуются большой скоростью распространения горения, высокой тепловой радиацией пламени, возможностью возникновения взрывов, выброса и растекания горючих жидкостей и сжиженных газов на большие площади.

При розливе горючих жидкостей на твердой поверхности в виде пленки или слоя жидкость испаряется и над ее поверхностью образуется паровоздушная зона, высота которой зависит от физико-химических свойств жидкости, ее температуры, скорости ветра и т. п. При воспламенении образуется факел, который создает угрозу соседним установкам.

Для снижения параметров факела могут применяться сыпучие негорючие материалы для засыпки поверхностного розлива жидкости. Слой засыпки частично поглощает и отражает тепло, исключает нагрев жидкости до кипения, поэтому резко снижается количество паров, поступающих в зону горения.

Уровень снижения параметров пламени зависит от дисперсности элементов засыпки, толщины слоя, термической стойкости и др.

Анализ экспериментальных данных показывает, что данный способ снижения параметров факела пламени может быть использован в практике эксплуатации открытых технологических установок, т. к. это позволяет почти в два раза уменьшить количество огнетушащих средств на тушение по сравнению с нормативными. При авариях в аппаратах, работающих под избыточным давлением, горючие жидкости и газы вытекают в виде струй. При этом сжиженные углеводороды сгорают в факеле пламени полностью, а жидкие нефтепродукты сгорают частично и образуют розливы на значительных площадях.

Исходя из этого по характеру горения пожары можно разделить на следующие виды:

• горение паров жидкостей и газов в виде факелов;

• горение жидкостей с открытой поверхности (в емкостях или разлитой);

• горение движущейся жидкости (струи или растекающейся);

• взрывы паро- или газовоздушной смеси;

• комбинация различных видов горения.

Увеличению площади розлива и пожара может способствовать подаваемая на охлаждение технологического оборудования вода, по которой горящий нефтепродукт растекается по территории установки.

Пожары на технологических установках по своему характеру являются сложными и продолжительными.

Размеры пожара зависят от условий растекания нефтепродукта и степени разрушения и деформации оборудования от воздействия пламени. Если в момент аварии нефтепродукт воспламеняется, то площадь пожара зависит от количества вытекающего продукта, гидродинамических свойств потока жидкости, рельефа местности, скорости выгорания.

Развитию пожара способствует также то, что отдельные блоки, например, ректификационные и газофракционирующие колонны, технологические печи, теплообменники, конденсаторы, холодильники, отстойники технологически связаны между собой разветвленной сетью коммуникаций трубопроводов, и горение на одном блоке может вызвать аварийную ситуацию на других.

Особенно опасны вакуумные аппараты, где при нарушении герметичности могут образоваться взрывоопасные концентрации паро-, газовоздушных смесей внутри аппаратов.

Тушение пожаров на технологических установках представляет значительные трудности и требует от личного состава пожарных подразделений высокой тактической и психологической подготовки.

Опыт тушения пожаров показывает, что действия пожарных подразделений при тушении таких пожаров направлены на обеспечение тепловой защиты оборудования, локализацию и ликвидацию пожара, обеспечение условий для успешной ликвидации аварии.

Локализация пожара достигается путем прекращения поступления нефтепродукта на аварийный участок, ограничения площади розлива горящей жидкости, проведение защиты технологического оборудования от теплового воздействия, а также проведения других мероприятии, обеспечивающих контролируемое выгорание нефтепродукта.

Ликвидацию горения осуществляют, когда обеспечены условия исключающие возможность повторного воспламенения паров или газов.

В зависимости от обстановки в отдельных случаях РТП может принять решение о ликвидации горения при возможном образовании взрывоопасных зон после прекращения горения.

До прекращения горения РТП должен определить зону возможной загазованности. После ликвидации горения обеспечивается защита технологического оборудования, смыв разлитого нефтепродукта, т.е. обеспечение ликвидации аварии в целом.

Для ликвидации пожара и защиты оборудования, как правило, применяются компактные и распыленные струи воды, а также ВМП различной кратности.

Защиту технологического оборудования организуют с момента прибытия первых пожарных подразделений и продолжают в периоды локализации и ликвидации пожара. Для этого используют автоматические средства защиты и огнетушащие вещества, подаваемые передвижной пожарной техникой.

Защита от воздействия тепла осуществляется путем орошения факела пламени распыленной водой, охлаждения поверхности оборудования водой или пеной, а также путем устройства водяных завес. Орошая факел, необходимо добиваться, чтобы эффективная часть распыленной струи, т.е. половина или более ее длины, приходилась на основной участок факела пламени.

При охлаждении технологического оборудования необходимо обеспечивать орошение всей поверхности горящих и половины поверхности соседних аппаратов и установок, со стороны горящих.

Необходимость орошения соседних аппаратов определяется расстоянием до фронта пламени.

Основным критерием для определения границ безопасной зоны для технологического оборудования принята плотность теплового потока 12,5 кВт/м2, которая вызывает нагрев стенок до температуры не более 100°С.

Водяные завесы являются эффективным средством защиты оборудования при пожаре, например, если установить стволы распылители с насадками турбинного или щелевого типа на расстоянии 1,5-2,0 м от фронта пламени, то плотность теплового потока снижается втрое.

