CC BY
52
Б. Ж. БИТУЕВ, доцент кафедры пожарной тактики и службы Академии Государственной противопожарной службы МЧС России (Россия, 129366, Москва, ул. Бориса Галушкина, 4; e-mail: [email protected])
УДК 614.841.2;621.642
ПРОБЛЕМЫ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ РЕЗЕРВУАРОВ С НОВЫМИ ЕВРОТОПЛИВАМИ
Приведена количественная статистика пожаров на резервуарах для хранения нефти и нефтепродуктов. Предложено краткое описание наиболее крупных пожаров, происшедших за последнее десятилетие как в России, так и за рубежом. Обоснована актуальность применения новых технологий пожаротушения и противопожарной защиты резервуаров и объектов резервуарных парков с оборотом топлив европейского стандарта.
Ключевые слова: пенообразователь; моторные топлива европейского стандарта.
Исследуя пожары на объектах нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, эксперты и специалисты в области пожарной безопасности делают выводы, что наибольшая доля пожаров зафиксирована в резервуарах и резервуарных парках (рис. 1).
Согласно статистике за последнее десятилетие на наземных резервуарах произошло около 93,4 % пожаров и аварий. Они распределяются следующим образом: 32,1 % — на резервуарах с сырой нефтью, 53,9 % — с автомобильными топливами и 14,0 % — с другими видами нефтепродуктов (мазут, керосин и пр.) [1].
Зарубежные и отечественные данные по пожарам свидетельствуют о слабой устойчивости резервуаров с нефтепродуктами к тепловому воздействию и взрывам, а также о большой сложности их тушения. Кроме того, в зарубежных материалах отмечается тенденция к повышению пожарной опасно -сти таких объектов с увеличением единичной вместимости резервуаров. В настоящее время уже применяются резервуары вместимостью 100 тыс. м3,
ведутся конструкторские разработки резервуаров вместимостью 120 тыс. м3. Совершенно ясно, что для резервуаров такой вместимости должна предусматриваться особая противопожарная защита и новые технологии пожаротушения.
Считается, что основным (а в отдельных случаях и единственным) средством тушения пожаров нефтепродуктов является воздушно-механическая пена. К сожалению, на сегодняшний день более эффективного средства тушения человечеством не придумано. Крупные пожары последних лет в России, США и Европе были ликвидированы только после применения пены, а именно пены, приготовленной на основе специальных пенообразователей [2].
Согласно Техническому регламенту "О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту" [3] на территории РФ уже к концу 2012 г. будет запрещен выпуск и оборот бензина класса Евро-2 и ниже. В переходный период 2013-2014 гг. допускается оборот
Рис. 1. Крупные пожары: а — в резервуаре РВС-100 000 (США); б — на ЛПДС Конда (Россия)
© БитуевБ.Ж., 2013
ISSN 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2013 ТОМ 22 №7
75
бензина классов Евро-3 и Евро-4, а после 2015 г. будет разрешен выпуск и оборот только автомобильного бензина класса Евро-5.
Евротоплива, в состав которых входят различные спирты и стабилизирующие добавки, принято называть смесевыми топливами. Проблемы тушения смесевых топлив связаны с тем, что бензины, в состав которых входят спирты, не могут быть потушены пеной, полученной на основе обычных пенообразователей, так как пена, покрывая смесевые топлива, разрушается из-за присутствия в них полярных растворителей, в том числе спиртов.
При изготовлении моторных топлив европейского стандарта в их состав будут входить метанол, этанол, изопропанол, изобутанол и сложные эфиры [3]. Из-за высокой концентрации спиртов (от 15 до 20 %) возникает проблема, связанная с возможностью и способом тушения пожаров таких автомобильных топлив.
Предварительные испытания процесса тушения топлив европейского стандарта, проведенные с использованием традиционных углеводородных пенообразователей, не дали положительного результата, поскольку такая пена при контакте с горящей смесью быстро разрушалась.
Решение этой проблемы заключается в выборе особого типа пены, полученной на основе специальных пенообразователей; проведении обследования существующих систем противопожарной защиты, а также в научном обосновании технологии процес-сатушения, при которой пены не будут разрушаться при длительном контакте с агрессивными растворителями и спиртами.
Для тушения смесевых топлив необходимо использовать специальные пенообразователи, обладающие высокой огнетушащей эффективностью, а подачу пены — осуществлять с помощью современных технических приборов и в соответствии с технологией ее подачи для тушения горючей жидкости.
