CC BY
19УДК 614.84 DOI 10.25257/FE.2018.3.59-64
АБДУРАГИМОВ Иосиф Микаэлевич
Доктор технических наук, профессор E-mail: niipx@yandex.ru
АБДУРАГИМОВА Татьяна Иосифовна
Кандидат юридических наук
Московский университет МВД России им. В. Я. Кикотя, Москва, Россия E-mail: t.abduragimova@yandex.ru
КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ НА ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ ПО НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
В статье дан анализ причин невозможности тушения крупных пожаров на резервуарах типа РВС-10000 и более, а также предложена новая технология эффективного тушения этих пожаров практически независимо от ёмкости резервуара. Изложена методика расчёта предполагаемого времени тушения и всех основных параметров процесса тушения. Предлагаемая методика основана на анализе основных механизмов огнетушащего действия при тушении пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей воздушно-механическими пенами.
Ключевые слова: пожар, эффективность тушения, кратность пены, удельный расход, интенсивность подачи, время тушения.
Тушение крупных пожаров на резервуарах с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями (ЛВЖ и ГЖ) - сложный процесс, зависящий от многих факторов. По статистике, за последние 50-60 лет практически ни один из нескольких сотен реальных пожаров не был успешно потушен за нормативное время (10-15 мин) с нормативным (3-кратным) запасом пенообразователя на объекте хранения, даже при выполнении всех остальных нормативных параметров процесса тушения для этого вида пожаров. Происходит это в основном из-за неправильных рекомендаций по кратности пены для их тушения. Так, в соответствии с этими рекомендациями кратность пены Кп = 100, притом применяемое пожарно-техническое оборудование (пеногенераторы типа ГПС-600) подаёт пену практически с Кп = 70. Также причина неэффективности тушения в малой дальности подачи свободной пенной струи (6-8 м) заключается в практической невозможности регулирования и управления дальностью и направлением подачи пенной струи в процессе тушения пожара.
КРАТНАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Фундаментальные основы прекращения процессов горения при тушении пожаров горючих жидкостей были заложены ещё в середине ХХ века замечательными работами В. И. Блинова и Г. Н. Худякова [1]. Опираясь на блестящие исследования академика Я. Б. Зельдовича и англичанина Д. Б. Сполдинга по тепловой теории потухания пламени, они предложили исчерпывающие объяснения способов тушения пожаров горючих жидкостей, в том числе и с применением пены, впервые применённой для этих целей еще в 1904 году Российским инженером-изобретателем А. Г. Лораном. Развивая принципы, заложенные В. И. Блиновым и Г. Н. Худяковым, большой вклад в раскрытие механизмов огнетушащего действия (МОД) при тушении жидкостей внесли ра-
боты В. Ч. Реутта, В. М. Казакова, И. И. Петрова, А. Н. Баратова и Е. Н. Иванова, И. Ф. Безродного, А. Ф. Шароварникова, С. С. Воеводы и многих других [2, 3, 4, 5, 6].
По результатам этих и многих других исследований разработаны десятки видов пенообразователей, несколько различных видов и способов генерации пен и способов их подачи в очаг пожара. Но результатов, соответствующих установленным нормам по времени тушения и по расходу огнетушащих средств на тушение крупных реальных пожаров на резервуарах с горючими жидкостями или на больших площадях пролива при авариях, так и не удалось добиться.
