Введение

2
Содержание
1.
Введение
4
Анализ проблем тушения резервуаров с нефтью и нефтепродуктами
1.2.1. Особенности развития пожаров
5
1.2.2. Огнетушащие составы для тушения нефти и нефтепродуктов
8
1.2.3. Основные принципы выбора современной установки пожаротушения нефти и нефтепродуктов.
1.3. Типовые конструкции резервуаров и сливо-наливных эстакад
9
1.2.
5
11
Нормативно-технические требования проектирования с использованием установок МИЖУ и основные подходы к созданию
АУГП для защиты объектов хранения нефти и нефтепродуктов
2.1. Общероссийские нормативно-технические требования проектирования противопожарной защиты складов нефти и нефтепродуктов
2.2. Основные подходы к созданию АУГП для защиты объектов
нефтебазы
2.2.1. Тушение вертикальных резервуаров
11
2.2.2. Тушение железнодорожных и автомобильных сливо-наливных
эстакад
2.2.3. Тушение резервуаров типа РВС и РГС объемом до 700 мЗ
15
2.2.4. Тушение насосной станции перекачки мазута
16
2.2.5. Тушение зданий и помещений с технологическим оборудованием.
3. Нормы, содержащие технические требования на проектирование и строительство объектов в части обеспечения пожарной
безопасности
3.1. Область применения
16
2.
11
12
12
16
17
17
3.2.
Нормативные ссылки
17
3.3.
Термины и определения
18
3.4.
Общие положения
22
3.5.
Общие требования
22
3.6.
Установки газового пожаротушения для вертикальных резервуаров емкостью до 50 тыс. м3
Установки газового пожаротушения для сливоналивных автомобильных и железнодорожных эстакад с нефтепродуктами и
горизонтальных резервуаров
24
3.7.
25
3
Установки газового пожаротушения для защиты технологических зданий (помещений)
Требования безопасности
26
4.
Автоматическая пожарная сигнализация
26
5.
Защита от статического электричества
27
6.
Приложение № 1 (рекомендуемое).
Методика расчета массы СО2 установок газового пожаротушения для вертикальных резервуаров емкостью до 50 тыс. м3,
сливоналивных эстакад и горизонтальных резервуаров для
нефтепродуктов и технологических установок, зданий (помещений)
Приложение № 2 (рекомендуемое).
Методика гидравлического расчета установок углекислотного
пожаротушения низкого давления
28
3.8.
3.9.
7.
26
32
4
1. Введение
Противопожарная защита нефтеперерабатывающих заводов, парка резервуаров для хранения нефтепродуктов и сливо-наливных эстакад в настоящее время остается весьма актуальной как у нас в стране, так и за рубежом.
Только за последние три года официально сообщалось о более 11 крупных
пожарах на перечисленных выше объектах. Количество пожаров, возникающих в резервуарах с ЛВЖ-ГЖ, сравнительно невелико и составляет менее
15 % от пожаров, имеющих место на объектах химии и нефтехимии.
Однако это наиболее сложные пожары, представляющие опасность для коммуникаций, смежных сооружений, а также для участников тушения. Опасность этих пожаров обусловлена возможностью жидкостей растекаться на
большие площади и с большой скоростью распространения пламени.
Пожары в резервуарах характеризуются сложными процессами развития,
носят затяжной характер и требуют для их ликвидации большого количества
сил и средств. Об этом свидетельствуют пожары, возникшие на Комсомольском НПЗ (13.01.2007 г.), Ярославском НПЗ (27.08.2007 г.), Краснодарском
НПЗ (25.03.2005 г.), Омском НПЗ (20.09.2006 г.), Рязанском НПЗ (17.05.2006
г.), Самарском НПЗ (29.01.2006 г.), на Волгоградском НПЗ (10.03.2007 г.). При
этом ликвидация пожаров на начальной стадии развития стационарными
установками водопенного пожаротушения не происходила. Поэтому для
тушения пожаров привлекалось большое количество мобильной пожарной
техники. Время полной ликвидации возникших пожаров составляло от нескольких часов до нескольких суток. Пожары приводили не только к большим материальным потерям, но в ряде случаев к человеческим жертвам.
Возникла необходимость поиска новых современных надежных эффективных экономически выгодных установок пожаротушения.
Проведенные в октябре 2007г. в г. Калуге натурные огневые испытания
подтвердили эффективность углекислотного пожаротушения. Углекислота
нашла широкое применение в первичных средствах пожаротушения. Вся история развития авиации оправдала применение в огнетушителях, установках
пожаротушения, в аэродромных пожарных автомобилях жидкой двуокиси
углерода. В настоящее время ее продолжают применять для защиты летательных аппаратов, мест стоянки воздушных судов. Установки газового пожаротушения (УГП) находят все более широкое применение для защиты от
пожаров различных помещений, технологических и наружных установок. В
отличие от воды, пены и порошка газовое огнетушащее вещество при несанкционированном пуске практически не оказывает вредного воздействия
на вещества, материалы и оборудование.
Нормативная база для проектирования установок газового пожаротушения разработана для зданий и сооружений. Однако отсутствуют нормативные требования для защиты объектов для хранения нефти и нефтепродуктов автоматическими установками газового пожаротушения (АУГП) с
применением модулей изотермических для жидкой углекислоты (МИЖУ).
Целью настоящих специальных технических условий является разработка норм, содержащих технические требования на проектирование ав-
5
томатических установок газового пожаротушения на основе МИЖУ для
обеспечения пожарной безопасности объектов для хранения нефти и
нефтепродуктов.
Данная работа проводилась в соответствии с требованиями Приказа Минрегионразвития РФ от 1 апреля 2008 г. № 36 «О порядке разработки и согласования специальных технических условий для разработки проектной документации на объект капитального строительства».
Настоящие СТУ содержат следующие данные:
- детальное обоснование и недостающие нормативные требования для конкретных объектов, излагаемые в соответствии со структурой действующих
норм в данной области;
- перечень вынужденных отступлений от требований действующих технических нормативных документов, содержащих обоснование их необходимости
и мероприятия, компенсирующие эти отступления.
1.2. Анализ проблем тушения резервуаров с нефтью и нефтепродуктами
1.2.1. Особенности развития пожаров
Пожары в резервуарах обычно начинаются с взрыва паровоздушной
смеси в газовом пространстве резервуара и срыва крыши или вспышки «богатой» смеси без срыва крыши, но с нарушением целостности ее отдельных
мест. Сила взрыва, как правило, пропорциональна свободному объему газового пространства, заполненному смесью паров нефтепродукта с воздухом
(низкий уровень жидкости), при этом:
-крыша срывается полностью, ее отбрасывает в сторону на расстояние до 2030 м. а жидкость горит на всей площади резервуара;
-крыша несколько приподнимается, отрывается полностью или частично, затем задерживается в полупогруженном состоянии в горящей жидкости;
крыша деформируется и образует небольшие щели в местах крепления к
стене резервуара, а также в сварных швах самой крыши.
В этом случае горят пары ЛВЖ-ГЖ над образовавшими щелями. При
пожаре в железобетонных заглубленных (подземных) резервуарах от взрыва
происходит разрушение кровли, в которой образуется отверстия больших
размеров, затем в процессе пожара может произойти обрушение покрытия по
всей площади резервуара из-за высокой температуры и невозможности охлаждения их несущих конструкций.
Состояние резервуаров и оборудования после возникновения пожара
определяет способ тушения и оперативно-тактические действия подразделений. Например, значительное влияние на продолжительность тушения в подземных резервуарах оказывают железобетонные сваи, в зоне которых пена
разрушается от тепловой радиации, чем объясняется увеличение сверх нормативного времени подачи пены.
Основными параметрами тушения пожаров в резервуарных парках являются: площадь пожара, площадь зеркала жидкости, высота факела
6
пламени, плотность теплового потока, скорость выгорания, скорость прогрева жидкости.
Горение ЛВЖ и ГЖ со свободной поверхности происходит сравнительно спокойно при высоте светящейся части пламени, равной полтора
диаметра горящего резервуара.
При наличии ветра горение значительно усиливается, масса дыма и
пламени откланяется в сторону, тем самым усложняется обстановка на пожаре за счет увеличения вероятности распространения пожара на соседние резервуары и сооружения, что ведет к потере ориентации, сковывает оперативно-тактические действия подразделений пожарной охраны.
Изменяется тепловой режим пожара за счет увеличения теплоотдачи к
поверхности жидкости, стенки резервуара, контактируя с пламенем, нагреваются до более высокой температуры.
За счет теплового излучения факела пламени, а также конвективного
переноса тепла раскаленными газами часто происходит воспламенение паров
нефтепродуктов на соседних резервуарах, выходящих через дыхательную
арматуру и замерные устройства.
Температура пламени зависит от вида нефтепродукта и практически
не зависит от размеров факела, и колеблется от 1000 до 13000 С.
Линейная скорость выгорания различных нефтепродуктов в зависимости от их физико-химических свойств находится в пределах от 6 до 30
см/ч, и она практически не зависит от размеров резервуара или от площади
горения, если эта площадь превышает 5 м2.
Процесс горения нефтепродуктов в резервуарах металлических наземных и железобетонных подземных, при полностью разрушенной крыше,
практически не отличается. Например, линейная скорость выгорания (vл) для
нефти составляет 15 см/ч для обоих видов резервуаров, а скорость прогрева
(vп) в металлических резервуарах для нефти составляет 24-36 см/ч и в железобетонных 24-30 см/ч.
Накопление тепла в поверхностном слое нефтепродукта в значительной
степени влияет на процесс тушения. Высокая температура разрушает пену,
увеличивает расход огнетушащих веществ и время тушения.
На поверхности жидкости температура близка к температуре кипения,
но у нефти температура поверхности медленно возрастает по мере выгорания легких фракций. Для большинства нефтепродуктов температура поверхности жидкости составляет более 1000 С.
Наличие прогретого слоя наблюдается при длительном горении сырой
нефти и мазутов.
Необходимо отметить, что бензин быстрее прогревается, чем нефть и
мазут, но температура прогретого слоя ниже температуры кипения воды или
близка к ней, поэтому выброс маловероятен.
Основными явлениями, сопровождающими пожар в резервуарных парках, является вскипание и выброс.
По характеру прогрева у поверхности все ЛВЖ, ГЖ можно разделить
на две группы:
7
1-ая группа, у которой температура в слое почти не меняется (спирты,
ацетон, бензол, керосин, бензин, дизельное топливо и др.), а на поверхности
горения устанавливается температура, близкая к температуре кипения.
2-ая группа (сырая нефть, мазуты и др.) – при длительном горении у
поверхности образуется кипящий слой.
Бывают случаи, когда нет слоя воды, но она имеется в виде эмульсии в
самой горючей жидкости. При уменьшении вязкости верхнего слоя нефти
капли воды опускаются в глубь и накапливаются там, где вязкость нефти еще
велика. Одновременно капли воды нагреваются и закипают. Пары воды
вспенивают нефть, которая переливается через борт и происходит вскипание
(т.е. вскипание воды, содержащейся в нефти).
Опытами установлено, что если высота свободного борта превышает
толщину прогретого слоя больше чем вдвое, то жидкость не переливается через борт при условии содержания воды в нефти до 1 %, а вскипание происходит через 45-60 минут. Вскипание увеличивает температуру пламени до
15000С, высота пламени увеличивается в 2-3 раза, тепловой поток возрастает
в несколько раз за счет полного сгорания.
Выброс можно объяснить следующим образом, температура прогретого слоя нефти может достигать 3000 С. Этот слой, соприкасаясь с водой,
нагревает ее до температуры значительно большей, чем температура кипения. При этом происходит бурное вскипание воды с выделением большого
количества пара, который выбрасывает находящуюся над водой нефть за
пределы резервуара.
Таким образом, анализ причин выброса показывает, что он может произойти во время пожара в резервуаре с темными нефтепродуктами, где под
слоем жидкости находится подтоварная вода, т.е. в зависимости от условий
хранения, где образуется прогретый слой жидкости; где температура прогретого слоя выше температуры кипения воды.
Время выброса (т.е. время от начала пожара до выброса) можно определить, если известен уровень жидкости в резервуаре (H), толщина слоя воды
(h), а так же линейная скорость выгорания (vл), скорость прогрева (vп) и
скорость откачки (vотк), тогда получим время, (Tв) по формуле:
Tв = H- h/ vл+ vп + vотк
Как вывод можно отметить, что вскипание и выброс на пожарах в резервуарных парках с темными нефтепродуктами представляют серьезную
опасность для личного состава и техники, увеличивают размеры пожара, изменяют характер горения, вызывают необходимость перегруппировки сил и
средств, введения резерва, изменения плана тушения и т.п.
