ПБ объектов СУГ => 2.4. системы противопожарной защиты изотермического резервуара. 2.4.1. водяное орошение. 2.4.2. ограничение...

2.4. Системы противопожарной защиты изотермического резервуара

Для зданий и сооружений комплекса хранилища, требования к которым не изложены в настоящих рекомендациях, целесообразность оборудования установками автоматического пожаротушения определяется в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

 

2.4.1. Водяное орошение

Для защиты от теплового воздействия при пожарах наружных сооружений комплекса хранения СУГ следует предусматривать применение стационарных установок водяного орошения и стационарных лафетных стволов в соответствии с требованиями "Ведомственных указаний по проектированию предприятий, зданий и сооружений нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности" (ВУПП-88), "Указаний по проектированию систем пожаротушения на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях" (У-ТБ-07-82) и настоящего раздела.

Источником водоснабжения стационарных установок водяного орошения и лафетных стволов должен быть противопожарный кольцевой водопровод высокого давления.

Для предотвращения увеличения масштабов аварии, сопровождающейся пожаром, резервуары изотермического хранения СУГ следует оборудовать автоматическими установками водяного орошения, обеспечивающими защиту:

крыши и боковых поверхностей резервуара;

штуцеров, трубопроводов, клапанов, арматуры и оборудования, установленного на резервуаре;

оборудования и конструкций рабочих площадок резервуара;

отсекающей, запорной и оперативной арматуры на трубопроводах подачи и отбора СУГ и газа, а также трубопроводов и металлических конструкций эстакад для их прокладки;

насосов и оборудования насосной откачки СУГ.

Интенсивность подачи воды на охлаждение изотермического резервуара следует принимать равной:

0,1 л · с^-1 · м^-2 - для поверхности крыши и боковых стен резервуара;

0,5 л · с^-1 · м^-2 - для мест расположения функционального оборудования, включая штуцеры и предохранительные клапаны, для узлов отключающей арматуры, расположенных непосредственно на перекрытии резервуара и на площадках обслуживания в пределах защитного ограждения (и вне его на расстоянии 30 м), трубопроводов и оборудования.

Систему орошения изотермического резервуара целесообразно выполнять секциями, по направлениям. Орошение боковых поверхностей резервуаров следует выполнять отдельными секциями (по вертикали).

Секционные установки орошения должны подключаться к кольцевому водопроводу склада с установкой запорной (пусковой) арматуры непосредственно у этой кольцевой сети, за пределами ограждения.

Установки орошения крыши резервуара, установленной на резервуаре арматуры и оборудования, отсекающей, запорной и оперативной арматуры, следует выполнять с автоматическим, дистанционным и местным пуском. Устройства пуска должны позволять открывать их вручную. Учитывая район строительства хранилища СУГ, необходимо предусматривать мероприятия по защите систем орошения от замораживания.

Стационарная автоматическая установка водяного орошения изотермического резервуара должна включать:

подводящий водопроводный коллектор;

запорно-пусковые устройства;

питающий трубопровод, идущий от запорного устройства до колец орошения;

расположенные на перекрытии кольца орошения с оросителями;

кольцевые трубопроводы со специальными оросителями, расположенными на определенном расстоянии от боковой поверхности, с заданным интервалом;

кольцевые или тупиковые трубопроводы с оросителями для защиты арматуры, трубопроводов, клапанов и другого оборудования.

Тип, количество и особенности расстановки оросителей, а также режим их работы (давление перед оросителями, расход воды) должны быть определены проектом исходя из условия равномерного орошения всех защищаемых поверхностей и надежной тепловой защиты конструкций резервуара и оборудования как в случае пролива и горения СУГ в пределах собственной буферной зоны, так и при радиационном тепловом воздействии горящих утечек СУГ.

Для систем орошения следует предусматривать опорожнение от воды при прекращении напорной подачи. Прокладка трубопроводов должна быть выполнена с необходимым уклоном в сторону питающего трубопровода, а питающего трубопровода - в сторону узла опорожнения. Дополнительно рекомендуется предусмотреть возможность продувки оросителей и трубопроводов сухим воздухом из питающей системы КИП или иных источников.

Управление штурвалом задвижек на подводящем трубопроводе к стоякам системы и задвижек узлов управления должно быть выведено наружу над покрытием колодцев.

