УСТАНОВКА ПОДСЛОЙНОГО ТУШЕНИЯ ДЛЯ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Предлагаемая 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.
Предлагаемая полезная модель наиболее применима при тушении нефтепродуктов на базах государственного резерва и складах горючего при длительном хранении горюче-смазочных материалов с нормой загрузки резервуаров 90-95%. Хранение нефтепродуктов в резервуарах с нормой загрузки 90-95% приводит к значительному снижению естественных потерь горюче-смазочных материалов от испарения, а также к повышению эффективности использования резервуарного парка [1].
Известен вертикальный цилиндрический стальной резервуар для нефтепродуктов [2]. Данный резервуар имеет днище, стенку и стационарную крышу. Для приема и выдачи нефтепродуктов у резервуаров данного типа имеются приемо-раздаточные патрубки. С внешней стороны к ним присоединяются задвижки. С целью обеспечения «малых и больших дыханий» резервуара имеется дыхательный клапан. На крыше резервуара устанавливается замерной люк, который служит для замера уровня и отбора проб нефтепродуктов.
3
3
С целью предохранения резервуара от вспышки или взрыва при наличии огня под дыхательным клапаном устанавливается огневой предохранитель. Также на резервуаре имеются приборы контроля и сигнализации (уровнемеры, пробоотборники, сигнализаторы уровня, противопожарные приборы) и другое оборудование (люк-лаз, вентиляционные патрубки, предохранительные клапаны). В соответствии с требованиями наземные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов объемом 5000 м и более оборудуются системами автоматического пожаротушения. На складах третьей категории при наличии не более двух наземных резервуаров объемом 5000 м допускается тушение этих резервуаров передвижной пожарной техникой при условии оборудования резервуаров стационарно установленными генераторами пены (пенокамерами) и специальными трубопроводами, выведенными за обвалование [3]. Тушение пожаров может производиться двумя способами:
1. Подача пены средней кратности сверху резервуара на слой горящего нефтепродукта.
2. Подача пены низкой кратности под слой нефтепродукта.
Установки тушения пожаров пены средней кратности сверху резервуара на слой нефтепродукта в большинстве случаев не обеспечивают тушение пожаров в начальной стадии из-за повреждения узлов ввода пены от первичного взрыва.
3
3
Также известен вертикальный стальной резервуар для нефти и нефтепродуктов объемом 5000 м, оборудованный установкой подслойного тушения [1,2]. 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.
Близким по технической сущности предполагаемой полезной модели является установка для послойного тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах, содержащих воду [4].
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 труб при выдвижении комплект оснащается держателями, а для предотвращения попадания нефтепродукта в трубы на разводке устанавливается обратный клапан. Установка оборудуются на вертикальный стальной резервуар, включающий внутренние секционные подогреватели.
Полезная модель 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 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. Отсутствие устройства открытия ближайшей к резервуару задвижки в случае невозможности ее открытия оператором из-за высокой температуры.
Наиболее близким по технической сущности предполагаемой полезной модели является установка подслойного тушения для нефти и высоковязких нефтепродуктов [5].
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.
Полезная модель работает следующим образом. Через приемный патрубок, трубопровод и соответствующую задвижку нефтепродукт поступает в резервуар. В резервуаре образуется слой 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 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 плавающей тарелки, держателей и уплотнительных колец, которые могут потерять работоспособность в результате эксплуатации.
Предлагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности тушения пожаров в вертикальных стальных резервуарах, предназначенных для длительного хранения нефтепродуктов.
Решение указанной задачи достигается тем, что пенопровод, дополнительно оборудованный электромагнитным клапаном и задвижкой, внутри резервуара жестко связывается с опорной стационарной трубой, которая соединена с крышей и днищем резервуара и оборудована разводкой с обратным клапаном и пенными насадками, установленными на высоте, равной 90% от вместимости резервуара.
При этом установка послойного тушения для нефти и высоковязких нефтепродуктов конструктивно изменяется по следующему оборудованию:
1. Комплект труб (опорная и выдвижная труба) заменяется на одну опорную стационарную трубу, которая приваривается к днищу и крыше резервуара. При этом опорная труба не выходит за пределы днища резервуара.
2. Из установки исключаются плавающая тарелка, держатели и уплотнительные кольца.
