CC BY
23УДК 614.84
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРОВ
НА ОБЪЕКТАХ ТЗК
Чуваткина Арина Владимировна
курсант, гр. С-21-1, Ульяновский институт гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б.П. Бугаева,
г. Ульяновск E-mail: [email protected]
Научный руководитель: Кострикин Владимир Дмитриевич
профессор кафедры ПАСОП и ТБ, Ульяновский институт гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б.П. Бугаева,
г. Ульяновск E-mail: [email protected]
INVESTIGATION OF THE CAUSES OF FIRES AT FUEL AND ENERGY
FACILITIES
Chuvatkina Arina Vladimirovna
cadet, gr. S-21-1, Ulyanovsk Institute of Civil Aviation named after Chief Marshal of Aviation B.P. Bugaev,
Ulyanovsk E-mail: [email protected]
Scientific supervisor: Kostrikin Vladimir Dmitrievich
Professor of the Department, Ulyanovsk Institute of Civil Aviation named after Chief Marshal of Aviation B.P. Bugaev,
Ulyanovsk E-mail: [email protected]
Аннотация. Статья содержит информацию о пожарах на объектах ТЗК (топливозаправочных комплексов), рассматриваются причины возникновения пожаров, методы по тушению пожаров.
Abstract. The article contains information about fires at fuel and energy facilities, discusses the causes of fires, methods for extinguishing fires.
Ключевые слова, пожар, пламя, резервуар, нефть и нефтепродукты, взрыв, воспламенение и температура.
Keywords: fire, flame, reservoir, oil and petroleum products, explosion, ignition and temperature.
Статистика пожаров в резервуарных парках показывает единичные случаи в год, но несмотря на это требуется большое количество ресурсов для их ликвидации. Так как они характеризуются длительным процессом горения, возможностью взрыва, особыми способами тушения и сложностью в устранении последствий, несущих огромные материальные убытки. Именно поэтому за последние несколько лет произошло увеличение цены на добывание и хранение нефтепродуктов в десять раз. В связи с последними событиями в стране, пожары происходили на аэродроме в Курске, на нефтебазе в Белгороде.
В Российской Федерации используются в огромном объеме резервуарные парки разных категорий, являющиеся взрывоопасными. Пожары - техногенная катастрофа, потому что они тушатся с применением сил и средств, с затяжным
характером, так же это сложный процесс развития, который приводит к материальным ущербам [2].
Одним из факторов, влияющих на развитие пожара - время, которое зависит от людей. Что приводит к необходимости уменьшить влияние человеческого фактора. Таким образом, одной из важнейших проблем для авиаспециалистов оказывается автоматизация тушения пожаров в резервуарном парке склада ГСМ.
Склады нефти и нефтепродуктов делятся на две группы:
Первая группа: товарно-сырьевые склады (парки)
нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий, резервуарные склады насосных станций магистральных нефтепроводов, перевалочные склады (база) нефти и нефтепродуктов.
Вторая группа: склады нефти и нефтепродуктов, которые входят в группу связанные с промышленностью, транспортом, сельским хозяйством, энергетикой, строительством и другие объекты.
Склады нефти и нефтепродуктов делятся на несколько категорий-групп (I, II, Ша, Шб, Шв). Категория зависит от наполняемости и максимально допустимого количества вместимости объема в один резервуар.
I группа - свыше 100 тыс. м3;
II группа - от 20000 до 100000 тыс. м3;
Ша группа - от 10000 до 20000 м3 (V до 5000 м3);
Шб группа - от 2000 до 10000 м3 (V до 2000 м3);
Шв группа - до 2000 м3 (V до 700 м3).
На авиапредприятиях привлекают резервуары, изготовленные из стали, вместимостью от 1000 до 5000 м3 [2].
На образование взрывоопасной концентрации внутри резервуара влияют несколько факторов:
- показатели пожарной опасности и физико-химические свойства хранимых нефти и нефтепродуктов;
- от того из чего состоит и как эксплуатируется резервуар;
- условия, связанные с климатом и метеорологией [1].
Взрыв происходит при наличии источника зажигания. От взрыва зависит степень разрушения. Это может быть разрушение разных типов; полное повреждение кровли резервуара или частичное повреждение кровли, разрушение или деформация стенок контейнера, деформация или затопление понтона.
Соседние сосуды могут повредиться осколками от взрыва.
Пожары и взрывы, происходящие на объектах топливозаправочных комплексов (ТЗК), относятся к наиболее сложным пожарам, которые предоставляют опасность как для рядом стоящих резервуаров, так и для участников тушения пожара. Их опасность заключается в том, что они могут распространяться с большой скоростью по мере их растекания на значительной площади.
В результате исследования ситуации в области взрывопожарной безопасности ТЗК, на территории России по официальным данным Ростехнадзора с 2014 по 2020 год заметно небольшое изменение к уменьшению возникновения инцидентов и аварий ТЗК, представленных на рисунке 1 [3].
2014г. 2015г. 2016г. 2017г. 2018г. 2019г. 2020г.
Рис. 1. Инциденты и аварии ТЗК
Из статистики видно, что количество инцидентов и аварий происходит довольно много раз на объектах хранения нефтепродуктов.
В результате исследования были выявлены основные объекты пожаров, на складе ГСМ, представленные на рисунке 2.
I .
