Техносферная безопасность / Problemi tekhnosfernoy bezopasnosti 2013

02.10.2009г. №782 [5], ГОСТ Р 53256-2009 [6] и НПБ 250-97 [9] требуют выполнение одних и тех же мероприятий на разных этапах существования здания. Самым сложным вопросом является то, что ряд статей Гражданского кодекса РФ [1] и Федерального закона от 27.12.2002 г. №184-ФЗ [2] говорят о добровольном применении СНиПов, Сводов правил и т.п.

Возвращаясь к этапу функционирования и целесообразности применения лифтов для пожарных, можно сказать следующее:

1.Анализ последних пожаров произошедших в высотных зданиях (выше 25 этажа) выявил ряд недостатков в применении классических способов (прокладка магистральных линий по лестничным клеткам, использование мотопомп для перекачки огнетушащих веществ и т.д.). И как следствие, время, затраченное на тушение даже небольшого по площади пожара, составляло по несколько часов.

2.Проводимые пожарно-технические учения с применением лифтов для пожарных неоднократно доказывали своё преимущество в отношении оказания своевременной помощи и удаление пострадавших с этажа пожара, так как на столь высоких этажах практически отсутствует иное средство спасения. За более чем 15-ти летнюю практику использования вертолётов при тушении пожаров на территории г. Москвы, не было ни одного случая их применения для спасения пострадавших.

3.Применение лифтов для пожарных в комбинации с запроектированной в здании водонаполненной системой высокого давления, с подключёнными к ней пожарными кранами, свело к минимуму значения времени подачи первого ствола, так как отпала необходимость прокладки магистральных линий.

Рассмотренные недостатки в правовой системе и анализ произведённых расчётов, полученных на основе реальных действий, непременно говорят о целесообразности применения лифтов для пожарных, как одного из эффективных способов при тушении пожаров в высотных зданиях.

Литература

1.Гражданский кодекс Российской Федерации. Ч. 1 «Собрание законодательства Российской Федерации», 1994, № 32, ст. 3301; Ч. 2 «Собрание законодательства Российской Федерации», 1996, № 5, ст. 410.

2.Федеральный закон от 27 декабря 2002г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании».

3.Федеральный закон от 22 июля 2008г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

4.Федеральный закон от 10 июля 2012г. № 117-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»».

50

5.Постановление Правительства Российской Федерации от 02 октября 2009г. № 782 «Об утверждении технического регламента о безопасности лифтов».

6.ГОСТ Р 53256-2009 «Установка лифтов для пожарных в зданиях и сооружениях. Требования пожарной безопасности».

7.СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения».

8.СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений».

–М.: Госстрой России, 1999.

9.НПБ 250-97 «Лифты для транспортирования пожарных подразделений в зданиях и сооружениях. Общие технические требования».

ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РЕЗЕРВУАРОВ И РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКОВ

Николаенко Е.Ю.

Академия Государственной противопожарной службы МЧС России

Система обеспечения пожарной безопасности объектов хранения и переработки нефтепродуктов, как и всех остальных объектов, представляет собой систему эшелонированной защиты, когда на каждом стадии возможного развития пожароопасной ситуации проектируется соответствующая система по её ликвидации и предупреждению последующих стадий развития этой ситуации.

Так до возникновения пожара для снижения горючей среды уменьшают горючую нагрузку, для исключения источников зажигания используют искробезопасное оборудование, при возникновении пожара для его обнаружения используется пожарная сигнализация, объекты оборудуются первичными средствами тушения. Далее следуют мероприятия по устойчивости конструкции, и так далее для каждого этапа развития пожароопасной ситуации.

При анализе систем обеспечения пожарной безопасности резервуаров и резервуарных парков возникает ряд вопросов, которые на сегодняшний день остаются открытыми.

