CC BY
8Обеспечение пожарной безопасности подразделений газонаполнительной станции
со см о см
со
О!
Игнатенко Татьяна Вячеславовна,
кандидат биологических наук, доцент кафедры техносферной и экологической безопасности (ТиЭБ) Политехнического института Сибирского федерального университета (СФУ)
Линдерман Анастасия Андреевна,
магистр кафедры техносферной и экологической безопасности (ТиЭБ) политехнического института Сибирского федерального университета (СФУ)
Предприятия, использующие сжиженные углеводородные газы, подвергнуты взрывам и являются пожароопасными. В настоящей работе проанализирована система пожаробезопас-ности наполнительного цеха газонаполнительной станции, расположенной в городе, имеющем население свыше одного миллиона человек. Прежде всего мы провели оценку технологического оборудования, работающего как при нормальном, так и при аварийном технологическом процессе, на предмет появления в нем горючей среды при выходе веществ. В данном исследовании нами был спланирован проект и произведены расчеты системы пожаротушения, предполагающей использование автоматически срабатывающего аэрозольно-порошкового модуля ОПАН-100. Показано, что индивидуальный пожарный риск до внедрения разработанной нами системы пожаротушения равен 1,3-10'5, что превышает предельно допустимые значения, которые предусмотрены российским законодательством, а именно техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности (Федеральный закон №123-Ф3). После внедрения его величина стала равной 1,7-10'7, что соответствует допустимому значению и достижению повышенной пожаробез-опасности цеха.
Ключевые слова: пожаробезопасность, пожаротушение, риск, ОПАН-100, МПП-100, углеводороды.
Пожары и аварии на объектах, использующих сжиженные углеводородные газы (СУГ) могут привести к многозначительному ущербу и человеческим жертвам [1; 2]. Так, внедрение систем предупреждения пожаров, оповещения о начинающихся возгораниях и современных средств пожаротушения даст возможность не только в значительной степени снизить вероятность получения людьми травм, в том числе и несовместимых с жизнью, но и уменьшить материальные потери.
Объект анализа настоящей работы системы оповещения о пожаре, а также методы и оборудование, используемые для пожаротушения в наполнительном цехе газонаполнительной станции (далее СГН - станция газонаполнительная), которая расположена в городе, имеющем население свыше одного миллиона человек.
Цель настоящей работы - поиск эффективной комплексной системы пожаробезопасности для внедрения в наполнительном цехе СГН.
СУГ относятся к опасным веществам - воспламеняющимся газам, обладают явно выраженными взрывопо-жароопасными свойствами [1]. В таблице 1 представлен перечень основных вероятных причин и факторов, приводящих к появлению аварийных ситуаций на исследуемом объекте (СГН).
Таблица 1
Предельное содержание опас-
ного вещества, т
Наименование Наименование В самой
исследуемого пожароопас- в аппа- в трубо- большой
объекта ного вещества ратном про-вод- единице
устрой- ных си- станции
стве стемах
Газонаполни- Пропан-бутан 1369,69 130,31 42,0
тельн-ая стан- (СУГ)
ция (СГН)
ВСЕГО: 1500,0
О ш т х
<
т о х
X
Формирование плана системы, предупреждающей возникновение пожара для помещения наполнительного цеха СГН прежде всего включает рассмотрение схемы расположения оборудования в нем (Рис 1).
В соответствии с нормативными документами [3] и исследованиями [4], чтобы ликвидировать возникший в помещении наполнительного цеха пожар, необходимо использовать автоматическую систему пожаротушения (АУПТ), предполагающую использование автоматически срабатывающего аэрозольно-порошкового модуля ОПАН-100.
Рис. 1. Технологическая схема наполнительного цеха
С целью получения результата при решении такой задачи как «ликвидация возникшего на исследуемом объекте пожара» целесообразно придерживаться следующего алгоритма проведения анализа и выработки решений:
- проведение на исследуемом объекте анализа, позволяющего оценить пожарную обстановку, а также определение ключевых особенностей функционирования СГН и исследование ее технологического процесса
- оценка вероятности появления в технологическом оборудовании горючей среды;
- осуществление необходимых расчетов, позволяющих оценить масштабы зон взрывоопасных концентраций, возникающих при попадании горючих веществ (газы и пары) в свободное пространство;
- проведение оценки технологического оборудования, работающего как при нормальном, так и при аварийном технологическом процессе, на предмет появления в нем горючей среды при выходе веществ в открытое пространство;
- формирование технических решений, предусматривающих меры по защите от возникновения пожароопасных ситуаций;
- создание проекта и осуществление расчетов системы пожаротушения, предполагающей использование автоматически срабатывающего аэрозольно-по-рошкового модуля.
