В.В. Наумов, к.т.н.; С.Г. Цариченко, д.т.н. (ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2005 г.)
В настоящее время основным средством тушения пожаров проливов нефти и нефтепродуктов является пена средней кратности, образованная из углеводородных пенообразователей. Как правило, ликвидация данных пожаров связана с необходимостью сосредоточения большого количества передвижной пожарной техники. Анализ статистики пожаров нефти и нефтепродуктов показывает, что при тушении реальных пожаров нефти и нефтепродуктов интенсивность подачи пены значительно превышала нормативную интенсивность.
Прогрессивным направлением совершенствования технологии ликвидации пожаров проливов нефти и нефтепродуктов является использование мониторов, предназначенных для подачи пены низкой кратности, образованной из фторированных пенообразователей. Практическому использованию фторированных пенообразователей препятствует отсутствие в нормативной базе соответствующего комплекса требований и научно обоснованных нормативов подачи пены. В ФГУ ВНИИПО МЧС России проводились исследования по определению огнетушащей эффективности пены при тушении нефтепродуктов в различных емкостях, вертикальных стальных резервуарах и земляных амбарах на площади от 2 до 800 м2. На рис. 1 – 8 представлены эпизоды этих испытаний.
С целью получения экспериментальных данных, необходимых для установления нормативов подачи пены низкой кратности, образованной из фторированных пенообразователей, на полигоне ГПС Оренбургской области с 6 по 8 октября 2003 г. были проведены эксперименты по тушению пламени нефтепродукта в резервуаре типа РВС5000. Был проведен эксперимент по тушению нефтепродукта подачей пены низкой кратности на поверхность горючей жидкости. На рис. 9 – 12 представлены эпизоды этих испытаний.
Данные таблицы 1 показывают, что время тушения пламени нефтепродукта подачей пены низкой кратности на поверхность горючей жидкости в резервуаре РВС-5000 с использованием переносного монитора Tornado, производительностью 89 л.с-1 при давлении 0,8 МПа (100 л.с-1 при давлении 1,0 МПа) составило 2 мин. Для получения численных значений зависимости времени тушения от интенсивности подачи пены на тушение пламени нефтепродукта в резервуаре РВС-5000 на полигоне ГПС Оренбургской области был проведен ряд экспериментов с использованием подслойного метода подачи пены. На рис. 13 – 18 представлены эпизоды этих испытаний. Результаты экспериментов по тушению нефтепродукта подачей пены низкой кратности в слой горючей жидкости представлены в таблице 2 и на рис. 19.
Анализ результатов экспериментов показывает, что оптимальная интенсивность подачи пены составила 0,17 л.с-1м-2, а минимальный удельный расход рабочего раствора пенообразователя – 45,5 л.м-2. Следует отметить, что в экспериментах на полигоне ГПС Оренбургской области использовался пленкообразующий фторированный пенообразователь Finiflam A3F 1% с уникальными коллоидно-химическими параметрами: поверхностное натяжение рабочего раствора – 16,0 мН.м-1; межфазное натяжение рабочего раствора на границе с н-гептаном – 2,4 мН.м-1.
Анализ результатов экспериментов проведенных ФГУ ВНИИПО МЧС России показал, что:- огнетушащие параметры пены зависят от вида топлива, площади поверхности горения, кратности пены и типа пенообразователя;
- огнетушащая эффективность пены низкой кратности, образованной с использованием фторированных пенообразователей на порядок выше огнетушащая эффективность пены средней кратности, образованной с использованием углеводородных пенообразователей.
- резервуары объемом 5000 м3 и более следует оборудовать автоматическими установками охлаждения;
- для пожаротушения в резервуарах следует использовать пену низкой кратности, образованную с использованием фторированных пенообразователей надлежащего качества;
- существенно увеличено интенсивность подачи пены (для резервуара с бензином типа РВС-20000 нормативная интенсивность составила независимо от способа подачи составила 0,22 л.с-1м-2, что в более чем в 2 и 3 разасоответственно больше чем требуется в настоящее время для вариантов подачи пены низкой кратности в слой горючей жидкости и на поверхность горючей жидкости (0,10 и 0,07 л.с-1м-2)).
- пена низкой кратности, образованная из пленкообразующих фторированных пенообразователей, обладает высокой эффективностью при тушении пламени нефти и нефтепродукта;
- резервуар с нефтью и нефтепродуктами целесообразно оборудовать стационарными установками тушения пожаров пеной низкой кратности;
- вследствие высокой эффективности мониторов большой производительности ими следует обеспечивать подразделения пожарной охраны.