Основными мерами борьбы с вскипанием и выбросом могут быть:
- ликвидация пожара до вскипания или выброса;
- дренирование (откачка) слоя воды из резервуара.
8
Для выбора эффективных оперативно-тактических действий РТП должен иметь данные по параметрам пожара и явлениям, сопровождающим пожар.
1.2.2. Огнетушащие составы для тушения нефти и нефтепродуктов
В настоящее время основными огнетушащими веществами для противопожарной защиты резервуаров с нефтью и нефтепродуктами являются вода
и пена, порошки, огнетушащие составы.
Вода применяется в двух случаях.
В первом случае, для создания непосредственно самой пены. Во втором, для
охлаждения стенок резервуара, в котором возник пожар, чтобы предотвратить его разрушение, и соседних с ним резервуаров с целью исключить самовозгорание находящихся в них нефтепродуктов.
Пена подается непосредственно в сам резервуар для ликвидации горения, обеспечивая частичное охлаждение горящей поверхности и изоляцию
кислорода воздуха от горящей жидкости.
Для тушения пожаров в резервуарных парках с помощью мобильной
пожарной техники и полустационарных систем применяют:
- воду в виде распыленных струй;
- огнетушащие порошки и инертные газы;
- перемешивание горючей жидкости;
- ВМП средней и низкой кратности, эмульсии.
Для успешного тушения распыленными струями воды (в основном
темных нефтепродуктов с температурой вспышки более 600С) должны быть
выполнены следующие условия:
- дисперсность воды 0,1-0,5 мм;
- одновременное покрытие струей воды всей площади горения;
- интенсивность подачи не менее 0,2 л/м2с.
Огнетушащие порошки (ПС и ПСБ) применяются для тушения различных ЛВЖ и ГЖ в резервуарах объемом не более 5000 м3 или в кольцевом
зазоре резервуаров с понтоном.
Для подачи порошков в основном применяют схему полустационарной
подачи в резервуар, подключая к ней передвижные средства, автомобили порошкового тушения, или подают с помощью стволов через борт резервуара.
Перемешивание горючей жидкости используется так же в основном в
полустационарных или стационарных системах тушения и может осуществляться с помощью струй воздуха или самого нефтепродукта. Сущность тушения заключается в том, что поверхностный слой горящей жидкости охлаждается за счет смешивания с нижними холодными слоями до температуры
ниже температуры воспламенения. Способ перемешивания можно применять
только для тушения жидкостей, у которых температура вспышки не менее
чем на 50С выше температуры воздуха при вместимости резервуаров от 400
до 5000 м3.
9
В качестве основного огнетушащего вещества пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах применяют пены средней и низкой кратности
(ПСК и ПНК).
ВМП средней кратности является основным средством тушения ЛВЖ
и ГЖ, а низкой кратности допускается для тушения пожаров в резервуарах,
оборудованных установками УППС (через слой горючего).
За рубежом основным огнетушащим веществом является ПНК на основе фторированных пленкообразующих пенообразователей, забрасываемых
сверху.
Нормативная интенсивность подачи ПСК для тушения ЛВЖ составляет: 0,08, а для ГЖ и нефти 0,05 л/м2 ·с по раствору.
При расчете сил и средств нормативная интенсивность выбирается с
учетом времени свободного горения в резервуаре. Под временем свободного
горения следует принимать время от момента начала пожара до подачи огнетушащего вещества на ликвидацию горения.
Вместе с тем при тушении пожаров растворами пенообразователей
имеют место недостатки в том числе:
- большая инерционность водопенных систем и как следствие увеличение
времени свободного горения горючих жидкостей в резервуарах;
- разрушение пены при контакте с нагретыми стенками резервуаров;
- низкая надежность системы подачи огнетушащих веществ в условиях низких температур;
- недолговечность пенообразователя и необходимость использования его в
концентрированном виде;
- дороговизна, низкая надежность, значительные эксплуатационные расходы.
1.2.3. Основные принципы выбора современных установок пожаротушения нефти и нефтепродуктов
1. Сокращение инерционности или времени срабатывания установок пожаротушения
Инерционность срабатывания установки газового пожаротушения или
время с момента достижения контролируемым фактором пожара порога срабатывания чувствительного элемента до подачи огнетушащего вещества (состава) в защищаемую зону составляет не более 15 с.
Инерционность срабатывания водопенных установок пожаротушения
составляет 180с.
2. Уменьшение времени подачи массы огнетушащего вещества
для установок пожаротушения
Время обеспечения подачи массы газового огнетушащего вещества 60 с,
при локальном пожаротушении 30с.
Время обеспечения подачи раствора пенообразователя 10 минут.
10
3. Время тушения
газовое пожаротушение - 60с.
водопенное пожаротушение – 10 мин., передвижной пожарной техникой – 15 мин.
4. Охлаждение технологического оборудования и резервуаров с
ЛВЖ и ГЖ
- расчетная продолжительность охлаждения водой резервуаров с
ЛВЖ и ГЖ – 4 ч, передвижной техникой – 6 ч.
- расчетная продолжительность охлаждения резервуаров при использовании газового пожаротушения – 60с (происходит одновременно с
тушением и дополнительной массы огнетушащего вещества не требуется).
Как показали результаты натурных испытаний, за время менее 120с
пожар из начальной стадии переходит в развитой, что сопровождается большим выделением тепла, ростом температуры стенки резервуара свыше 3000С.
Поэтому подаваемая на горящую поверхность пена быстро разрушается,
снижая эффективность пожаротушения.
5. Снижение эксплуатационных затрат
Водопенное пожаротушение – затраты на обогрев насосной станции,
строительство резервуаров для запасов воды, применение дорогостоящих
фторсодержащих пленкообразующих (стоимость более 200 тыс. руб. за 1
тонну), ограниченный срок годности пенообразователя и ежегодный лабораторный анализ пенообразователя, необходимость исключения ложных срабатываний, большое количество трубопроводов и коммуникаций, необходимость приобретения 3-х кратного запаса пенообразователя, резервирование
большой электрической мощности, необходимой для работы насосов.
Газовое пожаротушение – не требует строительства отдельных зданий
и может размещаться под навесом, низкая стоимость двуокиси углерода
(7 тыс. руб. за 1 тонну), отсутствие вредных последствий при несанкционированном срабатывании, инертность углекислоты при хранении (срок 10
лет), возможность дистанционного контроля за работоспособностью установки.