Проектирование и расчет системы пожаротушения с применением порошка. Расчет параметров установки пожаротушения с применением автоматически срабатывающего аэрозольно-порошкового модуля.
В результате проведенного нами исследования, предлагается монтаж в наполнительном цехе СГН АУПТ с использованием аэрозольно-порошкового модуля ОПАН-100. Модули аэрозольно-порошкового тушения ОПАН-100 (МПП-100) просты в эксплуатации и не уступают по эффективности перед другими видами (автоматического управления пожаротушением) АУПТ [5]. Модуль ОПАН-100 предназначен для ликвидации пожаров, возникших как из-за горючих веществ (класс А и С), так и электроустановок и горючих металлов (класс Д1) [2; 3; 4].
МПП имеет следующий принцип действия: в момент поступления рабочего газа в полостную часть корпуса
происходит псевдосжижжение слоя, содержащего огне-тушащий порошок, вследствие чего происходит выброс этого порошка, приобретающего форму струй, в защищаемы объем.
При использовании МПП для ликвидации пожаров происходит воспламенение твердотопливной композиции (АОС), которая при поступлении в полостную часть корпуса, находящуюся на дне, трансформируется в состояние, называемое псевдосжижение, что и позволяет порошку преобразовываться в струи, то есть быть текучим. Поступление порошка из корпусной части через систему подачи в защищаемый объем происходит при условии достижения в корпусе такого давления, которое позволило бы вскрыть пневматический клапан огнетушителя. Следует отметить, что данный тип огнетушителя обладает высоким уровнем надежности, так как срабатывает только при условии наличия открытого пламени. Так, МПП не реагирует на факторы, возникающие во внешней среде, а именно: разряд молнии; взрыв, вызванный детонационными установками; всплеск электромагнитной энергии и иные воздействия, ложно приводящие к приведению в действие типовых электронных датчиков и контролеров.
Давление, которое способно привести модуль в рабочее состояние, должно достигать 8,8 кгс/см2.
При условии, что установка находится в автоматическом режиме срабатывания, она активируется только в случае приведения в действие не менее двух извещате-лей о пожаре в одной связующей линии. Действие электрических импульсов, которые исходят от приемно-кон-трольного прибора «С 2000-АСТП» и контрольно-пусковых блоков «С 2000-КПБ», имеет задержку в 30 секунд, что позволяет произвести эвакуацию людей. В указанный период временной задержки в МПП приводятся в действие электрические активаторы с одновременным газовыделением в его корпусной части, что впоследствии вызывает увеличение давления и выброс порошкового состава в область возникшего пожара [5].
Для соблюдения мер безопасности при автоматическом срабатывании пожаротушения с использованием порошка предусмотрено включение определенных световых оповещателей: «Порошок! Не входи» - при входе в защищаемое помещение и «Порошок! Уходи» - установленные в защищаемом помещении (сопровождаются звуковым информированием).
При определении требуемого количества установок пожаротушения принято использовать методику расчета, которая декларирована в своде правил противопожарной защиты СП 5.13130.2009 [7].
Помещение наполнительного цеха разбито на 4 блока:
1-блок - (20x4) « 80 м2; 2-блок - (20*6) » 120 м2;
3-блок - (10x4) « 40 м2; 4-блок - (10*б) « 60 м2
Требуемое количество модулей МПП-100 «ОПАН-100» для локальной ликвидации возникших пожаров по площади можно определить по формуле, приведенной ниже:
п = 53/5Я х хК2 хК3 хК4(1),
где 53 представляет собой защищаемую площадь (с учетом увеличения на 10%);
5Я - нормативная площадь защиты, которая приходится на один модуль 80 м2
Коэффициенты Кг, К2, К3, К4 имеют определенные значение, а именно:
X X
о
го А с.
X
го т
о
2 О
м
Сл>
К-1 = 1,0 - обозначает неравномерное распределение порошкового состава;
К2 = 1,1 - затененность возможного источника возгорания (при пожарной нагрузке в пределах нормы и определенных характеристиках помещения коэффициент равен 1,1);
К3 = 1,0 - эффективность порошкового состава при огнетушении;
К4 = 1- степень, которой определяется негерметичность помещения.
