2.5. Открытые технологические установки

Первоочередной задачей оперативно-тактических действий пожарных подразделений при пожарах на нефте- и газоперерабатывающих объектах и в организациях должна быть их локализация и создание условий безопасного выгорания продукта, вытекающего из повреждённых агрегатов и трубопроводов.

Пожар можно считать локализованным, если ограничена площадь растекания горящего нефтепродукта и прекращено его поступление на аварийный участок; или предотвращена угроза дальнейшего развития пожара и обеспечено безопасное контролируемое выгорание продукта.

Тушение пожаров на объектах хранения и переработки сжиженных углеводородных газов (СУГ) должно проводиться в случаях:

- когда параметры пожара относительно невелики и его тушение не приведёт к загазованности территории и последующему взрыву газового облака;

- когда распространение пожара может привести к катастрофическим последствиям.

Требуемый расход воды для локализации пожара:

(2.99)

где - требуемый расход воды для охлаждения поверхности горящих аппаратов, л/с;

- суммарная площадь поверхности горения аппаратов, ;

-требуемая интенсивность подачи воды на охлаждение горящих аппаратов

- требуемый расход воды для охлаждения соседних технологических аппаратов, трубопроводов, конструктивных элементов зданий и сооружений, л/с;

- суммарная площадь поверхности соседних технологических аппаратов, трубопроводов, конструктивных элементов зданий и сооружений (принимается половина поверхности соседних аппаратов, обращённых к зоне горения),

требуемая интенсивность подачи воды на охлаждение соседних технологических аппаратов, трубопроводов, конструктивных элементов зданий и сооружений . Для охлаждения горящих и соседних технологических аппаратов можно использовать воздушно-механическую пену;

требуемый расход воды для локализации струйных факелов горящей жидкости или газа, л/с;

соответственно, расход горящей жидкости или газа в струйных факелах пламени, кг/с;

удельная интенсивность подачи распылённой воды для локализации струйного факела горящей жидкости или газа, кг/кг;

требуемый расход воды для защиты соседних технологических аппаратов, зданий или сооружений и личного состава пожарных подразделений с помощью водяных завес, л/с. Применение водяных завес определяется РТП в зависимости от обстановки, сложившейся на пожаре.

- количество стволов-распылителей для создания водяной завесы;

- длина защищаемого участка, м;

длина завесы, создаваемая одним стволом-распылителем, м;

Требуемое количество стволов:

- для охлаждения горящих аппаратов:

(2.100)

- для охлаждения соседних технологических аппаратов, трубопроводов, конструктивных элементов зданий и сооружений:

(2.101)

- для локализации горения струйных факелов горящей жидкости или газа:

(2.102)

где - соответственно, расход воды из стволов, используемых для охлаждения горящих и соседних не горящих технологических аппаратов, трубопроводов, конструктивных элементов зданий и сооружений, для локализации струйных факелов горящей жидкости или газа, л/с.

При определении количества стволов необходимо учитывать следующее:

- подачу воды на охлаждение технологических аппаратов и локализацию горения факелов до отметки 12 м по высоте производится ручными стволами;

- на высоте с 12 до 30 м – лафетными стволами;

- на высоте более 30 м стволы подаются с автолестниц, коленчатых автоподъёмников, а также с этажерок и других сооружений.

Требуемое количество отделений:

- для охлаждения горящих аппаратов:

(2.103)

-для охлаждения соседних технологических аппаратов, трубопроводов и конструктивных элементов зданий и сооружений:

(2.104)

- для локализации горения струйных факелов горящей жидкости или газа:

(2.105)

- для защиты соседних технологических аппаратов, зданий или сооружений и личного состава пожарных подразделений с помощью водяных завес:

(2.106)

где - соответственно количество стволов, которое может подать одно отделение для охлаждения горящих и соседних технологических аппаратов, трубопроводов, конструктивных элементов зданий и сооружений, локализации струйных факелов горящей жидкости или газа, защиты соседних технологических аппаратов, зданий или сооружений и личного состава пожарных подразделений с помощью водяных завес.

Общее количество отделений для локализации пожара:

(2.107)

Требуемый расход огнетушащих веществ для тушения:

- разлитой горящей жидкости:

(2.108)

где - площадь разлитой горящей жидкости,;

требуемая интенсивность подачи воздушно-механической пены (по раствору),

- струйных компактных факелов горящей жидкости или газа водой:

(2.109)

где требуемая интенсивность подачи воды для тушения струйного компактного факела горящей жидкости или газа, кг/(кг•с);

- огнетушащим порошковым составом:

(2.110)

где - требуемая интенсивность подачи огнетушащего порошка для тушения струйного компактного или распылённого факела горящей жидкости (газа), кг/(кг•с);

Примечание Решение на ликвидацию горения принимается РТП после консультации со службами и специалистами объекта.