В результате проведенного анализа было установлено, что
перечисленные выше недостатки, присущие водопенным установкам, могут
быть устранены при оснащении резервуарного парка с нефтью и нефтепродуктами только установками газового пожаротушения на базе модуля
изотермического для жидкой двуокиси углерода (МИЖУ).
Расчетные данные и положительный опыт тушения пожаров крупных
технологических систем по переработке нефтепродуктов углекислотными
установками пожаротушения позволяют утверждать о реальном их использовании в практике. Для подтверждения расчетных данных были проведены
натурные испытания на «Полотняно-Заводской» нефтебазе ОАО «Калуганефтепродукт».
11
1.3. Типовые конструкции резервуаров и сливо-наливных эстакад
Конструкции резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов достаточно разнообразны и зависят от их объема.
Типовые конструкции эксплуатируемых и устанавливаемых у нас
в стране резервуаров:
- вертикальные цилиндрические резервуары со стационарной конической или сферической крышей вместимостью до 20000 м3 (при хранении
ЛВЖ) и до 50000 м3 (при хранении ГЖ);
- вертикальные цилиндрические резервуары с плавающей крышей до
120000 м3.
Стенки стальных вертикальных резервуаров состоят из металлических
листов, как правило, с размерами 1,5х 4 м. Причем, толщина нижнего пояса
резервуара колеблется в пределах от 6 мм (РВС-1000) до 25мм (РВС-120000)
в зависимости от вместимости резервуара. Толщина верхнего пояса составляет от 4 до 10 мм. Верхний сварной шов крыши резервуара выполняется
ослабленным для предотвращения разрушения резервуара при взрыве паровоздушной смеси внутри замкнутого объема резервуара.
Кроме этого резервуары бывают горизонтальные, подземные, железобетонные, казематные и другие.
Описание типовых конструкций резервуаров и сливо-наливных эстакад приводится в основном «Отчете по результатам испытаний установки
газового пожаротушения на базе МИЖУ для защиты резервуаров с нефтепродуктами проведенные 20 и 23 октября 2007 г. на нефтебазе ОАО «Калуганефтепродукт» в пос. «Полотняный завод» Калужской области».
2. Нормативно-технические требования проектирования с использованием установок МИЖУ и основные подходы к созданию АУГП для
защиты объектов хранения нефти и нефтепродуктов
2.1.Общероссийские нормативно-технические требования проектирования противопожарной защиты складов нефти и нефтепродуктов
В настоящей главе детально обоснованны недостающие нормативные
требования для конкретных объектов. Требования главы 5 настоящих СТУ
изложены в соответствии со структурой действующих норм в данной области.
Перечень вынужденных отступлений от требований действующих технических нормативных документов, содержащих обоснование их необходимости и мероприятия, компенсирующие эти отступления, приведены ниже.
Основным документом, устанавливающим противопожарные требования к складам нефти и нефтепродуктам, является СНиП 2.11.03-93 «Склады
нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы», который допускает
вместо пенного пожаротушения «применение других средств и способов по-
12
жаротушения на основе рекомендаций научно-исследовательских институтов, утвержденных и согласованных в установленном порядке». Данное положение предполагает разработку специальных технических условий на проектирование противопожарной защиты вертикальных и горизонтальных резервуаров для нефтепродуктов, сливоналивных автомобильных и железнодорожных эстакад, технологических зданий (помещений) с применением установок газового пожаротушения на базе модуля изотермического для жидкой
двуокиси углерода (МИЖУ). Кроме этого, руководствуясь требованиями
главы 8 «Пожаротушение» СНиП 2.11.03-93, можно принять следующие решения:
- расчетный расход воды при пожаре на складе нефти и нефтепродуктов следует принимать с учетом охлаждения соседних резервуаров от передвижных средств пожаротушения, в соответствии с требованиями СНиП
2.11.03-93;
- на охлаждение горящего резервуара подается углекислота от системы
газового пожаротушения при температуре в диапазоне от – 500С до – 700С;
- необходимо предусмотреть возможность подключения к распределительной сети АУГП передвижных изотермических резервуаров с жидкой углекислотой (МИЖУ-П).
Другим основным нормативным документом при проектировании
АУГП является НПБ 88-2001* «Установки пожаротушения и сигнализации.
Нормы и правила проектирования». В полном объеме можно руководствоваться главой 7, в составе разделов «Область применения», «Квалификация и
состав установок», «Огнетушащие составы», «Установки объемного пожаротушения», «Требования к защищаемым помещениям», «Установки локального пожаротушения по объему», «Требования безопасности», «Требования к
аппаратуре управления».
Кроме этого, следует руководствоваться приложением 5 «Исходные
данные для расчета массы газовых огнетушащих веществ» и приложение 6
«Методика расчета массы газового огнетушащего вещества для установок газового пожаротушения при тушении объемным способом», а так же приложением 7 «Методика гидравлического расчета установки углекислотного
пожаротушения низкого давления».
Вместе с тем отдельные подходы, разъяснения и требования к проектированию АУГП следует рассмотреть отдельно.
2.2. Основные подходы к созданию АУГП для защиты объектов
нефтебазы
2.2.1. Тушение стальных вертикальных резервуаров
Основой для разработки концептуальных положений тушения автоматическими установками газового пожаротушения (АУГП) на основе МИЖУ
резервуаров для хранения масел, керосинов, мазутов, дизельного топлива, автомобильных бензинов, явились результаты проведенных испытаний по тушению резервуара объемом 2000 м3 с дизельным топливом.
13
Исходные условия для расчета установки следующие.
Горение резервуара происходит с открытой крышей, традиционная автоматическая установка объемного газового пожаротушения неприменима,
т.к. имеется слишком большая негерметичность «помещения».
Применить принципы проектирования установок локального по объему способа газового пожаротушения нецелесообразно т.к. при горении резервуара имеется вполне определенная поверхность (зеркало) горения, ограниченная вертикальными стенками, размер которой никак не зависит от высоты резервуара.. Поэтому, тушение резервуара с использованием локального способа, при котором расчетная масса С02 на тушение зависит от объема,
неприменим, т.к. дает заведомо завышенные данные при расчете массы С02 .
В данном случае, по характеру ликвидации горения, гораздо ближе
условия тушения круглых модельных очагов горения нефтепродуктов передвижными углекислотными огнетушителями. Форма очага горения резервуара и модельного очага горения одинаковы, т.к. в обоих случаях это круг,
ограниченный вертикальными стенками. Вместе с тем, можно утверждать,
что условия тушения в резервуаре менее жесткие, чем тушение модельных
очагов огнетушителями. Так, даже при максимальном заполнении резервуара, высота стенок от уровня жидкости до верхней кромки стенки остается не
менее 1м, что значительно облегчает, по сравнению с модельными очагами,
условия создания огнетушащей концентрации С02 у поверхности горючего.