«1=80/80^1 х1,1х1 х1=1,1=2шт; П2=2шт; П3 я1шт; П4 я1шт.
Исходя из данных расчетов, мы можем сделать вывод, что для оснащения всего помещения наполнительного цеха ГНС требуется 6 модулей МПП-100 «0ПАН-100».
Размещение огнетушителей представлено на рис 2.
зосоо_
У////////////^///////////////^^
г
У//////////////////////////////////////////////^^
к
/Ипнс&нир
® С&ггсОсе окОеырщ?. нЬ'СППМ СПИЛНН7
и ЛрАо суцягАлчл /Г
с Ю-Ю2-26В
ш ¡ГР-535
га НТ-Ш2\2
□ Оегсй/чбх слЛ^еке Паыхнр бходч'
нп-юаоплн-ш
С2СОИЛ1
сгоант
слюо ГА
Рис. 2. Схема расположения огнетушителей в помещении наполнительного цеха
Исследуемые нами помещения наполнительного цеха по параметрам пожароопасности можно отнести к классу С и классу зон по ПУЭ В-1а. Для того, чтобы сохранить срок службы, а вместе с тем и работоспособность заряда АОС на протяжении 10 лет в условиях воздействия вибрации при функционировании насосов, расположенных вертикально вверх, генераторы необходимо устанавливать на специальных опорах, защищающих от вибрационных импульсов. Если исходить из условий, при которых модули будут иметь возможность захватить максимальную площадь покрытия порошком, то самое оптимальное их расположение - зона, в которой они не помешают работе сотрудников цеха, а также техобслуживанию оборудования. Огнетушащий порошок подается при помощи направляющего трубопровода, позволяющего выходить составу прямым распылом. При расположении распылительной насадки следует учесть следующие параметры: высота 3,0 м. в зоне основной площади и 2,5 и. в затененной зоне, находящейся под насосным оборудованием.
Важно учесть также и определенные меры безопасности:
- к использованию модуля могут быть допущены только те сотрудники, которые изучили его конструкцию, эксплуатационную инструкцию, а также надписи инструктивного и запрещающего характера, расположенные на корпусной части модуля и на узле вскрытия;
- перед установкой корпуса модуля необходимо убедиться в отсутствии у него различного рода механических повреждений, а также попадания прямого солнечного света в место установки оборудования.
Значительный вклад в создание безопасных условий в промышленной зоне вносят системы контроля, измерения и управления технологическими процессами, которые находятся в надлежащем состоянии и соответствует техническим требованиям. Кроме этого, промышленная безопасность достигается путем средств локализации и устранения аварийных ситуаций, а также систем, направленных на предупреждение возможных аварий (при условии их действенности и эффективности).
Обеспечение безопасных условий использования средств, которые направлены на предупреждение и ликвидацию пожаров (автоматическая система пожаротушения, пожарные сигнализации), возможно только при условии, если за ними будет осуществлять контроль опытный специалист. Согласно своду правил СП5.13130.2009 [7] только при условии приведения в действие не менее 2-х извещателей о возникновении пожара возможно срабатывание сигнала на автоматическое управление системой пожаротушения, оповещения, а также техническими установками. При этом расположение извещателей должно осуществляться на расстоянии, установленном в таблицах 13.3-13.6 (также в соответствии с [7]). Так, между извещателями, которые
расположены вдоль стены, расстояние не должно превышать более половины от установленной нормы как по ширине, так и по длине помещения, при чем расстояние от пожарного извещателя до стены следует учитывать без сокращения.
Учитывая информацию, приведенную в [7], для обеспечения необходимого уровня пожарной безопасности, наиболее подходящими для применения установками в насосном помещении является пожарные извещатели
совместно с извещателями пламени, а именно: максимально-дифференциальный тепловой извещатель ТРВ-2 и пожарный извещатель пламени ИП 329-СИ-1 ИБ «УФИС», который наименее подвержен взрывам. Расположение этих извещателей предполагается на каждым из насосов, которых в цехе насчитывается шесть. Схематично установка пожарных извещателей представлена на рисунке 3.
;/,у/у,у,у„/',.'.
