Способ автоматической защиты взрывоопасных объектов конверсионными наноаэрозольными системами

0704-5В статье проанализированы проблемы автоматической защиты крупных компрессорных и насосных станций углеводородного сырья от быстроразвивающихся объемных пожаров. Предложен способ тушения путем ускоренного (за 15…20 сек.) заполнения всего объема огнетушащим холодным аэрозолем или его смесью с порошком, получаемых по высоконадежным технологиям конверсии твердых ракетных топлив. Проведены оценочные расчеты для компрессорной станции объемом 10000 м3. Приведены примеры использования способа на газоперерабатывающем заводе и газокомпрессорной станции.

С. СЕРЕБРЕННИКОВ, д.т.н., профессор Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), директор ОКБ «Темп» ПНИПУ, г. Пермь
К. ПРОХОРЕНКО, коммерческий директор ООО «ИВЦ Техномаш», г. Пермь
С. ЧЕРНОВ, аспирант ПНИПУ, г. Пермь
М. ГРУБИЯН, соискатель ПНИПУ, г. Пермь

Основную пожарную опасность для газокомпрессорных и нефтенасосных станций (ГКС и ННС) представляют аварии, связанные с разгерметизацией газо-нефтепроводов

или технологических маслосистем под высоким давлением. Причин таких аварий может быть несколько, но главную опасность представляет механическое разрушение лопаток газотурбинного двигателя, компрессора или подшипников насосов ННС. В этом случае высоконапорные продуктопроводы могут быть повреждены в нескольких местах и образоваться, соответственно, несколько газовых или нефтераспыленных факелов. Основную опасность представляют высоконапорные струи горящих углеводородов, направленные в верхние объемы ГКС и ННС. Такие объемные пожары в считанные минуты могут обрушить кровлю, уничтожить станцию целиком и создать аварийную ситуацию для соседних объектов.

Традиционно для борьбы с объемными пожарами применяют газовые системы; в основном с использованием хладонов

и диоксида углерода, а также стремятся уменьшить время технологической отсечки аварийных трубопроводов. Эти меры

дают некоторый эффект на небольших по объему станциях (до 2000…3000 м3). Более крупные объекты спасти от быстроразвивающихся пожаров в верхних объемах ГКС и ННС газовые системы не в состоянии по ряду причин:

• хладоны и углекислота относятся к тяжелым газам (в 2…4 раза тяжелее воздуха), поэтому заполнение до пожаротуша-

щей концентрации начинается с нижних объемов помещений;

• время подачи газов по длинным разветвленным газоводам с учетом большой плотности и требуемой значительной массы газа для заполнения большого объема станций может достигать нескольких минут, а в верхних объемах до 10…15 минут;

• струйная подача газов, например, через многочисленные форсунки потолочного расположения сразу по всему объему

станции быстрого эффекта не дает, т.к. механизм тушения факелов газовыми установками основан на вытеснении кислорода воздуха в зоне горения и создании вокруг нее концентрации хладонов не менее 300 мг/м3, а углекислоты не менее 600 г/м3.

По этой причине защитить в начале аварии верхние объемы станции от разрушительных высоконапорных и высокотемпературных факелов тяжелыми газами, без заполнения ими всего объема, невозможно. Для примера, полная защита ГКС объемом 10000 м3 потребует 6…7 тонн углекислоты и времени 10…15 минут.

Учитывая то, что газовые системы из-за своей инерционности, низкой надежности, дороговизны и сложности обслуживания (особенно модулей жидкой углекислоты) практически не рассматриваются при проектировании

ГКС и ННС объемом свыше 5000 м3 (в лучшем случае для локального тушения [1]), реальным остается традиционный путь – с помощью порошковых систем. Но в традиционном варианте – с вытеснительными баллонами СО2 и

длинной трубной разводкой по всему объему крупных объектов эти системы модулями ОПАН-100 и аэрозольными генераторами АГАТ-2А становятся еще более инерционными чем газовые. К тому же они не защищают верхние объемы помещений, т.к. тяжелый и переохлажденный после дросселирования диоксид углерода стремится вниз, отделяется от порошка и не создает однородной газо-порошковой пожаротушащей среды нужной концентрации в верхних объемах. Такие системы также неудобны при эксплуатации, т.к. требуют постоянного сложного обслуживания вытеснительных баллонов СО2 (демонтаж раз в шесть месяцев, взвешивание, дозаправка, повторная сборка, настройка, проверки Котлонадзором, т.к. баллоны находятся под постоянным давлением до 150 кг/см2).

Решить проблему защиты крупных объектов ГАЗПРОМА и нефтетранспортных компаний вполне могут разработки конверсионных предприятий ВПК России, которые в середине 1990-х годов создали целую гамму быстродействующих, высокопроизводительных аэрозольных и аэрозольно-порошковых противопожарных систем [2, 3, 11].

Среди них выделяются твердотопливные генераторы холодного огнегнетушащего аэрозоля АГАТ-2А и аэрозольно-

порошковые модули ОПАН-100 с вытеснительной твердотопливной системой во взрывозащищенном исполнении

[4, 5], разрешенные с 1998 г. РОСТЕХНАДЗОРОМ к применению на взрывоопасных и особо ответственных объектах

нефтегазовой, химической и атомной промышленности. Их конструкция позволяла размещать установки внутри взрывопожароопасных объектов и без трубной разводки за 15…20 сек. полностью заполнять, начиная с верхних объемов, практически любое по объему помещение газообразным аэрозолем или аэрозольно-порошковой смесью, имеющих низкую плотность (легче воздуха) и эффективную объемную пожаротушащую концентрацию в 6…10 раз меньше, чем у хладонов и СО2. Благодаря этому, установки АГАТ-2А и ОПАН-100 позволяли до 10 раз уменьшить массу огнетушащего вещества, необходимого для заполнения и надежного тушения быстроразвивающихся пожаров во всем объеме помещения, сократить в десятки раз время начала и весь процесс тушения, а также надежно защитить верхние объемы помещений от высокой температуры объемных пожаров. Они нашли широкое применение практически во всех отраслях промышленности РФ и экспортируются в десятки зарубежных стран, например, для защиты газокомпрессорных станций в Казахстане, АЭС Кудан-Кулам» (Индия), АЭС «Бушер» (Иран) и др. [2, 6, 8].

По мнению разработчиков, особенно эффективно применение генераторов АГАТ-2А и ОПАН-100 для защиты крупных

газо- и нефтеперекачивающих станций объемом более 5000 м3 от быстроразвивающихся объемных пожаров, вызванных высоконапорными газовыми или нефтераспыленными факелами. Расчеты, проведенные согласно методикам [7] показали, что, например, для защиты ГКС объемом 10000 м3 необходимо 600 кг аэрозоля генераторов АГАТ-2А-180 [4].

Литература

 

1. Копылов Н. П. Применение автоматических углекислотных установок низкого давления – перспективное направление в противопожарной защите больших объемов производственных помещений // Каталог Пожарная автоматика. – 2009. – С.

58 – 64.

2. Аликин В. Н., Кузьмицкий Г. Э., Степанов А. Е. Автономные системы аэрозольного пожаротушения на твердом топливе. – Пермь: Перм. научн. центр УрО РАН, 1998. – 148 с.

3. Серебренников С. Ю. Аварийные системы с газогенераторами и двигателями на твердом топливе (Теория и эксперимент). – Екатеринбург: УрО РАН, 2002. – 286 с.

4. ТУ АГАТ 4854-001-02070464-94 с изм. 7.

5. ТУ ОПАН 4854-002-02070464-97 с изм. 10.

6. Серебренников С. Ю., Рязанцев В. А., Прохоренко К. В. Успехи аэрозольного пожаротушения // Пожаровзрывобезопасность. – 2004. – № 5. – С. 42 – 46.

7. Свод правил. СП.5. 13130.2009. ФГУ ВНИИПО. МЧС России, Москва. 2009г.

8. Прохоренко К. В. Противопожарная защита помещений компрессорных установок

модулями порошкового пожаротушения МПП-100 (ОПАН-100) // Пожарная без-

опасность в строительстве: Приложение к журналу Пожаровзрывобезопасность.

