RU2651784C1 - Fire extinguishing system on large tanks with highly flammable and combustible liquids (variants) - Google Patents
Fire extinguishing system on large tanks with highly flammable and combustible liquids (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2651784C1 RU2651784C1 RU2017109881A RU2017109881A RU2651784C1 RU 2651784 C1 RU2651784 C1 RU 2651784C1 RU 2017109881 A RU2017109881 A RU 2017109881A RU 2017109881 A RU2017109881 A RU 2017109881A RU 2651784 C1 RU2651784 C1 RU 2651784C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foam
- tank
- equal
- fire
- degrees
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 130
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- 101150093300 EPX gene Proteins 0.000 description 1
- 102100028471 Eosinophil peroxidase Human genes 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N phenolphthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2C(=O)O1 KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
- A62C3/06—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places of highly inflammable material, e.g. light metals, petroleum products
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтехимической промышленности и касается ликвидации аварий, возникающих на резервуарах емкостью от 5 до 260 тыс.м3 с легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) и горючими жидкостями (ГЖ), результатом которых является пожар горючих жидкостей.The invention relates to the petrochemical industry and relates to the elimination of accidents occurring on tanks with a capacity of 5 to 260 thousand m 3 with flammable liquids (LV) and combustible liquids (GF), the result of which is a fire of combustible liquids.
Известны системы ликвидации аварийных разливов сжиженного природного газа или сжиженного углеводородного газа путем обработки поверхности сжиженного газа водовоздушной пеной - патенты RU №2552968 С1, 2015 г., RU №2552972 С1, 2015 г.Known systems for the liquidation of emergency spills of liquefied natural gas or liquefied petroleum gas by treating the surface of a liquefied gas with water foam - Patents RU No. 2552968 C1, 2015, RU No. 2552972 C1, 2015
Известные системы, предназначенные для купирования разливов сжиженного природного газа или сжиженного углеводородного газа, нецелесообразны для тушения пожаров на крупных резервуарах ЛВЖ и ГЖ по причине вида используемого огнетушащего средства (ОС) - комбинированной пены, представляющей собой смесь двух пен различной кратности: Кп = 10-15 и Кп = 80-100, сложной в технологии их раздельного получения в 2-х пеногенераторах различной конструкции и последующего смешения этих пен, обладающих различной кинетической энергией, в общий поток комбинированной пенной струи. Только таким сложным способом обеспечивается получение требуемых параметров по кратности пены порядка Кп = 40 и дальности полета пенных струй на расстояние 30-50 м и более.Known systems for stopping spills of liquefied natural gas or liquefied petroleum gas are not practical for extinguishing fires in large LVH and GF tanks due to the type of fire extinguishing agent (OS) used - a combined foam, which is a mixture of two foams of different multiplicity: Kp = 10- 15 and Кп = 80-100, complicated in the technology of their separate production in 2 foam generators of various designs and subsequent mixing of these foams with different kinetic energy into the total flow of combined Anna foam jets. Only in such a complicated way is it possible to obtain the required parameters for the foam multiplicity of the order of Kp = 40 and the range of the foam jets at a distance of 30-50 m or more.
Известно устройство для защиты резервуаров с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями от взрыва и при пожаре, содержащее узел ввода огнетушащего вещества с выходом в резервуар на одном конце и с крышкой на другом и насадок для подачи огнетушащего вещества, дополнительно содержащее один или более насадок для подачи огнетушащих веществ, закрепленных горизонтально на одной или двух сторонах узла ввода под углом, выбранным из условия направленности струй огнетушащих веществ по стенке резервуара; оси насадок, закрепленных на противоположных сторонах узла ввода, расположены в параллельных горизонтальных плоскостях; узел ввода выполнен из материала с прочностными характеристиками, превышающими прочностные характеристики верхнего пояса резервуара, а крыша резервуара, крышка узла ввода и ее крепление к узлу выполнены из материала с разрушающими характеристиками ниже разрушающих характеристик стенок узла ввода и верхнего пояса резервуара - патент RU №2334532 С2, 2008 г.A device is known for protecting tanks with flammable and combustible liquids from explosion and fire, comprising an extinguishing agent inlet with an outlet to the reservoir at one end and a lid at the other, and nozzles for supplying a fire extinguishing agent, further comprising one or more nozzles for supplying fire extinguishing substances fixed horizontally on one or two sides of the input node at an angle selected from the condition of the direction of the jets of extinguishing agents along the wall of the tank; the axis of the nozzles mounted on opposite sides of the input node are located in parallel horizontal planes; the input node is made of material with strength characteristics exceeding the strength characteristics of the upper belt of the tank, and the roof of the tank, the cover of the input node and its attachment to the node are made of material with destructive characteristics below the destructive characteristics of the walls of the input node and the upper belt of the tank - patent RU No. 2334532 C2 , 2008
Недостатки наиболее близкого аналога заключаются в применении одновременно расходных компонентов в виде порошка и нейтральных газов, а также в монтаже на конструкции резервуара дополнительных систем и устройств, которые должны обладать огромным ресурсом надежности, что является одной из главных проблем всех стационарных пожарно-технических устройств.The disadvantages of the closest analogue are the use of simultaneously consumable components in the form of powder and neutral gases, as well as the installation of additional systems and devices on the tank structure, which should have a huge reliability resource, which is one of the main problems of all stationary fire-fighting devices.