-0
£
©
О ©
©
©
©
©
©
ф ® Ф © ©®ф©0©ф
©
Ф
У/У/У/У/У/У/У//,У/У:У//,У.У-У. У,У/.Уу/У'уУ,У.У///У//-У///УУУ/,
0 - лгл&ы ¡ЯЬХ&грл (?) - иЯЧаСПРА ППЖО
- пссйх покоргъи юхО&нич
©
©
О
т
П Хнгоалрлн/пМынФ
Рис. 3. План размещения пожарных извещателей
При улавливании сигнала на ПКП не менее 2-х извещателей о пожаре, происходит автоматический запуск пожаротушения при помощи пульта управления ПС ППС-1. Данное оборудование должно находится под наблюдением опытного сотрудника.
Выполнение одного из нижеперечисленных условий позволяет говорить об обеспечении пожарной безопасности защищаемого объекта:
- требования пожарной безопасности, установленные техническими регламентами, которые приняты на основании Федерального закона «О техническом регулировании» [8] выполнены в полном объеме;
- вероятность возникновения пожарных ситуаций находится в пределах допустимых значений, которые прописаны в Техническом регламенте [3];
- условия обеспечения пожарной безопасности выполнены в полном объеме и соответствуют требованиям, которые установлены как нормативными документами, регулирующими пожарную безопасность, так и техническими регламентами, представленными в Федеральном законе «О техническом регулировании» [8].
Осуществление расчета риска возникновения пожара происходит при условии отступления от требований пожарной безопасности, которые установлены нормативными документами, регламентирующими требования по обеспечению пожарной безопасности.
Действия, позволяющие рассчитать индивидуальный пожарный риск, соответствуют Приложению к Приказу МЧС России №382 от 30.06.2009 г. [6]. Согласно данному приказу, индивидуальный пожарный риск можно считать соответствующим требованиям, при соблюдении такого условия как: <?в <№,
где Qg представляет собой значение индивидуального пожарного риска, которое соответствует нормативу, при чем Qв =10"6год._1;
Qв является расчетной величиной индивидуального пожарного риска, определяемое как максимальное значение вероятности возникновения пожара при определенных сценариях.
Сценарий пожарной ситуации можно трактовать как возможный исход возникшего пожара, который определяется с учетом таких данных как: месторасположение пожара; характеристики, позволяющие оценить стадию пожара; организация внутреннего пространства помещения; размещение горючей нагрузки; расположение сотрудников. При этом расчет осуществляется на основании такого сценария развития пожара, при котором выполняются условия, максимально несоответствующие требованиям пожарной безопасности людей.
Величина Qв учитывает такие показатели как: периодичность появления пожарных ситуаций на объекте на
X X
о
го А с.
X
го т
о
2 О
м «
СО CS
о
CS ci
о ш m
X
<
m О X X
протяжении всего года; коэффициенты, которые способны учесть то, насколько обеспечение пожарной безопасности в здании соответствует требованиям, установленным в нормативной документации (требования по обеспечению пожарной безопасности; правила установки автоматических пожарных систем, в том числе пожарной сигнализации, оповестительных систем и систем, направленных на управление эвакуацией людей при возникновении дыма); вероятность пребывания на объекте людей, в том числе время их нахождения и возможность эвакуации. Показатель индивидуального пожарного риска рассчитывался с учетом того, что в здании не предусмотрена автоматическая установка пожаротушения, а также система противодымной защиты. На объекте присутствует система оповещения людей о возникшем пожаре и система, позволяющая управлять эвакуацией сотрудников, находящихся в здании в момент пожара. Установленные системы соответствую нормативным требованиям по обеспечению пожарной безопасности, вероятность эвакуации людей составляет 0,999.
Полученные нами результаты расчета, позволяют сделать вывод, что показатель индивидуального пожарного риска до установки автоматических систем пожаротушения составляет 1,3Ш5, что превышает предельно допустимые значения, обозначенные в Федеральным Законом №123-ФЗ [3]. Таким образом, рассматриваемый нами объект исследования нуждается в принятии мер по совершенствованию существующей противопожарной системы.
После внедрения усовершенствованной системы пожаротушения в здании наполнительного цеха показатель индивидуального пожарного риска составил 1,7-10 7, что находится в пределах допустимых значений, установленных Федеральным Законом №123-ФЗ.
По итогам произведенных расчетов показателя индивидуального пожарного риска можно сделать вывод, что после внедрения усовершенствованной АСПТ, наполнительный цех ГНС имеет такую организацию внутреннего пространства, которая позволяет объекту соответствовать нормативным требованиям по пожарной безопасности, установленным законом, при этом показатель индивидуального пожарного риска не превышает 1,3-10-6 с учетом размещения отдельно взятого человека в максимально отдаленной от ближайшего выхода из здания точке.
