Исследование эффективности, разработки и реализации противопожарных технических устройств для предприятий хранения и транспортировки жидкого и газообразного топлива
СОКРАЩЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 8
1 Теоретическая основа: анализ использования систем пожарной безопасности при хранении и транспортировки топлива 13
1.1 Проблема использования систем пожаротушения и устройств обеспечения пожарной безопасности 14
1.2 Описание системы хранения нефтепродуктов 15
2 Патентный поиск 23
2.1 Аппарат для быстрого получения больших объемов таблеток твердой углекислоты 23
2.2 Система хранения нефтепродуктов с системой пожаротушения 24
2.3 Микрокапсулированный огнегасящий агент 25
З Анализ пожарной опасности в местах хранения топлива и во время его транспортировки 28
3.1 Основные причины повреждения технологического оборудования 34
3.2 Хранение и транспортировка нефти, нефтепродуктов и газа 36
3.3 Оценка возможности появления источников зажигания 39
3.4 Средства тушения пожаров на предприятиях хранения, переработки и транспортировки топлива 42
3.5 Автоматические установки пожаротушения 47
3.6 Сценарий возникновения и развития возможных аварий. Анализ причин и условий возникновения и развития аварий 53
3.7 Причины пожаров и взрывов 54
3.8 Тушение пожаров на технологических установках по переработке нефтепродуктов 56
3.9 Тушение пожаров на объектах хранения и переработки сжиженных углеводородных газов 59
3.10 Охрана труда 62
3.11 Принципы выбора тактических приемов и способов тушения пожара подразделениями пожарной охраны 68
4 Мероприятия и технические решения по охране окружающей среды 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 89
Актуальность темы исследования. Исследуемая тема данной работы показывает, насколько актуален вопрос обеспечения безопасной транспортировки топливных углеводородов, их хранения и переработки. Огромное значение имеет экологический аспект темы, так как при возникновении аварийных ситуаций и пожаров наносит огромный ущерб окружающей среде. Противопожарная защита имеет своей целью поиск наиболее эффективных и технически обоснованных способов экономически целесообразных средств предупреждения пожаров.
Цель и задачи. Основной целью является поиск и обоснование применения наиболее эффективных технических средств обеспечения пожарной безопасности транспорта, мест хранения и транспортировки топливных ресурсов. Из информационной научно-теоретической базы, включающей нормативную документацию, публикации в периодических научно-технических изданиях, технические описания патентов на изобретения, содержащихся в электронных библиотеках федеральной службы по интеллектуальной собственности (ФСИС), изложенные на сервере Поиск патентов и изобретений РФ и СССР [по адресу http://www.findpatent.ru/], относящихся к решению технических проблем обеспечение пожарной безопасности технологического оборудования. Рассмотреть систему управления пожарными рисками с применением методики проведения анализа и количественной оценки опасности исследуемых объектов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
• проведение поиска и информационного анализа исследуемой проблемы безопасности;
• выполнение анализа имеющихся технологических процессов;
• проведение исследования источников пожарной опасности анализируемых технических средств;
• проведение анализа технических характеристик и физических свойств используемых конструктивных материалов и расходных материалов, содержащихся в составе технологического оборудования типичных АЗС;
• выполнение количественных оценок опасных факторов возникновения пожаров на АЗС;
• разработка организационно-технических мероприятий по эффективному уменьшению уровня пожара-взрывоопасности на АЗС и в резервуарных парках;
• проведение экономического обоснования предлагаемых рекомендаций по уменьшению пожаровзрывоопасности.
Объект исследования. Автомобильные заправочные станции в виде оборудованных топливозаправочных комплексов, расположенных на придорожной территории. Резервуарные парки АЗС - комплекс взаимосвязанных отдельных или групп резервуаров для хранения или накопления жидких продуктов (нефти, нефтепродуктов, жидких углеводородов, химических продуктов, воды и др.), которые оборудуются технологическими трубопроводами, запорной арматурой, насосными установками для внутрипарковых перекачек, системами сокращения потерь продуктов, безопасности, пожаротушения и средствами автоматизации. В качестве базового объекта диссертационных исследований рассматривалась АЗС нефтяной компании «ЛУКОЙЛ», расположенная по адресу: Приморский б-р, д. 50 а.
Теоретическая и методологическая база исследования.
Рассматриваемые системы противопожарной защиты (анализируемые инновационные технические устройства) при их обоснованном выборе, дают возможность безопасно хранить и транспортировать углеводородное топливо. Системы анализируются в соответствии с указанными оценочными критериями.
1. В патенте на изобретение RU 2262049 предложено к применению техническое устройство в виде аппарата для быстрого получения больших объемов таблеток твердой углекислоты, используемой в виде огнетушащего вещества.
Технология процесса тушения углекислотой (двуокисью углерода) заключается в том, что, попадая в воздух очага горения, она снижает в нем содержание кислорода до пределов, при которых процесс горения прекращается. Использование рассматриваемого изобретения позволяет относится к применению облегченного, высокомобильного и эффективного аппарата для немедленного получения большого объема таблеток, в виде спрессованной твердой углекислоты.
2. В патенте изобретения RU 2128614 предлагается к применению система хранения нефтепродуктов, оборудованная системой тушения пожара.
Использование указанного изобретения относится к системам хранения нефти и нефтепродуктов в резервуарах сбора нефти и нефтеперекачивающих станций. Так же оно может быть использовано при хранении легковоспламеняющихся жидкостей на нефте- и газоперерабатывающих заводах, нефтебазах и АЗС. Система хранения нефтепродуктов снабжена системой пожаротушения, включающая в себя: пожарный насос, водопроводы, пеногенераторы с запорным элементом, датчики пожарной опасности. В тех случаях, когда один из пеногенераторов установлен на общем коллекторе газоуравнительной обвязки, внешнее запорный элемент пеногенератора функционально связан с датчиками пожарной опасности состояния каждого резервуара, что позволяет предотвратить распространение горения внутри резервуара.
3. В патенте на изобретение RU 2559480 предложено применение микрокапсулированного огнегасящего агента и способа его получения, а так же огнегасящего композиционного материала, огнегасящего покрытия из краски и огнегасящей ткани, содержащей такого типа агент, предназначенного для тушения без участия человека пожаров классов А, В, С и Е в труднодоступных пожароопасных местах, таких как кабельканалы, фальшполы, межпотолочные пространства и другие закрытые локальные объемы, а также для защиты емкостей и тары, предназначенных для хранения и перевозки пожароопасных продуктов и других пожароопасных объектов.
Научная новизна исследования.
Предложено потенциальное использование инжиниринговых инновационных технических решений (технических устройств, способов и веществ) для оборудования ими АЗС, в качестве эффективных технических средств тушения пожаров.
Теоретическая и практическая значимость.
Предложены эффективные технические средства тушения пожаров в закрытых объемных резервуарах.
Проведен анализ эффективности функционирования автоматических установок порошкового пожаротушения, применяемых на АЗС, а также установок пенного тушения, применяемых в закрытых объемных резервуарах. Предложена альтернативная замена используемых установок пожаротушения на инновационные технические решения, использующие микрокапсулированный огнегасящий агент.
Разработаны организационно - технические мероприятия по повышению пожарной безопасности слива, налива топлива и мойки резервуаров для хранения топлива, используемых на АЗС.
Для борьбы с возникающими разрядами статического электричества в резервуарах и магистралях при хранении топлива, необходимо помимо устройств заземляющего оборудования, избегать организационно-технических факторов возникновения взрывов.
Положения, выносимые на защиту.
1. Результаты анализа основных источников возникновения пожаров при транспортировке, хранении и заправке углеводородным топливом на АЗС;
2. Результаты анализа эффективности использованных технических средств пожаротушения, применяемых при хранении и транспортировке углеводородных топлив, включая технологические процессы заправки топливом транспортных средств на АЗС;
3. Результаты анализа технических характеристик и физических свойств используемых конструктивных материалов и расходных материалов, содержащихся в составе технологического оборудования типичных АЗС;
4. Результаты количественных оценок опасных факторов возникновения пожаров на АЗС;
5. Разработанные организационно-технические мероприятия по эффективному уменьшению уровня взрывопожароопасности на АЗС;
6. Результаты экономического обоснования использования для тушения пожара микрокапсулированного огнегасящего агента в объемах технологического оборудования на АЗС.
Степень достоверности и апробация результатов.
Достоверность результатов работы основывается на соответствии предлагаемых технических характеристик устройств, обеспечивающих пожарную безопасность исследуемого технического объекта - АЗС, в соответствии с действующими нормами требований технического регламента безопасности.
Апробация результатов дистанционного исследования осуществлялись при обсуждении и анализе выдвинутых предложений на научно-техническом семинаре кафедры «Управление пожарной безопасностью» ТГУ в 2017 году.
Был выполнен теоретический обзор по проблеме использования систем управления, способов и технических устройств обеспечения пожарной безопасности на предприятиях добычи сырья, переработки и транспортировке топлива.
В процессе выполнения диссертационной работы выполнен анализ состояния пожарной безопасности на АЗС нефтяной компании «ЛУКОЙЛ», по адресу: Приморский б-р, д. 50 а, а так же резервуарных парков хранения топлива, предложены организационно - технические мероприятия по повышению пожарной безопасности технологических процессов на территории данных предприятий.
Проведена оценка работы автоматической установки порошкового пожаротушения, применяемой на данный момент на АЗС, а так же установки пенного тушения применяемой в резервуарах. Предложена альтернативная замена используемой установки пожаротушения на микрокапсулированный огнегасящий агент. Достоинствами последней является возможность работы системы без присутствия участия человека пожаров классов А, В, С и Е в труднодоступных пожароопасных местах, таких как кабельканалы, фальшполы, межпотолочные пространства и другие закрытые локальные объемы, а также для защиты емкостей и тары, предназначенных для хранения и перевозки пожароопасных продуктов и других пожароопасных объектов. Микрокапсулированный огнегасящий агент содержит микрокапсулу, состоящую из сферической полимерной оболочки и ядра из огнетушащей жидкости, при этом оболочка содержит дополнительный наружный слой, который обладает максимальным коэффициентом поглощения лучистой энергии для данного вида покрытия. Дополнительное покрытие наносится на окончательной стадии формирования микрокапсулы путем окраски оболочки в черный цвет. Предложение обеспечивает повышение эффективности работы огнегасящего агента за счет повышения поглощающей способности дополнительного наружного слоя оболочки микрокапсулы. Огнегасящий агент эффективен, удобен в эксплуатации и хранении, обладает хорошей совместимостью, т.е. легко смешивается со смолами, жидкими каучуками и другими отверждаемыми полимерными матрицами с целью получения огнегасящих композиционных материалов, и может быть применен, например, в форме паст, пластин, пленок, изделий, а также красок, тканей и других изделий.
Целью заявляемого технического решения является повышение эффективности работы микрокапсулированного огнегасящего агента, а также автономной установки пожаротушения, в которой применяется названный огнегасящий агент, за счет повышения поглощающей способности дополнительного наружного слоя оболочки микрокапсулы и наружной поверхности пластины установки.
Разработаны организационно - технические мероприятия по повышению пожарной безопасности слива, налива топлива и мойки резервуаров для хранения топлива, используемых на АЗС.
«Для снижения рисков возникновения абсорбации (в данном случае процесса поглощения паров бензина дизельным топливом), в результате которого концентрация паров будет снижаться и может дойти до взрывоопасного диапазона необходимо использовать закрытую технологию слива топлива с бензовоза с системой возврата паров из емкости резервуара для хранения топлива в емкость бензовоза. Эта система так же позволяет избежать попадания паров бензина в окружающую среду и повышается безопасность бензовоза, поскольку при обычном открытом сливе отсеки бензовоза заполняются воздухом и за счёт недостаточной скорости испарения в них может образоваться взрывоопасная смесь с концентрацией паров от 2 до 6 объёмных процентов»[24].
Для борьбы со статическим электричеством в резервуарах для хранения топлива, магистралях, необходимо по мимо заземления оборудования, избежать факторы возникновения взрывов. Кроме источника электростатических разрядов для возникновения взрывного процесса необходимо наличие взрывоопасного вещества или формирование пожаро - взрывоопасной среды (легкие углеводородные фракции) при технологических операциях, допустить наличие которых нельзя. Для этого необходимо соблюдать следующие меры: при сливе топлива из резервуаров для его хранения, необходимо герметично его закрывать, иначе концентрация паров уменьшиться по мере вентиляции воздуха и может достигнуть взрывоопасного значения; скорость слива топлива из резервуара для его хранения должна быть такой, чтобы при поступлении воздуха, замещающего продукт в ёмкости, концентрация ЛУФ и ПВС не опускалась до пределов взрывоопасной области. Наиболее безопасным техническим решением проблемы в данном случае может быть возврат паров из донорской ёмкости (куда поступает бензин - резервуар для его хранения) в акцепторную ёмкость (откуда бензин сливается - бензовоз), то есть газовозврат или рециркуляция паров через специальный трубопровод. Речь идет о применении закрытой технологии слива топлива с бензовоза с системой возврата паров из емкости резервуара для хранения топлива в емкость бензовоза, которая так же борется с проблемой, указанной выше.
Для недопущения возникновения пожароопасных ситуаций при мойке резервуаров для хранения топлива необходимо отказаться от ручной очистки. Использование профессиональных и автоматизированных комплексов очистки резервуаров - моечных установок - приведет к снижению человеческих жертв, связанных со взрывами. Автоматизированные комплексы очистки резервуаров контролируют границы взрываемости (взрывоопасное содержание паров топлива), производят отбор и анализируют пробы воздуха из резервуара для хранения топлива в процессе мойки на содержание в нем углеводородов и ТЭС. Помимо этого решается ряд других проблем, связанный с отравлениями парами углеводородов, экологическими катастрофами, причина которых является человеческий фактор.
В данной работе были предложены мероприятия по защите окружающей среды.
Предложенные организационно - технические мероприятия по повышению пожарной безопасности технологических процессов на АЗС и в резервуарных парках были рассмотрены и одобрены инженерами предприятий.
Научно - техническая разработка рекомендуется к рассмотрению по её внедрению на автомобильных заправочных станциях, предприятиях занимающихся хранением и транспортировкой жидкого и газообразного топлива.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