Требуемое количество стволов:

- для тушения разлитой горящей жидкости воздушно-механической пеной:

(2.111)

где - расход генератора воздушно-механической пены средней кратности (по раствору), л/с.

Примечание. Водяные струи могут применяться для тушения горящих жидкостей, разлитых на поверхности земли. При этом компактные струи используются для смыва горящей жидкости, а распылённые – для тушения тёмных нефтепродуктов;

- для тушения струйных компактных факелов горящей жидкости или газа водой:

(2.112)

где расход воды из ствола, л/с;

- огнетушащим порошковым составом:

(2.113)

где расход порошка из ствола, кг/с.

Количество пенообразователя для тушения разлитой горящей жидкости:

(2.114)

где - требуемый расход пенообразователя для работы одного ГПС, л/с;

расчётное время тушения (принимается 30 мин.), с;

- коэффициент запаса пенообразователя (принимается равным 3).

Количество отделений для тушения:

- разлитой горящей жидкости воздушно-механической пеной:

(2.115)

где - количество ГПС, которое может подать одно отделение;

- струйных компактных факелов горящей жидкости или газа водой:

(2.116)

- огнетушащим порошковым составом:

(2.117)

где соответственно количество стволов, которое может подать одно отделение для тушения струйных компактных или распылённых факелов горящей жидкости или газа водой или порошком, ед.;

Количество отделений для доставки к месту пожара расчётного количества пенообразователя:

(2.118)

где - ёмкость цистерны с пенообразователем на АВ-40(375)Ц50.

Общее количество отделений для тушения:

(2.119)

или

(2.120)

Примечание. Для тушения пожаров на открытых технологических установках по переработке горючих жидкостей и газов одновременно могут использоваться различные огнетушащие вещества.

Определяем общее количество отделений для тушения пожара:

(2.121)

где - коэффициент запаса отделений на основных и специальных автомобилях. Принимается – летом 1,3, зимой – 1,5.

Пример. Установка 35/II цеха газокаталистического производства предназначена для ароматизации бензина первичной перегонки, производительностью 90 м³\час.

Колонны имеют следующие размеры: К-6 - диаметр 2,4 м, высота 43 м; К-7 - диаметр 3,4 м, высота 34 м. Колонны защищены теплоизоляцией. Теплоизоляция колонн в местах установки контрольно-измерительной аппаратуры и приборов, фланцевых соединений трубопроводов пропитана нефтепродуктом. Между собой колонны соединены площадками обслуживания. Расстояние между колоннами 5 м.

Все технологические аппараты, расположенные на территории цеха, соединены между собой металлическими трубопроводами, по которым циркулируют под давлением ЛВЖ и ГЖ.

Насосная и компрессорная располагаются в одноэтажных зданиях I степени огнестойкости. Высота зданий 6 м.

На территории цеха имеется аварийная ёмкость для нефтепродуктов.

На территории установки имеется кольцевой водопровод диаметром 200 мм и давлением в сети 0,4 МПа.

Стационарных установок тепловой защиты и тушения не имеется. У колонны К-6 по всей высоте проложен паропровод с ответвлением на каждой площадке обслуживания.

На наружной сети противопожарного водопровода имеется 12 пожарных гидрантов, расположенных на удалении 80 ÷ 340 м от колонн.

Имеется водоём на 5000 м³.

Расстояния от водоисточников указаны на схеме.

При замене предохранительного клапана на колонне К-6, её производительность была снижена до 60 м³\час и частично освобождена от бензина. Полного освобождения колонны К-6 от бензина достигнуто не было. При нормальном технологическом режиме в колонне находится 90 тонн бензина. С целью полного освобождения колонны К-6 от бензина было принято решение вытеснить его сухим газом в ёмкость Е-8, объёмом 100 м³ по специальной подземной линии.

После создания давления в К-6 до величины 0,4 МПа была открыта задвижка для сброса бензина в ёмкость Е-8. Объём вытесненного бензина из колонны К-6 неизвестен.

При повышении давления на дренажной линии в одном из её фланцевых соединений выдавило прокладку, и произошёл выброс бензина и газов в направлении работающей печи. Работающий персонал не смог перекрыть задвижку и, предвидя возможность воспламенения паров, приступил к отключению форсунок печи. Однако горючие пары и газ достигли печи раньше, чем удалось потушить все форсунки. Расстояние до печи – 30 м.

Действия первого пожарного подразделения.