Литература
1. Федеральный закон от 21.07.1997 N 116-ФЗ (ред. от 04.11.2022) «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [Электронный ресурс] https://normativ.kontur.ru/document?moduleId=1&docume пШ=395128
2. ГОСТ 27331-87. Пожарная техника. Классификация пожаров. [Электронный ресурс] https://files.stroyinf.rU/Index2/1/4294850/4294850404.htm
3. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" (с изменениями и дополнениями) https://base.garant.ru/12161584/
4. Королев Д.С. Способ совершенствования систем, обеспечивающих снижение пожарной и промышленной
опасностей. / Д.С. Королев, А.В. Вытовтов // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. - 2022. - №2. - С. 35-44
5. Долговидов А.В. Автоматические средства подачи огнетушащих порошков. / А.В. Долговидов, О.Ю. Сабинин // Пожаробезопасность. -2008. -том 17, № 1. - С. 6267 (Анализ МПП)
6. Приказ МЧС РФ от 30 июня 2009 г. N 382 "Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности" (с изменениями и дополнениями) [Электронный ресурс] https://base.garant.ru/12169057/
7. Свод правил СП5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования», [Электронный ресурс] URL:http://base.garant.ru/195658/.
8. Федеральный закон от27.12.2002г. №184-ФЗ «О техническом регулировании» с изменениями на 11 июня 2021 года, [Электронный ресурс] URL: http://base.garant.ru/12129354/
Ensuring fire safety divisions of the gas filling station Ignatenko T.V., Linderman A.A.
Siberian Federal University JEL classification: L61, L74, R53
Enterprises using liquefied petroleum gases are exposed to explosion and fire hazards. In this paper, the fire safety system of the filling shop of the gas filling station (SGN), located in a city with a population of over one million people, is analyzed. We have previously assessed the possibility of the formation of a combustible medium when substances escape from the technological equipment formed during normal and emergency operation of the technological process. In this paper, a fire extinguishing system is designed and calculated using an automatically triggered aerosol-powder module OPAN-100. It is shown that the individual fire risk before the introduction of the fire extinguishing system developed by us is 1.3^10-5, and it exceeds the values established by Federal Law No. 123-FZ. After the introduction, its value became equal to 1.7 • 10-7, which corresponds to the permissible value and the achievement of increased fire safety of the workshop. Keywords: fire safety, fire fighting, risk, OPAN-100, MPP-100, hydrocarbons. References
1. Federal Law No. 116-FZ of July 21, 1997 (as amended on November 4,
2022) "On Industrial Safety of Hazardous Production Facilities" [Electronic resource]
https://normativ.kontur.ru/document?moduleId=1&documentId=395128
2. GOSt 27331-87. Fire engineering. Classification of fires. [Electronic
resource] https://files.stroyinf.ru/Index2/1M294850/4294850404.htm
3. Federal Law of July 22, 2008 N 123-FZ "Technical Regulations on Fire
Safety Requirements" (as amended) https://base.garant.ru/12161584/
4. Korolev D.S. A method for improving systems that reduce fire and industrial
hazards. / D.S. Korolev, A.V. Vytovtov // Fires and emergency situations: prevention, liquidation. - 2022. - No. 2. - pp. 35-44
5. Dolgovidov A.V. Automatic means of supplying fire extinguishing powders.
/ A.V. Dolgovidov, O.Yu. Sabinin // Fire safety. -2008. -vol. 17, no. 1. -pp. 62-67 (Analysis of MPP)
6. Order of the Ministry of Emergency Situations of the Russian Federation of
June 30, 2009 N 382 "On approval of the methodology for determining the calculated values of fire risk in buildings, structures and structures of various classes of functional fire hazard" (with amendments and additions) [Electronic resource] https://base. garant.ru/12169057/
7. Code of Practice SP5.13130.2009 "Fire protection systems. Fire alarm and
fire extinguishing installations are automatic. Design norms and rules", [Electronic resource] URL: http://base.garant.ru/195658/.
8. Federal Law No. 27.12.2002 No. 184-FZ "On technical regulation" as
amended on June 11, 2021, [Electronic resource] URL: http://base.garant.ru/12129354/