Анализ статистических данных показывает, что резервуары средних и больших объёмов с нефтепродуктами, существующими автоматическими системами практически не тушатся в связи с утратой работоспособности системы вследствие взрыва паровоздушной смеси, формирующейся над поверхностью жидкости в резервуаре. Взрыв в резервуаре приводит к подрыву (реже срыву) крыши с последующим горением на всей поверхности горючей жидкости. Обрушение крыши, происходящее в первые минуты

51

развития пожара, сопровождается образованием «карманов», что сильно затрудняет тушение пламени подачей пены в горящий резервуар сверху. При взрыве может утрачиваться работоспособность узлов ввода пены. АУПТ неэффективны при горении пролива горючей жидкости в обваловании, в то время как на стенки самого резервуара воздействует тепловое излучение пожара пролива.

При определении расчётных величин пожарного риска на резервуарном парке, состоящем из 6 РВС-5000 со стационарной крышей, рассматривается более 150 сценариев развития пожароопасных ситуаций (пожаров). Примерно 60 % данных ситуаций являются пожары пролива горючей жидкости, около 30 % - образование и взрыв паровоздушного облака или его сгорание в режиме пожара-вспышки и приблизительно 10 % - это пожары по всей поверхности резервуаров и пожары на дыхательной арматуре.

На основе анализа сценариев развития пожароопасных ситуаций, а также опираясь на наблюдения и описания произошедших пожаров в резервуарах и резервуарных парках, можно сделать вывод о том, что примерно в 90 % реализации пожароопасной ситуации (пожара) стационарные системы АУПТ не выполняют свои функции по тушению пожаров в резервуарах.

Фактически, АУПТ могут быть эффективны только в начальной стадии развития пожара, когда резервуарные конструкции не подвергаются воздействиям высоких температур.

Возникает вопрос о необходимости применения данных систем. Наиболее опасная ситуация возникает при полном разрушении РВС.

Отличительными признаками квазимгновенного разрушения РВС являются полная потеря целостности корпуса, и выход в течение короткого промежутка времени на прилегающую территорию всей хранящейся в резервуаре жидкости в виде мощного потока – волны прорыва, обладающей высокой скоростью и большой разрушительной силой, которая разрушает нормативные обвалования и выходит за пределы территории объекта, часто приводя к катастрофическим последствиям. Площадь разлива нефтепродуктов достигает сотен тысяч квадратных метров. Однако в соответствии с требованиями действующих норм защитные преграды выполняются в виде земляных обвалований или ограждающих стен и рассчитываются только на гидростатическое удержание пролитой жидкости и не способны удержать жидкость в результате квазимгновенного разрушения резервуара.

На сегодняшний день подавляющее большинство резервуарных парков в плане защиты от растекания жидкости (обвалования) спроектированы по устаревшим требованиям добровольного применения. Однако действующие нормы говорят о том, что безопасность объекта обеспечена, если выполнены все требования пожарной безопасности. Следовательно,

52

пожарная безопасность обеспечена требованиями добровольного применения, которые не обеспечивают должный уровень пожарной безопасности.

Ещё одной очень важной проблемой являются нормативные документы, предъявляющие требования к складам нефти и нефтепродуктов. Анализ этих документов позволяет сделать вывод о том, что большая часть из них значительно устарела, отсутствуют взаимосвязи между документами, определяющими различные этапы в строительстве и эксплуатации резервуаров, что делает их разрозненными; документы имеют различный юридический статус, часто противоречивы и дублируют друг друга. Все это затрудняет их применение как со стороны собственников объектов противопожарной защиты, так и со стороны надзорных органов. Нормативные значения противопожарных разрывов не позволяют обеспечивать защищенность соседних объектов от поражения ОФП.

Литература

1.Федеральный закон Российской Федерации от 22.07.2008 г. № 123ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

2.Молчанов В. П. О состоянии пожарной безопасности в Российской Федерации и мерах, принимаемых по ее стабилизации Состояние и перспективы развития противопожарной защиты объектов добычи, транспортировки, переработки нефти и газа: Материалы Всероссийского совеща- ния-семинара. - Альметьевск, Республика Татарстан, 1997. С. 5-12.

3.Швырков С.А. Анализ статистических данных квазимгновенных разрушений вертикальных стальных резервуаров / С.А. Швырков, С.В. Батманов // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. №1(9). – М.: Академия ГПС МЧС России. 2008. С. 56-67.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СРЕДНИХ И ИСТИННЫХ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ В ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ РАСЧЕТАХ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ

Добрынина Н.Ю.

