УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ В ВЕРТИКАЛЬНОМ РЕЗЕРВУАРЕ С ПЛАВАЮЩЕЙ КРЫШЕЙ ИЛИ ПОНТОНОМ
DEVICE FOR EXTINGUISHING FLAMMABLE LIQUIDS IN VERTICAL TANK WITH FLOATING ROOF OR PONTOON

Изобретение относится к области противопожарной техники и может быть использовано для тушения пожаров в вертикальных резервуарах с плавающей крышей или понтоном, предназначенных для хранения горючих жидкостей.
Известен вертикальный цилиндрический резервуар с понтоном для хранения нефти или нефтепродуктов, который содержит цилиндрическую стенку, плоское днище, стационарную крышу и понтон, находящийся на поверхности хранимого в резервуаре нефтепродукта. Для предотвращения поворота понтона вокруг вертикальной оси внутри вертикального цилиндрического резервуара установлены две или более двух вертикальные направляющие стойки, оси которых параллельны между собой. В понтоне выполнены отверстия, которые охватывают вертикальные направляющие стойки через гибкие затворы. На стационарной крыше установлены дыхательный клапан, световой и замерной люки, вентиляционный патрубок (патент РФ №2331565, B65D 88/34, 20.08.2008).
Недостаток известного резервуара состоит в том, что в нем отсутствуют средства для пожаротушения, что делает его объектом повышенной пожароопасности.
Известно устройство для тушения горючих жидкостей в вертикальном резервуаре с плавающей крышей или понтоном, реализующее способ тушения пожара в резервуаре (патент РФ №2258549, A62A 3/06, 20.08.2005). Устройство содержит вертикальный резервуар с плавающей крышей или понтоном, в центре которых размещено огнетушащее устройство, в котором выходной трубопровод с сопловым распылителем размещен в верхней части резервуара над поверхностью плавающей крыши или понтона. Огнетушащее устройство или жестко закреплено на плавающей крыше или на понтоне, или выполнено с положительной плавучестью, что в дежурном режиме обеспечивает возможность указанного размещения соплового распылителя.
Недостаток известного устройства заключается в отсутствии возможности подслойного пожаротушения, что снижает эффективность тушения пожара. Это обусловлено тем, что средства тушения пожара размещены в центре плавающей крыши или понтона, при тушении возгорания огнетушащее вещество разбрызгивается над поверхность горючей жидкости. Кроме того, размещение средств пожаротушения в центре при возгорании не позволяет равномерно распределить средство пожаротушения по всей поверхности зеркала размещенной в нем жидкости. При этом для резервуаров с понтоном при обрушении стационарной крыши резервуара или при взрыве (как для резервуаров с понтоном, так и для резервуаров с плавающей крышей) данное устройство пожаротушения частично или полностью выходит из строя. Все это снижает эффективность пожаротушения.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для тушения нефти в вертикальных резервуарах. Устройство содержит вертикальный резервуар, газопорошковый и/или газожидкостной инжектор (пеногенератор), нагнетающий в систему кольцевых и радиальных трубопроводов через пускозапорное устройство огнетушащее вещество. Трубопроводы расположены в нефти внутри резервуара горизонтально его дну и соединены с системой вертикальных труб, в верхней части которых, выступающей над поверхностью нефти, расположены сопловые распылители, обеспечивающие при пожаре подачу огнетушащего вещества над горящей поверхностью горючей жидкости (патент США №5573068, A62C 3/06, 12.11.1996 г.).
Прежде всего, недостаток известного устройства заключается в отсутствии возможности подслойного пожаротушения, что снижает эффективность тушения пожара. Кроме того, поскольку длина вертикальных трубопроводов фиксирована, а сопловые распылители расположены в их верхней части, выступающей над поверхностью нефти, то по мере расходования горючей жидкости расстояние выступающих над поверхностью нефти сопловых распылителей до поверхности зеркала горючей жидкости будет увеличиваться. Это при неизменном давлении в трубопроводе с огнетушащим веществом приведет к резкому снижению эффективности пожаротушения. При этом, поскольку сопловые распылители расположены только в верхней части вертикального трубопровода, то для резервуаров с понтоном при обрушении стационарной крыши резервуара или при взрыве (как для резервуаров с понтоном, так и для резервуаров с плавающей крышей) устройство пожаротушения полностью выходит из строя.
