CC BY
90
УДК 614.841.412
НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ И ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, НАПРАВЛЕННЫХ НА СНИЖЕНИЕ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ АВАРИЙНЫХ ПРОЛИВОВ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ
Е.В. Ширяев, В.А. Комельков
Проведен анализ зарубежных и отечественных нормативных требований в области снижения пожарной опасности аварийных проливов горючих жидкостей, а также аналитический обзор технических устройств в области снижения пожарной опасности локальных аварийных проливов ЛВЖ, ГЖ. Рассмотрены технические решения, направленные на ограничение растекания горючих жидкостей, и технические устройства пассивного пожаротушения локальных проливов ЛВЖ, ГЖ.
Ключевые слова: горючие жидкости, пожарная опасность, проливы, нормативные требования, технические решения.
Пожарная опасность аварийного выхода горючей жидкости из контура технологического оборудования состоит в возможности растекания на значительных площадях с образованием паровоздушных смесей, способных вспыхивать или взрываться и, как следствие, переходить в стадию пожара пролива. Величины опасных факторов пожара пролива зависят главным образом от взрывопожароопасных свойств горючих жидкостей и от площади пролива.
Ограничение распространения пожара за пределы очага регламентируется ст. 59 Федерального закона «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [1]. Снижение пожарной опасности локальных проливов горючих жидкостей может быть достигнуто за счет применения технических решений, ограничивающих разлив и растекание жидкости при пожаре, при этом предотвращающих развитие пожара за счет уменьшения характеристик пламени вплоть до полного его затухания.
В настоящее время существует два подхода к ограничению растекания легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (далее - ЛВЖ, ГЖ) при аварийных проливах. Оба подхода направлены на решение важной проблемы - снижение опасных факторов пожара (далее - ОФП) пролива ЛВЖ, ГЖ.
В первую группу инженерно-технических решений можно выделить:
- дренажные системы с отведением проливов ЛВЖ, ГЖ в аварийный резервуар;
- бортики, выполненные из негорючих материалов на твердой непроницаемой поверхности (с системой аварийного слива горючих жидкостей).
Ко второй группе инженерно-технических решений относятся поддоны, емкости, оборудованные дополнительно
элементом пламегашения (или ограничения распространения пламени в узких каналах):
- поддоны, оборудованные трубчатыми вертикальными каналами (гасителями пламени);
- модульные поддоны в виде напольных покрытий с наполнителем в виде металлической ваты для ограничения распространения пламени по поверхности;
- поддоны с гранулированным наполнителем.
Применение дренажных лотков и отбортовки для ограничения растекания ЛВЖ, ГЖ регламентировано рядом нормативных документов ГОСТ Р 12.3.047.2012, СП 156.13130.2014 [2, 3] и другими.
В ГОСТ Р 12.3.047.2012 [2] содержится методика расчета размера сливных отверстий из технологического оборудования (расчет площади сливного отверстия в ограничивающем жидкость устройстве, например, поддоне). При расчетной площади сливного отверстия перелив жидкости через борт ограничивающего устройства и растекание жидкости за его пределами невозможен. Цель расчета - выбор площади
т- 2
поддона Рп, м, и расчет площади сливного
2
отверстия I, м .
В СП 155.13130.2014 содержится требование для площадок сливо-наливных эстакад, указывающее на применение водонепроницаемого покрытия, с ограждением в виде бортиков высотой не менее 0,2 м и уклоном не менее 2% [4]. Данное требование также прописано в СП 156.13130.2014 [3] для площадок слива автоцистерн.
Применение поддонов для локализации и повышения эффективности тушения аварийных проливов горючих жидкостей регламентируется рядом требований нормативных документов по пожарной безопасности. В СП 13.13130.2009 [5] введено понятие «поддоны самотушения» для
предотвращения и подавления пожаров ЛВЖ и ГЖ. Так, при размещении емкостей с горючей жидкостью в подвале допускается выполнять под емкостями устройства самотушения проливов из расчета удержания всего объема жидкости с дальнейшей откачкой ее насосом в сборный бак за пределами здания.