Для автоматического пуска стационарных установок водяного орошения должна применяться заполненная воздухом или инертным газом побудительная сеть с оросителями спринклерного типа или установка пожарной сигнализации. В побудительной системе должно постоянно поддерживаться давление не менее 0,25 МПа (2,5 ати).

Расстояние от пожарных извещателей (спринклеров) до защищаемых поверхностей, а также расстояние между извещателями следует принимать исходя из технических условий. Извещатели должны быть установлены, в первую очередь, вблизи систем, обеспечивающих функциональную надежность хранилища (места установки арматуры, контрольно-измерительных приборов).

В дополнение к стационарным автоматическим системам водяного орошения должна быть предусмотрена возможность орошения поверхности крыши и установленного на резервуаре оборудования из лафетных стволов при условии орошения каждой точки резервуара одной струей.

Лафетные стволы для орошения надземных резервуаров следует выполнять автоматизированными либо с дистанционным управлением.

Противопожарный водопровод склада должен быть рассчитан на наибольший расход, определяемый для условия эффективной работы водяных завес либо одновременной работы всех автоматических и стационарных установок орошения хранилища, лафетных стволов (по фактическому расходу) и подачи воды от пожарных гидрантов с расходом не менее 25 % от расчетного.

 

2.4.2. Ограничение распространения паров СУГ

Для ограничения распространения паров СУГ при его проливах и утечках по периметру обвалования рекомендуется предусматривать паровые или водяные завесы. Ограничение распространения паров СУГ достигается путем их увлечения распыленными струями воды или водяного пара вверх и разбавления воздухом до концентраций ниже НКПР.

Указанные завесы должны включаться сразу после возникновения аварии. Для этого система подачи воды (пара) должна включаться автоматически от сигнализаторов довзрывоопасных концентраций газа.

 

2.4.3. Порошковое пожаротушение

Для тушения пламени СУГ на изотермических резервуарах следует применять установки порошкового пожаротушения. Рекомендуется применение сухих порошков на базе бикарбоната натрия или бикарбоната калия.

Автоматическими установками порошкового пожаротушения должны оснащаться места возможных утечек СУГ (зоны размещения штуцеров, клапанов, оборудования рабочих площадок, мест установки отсекающей и другой арматуры, насосная станция).

В комплект установки должны входить:

система автоматического обнаружения загорания, включающая комплекс первичных датчиков, средства защиты от ложного срабатывания, а также тревожную сигнализацию с передачей показаний на щитовую КИП хранилища, в систему управления установкой пожаротушения, на ЦДП комплекса с подачей дублирующего сигнала в пожарное депо;

герметичные сосуды для хранения огнетушащего порошка;

побудительная система постоянного давления для наддува газом сосудов с порошком, срабатывающая от датчиков обнаружения загорания;

система привода управляющей и регулирующей арматуры;

система распределительных трубопроводов и средств распыла порошка, щиты управления для местного и дистанционного включения;

запасные детали и др.

Необходимо определить места размещения установки (емкости для порошка, щиты управления, местные пусковые устройства) относительно резервуара и взрывобезопасное исполнение оборудования для среды (категория и группа взрывоопасной смеси IIВ и ТЗ соответственно по ГОСТ 12.1.011-78 [5]).

Системы автоматического запуска и управления установкой должны быть продублированы ручными средствами включения и управления, установленными в местах, доступных для обслуживающего персонала в аварийных ситуациях.

Установки порошкового пожаротушения следует выполнять с запасом огнетушащего порошка из расчета подачи с наибольшим расходом (по расчету) и 100 %-м резервом. Конструкция установок порошкового пожаротушения должна обеспечивать подачу расчетного однократного запаса в автоматическом режиме и подачу резервного запаса порошка с пуском установки вручную.

Стационарные системы порошкового пожаротушения резервуара хранения СУГ должны обеспечивать подачу огнетушащего порошка через стволы с насадками на крышу резервуара в места установки штуцеров, арматуры и другого функционального оборудования, на обслуживающие площадки внутри защитного ограждения (и вне его), на тушение насосной, а также подачу порошка в расчетную зону образования факела пламени на клапанах прямого сброса газа в атмосферу.

 

2.4.4. Установки пенного пожаротушения в обваловании

Для противопожарной защиты обвалований резервуаров с СУГ (быстрой локализации пожара и снижения факела пламени за счет изолирующего слоя пены) рекомендуется применение автоматической стационарной установки пенотушения, использующей пеногенераторы высокократной пены с повышенной производительностью. Такой пеногенератор образует пену кратностью 700-800 без принудительного наддува воздуха от электровентилятора.

