НИР. Отчет по научноисследовательской работе Разработка способов пожаротушения резервуаров
 Скачать 426.74 Kb.
|
|
2.4 Анализ достоинств и недостатков найденных аналогов и прототипов После проведения патентного поиска можно сделать вывод что на данный момент есть много патентов относящихся к способам пожаротушения резервуаров. Однако, не все патенты на сегодняшний день действительны. Целью новых патентов является повышение эффективности работы старых, но и стараться придумывать новые патенты основываясь на прошлых изобретений стараться их модернизировать. В патенте 2595973 главным достоинством является, то что в качестве огнетушащего вещества, которое подают в основание резервуара, применяется водный раствор уксусной кислоты и кислой соли многовалентного металла, а так же этот раствор подается в емкость внутри резервуара одновременно или последовательно или смешивается в линии трубопроводов до попадания в нефтепродукт. Недостатков в данный момент не выявлено. В патенте 2599363 основным достоинством является повышение эффективности работ за счет сокращения времени на ликвидацию пожара и максимального сохранения жидкости, подвергаемой тушению, и повышение уровня безопасности персонала, занятого тушением пожара. К недостатком можно отнести сложное строительство конструкции, могут ломаться датчики температуры и датчик уровня жидкости. В патенте 2320385 основным достоинством является, то что устройство содержит плавучую платформу с размещенными на ней дополнительными генераторами, удерживаемую в затопленном состоянии гибкой связью, закрепленной на дне резервуара, при этом платформа выполнена из термически легко разрушаемого вещества, например, из пенопласта. Недостатком является, то что при повторном очаге горения могут не сработать дополнительные генераторы установленные на дне резервуара. В патенте 2616848 главным достоинством является повышение эффективности противопожарной защиты резервуаров для хранения жидких горючих веществ за счет создания при пожаре нескольких потоков раствора 34 пенообразователя при образовании пены низкой кратности на поверхности горения. Можно сделать вывод, что на сегодняшний день до сих пор не решена проблема пожаротушения резервуаров, так как никто не может придумать устройство или способ тушения, который сразу бы гасил очаг возгорания, из- за этого на объектах, где установлены резервуары испытывают большие материальные потери. 35 3 Системы пенного пожаротушения РВС со стационарной крышей Для тушения пожаров резервуаров с нефтью или нефтепродуктами применяют пенное пожаротушение. При этом слой пены наносится на поверхность горящей жидкости. Под воздействием нагретой до температуры кипения горящей жидкости, часть пены разрушается. Выделившаяся в результате этого вода, в виде капелек, проходя через горящую жидкость, охлаждает ее поверхностный слой, что приводит к снижению скорости испарения жидкости. Оставшаяся часть пены, накапливаясь слоем определенной толщины на поверхности горящей жидкости, препятствует испарению последней. Благодаря этому, количество паров нефти или нефтепродукта, поступающее в зону горения, резко сокращается и становится недостаточным для поддержания горения и оно прекращается. В качестве основного средства тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах применяется воздушно-механическая пена средней кратности (кратность 80-150). Допускается применение воздушно-механической пены низкой кратности (кратностью до 10) при тушении пожаров в резервуарах, оборудованных установками подачи пены через слой горючего (УППС). В настоящее время существует большое количество разнообразных методов борьбы с огнем в резервуарных парках для хранения нефти и нефтепродуктов, использующих различное оборудование и механизмы пожаротушения. Все эти методы наряду с преимуществами имеют и ряд недостатков, которые помогут принять правильное решение в выборе системы пожаротушения. 1. Тушение пожара путем подачи пены от пеногенератора, расположенного в верхнем поясе резервуара или на его крыше: Пеногенераторы расположены на верхнем срезе обечайки РВС, что приводит к снижению предельного уровня взлива в резервуаре и уменьшению вместимости последнего. Система пожаротушения с использованием пеногенераторов может использоваться в автоматическом режиме. При возникновении возгорания по пожарным сухотрубам к горящему резервуару 36 транспортируется водный раствор пенообразователя, который в корпусе пеногенератора, за счет подсоса воздуха, преобразуется в воздушно- механическую пену. Эта пена покрывает поверхность нефтепродукта, что препятствует дальнейшему горению. Но надежность такой системы не велика, т.к. практически каждый пожар резервуара начинается с проскока пламени внутрь газового пространства. При этом происходит моментальное возгорание паровоздушной смеси внутри резервуара, что сопровождается взрывом или мощным хлопком. В этот момент происходит деформация элементов пеногенераторов, прорыв пеногенерирующих сеток, деформация кровли резервуара и его верхних поясов, а зачастую полный отрыв кровли, обрыв пеногенераторов и их коммуникаций. Очевидно, что дальнейшее тушение пожара будет невозможным. 