Кроме того, при тушении резервуара за счет распределения насадков
для распыла С02 по кольцевому пожарному трубопроводу, расположенному в
районе верхнего упорного уголка по периметру резервуара, обеспечивается
быстрое и равномерное создание огнетушащей концентрации по всей площади горения.
Двуокись углерода хранится в МИЖУ при температуре около -20° С,
при выходе из насадков происходит быстрый переход С02 из жидкого состояния в парообразное с дополнительным охлаждением до -50° С и ниже.
Плотность паров С02 при таких температурах в ~1,4 раза выше плотности
воздуха и, тем более, нагретых паров горючего. Поэтому, при выходе из
насадков С02, перемешивается с парами горючего и воздухом, вытесняет их с
поверхности горючего и обеспечивает прекращение горения. Кроме того, за
счет низкой температуры С02 обеспечивается эффективное охлаждение стенок резервуара, что предотвращает возможность повторного воспламенения.
Обобщив требования по углекислотным огнетушителям передвижным
и применив их к резервуарам, получим, что для тушения 1м2 горящей поверхности нефтепродуктов требуется не более 13 кг жидкой С02.
Изложенные выше предпосылки были приняты для расчета массы С02,
необходимой для тушения резервуара РВС-2000.
Результаты проведенных испытаний по тушению резервуара РВС-2000
с углеводородным топливом подтвердили правильность такого подхода.
Так, в первом испытании при расчетной массе С02 для тушения, равной
2600 кг, время тушения составило ~ 25с. Учитывая, что время тушения оказалось чрезвычайно малым, во втором испытании было принято решение
14
уменьшить массу С02 на тушение до 2100кг. Время тушения во втором испытании не превысило 35с.
Таким образом, результаты проведенных испытаний по тушению резервуара РВС-2000 подтвердили правильность подхода к созданию АУГП с
С02 для защиты резервуаров с нефтепродуктами и продемонстрировали чрезвычайно высокое быстродействие установки по сравнению с установками
пенного тушения. Так, в обоих испытаниях время тушения с момента включения подачи С02 не превысило 40с, в то время как у установок пенного пожаротушения только выход на режим, т.е. инерционность установки, может
достигать 3 мин.
Основываясь на положительном опыте проведенных испытаний, при
расчете массы С02, необходимой для тушения резервуара РВС-5000, был
применен тот же подход.
Тогда масса С02 для тушения резервуара РВС-5000 составит:
Мр = (М 2000/ S 2000) x S 5000,
где М 2000 - расчетная масса С02, принятая при тушении РВС-2000;
S 2000 =181 м2, площадь зеркала горючего в резервуаре РВС-2000*;
S 5000 = 408 м2, площадь зеркала горючего в резервуаре РВС-5000*.
* данные по геометрическим размерам резервуаров взяты из «Руководства по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках».
Расчетная масса С02 для тушения резервуара составит ~ 4750кг. Масса
С02, которая подается из МИЖУ на тушение резервуара, представляет собой
сумму:
Мп = Мр + Мтр,
где Мтр - масса С02, остающаяся в магистральном трубопроводе после
выпуска из насадков расчетной массы С02.
Мтр = ρжсо2 x Lтр x Sтр,
где ρжсо2 = 1000 кг/м3, плотность жидкой С02 при температуре хранения в МИЖУ;
Lтр - длина магистрального трубопровода, м;
Sтр - площадь сечения трубопровода, м2;
Например при длине магистрального трубопровода от МИЖУ-25 до
наиболее удаленного резервуара менее 250м, и Ду не более 190 мм, масса
С02, оставшаяся в трубопроводе, не превысит 7100 кг. Масса С02 выпускаемая из МИЖУ для тушения резервуара состовляет 11850 кг. Тогда в МИЖУ25/2,2 при максимальном заполнении, равном 23750 кг, после выпуска С02
останется еще резервный запас С02 не менее 11900 кг, достаточный для защиты любого из резервуаров, расположенных в радиусе до 250 м. В тоже
15
время, можно сделать выводы о том, что площадь защищаемой зоны резервуара зависит от радиуса действия насадка, равного 15 м, а охлаждение горящего резервуара не требуется, т.к. углекислота подается при минусовой температуре, а время подачи составляет менее 60 с.
Конструкционные ограничения использования АУГП по длине магистрального трубопровода определяются целесообразностью заполнения трубопровода максимальной протяженностью до 250 м. Длина магистрального и
распределительного трубопроводов определяется гидравлическим расчетом.
Магистральные трубопроводы для подачи СО2 могут иметь устройства
для подключения мобильной пожарной техники.
2.2.2. Тушение
наливных эстакад
железнодорожных
и
автомобильных
сливо-
Для защиты эстакад, в соответствии с НПБ 88-2001, п.п. 7.23 - 7.27,
применима установка пожаротушения локального по объему. При невозможности защиты эстакады по всей длине одним пуском С02 из МИЖУ, применяется принцип зонирования. В этом случае эстакада делится на зоны, каждая из которых может быть защищена одним пуском С02. Длина зоны определяется из условия возможного максимального количества одновременно
заполняемых цистерн. Кроме того, в соответствии с УП АУТН – 96 «Указаниями по проектированию автоматизированных установок тактового налива
светлых нефтепродуктов в железнодорожные и автомобильные цистерны»,
п.5.2, для защиты железнодорожных и автомобильных цистерн предусматривается подача углекислого газа при помощи рукава высокого давления (РВД)
и специального насадка непосредственно в горловину цистерны на слой
нефтепродуктов.
Тогда расчетная масса С02 для защиты эстакады (одной зоны) определяется:
МР = Мл + N х Мц,
где Мл - расчетная масса С02 для тушения эстакады локальным по
объему способом, кг;
Мц - масса С02 для подачи в горловину цистерны, кг;
N - количество защищаемых цистерн (горловин) в одной зоне эстакады,
ед.;
Мл = 6 х (L + 1) х (Н + 1) х (D + 1),
где L - максимальная суммарная длина цистерн в зоне слива или
налива нефтепродуктов, м;
Н - высота цистерны от земли, м;
D - диаметр цистерны, м.
6 кг/м3 - нормативная массовая огнетушащая концентрация при локальном тушении по объему С02.
