Возникновение пожара

ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ПОЖАРОВ В РЕЗЕРВУАРАХ И РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКАХ

1.1.1. Возникновение пожара в резервуаре зависит от следующих факторов: наличия источника зажигания, свойств горючей жидкости, конструктивных особенностей резервуара, наличия взрывоопасных концентраций внутри и снаружи ре­зервуара. Краткая характеристика резервуаров и резервуарных парков представлена в прил. 1.

Пожар в резервуаре в большинстве случаев начинается со 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 сопровождаться 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 м • с"' составляет 60—70°.

1.1.2. 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).

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.

1.1.3. На резервуаре с плавающей крышей возможно обра­зование локальных очагов горения в зоне уплотняющего затвора, в местах скопления горючей жидкости на плавающей крыше.

1.1.4. 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.

1.1.5. 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.

1.2. Развитие пожара

1.2.1. 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.

122. На основе анализа пожаров и аварии, происшедших

как у нас в стране, так и за рубежом, а также материалов научных исследований пожары в резервуарах и резервуарных парках могут развиваться по следующим вариантам (рис. 1.2) [9, 10]. 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.

1.2.3. На резервуарах с плавающей крышей в результате теплового воздействия локального очага горения происходит разрушение герметизирующего затвора, а полная потеря пла­вучих свойств и затопление крыши в реальных условиях может произойти через один час.

При низком уровне нефтепродукта, когда горение проис­ходит под понтоном или плавающей крышей, условия тушения пожара усложняются. Проникновению пены на свободную по­верхность нефтепродукта препятствуют корпус понтона (пла­вающей крыши) и элементы герметизирующего затвора.

1.2.4. В железобетонном резервуаре в результате взрыва происходит разрушение части' покрытия. Горение на участке образовавшегося проема сопровождается обогревом железобе­тонных конструкций покрытия. Через 20-30 мин возможно обрушение конструкций и увеличение площади пожара.

1.2.5. Развитие пожара в обваловании характеризуется скоростью распространения пламени по разлитому нефтепро­дукту, которая составляет для жидкости, имеющей температуру ниже температуры вспышки, - 0,05 м • с-¹, а при температуре жидкости выше температуры вспышки — более.0,5 м • с'¹. По­сле 10-15 мин воздействия пламени происходит потеря несу­щей способности маршевых лестниц, выход из строя узлов управления коренными задвижками и хлопушами, разгермети­зация фланцевых соединений, нарушение целостности конст­рукции резервуара, возможен взрыв в резервуаре.

1.2.6. Одним из наиболее важных параметров, характери­зующих развитие пожара в резервуаре, является его тепловой режим. В зависимости от физико-химических свойств горючих жидкостей возможен различный характер распределения тем­ператур в объеме жидкости. При горении керосина, дизельного топлива, индивидуальных жидкостей значение температуры экспоненциально снижается от температуры кипения на по­верхности до температуры хранения в глубинных слоях Харак­тер кривой распределения температуры горючей жидкости из­меняется с увеличением времени горения [11, 12].

При горении мазута, нефти, некоторых видов газового конденсата и бензина в горючем образуется прогретый до тем­пературы кипения топлива гомотермический слой [11, 12], увеличивающийся с течением времени.

Линейные скорости выгорания и прогрева нефти и неф­тепродуктов во многом зависят от скорости ветра, обводненности продукта, характера обрушения крыши, организации охла­ждения стенок резервуара. Значения скоростей выгорания и прогрева горючих жидкостей, необходимые для проведения расчетов, приведены в табл. 1.1.

С увеличением скорости ветра до 8-10 м • с'¹ скорость выгорания горючей жидкости возрастает на 30-50 %. Сырая нефть и мазут, содержащие эмульсионную воду, могут выго­рать с большей скоростью, чем указано в табл. 1.1.

Накопление тепловой энергии в горючем оказывает зна­чительное влияние на увеличение расходов пенных средств. Кроме того, увеличение времени свободного развития пожара повышает опасность его распространения на соседние резер­вуары, способствует образованию факторов, усложняющих ту­шение, создает угрозу вскипания, выброса.

1.2.7. Горение нефти и нефтепродуктов в резервуарах может сопровождаться вскипанием и выбросами. Вскипание горючей жидкости происходит из-за наличия в ней взвешенной воды, которая при прогреве горящей жидкости выше 100 °С ис­паряется, вызывая вспенивание нефти или нефтепродукта. Вскипание может произойти примерно через 60 мин горения при содержании влаги в нефти (нефтепродукте) более 0,3 %. Вскипание также может произойти в начальный период пен­ной атаки при подаче пены на поверхность горючей жидкости с температурой кипения выше 100 °С [З]. Этот процесс харак­теризуется бурным горением вспенившейся массы продукта.

При горении жидкости на верхнем уровне взлива возмо­жен перелив вспенившейся массы через борт резервуара, что создает угрозу людям, увеличивает опасность деформации сте­нок горящего резервуара и перехода огня на соседние резер­вуары и сооружения.

Таблица 1.1 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 0,30 До 0,25 До 0,30 До 0,25   До 0,20 До 0,20 До 0,15 До 0,10	До 0,10 До 0,10 До 0,30 До 0,15   До 0,40 До 0,08 До 0,40 До 0,30

1.2.8. Выброс нефти и темных нефтепродуктов из горящего резервуара происходит при достижении поверхности слоя донной (подтоварной) воды гомотермическим (прогретым) слоем горю­чей жидкости. Этот слой, соприкасаясь с водой, нагревает ее до температуры значительно большей, чем температура кипения. При этом происходит бурное вскипание воды с выделением большого количества пара, который выбрасывает находящуюся над слоем воды горящую жидкость за пределы резервуара.

Обычно выбросу предшествуют внешние признаки — усиление горения, изменение цвета пламени, усиление шума при горении, могут также наблюдаться отдельные потрескива­ния (хлопки), вибрация верхних поясов стенки резервуара. Как правило, выброс носит пульсирующий характер, причем ин­тенсивность его, т. е. увеличение высоты и объема факела пламени, нарастает в самом процессе выброса. Толщина слоя донной (подтоварной) воды, как правило, на мощность выбро­са влияния не оказывает. Ориентировочное время наступления возможного выброса можно определить по формуле

Т=(Н-h)/(W+и+ V),

где Т — время от начала пожара до ожидаемого момента наступ­ления выброса, ч;

Н — начальная высота слоя горючей жидкости в резервуаре, м;

h — высота слоя донной (подтоварной) воды, м;

W — линейная скорость прогрева горючей жидкости, м • ч-' (табл. 1.1);

и — линейная скорость выгорания горючей жидкости, м • ч"¹ (табл. 1.1);

V— линейная скорость понижения уровня вслед­ствие откачки, м • ч"¹ (если откачка не производится, то У= 0).

При затоплении плавающей крыши или понтона за ве­личину Н следует принимать высоту слоя продукта только над крышей или понтоном (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Определение высоты продукта для расчета времени выброса

1.2.9. При пожаре в резервуаре возможно образование "карманов", которые значительно усложняют процесс туше­ния. "Карманы" могут иметь различную форму и площадь и образуются как на стадии возникновения в результате перекоса понтона, плавающей крыши, частичного обрушения крыши, так и в процессе развития пожара при деформации стенок.

1.2.10. Устойчивость горящего резервуара зависит от ор­ганизации действий по его охлаждению. При отсутствии охла­ждения горящего резервуара в течение 5-15 мин стенка резер­вуара деформируется до уровня взлива горючей жидкости.

Дата добавления: 2014-10-15