Файл: Организация и расчёт подачи огнетушащих средств на пожары обьектов нефтепереработки.pdf

• горения, поскольку пена способна растекаться по поверхности горящего материала.
Наиболее важной структурной характеристикой пены является её кратность, под которой понимают отношение объёма пены к объёму её жидкой фазы. Воздушно- механическая пена подразделяется на:
• пеноэмульсия (кратность менее 3);
• низкократную (кратность до 20);
• среднекратную (кратность 20 — 200);
• высокократную (выше 200);
В настоящее время в мире сформировалась тенденция применения на практике пены только низкой или только высокой кратности. Это обусловлено повсеместным применением фторсодержащих пенообразователей, которые за счёт эффекта образования саморастекаемой водной плёнки (локальное пожаротушение на поверхности горючей жидкости) позволяют ограничиться пеной низкой кратности для быстрого достижения целей пожаротушения.
В случаях вынужденного объёмного пожаротушения (авиационные ангары, трюмы речных (морских) судов и т.д.) тандем совместимых пеноконцентратов и пеногенераторов позволяют получить высокую кратность пены, заполняющую защищаемый объект и оперативно ликвидирующую пожар.
Применение пены средней кратности, тем не менее, продолжает сохранять свою актуальность из-за массового применения на практике генераторов пены средней кратности.
В зависимости от химического состава (поверхностно-активной основы) пенообразователи подразделяют на:
• синтетические углеводородные;
• синтетические фторсодержащие.
По виду воздействия на очаг пожара выделяют:
• поверхностные — дренчерные. Защита всей расчетной площади; установки для защиты резервуаров с горючими жидкостями;
• локально-поверхностные: спринклерные — для защиты отдельных аппаратов, отдельных участков помещений; дренчерные — для защиты отдельных объектов, аппаратов, трансформаторов и т. п.;
• общеобъёмные — предназначены для заполнения защищаемых объёмов;
• локально-объёмные — для заполнения отдельных объёмов технологических аппаратов, небольших встроенных складских помещений и других;
• комбинированные — соединены схемы установок локально-поверхностного и локально-объёмного тушения для одновременной подачи пены в объём или по поверхности технологических аппаратов и на поверхность вокруг них.
Для подмешивания пенообразователя в воду применяются различные устройства:
-10-

• устройства на принципе трубки Вентури. Это самые простые дозаторы. Их достоинство заключается в простоте устройства, дешевизне. Основные недостатки такой системы — большие потери в напорном трубопроводе, невозможность получения концентраций ниже 3 %, невозможность получения точной концентрации раствора.
• баки-дозаторы — устройства, совмещающие в себе ёмкость для хранения пенообразователя и дозирующее устройство, работают независимо от давления в системе. Недостатки — невозможно проконтролировать визуально или с помощью датчиков остаток пенообразователя, громоздкость, большие затраты на эксплуатацию.
• дозирующие насосы с приводом от гидромотора — наиболее современная система и простая в эксплуатации система, не требует внешнего источника энергии работает в широком диапазоне расходов и давления. Проста и надежна в эксплуатации. Недостатки — дозирующий насос находится в непосредственной близости от питающего трубопровода — наличие всасывающего трубопровода подачи пенообразователя.