2. Тушение пожара путем подачи пены стволами от пеногенераторов, расположенных на мобильных средствах вне обвалований резервуаров: В этом случае при тушении пожара затрудняется доставка пены на горящую поверхность в различных погодных условиях. При максимальном приближении пеноподъемника к горящему резервуару из-за высокой температуры происходит деформация конструкций пеноподъемника, прогар пеногенерирующей сетки пеногенератора и после 3 - 4 минут работы оборудование выходит из строя. Все это приводит к низкой эффективности тушения пожара, увеличения расхода пены. При этом личный состав подвергается большой опасности. 3. Тушение пожара путем подачи воздуха под давлением в слой подто- варной воды с пенообразователем; Данный метод обеспечивает образование пены за счет подачи воздуха (негорючего газа) под необходимым давлением в слои подтоварной воды содержащей ПАВ. Проходя через слой нефтепродукта, пена обеспечивает перемешивание нефтепродукта, что приводит к снижению температуры горящего слоя. При этом пена выносит на поверхность воду с ПАВ, которые, попадая в горящий поверхностный слой, снижают его температуру за счет испарения и 37 изолируют горящую поверхность от атмосферного воздуха. Реализация этого метода пожаротушения возможна в автоматическом режиме. Данный метод требует особого внимания к расположению мест входа- выхода технологических трубопроводов резервуара, необходимо предъявлять повышенные требования к ведению сливо-наливных операций и контролю уровня в резервуаре. Недостатком метода является то, что пена образуется и поднимается непосредственно над местом выпуска воздуха и в дальнейшем растекается по поверхности. Для быстрого перекрытия горящей поверхности необходимо реализовать большое количество точек выпуска воздуха. Это требует разработки системы выпуска воздуха - развитого коллектора. Наличие коллектора на дне РВС влечет за собой существенные сложности - затрудняет проведение технологиче- ских операций при обслуживании резервуара. Еще одним недостатком является отсутствие возможности перекачки нефтепродукта из горящего резервуара в «чистом» виде, т.к. он перемешан с пеной. 4. Тушение пожара путем подачи пены от пеногенератора через слой горючего: Этот метод обеспечивает подачу пены от автономного источника - стационарного или мобильного. В процессе тушения пожара, проходя через слой нефтепродукта, пена обеспечивает перемешивание нефтепродукта, что приводит к снижению температуры его горящего слоя. При этом пена выносит на поверхность воду с поверхностно-активными веществами (ПАВ). Вода с ПАВ, попадая в горящий поверхностный слой, снижает его температуру за счет испарения и изолирует горящую поверхность от атмосферного воздуха. Пена поднимается непосредственно над местом ее введения и в дальнейшем растекается по поверхности. Для быстрого перекрытия горящей поверхности необходимо реализовать несколько точек впуска пены, что требует разработки системы впуска пены. При этом возможно непопадание пены в карманы, образованные обломками металлоконструкций крыши РВС. 38 Также недостатком является то, что неизвестно количество воды, прошедшее с пеной через слой нефтепродукта на горящую поверхность. Следует помнить о том, что поднятие пены на поверхность не такой уже и быстрый процесс. Также как и в предыдущем методе здесь возможна перекачка нефтепродукта из горящего резервуара перемешаного с пеной. 3.1 Предлагаемый способ повышения эффективности пожаротушения резервуаров Был произведен обзор литературных источников (книг, журналов, научных публикаций, статей, обзор диссертаций), дано определение основным направлениям данного вопроса и произведен патентный поиск с целью изучения новых способов, повышающих эффективность пожаротушения резервуаров. По данному вопросу было найдено 4 патента. Из них я считаю самым надежным в эксплуатации является четвертый патент. В котором технический эффект, реализуемый заявляемой системой противопожарной защиты резервуаров для хранения жидких горючих веществ, обуславливается следующим: Исполнение средства подачи раствора пенообразователя в виде устройств для подачи раствора пенообразователя, установленных равномерно по периметру резервуара и направленных над поверхностью горения с чередованием ориентации одних в направлении вдоль стенок резервуара, а других - под углом к радиальному направлению в сторону центра со смещением в сторону потока, сориентированного вдоль стенок резервуара позволяет: - создать два независимых потока раствора пенообразователя вдоль поверхности горения; - осуществить закрутку каждого потока с использованием сила Кориолиса; - равномерно распределить образовавшуюся пену по всей поверхности горения без ее перерасхода. 39 Монтаж устройств для формирования потока раствора пенообразователя на разных уровнях позволяет эффективно распределить раствор пенообразователя на большой площади очага пожара без пересечения изливающихся на горящую поверхность потоков указанного раствора. 