Особенности пожарной опасности резервуаров с защитной стенкой Текст научной статьи по специальности «Математика»

Х - предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении.

По содержанию СО:

Пр = {B/A*ln[1 - V*X / (B*L*Z)]-1}1/n

Так как под знаком логарифма получается отрицательное число, то данный ОФП не представляет опасности.

Сравнение расчетных данных с использованием стандартной базы данных по горючим материалам показывает в некоторых случаях существенные расхождения с уточненными данными с использованием значений низшей теплоты сгорания, коэффициента дымообразования и другими в зависимости от разновидности и возраста растительных полимеров.

Список использованной литературы

1. Hurley M.J.; Madrzykowski D. Evaluation of the Computer Fire Model DETACT-QS. Performance-Based Codes and Fire Safety Design Methods, 4th International Conference. Proceedings. March 20-22, 2002, Melbourne, Australia, Almand, K.; Coate, C.; England, P.; Gordon, J., Editors, 241-252 pp, 2002.

2. Расследование пожаров Учебник В.С. Артамонов, В.П. Белобратова, Ю.Н. Бельшина, и др. - СПб.: СПб УГПС МЧС России, 2007. 562 с.

3. Прогнозирование опасных факторов пожара: Учебное пособие / Ю.Д. Моторыгин, В.А. Ловчиков, Ф.А. Дементьев, Ю.Н. Бельшина. -СПб.: Астерион, 2013. - 108 с.

ОСОБЕННОСТИ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ РЕЗЕРВУАРОВ

С ЗАЩИТНОЙ СТЕНКОЙ

А.А. Цой, адъюнкт Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России,

г.Санкт-Петербург

Повышение пожарной безопасности объектов нефтегазового комплекса является одной из важнейших составных частей обеспечения защиты населения от угроз техногенного характера. Пожары и взрывы на таких объектах опасны не только человеческими потерями, но и большими экономическими затратами, связанными с ликвидацией последствий разрушений и восстановление работоспособности предприятий, которые приводят как к прямому, так и к косвенному ущербу.

Анализ статистических данных аварий и пожаров на этих объектах

показал, что наиболее опасная ситуация возникает при полном разрушении вертикального стального резервуара (РВС) [1].

Основными сооружениями по ограничению разлива нефти и нефтепродуктов в резервуарных парках являются земляные обвалования и ограждающие стены из негорючих материалов, расчет которых производится только на гидростатическое давление разлившейся жидкости [2]. Анализ последствий разрушений РВС показал, что такие преграды не способны удержать волну прорыва, что неоднократно приводило к ЧС [3].

Одним из способов ограничения розлива нефти является применение резервуаров с защитной стенкой типа «стакан в стакане» (рис. 1).

Рис. 1. Строительство резервуаров с защитной стенкой

Резервуары такой конструкции используются на производственных площадках, где нет возможности устройства обвалования резервуарного парка. Также резервуары с защитной стенкой строятся вблизи водоемов и жилых поселений для обеспечения безопасности окружающей среды и населения Наличие защитной стенки вокруг основного вертикального цилиндрического резервуара позволяет избежать утечек нефтепродукта при разгерметизации такого резервуара. Аварийно вытекший нефтепродукт окажется не на территории склада (в обваловании), а в кольцевом зазоре, что значительно снизит площадь его испарения и позволит избежать значительных экологических и материальных проблем - нефтепродукт не окажется загрязнённым и может быть перекачан в другую ёмкость [4].

Наличие защитной стенки позволяет либо сократить площадь обвалования (маловероятно, чтобы нефтепродукт, вытекший в зазор, смог бы вытечь ещё и в обвалование), либо вообще избавиться от него. Это, в свою очередь, позволит сократить расстояния между такими резервуарами и/или группами резервуаров, что даст возможность уменьшить общую площадь парков со всеми последующими выгодами.

Рассмотрим конструкцию резервуаров с защитной стенкой рисунок 2. Основной особенностью конструкции резервуаров с защитной стенкой (РВСЗС) является то, что они состоят из основного (внутреннего) резервуара, предназначенного для хранения продукта, и защитного (наружного) - предназначенного для удержания продукта в случае аварии или нарушения герметичности основного резервуара. Защитный резервуар выполняется в виде открытого «стакана», в котором установлен основной резервуар - отсюда берется бытовое название «стакан в стакане».

13 12

Рис. 2. Схема резервуара с защитной стенкой: 1 - крыша; 2 - основная стенка; 3 - защитная стенка; 4 - конструкция защиты; 5 -круговая площадка с ограждением на крыше; 6 - внутренняя лестница; 7 - круговая площадка с ограждением по кольцу жесткости; 8 - наружная лестница; 9 - Кольцо жесткости защитной стенки; 10 - Люки и патрубки в крыше; 11 - люки и патрубки в стенке; 12 - центральная часть днища; 13 - окрайка днища; 14 - ЗУМПФ; 15 - площадка

и стремянка пеногенератора

Преимуществами данных видов резервуаров являются:

- сокращение пространства всего резервуарного парка, за счет отсутствия обвалования;

- экологичность - в случае разгерметизации основного резервуара, нефтепродукты не попадают в почву;

- при разгерметизации основного резервуара исключается пожар пролива, испарение и образование топливно-воздушной смеси (ТВС), в отличие от возможного сценария развития обыкновенных РВС рисунок 3.