В рекомендациях «Обеспечение пожарной безопасности установок по ликвидации аварийных проливов нефти и нефтепродуктов» указано, что поддон для сбора нефти и нефтепродуктов необходимо применять под вентилями, связанными с обращением ГЖ [6].
В Правилах промышленной безопасности складов нефти и нефтепродуктов для сбора остатков продукта, стекающих с наливной трубы при отсоединении от цистерны, должен быть предусмотрен каплесборник [7].
В Правилах противопожарного режима в Российской Федерации указано, что под трансформаторами и реакторами требуется располагать маслоприемные устройства с гравийной засыпкой, при этом предъявляется ряд требований к содержанию гравия [8].
В Правилах устройства электроустановок (7-е издание) приведены габариты маслоприемника в зависимости от количества масла в трансформаторе, кроме того, указана высота слоя гравия (не менее 0,25 м), размер фракции гравия (от 30 до 70 мм) [9].
Применение поддонов для сбора капельных утечек под манифольдами, фланцевыми соединениями предусматривает Международный стандарт по безопасности для нефтяных танкеров и терминалов [10]. В данных нормах содержатся еще ряд требований, направленных на применение переносных поддонов для сбора локальных проливов горючих жидкостей:
- после окончания сливо-наливных операций спускные клапаны судового манифольда необходимо открыть для слива нефтепродукта в переносные поддоны, после чего содержимое переносных поддонов должно быть перекачано в отстойный танк или другой безопасный резервуар;
- при отсутствии стационарных емкостей для сбора пролитых ЛВЖ, ГЖ под фланцевыми соединениями трубопроводов, из которых может быть пролив;
- для ограничения разлива горючих жидкостей необходимо установить переносные поддоны для сбора капельных утечек в соответствии с рекомендациями The Oil Companies International Marine Forum (OCIMF), при этом запрещено использовать пластмассовые поддоны, если не предусмотрено их заземление.
Технические решения первой группы, ограничивающие растекание горючих жидкостей, предотвращают распространение пожара по поверхности и направлены на эвакуацию ЛВЖ, ГЖ
в аварийный резервуар. Однако системы аварийного слива горючих жидкостей с отбортовкой или дренажными лотками не снижают воздействие ОФП пролива. Такими системами должны обязательно оборудоваться площадки слива-налива для передвижных цистерн с большим объемом горючей жидкости, рис. 1.
В ряде сводов федеральных законов США [11-14] содержатся нормы, предписывающие обеспечивать устройствами сбора локальных утечек горючих жидкостей технологическое оборудование, на котором проводятся сливо-наливные операции ГЖ, осуществляются перевозки и хранение ГЖ в таре, рис. 2.
Для снижения параметров ОФП локального пролива путем самотушения горючих жидкостей эффективны мероприятия второй группы, при этом они могут быть совместимы с техническими решениями первой группы, например, поддоны с пламегасящим наполнителем под сливными патрубками аппаратов или фланцевыми соединениями [15].
Рис. 1. Пятно нефтепродуктов в месте присоединения устройства слива-налива УСН к железнодорожной цистерне
Рис. 2. Поддоны для сбора локальных утечек ЛВЖ, ГЖ под ж/д цистернами (США)
Несмотря на разнообразие технических решений, направленных на снижение параметров горения локального аварийного пролива горючих жидкостей, каждое их них имеет свои достоинства и недостатки. Поддоны с трубчатыми гасителями пламени применяются чаще всего в качестве капитального элемента пола в помещениях с обращением горючих жидкостей, при этом они металлоемки, имеют достаточно большой вес и высокое ценообразование, рис. 3, 4 [16].