прочие объекты Рис. 2. Объекты пожаров на складе ГСМ
Таким образом, резервуарные склады являются объектом повышенной опасности. Рассмотрим вероятность событий при полном разрушении резервуара, которые представлены на рисунке 3.
Рис. 3. Схема вероятности событий при полном разрушении резервуара [2]
Пожары легковоспламеняющейся жидкости и горючей жидкости на открытом пространстве происходят из аппаратов и трубопроводов, которые находятся под давлением с последующим горением вещества в виде устойчивого факела, с растеканием и горением на аппаратах и на площади зеркала резервуаров.
Пожар может возникнуть на различных объектах, например, при переливании хранимого продукта из резервуара, несоблюдении герметичности контейнера или различных соединений, где находится продукт, дыхательная арматура, пенные камеры или в плавающей крыше появляется локальный очаг. Как правило, с взрыва паровоздушной смеси возникают пожары в резервуарах.
Главный фактор, влияющий на высоту пламени - мощное тепловое излучение от резервуара. Еще зависит от диаметра резервуара. Факела может достигать 40 метров в высоту. Также зависит от скорости ветра, например, от 14 м/с пламя удлиняется и меняет угол наклона - уходит в сторону, от 4 м/с и больше - угол отклонения может составить 30 градусов от горизонтальной оси, т. е. стремится к горизонту и появляется угроза для рядом стоящих контейнеров. На них может переместиться пламя и будет распространение пожаров. Высота пламени возрастает в 2-4 раза при вскипании, когда объем вспенивающей массы больше в 4-5 раз, тогда пламя прогретой жидкости достигает температуры больше 1000 градусов.
Если свободный борт стенки резервуара не охлаждается в течение нескольких минут, то на борту начинают появляться видимые деформации, потому что идет прогрев всей конструкции пламенем.
При тушении пожара есть два значимых фактора: наступление выброса и вскипание. Например, у нефти и нефтепродуктов при температуре кипения больше 100 градусов появляется вскипание и выброс. Вспенивание нефтепродукта проявляется при температуре выше 100 градусов горючей жидкости, которая испаряется и зависит от вскипания горючего с взвешенной водой.
Выброс горючего случается, если в начальный момент пенной атаки происходит вскипание, образованное от попадания раствора пенообразователя в прогретый слой горючего, и не влияет на количество воды в нем. От этой жидкости и происходит вскипание, когда она достигает поверхности гомотермического прогретого слоя [6].
В резервуарах случаются пожары с взрыва паровоздушной смеси.
Рекомендуют для противопожарной защиты резервуарных складов применять следующие способы пенного тушения:
- Подача пленкообразующей низкократной или средне кратной пены сверху на поверхность нефтепродукта с использованием тепловзрывоустойчивых камер низкократной пены в верхнем поясе резервуаров.
- Подача низкократной пены через подслойные насадки в центр пламени нефтепродукта для ликвидации площади горения в сосудах.
- Распространенный способ - подача пены на поверхность и/или в слой ЛВЖ, ГЖ.
Таким образом, вероятность возникновения пожара или взрыва будет зависеть от степени разрушения резервуара. Наиболее взрывопожароопасным является полное разрушение резервуара. Однако, вероятность мгновенного воспламенения 0,200, а остальная доля приходится на отсутствие мгновенного воспламенения. Если не произошло, тогда случается отложение воспламенения с последующим пожаром пролива или взрывом [5].
У аварий и инцидентов разные причины возникновения. В Российской Федерации в 2021-2022 годах произошло значительное количество аварий на предприятиях, например, в Уфе и Ярославской области инциденты составили ущерб в 10 млрд руб. [4].
Из рассмотренных случаев аварий при хранении нефтепродуктов на объектах ТЗК видно, что большинство происшествий случаются по причинам:
- несоблюдение правил безопасности выполнения работ;
- несоблюдение правил пожарной безопасности и охраны труда;
- отсутствие контроля производимых операций;
- образование разряда статического электричества при наливе нефтепродукта;
- допущение до работы лиц, которые не прошли инструктаж, без оформления наряда-допуска к работе;
- отсутствие контроля воздушной среды (концентраций) перед началом
работы на наличие паров УВ;
- использование искрообразующего инструмента.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сайт Ростехнадзора [Электронный ресурс] / Уроки, извлеченные из аварий. - Режим доступа: http://www.gosnadzor.ru.
2. Теория горения и взрыва: учебник и практикум для СПО / А.В. Тотай [и др.]; под общ. ред. А.В. Тотая, О.Г. Казакова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Юрайт, 2018. - 295 с.
3. Годовой отчет о деятельности федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору в 2020 г [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https://www.gosnadzor.ru/public/annual_reports/Годовой%20отчет%20за%202020 %20год.р0£
4. Пожары на нефтегазовых предприятиях в России в 2019-2022 годах [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ria.ru/20220322/pozhary-1779428872.html.
5. Кострикин В.Д.. Желябина В.В. Приоритетные направления взрывопожаробезопасности на объектах хранения нефтепродуктов. VI Международная научно-практическая конференция. - Омск: ИЦРОН, 2019. -С. 32-34.
6. Кострикин В.Д., Банковский В.М. Горение нефтепродуктов в резервуаре. Материалы III Международной научно -практической конференции.30 января 2015 г. - М.: Спутник+, 2015. - С. 129-131.