В принципе условие тушения пожаров горючих жидкостей огнетушащими пенами одно: необходимо покрыть всю свободную поверхность горючей жидкости слоем пены определённой толщины, предотвращающей выход паров горючего в зону горения пожара. Но поскольку рассматриваются случаи пожаров на большой площади зеркала свободной поверхности горючей жидкости (200-300 м2 и более), одномоментное покрытие всей поверхности горючей жидкости слоем пены практически невозможно (или технически чрезвычайно затруднено). Учитывая, что требуемая толщина слоя пены достаточно велика (от 10-15 см для специальных плёнкообразующих фторированных пенообразователей до 25-50 см для обычных пен), процесс практического тушения реальных пожаров, как правило, условно разделяется) на два последовательных этапа:
- покрытие всей свободной поверхности горючей жидкости относительно тонким слоем пены, снижающей интенсивность горения пожара или разбивающей пожар на множество отдельных горящих очагов;
- наращивание требуемой толщины слоя пены, полностью снижающей концентрацию горючих
© Абдурагимов И. М., Абдурагимова Т. И., 2018
59
паров над слоем пены ниже нижнего концентрационного предела воспламенения (горения) паров данной горючей жидкости [1—6].
НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ ОГНЕТУШАЩИМИ ПЕНАМИ
П
о новой технологии рекомендуется применение более эффективной пены кратностью Кп = 30 ± 5, поскольку такая пена обладает гораздо большей удельной теплоёмкостью (в 2-3 раза больше, если сравнивать с пеной кратностью Кп = 100) и, соответственно, лучшей охлаждающей способностью поверхностного слоя горящей жидкости, что является одним из доминирующих МОД. Кроме того, такая пена, обладая гораздо более высокой жидкотекучестью и огнестойкостью, по сравнению с пеной кратностью Кп = 100, позволяет быстрее покрыть первичным слоем всю поверхность горящей жидкости. Оба эти обстоятельства позволяют значительно (в 3-4 раза) снизить долю потерь пены и интенсивность её потерь от разрушения в процессе тушения пожара и повысить (в 2-3 раза) интенсивность растекания пены по поверхности горящей жидкости, усиливая тем самым, помимо охлаждающего механизма тушения, ещё и экранирующий и изолирующий механизмы тушения. Этому же в значительной степени способствует высокая производительность рекомендуемых модифицированных нами пеногенераторов нового типа, а ещё больше - дальность подачи пенных струй и возможность управления направлением их подачи [7].
Всё это в совокупности позволяет в 5-10 раз повысить скорость тушения пожара V , м2/с, сократив время его тушения практически до нормативных значений (10-15 мин), а также позволяет сократить удельные и суммарные расходы огнетуша-щих средств на процесс тушения пожара, доведя их до нормативных расходов, и нормативных запасов (3-кратные) на всех объектах хранения ЛВЖ и ГЖ.
ПРИМЕР 1. УСЛОВИЯ И ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ТУШЕНИЯ ПОЖАРА НА РЕЗЕРВУАРЕ РВС-20000
По действующим нормативным рекомендациям расчёт параметров процесса тушения выполняется после выбора пенообразователя, соответствующего виду горючей жидкости (ПО 6-ЦТ с рекомендуемой концентрацией 6 %), и нормативной интенсивности подачи /н огнетушащего средства (ОС) по раствору пенообразователя ( /н = 0,1 л/м2с). Далее расчёт сводится к определению секундного расхода раствора дтр пенообразующей жидкости, требуемого на тушение пожара: дт = /н = 0,1 1667 л/с.
По требуемому расходу огнетушащего средства (ОС) определяется количество стволов псгв (ГПС-600) с секундным расходом а = 6 л/с, необходимых для тушения пожара: п = а /а =
I ств ' ' ' г ств I тр' I ств
= 166,7/6 = 27,8, т. е. примерно 28 стволов (примем с небольшим запасом п =30 шт). Эти стволы обычно устанавливают
ств
по периметру чуть выше борта резервуара и на расстоянии 0,51 м от борта. Что само по себе трудно реализовать технически и организационно, учитывая требуемое количество стволов и высоту их размещения (13-19 м), особенно при тушении пожаров силами и средствами пожарной охраны, обычно привлекаемыми для тушения таких крупных пожаров на резервуарах. Далее производится расчёт требуемого секундного расхода воды, необходимой как для тушения пожара, так и для охлаждения борта резервуара: дтр = 180 + 72 = 252 л/с или 3 ПНС-100.