В нормативных документах, в частности в СНиП 2.11.03-93* [4], содержатся требования по оборудованию резервуаров вместимостью более 5000 м3 автоматическими системами пожаротушения; определена нормативная интенсивность подачи раствора пенообразователя на тушение горючей жидкости. Выбор интенсивности подачи огнетушащего вещества определяется в зависимости от природы горючей жидкости, а точнее от температуры вспышки, и обусловлен типом пенообразователя и кратностью получаемой воздушно-механической пены.
В табл. 1 приложения 3 [4] приведены интенсивности подачи огнетушащего вещества только для двух типов пенообразователей — общего и целевого назначения. При этом не учитывается время свободного развития пожара до момента проведе-
ния пенных атак, а также способы подачи пены, что является не только неверным подходом, но и устаревшим. Поскольку при свободном нагреве горючих жидкостей меняются как их физико-химические свойства, так и пожаровзрывоопасные показатели, это обуславливает необходимость совсем иного подхода к проблеме пожаротушения.
Выбор способа подачи пены на тушение пожара должен в обязательном порядке зависеть от типа резервуара (наземный, железобетонный подземный) и его конструкции (со стационарной крышей, с понтоном или без него, либо с плавающей крышей), а также от природы хранимого нефтепродукта.
Резервуары со стационарной крышей без понтона защищаются подачей:
• пены средней кратности на поверхность нефтепродукта;
• низкократной пены сверху через пенные камеры;
• низкократной пены в нижнюю часть резервуара как непосредственно в нефтепродукт (подслой-ный способ), так и через эластичный рукав с выходом на поверхность нефтепродукта. Резервуары со стационарной крышей с понтоном защищаются подачей:
• пены средней кратности;
• низкократной пены одновременно сверху и в слой нефтепродукта (рис. 2 и 3).
Резервуары с плавающей крышей защищаются:
• подачей пены средней кратности в кольцевой зазор между стенкой резервуара и краем плавающей крыши;
• подачей низкократной пены одновременно сверху в кольцевой зазор между стенкой резервуара и краем плавающей крыши и в слой нефтепродукта (рис. 4);
• автоматической автономной хладоновой (газовой) системой, расположенной на плавающей крыше, и подслойной системой пожаротушения низкократной пленкообразующей пеной.
В Руководстве по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках [5] уже использован комплексный подход к определению интенсивности подачи раствора пенообразователя. Выбор интенсивности согласно Руководству [5] производят в зависимости от типа пенообразователя в соответствии с классификацией пенообразователей, близкой к европейским стандартам. В требованиях указывается на необходимость повышения интенсивности подачи огнетушащих веществ в зависимости от продолжительности свободного развития пожара. Однако Руководство [5] не носит статус нормативного документа, а является документом рекомендательного характера.
В связи с новым подходом к обеспечению экологической безопасности при изготовлении и обороте
76
{ББИ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2013 ТОМ 22 №7
Кольцевой растворопровод
Линия растворопровода
Пенокамера
Генераторы пены низкой кратности
Стенка резервуара
Комбинированная подача раствора
Рис. 2. Вариант разводки растворо- и пенопроводов системы комбинированного тушения пожара в резервуаре со стационарной крышей с металлическим понтоном РВСП-30000
РВС-20000
Пеногенератор
Раствор-►
пенообразователя
Рис. 3. Вариант размещения элемента системы противопожарной защиты — пенной камеры для подачи низкократной пены в верхний пояс резервуара с понтоном
моторных топлив полностью изменена технология их изготовления, а также их состав. В связи с этим специалисты должны понимать, что раз меняется состав топлива, значит, должна полностью измениться и противопожарная защита резервуаров и объектов резервуарных парков, а также технология их пожаротушения.
Эксперты и специалисты пожарной безопасности понимают, что потушить бензин и, например, изобутиловый спирт, используя одинаковые технологии и средства тушения, невозможно. Для этого надо изменить саму систему противопожарной защиты и применить иную технологию подачи огне-тушащих веществ. Интенсивность подачи огнету-шащих веществ должна определяться в зависимо-
Пеногенератор
Отражатель пены
Стенка резервуара
Раствор пенообразователя
Рис. 4. Вариант размещения элемента системы пожаротушения — пенной камеры при подаче пены в верхний пояс резервуара от пеногенератора, расположенного у основания в обваловании
сти от многих критериев, влияющих на подходы к тушению пожара. Такими критериями являются:
• вместимость резервуара;
• время свободного горения от начала возникновения пожара до подачи огнетушащих средств;
• концентрация агрессивных растворителей (спиртов, стабилизирующих добавок и т. п.);
• тип используемого пенообразователя;
• способ подачи огнетушащего вещества на тушение пожара (под слой горючего, сверху на слой горючего или комбинированным способом). Такие комплексные подходы используются при
разработке в настоящее время проекта свода правил "Пенообразователи и смачиватели. Требования к их применению". Кроме того, такие подходы используют многие зарубежные топливные державы. Частично такой подход был применен в руководстве по тушению нефти и нефтепродуктов [5].
