Эмпирические исследования по определению массовой скорости выгорания твердых горючих материалов на примере нефтяного кокса Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

И. К. БАКИРОВ, старший преподаватель кафедры "Пожарная и промышленная безопасность" ФГБОУ ВПО "Уфимский государственный нефтяной технический университет", г. Уфа, Республика Башкортостан Ф. Ш. ХАФИЗОВ, д-р техн. наук, заведующий кафедрой "Пожарная и промышленная безопасность" ФГБОУ ВПО "Уфимский государственный нефтяной технический университет", г. Уфа, Республика Башкортостан

УДК 614.842/49;84/076

ЭМПИРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ МАССОВОЙ СКОРОСТИ ВЫГОРАНИЯ ТВЕРДЫХ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ НА ПРИМЕРЕ НЕФТЯНОГО КОКСА

Определена массовая скорость выгорания нефтяного кокса как промежуточый показатель при оценке пожарного риска для производственных объектов

Ключевые слова: нефтяной кокс; удельная массовая скорость выгорания; поджиг нефтяного кокса.

Установлено, что в настоящее время ни в нормативных документах, ни в справочной литературе [1] нет методики по определению массовой скорости выгорания твердых горючих материалов (ТГМ). Массовая скорость выгорания является промежуточным показателем при вычислениях пожарных рисков на объектах защиты [2]. Методом эмпирического исследования определена массовая скорость выгорания ТГМ на примере нефтяного кокса (кокса) — одного из самых распространенных ТГМ в нефтегазовой отрасли, участвующего в технологическом процессе.

Кокс — это твердая высокоуглеродистая фракция, получаемая в виде кокса из тяжелого нефтяного осадка, который образуется в процессе перегонки. Температура тления кокса — 280 °С, температура самовоспламенения — 690 °С.

Для проведения опыта брали два вида кокса — коксовую мелочь (размером менее 8 мм) и коксовый "орешек" (от 8 до 25 мм) (рис. 1).

Сначала при помощи рентгенофлуоресцентного спектрометра устанавливали количество негорючего вещества в коксе — железа (рис. 2). Затем измеряли диаметр поверхности горения и определяли площадь горения кокса. Далее определяли массу кокса, сгоревшего на этой площади. Для этого кокс взвешивали до и после испытания. От первоначальной массы кокса (без учета массы посуды) вычитали массу кокса, оставшегося после горения. Определяли время, за которое кокс сгорел, а затем вычисляли массовую скорость его выгорания (см. таблицу).

Рис. 2. Определение химического состава кокса

Рис. 1. Два вида кокса, применяемого в опытах: а — коксовый "орешек"; б — коксовая мелочь

Результаты проведения эмпирических исследований на нефтяном коксе

Фракционный состав нефтяного кокса, мм Массовая скорость выгорания*, кг/(м2с)

Менее 8 3,2-Ю-4

От 8 до 25 8,3-10-5

* Процесс горения проходил при температуре не ниже 280 °С.

© БакировИ. К., Хафизов Ф. Ш., 2012

{ББИ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №8

69

Рис. 3. Поджиг нефтяного кокса: а — дизтопливом; б — в муфельной печи

Установлено, что коксовая мелочь горит быстрее, чем коксовый "орешек", хотя в коксовой мелочи железа больше. Скорость выгорания кокса зависит от фракционного и химического состава. Главный показатель при определении скорости выгорания кокса — его плотность. Массовая скорость выгорания кокса низкая. Процесс горения затрудняется необходимостью поддержания высокой температуры. Поджигание кокса проводили с помощью дерева в течение 30 мин, но кокс не загорелся. Затем попытались поджечь кокс с помощью дизтоплива

(рис. 3, а), но и в этом случае дизтопливо сгорело, а кокс так и не загорелся. И только в муфельной печи, поддерживающей высокую температуру — от 280 до 800 °С, удалось осуществить поджиг кокса.

Исследования показали, что кокс имеет высокую термическую стойкость и при этом высокую теплотворную способность.

Результаты исследований могут быть использованы при совершенствовании методики оценки пожарных рисков для производственных объектов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах : приказ МЧС РФ от 10.07.2009 г. № 404; зарег. в Минюсте РФ 17.08.2009 г., рег. № 14541; введ. 10.07.2009 г. — М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009 // Бюл. нормативных актов федеральных органов исполнительной власти. — 14.09.2009 г. —№ 37.

2. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник. — М. : Пожнаука, 2004. — Ч. 1. — С. 713.

Материал поступил в редакцию 1 июня 2012 г.

Электронный адрес авторов: bakirovirek@bk.ru.

ДСП НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ПОНИЖЕННОЙ ГОРЮЧЕСТИ

Пожар возникает при совпадении трех факторов: горючий материал, кислород, источник возгорания. И только материал подконтролен человеку. Поэтому уже на стадии проектирования строительного объекта необходимо делать ставку на слабогорючие материалы.

ПРИМЕНЕНИЕ древесных слабогорючих плит АНТИФЛАМ

Благодаря своим свойствам плиты незаменимы в жилищном и промышленном строительстве, при сооружении общественных зданий, при отделке конструкций вблизи источников нагрева.

ПРЕИМУЩЕСТВА огнеупорных деревянных панелей

- увеличивается время подверженности горению до нанесения повреждения плите (до 25 %);

- затрудняется переброс пламени, т. е. распространение пожара;

- обуглившийся слой замедляет прогорание панели внутрь (до 0,5 мм/мин);

- выделяется небольшое количество дыма;

- происходит самозатухание при устранении источника горения.

Группа горючести плит АНТИФЛАМ

В результате испытаний, проведенных в СПбФ ФГУ ВНИИПО МЧС России, плитам АНТИФЛАМ присвоена группа горючести Г1 (слабогорючая) по ГОСТ 30244-94 и по "Техническому регламенту о требованиях пожарной безопасности" (Закон № 123-ФЭ).

ПОСТАВКИ со склада в С.-Петербурге в любой регион России плит АНТИФЛАМ размером 1250x2500x10/16 мм

(производство "Спаногруп", Бельгия).

(812)380-5690 +7 921 979 7414

ицщшшЛ дща uuu.pskspb.su ПЕТРОСТРОЙКОМПАЕКТ

70

ISSN 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №8