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 для длительного хранения нефти и нефтепродуктов.
Известны установки подслойного пожаротушения в резервуарах, в общем случае включающие распределительные трубопроводы с пенными насадками, расположенными на распределительных трубопроводах, которые, в свою очередь закреплены к плавающей на поверхности горючего тарелке или пенными насадками, которые «жестко» размещены на распределительных трубопроводах на уровне 90-95% заполнения резервуаров (в верхней части резервуара).
Так, известна установка подслойного тушения для нефти и высоковязких нефтепродуктов, включающая пенопровод, оборудованный электромагнитным клапаном и задвижкой, соединенный с пеногенератором. Внутри резервуара пенопровод «жестко» соединен с опорной трубой, выведенной за днище резервуара, в которую герметично вставлена подвижная труба, закрепленная на плавающей тарелке и оборудованная разводкой с обратным клапаном и пенными насадками (патент РФ на полезную модель №99716).
Основными недостатками данного устройства являются:
1. Близкое расположение двух пенных насадков к центру резервуара, что приводит к неравномерному растеканию пены по поверхности горючего от центра к краю.
2. Наличие комплекта труб (опорная и выдвижная труба), которые могут потерять подвижность в результате эксплуатации, так как предполагается, длительное хранение нефтепродуктов.
3. Постоянное расположение пенных насадков в верхнем уровне заполнения резервуара нефтепродуктами, так как тарелка постоянно плавает по поверхности горючего и перемещается вертикально при изменении высоты хранения горючего, что приведет в процессе тушения при подаче пены к слабому перемешиванию «холодных» слоев горючего с прогретым гомотермическим слоем.
4. Необходимость изменения конструкции резервуара, за счет выведенной за днище опорной трубы.
Также известна установка подслойного тушения нефти и нефтепродуктов, в резервуарах содержащих воду, включающая пенопровод с задвижкой и пеногенератором. Внутри резервуара на пенопровод дополнительно установлен вертикально ориентированный комплект колен выдвижных труб различного диаметра, верхняя труба которого закреплена на плавающей по поверхности нефтепродукта тарелке и оборудована разводкой с обратным клапаном и пенными насадками (патент РФ на полезную модель №84544).
Основными недостатками данного устройства являются:
1. Близкое расположение двух пенных насадков к центру резервуара, что приводит к неравномерному растеканию пены по поверхности горючего от центра к краю.
2. Наличие комплекта колен выдвижных труб, которые могут потерять подвижность в процессе эксплуатации.
3. Постоянное расположение пенных насадков в верхнем уровне заполнения резервуара нефтепродуктами, так как тарелка постоянно плавает по поверхности горючего и перемещается вертикально при изменении высоты хранения горючего, что приведет в процессе тушения при подаче пены к слабому перемешиванию «холодных» слоев горючего с прогретым гомотермическим слоем.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является установка подслойного тушения резервуаров длительного хранения нефтепродуктов, включающая пенопровод, оборудованный задвижками, обратным клапаном, электромагнитным клапаном, снабженный устройством ручного открытия и закрытия, линией связи и пусковым устройством. Пенопровод внутри резервуара жестко связан с опорной стационарной трубой, которая соединена с крышей и днищем резервуара и оборудована разводкой с обратным клапаном и двумя пенными насадками, установленными в верхней части резервуара на высоте из расчета 90% его заполнения (патент РФ полезную модель №107947).
Основными недостатками данного устройства являются:
1. Близкое расположение двух пенных насадков к центру резервуара, что приводит к неравномерному растеканию пены по поверхности горючего от центра к краю.
2. Расположение пенных насадков на уровне 90% заполнения резервуара нефтепродуктами, что приводит к слабому перемешиванию «холодных» слоев горючего с прогретым гомотермическим слоем или полному отсутствию перемешивания нефтепродукта в случае заполнения резервуара ниже 90% уровня.
3. Наличие стационарной трубы жестко связанной с крышей резервуара, что приводит к изменению конструкции резервуара, наличию дополнительных сварных соединений и повреждению внутренней разводки пенопроводов при взрыве парогазовоздушной среды и срыве крыши резервуара или ее полному разрушению.
Одним из недостатков прототипа является верхнее расположение пенных насадков, в этом случае пена подается сразу в поверхностный слой нефтепродукта, так называемый «гомотермический» слой. В случае, если в резервуаре нефтепродукт находится ниже уровня 90% заполнения, пена будет подаваться на слой горящего продукта сверху, где будет подвергаться контактному разрушению от воздействия факела пламени.
Кроме того, расположение двух пенных насадков в горизонтальной плоскости вблизи центра зеркала резервуара также негативно сказывается на эксплуатационных качествах устройства, так как при таком расположении пена будет распределяться неравномерно по поверхности горючего и потоки пены достигнут центра зеркала резервуара раньше, чем его стенок, что потребует более длительной подачи пены для покрытия всего зеркала резервуара слоем пены определенной высоты. Также неравномерно будет изменяться и толщина слоя пены: в центральной части зеркала резервуара толщина пены будет увеличиваться быстрее, чем у стенок резервуара, и в случае образования «карманов» (при взрыве парогазовоздушной смеси горючего и деформации стенок резервуара) при ограниченном запасе пенообразователя или воды может привести к отсутствию протекания пены в образовавшиеся «карманы» и последующему повторного воспламенению паров горючего.
Задачей заявляемого технического решения является обеспечение возможности оперативного тушения пожара на объектах длительного хранения нефтепродуктов в резервуарах. 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, а также в обеспечении быстрого и равномерного растекания пены по всей поверхности горючего.
