АВТОНОМНАЯ УСТАНОВКА ПОДСЛОЙНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ В РЕЗЕРВУАРАХ С НЕФТЕПРОДУКТАМИ

Заявляемая полезная модель относится к противопожарной технике, в частности, к пенным установкам подслойного тушения пожаров нефтепродуктов в стальных вертикальных резервуарах. Обеспечение пожарной безопасности резервуаров и резервуарных парков с нефтепродуктами в последние годы является актуальной проблемой, поэтому технологии тушения пожаров в резервуарах требуют особого внимания и совершенствования. При использовании известных стационарных систем пенного пожаротушения, располагаемых снаружи в верхнем поясе резервуаров, существует риск вывода их из строя (устройства могут быть повреждены взрывами или вследствие частичного разрушения резервуара). При частичном разрушении или вследствие высокой температуры при деформации стенок резервуара образуются «карманы», которые значительно усложняют процесс тушения, способствуют увеличению времени тушения и материальных затрат на огнетушащие вещества, создают угрозу масштабного развития пожара и полного разрушения резервуара.
Из уровня техники известно устройство для тушения пожаров нефтепродуктов в резервуарах, включающее корпус, дозирующий баллон с кислотной частью, предохранительный клапан, манометр, трубопроводы, соединенные с корпусом устройства для подачи пенообразующего раствора, трубопровод для выхода пены. Устройство оборудовано колесами для его мобильного перемещения и обратным клапаном. Принцип работы устройства основан на создании избыточного давления в корпусе в результате химического взаимодействия кислотной части, находящейся в корпусе в сухом виде и щелочной части (водного 10%-го раствора), которая подается от передвижной пожарной техники. Образовавшаяся высокодисперсная пена гомогенной структуры подается на очаг пожара (заявка на изобретение РФ №94008070).
Основными недостатками данного устройства являются:
1. Необходимость применения передвижной пожарной техники, что приводит к увеличению времени свободного горения пожара, нагреву стенок резервуара и, как следствие, увеличению времени тушения пожара.
2. Подача пены осуществляется способом сверху на очаг пожара, что приведет к невозможности тушения горючей жидкости в «карманах» при повреждении стенок резервуара при увеличении времени свободного горения пожара в резервуаре.
3. Подача пены сверху на очаг пожара не обеспечивает перемешивание «холодных» слоев горючего с прогретым гомотермическим слоем.
4. Расположение устройства снаружи резервуара в обваловании создает риск его повреждения и выхода из строя (потере работоспособности) в результате возможного вскипания нефтепродукта.
Задачей заявляемого технического решения является обеспечение возможности оперативного тушения пожаров в резервуарах для хранения нефтепродуктов при ограниченных запасах огнетушащих веществ.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в снижении температуры в поверхностном слое за счет увлечения нижних «холодных» слоев горючего потоком всплывающей пены и их перемешивания с гомотермическим слоем, получение пены из запасов химических веществ находящихся внутри установки, а также в обеспечении быстрого и равномерного растекания пены по всей поверхности горючего. Растекание пены происходит от стенок к центру резервуара, что способствует тушению пламени пожара в начальный момент подачи пены в первую очередь у стенок резервуара и отводу тепла от стенок резервуара, препятствуя тем самым возможному повреждению и разрушению стенок резервуара.
Поставленная задача решается тем, что установка подслойного тушения пожаров в резервуарах с нефтепродуктами, согласно техническому решению, включает, по крайней мере, четыре автономных тушащих модуля, размещенных в нижней части резервуара, имеющих общую систему дистанционного управления и содержащих запас огнетушащих веществ. При этом каждый тушащий модуль представляет собой жестко закрепленную к днищу резервуара емкость хранения сухого кислотного остатка с фторированным стабилизатором поверхностно-активного вещества, соединенную посредством трубопровода, снабженного быстродействующим электромагнитным клапаном, с баллоном хранения щелочи. Емкость снабжена перфорированной крышкой, выполненной в форме участка сферической поверхности, а баллон закреплен к стенке резервуара.
В заявляемой установке запас огнетушащих веществ для формирования огнетушащей пены находиться в самих модулях. Модули представляют собой соединенные в технологической последовательности: емкость, в которую вставлен снабженный быстродействующим электроклапаном трубопровод быстрой подачи щелочи, при этом емкость оборудована перфорированной крышкой в виде полусферы (диаметры отверстий крышки модуля обеспечивают выход пенных пузырьков без повреждения их структуры), трубопровод подачи щелочи жестко соединен с баллоном хранения щелочи под давлением инертного газа, при этом, баллон жестко соединен со стенкой резервуара. Модули расположены попарно в горизонтальной плоскости на днище резервуара. При этом трубопровод подачи щелочи расположен нижней частью на уровне середины высоты слоя сухого кислотного остатка, что позволяет обеспечить быстрое формирование пены, вспушивание сухого кислотного остатка за счет выхода углекислого газа, образовавшегося в результате химической реакции получения пены и инертного газа, находящегося в баллоне со щелочью.