40 Заключение Проведя патентный поиск и литературный обзор, я убедилась в том, что на сегодняшний день способы пожаротушения резервуаров является одной из распространенных проблем. Так как известные способы пожаротушения резервуаров не достаточно безупречны и совершены. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Запатентованных изобретений на данную тему найдено очень много, но не все они были внедрены в производство, и на данный период времени многие из них не действительны. Именно поэтому поиск новых и качественных способов и устройств для пожаротушения резервуаров является актуальной задачей. Цель создания качественного и эффективного способа пожаротушения - это устранение указанных недостатков в уже известных технических решениях. Я пришла к выводу, что на данный момент подслойный способ пожаротушения является самым эффективным, поскольку обеспечивает оперативное тушение пожара за счет образования на поверхности горящей жидкости огнестойкой самозатягивающейся пленки из всплывших на поверхность мелких пузырьков пены, перекрывающих доступ кислорода в зону горения, так же позволяет резко снизить температуру нефти независимо от диаметра защищаемого резервуара. 41 Список использованных источников 1 Безбородов Ю.Н. Резервуары для приёма, хранения и отпуска нефтепродуктов/ Ю.Н. Безбородов, В.Г.Шрам, Е.Г. Кравцова. - Краснояр.: СФУ, 2015. - 110 с. 2 Теребнев В.В. Тактика тушения пожаров. Часть 2. Пожаротушение в ограждениях и на открытой местности: учебное пособие / В.В. Теребнев. - М.: КУРС, 2017. - 256 с. - Пожарная безопасность. 3 Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. - М.: ГУГПС-ВНИИПО-МИПБ, 1999. 4 Федеральное государственное бюджетное учреждение. Федеральный институт промышленной собственности. – URL: http://www1.fips.ru. 5 Всемирная организация интеллектуальной собственности. -URL: https://patentscope.wipo.int. 6ГОСТ Р 15.011-96. Патентные исследования. – Введ. 1996-01-01. – М: ЦНИИ «ЦЕНТР» 7 Пат. 2595973 Российская Федерация, МПК C1 A62C 3/06.Способ подслойного тушения пожаров нефти инефтепродуктов в резервуарах/Корольченко Дмитрий Александрович (RU),Шароварников Александр Федорович (RU), Дегаев Евгений Николаевич (RU), Макарова Ирина Петровна (RU); патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") (RU)– № 2015119341/12; заявл. 22.05.2015; опубл. 27.08.2016. – 4 с. 8 Пат. 2599363 Российская Федерация, МПК C1 A62C 19/00.Способ тушения пожара в наземных резервуарах /Иванщиков Юрий Васильевич (RU), Доброхотов Юрий Николаевич (RU); патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная академия" (RU)– № 2015119125/12; заявл. 20.05.2015; опубл. 10.10.2016. – 4 с. 42 9 Пат. 2616848 Российская Федерация, МПК C1 A62C 3/06.Способ противопожарной защитырезервуаров для хранения жидких горючих веществ и система для его осуществления/Копылов Николай Петрович (RU), Копылов Сергей Николаевич (RU), Забегаев Владимир Иванович (RU), Агафонов Владимир Васильевич (RU), Кузнецов Александр Евгеньевич (RU), Родионов Евгений Степанович (RU) и др.; патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России) (RU)– № 2015138357; заявл. 08.09.2015; опубл. 18.04.2017. – 4 с. 10 Пат. 2320385 Российская Федерация, МПК C1 A62C 3/06. Способ и устройство противопожарной защиты резервуаровс нефтепродуктами / Копылов Николай Петрович (RU), Баратов Анатолий Николаевич (RU), Забегаев Владимир Иванович (RU); патентообладатель Федеральное государственное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России(ФГБУ ВНИИПО МЧС России) (RU)– № 2005124126/12; заявл. 10.02.2007; опубл. 27.03.2008. – 3 с. 11 Шароварников, С.А. Тушение смесевых топлив в резервуарах подачей пены под слой горючего. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. – М., 1997. 12 Молчанов, В.П. Закономерности тушения пожаров нефтепродуктов в резервуарах подслойным способом в условиях интенсивного движения жидкости. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. – М., 1996. 13 Бастриков, Д.Л. Комбинированный способ тушения пожаров автомобильных бензинов европейского стандарта в наземных резервуарах. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. – М., 2013. 43 14 Рудин, М.Г. Карманный справочник нефтепереработчика / М.Г. Рудин. – М. : ОАО ЦНИИТЭнефтехим, 2004. - 332 с. 15 Тимонин, А.С. Основы конструирования и расчета химико- технологического и предохранительного оборудования: Справочник. Т1.- Калуга: издательство Н. Бочкаревой, 2002.- 852 с. 16Иванов Е.Н. Противопожарная защита открытых технологических установок. Издание 2-е переработанное и дополненное. М. : Химия, 1986. - 207 с. 17 БаратовА.Н., ИвановЕ.Н. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е переработанное. М.: Химия, 1979. - 73 с. 18 Зотов Б.И., Курдюмов В.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве / Б.И. Зотов,В.И. Курдюмов. - М.: Колос, 2000. - 424 с. 19 Руководство по тушению нефти, нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. М.: 2000 20 Молчанов В. П. Тушение пламени полярных горючих жидкостей / В.П. Молчанов // Пожаровзрывоопасность. - 2012. - №6. - с. 69-73 |