Уральский институт ГПС МЧС России

В дисциплинах естественнонаучного цикла, преподаваемых на кафедре химии и процессов горения, для расчетов температур горения часто используют средние теплоемкости: удельные, мольные, объемные. В справочнике [1] приводятся истинные теплоемкости при стандартной температуре.

53

Цель работы: расчет средних теплоемкостей веществ органической и неорганической природы. Задачи работы: выявить связи между разными видами теплоемкостей (истинной и средней, мольной, удельной, объемной).

Основной агент, поглощающий тепло в результате реакции горения - это продукты горения. При их нагреве от температуры Т1 до Т2 поглощается тепло, равное:

					(1)
Q	C	м n (T2 T1)	C	у д m (T2 T1),

где Cм и CУД - соответственно мольная и удельная средние теплоемкости

веществ в заданном температурном интервале, n=m/M – количество молей вещества, m – масса вещества.

Значит, мольная и удельная теплоемкости связаны между собой:

				у д M ,
	C	м	C		(2)

где M – молярная масса вещества.

Средняя удельная теплоемкость связана со средней объемной теплоемкостью:

				/ m		/(V )		об / .
	C	у д	C		C		C		(3)

В расчетах для газов было бы удобно использовать среднюю объемную теплоемкость, но поскольку в формулу входит плотность, то для этого необходимо иметь дополнительные данные =f(T):

				у д .
	C	об	C		(4)

В расчетах чаще всего используют среднюю мольную теплоемкость, которая может быть найдена по формуле:

					1	T2
Cм							Cp dT ,
				(T	T )
			2		1	T
						1

где Ср – истинная теплоемкость.

Для органических веществ истинная теплоемкость формулой:

Cp, i ai bi T ci T 2 .

(5)

определяется

(6)

Коэффициенты ai, bi, ci – определяются природой вещества и используются на температурном интервале 298 Т, для органических веществ

Т 1500 К.

После подстановки формулы (2) в (1) средняя мольная теплоемкость органических веществ равна:

				a			bi	(T	T	)	ci	(T 2	T	T	T 2 ).	(7)
	C		M		i
						2		2	1	3		2	1	2	1

54

Для неорганических веществ истинная теплоемкость определяется формулой:

C	p, i	a	b	T c'	T 2 .	(8)
		i	i	i

Для каждого вещества интервал температур задан в справочнике [1]. Поэтому, средняя мольная теплоемкость неорганического вещества после подстановки формулы (4) в (1) равна:

a

b

T )

c'

C

i

(T

i

.

(9)

M

i

2

2

1

T1

T2

Результаты расчетов истинных мольных теплоемкостей газов по формулам (1) и (3) приведены в таблице 1.

						Таблица 1
Т, К			C p, i , Дж/(моль К)
	O2	N2		H2O	CO2	CH4
		Температурный интервал, К
	298-3000	298-2500		298-2500	298-2500	298-1500
298	28,22	29,15		33,56	37,22	35,02
500	31,65	30,02		35,49	45,24	47,29
700	33,06	30,87		37,56	48,73	58,04
900	34,05	31,72		39,68	51,22	67,40
1100	34,88	32,58		41,81	53,38	75,36
1300	35,64	33,43		43,94	55,39	81,92
1500	36,38	34,29		46,08	57,32	87,09
1700	37,09	35,14		48,22	59,21	-
1900	37,80	35,99		50,36	61,08	-
2100	38,49	36,85		52,50	62,93	-
2300	39,19	37,70		54,64	64,77	-
2500	39,87	38,56		56,78	66,60	-
2700	40,56	-		-	-	-
3000	41,59	-		-	-	-

Из таблицы 1 видим, что температурный интервал, в котором могут быть рассчитаны истинные значения теплоемкостей неорганических веществ, значительно выше (у кислорода 3000 К), чем у органических (не превышает 1500 К). Средние значения теплоемкостей обычно используются при расчете тепловых эффектов реакций горения при заданных температурах.

