- •Пожарная тактика для студентов Государственного образовательного учреждения среднего профессионального образования Пожарно-спасательного колледжа «Санкт-Петербургский центр подготовки спасателей»
- •Часть 3
- •Санкт-Петербург 2010 г.
- •Тема 1.31. Тушение пожаров в зданиях холодильников и ликвидация последствий чс на них.
- •1. Оперативно-тактическая характеристика зданий холодильников, их пожарная опасность.
- •2. Возможная обстановка на пожаре в холодильниках.
- •3. Тушение пожаров в холодильниках.
- •Тема 1.32. Тушение пожаров и ликвидация аварий и последствий чс в резервуарных парках хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.
- •1. Характеристика резервуаров и резервуарных парков хранения лвж, гж и суг.
- •2. Возникновение и развитие пожара в резервуарных парках.
- •3. Организация тушения пожара в резервуарных парках.
- •4. Пожары в резервуарах хранения сжиженных углеводородных газов.
- •5. Требования техники безопасности при тушении пожара.
- •Тема 1.33. Тушение пожаров на складах лесоматериалов.
- •1. Оперативно-тактическая характеристика лесоскладов.
- •2. Особенности развития пожаров на складах лесоматериалов.
- •3. Тушение пожаров на складах лесоматериалов.
- •4. Техника безопасности при тушении пожаров на лесоскладах.
- •Тема 1.34. Тушение пожаров на торговых предприятиях и складах товарно-материальных ценностей.
- •1. Особенности тушения пожаров в торговых предприятиях и складах товарно-материальных ценностей.
- •2. Особенности тушения пожаров в высотных механизированных стеллажных складах (вмс).
- •Тема 1.35. Классификация и характеристика железнодорожных станций и подвижного состава.
- •1. Пожарная безопасность железнодорожного транспорта.
- •2. Организация тушения пожаров.
- •3. Техника безопасности.
- •Тема 1.36. Тушение пожаров в подземных сооружениях метрополитена.
- •Оперативно - тактическая характеристика станций метрополитена.
- •Развитие пожара.
- •3. Тушение пожаров в метрополитене.
- •Тема 1.37. Тушение пожаров летательных аппаратов на земле.
- •1. Перативно - тактическая характеристика самолётов.
- •Силовые установки
- •2. Категорирование аэропортов и самолётов.
- •3. Виды пожаров на воздушных суднах на земле, особенности их развития и тушения, меры безопасности при их тушении.
- •4. Тушение пожаров на самолётах.
- •5. Средства пожарной охраны, используемые для тушения самолётов.
- •Тема 1.38. Тушение пожаров морских и речных судов в портах, доках..
- •1. Оперативно - тактическая характеристика судов.
- •2. Развитие пожаров на судах.
- •3. Тушение пожаров на судах.
2. Возникновение и развитие пожара в резервуарных парках.
Возникновение пожара.
Возникновение пожара в резервуаре зависят от следующих факторов:
наличия источника зажигания,
свойств горючей жидкости,
конструктивных особенностей резервуара,
наличия взрывоопасных концентраций внутри и снаружи резервуара.
Пожар в резервуаре в большинстве случаев начинается с взрыва паровоздушной смеси. На образование взрывоопасных концентраций внутри резервуаров оказывают существенное влияние физико-химические свойства хранимых нефти и нефтепродуктов, конструкция резервуара, технологические режимы эксплуатации, а также климатические и метеорологические условия. Взрыв в резервуаре приводит к подрыву (реже срыву) крыши с последующим горением на всей поверхности горючей жидкости. При этом, даже в начальной стадии, горение нефти и нефтепродуктов в резервуаре может сопровождается мощным тепловым излучением в окружающую среду, а высота светящейся части пламени составлять 1 - 2 диаметра горящего резервуара. Отклонение факела пламени от вертикальной оси при скорости ветра около 4 мс-1 составляет 60 - 70.