Снижение температуры в поверхностном слое достигается за счет расположения пенных тушащих модулей в нижней части резервуара, а именно на днище резервуара, что обеспечивает возможность перемешивания «холодных» и гомотермического слоя горючего и тем самым приводит к снижению температуры в поверхностном слое нефтепродукта.
Кроме того, расположение пенных модулей у стенок резервуара, также способствует выходу и равномерному растеканию пены по поверхности горючего от стенок резервуара к центру, что способствует тушению пламени в первую у стенок резервуара и отводу тепла от стенок резервуара, препятствуя тем самым повреждению и дальнейшему разрушению резервуара.
Заявляемое устройство схематично иллюстрируется чертежами, на которых:
На фиг.1 - схематично представлен вид сбоку на резервуар, оснащенный заявляемой установкой;
На фиг.2 - схематично представлено боковое сечение одного из модулей;
На фиг.3 - представлена схема растекания пены по поверхности горючего от стенок к центру резервуара.
Позициями на чертежах обозначены:
1 -сухой кислотный остаток с фторированным стабилизатором поверхностно-активного вещества,
2 - щелочь,
3 - выпускные отверстия трубопровода подачи щелочи,
4 - кабель дистанционного управления электромагнитным клапаном,
5 - баллон для хранения щелочи,
6 - электромагнитный клапан,
7 - трубопровод подачи щелочи,
8 - перфорированная крышка в виде полусферы,
9 - емкость модуля для хранения сухого кислотного остатка с фторированным стабилизатором поверхностно-активного вещества,
10 - кронштейны крепления баллона со щелочью к стенкам резервуара
Автономная установка (фиг.1) включает пенные тушащие модули, расположенные на днище резервуара (или группы резервуаров). Каждый из модулей представляет собой емкость для хранения сухого кислотного остатка 9, к которой на уровне середины высоты хранения кислотного остатка 7 подведен трубопровод подачи щелочи, баллон хранения щелочи под давлением инертного газа 5, быстродействующий электромагнитный клапан 6, перфорированная крышка емкости хранения кислотного остатка 8.
В верхней части резервуара, по периметру его окружности, выше уровня заполнения резервуара нефтепродуктом расположен термокабель (на фиг. не показан). Термокабель предназначен для обнаружения пожара, он обнаруживает повышение температуры выше 50-70°C и выбирается в зависимости от вида нефтепродукта хранящегося в резервуаре.
Для приема сигнала о пожаре от термокабеля используют блок пожарной автоматики (на фиг. не показан), обеспечивающий световой и звуковой сигнал персоналу. Блок пожарной автоматики размещают в операторной, где также расположен щит управления модулями, предназначенный для подачи электрического сигнала на электромагнитный клапан. Сигнал на управление электромагнитными клапанами от щита управления модулями поступает одновременно на все четыре модуля.
Заявляемая установка работает следующим образом. При загорании нефтепродукта в резервуаре при повышении температуры в верхней части резервуара сигнал от термокабеля поступает на блок пожарной автоматики. Сигнал от блока пожарной автоматики или от оператора дистанционно поступает на щит управления модулями с запасом огнетушащего вещества. Со щита управления поступает импульсный сигнал на быстродействующие электромагнитные клапаны 6 каждого модуля. Клапаны открываются и раствор щелочи с фторированным стабилизатором ПАВ под давлением инертного газа поступает в слой сухого кислотного остатка. За счет заявленного расположения нижней части трубопровода подачи щелочи относительно середины слоя кислотного остатка (фиг.2) происходит его вспушивание, в результате протекания химической реакции образуется химическая пена и выделяется углекислый газ. Пена из-за разности плотностей проходит через перфорационные отверстия крышки и проходя через слой горючего, увлекает за собой непрогретый, «холодный» слой нефтепродукта, в результате чего и происходит перемешивание слоев и уменьшение температуры поверхностного слоя нефтепродукта (фиг.1). Пена выходит на поверхность горящего нефтепродукта, равномерно растекаясь по всему зеркалу резервуара от стенок резервуара к центру, при этом происходит тушение пламени у стенок резервуара и отвод тепла от стенок резервуара. В результате образования слоя пены и прекращения доступа кислорода воздуха в зону горения пожар прекращается, при этом пена образует защитный слой на поверхности горючего, что препятствует повторному воспламенению горючей жидкости.
Применение предлагаемой установки позволит тушить пожары при ограниченном запасе огнетушащих средств на объекте расположения резервуаров оборудованных автономной установки подслойного пожаротушения за счет использования огнетушащей пены получаемой в автономных модулях предлагаемого устройства. Этот эффект достигается равномерным расположением четырех пенных модулей в горизонтальной плоскости на днище резервуара. Для прекращения горения необходимо, чтобы вся плоскость зеркала резервуара была покрыта изолирующим слоем пены определенной толщины.