Стационарная установка пенотушения включает в себя:

систему и датчики обнаружения и оповещения о пожаре или разливе СУГ в обваловании;

устройство включения системы подачи воды;

устройство дозировки пенообразователя в линию сухотруба;

емкости с концентратом синтетического пенообразователя, пригодного для получения высокократной пены;

пеногенераторы высокократной пены, установленные на краю обвалования.

Для защиты открытого технологического оборудования в обваловании (запорная арматура, трубопроводы, люки в резервуары) пеногенераторы должны располагаться вдоль края обвалования, с тем чтобы площадь обвалования была заполнена высокократной пеной с высотой слоя, покрывающего все технологическое оборудование, но не менее 2 м, в течение 10 мин.

Необходимо учесть отличие эффективной поверхности тушения от геометрической. Для этой цели используют величину коэффициента поверхности, который рассчитывается по соотношению суммарной поверхности тушения обвалования и технологического оборудования к геометрической площади поверхности защищаемого объекта.

Количественная оценка этого коэффициента для обвалования (с погрешностью 20 %) составляет 1,3. Поэтому при расчете секундного расхода пенообразующего раствора, определенного по существующим нормативам, эту величину следует увеличить на 30 %.

Необходимо предусмотреть водяную защиту генераторов высокократной пены с помощью автоматической спринклерной установки пожаротушения.

Одной автоматической стационарной установкой может обслуживаться несколько защищаемых объектов, включая открытые технологические установки. Максимальное время с момента обнаружения пожара до достижения пеной места горения не должно, как правило, превышать 3 мин.

 

2.4.5. Аварийные факелы и свечи

Факельное хозяйство склада сжиженных углеводородных газов должно обеспечивать централизованный сбор и сжигание углеводородных газов и паров, сбрасываемых с технологических блоков и изотермического резервуара при повышении давления сверх регламентного уровня через предохранительные клапаны, при продувках технологического оборудования и трубопроводов, а также в аварийных ситуациях.

Высота факела, расстояния от ствола факела до ограждения факельного устройства и различных производственных объектов склада СУГ должны рассчитываться (для любого вероятного сочетания факторов повышения давления, включая тепловое воздействие пожара на оборудование) и быть не менее следующих величин (определяемых в соответствии с ПУ БЭФ-91):

высота факела - 30 м;

расстояние от ствола факела до ограждения - 50 м;

расстояние от ствола факела до сепараторов и прочего оборудования факельного хозяйства - 55 м;

расстояние от ствола факела до производственных объектов склада и изотермического хранилища - 150 м.

Система сброса избытка паров должна определяться расчетом на любое вероятное сочетание факторов повышения давления, включая тепловое воздействие от пожара.

 

3. ПЛАНИРОВАНИЕ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ И ОСНОВНЫЕ ТАКТИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ НА ОБЪЕКТАХ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СУГ

 

Для объектов хранения и переработки СУГ в обязательном порядке разрабатываются план ликвидации аварии и оперативный план пожаротушения. При возникновении аварии руководство ее ликвидацией осуществляет комиссия по чрезвычайным ситуациям (КЧС) предприятия (или созданный на месте аварии штаб ликвидации аварии), возглавляемая руководителем предприятия или главным инженером. Работы ведутся газоаварийной службой, а также техническим персоналом объекта. Для противопожарного обеспечения привлекаются подразделения ГПС. Старшее должностное лицо подразделения ГПС входит в состав штаба по ликвидации аварии и отвечает за возложенные на него обязанности.

При возникновении пожара старшее должностное лицо ГПС берет руководство по ликвидации пожара на себя и действует в соответствии со складывающейся обстановкой, решениями и рекомендациями КЧС (штаба) по ликвидации аварии, планом пожаротушения, БУПО и настоящими рекомендациями.