Источниками зажигания могут являться:
открытое пламя, которое может возникать при производстве газосварочных работ или при нарушении правил пожарной безопасности;
искры или брызги расплавленного металла, возникающие при производстве электро- и газосварочных работ, а также при резке металлов газом или абразивными кругами;
фрикционные искры, образующиеся при ударах или трении металлических частей друг о друга;
искры, образовавшиеся при ударах и трении алюминия о ржавое железо, которые могут поджигать практически любые горючие смеси, что объясняется образованием термита сгорающего при высокой температуре (35000С);
разряды статического электричества и атмосферного электричества;
самовозгорание пирофорных отложений на стенках резервуаров.
Факельное горение может возникнуть на дыхательной арматуре, местах соединения пенных камер со стенками резервуара, других отверстиях или трещинах в крыше или стенке резервуара при концентрации паров нефтепродукта в резервуаре выше верхнего концентрационного предела распространения пламени (ВКПРП).
Факельное горение на дыхательной арматуре характеризуется тем, что практически невозможен быстрый проскок пламени во внутреннее газовое пространство резервуара, но при длительном горении происходит прогрев как самой дыхательной арматуры (огнепреградителей), так и крыши резервуара вблизи нее с последующим разрушением их и переходом горения при определенных условиях внутрь резервуара.
Факельное горение, возникающее в случае выхода газовой смеси из резервуара через трещины, подрывы крыши, отверстия, появившиеся в результате коррозии или механических повреждений, является значительно более опасным.
Если при факельном горении наблюдается черный дым и красное пламя, то это свидетельствует о высокой концентрации паров горючего в объеме резервуара, и опасность взрыва незначительная. Сине-зеленое факельное горение без дымообразования свидетельствует о том, что концентрация паров продукта в резервуаре близка к области воспламенения и существует реальная опасность взрыва.
Рассмотрим условия возникновения пожара при различных вариантах. При первом варианте возникновение факела пламени, учитывая быстрое смешение выходящей из резервуара газовой смеси с атмосферным воздухом маловероятно, особенно в тех случаях когда концентрация паров горючих жидкостей незначительно превышает нижний концентрационный предел распространения пламени. При воспламенении парогазовоздушной смеси в объеме резервуара не занятом жидкостью происходит ее быстрое выгорание и далее наблюдается горение на поверхности жидкости внутри резервуара.
При большей концентрации паров горючих жидкостей в газовом пространстве резервуара воспламенение горючей смеси приводит к проскоку пламени внутрь и достаточно быстрому выгоранию газовой смеси и воспламенению жидкости. При быстром выгорании газовой смеси происходит резкое повышение температуры газовой фазы и, следовательно, резкое повышение давления внутри резервуара. В результате этого происходит чаще всего подрыв крыши резервуара, разрушение ослабленных мест крепления пенокамер и возникновению факельного горения в местах выхода газовой смеси.
При втором варианте воспламенение газовой фазы в местах ее выхода из резервуара приводит к проскоку пламени внутрь резервуара и взрыву.
В результате взрыва происходит частичный или полный отрыв (обрушение) крыши и воспламенение жидкости по всей свободной поверхности. В ряде случаев возможно разрушение резервуара.
При третьем варианте, когда концентрация паров горючей жидкости близка к верхнему концентрационному пределу распространения пламени, возникает факельное горение и при этом возможен взрыв («хлопок»), но при увеличении доступа воздуха в паро-воздушное пространство резервуара возможно снижение концентрации паров хранимого горючего, в результате чего может резко возрасти скорость горения паровоздушной смеси, что приводит к взрыву.
По мере увеличения концентрации паров горючей жидкости и превышения значения верхнего концентрационного предела распространения пламени вероятность проскока пламени от возникающего в местах выхода из резервуара горючей смеси факела пламени уменьшается и будет появляться его устойчивое горение снаружи.
Аналогичные условия начальной стадии пожара в резервуаре будут и при появлении источников зажигания, находящихся внутри резервуара, например, самовозгорание пирофорных отложений.
Факельное горение в резервуарах с плавающей крышей обычно возникает в местах повреждения герметизирующего затвора и неплотного прилегания герметизирующего затвора к стенкам резервуара. Горение выходящих паров хранимой жидкости приводит к прогоранию затвора и тепловому воздействию на металлоконструкции плавающей крыши. Это способствует появлению трещин в наиболее слабых местах, деформации конструкций резервуара и самой крыши, что в итоге приводит к потере плавучести крыши.
Как правило, пожар возникает из-за перекоса или зависания плавающей крыши или понтона, способствующего появлению открытых участков хранимой жидкости, повреждению герметизирующего затвора и возникновению механического искрения при трении металлических элементов плавающей крыши (понтона) о направляющие.
Перекос или зависание плавающей крыши или понтона чаще всего происходит вследствие их заклинивания, происходящего по различным причинам, или примерзания уплотняющего затвора, а также возможны и другие причины.
На резервуаре с плавающей крышей возможно образование локальных очагов горения в зоне уплотняющего затвора, в местах скопления горючей жидкости на плавающей крыше.
При хранении нефти и нефтепродуктов в условиях низких температур возможно зависание понтона или плавающей крыши при откачке продукта из резервуара, что может привести к падению их с последующим возникновением пожара
Условиями для возникновения пожара в обваловании резервуаров являются:
перелив хранимого продукта,
нарушение герметичности резервуара, задвижек, фланцевых соединений,
наличие пропитанной нефтепродуктом теплоизоляции на трубопроводах и резервуарах.
Развитие пожара.
Дальнейшее развитие пожара зависит от места его возникновения, размеров начального очага горения, устойчивости конструкций резервуара, климатических и метеорологических условий, оперативности действий персонала объекта, работы систем противопожарной защиты, времени прибытия пожарных подразделений.
Пожары подразделяются на следующие уровни:
первый (А) - возникновение и развитие пожара в одном резервуаре без влияния на соседние;
второй (Б) - распространение пожара в пределах одной группы;
третий (В) - развитие пожара с возможным разрушением горящего и соседних с ним резервуаров, переходом его на соседние группы резервуаров и за пределы резервуарного парка.
Основным условием горения в резервуарах со стационарной крышей является доступ воздуха к поверхности горючей жидкости после воспламенения смеси ее паров с воздухом. При воспламенении газовой горючей смеси внутри резервуара в результате ее сгорания происходит быстрый рост температуры и повышение давления.
Рост давления обусловливается термическим расширением газовой атмосферы и определяется прежде всего скоростью горения паров нефтепродукта.
Скорость нарастания давления при горении (взрыве) паров горючих жидкостей, а также максимальное давление их взрыва определяют расчетными методами. Для большинства известных горючих жидкостей максимальное давление взрыва и максимальная скорость нарастания давления приводятся в специальной литературе. (Баратов А.Н., Корольченко А.Я., Кравчук Г.Н. и др. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ. изд. в 2 книгах -М.: Химия, 1990. кн.1 - 496 с., кн.2 - 384 с. и Годжело М.Г. Расчет площади легкосбрасываемых конструкций для зданий и сооружений взрывоопасных производств -М.: Стройиздат, 1981. - 49 с.)
Для расчета давления, приводящего к разрушению резервуара, сбросу или подрыву крыши могут быть использованы методики, приведенные в литературе (Определение площади разгерметизации технологического оборудования с газопаровоздушными смесями: (Методические рекомендации), - М.: ВНИИПО, 1987. - 24 с. и Феодосьев В.И. Сопротивление материалов -М.: Наука, 1970. -544с.)
В связи с тем, что эти расчеты довольно громоздки и достаточно хорошо известны, в данной работе они не приводятся.
В том случае, когда давление, возникающее в резервуаре недостаточно для сброса крыши, в результате деформации элементов конструкций резервуаров происходит частичный разрыв сварных швов, в первую очередь наиболее слабых, которыми являются швы между стенками резервуара и крыши, приводящие либо к увеличению сечения проемов, через которые в резервуар поступает воздух и происходит утечка (отвод) паров хранимой жидкости и продуктов горения, либо к частичному обрушению крыши внутрь резервуара.
При возникновении факельного горения выходящих из резервуара паров хранимых в них горючих жидкостей через отверстия (подрывы, трещины и др.) в крыше или стенках емкости, происходит прогрев металлоконструкций возле места горения от факела пламени.
Скорость прогрева металлоконструкций определяется условиями подвода и отвода тепла. Подвод тепла от факела пламени определяется тепловым потоком от теплового излучения факела пламени и теплом подводимым в результате действия конвективных потоков горячих продуктов горения.
В связи с тем, что обычно факел пламени под действием ветра всегда отклонен от вертикального положения, поток горячих продуктов омывает на определенном участке металлоконструкций возле отверстий, через которые происходит их выход. Поэтому на этом участке необходимо учитывать действие не только теплового излучения, но и конвективный перенос тепла.
Развитие пожара зависит от места возникновения горения, размеров начального очага горения, устойчивости конструкций резервуара, наличия и использования средств автоматической противопожарной защиты, времени свободного горения резервуаров до начала активных действий по тушению пожара.
При возникновении горения нефти и нефтепродуктов на свободной поверхности пламя быстро распространяется по зеркалу жидкости. Так для резервуара емкостью 10000 м3, диаметром 34 метра при поджигании жидкости у борта время распространения пламени на всю поверхность горючей жидкости по литературным данным составляет примерно одну минуту.
Горение нефти и нефтепродуктов на свободной поверхности при неограниченном доступе воздуха в условиях естественной конвекции происходит сравнительно спокойно. Высота светящейся части факела пламени может оставлять от 1 до 2 диаметров резервуаров в зависимости от вида горящей жидкости.
Воздействие высокой температуры факела пламени (для горючих жидкостей она составляет 1100-1300оС) приводит, в случае обрушения крыши к ее деформации, а также к деформации стенок горящего резервуара и образованию "карманов".
В реальных пожарах через 15-20 минут после начала пожара свободный борт металлического резервуара разогревался до температуры красного каления и деформировался, если его не охлаждали.
В начальной стадии пожара в результате взрыва паро-воздушной смеси, обрушения крыши резервуара часто повреждаются элементы обвязки резервуара (трубопроводы, задвижки и т.п.), при этом могут возникать дополнительные очаги горения внутри обвалования. При пожарах в резервуарных парках нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий повреждение обвязки резервуаров является иногда первопричиной образования облака взрывоопасной смеси значительных объемов.
В резервуарах с плавающей крышей тепловое воздействие факела пламени приводит к разрушению герметизирующего затвора, деформации конструкций плавающей крыши, разрыву сварных швов, при этом нефтепродукт начинает поступать на поверхность и во внутренние полости крыши, образуются новые очаги горения.
Примерно через 1 час после появления первых очагов горения крыша теряет плавучие свойства и тонет, а горение принимает вид, характерный для вертикальных металлических резервуаров без понтона и плавающей крыши. При понижении уровня нефтепродукта в резервуаре с понтоном или плавающей крышей, если понтон или крыша находятся на опорных стойках, а под ними образуется паро-воздушный объем, пламя может распространяться и под днище понтона (плавающей крыши).
При длительном горении нефть и нефтепродукты, особенно темные, прогреваются вглубь. Прогрев жидкости происходит в результате выкипания легких фракций из многокомпонентной жидкости, а также теплопроводности и возникающих вследствие различной температуры жидкости у стенок резервуара и в его центре конвективных потоков. Образуется так называемый гомотермический слой, температура которого практически постоянна по его толщине и близка к температуре кипения жидкости. Возникновение достаточно большого гомотермического слоя при горении нефти и нефтепродуктов содержащих в своем составе влагу или подтоварную воду может привести к явлениям вскипания и выброса горящей жидкости.
Вскипание связано с наличием мелких капель воды в массе нефтепродуктов, а также с попаданием воды на нагретый слой жидкости при тушении. При вскипании образуется слой вспенившейся массы горючего, в четыре-пять раз превышающей объем нагретой жидкости. Вскипание характеризуется бурным горением вспенившейся массы горючего, при этом резко увеличивается температура (до 1500оС) и высота пламени (в два и более раз больше обычного), тепловой поток от факела пламени увеличивается в 10-17 раз. Вскипание не происходит, если обводнение нефтепродукта не превышает 0,3%, а при обводнении выше 20% вспенившаяся масса не горит. Ориентировочное время вскипания при обводнении нефтепродукта на 0,6% - через 60 мин, а при обводнении на 0,9% - через 50 мин.
Наиболее опасно вскипание при высоте свободного борта до 1-1,5 метра. В этом случае даже при малой интенсивности вскипания горящая жидкость будет переливаться через стенки резервуара, что создаст угрозу людям, увеличивает опасность деформации резервуара и перехода огня на другие резервуары.
Выброс нефтей и нефтепродуктов на практике встречается довольно редко и возможен лишь при горении нефтей и темных нефтепродуктов с высокой температурой кипения. Однако, при этом из резервуара могут быть выброшены тысячи тонн нефтепродуктов на расстояние свыше восьми диаметров емкости, а площадь, покрываемая горящей жидкостью, может составлять несколько тысяч квадратных метров.
Согласно современным представлениям, выброс нефти или нефтепродукта происходит в том случае, когда образовавшийся при горении прогретый (гомотермический) слой жидкости с температурой более 150оС достигает слоя водяной подушки (донной воды) или если плотность гомотермического слоя превышает плотность основной массы жидкости. В этом случае возможно внезапное погружение высоконагретой массы гомотермического слоя с последующим его контактом с нефтью (нефтепродуктом). Спровоцировать возможность погружения гомотермического слоя может начало проведения технологической операции откачки на горящем резервуаре.
При этом вода прогревается, значительная часть ее переходит в пар, который и выбрасывает горящую жидкость из резервуара. После первого выброса нагретый до высокой температуры слой нефтепродукта вновь соприкасается с водой и происходит новый, часто более интенсивный выброс.
Продолжительность выброса обычно бывает обычно бывает в пределах от 7 до 13 с. Начало выброса сопровождается значительным шумом вследствие бурного кипения воды и деформации стенок резервуара.
Вскипание и перелив горящей жидкости через борт резервуара, равно как и выброс, способствуют быстрому развитию пожара, усиливают его тепловое воздействие вследствие увеличения площади горения.
Поведение стальных конструкций резервуара при возникновении пожара.
При нагреве стальных конструкций выше 300оС прочность материала, начинает снижаться, так как возникает явление, называемое ползучестью металла. Для углеродистых сталей, из которых изготавливаются стальные резервуары, арматура железобетонных конструкций, при их нагреве до 500оС предел текучести и временное сопротивление разрыву снижаются примерно в 2 раза и более.
Рассматривая поведение крыши резервуара при горении факела пламени в трещине определенной длины прилегающую к ней конструкцию условно можно представить как ряд балок, нагруженных равномерно распределенной нагрузкой и жестко защемленных по краям.
При нагревании в такой балке происходит ее термическое удлинение.
При совместном действии равномерно распределенной нагрузки от собственного веса и температурного расширения происходит прогиб материала в сторону, где отсутствует нагрузка, то есть вниз. Так как конструкция является единой, прогиб одного сечения приводит к появлению крутящего момента, способствующего увеличению напряжений в ней, в первую очередь в местах окончания трещин. Это в свою очередь приводит к появлению дополнительных нагрузок и напряжений среза в местах окончания трещины. Происходит расширение отверстия, и, следовательно, увеличение объема факела пламени и притока атмосферного воздуха внутрь резервуара, что приводит к усилению интенсивности горения и увеличению скорости прогрева металлоконструкций резервуара с последующим обрушением крыши резервуара внутрь него. Аналогичная картина будет наблюдаться и при факельном горении в случае подрыва крыши.
В обоих этих случаях вследствие обрушения крыши внутрь резервуара происходит, как правило, образование "карманов", усложняющих в последующем тушение пожара.
При срыве крыши резервуара или возникновении пожара в резервуарах с плавающей крышей представляет интерес поведение их вертикальной стенки.
В этом случае стенку резервуара условно можно рассматривать как закрытую цилиндрическую оболочку, защемленную по концам (вверху в опорном кольце и внизу у основания), нагруженную собственным весом и давлением жидкости, заполняющей резервуар.
Каждый элемент стенки можно представить как стержень, нагруженный давлением жидкости, весом опорного кольца и собственным весом, а для резервуаров со стационарной крышей и весом не обрушившейся части крыши.
При нагревании стенки резервуара пламенем пожара с внутренней стороны выше уровня жидкости при достижении температуры ползучести металла происходит прогиб элемента внутрь резервуара вследствие действия момента сил от веса опорного кольца, а также в результате того, что температура стенки со стороны пламени всегда выше, чем со стороны наружной атмосферы, и, следовательно, допустимые предельные напряжения внутренних слоев металла стенки ниже, чем наружных.
Полный расчет, позволяющий достаточно точно оценить поведение крыши и стенок резервуаров при пожаре в них очень сложен, требует учета большого количества факторов, влияющих на скорость прогрева металлоконструкций, которые трудно, а иногда и просто невозможно, учесть заранее.
При горении жидкости в резервуарах со стационарной крышей, имеющей металлическую центральную опорную стойку внутри резервуара, происходит прогрев и последующая деформация этой опоры, приводящая к обрушению крыши. Этот вариант встречается довольно редко, но может иметь место при горении жидкости внутри резервуаров, особенно когда уровень взлива мал и первоначальная концентрация горючих паров в газовом объеме резервуара ниже взрывоопасного предела, при достаточной площади проемов для выхода продуктов горения и доступа воздуха (подрыв крыши).
Возникновение и развитие пожаров в группе резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов
Возможные варианты возникновения и развития пожара в группе резервуаров
Возникновение и развитие пожара в одном резервуаре может повлечь за собой переход его на соседние резервуары в группе. При этом возможны следующие варианты перехода горения от аварийного резервуара на соседние:
возникновение факельного горения на дыхательной арматуре, местах крепления пенокамер, в местах трещин на крыше соседних резервуаров от теплового излучения или омывания пламенем при сильном ветре;
воспламенение разлива нефти или нефтепродукта в обваловании горящего резервуара;
воспламенение проливов нефтепродуктов в обваловании соседних РВС от теплового излучения;
взрыв в соседнем резервуаре, если концентрация паровоздушной смеси в нем находится между значениями нижнего и верхнего концентрационных пределов распространения пламени;
разлив и горение нефтепродукта в обваловании в результате вскипания или выброса его из горящего резервуара;
разлив и горение нефтепродукта при полном разрушении горящего резервуара с образованием гидродинамической волны, которая может привести к разрушению соседних резервуаров.
Возникновение факельного горения на дыхательной арматуре, местах крепления пенокамер на соседних с горящим резервуаром
При горении нефтепродуктов в резервуаре выделяется большое количество тепла.
Зона теплового воздействия при пожаре в резервуаре и на открытой площадке определяется в большинстве случаев в основном лучистым тепловым потоком, который зависит от температуры пламени горящих нефтепродуктов, площади излучающей поверхности факела пламени и расстояния от факела пламени до облучаемой поверхности.
Площадь излучающей поверхности факела пламени зависит от формы и размеров пламени, которые определяются видом горючей жидкости, ее температурой и площадью горения.
Высота пламени горящего резервуара обычно пропорциональна его диаметру Др. Для турбулентного пламени резервуаров диаметром от 2 до 23м. относительная высота пламени, по мнению авторов работы /12/, может быть принята равной:
для бензина Нпл = 1,50 Др
для дизельного топлива Нпл = 1,0 Др
На высоту факела пламени резервуаров и угол его наклона большое влияние оказывает скорость ветра. При этом происходит, как правило, увеличение размеров пламени за счет лучшего притока кислорода в зону горения и отклонение факела пламени от вертикальной оси.
Воздействие теплового излучения факела пламени горящего резервуара на соседний с ним приводит к нагреву его металлоконструкций, дыхательной арматуры, расположенной на крыше резервуара. Отвод тепла от металлоконструкций происходит частично внутрь резервуара, что приводит к нагреву хранящейся в нем жидкости и паро-воздушной смеси в газовом пространстве, а также в окружающую среду.
Возникновение устойчивого факельного горения в местах выхода парогазовоздушной смеси из соседнего с горящим резервуара возможно в том случае, когда концентрация паров хранимой в нем жидкости в выходящей из резервуара смеси будет превышать верхний концентрационный предел распространения пламени и при наличии источника зажигания этих паров.
В большинстве случаев при пожарах резервуаров источником зажигания выходящей из соседнего с горящим резервуара паровоздушной смеси может являться только нагретая до определенной температуры конструкция самого резервуара, причем ее температура должна быть выше температуры самовоспламенения хранимой жидкости.
Для большинства нефтепродуктов температура их самовоспламенения находится в пределах 220-350оС (бензины, дизельное топливо различных марок и другие).
Время возможного появления факельного горения можно ориентировочно определить по таблице 1.
Таблица 1. Максимальные температуры, которые могут достигаться на металлоконструкциях резервуаров, Тmax и время достижения опасной температуры Тст1=300оС при температуре окружающей среды 20оС и скорости ветра 10 м с-1
q кВт м-2.с-1 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
toC |
268 |
321 |
363 |
429 |
429 |
456 |
480 |
502 |
522 |
мин |
- |
33,3 |
22,3 |
16,6 |
13,1 |
10,7 |
9,1 |
7,8 |
6,8 |
Взрыв в резервуаре соседнем с горящим.
Взрыв в резервуаре соседнем с горящим может произойти в том случае, если концентрация паров хранимой горючей жидкости находится в пределах от нижнего до верхнего концентрационных пределов распространения пламени. Воспламенение паров горючего в объеме резервуара не занятом жидкостью может произойти вследствие нагрева конструкций соседнего с горящим резервуара от факела пламени горящего резервуара выше температуры их самовоспламенения при или же вследствие воспламенения паровоздушной смеси, выходящей через трещины или другие отверстия в конструкциях резервуара, с последующим проскоком пламени внутрь. При недостаточном охлаждении соседнего с горящим резервуара создание пожаро взрывоопасной концентрации паров хранимой в нем горючей жидкости возможно также в том случае, если до возникновения пожара концентрация паровоздушной смеси в газовом пространстве резервуара была ниже нижнего концентрационного предела распространения пламени.
В случае возникновения взрыва (хлопка) в резервуаре соседнем с горящим с последующим горением хранимой в резервуаре жидкости резко возрастает площадь горения, повышается интенсивность тепловыделения, усиливается задымление территории не только резервуарного парка но и окружающей территории. Все эти факторы в значительной мере осложняют ликвидацию пожара и требуют привлечения дополнительного количества сил и средств пожарной охраны.
Переход горения на соседние резервуары вследствие пожара в обваловании.