Кроме того, известно, что при возникновении пожара или взрыва в резервуаре могут образовываться так называемые «карманы», обусловленные деформацией его стен или крыши. В этом случае отсутствие в выявленных устройствах возможности подслойного пожаротушения не позволяет осуществлять тушение горючей жидкости при образовании внутри резервуара труднодоступных «карманов» («Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках», М.: ГУ ГСП ВНИИПО, 2000 г.). Это также снижает эффективность тушения пожара.
Предлагаемое устройство для тушения горючих жидкостей в вертикальном резервуаре с плавающей крышей или понтоном решает задачу создания соответствующего устройства, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении эффективности пожаротушения за счет возможности осуществления подслойного пожаротушения, а также за счет уменьшения вероятности разрушения противопожарного оборудования при пожаре.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для тушения горючих жидкостей в вертикальном резервуаре с плавающей крышей или понтоном, содержащем вертикальный резервуар с плавающей крышей или понтоном, размещенные внутри резервуара вертикальные трубопроводы для подачи огнетушащего вещества, заканчивающиеся заглушками и снабженные боковыми разводками с насадками для распрыскивания огнетушащего вещества, пускозапорное устройство, подключенное к вертикальным трубопроводам для подачи огнетушащего вещества, новым является то, что в резервуаре плавающая крыша или понтон фиксированы посредством двух или более жестко закрепленных в нем вертикальных направляющих стоек с возможностью свободного возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости резервуара, причем каждая направляющая стойка представляет собой трубу, нижний конец которой герметично закреплен на дне резервуара, а верхний конец герметично закрыт заглушкой, при этом вертикальные трубопроводы для подачи огнетушащего вещества герметично вмонтированы внутрь соответствующих направляющих стоек, в которых выполнены отверстия напротив выходов насадок для распрыскивания огнетушащего вещества, кроме того, боковые разводки размещены под плавающей крышей или понтоном по высоте трубопроводов для подачи огнетушащего вещества, при этом первая боковая разводка при полностью заполненном резервуаре размещена в непосредственной близости от нижней поверхности плавающей крыши или понтона.
Технический результат достигается следующим образом. Признаки формулы изобретения: «Устройство для тушения горючих жидкостей в вертикальном резервуаре с плавающей крышей или понтоном, содержащее вертикальный резервуар с плавающей крышей или понтоном, размещенные внутри резервуара вертикальные трубопроводы для подачи огнетушащего вещества, заканчивающиеся заглушками и снабженные боковыми разводками с насадками для распрыскивания огнетушащего вещества, пускозапорное устройство, подключенное к вертикальным трубопроводам для подачи огнетушащего вещества,…» являются неотъемлемой частью конструкции заявленного устройства, обеспечивают его работоспособность, а следовательно, обеспечивают достижение заявленного технического результата: повышение эффективности пожаротушения за счет возможности осуществления подслойного пожаротушения, а также за счет уменьшения вероятности разрушения противопожарного оборудования при пожаре.
Поскольку в резервуаре плавающая крыша или понтон фиксированы посредством двух или более жестко закрепленных в нем вертикальных направляющих стоек, нижний конец которых герметично и жестко закреплен на дне резервуара, это исключает у них как вращательное так и горизонтальное перемещения и обеспечивает жесткость и устойчивость конструкции. При этом плавающая крыша или понтон фиксированы с возможностью свободного возвратно-поступательного перемещения по направляющим вертикальным стойкам в вертикальной плоскости резервуара, что обеспечивает их использования по функциональному назначению при любом уровне горючей жидкости, хранящейся в резервуаре, и обеспечивает работоспособность устройства.