При заданных условиях в первые 2-3 мин тушения относительно тонким слоем пены будет покрыта только кольцевая поверхность горючей жидкости (шириной = 6-8 м; рис. 1), учитывая, что:
- дальность подачи пенной струи от среза ствола ГПС-600
6-8 м;
- кратность пены Кп = 100 (в реальности Кп = 70);
- плохое охлаждение горючей жидкости, прогретой к началу пенной атаки на пожар до температуры её кипения, обладающей малой жидкотекучестью, т. е. плохой растекаемостью без напора, при сравнительно малой огнестойкости.
Далее пена начнёт медленно растекаться по поверхности горящей жидкости и продвинется ещё максимум на 5-6 м по направлению к центру резервуара. Интенсивно разрушаясь под действием совокупности разрушающих факторов пожара (их более 10), пена постепенно остановится в своём продвижении к центру резервуара на расстоянии 11-14 м (см. рис. 1). Продвижение пенного слоя к центру резервуара останавливается потому, что прекращаются движущие силы для продвижения пены к центру резервуара. Более того, помимо мощного конвективного и лучистого потоков теплоты от факела пламени в центре резервуара,
Основные вводные данные
Тип РЕЗЕРВУАРА - типовой РВС-20000
Высота Н - 12 м
р
Диаметр бр - 46 м Вещество - сырая нефть Площадь пожара Fп - 1667 м2 обрушение кровли - полное
б
Рисунок 1. Схема тушения пожара ГЖ пеногенераторами ГПС-600 по периметру резервуара:
а - вид сбоку; б - вид сверху: 1, 5 - покрытая пеной поверхность горючей жидкости (ширина 6-8 м); 2, 4 - расстояние продвижения пены самотеком (5-6 м);
3 - диаметр оставшегося факела пламени (18-24 м); 6 - ГПС-600 (п = 30 шт.); 7 - высота резервуара (12 м); 8 - диаметр резервуара (46 м)
а
разрушающих пенный слой, на поверхности горючей жидкости возникает встречный поток поверхностного слоя, обусловленный конвекцией охлаждённых (более плотных) масс горючей жидкости под слоем пены вниз, и поступающих на их место лёгких масс горючей жидкости с температурой кипения из-под горящего факела пламени в центральной части резервуара. Поверхностный поток горячей горючей жидкости также ведёт к разрушению слоя пены и препятствует её продвижению к центру резервуара, где продолжается процесс интенсивного горения пожара. В этот момент (8-10-я мин от начала тушения) наступает губительное для процесса тушения равновесие между интенсивностью как подачи пены для тушения пожара, так и разрушения пены. (В практике пожаротушения эта критическая, но регулярно и вполне закономерно повторяющаяся ситуация определяется термином «пенная атака захлебнулась».) При этом интенсивное горение пожара в центральной части резервуара (Рп = 300-500 м2) будет продолжаться почти неограниченно долго. Затем после исчерпания всего нормативного запаса пенообразователя на объекте (Кз = 3; 30-40 мин) процесс горения вновь распространится на всю поверхность зеркала горючей жидкости (см. рис. 1).
Если своевременно не прекратить подачу пены в очаг пожара, будет затрачен весь запас пенообразователя и пожар начнёт распространяться и интенсифицироваться снова. На это будет израсходовано около 648-650 м3 раствора пенообразующей жидкости, и продолжительность безрезультатного тушения составит в общей сложности 1 ч. Так происходит почти на всех крупных пожарах ЛВЖ и ГЖ, и это физически вполне обосновано, так как при существующей технологии тушения и применяемой на сегодня пожарной технике у пенного слоя после продвижения его по поверхности горючей жидкости на 10-15 м от борта резервуара практически не остаётся движущей силы, которая бы побуждала пену к дальнейшему растеканию по направлению к центру резервуара. Поскольку на непокрытом пеной участке в центре резервуара (площадь 300-500 м2) продолжается интенсивный процесс горения, потушить пожар по такой технологии практически невозможно. Поэтому современной пожарной тактике тушения крупных пожаров ЛВЖ и ГЖ на резервуарах необходимы другие более эффективные технологии тушения таких пожаров, разработанные авторами настоящей статьи.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ЭФФЕКТИВНОГО ТУШЕНИЯ ПОЖАРА ПО ПРЕДЛАГАЕМОЙ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
1. Интенсивность подачи пены, рекомендуемой по соображению минимизации потерь пены /прек от разрушения в процессе тушения кратностью К = 30 ± 5, лежащую в интервале значений / =
п ' 1 г п.рек
= 0,14 - 0,15 л/м2-с, составляет 0,145 л/м2-с.
