Система тушения подачей низкократной пленкообразующей пены сверху на поверхность нефти или нефтепродукта

 

 

2.3.1 О сновные технические характеристики

 

 

Система тушения подачей низкократной пленкообразующей пены сверху (СПС) – комплекс устройств, оборудования, фторсодержащего пленкообразующего пенообразователя, предназначенных для тушения пожара нефти и нефтепродуктов подачей пены на поверхность нефти или нефтепродукта.

Состав основных элементов и оборудования автоматической системы тушения подачей низкократной пленкообразующей пены сверху на поверхность нефти или нефтепродукта (АСПС):

– камеры низкократной пены (КНП);

– растворопроводы;

– обратные клапаны;

– фильтрующие устройства;

– дренажные устройства;

– узлы для подключения передвижной пожарной техники;

– запорные устройства с электроприводом;

– наружные сети растворопроводов и водопроводов;

– стационарные емкости для хранения и дозирования фторсинтетичес- кого пленкообразующего пенообразователя (баки-дозаторы);

– центробежные насосные агрегаты;

– емкости для хранения противопожарного запаса воды;

– пожарные извещатели, контрольно-измерительные приборы, приборы управления (система автоматизации).

В ПСД должны быть указаны следующие технические характеристики

СПС:

 

 

– расчетная интенсивность подачи рабочего раствора пенообразователя

в соответствии с таблицей 2;

– расчетный расход рабочего раствора пенообразователя;

– количество линейных вводов СПС;

– количество и тип КНП;

– давление рабочего раствора пенообразователя на входе КНП;

– фактический расход рабочего раствора пенообразователя;

– фактическая интенсивность рабочего раствора пенообразователя;

– тип и концентрация пенообразователя;

– расчетное количество пенообразователя с учетом заполнения сухо- трубных участков;

– резерв пенообразователя;

– нормативный запас пенообразователя;

– запас воды необходимый для применения СПС.

 

 

2.3.2 К амеры низкократной пены

 

 

При проектировании СПС должны предусматриваться КНП, обеспечи- вающие получение воздушно-механической пленкообразующей пены и ее по- дачу в виде плоских веерных струй одновременно в кольцевой уплотняющий затвор в РВСП или в кольцевое пространство между стенкой резервуара и барь- ером для удержания пены в РВСПК и в сторону внутренней стенки резервуара. Аналогичные КНП должны применяться при проектировании СПС для резер- вуаров типа РВС и ЖБР.

Длина охвата пенной струей периметра резервуара, при уровне взлива нефти или нефтепродукта на высоте 6,0 м от КНП, должна быть не менее 15 м. КНП, предназначенные для оснащения резервуаров типа РВС, РВСП, РВСПК, ЖБР, должны быть снабжены герметизирующими устройствами, препятству- ющими выходу из резервуаров паров нефти или нефтепродукта в сухотруб рас-

творопровода. КНП должны устанавливаться в верхнем поясе резервуара, не снижая полезного объема, с шагом не более 33 м по периметру стенки.

Минимальное расстояние от низа врезки КНП до максимального уровня жидкости, понтона или конструкций плавающей крыши следует определять с учетом температурного расширения нефтепродукта и принимать  не  менее 100 мм от низа крепежного узла камеры. Размеры крепежных узлов КНП для присоединения к стенке резервуара должны обеспечивать упрощение процеду- ры замены пеногенераторов типа ГПСС.

При установке камер на РВСПК выше стенки резервуара КНП должны оборудоваться пеноотражающими экранами, предотвращающими выход пен- ной струи за пределы резервуара. СПС должны быть обеспечены запасом гер- метизирующих элементов для камер низкократной пены в размере не менее 100 % для резервуара, на котором предусматривается проведение приемочных испытаний системы тушения пожаров.

 

 

2.3.3 Л инейные вводы и распределительные растворопроводы

 

 

Количество линейных вводов СПС для подачи рабочего раствора пе- нообразователя к распределительным растворопроводам должно быть не ме- нее двух.

На вертикальных стальных резервуарах должны предусматриваться кольцевые распределительные растворопроводы, выполненные с уклоном не менее 0,001 в сторону линейных вводов. От кольцевого растворопровода к каж- дой КНП должен предусматриваться отдельный вертикальный растворопровод.

Кольцевые растворопроводы СПС должны устанавливаться на высоте не менее уровня второго пояса вертикального стального резервуара. Места при- соединения линейных вводов СПС к кольцевому растворопроводу должны рас- полагаться равномерно по периметру резервуара.

В каре резервуаров на каждом горизонтальном участке трубопроводов линейных вводов, проложенных надземно, перед стенкой резервуара на рассто- янии не менее 1 м должно устанавливаться фильтрующее устройство с диамет- ром ячейки 4 мм.