– апрель 2008. – С. 43 – 45.

9. Патент № RU 2244579 С1, МПК А 62 С 3/00, 35/00. Способ пожаротушения и система пожаротушения для осуществления способа / С. Ю. Серебренников, В. А.

Рязанцев, К. В. Прохоренко, 2005.

10. Серебренников С. Ю. Оптимизация временных характеристик автоматических установок аэрозольно-порошкового пожаротушения в стендовых и объектовых условиях // Пожарная безопасность в строительстве: Приложение к журналу По

жаровзрывобезопасность. – февраль 2007. – С. 29 – 31.

11. Агафонов В. В., Копылов Н. П. Установки аэрозольного пожаротушения – М.: ВНИИПО, 1999. – 232 с.

«Сфера Нефтегаз» № 1 2012

Промышленная безопасность

news270420-1

Президентом России подписан Федеральный закон «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам допуска в эксплуатацию энергоустановок»

Президентом Российской Федерации подписан Федеральный закон от 24 апреля 2020 г. № 141-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам допуска в эксплуатацию энергоустановок». Проект Федерального закона был разработан Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору. Федеральным законом вносятся изменения в федеральные законы «Об электроэнергетике» и «О теплоснабжении», регламентирующие вопросы получения разрешений на допуск в эксплуатацию…

Государственный надзор

news210318-5

О здоровье округа: экологическом, трудовом, финансовом

«Из года в год по результатам опросов предпринимателей проблема наличия административных барьеров остается в тройке «лидеров», – подтвердил полномочный представитель Президента РФ в Южном федеральном округе (ЮФО) Владимир УСТИНОВ. – Владимир Васильевич, 2017-й запомнился как Год экологии в России. Приведите примеры успешного выполнения экологических программ, заявленных предприятиями ЮФО в рамках плана мероприятий этого экологического проекта. – В рамках Года экологии Минприродой и Росприроднадзором заключены…

Охрана труда, аттестация специалистов, персонал

news040419-3

Травматизм снижается, но проблемы остаются

По данным Росстата и Министерства труда, производственный травматизм снизился более чем в два раза за последние 10 лет, в 2018-м положительная динамика сохранилась. Вместе с тем эксперты отмечают, что, несмотря на улучшения, остались нерешенные проблемы. Что чаще всего становится причиной несчастных случаев на производстве и какие современные инструменты могут изменить ситуацию? По данным Росстата, численность пострадавших в результате несчастных случаев (НС) в 2017 году уменьшилась в 1,4 раза по сравнению с…

Энергетика

news170520-1

Президент России утвердил новую Доктрину энергетической безопасности страны

Указом Президента Российской Федерации от 13 мая 2019 г. № 216 утверждена новая Доктрина энергетической безопасности Российской Федерации – документ стратегического планирования в сфере национальной безопасности Российской Федерации. Доктрина разработана Минэнерго России совместно с другими заинтересованными федеральными органами исполнительной власти и организациями ТЭК во исполнение поручения Президента Российской Федерации. В новой Доктрине с учетом произошедших изменений в международной обстановке и…

Экология

news181219-2

Госдума запретила сжигать непереработанный мусор

Закон также уточняет вопросы платы за негативное воздействие на окружающую среду Госдума приняла закон, расширяющий понятие "утилизация отходов", он подразумевает плату за негативное воздействие на окружающую среду, а также запрещает сжигать отходы до извлечения из них полезных свойств. Документ вступит в силу с 1 января 2020 года. "Третье чтение прошел документ, совершенствующий законодательство в сфере охраны окружающей среды. Он, в частности, запрещает сжигание отходов без предварительной переработки и…

Саморегулирование

Компенсационные фонды – и ныне там

Саморегулирование в строительной отрасли существует уже более двух лет, однако, многие вопросы, связанные с одним из базовых механизмов саморегулирования – компенсационными фондами – до сих пор остаются нерешенными. Компенсационный фонд саморегулируемой организации воплощает собой основную идею саморегулирования – коллективную ответственность членов саморегулируемых объединений за результаты их работы. Порядок формирования, размещения и осуществления выплат из компенсационных фондов СРО в строительной отрасли…