Введение в действие такого свода правил на территории РФ должно повлечь за собой более продолжительную работу по нормированию требований к проектированию систем противопожарной защиты резервуаров и объектов резервуарных парков. В связи с этим необходимо пересмотреть многие ведомственные нормативные документы, корпоративные стандарты и нормы проектирования систем противопожарной защиты.
С использованием современных подходов к выбору огнетушащих веществ новые технологии проектирования и модернизации существующих систем пожаротушения позволят обеспечить надежную противопожарную защиту резервуаров и объектов ре-зервуарных парков. Современная противопожарная защита даст возможность избежать колоссальных материальных потерь от пожаров, а самое главное — гибели и травмирования людей.
{ББИ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2013 ТОМ 22 №7
77
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шароварников А. Ф. Противопожарные пены. Состав, свойства, применение. — М.: Знак, 2000.
2. Шароварников А. Ф., Молчанов В. П., Воевода С. С., Шароварников C. А. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов. — 2-е изд. — М. : Пожнаука, 2007.
3. Об утверждении технического регламента "О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту" : постановление Правительства РФ от 27.02.2008 г. № 118 (в ред. постановлений Правитель-стваРФ от30.12.2008 г. № 1076, отт21.04.2010 г. № 268, от07.09.2011 г. № 748, от 11.10.2012г. № 1038). URL: http://www.nge.ru/g regl.htm (дата обращения: 03.05.2013 г.).
4. СНиП 2.11.03-93*. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы : постановление Госстроя России от 26.04.93 г.; введ. 01.07.93 г. — М. : ГП ЦПП, 1993.
5. Руководство по тушению пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках : утв. ГУГПС МВД России 12.12.99 г. — М. : ВНИИПО, 2000.
Материал поступил в редакцию 6 мая 2013 г.
= English
PROBLEMS OF TANKS FIRE PROTECTION WITH NEW EUROPEAN FUEL
BITUEV B. G., Docent of Fire Tactics and Service Department, State Fire Academy of Emercom of Russia (Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366, Russian Federation; e-mail address: [email protected])
ABSTRACT
Issues raised by the authors are related to fire extinguishing fundamentals of the European standard fuels in tanks and tank farms. Relevance of the article is determined by the introduction of Technical regulations "On requirements for motor and aviation gasoline, diesel and marine fuel, jet fuel and heating oil". Russian fuel market undergoes transition to the use of environmentally friendly motor fuels. Such transition should be fully realized by the end of 2014. European countries, such as Germany, have already been using refined fuel since 2009.
Current fire safety regulations in force in the territory of the Russian Federation lack requirements which determine flow rate intensity of fire extinguishers to put out fires. Presence of alcohols within clean fuels determines different approaches to fire extinguishing. Traditional approaches to extinguish fires of European fuels with medium-expansion foam, as shown by laboratory tests, are inefficient. To ensure reliable fire protection of European standard fuels storage it is necessary to apply low-expansion fire-extinguishing foam, derived from fluorine-containing, film forming foaming agents. Designing of such systems should be implemented using sound scientific methods.
Keyword: foam; motor fuels European standard.
REFERENCES
1. Sharovarnikov A. F. Protivopozharnyyepeny. Sostav, svoystva, primeneniye [Firefighting foam. The composition, properties and application]. Moscow, Znak Publ., 2000.
2. Sharovarnikov A. F., Molchanov V. P., Voyevoda S. S., Sharovarnikov S. A. Tusheniyepozharov nefti i nefteproduktov. 2-e izd. [Extinguish fires of oil and oil products. 2nd Edition]. Moscow, Pozhnauka Publ., 2007.
3. On requirements for automobile and aviation gasoline, diesel and marine fuel, jet fuel and heating oil: Resolution of the Government of the Russian Federation on 27 February 2008 No. 118 (as amended by Resolution ofthe Government of the Russian Federation on 30 Desember 2008 No. 1076, on 21 April 2010 No. 268, on 7 September 2011 No. 748, on 11 October 2012No. 1038). Available at: http://www.nge.ru/ g_regl.htm (Accessed 3 May 2013) (in Russian).
4. Construction norms and regulations 2.11.03-93*. Oil and oil products storage. Fire protection requirements. Moscow, GP TsPP Publ., 1993 (in Russian).
5. Guidance for extinguishing oil and oil products fires and oil in tanks and tankfarms. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of Emercom of Russia Publ., 2000 (in Russian).
78
ISSN 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2013 TOM 22 №7