Во всех случаях по прибытии подразделений ГПС к месту вызова (аварии или возникшего пожара) при проведении разведки необходимо установить:

наличие на месте аварии КЧС (штаба по ликвидации аварии) и принятые меры по локализации аварии и защите людей;

количество и местонахождение людей в зоне аварии, пути их эвакуации;

характер повреждения аварийного и соседних резервуаров, технологических коммуникаций и опасность дальнейшего развития аварии;

объем аварийного аппарата или резервуара, вид и форму истекающего продукта, наличие угрозы взрывов и отравлений, способы защиты личного состава;

примерное время возможного разрыва (взрыва) горящего и соседних резервуаров в результате воздействия пламени и теплового излучения;

пути и скорость распространения выходящего из аварийных резервуаров и коммуникаций негорящего газа для определения зоны загазованности и степени опасности;

состояние противопожарного водоснабжения, возможность его использования для "питания" лафетных стволов с насадками типа НРТ, РВ;

наличие и состояние обвалования, вероятность угрозы смежным сооружениям в случае разрушения аварийной емкости и полного выхода продукта, пути возможного растекания.

Первоочередной задачей РТП и подразделений ГПС является локализация горения СУГ и создание безопасных условий для выгорания продукта. Для этого необходимо:

принять неотложные меры по прекращению подачи продукта в аварийный участок, перекрытию подводящих к нему трубопроводов, а также по сливу или перекачке продукта из аварийной емкости в резервные. Решение о необходимости последнего мероприятия РТП принимает только после консультации с техническим персоналом объекта;

ограничить площадь пролива, создавая заградительные валы из песка, земли, гравия. При этом одновременно обеспечивается подача стволов для охлаждения оборудования, не защищенного стационарными системами;

обеспечить бесперебойную подачу огнетушащих веществ в зону горения для снижения теплового излучения, а также работу стационарных систем тепловой защиты соседних резервуаров и сооружений, уделяя особое внимание защите запорной арматуры и фланцевых соединений;

перекрыть на месте аварии проезд всех видов транспорта, прекратить все работы с применением открытого огня для предотвращения взрыва газовоздушных смесей;

обесточить электрооборудование или перевести его в аварийный режим;

организовать постоянное наблюдение за обстановкой в местах возможной разгерметизации технологического оборудования с выбросом СУГ, а также на путях возможного перемещения газовоздушного облака.

После обеспечения мер безопасности, исключающих образование зон взрывоопасных концентраций паров продукта с воздухом и повторное воспламенение, при создании критической обстановки, способной привести к катастрофе или стихийному развитию пожара, а также после выяснения вида и количества имеющихся на объекте огнетушащих средств (возможность их доставки с других объектов) РТП, консультируясь со службами и специалистами объекта, принимает решение о целесообразности и возможности полной ликвидации горения.

Для тушения пожаров СУГ могут быть использованы следующие огнетушащие вещества: порошки, газообразный и жидкий азот, газообразная и жидкая двуокись углерода, инертные газы (Не, Аr, Кr), хладоны, распыленная вода, водяной пар, воздушно-механическая пена средней кратности на основе специальных синтетических пленкообразующих пенообразователей. Также не исключено применение комбинированных составов из этих веществ.

Перечень эффективных огнетушащих веществ для ликвидации различных видов горения СУГ представлен в табл. 3.1.

Выбор способа тушения определяется, в первую очередь, характером и условиями процесса горения. При этом следует учитывать, что:

вода, подаваемая в очаг горения сплошной струей или в распыленном состоянии, обеспечивает преимущественно охлаждающий эффект и механическое "сбивание" пламени;

пены различной кратности обладают в основном изолирующим действием;

инертные газы и водяной пар оказывают разбавляющее действие;

хладоны имеют свойства химических ингибиторов горения;

порошковые составы обладают универсальными огнетушащими свойствами (изолирующими, ингибирующими, разбавителя горючей среды).

Тушение пожаров открытых проливов СУГ осуществляется порошковыми составами.

Для тушения горящего пролива под слоем щебня следует применять распыленную воду или воздушно-механическую пену низкой или средней кратности. Распыленные струи применяются для тепловой защиты аварийного резервуара и соседних аппаратов, а компактные струи воды - для охлаждения оборудования вне зоны разлива. Рациональные схемы подачи воды от пожарных автомобилей приведены в табл. 3.2. Давление, создаваемое в системе насосами, определяется в соответствии с этими схемами. Воздушно-механическая пена средней кратности применяется в помещениях компрессорных станций и насосных отделений, пена низкой кратности - для защиты открытых технологических установок.

В целях снижения теплового воздействия факела пламени рекомендуется подавать в него распыленные струи воды, получаемые с помощью распылителей турбинного типа, технические характеристики которых представлены в табл. 3.3.

Для экранирования теплового излучения могут быть использованы водяные завесы, создаваемые с помощью щелевых распылителей.