Выполнение вертикальных направляющих стоек в виде труб обеспечивает возможность монтажа внутри них средств пожаротушения. Причем в этом случае направляющие стойки выполняют не только свою прямую функцию - фиксацию в резервуаре плавающей крыши или понтона, но и дополнительную: обеспечивают возможность фиксированного размещения в резервуаре средств пожаротушения, а также одновременно выполняют функцию защитного кожуха. В результате сохраняются условия для тушения пожара и обеспечивается защита от разрушения пожарного оборудования при возникновении пожара в резервуаре, что обеспечивает достижение заявленного технического результата. Кроме того, поскольку в резервуаре плавающая крыша или понтон фиксированы посредством двух или более жестко закрепленных в нем вертикальных направляющих стоек, то монтирование в стойках пожарного оборудования обеспечивает его неоднократное резервирование и сохраняет работоспособность противопожарного оборудования даже при обрушении крыши или при взрыве в емкости, что также способствует повышению эффективности пожаротушения.
Жесткое крепление в резервуаре вертикальных направляющих стоек с вмонтированными в них вертикальными трубопроводами для подачи огнетушащего вещества, а также размещение боковых разводок под плавающей крышей или понтоном по высоте трубопровода обуславливает фиксированное размещение в резервуаре средств пожаротушения, что, в свою очередь, обеспечивает возможность сохранения условий тушения пожара в резервуаре и повышает эффективность пожаротушения
Благодаря тому, что вертикальные трубопроводы для подачи огнетушащего вещества с разводками, заканчивающимися насадками для распрыскивания огнетушащего вещества, размещены внутри соответствующих направляющих стоек герметично, а верхний конец направляющих стоек герметично закрыт заглушкой, обеспечивается возможность изоляции средств пожаротушения от внешней среды - горючей жидкости, что снижает вероятность их разрушения при пожаре и, тем самым, повышает эффективность пожаротушения. Поскольку размещенные внутри резервуара вертикальные трубопроводы для подачи огнетушащего вещества заканчиваются заглушками, то обеспечивается возможность подачи огнетушащего вещества в трубопровод под давлением, что обеспечивает работоспособность заявленного устройства. Выполнение в направляющих стойках отверстий напротив выходов насадок также обеспечивает работоспособность заявленного устройства, а следовательно, обеспечивает достижение заявленного технического результата.
Размещение боковых разводок вертикальных трубопроводов для подачи огнетушащего вещества под плавающей крышей или понтоном по высоте трубопроводов, при этом первая боковая разводка при полностью заполненном резервуаре размещена в непосредственной близости от нижней поверхности плавающей крыши или понтона, обеспечивает возможность организации подслойного пожаротушения, что повышает эффективность пожаротушения. При этом благодаря тому, что в резервуаре плавающая крыша или понтон фиксированы посредством двух или более жестко закрепленных в нем вертикальных направляющих стоек с возможностью свободного возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости резервуара, а боковые разводки вертикальных трубопроводов для подачи огнетушащего вещества размещены по высоте трубопроводов, заявленное устройство пожаротушения обеспечивает возможность сохранения эффективного выполнения функций пожаротушения как при полностью заполненном резервуаре, так и при уменьшающемся, по мере использования, уровне горючей жидкости, а следовательно, при отличии положения в резервуаре плавающей крышки или понтона от исходного (из-за расхода жидкости опускаются вниз по высоте резервуара). Причем в этом случае возможно тушение пожара комбинированным способом: подслойным и путем подачи огнетушащего вещества на поверхность горючей жидкости из насадок боковых разводок, находящихся над поверхностью зеркала горючей жидкости, что также повышает эффективность тушения пожара. Работоспособность устройства пожаротушения сохраняется и в случае, если резервуар полностью заполнен, но в результате пожара или взрыва в резервуаре плавающая крыша или понтон накренился и/или затонул. Это обеспечивается тем, что первая боковая разводка при полностью заполненном резервуаре размещена в непосредственной близости от нижней поверхности плавающей крыши или понтона. В результате огнетушащее вещество подается непосредственно к поверхности горючей жидкости. Таким образом, заявленное устройство в широком спектре ситуаций обеспечивает эффективное тушение пожара при минимальном времени подъема огнетушащего вещества в слой нефтепродукта, а именно: к поверхности горючей жидкости, либо в труднодоступные места - «карманы».
