Введение 3
Обозначения и сокращения 9
Термины и определения 11
1 Анализ крупных пожаров в резервуарных парках для хранения нефти и нефтепродуктов 12
1.1 Характеристика объектов хранения нефти и нефтепродуктов 12
1.2 Анализ крупных пожаров в резервуарных парках 17
2. Комплексная оценка методов управления при тушении пожаров в резервуарных парках с применением стационарных робототехнических средств 30
2.1 Постановка проблем управления при тушении пожаров в резервуарных парках 30
2.2 Комплексная оценка методов управления при тушении пожаров в резервуарных парках с применением робототехнических средств 41
3. Разработка методов управления стационарными робототехническими средствами при тушении пожаров в резервуарных парках 55
3.1 Методы управления пожарно-спасательными подразделениями при тушении пожаров в резервуарных парках 55
3.2 Разработка модели управления пожарно-спасательными подразделениями с применением робототехнических средств 57
4. Оценка эффективности применения стационарных робототехнических средств тушения пожаров в резервуарных парках 61
4.1 Сравнительный анализ применения водяных стволов и пожарных роботов 61
4.2 Оценка повышения эффективности тушения пожаров в резервуарных парках с применением стационарных робототехнических средств 66
Заключение 74
Список используемой литературы 77
Купить

Актуальность темы исследования заключается в том, что в настоящее время на объектах нефтеперерабатывающей промышленности остаются важными вопросы, связанные с пожарной безопасностью, обеспечение которой представляет собой первостепенную задачу для успешного развития всей нефтяной отрасли.
При этом, объектами повышенной опасности в нефтяной отрасли признаются резервуары и резервуарные парки (далее - РП) как специально организованные ёмкостные пространства для целей хранения сырой нефти и нефтепродуктов. Пожарная опасность обуславливается наличием в обращении и скоплением большого количества легковоспламеняющихся и горючих жидкостей на незначительной территории резервуарного парка нефтепровода или нефтебазы, а также такими факторами, как образующимися со временем паров и газов в резервуарной емкости, их взрывоопасными свойствами, высокой рабочей температурой, высокой вероятностью возникновения горючей среды при нарушениях герметичности, в случае возникновения повышенного давления, механических повреждений, а также особенностями технологических характеристик и процессов, то есть всем тем, что может спровоцировать возникновение пожара в резервуарном парке.
Ситуация неконтролируемого распространения пожара в резервуарном парке представляет собой одну из критических чрезвычайных ситуаций, последствия которой могут оказаться значительными в плане не только материальных убыток, но и возможных человеческих жертв при локализации. Более того, территориальная организация резервуарных емкостей зачастую характеризуется наличием резервуаров большего объема на незначительной территории резервуарного парка с нефтепродуктами, что, в свою очередь, значительно увеличивает объем веществ, способных к самовозгоранию на единицу занимаемой площади. В связи с этим, увеличиваются и риски расширения огневой зоны пожара и его распространения на стоящие рядом соседние резервуарные емкости в случае пожарной ситуации и при несвоевременной локализации пожара. Более того, пожар в резервуаре с нефтепродуктами в большинстве случаев начинается со взрыва что делает применение систем автоматического пожаротушения неэффективным [19].
Динамичное развитие робототехнической сферы, и совместное применение робототехнических систем с комплексами технических средств для своевременного установления очага возгорания и эффективного пожаротушения говорит о значимости совершенствования технологических процессов по ликвидации пожаров путем использования стационарных робототехнических средств (далее - СРТС), а именно комплексного использования стационарных роботизированных лафетных стволов (далее - СРЛС) и технических средств для обнаружения пожаров, как способа решения проблемы пожаротушения в резервуарных парках [43].
На данный момент разработкой и производством робототехнических средств для целей пожаротушения на территории Российской Федерации занимаются ВНИИПО, завод «Уралмеханика» и инженерный центр пожарной робототехники «ЭФЭР».
В связи с этим, можно утверждать, что ликвидация источников пожара в резервуарном парке с применением новейших технологически модернизированных средств по обеспечению пожарной безопасности, в том числе путем использования СРТС и СРЛС, в частности, в соответствии с современной концепцией развития робототехнических систем специального назначения в системе МЧС, является действительно важной задачей для обеспечения современных научных подходов к решению задач по имеющимся тактическим возможностям при ликвидации и тушении пожаров.
Вопросам пожарной безопасности на резервуарах и резервуарных парков посвящены работы А. Ю. Андрюшкина, М. Т. Пелех [1], Д. С. Иванкова, Г. И. Сметанкиной, А. В. Жердева [15], Г. Х. Самигуллина, Е. Н. Кадочниковой, Д. Э.Теплякова [30], И. Д. Скрипник, С. В. Воронина [31] и другие [1], [2], [3], [13], [17], [18], [19], [20].
Особенности хранения горючих жидкостей, их характеристики и процессы горения исследовались К. Ф. Кушниренко [15], Н. В. Лазаревым [16], В. В. Теребневым, Н. С. Артемьевым, А. В. Подгрушным [36]. Отдельные вопросы по поддержке управленческих решений при локализации пожаров нашли отражение в трудах К. С. Власова [4], М. М. Данилова [12], и другие [27], [37], [39], [40], [45], [46], [47].