16
Из опыта проектирования АУГП для тушения установок тактового
налива жидких нефтепродуктов в железнодорожные цистерны, а также основываясь на результатах испытаний, проведенных на реальном объекте, для
расчета массы С02 для подачи в горловину принималась нормативная массовая огнетушащая концентрация 1 кг/м3 при условии полного заполнения цистерны, что соответствует подходу, который был принят ранее при защите
резервуаров.
Масса С02, которая подается из МИЖУ на тушение эстакады такая же,
как и для тушения резервуара и представляет собой сумму:
Мп = Мр + Мтр.
2.2.3. Тушение резервуаров типа РВС и РГС объемом до 700 м3
Для защиты резервуаров объемом до 700 м3 применялся тот же подход,
что и для защиты сливо-наливных эстакад, т.е. способ (установка) пожаротушения локального по объему. Это вызвано тем, что данные резервуары
находятся в непосредственной близости друг от друга. В этом случае возможно воспламенение одновременно нескольких резервуаров. Поэтому по
аналогии с противопожарной защитой сливо-наливных эстакад, необходимо
применить локальный по объему способ пожаротушения.
При необходимости, может быть применено зонирование, рассчитываемое из условия минимально возможного количества зон, каждая из которых
может быть защищена одним пуском С02.
2.2.4.Тушение насосной станции перекачки мазута
Для тушения насосной станции применяется традиционный способ
(установка) объемного газового пожаротушения. Масса С02 для тушения помещения насосной станции рассчитывается в соответствии с методикой расчета массы газового огнетушащего вещества для установок газового пожаротушения при тушении объемным способом, изложенной в НПБ 88-2001
«Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования», Приложение 6.
2.2.5.Тушение зданий и помещений с технологическим оборудованием
Проектируется в полном соответствии с требованиями НПБ 88-2001 .
17
3. Нормы, содержащие технические требования на проектирование и
строительство объектов в части обеспечения пожарной безопасности
3.1.
Область применения
Настоящие нормы распространяются на проектирование установок
пожаротушения и пожарной сигнализации с применением модуля газового
пожаротушения изотермического для жидкой двуокиси углерода (МИЖУ):
- вертикальных резервуаров с нефтепродуктами емкостью до 50 тыс. м3;
- сливоналивных автомобильных , железнодорожных, речных и морских
эстакад с нефтепродуктами и горизонтальных резервуаров;
- наружных технологических установок, зданий (помещений).
Необходимость применения установок пожаротушения и пожарной сигнализации определяется по соответствующим стандартам, сводам правил и
другим документам, утвержденным в установленном порядке.
3.2. Нормативные ссылки
В настоящих нормах использованы нормативные ссылки на следующие
стандарты:
ГОСТ 2.601-95 ЕСКД Эксплуатационные документы.
ГОСТ 9.032-74 ЕСЗКС Покрытия лакокрасочные. Группы, технические требования и обозначения.
ГОСТ 12.0.001-82 ССБТ Основные положения.
ГОСТ 12.0.004-90 ССБТ Организация обучения безопасности труда. Общие
положения.
ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования.
ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.
ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.
ГОСТ 12.1.033-81 ССБТ Пожарная безопасность. Термины и определения.
ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.
ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ Оборудование производственное. Общие требования безопасности.
ГОСТ 12.2.007.0-75 ССБТ Изделия электротехнические. Общие требования
безопасности.
ГОСТ 12.2.047-86 ССБТ Пожарная техника. Термины и определения.
ГОСТ 12.3.046-91 ССБТ Установки пожаротушения автоматические. Общие
технические требования.
ГОСТ 12.4.026-76 ССБТ Цвета сигнальные и знаки безопасности.
ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент.
18
ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент.
ГОСТ 14202-69 Трубопроводы промышленных предприятий. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и маркировочные щитки.
ГОСТ 14254-96 Степени защиты, обеспечиваемые оболочками.
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.
ГОСТ 21130-75 Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки
заземления. Конструкция и размеры.
ГОСТ 27331-87 Пожарная техника. Классификация пожаров.
ГОСТ 28130-89 Пожарная техника. Огнетушители, установки пожаротушения и пожарной сигнализации. Обозначения условные графические.
ГОСТ Р 50969-96 Установки газового пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний.
3.3. Термины и определения
В настоящих нормах применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.3.1. Автоматическая установка пожаротушения: Установка пожаротушения, автоматически срабатывающая при превышении контролируемым
фактором (факторами) пожара установленных пороговых значений в защищаемой зоне.
3.3.2. Адресный пожарный извещатель: Пожарный извещатель, который передает на адресный приемно-контрольный прибор код своего адреса
вместе с извещением о пожаре.
3.3.3. Батарея газового пожаротушения: Группа модулей газового пожаротушения, объединенных общим коллектором и устройством ручного
пуска.
3.3.4. Дистанционное включение (пуск) установки: Включение (пуск)
от пусковых элементов, устанавливаемых в защищаемом помещении или рядом с ним, в диспетчерской или на пожарном посту, у защищаемого сооружения или оборудования.
3.3.5. Дифференциальный тепловой пожарный извещатель: Пожарный извещатель, формирующий извещение о пожаре при превышении скоростью нарастания температуры окружающей среды установленного порогового значения.
3.3.6. Дымовой оптический пожарный извещатель: Пожарный извещатель, реагирующий на продукты горения, способные воздействовать на
поглощающую или рассеивающую способность излучения в инфракрасном,
ультрафиолетовом или видимом диапазонах спектра.
19
3.3.7. Дымовой пожарный извещатель: пожарный извещатель, реагирующий на частицы твердых или жидких продуктов горения и (или) пиролиза в атмосфере.
3.3.8. Запас огнетушащего вещества: Требуемое количество огнетушащего вещества, хранящееся на объекте в целях оперативного восстановления расчетного количества и резерва огнетушащего вещества.
3.3.9. Запорно-пусковое устройство (ЗПУ): Запорное устройство, устанавливаемое на сосуде и предназначенное для выпуска газового огнетушащего вещества.
3.3.10. Зона контроля пожарной сигнализации (пожарных извещателей): Совокупность площадей, объемов помещений объекта, появление в которых факторов пожара будет обнаружено пожарными извещателями.
3.3.11. Инерционность установки: Время с момента достижения контролируемым фактором пожара порога срабатывания чувствительного элемента до начала подачи огнетушащего вещества (состава) в защищаемую зону.