При расчете теплового эффекта реакции горения метана необходимо использовать средние теплоемкости в интервале 298-1500 К. Средние теплоемкости, рассчитанные по формулам (7) и (9) приведены в таблице 2.

55

Таблица 2 Средние мольные изобарные теплоемкости газов в интервале 298-1500 К

	CM , ж/(моль К)	O2	N2	Н2О	СО2	СН4
		33,66	31,72	39,70	50,36	65, 25

Литература

1.Краткий справочник физико-химических величин. Изд. 10-е, испр.

Идополн. / Под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой – СПб.: «Иван Федоров», 2002. – 240 с.

ПОВЫШЕНИЕ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ВЫСОКОСЕРНИСТОЙ НЕФТИ МЕТОДОМ ПРИМЕНЕНИЯ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ

Халикова О.Д., Хафизов Ф.Ш., Шафеев Р.Ю.

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Всоответствии с Федеральным законом № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.1997 г. трубопроводы, технологическое оборудование и резервуары, эксплуатируемые на нефтепромыслах, относятся к опасным производственным объектам.

Существуют три основных фактора повышенной пожарной опасности на оборудовании для нефтедобычи:

- подготавливаемое к ремонту оборудование, включая резервуары, выводят из нормального технологического режима, вскрывают, создают условия для свободного контакта компонентов его содержимого с окислителем и образования горючей паровоздушной смеси;

- в процессе ремонта появляются дополнительные технологические источники зажигания при выполнении сварочных, резательных, взрывных

идругих работ, связанных с применением открытого пламени, расплавленного металла или достаточно мощных беспламенных источников тепла, выделяющегося при работе механического инструмента;

- возникающие пожары и взрывы, как правило, опасно воздействуют на персонал предприятий и резервуарных парков.

Вчастности, значительная часть пожаров и взрывов на резервуарах для хранения нефти происходит при очистке и подготовке их к ремонту, а также при выполнении самих ремонтных работ.

Известно, что более 70 % коррозионных повреждений оборудования

икоммуникаций в нефтяной отрасли вызывается микроорганизмами, создающими в результате своей жизнедеятельности агрессивную по отноше-

56

нию к металлу среду. В процессе коррозии образуется большое количество активных пирофоров, к которым в нефтедобыче относят сульфиды и дисульфиды железа, способные в мелкодисперсном состоянии к саморазогреву при окислении и дальнейшему воспламенению. Поскольку сульфиды находятся внутри оборудования в смеси с горючими и взрывоопасными углеводородами, становится очевидным, что опасность возгорания пирофоров является одним из наиболее серьезных факторов снижения пожарной безопасности на оборудовании для нефтедобычи.

Впоследнее время было документально зафиксировано значительное количество аварийных ситуаций на резервуарах для хранения высокосернистой нефти, причиной возникновения которых явились возгорания пирофорных отложений. В связи с этим принятие экстренных мер по предотвращению влияния последних на пожаробезопасность на территории резервуарных парков приобретает особую актуальность [1].

Внастоящее время большая часть нефтегазовых месторождений находится в поздней стадии разработки, когда снижается добыча и резко возрастает обводненность нефти. Такие месторождения характеризуются значительными осложнениями в процессах добычи, сбора и подготовки нефти, связанными с образованием стойких нефтяных эмульсий, асфальтосмолопарафиновые отложений, неорганических солей, наличием механических примесей, коррозионным разрушением оборудования и нефтепроводов.

Увеличение коррозионной активности добываемой совместно с нефтью воды на данном этапе является серьезной проблемой. Наиболее эффективным и технологически несложным защитным мероприятием является ингибиторная защита[2].

Основным назначением ингибиторов коррозии является снижение агрессивности газовых и электролитических сред, а также предотвращение активного контакта металлической поверхности с окружающей средой. Это достигается путем введения ингибитора в коррозионную среду, в результате чего резко уменьшается сольватационная активность ее ионов, атомов и молекул. Кроме того, падает и их способность к ассимиляции электронов, покидающих поверхность металла в ходе его поляризации. На металле образуется моноили полиатомная адсорбционная пленка, которая существенно ограничивает площадь контакта поверхности с коррозионной средой и служит весьма надежным барьером, препятствующим протеканию процессов саморастворения. При этом важно, чтобы ингибитор обладал хорошей растворимостью в коррозионной среде и высокой адсорбционной способностью, как на ювенильной поверхности металла, так и на образующихся на нем пленках различной природы [3].