Схема устройства самотушения горючих жидкостей со слоями вертикальных осесимметричных труб представлена на рис. 3. Между слоями образованных вертикальных каналов, заключенных в обечайку, установлены один, два или три слоя металлических сеток (в зависимости от вида горючей жидкости (ЛВЖ, ГЖ)). Под нижним срезом ячеистой структуры размещена плоская металлическая емкость для приема горючей жидкости, с помощью вертикальных стенок которой в структуре вертикальных каналов создается высота, незаполняемая жидкостью, при которой обеспечивается эффективное тушение пламени за счет подавления конвекции для горящих жидкостей, рис. 4. Данные устройства позволяют повысить эффективность пожаротушения, исключить потребность в применении обычных средств и способов тушения пожаров горящих жидкостей.
В США разработаны модульные поддоны в виде противопожарного настила для ограничения распространения пожара пролива горючих жидкостей, рис. 5. Область применения данных устройств - преимущественно палубы авианесущих кораблей, ангары для самолетов и вертолетов, нефтяные платформы и др.
Рис. 3. Схема устройства пожаротушения подавлением конвекции с одним слоем металлических сеток 1, 2 - два слоя осесимметричных вертикальных
каналов; 3 - слой металлических сеток; 4 - емкость для аварийно-пролитой жидкости.
/ ®
• /
I /ч
w -..... Ii
/ в
2,0
2,5
0,5 1,0 1,5
Рис. 4. График зависимости минимального числа горизонтальных сеток от размера одной квадратной ячейки в свету
О
изопропиловый спирт; - керосин ТС-1; - дизельное топливо; А - трансформаторное масло
0
Рис. 5. Испытания модульных поддонов в виде противопожарного настила Слева - горение пролива керосина в модульном поддоне, справа - горение пролива керосина в открытом поддоне
В качестве пассивного пламягасящего элемента применятся наполнитель в виде металлической ваты, размещаемый в поддоне, покрытом перфорированым металлическим листом. Такие модули сложны в техническом исполнении (имеется большое количество соединений, ребер жесткости, трубчатых каналов и т.д.), что увеличивает металлоемкость и ценообразование [17].
Одним из наиболее простых и эффективных способов повышения
эффективности пожаротушения проливов горючих жидкостей является применение гранулированных материалов в поддонах для сбора проливов ЛВЖ, ГЖ. Для защиты оборудования от прогрессирующего пожара пролива известно техническое устройство, представляющее собой емкость с гравийным наполнителем, причем в виде наполнителя можно
использовать щебень, тальк, гравий и керамзит размером гранул 15 - 35 мм. Свободный, не занятый горючей жидкостью, слой должен быть не менее 30 мм [18].
Принцип работы данного устройства состоит в том, что пролитая горючая жидкость свободно проходит через зазоры между гранулами и растекается по всей площади емкости, при этом высота наполнителя должна превышать уровень жидкости не менее, чем на 30 мм для флегматизации и локализации горения. В таких условиях при воспламенении паров горючей жидкости образуется устойчивое пламенное горение, высота которого не превышает 150 - 200 мм, а его температура 750 °С.
Установлена экспериментальная
зависимость высоты пламени от размера гранул наполнителя на противне 0,16 м2, рисунок 6.
Ьпл, м 1 и
1 ? . drp, мм
1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0
4 ► ►
♦ < ► ♦ < ►
10 20 30 40 50 60
Рис 6. Изменение высоты пламени от размера гранул при горении керосина в поддоне
Несмотря на то что вопросам снижения пожарной опасности локальных аварийных проливов горючих жидкостей с применением гранулированных материалов посвящено немало научных исследований, однако до настоящего времени не выработаны критерии прекращения горения горючих жидкостей в емкостях с гранулированной подложкой.
Таким образом, за последние годы
Библиография
1. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: федер. закон от 22 июля 2008 года №123-ФЗ (с изменениями и дополнениями).
2. ГОСТ Р 12.3.047-2012. ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.