Таблица 1. Результаты экспериментов по тушению пламени нефтепродукта подачей пены низкой кратности (образованной из пенообразователя Finiflam A3F 1%) на поверхность горючей жидкости в резервуаре РВС-5000 с использованием монитора Tornado
| Параметр | Значение параметра |
| Интенсивность подачи пены, л.м-2.с-1 | 0,257 |
|
Удельный расход рабочего раствора пенообразователя, л.м-2 |
30,84 |
| Удельный расход пенообразователя, л.м-2 | 0,308 |
| Время локализации, с | 100 |
| Время тушения, с | 120 |
| Время подачи пены, с | 140 |
| Давление рабочего раствора пенообразователя у монитора Tornado, МПа | 0,8 |
| Расход монитора Tornado, л.с-1 | 89,0 |
Таблица 2. Результаты экспериментов по тушению нефтепродукта подачей пены низкой кратности (образованной из пенообразователя Finiflam A3F 1%) в слой горючей жидкости в резервуаре РВС-5000 с использованием высоконапорных пеногенераторов ВПГ «Феникс»
| Параметр | Номер эксперимента | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Количество используемых высоконапорных пеногенераторов ВПГ-20 «Феникс», шт. |
4*
|
2 | 2 |
| Давление рабочего раствора пенообразователя у высоконапорных пеногенераторов ВПГ-20 «Феникс», МПа | 0,8* | 0,5 | 0,6 |
| Расход высоконапорного пеногенератора ВПГ-20 «Феникс» при заданном давлении рабочего раствора пенообразователя у пеногенератора, л.с-1 | 19,8* | 15,65 | 17,14 |
| Суммарный расход высоконапорных пеногенераторов ВПГ-20 «Феникс» при заданном давлении рабочего раствора пенообразователя у пеногенераторов, л.с-1 | 71,10 | 31,30 | 34,28 |
| Интенсивность подачи пены, л.м-2.с-1 | 0,205 | 0,090 | 0,099 |
| Удельный расход рабочего раствора пенообразователя, л.м-2 | 46,13 | 63,27 | 61,38 |
| Удельный расход пенообразователя, л.м-2 | 0,461 | 0,612 | 0,614 |
| Время локализации, с | 180 | 650 | 600 |
| Время тушения, с | 225 | 703 | 620 |
| Время подачи пены, с | 375 | 750 | 660 |
| Критическая интенсивность подачи пены, л.с-1м-2 | 0,074 | ||
| Оптимальная интенсивность подачи пены, л.с-1м-2 | 0,17 | ||
| Минимальное время тушения, с | 140 | ||
| Минимальный удельный расход рабочего раствора пенообразователя, л.м-2 | 45,5 |
* в течение двух минут при давлении 0,9 МПа подача пены осуществлялась с использованием трех ВПГ-20, затем из-за разрыва пожарных рукавов подача пены осуществлялась с использованием четырех ВПГ-20 при давлении 0,9 МПа
Рис.1. Тушение нефтепродукта на полигоне ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез» в земляном амбаре на площади 800 м2.
Рис.2. Тушение нефтепродукта на полигоне ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез» в резервуаре на площади 120 м2.
Рис. 3. Определение огнетушащей эффективности фторсодержащего пенообразователя при тушении земляного амбара площадью 100 м3 с бензином А-80 (полигон УГПС ГУВД Вологодской области, 05 сентября 2001 г.).
Рис. 4. Эпизоды отработки новых способов тушения резервуаров с горючей жидкостью (полигон СНИО ВНИИПО МВД России, г. Оренбург, 18 сентября 2001 г.).
Рис. 5. Эксперименты по тушению бензина А-80 в резервуаре РВС-2000 подслойным способом с использованием высоконапорных пеногенераторов ВПГ «Феникс» (полигон ЛДПС «Сокур» ОАО «Сибтранснефтепродукт», Новосибирск, 18 октября 2001 г.).
Рис. 6. Испытания современных способов и средств тушения нефтепродуктов в резервуарах (полигон ООО «Лукойл-Пермьнефтеоргсинтез», Пермь, 25 и 26 октября 2001 г.).
Рис. 8. Проведение огневых полигонных испытаний по тушению пролива изобутилового спирта на площади 150 м2 с использованием генераторов пены низкой кратности (полигон ООО «Лукойл-Пермьнефтеоргсинтез», Пермь, 25 и 26 октября 2001 г.).
Рис. 9. Проведение гидравлических испытаний монитора Tornado, производительностью 89 л.с-1 при давлении 0,8 МПа, дальность подачи пены 90 м (100 л.с-1 при давлении 1,0 МПа, дальность подачи пены 100 м).
Рис. 10. Эпизод 1: включается стационарное кольцо орошения; зажигается газовая горелка; производится подача стволов на охлаждение; производится розжиг нефтепродукта в резервуаре.
Рис. 11. Эпизод 3: горение нефтепродукта в резервуаре; начало пенной атаки.
Рис. 12. Эпизод 4: полная ликвидация горения нефтепродукта в резервуаре.
Рис. 13. Эпизод 1: включается стационарное кольцо орошения; зажигается газовая горелка; производится подача стволов на охлаждение резервуара.
Рис. 14. Эпизод 2: производится розжиг нефтепродукта в резервуаре.
Рис. 15. Эпизод 3: горение нефтепродукта в резервуаре.
Рис. 16. Эпизод 4: производится подача раствора к высоконапорным пеногенераторам ВПГ-20 «Феникс».
Рис. 17. Эпизод 5: наблюдается локализация горения нефтепродукта в резервуаре.
Рис. 18. Эпизод 6: полная ликвидация горения нефтепродукта в резервуаре.
0 0,5 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
Интенсивность подачи пены, л.с-1м-2
Рис. 19. Зависимость времени тушения нефтепродукта и удельного расхода пены от интенсивности подачи пены, образованной из пенообразователя Finiflam A3F 1%, при подслойном способе подачи в резервуар РВС-5000: 1 – критическая интенсивность подачи пены (0,074 л.с-1м-2); 2 – оптимальная интенсивность подачи пены (0,17 л.с-1м-2); 3 – минимальное время тушения (140 с); 4 – минимальный удельный расход рабочего раствора пенообразователя (45,5 л.м-2).
Рис. 20. Группа резервуаров РВС-50000, оборудованных системой комбинированного тушения пеной низкой кратности, укомплектованной высоконапорными пеногенераторами ВПГ «Феникс» (г. Кстово, Нижегородская обл., 2004 г.).