К месту пожара прибыл караул ПЧ-3 в составе трёх отделений. В пути следования начальник караула увидел три факела между колоннами К-6 и К-7. Горящая жидкость истекала под давлением из фланцевых соединений трубопровода с флегматизирующим бензином в виде распылённых струй. Первый факел находился на высоте 6 м, второй – на высоте 12 м, а третий -примерно на высоте 30 м.

Прибыв к месту пожара, начальник караула отдал распоряжение командирам отделений:

АЦ – установить на ПГ-2 и подать один ствол РС-70 на охлаждение К-6 с южной стороны;

АНР – установить на ПГ-9 и подать два ствола РС-70 для охлаждения К-6 и К-7 с северной стороны;

АВ – установить на ПГ-12 и произвести предварительное развёртывание для подачи двух ГПС-600 с установкой разветвления с восточной стороны колонны К-6.

После отдачи распоряжений, начальник караула пошёл в разведку. В процессе разведки он дополнительно установил, что на колонне К-6 горит пропитанная теплоизоляция со стороны площадок обслуживания на половину её диаметра до высоты 30 м. Горит разлитый бензин под колоннами К-6 и К-7 на площади около 60 м². Горящие факелы расположены на высоте 6, 12 и 30 м. Нижний и верхний факелы имеют длину по 3 м. Средний факел имеет длину 5 м. (рисунок 2.9.).

Факелы соприкасаются с площадками обслуживания на всю их длину.

Определить требуемое количество сил и средств для тушения пожара и выполнить схему их расстановки.

Решение. Расчёт сил и средств для тушения пожара

1. Определяем площади поверхности охлаждения:

Горящей колонны К-6

Колонна К-6 не защищена стационарной установкой орошения, поэтому она должна охлаждаться мобильной пожарной техникой по всей поверхности. Площадь её охлаждения составляет:

где - диаметр колонны К-6, м;

- высота колонны К-6, м.

Соседней с горящей колонны К-7

Средний факел колонны К-6, наибольший из трёх, распылённый и имеет длину 5м. Расход бензина, вытекающего из колонны в месте этого факела, составляет .

Расстояние до оборудования, подлежащего тепловой защите, составляет 5 м, т.к. расстояние между колоннами К-6 и К-7 равно 5 м, колонна К-7 не защищена стационарной установкой орошения, поэтому она должна охлаждаться мобильной пожарной техникой, причём, по половине боковой поверхности. Площадь её орошения составляет:

Обслуживающих площадок

Обслуживающие площадки расположены между колоннами К-6 и К-7, они подвергаются воздействию струйных факелов пламени, поэтому должны охлаждаться водяными струями. Площадь охлаждения обслуживающих площадок равна площади их вертикальной проекции, которая включает и пустоты. Расстояние между колоннами 5 м, высота колонны К-6 составляет 43 м, поэтому площадь охлаждения обслуживающих площадок составляет не менее:

где - расстояние между колоннами, равное ширине обслуживающих площадок, м;

- длина наиболее высокой колонны К-7, м.

2. Определяем требуемую интенсивности подачи воды [33]:

Для охлаждения горящей колонны К-6: ;

Для охлаждения соседней с горящей колонны К-7: ;

Для охлаждения обслуживающих площадок, находящихся в зоне горения: .

3. Определяем расходы воды на охлаждение технологического оборудования:

Горящей колонны К-6:

Соседней с горящей колонны К-7:

Обслуживающих площадок:

4. Определяем количество стволов, требуемых для охлаждения технологического оборудования:

Для охлаждения верхней части колонны К-6 принимаем стволы ПЛС-П20 (с двух сторон по одному стволу) с расходом 20 л/с каждый.

Для охлаждения нижней части колонны К-6:

Выписка из Расписания выездов пожарных подразделений на пожары

Номер вызова	Прибывающее подразделение и марка пожарных автомобилей	Численность пожарного расчёта, чел	Время следования подразделений к месту вызова, мин
1	ПЧ-3 АЦ – 40(130) 63А АНР – 40(130) 127А АВ – 40(375)Ц50	4 6 2	4
2	ПЧ-2 АЦ-3.0-40\4(4326) АНР-40-800(4331)	4 7	7
	ПЧ-4 АНР-40(130)	6	8
	ПЧ-6 АНР-40(43310)01МО АР-2(131)133 ПНС-110(43101)	6 2 2	9
	ПЧ-8 АНР-40(431412)127Б АЛ-30(131)Л21	6 2	12
3	ПЧ-1 АЦ5,0-40(557)	4	12
	ПЧ завода АЦ-30(66)146 ПЧ-5 АЦ-40(130)63А ПЧ-7 АНР-40-800(4331)	4 6 6	13 15 17

Принимаем стволы РС-70 и их количество будет равно:

Соседней с горящей колонны К-7:

Принимаем стволы ПЛС-П20 (диаметр насадка 28 мм):

Обслуживающих площадок:

Для охлаждения верхней части площадок принимаем один ПЛС-П20 с расходом 20 л/с.

Для охлаждения остальной части площадок:

Принимаем стволы РС-70 с диаметром насадка 19 мм, их количество будет равно:

Итого, для охлаждения технологического оборудования требуется: 4 ствола ПЛС-П20 и 8 стволов РС-70 (Ø_нас = 19 мм).

5. Определяем количество пожарных отделений, требуемых для подачи воды на охлаждение технологического оборудования:

Количество отделений для подачи ПЛС-П20 на охлаждение:

Количество отделений для подачи РС-70:

1. Количество отделений для подачи воды на охлаждение:

6. Определяем расходы воды на орошение струйных факелов:

Интенсивность подачи распылённой воды распылителями, типа НРТ, при расстоянии от горящей до защищаемой колонны 5 м, составляет: продукта.

Расход бензина в струйном факеле пламени, длиной 3 м, составляет: .

Расход воды на орошение:

- каждого из струйных факелов длиной 3 м:

- факела длиной 5м:

7. Определяем количество стволов, требуемых для орошения струйных факелов:

Каждого из факелов, длиной 3 м, стволами РС-50:

Всего необходимо 2 ствола РС-50.

Факела длиной 5м стволами РС-70:

Итого для орошения факелов требуется 2 ствола РС-50 и 1 ствол РС-70 с диаметром насадка 19 мм.

8. Определяем количество пожарных отделений, требуемых для подачи воды на орошение факелов:

9. Определяем расход раствора пенообразователя на прекращение горения бензина, разлитого на площади:

где - требуемая интенсивность подачи пены средней кратности по раствору, л/с·м² [42].

10. Определяем требуемое количество ГПС-600 для прекращения горения разлитого бензина:

11. Определяем требуемое количество пожарных отделений для подачи ГПС-600:

где - количество генераторов пены средней кратности ГПС-600, которое может подать отделение на автоцистерне, шт.

12. Определяем требуемый запас пенообразователя:

где - коэффициент запаса пенного концентрата;

- фактически поданное количество ГПС-600 на тушение розлива бензина, шт;

- расход пенообразователя из одного ГПС-600, л/с;

- расчётное время тушения пролива бензина, с.

13. Определяем общее количество пожарных отделений:

14. Определяем общий расход воды на охлаждение:

Суммарный расход воды на охлаждение составит:

Суммарный расход воды на орошение факелов:

Расход воды для работы генератора пены ГПС-600:

Общий требуемый расход воды:

Схема расстановки сил и средств на момент локализации пожара показана на рисунке 2.10.

Тушение пожаров на объектах нефтехимии

При пожаре возможно:

- наличие технологических аппаратов, коммуникаций и ёмкостей с горючими газами и жидкостями, создающими угрозу взрывов или растекания горючих жидкостей и плавящихся химических веществ;

- сильное тепловое излучение при факельном горении газов или жидкостей, вытекающих под давлением из аппаратов и коммуникаций, разлившихся жидкостей;

- выход ядовитых паров, токсичных продуктов термического разложения веществ и материалов;

- наличие веществ и материалов, для тушения которых требуются специальные огнетушащие вещества;

- горение разлившегося нефтепродукта на большой площади.

При ведении оперативно-тактических действий необходимо:

- принять меры к спасанию людей совместно с газоспасательной и другими службами жизнеобеспечения объекта в соответствии с планом ликвидации аварии;

- создать штаб пожаротушения с привлечением обслуживающего персонала и администрации объекта;

- принять меры по выполнению необходимых требований правил охраны труда, в т.ч. и с помощью специально назначенных работников объекта;

- установить возможность взрывов, разрушений, деформации технологического оборудования и коммуникаций;

- определить состав, количество, местонахождение веществ и материалов, способных вызвать взрыв, ожог, отравление, бурное термическое разложение или выброс агрессивных и ядовитых масс; способы защиты или эвакуации этих веществ из опасной зоны;

- определить наличие запорной и дыхательной арматуры, трасс электрических кабелей, металлических несущих конструкций и принять меры по их сохранности и защите;

- определить наличие сухотрубов и специальных огнетушащих веществ на объекте, возможность и целесообразность их применения, а также повторного включения установок пожаротушения после заправки их огнетушащими веществами;

