УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЛОЙНОГО ТУШЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ

Полезная модель относится к средствам тушения нефтепродуктов и может быть применена в нефтяной промышленности для тушения пожаров нефтепродуктов в вертикальных стальных резервуарах (РВС) большой вместимости.
Предполагаемая полезная модель наиболее применима при тушении нефтепродуктов на нефтебазах и складах горючего.
3
Известен вертикальный стальной резервуар для нефти и нефтепродуктов объемом 5000 м, оборудованный установкой подслойного тушения [Шароварников А.Ф., Молчанов В.П., Воевода С.С., Шароварников C.А. «Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов»: второе издание, Пожарная наука, 2007 год].
3
Установка подслойного тушения резервуаров содержит пенопровод с разводкой, задвижки, пеногенератор, предохранительную мембрану, обратный клапан. Подслойный способ тушения связан с применением специальных типов пенообразователей, которые образуют пену, мало смешиваясь с нефтью и нефтепродуктами, и формируют водные пленки, которые самопроизвольно растекаются на поверхности горючего. Пенная струя, попадая в нефтепродукт, за счет меньшей плотности всплывает на горящую поверхность. При этом время подъема пены зависит от высоты уровня нефти и нефтепродукта. Высота резервуара вместимостью 5000 м в зависимости от диаметра составляет от 12 до 15 метров.
Недостатками установки подслойного тушения нефтепродуктов в резервуарах являются:
1. Ухудшение качества нефтепродуктов при прохождении через их слой пенной струи.
2. Наличие определенного временного периода подъема пены на поверхность нефтепродукта, который приводит к увеличению площади пожара и возрастанию материального ущерба.
Известна установка для послойного тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах, содержащих воду [Матвеев Ю.А. и др. Патент на полезную модель №84544. Установка подслойного тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах, содержащих воду. М.: ФИПС. 10.07. 2009 года].
Установка включает пенопровод, оборудованный задвижками, обратным клапаном, предохранительной мембраной и пеногенератором.
На конец пенопровода вертикально устанавливаются комплект телескопических выдвижных труб различного диаметра, закрепленный на плавающей тарелке. Верхняя труба комплекта оборудуется разводкой и пенными насадками. С целью фиксации и герметичности труб при выдвижении комплект оснащается держателями и уплотнительными кольцами, а для предотвращения попадания нефтепродукта в трубы на разводке устанавливается обратный клапан. Установка оборудуются на вертикальный стальной резервуар, включающий внутренние секционные подогреватели.
Установка работает следующим образом. Через приемный патрубок, трубопровод и соответствующую задвижку нефть поступает в резервуар. При помощи внутренних подогревателей в РВС подается горячий пар. В резервуаре образуется слой воды и слой нефти. При возгорании нефти или нефтепродукта раствор пенообразователя с помощью стационарного источника, или подвижной автоцистерны подается в резервуар. При этом открываются задвижки, обратный клапан пенопровода, срабатывает под давлением мембрана. Раствор пенообразователя проходит пеногенератор и поступает в комплект выдвижных труб и разводку. После этого открывается обратный клапан, и пенная струя через пенные насадки поступает в верхний слой нефти (нефтепродукта). Затем за счет меньший плотности пенная струя выходит на поверхность нефти (нефтепродукта) и образует слой пены. В результате образования слоя пены и прекращения доступа кислорода воздуха пожар прекращается.
Недостатками установки для послойного тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах, содержащих воду, являются:
1. Большое количество телескопических труб, которые могут потерять подвижность в процессе эксплуатации.
2. Наличие предохранительной мембраны, которая может потерять свои свойства в процессе эксплуатации и требует замены после тушения или проведения испытания установки.
3. Возможность попадания нефти (нефтепродукта) в телескопические трубы через уплотнительные кольца между трубами.
4. Сложность ремонта установки.
Также известна установка подслойного тушения для нефти и высоковязких нефтепродуктов [Матвеев Ю.А. и др. Патент на полезную модель №99716. Установка подслойного тушения для нефти и высоковязких нефтепродуктов. М.: ФИПС. 27.11.2010 года].