57

Литература

1.Ибрагимов Н.Г., Хафизов А.Р., Шайдаков В.В. Осложнения в нефтедобыче. – Уфа: ООО Издательство научно-технической литературы

«Монография», 2003. – 302 с.

2.Котик В.Г., Глазнов В.И., Зиневич А.М. Защита от коррозии протяженных металлических сооружений. М.: Недра, 1995 г.

3.Рахманкулов Д.Л., Бугай Д.Е., Габитов А.И., Голубев М.В., Лаптев А.Б., Калимуллин А.А. Ингибиторы коррозии. - Уфа: Государственное издательство научно – технической литературы «Реактив», – 1997. – Т.1. – 296 с.

ОПТИМАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЖАРНОЙ НАГРУЗКИ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ И СКЛАДСКИХ

ПОМЕЩЕНИЯХ И ЗДАНИЯХ

Боровик Д.И.

Южно-Уральский государственный университет

Принятая в нашей стране система категорирования производственных и складских помещений и зданий определяет уровень их взрывопожарной и пожарной опасности. Назначение категории влечет за собой комплекс пожарно-профилактических мероприятий, обеспечивающих безопасную эксплуатацию зданий, безопасность людей и сохранность материальных ценностей.

Установление той или иной категории обуславливает противопожарные требования к планировке и застройке промышленных предприятий, этажности производственных зданий, огнестойкости применяемых строительных конструкций, размерам площадей пожарных отсеков, расположению и протяженности путей эвакуации и т.д.

По пожарной и взрывопожарной опасности помещения производственного и складского назначения независимо от их функционального назначения подразделяются на следующие категории: повышенная взрывопожароопасность (А), взрывопожароопасность (Б), пожароопасность (В1 – В4), умеренная пожароопасность (Г), пониженная пожароопасность (Д).

Категории помещений и зданий определяются исходя из вида находящихся в них горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, а также исходя из объемно-планировочных решений помещений и характеристик проводимых в них технологических процессов.

Процедура определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности является достаточно трудоемкой, в связи

58

с чем помещения, на первый взгляд относящиеся к категории А, в итоге могут быть отнесены в категории В4, в чем можно убедиться на примере.

Рассмотрим аккумуляторное помещение размерами L=3 м, В=4 м, Н = 5 м (рис. 1) для зарядки двух аккумуляторных батарей (состоящих из 12 и 13 аккумуляторов) и наиболее неблагоприятный в отношении взрыва период, связанный с зарядкой полностью разряженных батарей [1].

Избыточное давление взрыва водорода в аккумуляторном помещении объемом 60 м3 согласно [2] составит 15,62 кПа. Так как расчетное избыточное давление взрыва более 5 кПа, то аккумуляторное помещение следует относить к категории А.

Рис. 1. Эскиз аккумуляторного помещения

Теперь представим, что в нашем распоряжении имеется еще одно помещение, длина и ширина которого всего на 3 м больше, чем у первого (L=6 м, В=7 м, Н = 5 м). Разместив аккумуляторные батареи в помещении объемом 210 м3, избыточное давление взрыва снизится до 4,46 кПа, в связи с чем, помещение уже не будет относиться к категории А.

Для дальнейшей проверки принадлежности помещения к категориям В1–В4 необходимо рассчитать удельную пожарную нагрузку, которую представляют полимеры (из которых выполнены корпуса аккумуляторных батарей) и изоляция силовых кабелей. С учетом того, что для рассматриваемого примера площадь пожарной нагрузки не будет превышать 10 м2, величина удельной пожарной нагрузки будет составлять приблизительно 100 МДж·м-2, что позволит нам отнести помещение к категории В4.

Рассмотренный пример демонстрирует, как выбор того или иного помещения или способ размещения пожарной нагрузки принципиально влияют на категорию по взрывопожарной и пожарной опасности. Катего-

59