Необходимо отметить, что при пожаре в резервуаре с плавающей крышей или понтоном развитие аварии чаще всего происходит по двум сценариям. Первый - когда при взрыве паро-воздушной среды происходит полное затопление плавающей крыши или понтона. В этом случае благодаря тому, что боковые разводки вертикальных трубопроводов для подачи огнетушащего вещества размещены под плавающей крышей или понтоном по высоте трубопровода, причем первая боковая разводка при полностью заполненном резервуаре размещена в непосредственной близости от нижней поверхности плавающей крыши или понтона, при возгорании огнетушащее вещество подается в непосредственной близости от поверхности зеркала горючей жидкости. При этом вертикальных направляющих стоек с трубопроводами в резервуаре может быть две и более, в зависимости от размеров резервуара. В результате обеспечивается эффективное тушение пожара при минимальном времени подъема огнетушащего вещества к зеркалу нефтепродукта.
Второй вариант сценария, когда при взрыве паро-воздушной среды деформируются плавающая крыша или понтон и/или стенки резервуара. При этом внутри резервуара с горючей жидкостью образуются так называемые «карманы». В этом случае наличие боковых разводок по высоте трубопровода обеспечивает возможность подачи огнетушащего вещества из соответствующих насадок для его распрыскивания в образовавшиеся «карманы».
Из вышеизложенного следует, что по сравнению с прототипом заявленное устройство для тушения горючих жидкостей в вертикальном резервуаре с плавающей крышей или понтоном при осуществлении просто в исполнении, имеет низкую вероятность разрушения противопожарного оборудования при пожаре, является устройством многоразового применения, ремонтопригодно. При этом по сравнению с прототипом заявленное устройство обеспечивает возможность тушения пожара подслойным способом, обеспечивает эффективное тушение пожара при образовании «карманов», обеспечивает возможность организации комбинированного тушения пожара: подслойным способом и путем подачи огнетушащего вещества сверху непосредственно на зеркало горючей жидкости при незаполненном резервуаре. В результате повышается эффективность пожаротушения.
Таким образом, заявленное устройство для тушения горючих жидкостей в вертикальном резервуаре с плавающей крышей или понтоном при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности пожаротушения за счет возможности осуществления подслойного пожаротушения, а также за счет уменьшения вероятности разрушения противопожарного оборудования при пожаре.
На фиг.1 изображено устройство для тушения горючих жидкостей в вертикальном резервуаре с плавающей крышей или понтоном (общий вид); на фиг.2 - вид 1-1 - горизонтальное сечение резервуара по понтону; на фиг.3 - вид А - вертикальное сечение вертикальной направляющей стойки под понтоном; на фиг.4 - вид 2-2 - горизонтальное сечение вертикальной направляющей стойки.
Устройство для тушения горючих жидкостей в вертикальном резервуаре с плавающей крышей или понтоном содержит вертикальный резервуар 1 с плавающей крышей или понтоном 2 (в примере выполнения - понтон). Плавающая крыша или понтон 2 фиксированы в резервуаре 1 посредством двух или более жестко закрепленных внутри резервуара 1 вертикальных направляющих стоек 3 с возможностью свободного возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости резервуара 1. Каждая направляющая стойка 3 представляет собой трубу, нижний конец которой герметично закреплен на дне резервуара 1, а верхний конец герметично закрыт заглушкой 4. Внутрь соответствующих направляющих стоек 3 герметично вмонтированы вертикальные трубопроводы 5 для подачи огнетушащего вещества, заканчивающиеся заглушками (не показано) и снабженные боковыми разводками 6 с насадками 7 для распрыскивания огнетушащего вещества. В вертикальных направляющих стойках 3 выполнены отверстия 8 напротив выходов насадок 7 для распрыскивания огнетушащего вещества. Боковые разводки 6 размещены под плавающей крышей или понтоном 2 по высоте трубопроводов 5 для подачи огнетушащего вещества. Первая разводка 6 при полностью заполненном резервуаре 1 размещена в непосредственной близости от нижней поверхности плавающей крыши или понтона 2. Пускозапорное устройство 9 подключено к вертикальным трубопроводам 5 для подачи огнетушащего вещества.