В связи с указанными недостатками, техническая задача, решаемая с помощью изобретения, заключается в создании системы тушения пожаров на крупных резервуарах с ЛВЖ и ГЖ путем повышения эффективности процесса тушения при одновременном упрощении известной технологии и устройств, применяемых для ее реализации.In connection with these shortcomings, the technical problem solved by the invention is to create a fire extinguishing system for large tanks with LVF and GF by increasing the efficiency of the fire fighting process while simplifying the known technology and devices used for its implementation.
Эта задача решена в системе тушения пожаров на крупных резервуарах с легсовоспламеняющимися и горючими жидкостями, включающая в себя N≥2 управляемых стволов пеногенераторов, размещенных по периметру резервуара, в которой стволы пеногенераторов расположены под углом минус 2-10 градусов к горизонтальной поверхности горючей жидкости, у основания факела пламени пожара, при использовании однородной водовоздушной пены кратностью Кп, равной 30±10, дальностью подачи пенной струи L, большей или равной радиусу R резервуара, интенсивностью I подачи пены, равной 0,1-0,15 л/ м2⋅с, при этом управляемую пенную струю подают в горизонтальной плоскости с углом поворота оси ствола на ±45 градусов и в вертикальной плоскости с углом поворота оси ствола на ±(5-10) градусов.This problem is solved in a fire extinguishing system in large tanks with flammable and combustible liquids, including N≥2 controlled foam barrels located around the perimeter of the tank, in which the foam barrels are located at an angle of minus 2-10 degrees to the horizontal surface of the combustible liquid, the base of the flame flame, when using a homogeneous water-air foam with a multiplicity of Kp equal to 30 ± 10, the range of the foam jet L, greater than or equal to the radius R of the tank, the intensity I of the feed p yen equal to 0.1-0.15 l / m 2 ⋅ s, while the controlled foam jet is fed in a horizontal plane with an angle of rotation of the axis of the barrel by ± 45 degrees and in a vertical plane with an angle of rotation of the axis of the barrel by ± (5-10 ) degrees.
Конкретные случаи использования предполагают применение стволов пеногенераторов с дальностью подачи пены 30-50 м и расходом 30-60 л/с, а также - использование пожарных пеноподъемников.Specific use cases involve the use of foam generator trunks with a range of foam supply of 30-50 m and a flow rate of 30-60 l / s, as well as the use of fire foam lifts.
На фиг. 1 представлена иллюстрация тушения пожара, осуществляемого в соответствии с нормативными рекомендациями, на фиг. 2, 3 - иллюстрации тушения пожара по представленному изобретению, на фиг. 4, 5 - иллюстрации тушения пожара с земли или небольших передвижных платформ.In FIG. 1 is an illustration of a fire extinguishing carried out in accordance with regulatory recommendations; FIG. 2, 3 - illustrations of extinguishing the fire according to the present invention, in FIG. 4, 5 - illustrations of extinguishing a fire from the ground or small mobile platforms.
Процесс практического тушения реальных пожаров, как правило, разделяется на два последовательных этапа: первый - покрытие всей свободной поверхности горючей жидкости относительно тонким слоем пены, снижающим интенсивность горения пожара или разбивающим пожар на множество отдельных горящих очагов; второй - наращивание требуемой толщины елея пены, полностью снижающей концентрацию горючих паров над слоем пены ниже нижнего концентрационного предела воспламенения (горения) паров данной горючей жидкости. При нормативно рекомендуемом способе тушения пожаров ГЖ на крупных резервуарах с применением неподвижных и неуправляемых пеногенераторов ГПС 600 с Кп = 100 и длиной пенной струи порядка 6-8 м, площадь механического покрытия поверхности горения жидкости пеной достигает не более 50-75% и дальнейшего растекания пены не происходит, а коэффициент разрушения пены достигает 90-95%, что проиллюстрировано фиг. 1. Здесь показано пламя во время остановки пены, после чего пожар вновь распространяется на всю поверхность резервуара. Это объясняется тем, что пена кратностью 100 почти не обладает жидкотекучестью, т.е. способностью к растеканию. А ее теплоемкость и огнестойкость в 2,5 раза меньше, чем у пены с Кп = 40 и в 5 раз меньше, чем у пены с Кп = 20. Поэтому при таких параметрах стволов ГПС 600 и пены с Кп = 100 тушение пожара ГЖ на больших резервуарах становится принципиально технически невозможным, что подтверждено многолетней практикой пожаротушения.The process of practical extinguishing of real fires, as a rule, is divided into two successive stages: the first is the coating of the entire free surface of the combustible liquid with a relatively thin layer of foam, which reduces the rate of burning of the fire or breaks down the fire into many separate burning foci; the second is to increase the required thickness of the oil foam, which completely reduces the concentration of flammable vapors above the foam layer below the lower concentration limit of ignition (combustion) of the vapor of the flammable liquid. With the normatively recommended method of extinguishing GF fires in large tanks using stationary and uncontrolled GPS 600 foam generators with Кп = 100 and a foam jet length of about 6-8 m, the area of the mechanical coating of the liquid burning surface with foam reaches no more than 50-75% and further foam spreading does not occur, and the coefficient of destruction of the foam reaches 90-95%, as illustrated in FIG. 1. The flame is shown here when the foam stops, after which the fire again spreads to the entire surface of the tank. This is explained by the fact that foam with a multiplicity of 100 almost does not have fluidity, i.e. ability to spread. And its heat capacity and fire resistance are 2.5 times less than that of a foam with Kp = 40 and 5 times less than that of a foam with Kp = 20. Therefore, with such parameters of GPS barrels and foam with Kp = 100, GZ fire extinguishing by large tanks becomes fundamentally technically impossible, which is confirmed by many years of fire fighting practice.
