XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Аннотация: В статье представлен расчёт параметров системы пожаротушения пеной низкой кратности, а также системы водоохлаждения резервуара компании ООО «РН - Морской терминал Находка».

Ключевые слова: система пожаротушения, подслойное пожаротушение, резервуарный парк, пожарная безопасность.

ООО «РН-Морской терминал Находка» находится на берегу бухты Новицкого залива Находка Японского моря между мысами Средний и Крылова, в 400 м юго-восточнее г. Находка. Главный вид деятельности компании ООО «РН - Морской терминал Находка» – транспортная обработка и экспедирование нефтепродуктов. Основным источником тепловой энергии на предприятии является центральная котельная. Для выработки тепловой энергии, котельная использует мазут (М 100).

Цель данной работы – рассчитать основные параметры пожаротушения резервуара пеной низкой кратности и системы водоохлаждения. Объектом исследования выступил резервуарный парк для хранения углеводородов в ООО «РН - Морской терминал Находка», предметом – расчёт основных параметров системы подслойного пожаротушения.

Представим краткую характеристику резервуара. Вертикальные резервуары РВС-5000 м³ используются для приема, хранения и выдачи светлых и темных нефтепродуктов в том числе, бензина, дизельного топлива. РВС эксплуатируют в холодном, умеренно-холодном и теплом климатах (в соответствии с требованиями ГОСТ 15150-69) с жидкостями плотностью не более 1 т/м³ при избыточном давлении 2 кПа. Рабочая температура не выше +95ºС [1].

Резервуары оборудуются системой пожаротушения в виде пеногенераторов подслойного пожаротушения, установленных по периметру нижнего кольца резервуара, а также системой охлаждения.

Система пожаротушения резервуарного парка №№24-26 выполнена в соответствии с «Техническими решениями по проектированию систем противопожарной защиты ООО «РН - Морской терминал Находка».

В качестве пенообразующего средства используется фторсинтетический пленкообразующий пенообразователь, хранящийся в баках дозаторах МХС-I-8000 с 6% раствором.

В компании «РН – Морской терминал Находка» для РВС со светлыми нефтепродуктами используется метод пожаротушения с применением системы высоконапорных пеногенераторов типа HBPG-1400 для подслойного пожаротушения и системы водяного охлаждения. Принципиальная схема пожаротушения РВС представлена на рисунке 1.

1 – пеногенератор HBPG-1400, 2-ручная задвижка

Рисунок 1 - Принципиальная схема пожаротушения РВС

Система подслойного пожаротушения – это установка, с помощью которой низкократная пленкообразующая пена, получаемая в высоконапорных пеногенераторах из рабочего раствора фторсинтетического пенообразователя, подается по пенопроводу через внутреннюю разводку и Т-образные сопла в нижний пояс резервуара.

Расчет системы подслойного пожаротушения сводится к определению числа высоконапорных пеногенераторов и пенопроводов, диаметра пенопроводов, объема (нормативного запаса) рабочего раствора и концентрату пенообразователя. Он проводится на основе следующих параметров:

типа резервуара и площади его поперечного сечения;

температуры вспышки горючей жидкости;

расхода рабочего раствора пенообразователя через высоконапорный пеногенератор;

нормативного времени тушения;

концентрации рабочего раствора пенообразователя;

количества резервуаров, находящихся в одном обваловании [3].

Расчетное количество высоконапорных пеногенераторов, необходимых для тушения резервуара ( , шт.), рассчитывается по формуле (1):

где – нормативная интенсивность подачи рабочего раствора пенообразователя, таблица 15;

– площадь горизонтального сечения резервуара, м²;

– расход рабочего раствора пенообразователя через высоконапорный пеногенератор, для пеногенераторов HBPG-1400, = 20 л/с соответственно.

Для резервуара РВС-5000:

м²,

Исходя из расчета, принимаем количество пеногенераторов равное 2 HBPG -1400, соединённых параллельно.

Таблица 1 – Нормативная интенсивность подачи рабочего синтетического фторуглеродного пенообразователя под слой горючей жидкости [4]

Горючая жидкость
Для нефти и нефтепродуктов с температурой вспышки 28оС и ниже	0,10
Для нефти и нефтепродуктов с температурой вспышки выше 28оС	0,08
Бензин, керосин, дизельное топливо, газовый конденсат	0,10

Количество линий пенопроводов должно быть не менее двух, что связано с тактикой пожаротушения.

Выбор диаметра пенопровода ( , мм) осуществляется по номограмме, приведенной на рисунке 2, из условия обеспечения заданной скорости ввода пены в резервуар не более 4 м/с.