Необходимо отметить, что разводка стационарной трубы с пенными насадками находится вверху резервуара на высоте из расчета его 90% заполнения, поэтому при заполнении резервуара нефтепродуктом на 90-95% его вместимости пенные насадки всегда находятся в верхнем слое горюче-смазочного материала, что позволяет подавать пенную струю в кратчайшие сроки в верхний уровень нефтепродукта. При этом пена не будет контактировать с основным слоем горючего, а участок прохождения нефтепродукта сведется к минимальному слою высотой 10-15 сантиметров.
Замена комплекта труб (опорная и выдвижная труба) на одну опорную стационарную трубу позволяет исключить из установки плавающую тарелку, держатели и уплотнительные кольца, что значительно упрощает работу установки и повышает степень защиты от попадания нефтепродукта в трубу через уплотнительные кольца.
Замена комплекта труб (опорная и выдвижная труба) на одну опорную стационарную трубу меньшей длины позволяет не производить реконструкцию днища резервуара, что повышает прочность днища резервуара и надежность работы установки.
Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как повышается эффективность тушения нефтепродуктов в РВС большой вместимости, сводятся к минимуму потери качества горюче-смазочных материалов, упрощается эксплуатация, а также повышается надежность работы установки.
Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг.1, фиг.2, фиг.3), на которых изображены: резервуар в разрезе в исходном и рабочем положении, а также разрез опорной трубы с разводкой и пенокамерой.
На фиг.1,2 изображен резервуар 1, имеющий приемный патрубок 2 и трубопровод 3, задвижку 4, дыхательный клапан 5, световой и замерной люки 6,7, вентиляционный патрубок 8, люк-лаз 9, пенопровод 10, оборудованный задвижками 11, обратным клапаном 12, электромагнитным клапаном 13, с устройством ручного открытия и закрытия 14, линией связи 15 и пусковым устройством 16, а также пеногенератором 17.
Пенопровод жестко связан с опорной стационарной трубой 18, которая приварена к крыше и днищу резервуара. Стационарная труба оборудуется разводкой 19 и пенными насадками 20. Для предотвращения попадания нефтепродукта в трубы на разводке устанавливаются обратные клапана 21.
Полезная модель работает следующим образом. Через приемный патрубок 2, трубопровод 3 и соответствующую задвижку 4 нефтепродукт поступает в резервуар. В резервуаре образуется слой нефтепродукта 22. При возгорании горючего раствор пенообразователя с помощью стационарного источника, или подвижной автоцистерны подается в резервуар. При этом открываются задвижки 11, обратный клапан 12, электромагнитный клапан 13 пенопровода 10. Раствор пенообразователя проходит пеногенератор 17 и поступает в стационарную трубу 18 и разводку 19. После этого открывается обратный клапан 21 и пенная струя через пенные насадки 20 поступает в верхний слой нефтепродукта 22. Затем за счет меньший плотности пенная струя выходит на поверхность горюче-смазочного материала и образует слой пены 23 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 16. После тушения пожара и проведения профилактических работ пенопровод не потребует ремонта связанного с заменой мембраны.
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 израсходованного пенообразователя, а также приводить в работу установку подслойного тушения в любых условиях обстановки связанных как с высокими температурами, так с задымлением и выбросами нефтепродукта.
В случае неполного заполнения резервуара горюче-смазочным материалом тушение пожара будет производиться методом подачи пены средней кратности сверху резервуара на слой горящего нефтепродукта.
Литература:
1. В.Н.Зайченко. Эксплуатация военных складов и баз горючего. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2004-420 с.
2. Л.А.Мацкин и др. Эксплуатация нефтебаз. М.: НЕДРА, 1975 -392 с.
3. Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резерву арных парках. - М. ГУГПС, 1999.
4. Матвеев Ю.А., Бабич Н.А., Вашарин И.А., Сергеева А.И., Борисова М.А. Патент на полезную модель №84544. Установка подслойного тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах, содержащих воду. М.: ФИПС.10.07. 2009 г.
5. Матвеев Ю.А., Аноприенко С.М., Сергеева А.И., Бабич Н.А. Патент на полезную модель №99716. Установка подслойного тушения для нефти и высоковязких нефтепродуктов. М.: ФИПС. 27.11. 2010 г.
6. В.Г. Коваленко Экологическая безопасность в системах нефтепродуктообеспечения и автомобильного транспорта. М.: ЛитНефтеГаз, 2004.-С. 14-23.