Сухотрубные растворопроводы на участке линейного ввода СПС от электроприводной задвижки до резервуара в каре обвалования должны про- кладываться подземно с уклоном не менее 0,001 к дренажным колодцам и обо- рудоваться сливными устройствами. Дренажные колодцы должны располагаться за пределами обвалования.

Для контроля давления в период испытаний СПС в помещение электро- приводных задвижек на линейном вводе (на сухотрубном участке растворопро- вода за электроприводной задвижкой), а также на входе наиболее удаленной от линейного ввода КНП необходимо предусматривать штуцер с заглушкой для подсоединения показывающего манометра.

 

2.3.4 М етодика расчета систем тушения подачей низкократной пленкообразующей пены сверху на поверхность нефти или нефтепродуктов (СПС)

2.3.4.1 Исходные данные Исходные данные:

– тип резервуара (РВС, ЖБР или ЖБРП);

– диаметр резервуара D, м, или длина L, м, и ширина (B), м;

– расчетная  площадь  тушения,  равная  площади  резервуара  в  плане Sтуш, м2;

– хранимый нефтепродукт (высоковязкая нефть, мазут, масло), Твсп.  – температура вспышки;

– концентрация  рабочего  раствора  пенообразователя  К,  %  (К  =1%, К=3%, К = 6%);

– расчетное время тушения tтуш., мин, tтуш. = 15 мин;

– внутренний диаметр сухотрубных участков Dсух.уч., м;

– протяженность сухотрубных участков Lсух.уч., м.

 

 

2.3.4.2 Расчет системы тушения подачей низкократной пленкообразую- щей пены сверху на поверхность горючего

 

Расчетная интенсивность подачи рабочего раствора пенообразователя Iтр., л/(м2·с) принимается по таблице 2.

где Sтуш. – расчетная площадь тушения, м2;   Iрасч. – расчетная интенсивность подачи рабочего раствора пено- образователя, л/(м2· с)

Расчетный расход рабочего раствора пенообразователя Qрасч, л/с: Qрасч.= Sтуш.· Iрасч.,

 

Количество камер низкократной пены определяется методом подбора с учетом следующих условий:

– расстояние между камерами по периметру резервуара должно быть не более 33 м;

– суммарный расход КНП должен обеспечивать тушение пожара с ин- тенсивностью не менее расчетной;

– для оснащения резервуара принимаются КНП одного типа. Фактический  расход  рабочего  раствора  пенообразователя  Qфакт.,  л/с,

определяется произведением расхода определенного типа КНП на их количе-

ство:

Qфакт. = QКНП. ∙ NКНП.,

 

где	QКНП.	–	расход КНП, л/с;
	NКНП.	–	количество КНП.

Фактическая интенсивность подачи рабочего раствора пенообразовате-

ля Iфакт, л/(м2∙с):

Iфакт = Qфакт. / Sтуш.

Для обеспечения соответствия фактических и требуемых условий туше- ния пожара должно выполняться следующее условие:

Iфакт.  ≥ Iрасч.. Расчетное количество пенообразователя VПО, м3:

VПО = Qфакт. · К · tтуш. · 60 · 10-3 / 100,

 

где	Qфакт.	–	фактический расход рабочего раствора пенообразователя м3/c;
	К	–	концентрация рабочего раствора пенообразователя, %;
	tтуш.	–	расчетное время тушения, мин.

Количество пенообразователя, требуемое для получения рабочего рас-

твора пенообразователя, предназначенного для заполнения сухотрубных участ- ков VПО (сух.уч.), м3:

VПО (сух.уч.)= ∑(П ·Dсух. уч i2/4· Lсух.уч.i) · К/100,

 

где	Dсух. уч. i	–	внутренний диаметр i-го сухотрубного участка, м;
	Lсух.уч.i	–	протяженность i-го сухотрубного участка, м;
	К	–	концентрация рабочего раствора пенообразователя, %.

В расчете необходимо учитывать сухотрубные участки линейных вво- дов СПС, кольцевого растворопровода на резервуаре и вертикальных растворо- проводов, соединяющих кольцевой растворопровод с КНП.

200% резерв пенообразователя VПО рез, м3:

VПО рез. = 2 · VПО,

где   VПО        – расчетное количество пенообразователя, м3.

Расчетное количество пенообразователя, хранящееся в емкостях баков- дозаторов СПС VПО СПС, м3:

VПО СПС  = VПО + VПО (сух.уч.) + VПО рез

 

где	VПО	–	расчетное количество пенообразователя, м3;
VПО(сух.уч.)		–	количество пенообразователя, требуемое для получения рабочего раствора пенообразователя, предназначенного для заполнения сухотрубных участков, м3;
VПО рез		–	200% резерв пенообразователя, м3.