Поставленная задача решается тем, что в установке подслойного пожаротушения в резервуаре, включающей соединенные в технологической последовательности растворопровод, снабженный электрозадвижкой, пенопроводы, оборудованные высоконапорными пеногенераторами, обратными клапанами, разрывными мембранами, при этом пенопроводы внутри резервуара жестко соединены со стационарными опорными трубами, снабженными внутренней разводкой с пенными насадками, согласно техническому решению, пенные насадки расположены попарно в вертикальных плоскостях на высоте 2/3 уровня заполнения резервуара, при этом стационарные опорные трубы закреплены к стенкам резервуара. При этом пары пенных насадков расположены оппозитно друг другу относительно вертикальной плоскости, проходящей через центр резервуара, и перпендикулярной плоскости размещения стационарных опорных труб.
Снижение температуры в поверхностном слое достигается за счет расположения пенных насадков на заявленном уровне, а именно на уровне 2/3 высоты расположения горючего в резервуаре, что приводит к перемешиванию «холодных» и гомотермического слоя горючего и тем самым к снижению температуры в поверхностном слое.
Кроме того, равномерное расположение (попарно оппозитно) пенных насадков по площади зеркала резервуара также способствует более быстрому и равномерному растеканию пены по поверхности горючего.
Заявляемое устройство схематично иллюстрируется чертежами, на которых:
На фиг.1 - отображен вид сбоку установки, смонтированной в резервуаре;
На фиг.2 - отображен вид сверху установки, смонтированной в резервуаре;
На фиг.3 - схематично отображен разрез опорной стационарной трубы с внутренней разводкой и высоконапорными пеногенераторами.
На фиг.4 - схематично показан процесс увлечения нижних слоев горючего потоком всплывающей пены.
На фиг.5 - схематично показан процесс равномерного растекания пены по поверхности горючего.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - резервуар,
2 - растворопровод,
3 - высоконапорный пеногенератор,
4, 12 - обратный клапан,
5 - разрывная мембрана,
6, 13 - электрозадвижка,
7 - распределительный пенопровод,
8 - пенные насадки,
9 - элементы крепления внутренней разводки со стенками резервуара,
10 - стационарный вертикальный пенопровод,
11 - внутренние распределительные разводки пенопроводов.
Установка (фиг.1) включает растворопровод 2, расположенный за обвалованием резервуара 1 (или группы резервуаров), параллельно подключенный через электрозадвижку 16 к двум оппозитно расположенным ветвям комплектов подводящего оборудования. Конструкция электрозадвижек должна также обеспечивать их открывание механическим способом вручную. Каждый комплект содержит соединенные в технологической последовательности высоконапорный пеногенератор (ВПГ) 3, обратный клапан 4, пакет с разрывной мембраной 5, электрозадвижка 6, распределительный пенопровод 7, введенный внутрь резервуара. Внутри резервуара распределительный пенопровод 7 снабжен обратным клапаном 12. Внутренняя разводка распределительных пенопроводов с пенными насадками смонтирована на стационарных пенопроводах 10 внутри резервуара на уровне из расчета 2/3 заполнения резервуара и содержит по два пенных насадка 8 на каждом распределительном пенопроводе, а также элементы крепления внутренней разводки к стенкам резервуара 9.
Внутренние стационарные пенопроводы «жестко» прикреплены к корпусу резервуара для исключения их деформации при заполнении или опорожнении резервуара. Пенные насадки расположены попарно напротив друг друга таким образом, что через их окончания можно провести мнимую окружность радиусом равным половине радиуса резервуара.
Заявляемая установка работает следующим образом. При загорании нефтепродукта в резервуаре раствор пенообразователя от передвижной пожарной техники или стационарной пожарной насосной станции подают в подводящий растворопровод 2, при этом открывается электрозадвижка 16, установленная за обвалованием. В случае применения передвижной пожарной техники она устанавливается за пределами обвалования, что обеспечивает безопасность техники и личного состава.
Раствор пенообразователя автоматически (или оператором дистанционно) подается по растворопроводам внутри обвалования в высоконапорные пеногенераторы 3, в которых происходит образование пены. После ВПГ образовавшаяся пена проходит через обратные клапаны 4, разрывает пакеты предохранительных разрывных мембран 5 и через открывшиеся электрозадвижки 6 поступает через распределительные пенопроводы внутрь резервуара.
Пена по распределительным пенопроводам 7 поступает во внутренние распределительные разводки пенопроводов 11. После этого открываются обратные клапаны 12 на внутренних распределительных разводках и пена через пенные насадки 8 поступает в слой нефтепродукта. За счет меньшей плотности пена, проходя через слой горючего, увлекает за собой непрогретый «холодный» слой нефтепродукта, в результате происходит перемешивание слоев и уменьшение температуры поверхностного слоя нефтепродукта (фиг.4). Пена выходит на поверхность горящего нефтепродукта, равномерно растекаясь по всему зеркалу резервуара. В результате образования слоя пены и прекращения доступа кислорода воздуха в зону горения пожар прекращается.
Применение предлагаемой установки позволит тушить пожары при ограниченном запасе огнетушащих средств за счет исключения «холостого» использования растекаемой по поверхности горючего пены. Этот эффект достигается равномерным расположением четырех пенных насадков в горизонтальной плоскости резервуара. Для прекращения горения необходимо, чтобы вся плоскость зеркала резервуара была покрыта изолирующим слоем пены определенной толщины. При асимметричном расположении пенных насадков (см. прототип) близко к центру или к стенкам резервуара необходимый изолирующий слой пены в центре зеркала резервуара или у стенок резервуара образуется раньше, прекращая доступ паров горючего в зону горения. При дальнейшем покрытии оставшейся части зеркала резервуара участки уже покрытые пеной, на которых прекращен доступ паров горючего в зону горения, будут получать пену «в холостую», что приведет к перерасходу пенообразователя и воды, и как следствие увеличение времени тушения пожара.