2. Расчётный (требуемый для тушения пожара) секундный расход пенообразующей жидкости по раствору арпо составит:
а = / 5 = 0,145 • 1 667 = 241,7 л/с
р.по п.рек п
(или примерно 240 л/с).
3. Тогда требуемое количество стволов типа ЛС-60, модифицированной авторами настоящей статьи конструкции, равняется: п = а /а =
г 1 'г ств " р.по' "ств
= 240/60 = 4 ствола. (Вместо требуемых по старой технологии 30 стволов типа ГПС 600.) Организационно и технически эту задачу решить значительно проще, особенно при привлечении для тушения пожара сил и средств пожарной охраны (рис. 2 и 3). Предлагаемая авторами настоящей статьи новая технология тушения настолько эффективна, что тип пенообразователя не имеет существенного значения.
Могут быть использованы любые пенообразователи, например от ПО-6 до ПО-6ТЦ и др.
4. Суммарный секундный расход воды, требуемой для охлаждения борта резервуара, дохлб при тушении пожара составит:
а б = а P = 0,5 • 143 = 72,5 л/с,
"охл.б "охл.уд п ' 7 17
где Рп - длина периметра борта резервуара, 143 м; аохл.уд - расход воды удельный на 1 м длины борта -0,5 л/м.
5. Суммарный расход воды, необходимой для тушения пожара, а составит:
г 1 "в.сум
а = а + а б = 240 + 72,5 = 312,5 л/с.
"в.сум "в.туш "охл.б 1 1 '
Или, учитывая расход самого пенообразователя при концентрации /по = 6 % по раствору, апо = 240 • 6 /100 = = 14,4 л/с, то^о = 240 - 14,4 ="225,6 л/с.
в.туш
То есть суммарный расход воды на нужды пожаротушения на данном пожаре - примерно 225,6 + 72,5 = 298 л/с, или примерно 300 л/с, или 3 ПНС-100. При выбранном способе управляемой подачи пены на поверхность горючей жидкости пеногенераторами с дальностью подачи пенной
а
Рисунок 2. Схема тушения пожара резервуара ГЖ четырьмя подвижными пеногенераторами ЛС-60 при кратности подаваемой пены Кп = 30±5: а - вид сбоку; б - вид сверху:
1 - высота резервуара (12 м); 2, 4 - расстояние от стволов до борта резервуара (5-20 м); 3 - толщина слоя пены (0,5 м); 5 - максимальная высота факела пламени (40 м); 6 - диаметр резервуара (46 м); 7 - ЛС-60 (п = 3-4 шт.)