Объём рабочего раствора пенообразователя, необходимый для одного тушения пожара в резервуаре ( , л), определяется по формуле (2):

где – нормативное время тушения 900с при применении передвижной техники;

– фактическая интенсивность подачи рабочего раствора пенообразователя определяется по формуле (3):

где расход рабочего раствора пенообразователя.

Таким образом:

л.

Рисунок 2 – Номограмма для определения диаметра пенопровода

Объём (нормативный запас) концентрата пенообразователя, необходимого для одного тушения пожара в резервуаре ( , л), рассчитывается по формуле (4):

где – концентрация рабочего раствора пенообразователя, 6%.

Таким образом:

л

При этом должен предусматриваться трехкратный запас пенообразователя: л.

При наличии в одном обваловании двух и более резервуаров этот запас увеличивается еще в 1,5 раза.

Система водяного охлаждения– комплекс устройств, оборудования и трубопроводов, предназначенных для подачи воды на охлаждение всей поверхности стенки горящего резервуара и половины (четверти) стенки (считая по периметру) соседнего резервуара в зависимости от расположения резервуаров в группе.

Исходные данные для проведения расчета системы водяного охлаждения:

номинальный объем резервуара - РВС – 5000 м³;

диаметр резервуара – 20,92 м;

высота стенки резервуара – 15 м;

количество секций системы водяного охлаждения резервуара – 2 (принимается равным 2 или 4 в зависимости от расположения резервуаров в группе).

Нормативная интенсивность орошения на один метр длины I=0,75 .

Длина окружности резервуара L, м определяется по формуле (5):

где d – диаметр резервуара, м.

Таким образом:

Расчетный расход воды для системы водяного охлаждения резервуаров Q, л/с, определяется по формуле (6):

где I – нормативная интенсивность подачи воды на один метр расчетной длины, л/(с·м);

L – длина окружности резервуара, м.

Таким образом:

Расчетный расход воды для одной секции системы водяного охлаждения резервуаров Q_секц, л/ с, определяется по формуле (7):

(7)

где Q –расход воды для системы водяного охлаждения резервуаров, л/с;

n–количество секций, шт.

Таким образом:

Площадь сечения отверстия ω, м², определяется по формуле (8):

где d_отв – диаметр отверстия (перфорации), м.

Таким образом:

Расчетный расход воды через одно отверстие Q₀, л/с, определяется по формуле (9):

(9)

где μ – коэффициент расхода, μ = 0,62;

ω – площадь сечения отверстия, м²;

g – ускорение свободного падения, м/c², g = 9,81 м/c²;

H – давление на входе наиболее удаленного отверстия, м, принимается не менее 10 м.

Таким образом:

.

Количество отверстий в секции, равномерно распределенных по ее длине N_отв, шт., определяется по формуле (10):

(10)

где Q_секц – расчетный расход воды для одной секции системы водяного охлаждения резервуаров, л/с;

Q₀ – расчетный расход для одного отверстия, л/с.

Таким образом:

При равномерном распределении количества отверстий расстояние между ними должно быть не более 200 мм, в противном случае необходимо выбрать меньший диаметр отверстия. Потери напора h, м, определяются по формуле (11):

где A – расчетное значение удельного сопротивления для стальных и чугунных труб (определяется по справочному пособию и принимается для электросварных труб с диаметром условного прохода 80 мм равным 0,00005);

Q_секц – расчетный расход воды по секции для системы водяного охлаждения резервуаров, л/с;

Q₀ – расчетный расход воды через одно отверстие, л/с;

L_секц – длина секции, м, определяется по формуле (12):

Таким образом:

Напор, который необходимо обеспечить на уровне перфорированного кольца орошения в месте присоединения питающего водопровода Н_в.охл., м, определяется по формуле (13):

где h – потери напора в секции кольца орошения, м;

H – напор на входе наиболее удаленного отверстия, м.

Таким образом:

Таким образом, произведя расчёты системы пожаротушения резервуарного парка дизельного топлива, было выявлено, что для эффективной работы в сфере пожарной безопасности необходима установка системы послойного пожаротушения и системы водоохлаждения.

Литература

ГОСТ 31385-2016. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия. [Электронный ресурс].  Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200138636 (дата обращения 01.05.2019)

Колесник О.А. Расчёт систем пожаротушения [Текст]: метод. указания по выполнению практической работы / О. А. Колесник, А. Г. Бердник. – Ухта: УГТУ, 2012. – 27 с.

Сальников, А.В. Проектирование систем пожаротушения нефтеперекачивающих станций (НПС) [Текст] : учеб. пособие / А.В. Сальников, Е.В. Нор. – Ухта : УГТУ, 2009. – 131 с.

СНиП 2.1.03-93 Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы. – Введ. 1993-07-01. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/871001020 (дата обращения: 06.12.2019).

Код для цитирования: Скопировать