Пожары на объектах добычи и хранения жидкого и газообразного топлива

Цель лекции
Изучить общие закономерности развития открытых пожаров, особенности пожаров на газовых, газонефтяных и нефтяных фонтанах, особенности пожаров в резервуарах с горючими жидкостями.

Учебные вопросы
Особенности открытых пожаров
Пожары газовых, газонефтяных и нефтяных фонтанов
Пожары в резервуарах с горючими жидкостями

Рекомендуемая литература
Основная
Марков В.Ф., Маскаева Л.Н., Миронов М.П., Паздникова С.Н. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: Учебное пособие для курсантов, студентов и слушателей образовательных учреждений МЧС России/ под ред.В.Ф. Маркова. Екатеринбург: УрО РАН. 2009. 274 с.
Теребнев В.В., Артемьев Н.С., Подгрушный А.В., Тараканов Д.В. Пожаротушение на объектах добычи, переработки и хранения горючих жидкостей и газов. – Екатеринбург: «Издательство «Калан», 2009. – 244 с.
Дополнительная
Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов: Пособие / Безродный И.Ф., Гилетич А.Н., Меркулов В.А. и др. – М.: ВНИИПО, 1996.- 216 с.
Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. – М.: ГУГПС-ВНИИПО-МИПБ, 1999. – 80 с.
Обеспечение пожарной безопасности предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности: Рекомендации. – М.: ВНИИПО, 2004. – 158 с.

ОТКРЫТЫЕ ПОЖАРЫ

УЧЕБНЫЙ ВОПРОС №1
Особенности открытых пожаров

Особенность открытых пожаров

За температуру открытого пожара принимают температуру пламени
для ГГ составляет 1200−1350°С
для ГЖ составляет 1100−1300°С
для ТГМ органического происхождения − 1100−1250°С
Распределение выделяющегося тепла
40-50 % - излучение и конвекция
60-50% - нагрев продуктов сгорания
ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ

На открытых пожарах скорость распространения пламени и интенсивность газообмена очень сильно зависят от метеорологических условий и особенно от скорости и направления ветра.
В связи с выраженной направленностью газовоздушных потоков зона задымления,
за исключением торфяных пожаров,
относительно невелика, что не создает дополнительных трудностей при тушении.
ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ

ХАРАКТЕРНЫЕ СТАДИИ ОТКРЫТОГО ПОЖАРА
В РЯДЕ СЛУЧАЕВ НЕ ОТНОСИТСЯ К ПРИРОДНЫМ ПОЖАРАМ

УЧЕБНЫЙ ВОПРОС №2
Пожары газовых, газонефтяных и нефтяных фонтанов

КЛАССИФИКАЦИЯ ФОНТАНОВ

КЛАССИФИКАЦИЯ ФОНТАНОВ

КЛАССИФИКАЦИЯ ФОНТАНОВ
2 млн. м3/сут.
5 млн. м3/сут.

Основные закономерности и отличия газовых фонтанов

mгаз : mнефть = 1 : 1 Vraз : Vнефть = 1000
ОСОБЕННОСТИ ГАЗОВЫХ И ГАЗОНЕФТЯНЫХ ФОНТАНОВ
Зона догорания
Зона воспламенения
Зона отрыва
Максимальная температура
V − расход газа (дебет скважины), млн. м3 в сутки

Интенсивность теплового излучения
Интенсивность теплового излучения
количество тепла, выделяемого факелом пламени
коэффициент полноты сгорания
доля теплоты газового фонтана, рассеиваемая в окружающее пространство излучением (метан – 0,2; пропан – 0,33)
низшая теплота сгорания 1 м3 газа, Дж/м3
Vг = 16.7 (Нф)2.5 дебит фонтана, м3/ч.