Таблица параметров тушения пожаров ЛВЖ и ГЖ на резервуарах и в проливах на больших площадях согласно новой технологии
V , м3 рез ' D , м р H , м р F, м2 п ' Р, м 9т, л/с пств 9о , л/с 9С , л/с ППНС V , м3 по
5 000 23 12 405 72 62 2 (30) 36 98 1 3,1
10 000 28,5 18 638 89 92 3 (30) 45 140 2 4,7
10 000 34,2 12 918 107 132 5 (30) 55 190 2 6,6
15 000 40 12 1 250 126 180 3 (60) 63 245 3 9,0
15 000 34 18 918 107 132 2 (60) 54 185 2 6,6
20 000 40 18 1 250 125 180 3 63 245 3 9,0
20 000 45 12 1 665 143 240 4 72 312 3 12
30 000 45,6 18 1 632 143 235 4 72 310 3 12
40 000 57 18 2 550 179 367 6 90 460 5 18,5
50 000 60,7 18 2 892 190 416,5 7 95 520 5 21
100 000 86 18 5 746 268 823 14 135 960 10 41,5
120 000 92,3 18 6 691 290 963,5 16 145 1110 11 48,3
260 000 82 50 5 200 - 749 13 (60) - - 8 38
струи 45-50 м и площадью поверхности «пятна» пенной струи 8x8 = 64 м2:
- при четырёх стволах одновременно площадь суммарного «начального» пятна пены составит 64x4 = 256 м2;
- при скорости сканирования 2 гр/с и требуемом угле поворота ствола ±15-20° время пер-
б
Рисунок 3. Схема тушения пожара резервуара ГЖ четырьмя лафетными стволами ЛС-60 (расположение -на земле или небольших платформах; угол подачи ОС Кп = 30 ± 5): а - вид сбоку; б - вид сверху;
1 - диаметр резервуара (46 м); 2 - высота резервуара (12 м); 3 - максимальная высота факела пламени (40 м)
вичного покрытия зеркала горючей жидкости минимальной толщиной слоя пены составит 40-60 с, т. е. примерно t = 1 мин (см. рис. 2—3).
При выбранной кратности пены Кп = 30 ± 5 и интенсивности подачи ОС I = 0,145 л/м2-с,
п.рек 1 ' 1
без учёта потерь пены от разрушения и изменения кратности пены в процессе тушения пожара, скорость роста слоя пены на поверхности горючей жидкости составит: v = I К = 0,145 • 30 = 4,35 мм/с,
п.с.расч п.рек п ' т / т
что вполне удовлетворительно подтверждается при «холодной» имитации процесса тушения (подача пены на поверхность ГЖ без процесса горения). Приняв условно требуемую толщину слоя пены на поверхности сырой нефти равной H , = 0,5 м,
" " т г п.треб 1 1
время наращивания требуемой толщины слоя пены составит:
t = H / v = 500/4,35 = 114,9 с
н.сл п.тр' п.с.расч ' 1 1
(или примерно 2 мин).
6. Тогда расчётно-теоретическое время тушения рассматриваемого пожара ^, равное сумме времени покрытия зеркала горючей жидкости слоем пены минимальной толщины ^покр и времени наращивания требуемой толщины слоя пены ^сл, составит: ^ = 1 + 2 = 3 мин.
7. При тушении реальных пожаров основная проблема заключается в доле потерь ОС в процессе тушения. С учётом потерь ОС вследствие снижения фактической интенсивности подачи ОС в очаг пожара от испарения части подаваемого на тушение раствора на 50 % и потерь от разрушения пены в процессе тушения пожара, достигающего 50 % поданного количества и снижения её кратности под воздействием разрушающих факторов на 50 % -до Кпф = 15, фактическая скорость наращивания пенного слоя снижается:
v ф = 1ф Кф = 0,145 • 0,5 • 15 ~ 1 мм/с.
п.сл.ф ф п.ф ' 7 '
а
Тогда время наращивания пенного слоя требуемой толщины возрастёт: t , = 500/1 = 500 с
г н.п.сл.ф '
(или примерно 8 мин). Время покрытия зеркала поверхности горючей жидкости первоначальным слоем пены также возрастает примерно в 3-4 раза, т. е. до 3-4 мин, соответственно, суммарное время тушения пожара составит 11-12 мин. Показатель эффективности тушения пожара на резервуаре, рассчитываемый по формуле
П = 5/ V
эт п' о.с I'
где - площадь пожара, м2; Vос - объём раствора пенообразователя, затраченный на тушение, л или м3; tТ - время тушения пожара, с или мин, получается равным: Пэт = 1 667 / (144 • 12) = 0,9 (м2/м3-мин). Расчёт параметров процесса тушения пожаров горючих жидкостей по предлагаемой технологии для всех резервуаров типа РВС от 5 000 до 260 000 представлен в таблице [7].