3. СП156.13130.2014. Станции автомобильные заправочные. Требования пожарной безопасности.
сформировалась довольно широкая нормативная база требований, направленных на ограничение распространения пожара пролива горючих жидкостей. Появились новые подходы к пассивному пожаротушению локальных проливов горючих жидкостей - технические устройства, обеспечивающие тушение пламени пролива ЛВЖ, ГЖ без использования огнетушащих средств.
References
1. Tekhnicheskij reglament o trebovaniyah pozharnoj bezopasnosti: feder. zakon ot 22 iyulya 2008 goda №123-FZ (s izmeneniyami i dopolneniyami).
2. GOST R 12.3.047-2012. SSBT. Pozharnaya bezopasnost' tekhnologicheskih processov. Obshchie trebovaniya. Metody kontrolya.
3. SP156.13130.2014. Stancii avtomobil'nye zapravochnye. Trebovaniya pozharnoj bezopasnosti.
4. СП 155.13130.2014 Склады нефти и нефтепродуктов. Требования пожарной безопасности.
5. СП 13.13130.2009 Атомные станции. Требования пожарной безопасности (с Изменением N1).
6. Обеспечение пожарной безопасности установок по ликвидации аварийных проливов нефти и нефтепродуктов. Рекомендации ФГУ ВНИИПО МЧС России и ДНД МЧС России. Согласованы письмом ДНД МЧС России от 2 июля 2008 г. №19-2-3-2261.
7. Правила промышленной безопасности складов нефти и нефтепродуктов: приказ от 7 ноября 2016 г. № 461 об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности.
8. О противопожарном режиме: постановление Правительства Российской Федерации от 25 апреля 2012 г. №390.
9. Правила устройства электроустановок. Издание седьмое. -М.: НЦЭНАС, 2004.
10. International Safety Guide for Oil Tankers and Terminals. International chamber of shipping oil companies international marine forum international association of ports and harbors (ISGOTT, Fifth Edition): Published and Printed by WITHERBY & CO. LTD. London ECIR 0ET, UK, 2007. - 418 P.
11. Stormwater Management Regulations: National Pollutant Discharge Elimination System. 40 CFR 122.26. URL: http://www.spillcontainment.com/
12. Spill Prevention, Control, and Countermeasures Rule. 40 CFR 112. URL: http://spillsolutionscanada.com
13. EPA Container Storage Regulation. 40 CFR 264.175. URL: http://www.spillcontainment.com/
14. Spill Prevention, Control and Countermeasure Act. Uniform Fire Code (UFC) 79.406.URL: http://cotradeco. com.
15. Ширяев Е.В., Назаров В.П. Влияние гранулированной подложки на процесс горения нефтепродукта при его аварийном проливе / Е.В. Ширяев, В.П. Назаров // Технологии техносферной безопасности. - 2017. Выпуск 3 (73)http://academygps.ucoz.ru/ttb/2017-3/2017-3.html.
16. Патент РФ №2010111822/12, 26.03.2010 В.И. Потякин, В.Ф. Коротких, В.В. Добриков и др. Устройство пожаротушения подавлением конвекции для горящих жидкостей // Патент России №2442625 С2, 2012. Бюл. №5.
17. Patent EP A2 2730716 Nov.13, 2013. T. W. Mackintosh Modular fire prevention flooring / / / Patent EP2730716A2, 2014.
18. Авторское свидетельствоСССР №1729521, Кл. А 62 С 3/06, 1988. Бюл. №16.
4. SP 155.13130.2014 Sklady nefti i nefteproduktov. Trebovaniya pozharnoj bezopasnosti.
5. SP 13.13130.2009 Atomnye stancii. Trebovaniya pozharnoj bezopasnosti (s Izmeneniem N 1).
6. Obespechenie pozharnoj bezopasnosti ustanovok po likvidacii avarijnyh prolivov nefti i nefteproduktov. Rekomendacii FGU VNIIPO MCHS Rossii i DND MCHS Rossii. Soglasovany pis'mom DND MCHS Rossii ot 2 iyulya 2008 g. №19-2-32261.