Тем не менее, как и обычные резервуары типа РВС, резервуары с защитной стенкой подвержены риску разгерметизации и возгорания. К тому же вопросы пожарной и экологической безопасности таких резервуаров решены на недостаточно высоком уровне [5]. Пожарная опасность РВСЗС при эксплуатации увеличивается, что обусловлено высокой вероятностью образования взрывоопасных концентраций в межстенном пространстве, а также неэффективностью защитной стальной

стены противостоять высоким тепловым нагрузкам при пожаре в РВС и, тем более, в межстенном пространстве. Также возникают определенные сложности в обустройстве систем пожаротушения, их обслуживании и проведении ремонтных работ.

Рис. 3. Сценарий развития аварии в случае разгерметизации резервуара

с защитной стенкой

Проведенные исследования по анализу различных сценариев развития аварийных ситуаций [5] показывают, что для резервуаров с защитной стенкой требуется усиление самой защитной стенки и в ряде случаев усиление внутренней оболочки. Отсюда вытекает проблема своевременного обнаружения щелей и трещин в корпусе основного резервуара, а также обнаружения образования горючей паровоздушной среды в межстенном пространстве. В частности, рекомендуется производить усиление основной стенки РВС высокопрочными тросами и подкреплять кольцами жесткости защитную стенку, однако для внедрения на практике таких конструктивных решений необходимо проведение теоретических и экспериментальных исследований.

Чтобы исключить возможность образования в межстенном пространстве резервуаров взрывоопасной смеси с воздухом, в случае разгерметизации стенок внутренних резервуаров и трубопроводов, многие специалисты предлагают проводить флегматизацию паровоздушного пространства путем введения в него негорючих (инертных) газов. Негорючие газы (азот, диоксид углерода, водяной пар, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания и др.) снижают парциальную концентрацию кислорода в смеси, сужая пределы воспламенения. Кроме того, обладая определенной теплоемкостью, они способны отнимать часть тепла, которое пошло бы на нагрев исходной горючей смеси. Поэтому

эффективность действия инертного компонента тем сильнее, чем выше его теплоемкость. При введении достаточного количества инертного газа в горючую смесь воспламенение ее становится невозможным. Однако применение азота в качестве флегматизатора существенно усложняет и удорожает процесс, требуя дополнительного оборудования для его хранения и перекачки, а также применение газоуравнительной системы, по которой возможный пожар может распространяться на соседние резервуары, даже при применении огнепреградителей.

Таким образом, в случае разгерметизации основного резервуара необходимо решить следующие вопросы:

1) оценки возможности образования горючей смеси в межстенном пространстве и ее обнаружения;

2) очистки межстенного пространства от вышедшего нефтепродукта, и очистку самого нефтепродукта от атмосферных остатков и грязи, скопившихся на дне межстенного пространства;

3) способы тушения пожара в межстенном пространстве, в случае его возникновения;

4) необходимость охлаждения защитной стенки и соседних резервуаров.

Список использованной литературы

1. Швырков С.А. Обеспечение пожарной безопасности нефтебаз ограничением разлива нефтепродуктов при разрушениях вертикальных стальных резервуаров. Дисс... канд.тех.наук. - М., 2001. - 180 с.

2. Прогнозирование площади разлива нефтепродукта при квазимгновенном разрушении резервуара / С.А. Швырков, С.А. Горячев, А.Н. Швырков и др. // Транспорт и хранение нефтепродуктов: Научн.-инф. сб. - М.: ОАО «ЦНИИ-ТЭнефтехим. 2005. Вып. 7. - С. 8-12.

3. Батманов С.В. Устойчивость противопожарных преград резервуарных парков к воздействию волны прорыва при квазимгновенном разрушении вертикального стального резервуара. Дисс. канд.тех.наук. -М., 2009. - 176 с.

4. Демёхин Ф.В., Таранцев А.А., Белов Д.И. О проблеме тушения пожаров в резервуарах с кольцевой защитной стенкой // Научный электронный журнал «Вестник». 2013. - №2.

5. Еленицкий Э.Я. Современные проблемы расчета резервуарных металлоконструкций. Доклад на конференции // ООО Самарский филиал «КХМ-Проект» (Россия, г. Самара) - Электронный ресурс. Режим доступа свободный: URL: http://www.rmk.ru/konf2002/old/elenickij.php (дата обращения 14.05.2014)