На основании изложенного и проведённого анализа требований существующих нормативных документов к мягкой и жёсткой подаче пены (НПБ 304-2001, ГОСТ Р 53280.1-2010 и др.) авторы настоящей статьи считают, предложенный способ подачи пены для тушения является наиболее мягким (щадящим), что сводит интенсивность разрушения пены к минимуму и обеспечивает высокую эффективность процесса тушения.
ПРИМЕР 2. ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОРГАНИЗАЦИИ ТУШЕНИЯ КРУПНЫХ ПОЖАРОВ НА РЕЗЕРВУАРАХ
Переход по новой технологии тушения пожаров на резервуарах на пены пониженной кратности и рекомендуемые параметры пенных струй от стволов с высокой «дальнобойностью» до 45-50 м и высотой поднятия свободной пенной струи на 2022 м позволяет испытать ещё более широкие тактические возможности тушения этого вида пожаров. Это расширение тактических возможностей новой технологии подачи пены в очаг пожара заключается в том, что при таких баллистических параметрах пенной струи возможна подача огнетушащей пены в зону горения резервуара без использования пеноподъёмных устройств сразу от лафетных стволов с ручным или дистанционным управлением, расположенных на земле или небольших пе-
редвижных платформах с расстояния 5-15 м от борта резервуара (рис. 3).
При этом за счёт ухудшения условий подачи пены в очаг пожара и увеличения интенсивности разрушения пены от подачи её через весь факел пламени пожара почти вдвое возрастет время первичного покрытия поверхности ГЖ сплошным слоем пены, т. е. до 6-8 мин. И по этим же причинам, но ещё больше, возрастёт время наращивания требуемой толщины слоя пены.
Так как при таком способе подачи огнетушащей пены на поверхность ГЖ доля её разрушения в процессе тушения возрастает до 80 %, а фактическая Кп.факт к концу процесса тушения снизится до значения К . = К • 0,2 = 6, соответственно, скорость
" п.факт п ' ' 'Г
роста пенного слоя до требуемой высоты (толщины) снижается до V . = / . • 0,5 К , = 0,145 • 0,5 • 6 = 0,44 мм/с.
" п.сл.ф п.ф ' п.ф ' ' ' '
Тогда время наращивания требуемой толщины слоя пены возрастёт до t = Н / V . = 500 / 0,44 = 1 136 с (или 19 мин).
г " н.сл.п п.тр' п.сл.ф ' ' * '
Время тушения пожара при подаче управляемых пенных струй с земли станет равным порядка ^ = 25-27 мин - в полтора раза больше нормативного времени, но ради отказа от пено-подъёмников и существенного упрощения подготовки к пенной атаке на такое увеличение времени тушения «вообще не тушимых» по нормативным документам пожаров на крупных резервуарах вполне можно согласиться. Тогда вариант тушения пожара подачей ОС с земли составит (см. рис. 3): Пэтз = 1 667 / 500 • 25 = = 0,13 (м2/м3-мин).
Для оценки качества тушения этих пожаров вводится понятие коэффициента качества тушения Ккт , как отношение показателя эффективности тушения новым способом к показателю эффективности тушения способом, принятым за эталон. Если в качестве эталона принять параметры тушения РВС-20000 с использованием стволов ГПС-600, то даже если этот пожар вообще не будет потушен по такой технологии, гипотетический параметр эффективности тушения составит: Пэтэт = 1 667 / 648 • 60 = = 0,0429 (м2/м3-мин).
Тогда качество тушения пожара на РВС-20000 по новой технологии составит: К = П / П = 0,9 / 0,0429 = 21,
кт э.т.н.т э.т.эт
т. е. примерно в 20 раз лучше, чем по действующим нормативам и рекомендациям.