Многочисленные тестовые испытания, проведенные ведущими международными организациями, показали, что фторкетоны не только являются отличными огнетушащими веществами (с эффективностью аналогичной хладонам), но и демонстрируют положительный экологический и токсикологический профиль.
Автоматическая установка газового пожаротушения обычно состоит из баллонов или емкостей для хранения газового огнетушащего вещества, газа, который хранится в этих баллонах (емкостях) в сжатом или сжиженном состоянии, узлов управления, трубопроводов и насадок, обеспечивающих доставку и выпуск газа в защищаемое помещение, прибора приемно-контрольного и пожарных извещателей.
Газовые огнетушащие вещества по принципу пожаротушения классифицируют на две группы:
Первая группа ГОТВ — ингибиторы (хладоны). Они имеют механизм тушения, основанный на химическом ингибировании (замедлении) реакции горения.
Попадая в зону горения, эти вещества интенсивно распадаются с образованием свободных радикалов, которые вступают в реакцию с первичными продуктами горения.
При этом происходит снижение скорости горения до полного затухания.
Огнетушащая концентрация хладонов в несколько раз ниже, чем для сжатых газов и составляет от 7 до 17 объемных процентов.
Огнетушащая концентрация фторированного кетона от 4.2%об. до 8.5%об. в зависимости от пожарной нагрузки и особенностей помещения.
Хладоны обладают общетоксичным действием. Поражают сердечно-сосудистую и нервную системы, вызывают развитие спазмов сосудов и стойкие нарушение микроциркуляции крови. У поражённых во время приступов отмечаются спазмы мышц. Липидорастворимы. Нарушают кальциевый обмен в организме.
Некоторые из них накапливаются в организме. Особо опасны последствие острых и подострых отравлений, а также хронических отравлений. Поражают печень, а вследствие развития отравления и почки. Разрушают лёгочные мембраны — развиваются эмфиземы и рубцевание. В смесях с другими токсикантами резко увеличивают степень поражения организма!
Сжиженный газ хладон 23 применяется без газа-вытеснителя.
Хладон 23 (трифторметан) — легкий газ без цвета и запаха. В модулях находится в жидкой фазе. Обладает высоким давлением собственных паров (48 КгС/кв. см), не требует наддува газом-вытеснителем. Газ выходит из баллонов под действием давления собственных паров. Контроль массы ГОТВ в баллоне осуществляется устройством контроля массы автоматически и постоянно, что обеспечивает постоянный контроль работоспособности системы пожаротушения.
Огнегасительная станция способна в нормативное время (до 10 секунд) создавать
-12-

нормативную огнетушащую концентрацию в помещениях, удаленных от модулей с ГОТВ на расстояние до 110 метров по горизонтали и 32 — 37 метров по вертикали. Данные по расстояниям определяются с помощью гидравлических расчетов.
Свойства газа хладон 23 позволяют создавать системы пожаротушения объектов с большим количеством защищаемых помещений путём создания централизованной станции газового пожаротушения.
Хладоны 125, 227еа, 318Ц для обеспечения транспортировки по трубной разводке в защищаемое помещение требуют подкачки газом-вытеснителем.
Двуокись углерода — бесцветный газ с плотностью 1,98 кг/м³, не имеющий запаха и не поддерживающий горение большинства веществ. Механизм прекращения горения двуокисью углерода заключается в её способности разбавлять концентрацию реагирующих веществ до пределов, при которых горение становится невозможным. Двуокись углерода может выбрасываться в зону горения в виде снегообразной массы, оказывая при этом охлаждающее действие.
Из одного килограмма жидкой двуокиси углерода образуется 506 л. газа.
Огнетушащий эффект достигается, если концентрация двуокиси углерода не менее 30 % по объёму. Удельный расход газа при этом составит 0,64 кг/(м³·с)
Требует применения весовых устройств для контроля утечки огнетушащего вещества, обычно представляет собой тензорные весовые устройства.
Нельзя применять для тушения щелочно-земельных, щелочных металлов, некоторых гидридов металлов, развитых пожаров тлеющих материалов.
Вторая группа — это разбавляющие атмосферу газы. К ним относятся такие сжатые газы, как аргон, азот, инерген.
Для поддержания горения необходимым условием является наличие не менее
12 % кислорода. Принцип разбавления атмосферы состоит в том, что при вводе сжатого газа (аргона, азота, инергена) в помещении содержание кислорода снижается до значения менее 12 %, то есть создаются условия, не поддерживающие горение.
Азот используется для флегматизации горючих паров и газов, для продувки и осушения емкостей и аппаратов от остатков газообразных или жидких горючих веществ. Баллоны со сжатым азотом в условиях развившегося пожара представляют опасность, так как возможен их взрыв вследствие понижения прочности стенок при высокой температуре и повышения давления газа в баллоне при нагревании. Мерой, предотвращающей взрыв, является выпуск газа в атмосферу. Если это сделать невозможно, баллон следует обильно орошать водой из укрытия.
Азот нельзя применять для тушения магния, алюминия, лития, циркония и других материалов, которые образуют нитриды, обладающие взрывчатыми свойствами.
-13-