- определить наличие, местонахождение и количество веществ, способных интенсивно взаимодействовать с воздухом, водой, другими огнетушащими веществами, а также кислот, щелочей, других АХОВ;

- установить места возможного возникновения пожара или взрыва при отключении электроэнергии, прекращении подачи хладагентов, воды, пара, инертных газов;

- установить наличие аппаратов, оборудования и трубопроводов, нагретых по условиям технологии до высокой температуры;

- установить технологические установки, остановка которых невозможна по технологическим или техническим причинам;

- выяснить направление ветра, уклон территории объекта и рельеф окружающей местности для предотвращения угрозы перехода огня или распространения аварии на соседние установки и в цеха;

- выяснить пропускную способность промышленной канализации и возможность отвода воды с территории цеха (установки) при длительном тушении;

- не тушить горящий продукт, истекающий под давлением из технологических аппаратов, во избежание образования газовоздушных зон взрывоопасной концентрации;

- перекрыть подачу продукта в аварийный участок, используя запорную аппаратуру, по возможности перекачать оставшийся продукт в резервные ёмкости, снизить рабочее давление, продуть инертным газом внутреннее пространство технологического оборудования или закачать его внутрь и слить конденсат в безопасное место;

- охлаждать коммуникации, аппараты и трубопроводы с факельным горением газа до полного прекращения его поступления в зону факельного горения;

- применять средства тушения с учётом характера горящих веществ, максимально использовать установки пожаротушения;

- обеспечить одновременно с тушением пожара охлаждение конструкций зданий и технологических установок, аппаратов, которым создаётся угроза воздействия высоких температур;

- обеспечить личный состав, работающий в помещениях и на открытых площадках, а также на прилегающей к ним территории средствами защиты органов дыхания (СИЗОД) и защитными костюмами, обеспечивающими защиту от имеющихся токсичных веществ или газов;

- не допускать тушения факельного горения при наличии в зоне горения раскалённых металлических частей технологического оборудования, а также непроветриваемых объёмов. В таких случаях тушение производится применением запорной арматуры для прекращения подачи в зону пожара горючего газа;

- соблюдать осторожность в обращении с эвакуируемыми веществами, учитывать указания обслуживающего персонала, а также метеорологические условия;

- не допускать деформаций и разрывов, попадания воды на технологические аппараты, оборудование и трубопроводы, которые работают при высоких температурах;

- обеспечить в начальной стадии тушения каучука или резинотехнических изделий подачу эффективных средств тушения (распылённая вода, пена средней кратности, порошок), отдавая предпочтение средствам объёмного действия с охлаждающим эффектом;

- вводить в зону факельного горения водяные стволы с турбинными насадками - распылителями для снижения температуры излучения;

- подать распылённые струи на защиту и охлаждение аппаратов и трубопроводов, покрытых тепловой изоляцией, не разрушая её;

- выставить посты, подвижные дозоры и организовать патрулирование территории объекта на автоцистернах для наблюдения за обстановкой на территории и ликвидации возникающих новых очагов горения;

- обеспечить создание заградительных валов из песка, земли, гравия для предотвращения растекания горючих жидкостей и плавящихся веществ, а на фронте движения облака агрессивных химически опасных веществ создать завесу из распылённой воды, привлекая для этого службы объекта;

- обеспечить отвод воды в случае длительных пожаров и невозможности отвода с территории цеха (установки) через промышленную канализацию, совместно с ответственным руководителем работ по ликвидации аварии, используя технику и подручные средства;

- заполнить водяным паром или инертным газом и интенсивно охлаждать все технологические аппараты, во избежание взрыва, при угрозе перехода огня или распространения аварии;

- использовать авиатехнику, понтонные средства для установки пожарной техники и прокладки трубопроводов орошения при тушении пожаров больших площадей в накопителях отходов.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие виды пожаров бывают на открытых технологических установках нефтеперерабатывающих заводов?

2. Особенности развития пожаров на технологических колоннах крекинга.

3. Приёмы тушения пожаров при факельном горении паров, выходящих из колонны на большой высоте.

4. Меры безопасности при тушении пожаров технологических установок на НПЗ.

5. Особенности тушения пожара разлитой жидкости в помещении насосной станции НПЗ.

6. Чем и как тушится пожар разливающейся нефти в трубчатых печах НПЗ?

7. Действия пожарных подразделений в зоне задымления и загазованности территории НПЗ.

8. Для чего надо производить патрулирование территории НПЗ во время тушения пожара?

9. Как и кем должно быть организовано ограничение растекания горючих жидкостей и плавящихся веществ по территории?

10. Как организуется тушение и чем в накопителях отходов больших площадей?