Фактическое количество пенообразователя, хранящееся в емкостях ба-

ков-дозаторов СПС VПО факт., м3, определяется при подборе баков-дозаторов с определенными объемами емкостей для хранения концентрата пенообразовате- ля, при этом должно выполняться условие:

VПО факт ≥ VПО СПС.

Запас воды, требуемый для трехкратного применения СПТ, предназна- ченный для хранения в резервуарах противопожарного запаса воды:

Vзап.воды = VПО СПС  ·((100 – К)/К + 1),

 

где	VПО СПС.	–	расчетное количество пенообразователя, хранящееся в емкостях баков-дозаторов СПС, м3;
	К	–	концентрация рабочего раствора пенообразователя, %.

Нормативный запас пенообразователя, хранящийся на территории объ- екта в целях восстановления расчетного количества пенообразователя и 200% резерва в СПС или для организации тушения пожаров с использованием пере- движной пожарной техники VПО норм. зап, м3:

VПО норм. зап. = 3 · VПО,

где   VПО        – расчетное количество пенообразователя, м3.

2.3.4.3 Пример расчета Исходные данные:

– тип резервуара –РВС-20000;

– диаметр резервуара D, м, D = 45,6 м;

– расчетная площадь тушения, равная площади резервуара в плане Sтуш, м2, Sтуш = 1633,13;

– хранимый нефтепродукт – высоковязкая нефть, Твсп. < 28оС;

– концентрация рабочего раствора пенообразователя К, %, К = 6 %;

– расчетное время тушения tтуш., мин, tтуш. = 15 мин.;

– внутренний диаметр сухотрубных участков, Dсух. уч., м: линейных вво- дов СПС – 0,15 м, кольцевого растворопровода – 0,15 м; вертикального раство- ропровода соединяющих кольцевой растворопровод с КНП – 0,1 м;

– протяженность сухотрубных участков, Lтр, м: линейных вводов СПС – 300 м; кольцевого растворопровода – 147 м; вертикальных растворопроводов соединяющих кольцевой растворопровод с КНП – 66 м (суммарная).

Расчетная интенсивность подачи рабочего раствора пенообразователя Iрасч.= 0,08 л/(м2· с), принимается по таблице 2.

где Sтуш. – расчетная площадь тушения, м2;   Iрасч. – расчетная интенсивность подачи рабочего раствора пено- образователя, л/(м2·с).

Расчетный расход рабочего раствора пенообразователя Qрасч, л/с: Qрасч.= Sтуш. ·Iрасч. = 1633,13·0,08 = 130,65 л/с,

 

Количество и тип камер низкократной пены – 7 КНП-20 определены ме- тодом подбора с учетом следующих условий:

– расстояние между камерами по периметру резервуара должно быть не более 33 м;

– суммарный расход КНП обеспечивает тушение пожара с интенсив- ностью не менее расчетной;

– для оснащения резервуара принимаются КНП одного типа. Фактический расход рабочего раствора пенообразователя Qфакт л/с, опре-

деляется произведением расхода определенного типа КНП на их количество:

Qфакт. = QКНП. · NКНП.= 7 · 20 = 140 л/с,

 

где	QКНП.	–	расход КНП, л/с;
	NКНП.	–	количество КНП.

Фактическая интенсивность подачи рабочего раствора пенообразовате-

ля Iфакт., л/(м2·с);

Iфакт = Qфакт. / Sтуш. = 140 / 1633,13 = 0,0857 л/(м2·с)

Для обеспечения соответствия фактических и требуемых условий туше- ния пожара должно выполняться следующее условие:

Iфакт.  ≥ Iрасч. 0,0857 > 0,08.

Расчетное количество пенообразователя VПО, м3:

VПО = Qфакт. ·К·tтуш.·60 ·10-3 / 100 = 140 · 6 ·15 ·60 ·10-3 / 100 = 7,56 м3,

 

где	Qфакт	–	фактический расход рабочего раствора пенообразователя, м3/с;
	К	–	концентрация рабочего раствора пенообразователя, %; tтуш. – расчетное время тушения, мин.

Количество пенообразователя, требуемое для получения рабочего рас-

твора пенообразователя, предназначенного для заполнения сухотрубных участ- ков VПО (сух.уч.), м3:

VПО (сух.уч.)= ∑(П·Dсух. уч i2/4· Lсух.уч.i) ·К/100 =

= ((3,1416 ·0,152/4 ·300)+ (3,1416·0,152/4 ·147)+ (3,1416·0,12/4· 66))х

х6/100= 0,51 м3,

 

где	Dсух. уч.i	–	внутренний диаметр I-го сухотрубного участка, м;
	Lсух.уч.i	–	протяженность i-го сухотрубного участка, м;
	К	–	концентрация рабочего раствора пенообразователя, %.

В расчете учитываются сухотрубные участки линейных вводов СПС, кольцевого растворопровода, вертикальных растворопроводов, соединяющих кольцевой растворопровод с КНП.