Поэтому по новой технологии, разработанной авторами на основе фундаментальных параметров тушения, известных из практики, экспериментов и теоретических расчетов тушения этого вида пожаров, рекомендуется применение более эффективной однородной водовоздушной пены кратностью Кп = 30±10. Такая пена обладает гораздо большей удельной теплоемкостью (в 2-3 раза больше, чем пена кратностью Кп = 100) и соответственно лучшей охлаждающей способностью поверхностного слоя горящей жидкости, что является одной из доминирующих характеристик при тушении этого вида пожаров. Кроме того, такая пена, обладая гораздо более высокой жидкотекучестью и огнестойкостью, по сравнению с пеной Кп = 100, позволяет быстрее покрыть первичным слоем всю поверхность горящей жидкости. Оба этих обстоятельства позволяют значительно, в 3-4 раза, снизить долю потерь пены и интенсивность ее потерь от разрушения в процессе тушения пожара, и в 2-3 раза повысить интенсивность растекания пены по поверхности горящей жидкости, усиливая, тем самым, помимо охлаждающего механизма тушения, еще и экранирующий и изолирующий механизмы тушения. Это показано на фиг. 2 (вид на резервуар прямо) и фиг. 3 (вид сверху). На фигурах видны струи пены из управляемых стволов пеноподъемника, покрывающие быстро всю площадь резервуара за счет дальности их подачи и постоянного смещения вдоль поверхности и вглубь резервуара.Therefore, according to a new technology developed by the authors on the basis of the fundamental parameters of extinguishing, known from practice, experiments and theoretical calculations of extinguishing this type of fire, it is recommended to use a more effective homogeneous water-air foam with a multiplicity of Kn = 30 ± 10. Such a foam has a much greater specific heat capacity (2-3 times more than a foam with a multiplicity of Kp = 100) and, accordingly, a better cooling ability of the surface layer of a burning liquid, which is one of the dominant characteristics when extinguishing this type of fire. In addition, such a foam, having much higher fluidity and fire resistance, compared with foam Kp = 100, allows you to quickly cover the entire surface of the burning liquid with a primary layer. Both of these circumstances make it possible to significantly, 3-4 times, reduce the proportion of foam losses and the intensity of its losses from destruction during the fire extinguishing process, and increase the intensity of foam spreading over the surface of a burning liquid by 2-3 times, thereby strengthening, in addition to the cooling mechanism extinguishing, also shielding and insulating extinguishing mechanisms. This is shown in FIG. 2 (view of the tank directly) and FIG. 3 (top view). The figures show jets of foam from the guided shafts of the foam lifter, quickly covering the entire area of the tank due to the range of their supply and constant displacement along the surface and deep into the tank.
В предлагаемой системе тушения пожаров на крупных резервуарах в качестве пеногенераторов возможно использование пеногенераторов нового типа высокой производительности, обеспечивающих полное покрытие всей поверхности горящей жидкости слоем пены за 1-2 мин и эффективное тушение пожара за 5-10 мин на резервуарах любого объема. Такой эффект достигается за счет резкого снижения потерь пены от ее разрушения в процессе тушения пожара: всего до 40-50% и даже меньше.In the proposed fire extinguishing system for large tanks, foam generators of a new type of high performance can be used as foam generators, which provide full coverage of the entire surface of the burning liquid with a foam layer in 1-2 minutes and effective fire fighting in 5-10 minutes on tanks of any volume. This effect is achieved due to a sharp decrease in foam loss from its destruction during the fire extinguishing: only up to 40-50% or even less.
Пеногенератор «Пурга» способен реализовать требуемый параметр кратности пены Кп = 30±10, а также - дальность подачи пенных струй на 30-50 м и больше и возможность управления направлением их подачи, что позволяет в 5-10 раз повысить скорость тушения пожара, сократив время его тушения до нормативных значений порядка 10-15 мин, а также - сократить удельные и суммарные расходы огнетушащих средств (ОС) на процесс тушения пожара, доведя их до нормативных расходов и нормативных запасов (порядка 3-кратных) на всех объектах хранения ЛВЖ - ГЖ.Foam generator “Purga” is able to realize the required parameter of foam multiplicity Кп = 30 ± 10, and also - the range of supply of foam jets by 30-50 m and more and the ability to control the direction of their supply, which allows 5-10 times to increase the rate of fire fighting, reducing its extinguishing time to standard values of the order of 10-15 minutes, and also to reduce the specific and total costs of fire extinguishing agents (OS) for the fire extinguishing process, bringing them to standard costs and standard reserves (about 3 times) at all LVH storage facilities - GZ.
Однако этот пеногенератор является достаточно дорогим и сложным по конструкции. Применение в изобретении однородной водовоздушной пены позволяет использовать другие пеногенераторы, более простые по конструкции и стоимость которых значительно ниже, например, типа ЛС-С40У, ЛСД-С40У, производства ЭФЭР и другие.However, this foam generator is quite expensive and complex in design. The use of a homogeneous water-air foam in the invention allows the use of other foam generators, which are simpler in design and cost significantly lower, for example, such as LS-S40U, LSD-S40U, manufactured by EPER and others.
Параметры процесса тушения пожаров горючих жидкостей по предлагаемой технологии для всего типо-ряда резервуаров типа РВС от 5000 до 260000 м3 приведены в таблице.The parameters of the process of extinguishing fires of flammable liquids according to the proposed technology for the entire range of tanks of the RVS type from 5000 to 260,000 m 3 are shown in the table.
В таблице приняты следующие обозначения: Vрез - емкость резервуара, Dрез - диаметр резервуара, Нрез - высота борта резервуара, F - площадь поверхности жидкости, Ррез - периметр резервуара, Qt - секундный расход ОС на тушение, Nct - количество стволов, в скобках указан номинальный секундный расход ствола, Qo - расход воды на охлаждение борта, Qcв - суммарный расход воды, Nнс - число насосных станций, Vпо - суммарный расход пенообразователя.The following notations are used in the table: Vrez - tank capacity, Drez - tank diameter, Nrez - tank side height, F - liquid surface area, Rez - tank perimeter, Qt - second extinguishing rate, Nct - number of shafts, nominal value in brackets second barrel flow rate, Qo - water flow rate for side cooling, Qcv - total water flow rate, Nns - the number of pumping stations, Vpo - total blowing agent flow rate.
Рассмотрим пример расчета основных параметров процесса эффективного тушения пожара по предлагаемой новой технологии для приведенного в таблице варианта Vрез = 20 тыс.м 3.Consider an example of calculating the main parameters of the process of effective fire extinguishing according to the proposed new technology for the option Vrez = 20 thousand m 3 shown in the table.
Интенсивность подачи пены, рекомендуемая для минимизации потерь от ее разрушения в процессе тушения с кратностью Кп = 40, лежащая в интервале значенийIntensity of foam supply, recommended to minimize losses from its destruction during extinguishing with a multiplicity of Кп = 40, lying in the range of values
Iп рек = 0,14-0,15 л/ м2⋅с, равна 0,145 л/ м2⋅с.Ip rivers = 0.14-0.15 l / m 2 ⋅ s, equal to 0.145 l / m 2 ⋅ s.
При этом расчетный требуемый для тушения пожара секундный расход пенообразующей жидкости по раствору окажется равным:At the same time, the estimated second flow rate of the foaming liquid in the solution required to extinguish the fire will be equal to:
Qт рек = Iп рек×F = 0,145×1667 = 241,7 л/с или примерно 240 л/с.Qt of rivers = Ip of rivers × F = 0.145 × 1667 = 241.7 l / s or approximately 240 l / s.
Требуемое количество стволов типа ЛС-60 рекомендуемой конструкции равно: Ncт = Qт рек/ Qт ном = 240/60 = 4 ствола (вместо требуемых 30-ти стволов типа ГПС 600).The required number of trunks of the LS-60 type of the recommended design is: Nst = Qt rivers / Qt nom = 240/60 = 4 trunks (instead of the required 30 trunks of the GPS 600 type).
Очевидно, что организационно и технически эту задачу решить станет значительно проще, особенно с привлечением на тушение пожара сил и средств пожарной охраны.Obviously, organizationally and technically, this task will be much easier to solve, especially with the involvement of firefighting forces and fire fighting equipment.
Суммарный секундный расход воды на охлаждение борта резервуара при тушении пожара Qo=Qoxл уд×Ррез = 0,5×143 = 72,5 л/с, где Ррез = 143 м, а Qoxл уд = 0,5 л/м.The total second water consumption for cooling the side of the tank during a fire extinguishing Qo = Qoxl beats × Rez = 0.5 × 143 = 72.5 l / s, where Rez = 143 m and Qoxl beats = 0.5 l / m.
Суммарный расход воды на тушение пожара Qcв = Qт рек + Qo = 240+72,5 = 312,5 л/с. Или, с учетом расхода самого пеннообразователя при fто = 6% по раствору,The total water flow rate for fire extinguishing Qcv = Qt rivers + Qo = 240 + 72.5 = 312.5 l / s. Or, taking into account the consumption of the foaming agent itself at fto = 6% in solution,
Qпо = 240 × 6/100 = 14,4 л/с, тогда Qв туш = 240-14,4 = 225,6 л/с, а суммарный расход воды на нужды пожаротушения на данном пожаре - Qcв - примерно 225,6+72,5 = 298 л/с или примерно 300 л/с, т.е. расход воды трех пожарно-насосных станций ПНС-100.Qpo = 240 × 6/100 = 14.4 l / s, then Qв carcass = 240-14.4 = 225.6 l / s, and the total water flow for firefighting needs in this fire - Qcv - about 225.6+ 72.5 = 298 l / s or approximately 300 l / s, i.e. water consumption of three fire-pumping stations PNS-100.