7. Pravila promyshlennoj bezopasnosti skladov nefti i nefteproduktov: prikaz ot 7 noyabrya 2016 g. № 461 ob utverzhdenii federal'nyh norm i pravil v oblasti promyshlennoj bezopasnosti.
8. O protivopozharnom rezhime: postanovlenie Pravitel'stva Rossijskoj Federacii ot 25 aprelya 2012 g. №390.
9. Pravila ustrojstva ehlektroustanovok. Izdanie sed'moe. - M.: NCEHNAS, 2004.
10. International Safety Guide for Oil Tankers and Terminals. International chamber of shipping oil companies international marine forum international association of ports and harbors (ISGOTT, Fifth Edition): Published and Printed by WITHERBY & CO. LTD. London ECIR 0ET, UK, 2007. - 418 P.
11. Stormwater Management Regulations: National Pollutant Discharge Elimination System. 40 CFR 122.26. URL: http://www.spillcontainment.com/
12. Spill Prevention, Control, and Countermeasures Rule. 40 CFR 112. URL: http://spillsolutionscanada.com
13. EPA Container Storage Regulation. 40 CFR 264.175. URL: http://www.spillcontainment.com/
14. Spill Prevention, Control and Countermeasure Act. Uniform Fire Code (UFC) 79.406.URL: http://cotradeco. com.
15. SHiryaev E.V., Nazarov V.P. Vliyanie granulirovannoj podlozhki na process goreniya nefteprodukta pri ego avarijnom prolive / E.V. SHiryaev, V.P. Nazarov // Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti. - 2017. Vypusk 3 (73)http://academygps.ucoz.ru/ttb/2017-3/2017-3.html.
16. Patent RF №2010111822/12, 26.03.2010 V.I. Potyakin, V.F. Korotkih, V.V. Dobrikov i dr. Ustrojstvo pozharotusheniya podavleniem konvekcii dlya goryashchih zhidkostej // Patent Rossii №2442625 S2, 2012. Byul. №5.
17. Patent EP A2 2730716 Nov.13, 2013. T. W. Mackintosh Modular fire prevention flooring / / / Patent EP2730716A2, 2014.
18. Avtorskoe svidetel'stvoSSSR №1729521, Kl. A 62 S 3/06, 1988. Byul. №16.
LEGAL FRAMEWORK AND EXPERIENCE OF APPLICATION ENGINEERING AND TECHNICAL SOLUTIONS AIMED AT REDUCING FIRE DANGER EMERGENCY
SPILLS OF FLAMMABLE LIQUIDS
The analysis of foreign and domestic regulatory requirements in the field offire risk reduction of emergency spills of flammable liquids, as well as an analytical review of technical devices in the field of fire risk reduction of local emergency spills flammable, combustible liquids. Technical .solutions aimed at limiting the spread of flammable liquids and technical devices of passive fire extinguishing of local straits of flammable, combustible liquids are considered.
Keywords: accident, prove, flammable liquids, fire danger, technical solutions. Ширяев Евгений Викторович,
преподаватель кафедры пожарной безопасности объектов защиты, ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Россия, г. Иваново, shiryaevev@bk. ru, Shiryaev E. V.,
Lecturer, Department of Fire Safety of Protected Facilities,
Ivanovo fire and rescue academy of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Ivanovo.
Комельков Вячеслав Алексеевич,
кандидат технических наук,
начальник кафедры пожарной безопасности объектов защиты,
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Россия, г. Иваново,
komelkov@rambler. ru,
Komelkov V.A.,
Ph.D.,
Head of the Department of Fire Safety of Protected Facilities,
Ivanovo fire and rescue academy of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Ivanovo.
© Ширяев Е.В., Комельков В.А., 2018