Примечание. Для установок пожаротушения, в которых предусмотрена задержка выпуска огнетушащего вещества при эвакуации людей из защищаемого помещения и остановка технологического оборудования, это время не
входит в их инерционность.
3.3.12. Комбинированный пожарный извещатель: Пожарный извещатель, реагирующий на два или более фактора пожара.
3.3.13. Линейный пожарный извещатель (дымовой, тепловой): Пожарный извещатель, реагирующий на факторы пожара в протяженной, линейной зоне.
3.3.14. Магистральный трубопровод: Трубопровод, соединяющий распределительные устройства установок газового пожаротушения с распределительными трубопроводами.
3.3.15. Максимально-дифференциальный тепловой пожарный извещатель: Пожарный извещатель, совмещающий функции максимального и
дифференциального тепловых пожарных извещателей.
3.3.16. Максимальный тепловой пожарный извещатель: Пожарный
извещатель, формирующий извещение о пожаре при превышении температурой окружающей среды установленного порогового значения: температуры
срабатывания извещателя.
3.3.17. Местное включение (пуск) установки: Включение (пуск) от
пусковых элементов, устанавливаемых в помещении насосной станции или
станции пожаротушения, а также от пусковых элементов, устанавливаемых
на модулях пожаротушения.
3.3.18. Модуль изотермический для жидкой двуокиси углерода
(МИЖУ): Устройство, состоящее из теплоизолированного сосуда, оборудованного запорно-пусковым устройством с реверсивным приводом, весовым
устройством, холодильными агрегатами, нагревательными элементами, прибором их управления и предназначенное для хранения сжиженной двуокиси
углерода и ее подачи.
20
3.3.19. Насадок: устройство для выпуска и распределения огнетушащего
вещества.
3.3.20. Нормативная интенсивность подачи огнетушащего вещества:
Интенсивность подачи огнетушащего вещества, установленная в нормативной документации.
3.3.21. Нормативная огнетушащая концентрация: Огнетушащая концентрация, установленная в действующих нормативных документах.
3.3.22. Огнетушащее вещество: Вещество, обладающее физикохимическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения
горения.
3.3.23. Огнетушащая концентрация: Концентрация огнетушащего вещества в объеме, создающая среду, не поддерживающую горение.
3.3.24. Подводящий трубопровод: Трубопровод, соединяющий источник огнетушащего вещества с узлами управления.
3.3.25. Пожарный извещатель: Устройство для формирования сигнала
о пожаре.
3.3.26. Пожарный извещатель пламени: Прибор, реагирующий на
электромагнитное излучение пламени или тлеющего очага.
3.3.27. Пожарный сигнализатор: Устройство для формирования сигнала о срабатывании установок пожаротушения и/или запорных устройств.
3.3.28. Прибор пожарный управления: Устройство, предназначенное
для формирования сигналов управления автоматическими средствами пожаротушения, контроля их состояния, управления световыми и звуковыми оповещателями, а также различными информационными табло и мнемосхемами.
3.3.29. Прибор приемно-контрольный пожарный: Устройство, предназначенное для приема сигналов от пожарных извещателей, обеспечения
электропитанием активных (токопотребляющих) пожарных извещателей,
выдачи информации на световые, звуковые оповещатели и пульты централизованного наблюдения, а также формирования стартового импульса запуска
прибора пожарного управления.
3.3.30. Прибор приемно-контрольный пожарный и управления:
Устройство, совмещающее в себе функции прибора приемно-контрольного
пожарного и прибора пожарного управления.
3.3.31. Распределительный трубопровод: Трубопровод с установленными на нем оросителями (насадками) для распределения огнетушащего вещества в защищаемой зоне.
3.3.32. Распределительное устройство: Запорное устройство, устанавливаемое на трубопроводе и обеспечивающее пропуск газового огнетушащего вещества в определенный магистральный трубопровод.
3.3.33. Расчетное количество огнетушащего вещества: Количество
огнетушащего вещества, определенное в соответствии с требованиями нормативных документов и хранящееся в установке пожаротушения, готовое к
немедленному применению в случае возникновения пожара.
3.3.34. Реверсивный привод: Привод, который при получении управляющего сигнала переводит запорно-пусковое устройство изотермического
21
резервуара или распределительное устройство из открытого положения в закрытое.
3.3.35. Резерв огнетушащего вещества: Требуемое количество огнетушащего вещества, готовое к немедленному применению в случаях повторного воспламенения или невыполнения установкой пожаротушения своей задачи.
3.3.36. Система пожарной сигнализации: Совокупность установок пожарной сигнализации, смонтированных на одном объекте и контролируемых
с общего пожарного поста.
3.3.37. Соединительные линии: Провода и кабели, обеспечивающие соединение между компонентами системы пожарной сигнализации.
3.3.38. Станция пожаротушения: Сосуды и оборудование установок
пожаротушения, размещенные в специальном помещении.
3.3.39. Степень не герметичности помещения: Выраженное в процентах отношение суммарной площади постоянно открытых проемов к общей
площади поверхности помещения.
3.3.40. Тепловой замок: Запорный термочувствительный элемент,
вскрывающийся при определенном значении температуры.
3.3.41. Тепловой пожарный извещатель: Пожарный извещатель, реагирующий на определенное значение температуры и (или) скорости ее нарастания.
3.3.42. Точечный пожарный извещатель (дымовой, тепловой): Пожарный извещатель, реагирующий на факторы пожара в компактной зоне.
3.3.43. Установка локального пожаротушения по объему: Установка
объемного пожаротушения, воздействующая на часть объема помещения
и/или на отдельную технологическую единицу.
3.3.44. Установка локального пожаротушения по поверхности: Установка поверхностного пожаротушения, воздействующая на часть площади
помещения и/или на отдельную технологическую единицу.
3.3.45. Установка объемного пожаротушения: Установка пожаротушения для создания среды, не поддерживающей горение в объеме защищаемого помещения (сооружения).
3.3.46. Установка поверхностного пожаротушения: Установка пожаротушения, воздействующая на горящую поверхность.
3.3.47. Установка пожарной сигнализации: Совокупность технических
средств для обнаружения пожара, обработки, представления в заданном виде
извещения о пожаре, специальной информации и/или выдачи команд на
включение автоматических установок пожаротушения и технические устройства.
3.3.48. Установка пожаротушения: Совокупность стационарных технических средств для тушения пожара за счет выпуска огнетушащего вещества.
3.3.49.
Централизованная установка газового пожаротушения:
Установка газового пожаротушения, в которой баллоны с газом размещены в
помещении станции пожаротушения.