При выбранной системе управляемой подачи пены на поверхность горючей жидкости стволами-пеногенераторами с дальностью подачи пенной струи порядка 45-50 м, и с площадью поверхности пятна пенной струи порядка 64 м2 при 4-х стволах одновременно, площадь суммарного начального пятна пены равна 64×4 = 256 м2, а при скорости сканирования 2-6% и требуемом угле поворота ствола ±45 градусов время первичного покрытия зеркала горючей жидкости минимальной толщиной слоя пены составляет 40-60 с, т.е. примерно 1 мин.With the selected system of controlled supply of foam to the surface of a combustible liquid with foam generators with a range of foam jet supply of about 45-50 m, and with a surface area of a foam spray spot of about 64 m 2 with 4 barrels at the same time, the area of the total initial foam spot is 64 × 4 = 256 m 2 , and at a scanning speed of 2-6% and a required bore angle of ± 45 degrees, the initial coating time for a mirror of flammable liquid with a minimum foam layer thickness is 40-60 s, i.e. about 1 min
При выбранной кратности пены Кп = 40 и выбранной интенсивности подачи ОС Iп рек = 0,145 л/ м2⋅с, без учета потерь пены от разрушения и кратности пены в процессе тушения пожара, скорость роста слоя пены на поверхности горючей жидкости Vпс расч = Iп рек×Кп = 0,145×40 = 5,8 мм/с, что вполне удовлетворительно подтверждается при холодной имитации процесса тушения (подаче пены на поверхность ГЖ без процесса горения). Приняв условно требуемую толщину слоя пены на поверхности сырой нефти равным Н п тр = 0,5 м (для пен кратностью Кп = 30-10 она может быть уменьшена и до 20-25 см), время наращивания требуемой толщины слоя пены - t н сл = Н п тр/Vп сл расч = 500/5,8 = 86,2 с или примерно 1,44 мин.With the selected foam multiplicity Кп = 40 and the selected OS feed rate Iп rec = 0.145 l / m 2 ⋅ s, without taking into account the foam loss from destruction and the foam multiplicity during fire extinguishing, the growth rate of the foam layer on the surface of the combustible liquid is Vпс calculation = Iп rivers × Kp = 0.145 × 40 = 5.8 mm / s, which is quite satisfactorily confirmed by cold simulation of the quenching process (supply of foam to the GC surface without a combustion process). Taking the conditionally required thickness of the foam layer on the surface of crude oil equal to N p tr = 0.5 m (for foams with a multiplicity of Kp = 30-10 it can be reduced to 20-25 cm), the time required to build up the required thickness of the foam layer is t n sl = N p tr / Vp sl calc = 500 / 5.8 = 86.2 s or approximately 1.44 min.
Расчетно-теоретическое время тушения рассматриваемого пожара tт, равное времени покрытия зеркала горючей жидкости слоем пены минимальной толщины tпокр, плюс время наращивания требуемой толщины слоя пены tн.сл., tт = 1+1,44 = 2,44 или примерно 3 мин.The calculated and theoretical extinguishing time of the fire in question is tt, equal to the time of coating a mirror of a combustible liquid with a foam layer of a minimum thickness of tcoat, plus the time of building up the required foam layer thickness of t.s.
Но при тушении реальных пожаров вся проблема в доле потерь ОС в процессе тушения. А с учетом потерь ОС вследствие снижения фактической интенсивности подачи ОС в очаг пожара от испарения части подаваемого на тушение раствора на 50% и потерь от разрушения пены в процессе тушения пожара, достигающего 50% поданного количества и снижения ее кратности под воздействием разрушающих факторов на 50%, до Кпф = 20, фактическая скорость наращивания пенного слоя Vп сл ф снижается до Vп сл ф = Iф×Кп ф = 0,145×0,5×20 = 1,45 мм/с. Тогда время наращивания пенного слоя требуемой толщины возрастет до tн п сл ф = 500/1,45 = 345 с или примерно 5,75-6 мин. А время покрытия зеркала поверхности горючей жидкости первоначальным слоем пены также возрастает примерно в 3-4 раза, т.е. до 3-4-х мин. И, соответственно, суммарное время тушения пожара составит примерно 8-10 мин. Показатель эффективности тушения пожара на резервуаре получается равным: Пэт = Fп/Voc×tт, где Fп - площадь пожара (м2), Voc - объем раствора пенообразователя, затраченный на тушение (л или м3), a tт - время тушения пожара (с или мин). Пэт = 1667/144×10 = 1,16 (м2/м3 мин).But when extinguishing real fires, the whole problem is the share of OS losses in the process of extinguishing. And taking into account losses of the OS due to a decrease in the actual intensity of the OS supply to the fire from evaporation of part of the solution supplied for extinguishing by 50% and losses from the destruction of the foam during fire extinguishing, reaching 50% of the supplied amount and reducing its multiplicity under the influence of destructive factors by 50% , up to Kpf = 20, the actual rate of build-up of the foam layer, Vплф, decreases to Vплп = Иф × Кп ф = 0.145 × 0.5 × 20 = 1.45 mm / s. Then the build-up time of the foam layer of the required thickness will increase to tn p sl f = 500 / 1.45 = 345 s or about 5.75-6 minutes. And the time of coating the mirror surface of the combustible liquid with the initial layer of foam also increases by about 3-4 times, i.e. up to 3-4 minutes And, accordingly, the total fire extinguishing time will be approximately 8-10 minutes. The fire extinguishing efficiency indicator at the tank is equal to: Pat = Fп / Voc × tt, where Fп is the fire area (m 2 ), Voc is the volume of the foaming solution used to extinguish (l or m 3 ), and tt is the fire extinguishing time ( s or min). Pat = 1667/144 × 10 = 1.16 (m 2 / m 3 min).