Верхние концы направляющих стоек 3 и свободное пространство в отверстиях 8 около боковых стенок насадок для распрыскивания огнетушащего вещества герметизированы.
Разводки 6 могут быть выполнены в разных вариантах: по три (см. фиг.3, 4), елочкой, равномерно по два и т.д. Вид варианта определяется размерами резервуара 1 и объемом горючей жидкости в резервуаре.
Расстояние между разводками 6 для каждого резервуара 1 выбирают таким образом, чтобы при опускании плавающей крыши или понтона 2 вблизи нижней поверхности понтона 2 всегда находилась разводка 6. Как показывает опыт, оптимальным является расстояние между разводками, несколько превышающее толщину понтона 2.
В качестве огнетушащего вещества может быть использован пенообразующий раствор. Пускозапорное устройство может быть выполнено в соответствии со схемой подачи пены, описанной в «Рекомендациях по использованию пенообразователей ПО-6A3F и «Меркуловский» (Москва, 2003 г.). В заявленном устройстве, аналогично указанной схеме, пускозапорное устройство 9 подключено к вертикальным трубопроводам 3 для подачи огнетушащего вещества. При этом места ввода пенопровода от пускозапорного устройства в вертикальные направляющие стойки 3 и в резервуар 1 герметизированы. Пускозапорное устройство 9, подключаемое к вертикальным трубопроводам 3 для подачи огнетушащего вещества, в соответствии с рекомендациями содержит (от стенки резервуара 1): пенопровод, задвижку, предохранительную мембрану, обратный клапан, шаровой кран, пенопровод, обвалование (если предусмотрено), высоконапорный пеногенератор, который подключают к пожарной технике.
В примере выполнения на стационарной крыше установлены дыхательный клапан 10, световой 11 и замерной 12 люки, вентиляционный патрубок 13.
Устройство собирают следующим образом. В резервуаре 1 жестко закрепляют направляющие вертикальные стойки 3 с предварительно вмонтированными в них вертикальными трубопроводами 5. Трубопроводы 5 в верхней части заглушены для возможности создания в них давления при подаче огнетушащего вещества. На направляющие вертикальные стойки 3 надевают плавающую крышу 2 (или понтон) с возможностью свободного возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости резервуара. Затем подсоединяют пускозапорное устройство.
Кроме того, резервуар может быть снабжен датчиками контроля уровня жидкости в резервуаре 1 (не показаны).
Устройство работает следующим образом. При возгорании горючей жидкости в резервуаре 1 включается пускозапорное устройство 9 и в вертикальные трубопроводы 5 под давлением поступает огнетушащее вещество, в примере выполнения - пенообразующее огнетушащее вещество. Открываются насадки 7 и огнетушащее вещество поступает вовнутрь горючей жидкости резервуара 1 и поднимается в виде пены внутри горючей жидкости к ее верхнему слою, образуя пленку. При этом работоспособность устройства пожаротушения при полностью заполненном резервуаре сохраняется даже в случае деформации плавающей крыши или понтона, их крена или затопления, так как положение первой боковой отводки не изменяется. Одновременно из других боковых разводок 6 пена из огнетушащего вещества поступает в образовавшиеся «карманы». Кроме того, огнетушащее вещество может поступать в нижние слои горючей жидкости, барботируя ее и тем самым предупреждая переход нагревания в нижние слои горючей жидкости.
При неполном заполнении резервуара 1 возможно организовать тушение пожара комбинированным способом: подслойным и путем подачи огнетушащего вещества на горящую поверхность сверху из разводок 6, находящихся над поверхностью горючей жидкости и ближайших к горящей поверхности.