Расчёты, изложенные в статье, лишены практического смысла, как считают авторы настоящей статьи, так как по действующим рекомендациям пожары на РВС-10000 и более вообще потушить невозможно. Если полномасштабные натурные огневые испытания подтвердят расчётные параметры тушения пожара на резервуаре РВС-20000, изложенные в настоящей статье, справедливые для резервуаров РВС от 5 000 до 120 000 м3, то применение новой технологии тушения крупных пожаров ЛВЖ и ГЖ на резервуарах может стать поворотным этапом в тактике тушения пожаров этого вида.
ЛИТЕРАТУРА
1. Блинов В. И., Худяков Г. Н. Диффузионное горение жидкости. М.: Академия наук СССР, 1961. 208 с.
2. Баратов А. Н, Иванов Е. Н. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. 2-е изд., перераб. М.: Химия, 1979. 366 с.
3. Абдурагимов И. М, Говоров В. Ю., Макаров В. Е. Физико-химические основы развития и тушения пожаров. Учебное пособие. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1980. 256 с.
4. Абдурагимов И. М. Механизмы огнетушащего действия средств пожаротушения // Сборник статей по физике и химии горения и взрыва. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2012. С. 21-23.
5. Воевода С. С., Шароварников А. Ф, Бастриков Д. Л., Кру-тов М. А. Влияние факторов пожара на огнетушащую эффективность плёнкообразующих пенообразователей // Пожаровзрыво-безопасность. 2012. Т. 21, № 10. С. 63-65.
6. Шароварников А. Ф., Молчанов С. П., Воевода С. С., Ша-роварников С. А. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов. Учебное пособие. М.: Калан, 2002. 448 с.
7. Абдурагимов И. М, Куприн Г. Н. Методы, средства и технологии взрывопожаропредотвращения на объектах производства и хранения горючих криогенных жидкостей // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2015. № 3. С. 14-25.
8. Корольченко Д. А, Шароварников А. Ф, Дегаев Е. Н. Огне-тушащая эффективность пены низкой кратности // Научное обозрение. 2015. № 8. С. 114-120.
9. Корольченко Д. А., Шароварников А. Ф. Основные параметры процесса тушения пламени нефтепродуктов пеной низкой кратности // Пожаровзрывобезопасность. 2014. Т. 23, № 7. С. 65-73.
10. Корольченко Д. А, Шароварников А. Ф. Анализ двойственного механизма тушения пламени // Пожаровзрывобезопас-ность. 2014. Т. 23. Спецвыпуск. С. 114-123.
Материал поступил в редакцию 18 января 2018 года.
Iosif ABDURAGIMOV
Grand Doctor of Philosophy in Engineering Sciences, Professor Moskow, Russia E-mail: niipx@yandex.ru
Tatiayna ABDURAGIMOVA
Doctor of Philosophy in Juridical Sciences Moscow University of the Ministry of Internal Affairs of Russian Federation named after V.Ya. Kikot, Moscow, Russia E-mail: t.abduragimova@yandex.ru
QUANTITATIVE ESTIMATION OF VERTICAL STEEL TANKS FIRE EXTINGUISHMENT EFFICIENCY USING A NEW TECHNOLOGY
ABSTRACT
Purpose. The article analyzes the reasons for the impossibility of extinguishing large fires on vertical steel tanks (RVS-10000) and proposes a new technology for effective fire extinction regardless tank capacity. The calculation methods for estimated extinction time and all the main parameters of the extinction process have been outlined. The proposed methods are based on the analysis of the main fire extinguishing action mechanisms in extinguishing fires of inflammable liquids by air-mechanical foams.
Methods. Analysis of the physical picture of fire extinguishing process and proof of the impossibility of fulfilling the principal conditions for extinguishing fires of inflammable liquids with foams while observing the normative recommendations for extinguishing fires has been given. Technical recommendations on extinguishing with maximum use of fire-extinguishing action mechanism by air-mechanical foam in extinguishing fires of combustible liquids has been presented.