Для тушения пожаров применяют компактные и распыленные струи воды, ВМП, газоводяные струи и порошковые составы.

Компактные струи воды используют в основном для тушения факелов жидкостей или сухих газов. При этом на высоте до 12-15 м тушение производится ручными пожарными стволами, а на высоте до 30 м лафетными. Если горение на высоте более 30 м, то стволы целесообразно подавать с помощью автолестниц, автоподъемников или с соседних сооружений.

Для ликвидации горения жидкостей, разлитых на поверхности земли, используют водяные струи, причем компактные струи — для смыва горящей жидкости, а распыленные – для ликвидации горения.

ВМП используют для ликвидации горения нефтепродуктов в технологических аппаратах, насосных, лотках, канализации. Подают ВМП поэтапно по мере сосредоточения на пожаре расчетного количества сил и средств. Пенные струи можно использовать в комбинации с водяными, при этом для тушения вертикальных поверхностей используют водяные струи, для разлитого нефтепродукта — пенные.

Для ликвидации горения технологических установок применяют газоводяные струи, подаваемые от АГВТ, предварительно рассмотрев этот вариант тушения со специалистами на предмет устойчивости установки от опрокидывания. Для начала тушения газоводяной струей необходимо интенсивно охлаждать водой аппараты, особенно их нижнюю часть.

Газоводяные струи можно применять в сочетании с ВМП и водой. В этих случаях разлитый нефтепродукт тушат пеной или смывают водой, а струйное факельное горение тушат газоводяными струями. Тушить газоводяными струями разлитый нефтепродукт нецелесообразно из-за возможного разброса горящей жидкости.

Порошковые составы могут применяться для ликвидации горения струйных факелов, так и для разлитого нефтепродукта. При ликвидации горения факелов порошковую струю подают в место истечения продукта и постоянно перемещают ее по оси факела до полного срыва пламени.

При ликвидации горения разлитого нефтепродукта порошковую струю подают с ближнего края разлива с последующим охватом всей площади горения.

Совместное применение порошковых и водяных струй одновременно не рекомендуется. Интенсивности подачи различных огнетушащих веществ на ликвидацию горения открытых технологических установок приведены в Указаниях по тушению пожаров на открытых технологических установках по переработке горючих жидкостей и газов.

По требованиям норм противопожарной защиты технологические установки оборудуют стационарными системами защиты и тушения пожаров: стационарными лафетными стволами, установками водяного орошения для защиты от теплового воздействия колонных аппаратов, установками тушения пенами или паром.

Через стационарные лафетные стволы типа ПЛС-20С, ПЛС- 40С, ПЛС-60С, подключенные к пожарному водопроводу, можно подавать как воду, так и пену, при этом напор на насадке составляет 50 – 70м, а радиус компактной части струи 35-40м. Лафетные стволы устанавливают вдоль монтажных проездов на специальных вышках на отметке 6-12 м или на крышах зданий на расстоянии не менее 10м от защищаемых аппаратов и сооружений.

Стволы используют для защиты от воздействия тепла аппаратов, трубопроводов и строительных конструкций, для смыва разлитого нефтепродукта, а также для тушения факельного горения на установках.

Установки защиты от воздействия тепла колонных аппаратов выполняют в виде водяных колец с перфорированными отверстиями или с оросителями дренчерного типа.

Интенсивность подачи воды на орошение защищаемой поверхности составляет 0,1 л/м²с.

Все типы установок пожаротушения служат для ликвидации локальных очагов горения на площадках и этажерках, в сырьевых и продуктовых насосных канализационных колодцах, лотках и технологических печах, а также для создания паровых завес вокруг блоков печей при образовании пожаровзрывоопасных концентраций на прилегающей территории. Для эффективной защиты технологических печей применяют установки пожаротушения, т. к. в этих случаях применение водяных и пенных струй нецелесообразно из-за опасности деформации конструкций. Интенсивность подачи пара для паровой завесы составляет 0,03 кг/м²с. Пенные установки рассчитаны из условия интенсивности подачи раствора 0,12 л/м²с.

В ходе подготовки и ведения тактико-технических действий на пожарах технологических установок РТП принимает меры по соблюдению правил охраны труда, разрабатываемые совместно со специалистами объекта.

В целях безопасности личный состав должен использовать укрытия, тепловые экраны, теплоотражательные и теплозащитные костюмы, индивидуальные средства защиты. При угрозе взрыва или обрушения, внезапного розлива или выброса нефтепродуктов РТП должен вывести личный состав в безопасное место на расстояние не менее 100 м от горящей установки, здесь же должен быть сосредоточен резерв сил и средств.

Необходимо определить и контролировать границы загазованности с помощью специальных служб объекта, а также избегать размещения позиций ствольщиков напротив ретурбентов печей, торцевых стенок горизонтальных аппаратов головок теплообменников люков и фланцевых соединений аварийных аппаратов.

Контрольные вопросы:

1. Какие виды резервуаров вы знаете?

2. Какие огнетушащие вещества применяются при тушении пожаров в резервуарных парках? Какие виды тушения существуют?

3. Как осуществляется подготовка к пенной атаке?

4. Как осуществляется защита технологического оборудования от воздействия температуры?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: