Academician ®
[04.06.2008 20:26:57] | | Орошение соседнего резервуара при зимнем пожаре: охлаждение или подогрев?
Уважаемые нефтяники и пожарные!
В исследованиях по проблеме пожарной безопасности резервуаров с нефтепродук-тами я пришёл к интересному заключению, очень важному для пожарного водоснабжения при пожаре резервуаров в зимнее время, особенно в районах Севера. Как известно, основ-ные потребности пожарного водоснабжения по запасам и состоянию пожарной воды свя-заны с охлаждением соседних негорящих резервуаров. Однако зимой на нефтебазах, где нефтепродукты хранятся при отрицательной температуре окружающей среды, подача во-ды на эти резервуары вызывает не охлаждение, а подогрев нефтепродукта и, соответст-венно, переводит соседний резервуар в опасное состояние. С этим явлением я сталкивался в течение многих лет, но взгляд «от практики» не позволял мне хотя бы почувствовать скрытую суть явления.
Всегда и в последнее время в особенности я придаю большое значение изучению пожаров по описаниям, составленными другими специалистами. Как правило, в них ниче-го не могу понять, потому что описания составлены по принципу песни акына: что вижу, о том пою. Поверхностное исследование пожара не позволяет найти истину. Вот пример, в результате которого для меня наступило «озарение».
В 2001 г., в могучий мороз на Самотлоре тушили резервуар с нефтью. В описании пожара записано: «Несмотря на интенсивное охлаждение соседнего резервуара через 1 час он загорелся». Но очень может быть, что соседний резервуар загорелся не «несмотря на интенсивное охлаждение», а именно вследствие интенсивного вроде бы «охлаждения». Если при температуре минус 40 на резервуар лить воду (температура не ниже нуля), то это уже не охлаждение, а подогрев.
Другие примеры из прошлого
Пожар РВС-5000 на Комсомольском НПЗ – 1981
22 декабря 1981 г. при морозе 40 градусов возник пожар в резервуарном парке Ком¬сомольского НПЗ (на Амуре). Из-за переполнения резервуара с понто¬ном РВСП-5000 бензин перелился в заснеженное обвалование и загорелся (от сварочных работ). Основ-ным обстоятельством пожара в начальной стадии были взрывы технологических трубо-проводов в обваловании. С усилением очага пожара в обваловании огонь перешёл на ре-зервуар. В результате взрыва крышу резервуара подбросило вертикально вверх, после че-го она упала в резервуар. В тече¬ние многих часов горение в резервуаре было относительно слабым, но не поддавалось туше¬нию. В безуспешных пенных атаках израсходовали ре-гиональный запас пенообразователя и рукавов.
Выполненная примерно через 1,5 суток с начала пожара научно-техническая оцен-ка обстановки по¬жара содержала 3 основных вывода. Первый заключался в том, что при 40-гра¬дусном морозе соседние резервуары не подвергаются опасному тепловому нагреву и мо¬гут быть ос¬тавлены без охлаждения. Второй вывод касался текущей и ожидаемой об-ста¬новки внутри резервуара. После опускания уровня бензина до уровня понтона упавшая в резервуар крыша полностью стала «сухой» и сложилась до плоской груды деформиро-ван¬ного металла с лик¬видацией «карманов», препятствующих тушению. После ожидаемо-го обрушения опорных стоек понтона остаток бензина получит свободную поверхность го¬рения и выгорит. Третий вывод учитывал первые два вывода и предлагал решение о це-ле¬сообразных действиях по ли¬квидации пожара в кратчайший срок. Как парадокс, целесо-об¬разным действием было реко¬мендовано бездействие – невмешательство в процесс по-жара: горящий и соседние резер¬вуары не охлаждать, в горящий резервуар не подавать пе-ну. В соответствии с таким прогно¬зом в 6.00 24 января произошло превращение вялоте-кущего горения в мощное горение по всей площади резервуара. Горение в таком внешне грозном, но по существу безопасном ре¬жиме продолжалось 3,5 ч, после чего прекратилось в ре¬зультате полного выгорания бензина.
Пожар РВС-700 на Печорской нефтебазе – 1982
19 февраля 1982 г. в 9.27 взорвался РВС-700 (Р-8) с бензином на нефтебазе в Пе-чорском районе Коми АССР. Причина - разряд ста¬тического электричества при ручном отборе проб с крыши резервуара. При взрыве погиб 1 человек. Взрыв сорвал крышу ре¬зервуара и отбросил на 7,5 м. В резервуаре было 500 м3 бензина Б-95 при уровне 5,8 м. У бензина темпера¬тура вспышки … минус 370С, температур¬ные пределы воспламенения от -37 до -100С. Темпера¬тура воздуха была минус 380С. Ветер до 5 м/с.
Хронология событий пожара и действий по его тушению (по описанию):
09.27 - Взрыв резервуара Р-8 со сбросом крыши.
09.28 - Выехала объектовая ПСО на АЦ-30.
09.28 - АЦ установили на гидрант, подали ствол А на охлаждение горящего Р-8 и 2 ствола Б на защиту соседнего Р-9.
09.45 - АЦ на гидрант, 2А на охлаждение горящего и 1Б на за¬щиту Р-2.
10.05 - Интенсивный нагрев соседнего Р-7.
10.05 - 1 Б на охлаждение горящего и 2 А на защиту Р-7.
10.05 - АЦ на гидрант, 1А на охлаждение горящего, по 1Б на защиту Р-1 и Р-2.
10.05 - 2 АЦ на водоём ПВ-2000 м3 с прокладкой резервной линии длиной 250 м.
10.05 - Защита кошмами дыхательной арматуры резервуаров № 1,2,3,7,9.
10.26 - Вспыхнули пары бензина у предохранительного и дыхательного клапанов на крыше Р-7 в результате сильного теплового излучения от горя¬щего ре¬зервуара.
10.40 - Пожарные в теплоотражательных костюмах стволом Б ликвидировали горе¬ние на клапанах. Ствол оставили на крыше для охлаждения.
11.20 - Начата 1-я пенная атака, 2 ГВП-600 со стационарной лестницы.
11.30 - Через 10 мин. после начала пенной атаки из-за КЗ на линии электропереда-чи (раскачивание проводов ветром) вышли из строя под¬станции и водопровод.
11.30 - Из-за прекращения тушения произошло повторное вос¬пламенение горевше-го резервуара и т.д.
Анализ обстоятельств пожара имеет це¬лью осмысление и толкование событий по¬жара, поиск возможностей для совершенствова¬ния тео¬рии и практики предотвращения и ту¬шения резервуарных пожаров в условиях низких температур.
Взрывом крыша резервуара сорвана и отброшена на 7,5 м. Этот удивительный факт свидетельствует о высоком качестве резервуарной стали, которая сохранила прочность при сильном морозе, и о высоком качестве проектирования и изготовления противовзрыв-ной за¬щиты резервуара (слабый верхний шов между стенкой и крышей). В ре¬зультате сра-батыва¬ния защиты предотвращён отрыв корпуса от днища. Расстояние «7,5 м», на которое крышу взрывом отбросило от резервуара, соизме¬римо с противопожар¬ным разрывом ме-жду резер¬вуарами, так что крыша может упасть на со¬седний резервуар. Если ещё учесть повышенную "свирепость" пожара на резервуаре не¬большого диаметра, то норматив¬ные относительные расстояния между малыми резервуа¬рами требуют дополнительного рас¬смотрения.
Согласно описанию, в 10.05, через 38 мин. после начала пожара, отмечен «интен-сив¬ный на¬грев соседнего Р-7». До этого момента резервуар Р-7 не охлаждали. При силь-ном ветре резервуар мог нагреваться от лучистого тепла и контакта с наклонным пламе-нем. Воз¬можно, что от резервуара шёл пар. Однако это не может быть однозначным сви-детель¬ством интенсивного и опасного нагрева Р-7. Корпус резервуара и его содержимое на время возник¬новения пожара имели температуру окружающей среды – минус 380С. В таких условиях на¬грев резервуара и его содержимого до опасной температуры под дейст-вием тепла соседнего пожара малове¬роятен. Пар и движение воздуха над резервуаром могли быть следствием суб¬лимации (воз¬гонки) – перехода вещества из твёрдого (снег, лёд) в газообразное со¬стояние (водяной пар), минуя стадию жидкости (вода). Это явление может происходить при темпера¬туре ниже тем¬пературы тройной точки, которая для воды равна 0,010С, то есть при темпера¬туре около нуля. Это явление происходило и на других пожарах. «38 минут» - достаточное время для достижения на соседнем резервуаре макси-мально возможной и, по обстоятельст¬вам, безопасной температуры.
Обнаружив «мираж» над соседним негорящим резервуаром Р-7, пожарные решили его защищать и в 10.05 на его охлаждение подали 2 ствола А. Расход воды (около 12 л/с) примерно в 4 раза превосходил нормативный расход на обогреваемый полупериметр ре-зер¬вуара. «Тёплая», относительно окружающей среды и резервуара, вода с темпера¬турой выше нуля, подаваемая на «холодный» резервуар, охлаждённый до минус 380С, не охлаж-дала, а по¬догревала (!) орошаемую стенку резервуара и примыкающее к стенке его содер-жимое. Со¬стояние резервуара переменилось - через 20 мин. вспыхнули пары бензина у клапанов на крыше резервуара. В описании пожара записано: в результате сильного теп-лового излучения от горя¬щего ре¬зервуара. Но распространение пожара произошло по иной причине. «Охлаж¬дение» при низкой темпе¬ратуре окружающей среды оказалось дей-ствием не только беспо¬лезным, но и опасным, нежелательным, не¬допустимым.
При нормативной интенсивности подачи раствора пенообра¬зователя 0,08 л/м2с се-кундный расход раствора - 6,9 л/с, то есть для пенной атаки необхо¬дим 1 ГВП-600 и 373 л пенообразователя (достаточно пенобаков 2-3 автоцистерн). Ослабление мощности факела пла¬мени пенной атакой от первых же прибывших пожарных автоцистерн в корне из¬менило бы тепло¬вую обстановку пожара с устранением необходимо¬сти защиты соседних ре¬зервуа¬ров. Однако Указаниями пожарной службы перво¬очередным дей¬ствием опреде-лено охлаждение горящего и соседних резервуаров. Вме¬сто сомнительных дейст¬вий по охлажде¬нию горящего и со¬седнего резервуаров объектовая ПЧ могла дать 1-2 ГВП со ста-ционарной лестницы резер¬вуара. В конце концов, именно так была произведена 1-я пен¬ная атака, но только через 2 ч после возникновения пожара, когда пожар получил разви-тие, вышли из строя под¬станции и водопровод, в горящем резервуаре возникли трещины и свищи, когда для успеха тушения запущенного пожара вынуждены были сосредоточить 10 т (!) пенообра¬зователя, устанавливать ПНС-110 на реке Печора, прокладывать магист-ральную линию диа¬метром 150 мм, прорубать прорубь во льду толщиной 1,35 м, 20.15 –Р-8 ацетиленовым реза¬ком вырезать окно в стенке горящего резервуара, для отвода «охлаж-дающей» воды из обва¬лования двумя бульдозерами проделывать сточную канаву в на-правлении реки Пе¬чора и прокладывать отводные линии из быстросмыкающихся труб.
Пожар продолжался около 14 ч.
Итак, общие соображения как информация к размышлению:
- В условиях низкой температуры окружающей среды водяное орошение резер-вуа¬ров из охлаждения превращается в подогрев с отрицательными последствиями для об-ста¬новки пожара.
- Установленный факт может быть использован для изменения норм проектиро-вания и эксплуатации системы пожарного водоснабжения для зимних условий (циркуля-ция с подогревом).
- Установленный факт может быть использован в предварительном планирова-нии действий по тушению пожара в резервуарном парке.
- Необходимо коренное изменение порядка действий при пожаре: пенная атака, если воз¬можно, за¬тем охлаждение горящего для поддержки пенной атаки и орошение со-сед¬них резервуаров для защиты, если необходимо.
Это очень важная информация владельцам и пожарным северных нефтебаз.
Установленный факт подлежит инженерно-исследовательскому обоснованию.
Хотелось бы узнать мнение, особенно северян.
|