Система тушения пожара осуществляется следующим образом.The fire extinguishing system is as follows.
По сигналу о возникшем пожаре служба пожаротушения прибывает к объекту пожара через 2-3 мин устанавливает пожарные пеноподъемники по периметру резервуара (см. фиг. 2, 3), подсоединяет рабочие магистрали подачи ОС и начинает пенную атаку на резервуар. Это происходит обычно, на 4-й или 6-7-й мин с момента возгорания, т.е. когда пожар на резервуаре уже успевает выйти на режим стационарного горения - максимальный по интенсивности режим. После начала пенной атаки на 2-3 мин тушения интенсивность горения (и высота факела пламени) пожара постепенно начинает уменьшаться, а еще через 5-7 мин пожар прекращается полностью.Upon a signal of a fire, the fire extinguishing service arrives at the fire site in 2-3 minutes, installs fire foam lifts around the perimeter of the tank (see Fig. 2, 3), connects the operating lines for supplying the OS and starts a foamy attack on the tank. This usually happens on the 4th or 6-7th minute from the moment of ignition, i.e. when the fire on the tank already manages to enter the stationary combustion mode - the maximum intensity mode. After the start of the foam attack for 2-3 minutes of extinguishing, the burning intensity (and the height of the flame) of the fire gradually begins to decrease, and after another 5-7 minutes the fire stops completely.
Такому ускоренному и эффективному методу тушения пожаров на резервуарах с ЛВЖ и ГЖ, кроме рассмотренных характеристик, способствует способ подачи пены в горящий резервуар. Это касается направлений струй пены. При подаче струи пены под углом расположения оси ствола пеногенератора минус 2-10 градусов к горизонту, контакт пены с горючей жидкостью позволяет до минимума снизить процент разрушения пены.Such an accelerated and effective method of extinguishing fires in tanks with flammable liquids and flammable liquids, in addition to the characteristics considered, is facilitated by the method of feeding foam into a burning tank. This applies to the directions of the jets of foam. When applying a jet of foam at an angle of the axis of the barrel of the foam generator minus 2-10 degrees to the horizon, the contact of the foam with a combustible liquid allows to minimize the percentage of destruction of the foam.
Последовательное перемещение оси ствола пеногенератора в горизонтальной плоскости на ±45 градусов и в вертикальной плоскости - на ±5-10 градусов обусловлено тем, что площадь пятна контакта струи пены с поверхностью ГЖ в разы меньше площади поверхности самой ГЖ. И чтобы обеспечить более полное и быстрое покрытие ее пеной по всей площади, струе придается свобода передвижения по поверхности жидкости в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Поворотом ствола в горизонтальной плоскости, примерно от борта до борта резервуара, т.е. как бы поперек оси пенной струи, и вдоль оси пенной струи, опуская или поднимая ствол в вертикальной плоскости на ±5-10 градусов.The sequential movement of the axis of the foam generator barrel in the horizontal plane by ± 45 degrees and in the vertical plane by ± 5-10 degrees is due to the fact that the contact area of the foam jet with the surface of the GF is several times smaller than the surface area of the GG itself. And in order to provide a more complete and quick coverage of its foam over the entire area, the jet is given freedom of movement over the surface of the liquid in two mutually perpendicular planes. By turning the barrel in a horizontal plane, approximately from side to side of the tank, i.e. as if across the axis of the foam jet, and along the axis of the foam jet, lowering or raising the barrel in the vertical plane by ± 5-10 degrees.
Эти перемещения струи пены, совместно с ее жидкотекучестью при Кп = 30±10, и позволяет покрыть всю поверхность горючей жидкости первоначальным, тонким (до 5 см) слоем пены за первые 2-3 минуты с момента начала процесса тушения этих пожаров. А затем следует переход к наращиванию слоя пены до требуемой толщины - 20-25 см с использованием аналогичных перемещений струи пены по всей площади поверхности ГЖ в резервуаре.These movements of the foam jet, together with its fluidity at Кп = 30 ± 10, make it possible to cover the entire surface of the combustible liquid with an initial, thin (up to 5 cm) layer of foam in the first 2-3 minutes from the moment the fire extinguishing process begins. And then the transition to the expansion of the foam layer to the required thickness of 20-25 cm follows, using similar movements of the foam jet over the entire surface area of the GC in the tank.
Организации тушения пожаров на крупных резервуарах с земли или небольших передвижных платформ проиллюстрирована на фиг. 4, 5.The organization of extinguishing fires on large tanks from the ground or small mobile platforms is illustrated in FIG. 4, 5.
Переход на новую технологию тушения пожаров на резервуарах на пены пониженной кратности с рекомендуемыми параметрами пенных струй от стволов с высокой дальнобойностью до 45-50 м и высотой поднятия свободной пенной струи на 20-22 м позволяет внедрить еще более широкие тактические возможности тушения этого вида пожаров. Эти возможности заключаются в том, что при таких баллистических параметрах пенной струи возможна подача огнетушащей пены в зону горения резервуара без использования пеноподъемных устройств, а прямо от пожарных лафетных стволов с ручным или дистанционным управлением, расположенных на земле или небольших передвижных платформах с расстояния 5-15 м от борта резервуара.The transition to a new technology for extinguishing fires on tanks with reduced foam with the recommended parameters of foam jets from trunks with high ranges up to 45-50 m and the height of raising a free foam jet at 20-22 m allows you to introduce even wider tactical capabilities to extinguish this type of fire. These possibilities are that with such ballistic parameters of the foam jet it is possible to supply extinguishing foam into the combustion zone of the tank without the use of foam lifting devices, and directly from fire monitors with manual or remote control located on the ground or small mobile platforms from a distance of 5-15 m from the side of the tank.