Однако несмотря на то, что проблема пожарной охраны и пожаротушения достаточно хорошо рассмотрена в тематической литературе, вопрос совершенствования системы управления при тушении пожаров в резервуарных парках с применением СРТС остается малоизученным.
Объект исследования - процесс организации тушения пожаров в резервуарных парках с применением стационарных робототехнических средств.
Предмет исследования - методы управления оперативными подразделениями с применением стационарных робототехнических средств.
Цель исследования - разработка методов управления оперативными подразделениями при тушении пожаров в резервуарных парках с применением стационарных робототехнических средств.
Гипотеза исследования состоит в том, что регулярная эксплуатация роботизированных установок и их совершенствование поможет снизить риски распространения и увеличения очага возгорания, вместе с тем, устранит высокий риск получения травм и ожогов пожарно-спасательного гарнизона.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• провести анализ достоинств и недостатков существующих методов расчета автоматической установки водяного пожаротушения (АУВПТ);
• разработать метод анализа и синтеза разветвленных оросительных сетей; разработать метод расчета и построения единой напорно-расходной характеристики для параллельного и последовательного включения пожарных насосов;
• разработать методику нахождения рабочей точки АУВПТ для аналитического метода с учетом разветвленности оросительной сети и наличия нескольких насосов.
Теоретико-методологическую основу исследования составили научные работы и нормативные источники, а также отдельные элементы системного подхода, способствующие выработке эффективной стратегии исследования в их взаимосвязи и взаимообусловленности.
Базовыми для настоящего исследования явились также:
• проведение исследования разработки методов управления оперативными подразделениями при тушении пожаров в резервуарных парках с применением стационарных робототехнических средств;
• проведение анализа по обеспечению должного уровня безопасности личного состава, работающего в зоне теплового воздействия и других опасных факторов пожара при тушении пожаров в резервуарных парках.
Методы исследования. В проведенных исследованиях применялись теоретический и расчётно-аналитический методы. Методологической базой диссертационной работы являются работы Власова К.С., Волкова О.М., Данилова М.М., Демехина Ф.В., Теребнева В.В. и пр.
Опытно-экспериментальная база исследования заключается в проведении исследования эксплуатации робототехнических средств в условиях пожара на территории резервуарных парков, а также проведение разведки и пожаротушения в условиях задымления РТС, которое оснащено системой технического зрения. Заказчик темы - Отдел надзорной деятельности (по г. Ханты-Мансийску и району) Управления надзорной деятельности Главное управление МЧС России по Ханты-Мансийскому автономному округу-Югре.
Научная новизна исследования состоит в том, что теоретическими исследованиями проведен анализ работоспособности автоматических установок пожаротушения. Сделаны выводы по факторам, усложняющим тушение пожаров в резервуарах, а также приведена схема причинно-следственных связей возникновения и развития пожаров в резервуарных парках. Определено рекомендуемое время отдыха в зависимости от продолжительности работы личного состава оперативных подразделений. Предложена новая модель тушения пожаров в резервуарных парках и управления оперативными подразделениями.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что были получены данные, на основании которых появляется возможность провести оценку тактических и технических количественных характеристик передвижного робототехнического устройства для пожаротушения в отношении условий и особенностей его применения; проведен сравнительный анализ существующей системы управления подразделениями с предложенной системой управления с применением стационарных робототехнических средств; посредством расчетного метода спланировано число робототехнических устройства в целях пожаротушения и охлаждения горящего и соседнего резервуаров, а также выстроена динамика соответствующих изменения количества человек личного состава оперативных подразделений для пожаротушения с учетом определенных характеристик резервуаров нефтепровода.
Практическая значимость исследования в том, что в соответствии с принципами и различными режимами работы СРТС, проведена оценка методов управления силами и средствами при тушении пожаров в резервуарных парках с применением стационарных робототехнических средств и за счет них предложены мероприятия по повышению тактических возможностей пожарно-спасательных подразделений, сокращению времени тушения пожара и исключению гибели и травмирования личного состава.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивалась комплексом теоретических и расчётно-аналитических исследований, который, базируется на общих принципах фундаментальной науки и научных основах прогрессивной техники и технологии.
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в самостоятельном определении цели и задачи исследований, план проводимых исследований по изучению влияния усовершенствующих методик робототехнических установок при тушении пожаров в резервуарных парках. Проведен анализ и обобщение полученных результатов.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования. Его результаты докладывались на следующих конференциях:
• научно-практическая конференция «Шаг в науку», сентябрь 2020 г.;
• научно-практическая конференция «Инновационные исследования», февраль 2021 г.
На защиту выносятся следующие положения:
• обеспечение должного уровня безопасности личного состава, работающего в зоне теплового воздействия и других опасных факторов пожара при тушении пожаров в резервуарных парках;
• минимизация личного состава оперативных подразделений, работающего в зоне теплового воздействия, за счет применения стационарных робототехнических средств при тушении пожаров в резервуарных парках;
• оценка повышения эффективного применения СРТС при тушении пожаров в резервуарных парках.
Купить