Findings. When confirming the calculation of fire extinguishing parameters on the vertical steel tank
RVS-20000, set forth in the article, full-scale fire tests, also valid for vertical steel tanks RVS-500 and RVS-120000, the use of a new technology for extinguishing large fires of inflammable liquids in tanks has become a turning point in fire extinction tactics of such class of fires.
Research application field. Automatic fire extinguishing systems can be used on large vertical steel tanks and large spills of combustible liquid (more than 1 000 m2), as well as when extinguishing such fires by means and forces of fire services response teams.
Conclusions. Only experimental confirmation of the effectiveness level concerning the recommendations set forth in the article is needed for the practical implementation of the new high-efficiency technology for extinguishing fires in this category.
Key words: fire, extinction efficiency, foam expansion, flow density discharge intensity, extinguishing time.
REFERENCES
1. Blinov V.I., Khudyakov G.N. Diffuzionnoe gorenie zhidkosti [Diffusion burning of a liquid]. Moscow, Academy of Sciences of the USSR Publ., 1961. 208 p.
2. Baratov A.N., Ivanov E.N. Pozharotushenie na predpriyatiyakh khimicheskoy i neftepererabatyvayushchey promyshlennosti. 2-e izd., pererab. [Fire extinguishing at the enterprises of chemical and oil refining industry. 2nd ed. and rev.] Moscow, Khimiya Publ., 1979. 366 p.
3. Abduragimov I.M., Govorov V.Yu., Makarov V.E. Fiziko-khimicheskie osnovy razvitiya i tusheniya pozharov [Physico-chemical basis for the development and extinguishing of fires]. Moscow, Higher engineering fire-technical school of the Ministry of Internal Affairs of the Soviet Union Publ., 1980. 256 p.
4. Abduragimov I.M. Mekhanizmy ognetushashchego deystviya sredstv pozharotusheniya. Sbornik statey po fizike i khimii goreniya i vzryva [Mechanisms of fire extinguishing action of fire extinguishing means. Proceedings of articles on physics and chemistry of combustion and explosion]. Moscow, Bauman Moscow State Technical University Publ., 2012, pp. 21-23. (in Russ.).
5. Voevoda S.S., Sharovarnikov A.F., Bastrikov D.L., Krutov M.A. Impact of Fire on the Effectiveness of Extinguishing Film Foam. Pozharovzryvobezopasnost, 2012, vol. 21, no. 10, pp. 63-65. (in Russ.).
6. Sharovarnikov A.F., Molchanov S.P., Voevoda S.S., Sharovarnikov S.A. Tushenie pozharov nefti i nefteproduktov [Quenching fires of oil and oil products]. Moscow, Kalan Publ., 2002. 448 p.
7. Abduragimov I.M., Kuprin G.N. Methods, means and technologies of fire explosion prevention at production sites and flammable cryogenic fluids transportation. Pozhary i chrezvychainye situatsii: predotvrashchenie, likvidatsiia, 2015, no 3, pp. 14-25. (in Russ.).
8. Korolchenko D.A., Sharovarnikov A.F., Degaev E.N. Fire extinguishing effectiveness of low multiplicity foam. Nauchnoe obozrenie, 2015, no. 8, pp. 114-120. (in Russ.).
9. Korolchenko D.A., Sharovarnikov A.F. Main parameters of extinguishing of the oil flame by low expansion foam. Pozharovzryvobezopasnost, 2014, vol. 23, no. 7, pp. 65-73. (in Russ.).
10. Korolchenko D.A., Sharovarnikov A.F. Analysis of the dual fire suppression mechanism. Pozharovzryvobezopasnost, 2014, vol. 23, special issue, pp. 114-123. (in Russ.).
64
© Abduragimov I., Abduragimova T., 2018