Быстрому увеличению площади пожара и переходу горения на соседние с горящим резервуаром способствует горение нефти и нефтепродуктов в обваловании. Горение в обваловании может возникать вследствие вскипания, перелива горящей жидкости через борт резервуара, выброса горящей жидкости, утечки горючей жидкости из поврежденного резервуара с последующим воспламенением, а также через поврежденные фланцевые соединения обвязки трубопроводов в обваловании. На практике имели место также случаи перелива жидкости при заполнении резервуаров с последующим ее воспламенением вследствие неисправности контрольно-измерительных приборов уровня заполнения резервуара и недостаточного контроля со стороны обслуживающего персонала (например, пожар на Киришском НПЗ в 1986 году).
Увеличению площади пожара способствует также, повреждение стенок и днищ резервуаров, запорной арматуры и обвязывающих трубопроводов, приводящее к утечке хранимых нефти и нефтепродуктов в обваловании.
Обогрев пламенем стенок и крыш соседних с горящим резервуаров приводит к повышению интенсивности испарения в находящихся в них жидкостей. Если в обогреваемом резервуаре хранится топливо с отрицательной температурой вспышки, например, бензин, то под крышей резервуара образуется паровоздушная смесь с концентрацией паров горючего выше верхнего предела воспламенения и избыточное давление, препятствующее проникновению пламени внутрь резервуара (при условии, что жидкость из этого резервуара не откачивается). Выходящие через дыхательную арматуру пары воспламеняются и горят над арматурой, оказывая дополнительное температурное воздействие на конструкции резервуара. Если в обогреваемом резервуаре хранится жидкость с положительной температурой вспышки, например, дизельное топливо, то в результате обогрева под крышей может образовываться взрывоопасная концентрация паров горючего.
Пламя на соседние резервуары может распространяться по трубопроводам газоуравнительной системы, имеющейся на некоторых резервуарах. При отсутствии или неисправности огнепреградителей, установленных на трубопроводах газоуравнительной системы, или при потере ими в результате обогрева при пожаре защитных свойств газоуравнительная система становится одним из основных путей распространения пожара в резервуары парка.
Обогрев пламенем, разлитой в обваловании горящей жидкости, корпусов и крыш соседних с горящим резервуаров приводит к повышению интенсивности испарения находящихся в них жидкостей, а при низком уровне заполнения резервуаров также к быстрому прогреву стенок резервуаров выше температуры ползучести металла и деформации их металлоконструкций. Особое место при определении опасности дальнейшего развития пожара в резервуарном парке занимает вопрос устойчивости в пламени пожара или при длительном воздействии теплового воздействия фланцевых соединений трубопроводной обвязки резервуара.
Герметичность фланцевых соединений, как известно, обеспечивается определенным усилием соединения опорных поверхностей фланцев через прокладку друг к другу, которое достигается путем затяжки крепящих болтов. При их нагревании вследствие теплового воздействия происходит линейное удлинение, которое сводит на нет усилие затяжки, фланцевое соединение теряет герметичность и, как следствие, начинается утечка горючей жидкости и, вследствие доступа воздуха, происходит прогорание уплотняющих прокладок.
Согласно имеющихся данных о пожарах в резервуарных парках, разгерметизация фланцевых соединений обвязки резервуаров может наступать в отдельных случаях уже через 15 минут.
Таблица 2. Линейная скорость выгорания и прогрева углеводородных жидкостей.
Наименование горючей жидкости |
Линейная скорость выгорания, м ч-1 |
Линейная скорость прогрева горючего, м ч-1 |
Бензин Керосин Газовый конденсат Дизельное топливо из газового конденсата Смесь нефти и газового конденсата Дизельное топливо Нефть Мазут |
До 0,3 До 0,25 До 0,3
До 0,25
До 0,2 До 0,2 До 0,15 До 0,1 |
До 0,1 До 0,1 До 0,3
До 0,15
До 0,4 До 0,08 До 0,4 До 0,3 |