В этих случаях в качестве инертного разбавителя применяют аргон, значительно реже — гелий.
Инерген — дружественная по отношению к окружающей среде противопожарная система, действующий элемент которой состоит из газов, уже присутствующих в атмосфере.
Инерген — инертный, то есть не разжиженный, нетоксичный и негорючий газ. Он состоит на 52 % из азота, на 40 % из аргона, и на 8 % из углекислого газа. Это значит, что он не наносит вред окружающей среде и не повреждает оборудование и другие предметы.
Метод тушения, заложенный в Инерген, называется «замещение кислорода» — уровень кислорода в помещении падает и огонь гаснет.
Система паротушения основана на том, что пар, введенный в помещение, в котором возник пожар, снижает содержание кислорода в зоне горения. Рабочей средой в системе является насыщенный водяной пар давлением не более 8·10 5
Па.
Наряду с разбавлением концентрации кислорода этим происходит и некоторое охлаждение зоны горения, а также механический срыв пламени струями пара.
Если ограждающие конструкции и оборудование нагреты выше температуры конденсации пара при атмосферном давлении, эффект тушения достигается объемной концентрацией пара, равной 35 %. При более низких температурах происходит интенсивная конденсация пара, и пожар может быть не потушен.
Расход пара принимается с учетом возможной конденсации его в зависимости от герметичности помещений.
Предпочтение отдают насыщенному пару, хотя применяют и перегретый. Наряду с разбавляющим действием водяной пар охлаждает нагретые до высокой температуры технологические аппараты, не вызывая резких температурных напряжений, а пар, поданный в виде компактных струй, - способен механически отрывать пламя.
В качестве внутренних распределительных паропроводов стационарных систем паротушения в закрытых помещениях применяются перфорированные трубы.
Отверстия в перфорированных трубах для выпуска пара должны быть диаметром
4...5 мм. Для спуска конденсата из подводящих паропроводов и паровых вводов должны быть предусмотрены спускники, расположенные в наиболее низких местах по уклону труб с таким расчетом, чтобы и конденсат, и струи пара не мешали действиям обслуживающего персонала.
Для подачи пара в закрытые помещения перфорированные трубы прокладываются по всему внутреннему периметру помещения на высоте 0,2..0,3 м от пола. При этом отверстия труб располагаются так, чтобы выходящие из них струи пара были направлены горизонтально внутрь помещения.
-14-

При расчете систем паротушения за основной показатель принимается интенсивность подачи пара. За расчётное время тушения принимают промежуток времени с момента подачи пара на тушение (с заданной интенсивностью) до полной ликвидации горения. Оно не должно превышать трёх минут.
Противопожарная паровая завеса предназначена для предотвращения контакта горючих газовых смесей, образующихся при авариях на предприятиях нефтехимической и газовой промышленности, с источниками зажигания
(например, нагревательными печами). Завеса должна обладать достаточными плотностью и дальнобойностью, исключающими проскок горючей смеси в защищаемую зону объекта.
Устройство для создания паровой завесы представляет собой кольцевой трубчатый коллектор, вдоль оси которого по всей верхней части просверлены отверстия одинакового диаметра на равном расстоянии друг от друга. Коллектор располагается на металлических, бетонных или кирпичных опорах. Коллектор должен иметь дренажные вентили для спуска конденсата или атмосферных осадков. Вдоль оси коллектора устанавливают жесткое газонепроницаемое ограждение (листовое железо или кирпичная стена) для предотвращения проскока горючей смеси между отдельными струями в начальном участке завесы. Проемы в ограждениях должны быть постоянно закрыты плотными дверями.
Траектория струи завесы должна превышать защищаемую зону. Для высоких объектов завеса может быть выполнена многосекционной в вертикальном направлении. Для обеспечения равномерной раздачи пара по длине коллектора необходимо, чтобы отношение суммарной площади отверстий к площади поперечного сечения коллектора было меньше или равно 0,3.
Включение наружной паровой завесы предусматривается в следующих случаях:
• при визуальном обнаружении аварии с утечкой горючих жидкостей, паров и газов из технологического оборудования установки;
• при поступлении сигнала от установленного на печи прибора контроля погасания пламени на горелках печи, что может произойти при подсосе из атмосферы вместо воздуха парогазовоздушной смеси с недостаточным содержанием кислорода;
• при поступлении сигналов от газоанализаторов
(сигнализаторов) горючих газов и паров, установленных в опасных точках;
• при сообщении о аварийной загазованности на соседних технологических установках.
Нагревательные трубчатые печи оснащаются системой паротушения и паровыми завесами.
Помещения насосных, перекачивающих легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, объёмом до 500 м³ должны оборудоваться стационарными системами паротушения, если не предусмотрена стационарная система пенотушения.
-15-