Установка включает пенопровод, оборудованный задвижками, обратным клапаном, электромагнитным клапаном с пусковым устройством и пеногенератором.
На конец пенопровода вертикально устанавливаются опорная труба, выведенная вниз за днище резервуара, в которую герметично вставлена подвижная труба, закрепленная на плавающей тарелке и оборудованная разводкой и пенными насадками. С целью фиксации и герметичности при выдвижении трубы оснащаются держателями и уплотнительными кольцами, а для предотвращения попадания нефтепродукта в трубы на разводке устанавливается обратный клапан.
Установка подслойного тушения для нефти и высоковязких нефтепродуктов работает следующим образом. Через приемный патрубок, трубопровод и соответствующую задвижку нефть или нефтепродукт поступает в резервуар. В резервуаре образуется слой нефти (нефтепродукта). При возгорании горюче-смазочного материала раствор пенообразователя с помощью стационарного источника, или подвижной автоцистерны подается в резервуар. При этом открываются задвижки, обратный клапан, электромагнитный клапан пенопровода. Раствор пенообразователя проходит пеногенератор и поступает в подвижную трубу и разводку. После этого открывается обратный клапан, и пенная струя через пенные насадки поступает в верхний слой нефти (нефтепродукта). Затем за счет меньший плотности пенная струя выходит на поверхность горюче-смазочного материала и образует слой пены на поверхности горящего нефтепродукта. В результате образования слоя пены и прекращения доступа кислорода воздуха пожар прекращается.
В случае высокой температуры, задымления и невозможности работы оператора около резервуара электромагнитный клапан открывается с помощью электродвигателя. Для этого оператор включает пусковое устройство. После тушения пожара и проведения профилактических работ пенопровод не потребует ремонта связанного с заменой мембраны.
Недостатками установки послойного тушения для нефти и высоковязких нефтепродуктов являются:
1. Наличие двух выдвижных труб, которые могут потерять подвижность в процессе эксплуатации.
2. Выход нижней трубы за пределы днища резервуара, что приводит к изменению конструкции днища и дополнительным сварным соединениям.
3. Наличие держателей и уплотнительных колец, которые могут потерять работоспособность и герметичность в результате эксплуатации.
4. Сложность ремонта установки.
Наиболее близким по технической сущности предполагаемой полезной модели является установка подслойного тушения нефтепродуктов с плавающей тарелкой, перемещающейся вертикально по опорной трубе. [Матвеев Ю.А. и др. Патент на полезную модель №120696. Установка подслойного тушения нефтепродуктов с плавающей тарелкой, перемещающейся вертикально по опорной трубе М.: ФИПС. 27.09.2012 года].
Резервуар, имеющий приемный патрубок и трубопровод, задвижку, пенопровод, оборудованный задвижками, обратным клапаном, электромагнитным клапаном, с устройством ручного открытия и закрытия, линией связи и пусковым устройством, а также пеногенератором.
Пенопровод жестко связывается металлическим гибким рукавом с трубопроводом разводки с обратными клапанами и пенными насадками. Разводка соединена с плавающей тарелкой, которая насаживается за счет внутреннего отверстия на опорную стационарную трубу, соединенную с крышей и днищем резервуара. Обратные клапана предназначены для предотвращения попадания нефтепродукта в разводку, гибкий металлический рукав и пенопровод.
Плавающая тарелка вертикально перемещается в верхнем слое горючего по трубе за счет изменения количества нефтепродукта в резервуаре.
С целью упрочения конструкции резервуара опорная труба жестко связывается фермами с боковыми стенками резервуара.
Полезная модель работает следующим образом. При возгорании горючего раствор пенообразователя с помощью стационарного источника, или подвижной автоцистерны подается в резервуар. Раствор пенообразователя проходит пеногенератор и поступает в металлический гибкий рукав, трубопровод и разводку. После этого открываются обратные клапаны и пенная струя через пенные насадки поступает в верхний слой нефтепродукта. Затем за счет меньший плотности пенная струя выходит на поверхность горюче-смазочного материала и образует слой пены выше уровня горящего нефтепродукта. В результате образования слоя пены и прекращения доступа кислорода воздуха пожар прекращается.