Допустимый уровень теплового излучения qл.б.=5.6·106 Дж/м2·ч
БЕЗОПАСНОЕ РАССТОЯНИЕ ОТ ФАКЕЛА ПЛАМЕНИ
Н – расстояние от поверхности земли до точки возникновения пламенного горения
Зона отрыва

ОСОБЕННОСТИ ОБСТАНОВКИ НА ПОЖАРЕ

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ

УЧЕБНЫЙ ВОПРОС №3
Пожары в резервуарах с горючими жидкостями

СТАТИСТИКА ПОЖАРОВ РЕЗЕРВУАРОВ
На объектах хранения, переработки и транспортировки нефти и нефтепродуктов
92% - ПОЖАРЫ НАЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
8% - пожары др. технологического оборудования
Более 60% пожаров наземных резервуаров сопровождаются образованием «карманов»

НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ АВАРИЙНЫЕ СИТУАЦИИ

ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙ РЕЗЕРВУАРОВ
1. ОБРАЗОВАНИЕ ВЗРЫВООПАСНОЙ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ ТОПЛИВА С ВОЗДУХОМ
2. РАЗГЕРМЕТИЗАЦИЯ РЕЗЕРВУАРА
3. ОБРАЗОВАНИЕ И НАКОПЛЕНИЕ ЗАРЯДОВ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
4. НАРУШЕНИЕ ЦЕЛОСТНОСТИ СВЕТООТРАЖАТЕЛЬНОГО СЛОЯ РЕЗЕРВУАРА

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ГОРЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ И ПРИЧИНЫ ЗАЖИГАНИЯ

НАЧАЛО ПОЖАРА
как правило, взрыв газопаровоздушной смеси

ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ВЗРЫВОВ
крыша срывается полностью, её отбрасывает в сторону на расстояние 20-30 м. Жидкость горит на всей площади резервуара;
крыша несколько приподнимается, отрывается полностью или частично, затем задерживается в полупогруженном состоянии в горящей жидкости;
крыша деформируется и образует небольшие щели в местах крепления к стенке резервуара, а также в сварных швах самой крыши
У цилиндрических горизонтальных, сферических резервуаров при взрыве чаще всего разрушается днище

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПОЖАРОВ В РЕЗЕРВУАРАХ

ОСОБЕННОСТИ ПОЖАРОВ В РЕЗЕРВУАРАХ
Интенсивность параметров горения определяются диффузионными процессами
Горение практически всегда носит турбулентный характер
Высота пламени для диаметров резервуаров от 2 до 23 м:
для этанола H=0,8 D
для дизельного топлива H=1 D
для бензола H=1,5 D
Степень черноты пламени приближается к 1, доля переноса тепла излучением составляет 0,4-0,5
Температура пламени зависит от вида нефтепродукта и практически не зависит от размеров факела и колеблется от 1000 до 1300°С
При наличии ветра горение значительно усиливается, масса дыма и пламени отклоняется в сторону
Возможно вскипание и выброс горящих нефтепродуктов

ПОВРЕЖДЕНИЕ СВОБОДНОГО БОРТА РЕЗЕРВУАРА

Влияние ветра на процесс горения

УРОВНИ РАЗВИТИЯ ПОЖАРА
ПЕРВЫЙ (А) - возникновение и развитие пожара в пределах одного резервуара без влияния на смежные. (около 78 % пожаров в резервуарных парках)
ВТОРОЙ (Б) - распространение пожара с одного резервуара на резервуарную группу (15 % от всего числа пожаров)
ТРЕТИЙ (В) - развитие пожара с возможным разрушением смежных резервуаров, зданий и сооружений на территории предприятия и за его пределами. Поражение опасными, факторами пожара персонала предприятия и населения близлежащих районов (около 6 %).

перенос энергии на смежные резервуары

ВСКИПАНИЕ
увеличение объема горящей в резервуаре жидкости и выход ее за пределы емкости через края, связанное с температурным расширением диспергированной в объеме жидкости воды
ВЫБРОС
выброс горящей жидкости из резервуара вызывается взрывным вскипанием воды, находящейся под слоем нефтепродукта в результате контакта гомотермального слоя с придонной водой и прогрев воды до температуры выше температуры кипения

ВСКИПАНИЕ ГОРЮЧЕЙ ЖИДКОСТИ

ВЫБРОС ГОРЮЧЕЙ ЖИДКОСТИ
Выброс может произойти только в том случае, когда:
под горящей жидкостью находится жидкость, которая нерастворима (или ограниченно растворима) в первой
когда температура кипения второй жидкости значительно ниже температуры кипения горящей жидкости.
плотность второй жидкости должна быть больше плотности горящей.
Скорость прогрева вглубь жидкости превышает скорость выгорания

Скорость прогрева и скорость выгорания некоторых жидкостей