200% резерв пенообразователя VПО рез, м3:

VПО рез. = 2 · VПО = 2 · 7,56 = 15,12 м3,

где   VПО        – расчетное количество пенообразователя, м3.

Расчетное количество пенообразователя, хранящееся в емкостях баков- дозаторов СПС VПО СПС, м3:

где VПО – расчетное количество пенообразователя, м3; VПО(сух.уч.) – количество пенообразователя, требуемое для получения рабочего раствора пенообразователя, предназначенного для заполнения сухотрубных участков, м3; VПО рез. – 200% резерв пенообразователя, м3.

VПО СПС  = VПО + VПО (сух.уч.) + VПО рез. = 7,56 + 0,51 + 15,12 = 23,19 м3,

 

 

Фактическое количество пенообразователя, хранящееся в емкостях ба- ков-дозаторов СПС, VПО факт., м3, определяется при подборе баков-дозаторов с определенными объемами емкостей для хранения концентрата пенообразовате- ля. В данном примере принимаем 3 бака-дозатора типа БДП-10000 объемом по 10 м3:

VПО факт ≥ VПО СПС, 30 ≥ 23,19.

Запас воды, требуемый для трехкратного применения СПС, предназна- ченный для хранения в резервуарах противопожарного запаса воды Vзап.воды, м3:

Vзап.воды = VПО СПС ((100 – К)/К + 1)=  23,19 · ((100 – 6)/6 + 1) = 386,5 м3,

 

где	VПО СПС	–	расчетное количество пенообразователя, хранящееся в емкостях баков-дозаторов СПС, м3;
	К	–	концентрация рабочего раствора пенообразователя, %.

Нормативный запас пенообразователя, хранящийся на территории объ- екта в целях восстановления расчетного количества пенообразователя и 200% резерва в СПС или для организации тушения пожаров с использованием пере- движной пожарной техники VПО норм. зап, м3:

VПО норм. зап. = 3 · VПО = 3 · 7,56 = 22,68 м3,

где   VПО        – расчетное количество пенообразователя, м3.

Основные технические характеристики СПС резервуаров типа РВС, ЖБР и ЖБРП для хранения высоковязкой нефти и мазута, рассчитанные по данной методике, представлены в таблицах 10, 11 и 12 соответственно.

 

 

Таблица 10

Основные технические характеристики СПС резервуаров типа РВС для хранения высоковязкой нефти с Твсп. ≤ 28оС

 

Наименование	Тип резервуара
	РВС-3000	РВС-500	РВС-10000	РВС-20000	РВС-30000
Размеры резерву-	18,9	22,8	35,5	45,6	45,6
ара:
диаметр, м;
высота, м	11,92	11,94	13,93	13,93	17,91
Нормативная ин- тенсивность по- дачи рабочего раствора пенооб- разователя	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08
Расчетный расход рабочего раствора пенообразователя, л/с	22,44	32,66	79,18	130,65	130,65
Количество и тип КНП	3 шт. КНП-10	4 шт. КНП-10	4 шт. КНП-20	7 шт. КНП-20	7 шт. КНП-20
Давление на вхо- де КНП, МПа	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
Фактический расход рабочего раствора пенооб- разователя, не менее, л/c	30	40	80	140	140
Фактическая интенсивность подачи рабочего раствора пенооб- разователя, л/(м2×c)	0,106	0,098	0,08	0,085	0,085
Количество линейных вводов, шт.	2	2	2	2	2

 

Таблица 11

Основные технические характеристики СПС резервуаров типа ЖБР для хранения высоковязкой нефти с Твсп. ≤ 28оС

 

Наименование	Тип резервуара
	ЖБР-10000	ЖБРП-10000	ЖБР-30000
Размеры резервуара:	42	длина – 55 м	66
диаметр, м		ширина – 40 м
высота, м	7,65	высота – 6 м	8,96
Нормативная интенсивность подачи рабо- чего раствора пенообразователя	0,08	0,08	0,08
Расчетный расход рабочего раствора пено- образователя, л/с	110,84	176	273,7
Количество и тип КНП	6 шт. КНП-20Г	14 шт. КНП-15Г	14 шт. КНП-20Г
Давление на входе КНП, МПа	0,8	0,8	0,8
Фактический расход рабочего раствора пенообразователя, не менее, л/c	120	210	280
Фактическая интенсивность подачи рабо- чего раствора пенообразователя, л/(м2×c)	0,086	0,095	0,081
Количество линейных вводов, шт.	2	3	4

 

Таблица 12

Основные технические характеристики СПС резервуаров типа РВС для хранения мазута с Твсп.> 28оС

Наименование	Тип резервуара
	РВС-3000	РВС-5000	РВС-10000	РВС-20000	РВС-30000
Размеры резервуара:	18,9	22,8	35,5	45,6	45,6