Недостатками установки подслойного тушения нефтепродуктов с плавающей тарелкой, перемещающейся вертикально по опорной трубе являются:
1. Неравномерное растекание пены по поверхности нефтепродукта.
2. Слабое перемешивание холодных слоев нефтепродукта с высокотемпературным верхним слоем.
3. Большое количество обратных клапанов.
Предполагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности тушения пожаров в вертикальных стальных резервуарах, предназначенных для приема, хранения и выдачи нефтепродуктов.
Решение указанной задачи достигается тем, что пенные насадки расположены на разводке параллельно плавающей тарелки попарно с разворотом на 180° по концентрической окружности, с равным удалением от центра и стенок горизонтального сечения резервуара, а также тем, что устройство оборудовано только одним обратным клапаном, который расположен в трубопроводе разводки.
Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как повышается эффективность тушения нефтепродуктов в РВС большой вместимости, уменьшается количество обратных клапанов, улучшается охлаждение высокотемпературного верхнего слоя, а также снижается расход пены на тушение пожара.
Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), на которых изображены: устройство в разрезе в исходном и рабочем положении, разрез вида сверху резервуара по линии плавающей тарелки, а также разрез трубопроводной разводки с обратным клапаном и пенными насадками.
В предполагаемой модели резервуар 1 имеет приемный патрубок 2, трубопровод для нефтепродукта 3, задвижку 4 и пенопровод 5. Пенопровод 5 жестко связывается металлическим гибким рукавом 6 с трубопроводом 7 разводки 8. Трубопровод 7 разводки 8 оборудован обратным клапаном 9. Разводка оснащена восьмью пенными насадками 10.
Разводка 8 соединена с плавающей тарелкой 11, которая насаживается на опорную стационарную трубу, соединенную с крышей и днищем резервуара. Обратный клапан предназначен для предотвращения попадания нефтепродукта в трубопровод разводки, гибкий металлический рукав и пенопровод. Плавающая тарелка вертикально перемещается в верхнем слое нефтепродукта (горючего) 12.
Необходимо отметить, что пенные насадки расположены попарно с разворотом на 180° градусов и параллельно по отношению к плавающей тарелке и верхнему слою нефтепродукта. Такое расположение пенных насадок позволяет улучшить охлаждение и перемешивание «холодными» слоями горючего верхнего прогретого слоя нефтепродукта. Также пенные насадки расположены равноудаленно от центра и стенок горизонтального сечения резервуара по концентрической окружности с центром на оси РВС. Это позволяет снизить расход пены за счет более раннего образования необходимого изолирующего слоя огнетушащего вещества.
Полезная модель работает следующим образом. Через приемный патрубок 2, трубопровод для нефтепродукта 3 и соответствующую задвижку 4 горючее поступает в резервуар. В резервуаре образуется слой нефтепродукта 12. При возгорании горючего пена 13 подается в резервуар. Огнетушащее вещество поступает в металлический гибкий рукав 6, трубопровод 7 и разводку 8. При этом открывается обратный клапан 9, и пена 13 через пенные насадки 10 поступает в верхний слой горящего нефтепродукта 12, который имеет повышенную температуру.
За счет меньшей плотности пена, проходя через слой горючего, увлекает за собой непрогретый слой нефтепродукта, в результате происходит перемешивание слоев и уменьшение температуры поверхностного слоя горючего. Пена выходит на поверхность горящего нефтепродукта, равномерно растекаясь по всему верхнему уровню горючего в резервуаре. В результате образования слоя пены и прекращения доступа кислорода воздуха в зону горения пожар прекращается. Необходимо отметить, что предложенная полезная модель является надежной в эксплуатации и позволяет в более короткие сроки потушить пожар, свести к минимуму, как потери качества нефтепродукта, так и количество сгоревшего горючего, а также снизить расход огнетушащих средств.