Тушение с земли, проиллюстрированное фиг. 4 и 5, показывает начало процесса тушения и его завершение.Ground quenching illustrated in FIG. 4 and 5, shows the beginning of the quenching process and its completion.
Общая физика процессов, происходящих при тушении пожаров с земли, аналогична описанной выше, но при подаче огнетушащей пены лафетными стволами с уровня земли коэффициент разрушения пены возрастает до 75%, поэтому для получения требуемого эффекта тушения интенсивность подачи ОС должна быть увеличена до 0,15-0,5 л/ м⋅с, а угол наклона ствола пеногенератора относительно земли установлен равным 60-80 градусов. Оптимальная кратность пены в этом случае равна 20.The general physics of the processes that occur when extinguishing fires from the ground is similar to that described above, but when the fire extinguishing foam is supplied by fire monitors from the ground level, the foam destruction coefficient increases to 75%, therefore, in order to obtain the required extinguishing effect, the OS supply rate should be increased to 0.15- 0.5 l / m⋅s, and the angle of inclination of the foam generator barrel relative to the ground is set to 60-80 degrees. The optimal foam ratio in this case is 20.
Тогда угол падения навесной струи пены на поверхность горючей жидкости будет составлять 80-90 градусов, а высота подъема пенной струи составит более 20 м, т.е. выше борта резервуара. Но при этом за счет ухудшения условий подачи пены в очаг пожара (через борт резервуара) и увеличения интенсивности разрушения пены от подачи ее через весь факел пламени пожара почти вдвое возрастет время первичного покрытия поверхности горючей жидкости сплошным слоем пены, т.е. до 6-8 мин. И по этим же причинам, но еще больше, возрастет время наращивания требуемой толщины слоя пены, т.к. при таком способе подачи огнетушащей пены на поверхность горючей жидкости доля ее разрушения в процессе тушения возрастает до 80%, а фактическая кратность пены к концу процесса тушения снизится до значения Кп = 8. Соответственно, скорость роста пенного слоя до требуемой высоты (толщины) снизится и время наращивания требуемой толщины слоя пены возрастет примерно до 14 мин. Время тушения пожара при подаче управляемых пенных струй с земли станет равным примерно 22 мин, но эффект тушения достигается, как было указано, увеличением интенсивности подачи ОС до 0,15-0,5 л/ м2⋅с.Then the angle of incidence of the hinged jet of foam on the surface of the combustible liquid will be 80-90 degrees, and the height of the foam jet will be more than 20 m, i.e. above the side of the tank. But at the same time, due to the deterioration of the conditions for supplying foam to the fire source (across the side of the tank) and the increase in the rate of foam destruction from supplying it through the entire flame of the fire, the time of the initial coating of the surface of the combustible liquid with a continuous layer of foam will almost double, i.e. up to 6-8 minutes And for the same reasons, but even more, the time required to increase the required thickness of the foam layer will increase, since with this method of supplying extinguishing foam to the surface of a combustible liquid, the fraction of its destruction during extinguishing increases to 80%, and the actual ratio of foam by the end of the extinguishing process decreases to Kp = 8. Accordingly, the growth rate of the foam layer to the required height (thickness) will decrease and the time required to build up the required foam layer thickness will increase to about 14 minutes. The time to extinguish a fire when feeding controlled foam jets from the ground will be approximately 22 minutes, but the extinguishing effect is achieved, as was indicated, by increasing the intensity of the OS supply to 0.15-0.5 l / m 2 2 s.