Распылители турбинного типа создают завесы высотой 10 - 15 м, глубиной 1,2 - 2,0 м, площадью 50 - 200 м², в зависимости от угла наклона лопаток, при расходе воды 5 - 20 л · с^-1. При использовании щелевых распылителей РВ-12 расход воды должен составлять 12 л · с^-1 для получения завес высотой 8 м, толщиной 1,2 м и площадью 100 м².

Водяные завесы устанавливаются перед защищаемым объектом на расстоянии не ближе 1,5 м от фронта пламени, с эффективным углом подачи струи 50° к горизонту, при рабочем давлении 0,6 МПа.

Сжиженный газ может истекать в паровой, жидкой и парожидкостной фазах, каждая из которых имеет свою температуру горения. Поэтому характер истечения газа можно определить по цвету и виду пламени:

в паровой фазе газ сгорает светло-желтым пламенем, с большой скоростью истечения с характерным свистящим шумом;

в жидкой фазе пламя ярко-оранжевое с выделением сажи;

в парожидкостной фазе горение происходит с периодически меняющейся высотой пламени.

Размеры и форма факела определяются характером повреждения: из отверстий круговой формы - компактные струи, из щелевых отверстий - распыленные струи. Длина пламени в зависимости от расхода продукта на аварийном участке может быть рассчитана по методике, приведенной в приложении. Для оперативной оценки расхода СУГ по длине пламени РТП может использовать данные, приведенные в таблице 3.4 [6].

Высота пламени при горении разлившегося сжиженного газа в 2 - 2,5 раза больше среднего диаметра площади горения. При горении продукта под слоем щебня высота пламени не зависит от площади горения и не превышает 0,5 - 0,7 м.

Зная расход истекающего негорящего газа, РТП может также ориентировочно оценить размеры зоны загазованности по данным, представленным в табл. 3.5 [7].

 

Таблица 3.1

 

Эффективные вещества для тушения пожаров СУГ

 

Тип пожара	Огнетушащие вещества	Приемы подачи	Рекомендуемые технические средства для подачи огнетушащих веществ						Предельный расход и площадь пролива, которые могут быть потушены техническим средством
			Огнетушители	Ручные стволы	Лафетные стволы	Насадки, распылители, генераторы		Автомобили	Расход газа, кг·с-1	Площадь пролива,м2
Факельное горение осесимметричных струй	Распыленные струи воды	Орошение факела пламени эффективной частью струи (0,5-0,75 длины струи) для локализации горения		РСП-50 РСП-70 РСК-50 РСКЗ-70		Распылители: НРТ-5 НРТ-10 НРТ-20			2
	Водяной пар	В основание факела компактной струи. Струи пара должны охватывать всю окружность факела	Стационарные установки
	Хладоны	Подача на основание пламени и перемещение по оси истечения	Стационарные установки, передвижная установка СЖБ-50
	Порошковые составы	Подается на отверстие и перемешается по направлению факела до полного его отрыва	ОП-10 ОП-100				См. табл. 5.3		0,4 0,8-1,2
Факельное горение веерообразных струй	Распыленные струи воды	Орошение факела пламени эффективной частью струи (0,5-0,75 длины струи) для локализации горения		РСП-50 РСП-70 РСК-50 РСКЗ-70		Распылители: НРТ-5 НРТ-10 НРТ-20			2
	Водяной пар	В место истечения веерной струи	Стационарные установки
	Хладоны	В место истечения веерной струи	Стационарные установки, передвижная установка СЖБ-50
	Порошковые составы	Подаются в основание истечения и перемещаются по направлению факела до его полного отрыва. Оптимальный угол в плане между порошковыми струями 50-60°	ОП-10 ОП-100				См. табл. 5.3		0,4 0,8-1,2
Горение пролива	Распыленные струи воды*	Факелами распыленных струй воды должна перекрываться вся поверхность горения				Распылителя НРТ-5 НРТ-10 НРТ-20
	Воздушно-механическая пена кратностью 70-300	Изоляция всей поверхности пролива		РСП-50 РСП-70 РСК-50 РСКЗ-70	ПЛС-П20Б СПЛК-С60
	Порошковые составы*	Направление струи к поверхности должно составлять 15-20°	ОП-10 ОП-100				См. табл. 5.3			2,5; 6* 7,5; 18*

 

* Для тушения под слоем щебня.