Это время (22 мин) в полтора раза больше нормативного (15 мин), но такое увеличение времени тушения практически нетушимых пожаров на крупных резервуарах можно принять, т.к. при этом существенно упрощается подготовка к пенной атаке, включая отказ от пеноподъемников, что сокращает общее время тушения пожара.This time (22 min) is one and a half times longer than the standard (15 min), but such an increase in the time to extinguish practically insufferable fires in large tanks can be accepted, because at the same time, preparation for a foam attack is significantly simplified, including the rejection of foam lifts, which reduces the total fire fighting time.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109881A RU2651784C1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Fire extinguishing system on large tanks with highly flammable and combustible liquids (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109881A RU2651784C1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Fire extinguishing system on large tanks with highly flammable and combustible liquids (variants) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2651784C1 true RU2651784C1 (en) | 2018-04-23 |
Family
ID=62045368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017109881A RU2651784C1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Fire extinguishing system on large tanks with highly flammable and combustible liquids (variants) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2651784C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2684743C1 (en) * | 2017-11-22 | 2019-04-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инженерный Центр Пожарной Робототехники "Эфэр" | Method of extinguishing fires on large reservoirs with flammable and combustible liquids |
| RU2690634C1 (en) * | 2018-07-06 | 2019-06-04 | Татьяна Иосифовна Абдурагимова | Method of extinguishing fires on large tanks with flammable and combustible liquids and device for its implementation |
| RU2718784C1 (en) * | 2019-08-12 | 2020-04-14 | Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" | Method for automated prevention and extinguishing of fires on tanks with highly flammable and combustible liquids and device for implementation thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2334532C2 (en) * | 2006-10-26 | 2008-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Региональный научно-технический центр безопасности "Центурион" | Method of protection of reservoirs with highly inflammable and ignitable liquids against explosion and in case of fire, device for its implementation |
| CN202777517U (en) * | 2012-09-26 | 2013-03-13 | 镇海国家石油储备基地有限责任公司 | Oil tank foam fire-fighting device |
| RU141291U1 (en) * | 2013-12-23 | 2014-05-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России" (федеральный центр науки и высоких технологий) | FIRE EXTINGUISHING SYSTEM IN VERTICAL RESERVOIRS FOR STORAGE OF OIL PRODUCTS IN POINTS OF TEMPORARY ACCOMMODATION OF POPULATION AFFECTED BY AN EMERGENCY |
-
2017
- 2017-03-24 RU RU2017109881A patent/RU2651784C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2334532C2 (en) * | 2006-10-26 | 2008-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Региональный научно-технический центр безопасности "Центурион" | Method of protection of reservoirs with highly inflammable and ignitable liquids against explosion and in case of fire, device for its implementation |
| CN202777517U (en) * | 2012-09-26 | 2013-03-13 | 镇海国家石油储备基地有限责任公司 | Oil tank foam fire-fighting device |
| RU141291U1 (en) * | 2013-12-23 | 2014-05-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России" (федеральный центр науки и высоких технологий) | FIRE EXTINGUISHING SYSTEM IN VERTICAL RESERVOIRS FOR STORAGE OF OIL PRODUCTS IN POINTS OF TEMPORARY ACCOMMODATION OF POPULATION AFFECTED BY AN EMERGENCY |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов. "Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности", 2-е изд. - М.: Химия, 1979, с. 368, ил., с. 264, 265. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2684743C1 (en) * | 2017-11-22 | 2019-04-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инженерный Центр Пожарной Робототехники "Эфэр" | Method of extinguishing fires on large reservoirs with flammable and combustible liquids |
| RU2690634C1 (en) * | 2018-07-06 | 2019-06-04 | Татьяна Иосифовна Абдурагимова | Method of extinguishing fires on large tanks with flammable and combustible liquids and device for its implementation |
| RU2718784C1 (en) * | 2019-08-12 | 2020-04-14 | Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" | Method for automated prevention and extinguishing of fires on tanks with highly flammable and combustible liquids and device for implementation thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2651784C1 (en) | Fire extinguishing system on large tanks with highly flammable and combustible liquids (variants) | |
| RU2684743C1 (en) | Method of extinguishing fires on large reservoirs with flammable and combustible liquids | |
| AU678285B2 (en) | System, method and nozzle for fighting fire | |
| RU2429082C1 (en) | Method and device to extinguish oil and oil products in reservoir | |
| CN110448838A (en) | Floating plate sealing ring extinguishing device and method | |
| US5548933A (en) | Fixed roof type flammable liquid storage tank | |
| Kim et al. | Application of a Newly-developed compressed-air-foam fire suppression system | |
| RU203044U1 (en) | Nozzles with foam generators for auto-mechanical fire escape | |
| RU2718784C1 (en) | Method for automated prevention and extinguishing of fires on tanks with highly flammable and combustible liquids and device for implementation thereof | |
| RU2721355C1 (en) | Method for automated prevention and extinguishing of fires on large tanks with inflammable and combustible liquids and device for implementation thereof | |
| Degaev et al. | Improving fire protection of pontoon tanks or floating roof tanks | |
| RU203283U1 (en) | Nozzles for auto-mechanical fire escapes with rotating medium expansion foam generators | |
| JP6844843B2 (en) | Water discharge type foam fire extinguishing device and water discharge type foam fire extinguishing method | |
| RU2452542C1 (en) | System of fire fighting in vertical reservoirs | |
| GB2438587A (en) | Fire fighting in liquid storage tanks | |
| RU193525U1 (en) | Device for automated fire prevention and suppression on large tanks with flammable and combustible liquids | |
| RU199778U1 (en) | Device for fire and explosion prevention and fire extinguishing with hybrid foam | |
| US1813101A (en) | Mixing chamber for foam forming solutions | |
| RU2425702C1 (en) | Method of fire protection of reservoirs for storage of liquid combustibles and device for its realisation | |
| US2730178A (en) | Method of controlling oil tank fires | |
| RU2678257C1 (en) | Method of obtaining self-foaming gas-filled foam and device for its implementation | |
| RU147638U1 (en) | COMBINED INSTALLATION OF FIRE EXTINGUISHING OF OIL FIRES IN VERTICAL STEEL TANKS OF LARGE CAPACITY AND THEIR DUMPING | |
| RU2552972C1 (en) | Method of reduction of spill of liquefied natural gas or liquefied hydrocarbon gas using combined air-and-water foam with low and medium expansion ratio (versions) and system for its implementation | |
| RU2751894C1 (en) | Nozzle with foam generators for automotive fire escape | |
| RU2804950C1 (en) | Method for fire and explosion prevention and extinguishing large-scale transport emergency and industrial emergency fires with combined hybrid foam and device for its implementation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210325 |