22
3.3.50. Шлейф пожарной сигнализации: Соединительные линии, прокладываемые от пожарных извещателей до распределительной коробки или
приемно-контрольного прибора.
3.4. Общие положения
3.4.1. Автоматические установки газового пожаротушения АУГП следует проектировать с учетом нормативных документов, действующих в этой
области, а также конструктивных и строительных особенностей защищаемых
резервуаров, сливоналивных эстакад и технологических зданий (помещений).
3.4.2. Автоматические установки пожаротушения должны выполнять
одновременно и функции автоматической пожарной сигнализации.
3.4.3. При срабатывании АУГП должна быть предусмотрена подача сигнала на отключение технологического оборудования на защищаемом объекте в соответствии с технологическим регламентом или требованиями настоящих норм.
3.5. Общие требования
3.5.1. Установки должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 50969.
Исполнение оборудования, входящего в состав установки, должно соответствовать требованиям действующей нормативной документации.
3.5.2. При выполнении проекта технологической части установки производят расчеты:
- массы СО2 в установке газового пожаротушения (приложение 1);
- диаметра трубопроводов установки, типа и количества насадков, времени
подачи СО2 (гидравлический расчет). Методика гидравлического расчета для
углекислотной установки, содержащей изотермический резервуар, приведена
в приложении 2.
3.5.3. В качестве пускового импульса для включения АУГП должен
применяться электрический, пневматический и механический пуск или их
комбинация..
3.5.4. Размещение технологического оборудования установок газового
пожаротушения должно обеспечивать возможность их обслуживания.
3.5.5. МИЖУ следует размещать возможно ближе к защищаемым объектам. При защите резервуаров МИЖУ следует размещать за обвалованием.
3.5.6. Распределительные устройства следует размещать возможно ближе к защищаемым объектам. Необходимо предусматривать меры исключающие несанкционированный доступ к станции пожаротушения.
3.5.7. Изотермические резервуары МИЖУ устанавливаются внутри
станции пожаротушения или в легком укрытии с устройством навеса и
сплошного ограждения по периметру площадки для защиты от осадков и
солнечной радиации. При этом следует:
23
- предусмотреть в месте установки изотермического резервуара аварийное
освещение;
- выполнить мероприятия, исключающие несанкционированный доступ людей к изотермическому резервуару, узлам его управления (пуска) и распределительным устройствам;
- предусмотреть подъездные пути к изотермическому резервуару для его заполнения СО2;
- при размещении резервуара МИЖУ в легком укрытии холодильные агрегаты и приборы управления должны размещаться в помещении (блок-боксе),
обеспечивающем температуру внутри в диапазоне от 5 до 35 ºС.
3.5.8. Высота помещения станции пожаротушения или легкого укрытия
определяется высотой резервуара с учетом обеспечения расстояния от него
до потолка не менее 1 м.
В помещениях станций пожаротушения должна быть температура от 5
до 35°С, относительная влажность воздуха не более 80 % при 25°С, освещенность – не менее 100 лк при люминесцентных лампах или не менее 75 лк при
лампах накаливания.
Помещения станций должны быть оборудованы приточно-вытяжной
вентиляцией с не менее чем двукратным воздухообменом, а также телефонной связью с помещением дежурного персонала, ведущим круглосуточное
дежурство.
Легкое укрытие должно иметь только аварийное освещение не менее 100 лк
при люминесцентных лампах или не менее 75 лк при лампах накаливания.
У входа в помещение станции или укрытие должно быть установлено
световое табло “Станция пожаротушения”. Входная дверь должна иметь запорное устройство, исключающее несанкционированный доступ в помещение станции пожаротушения.
3.5.9. Размещение изотермического резервуара, приборов и оборудования МИЖУ в помещении станции пожаротушения или в легком укрытии и
блок-боксе должно обеспечивать возможность их обслуживания.
3.5.10. Изотермический резервуар можно размещать в легком укрытии
только при условии, что температура наружного воздуха не будет опускаться
ниже минус 50ºС.
3.5.11. Предохранительные устройства для сброса СО2 следует располагать таким образом, чтобы исключить травмирование персонала при их срабатывании.
К выпускным узлам предохранительных устройств изотермического резервуара следует подключить дренажные трубопроводы для отвода газа в
безопасную зону.
3.5.12. В установках на участках трубопроводов между запоро-пусковым
устройством МИЖУ и распределительными устройствами необходимо
предусматривать предохранительные устройства для безопасного сброса
СО2.
3.5.13. Трубопроводы.
24
3.5.13.1. Трубопроводы установок следует выполнять из стальных труб
по ГОСТ 8732 или ГОСТ 8734.
3.5.13.2. Соединения трубопроводов в установках пожаротушения должны быть сварными, резьбовыми или фланцевыми.
3.5.13.3. Конструкция трубопроводов должна обеспечивать возможность
продувки для удаления воды после проведения гидравлических испытаний
или слива накопившегося конденсата.
3.5.13.4. Трубопроводы должны быть надежно закреплены. Крепление
трубопроводов должно исключать их разрушение от возможного гидроудара
при срабатывании установки.
3.5.13.5. Трубопроводы установок должны быть заземлены (занулены).
Знак и место заземления – по ГОСТ 21130.
3.5.13.6. Система распределительных трубопроводов, как правило,
должна быть симметричной.
3.6. Установки газового пожаротушения для вертикальных резервуаров емкостью до 50 тыс. м3
3.6.1. Исходные данные для расчета и проектирования.
Исходными данными для расчета и проектирования установки являются:
- геометрические параметры резервуаров и их конструкция;
- количество резервуаров (направлений), подлежащих защите установкой газового пожаротушения;
- план размещения резервуаров на площадке с указанием места установки
МИЖУ и распределительных устройств;
- предельно допустимое давление в резервуарах;
- наличие сбросных клапанов и их размеры.
Исходные данные входят в состав задания на проектирование, которое согласовывают с организацией-разработчиком установки и включают в состав
проектной документации.
3.6.2. Количество газового огнетушащего вещества.
3.6.2.1. Расчетное количество (масса) СО2 в установке должно обеспечивать подачу не менее 13 кг СО2 на 1 м2 горизонтальной поверхности
(площади основания) резервуара (Приложение 1).
3.6.2.2. Установка кроме расчетного количества СО2, должна иметь его
100%-ный резерв.
3.6.2.3. Функции охлаждения стенок резервуаров допускается выполнять
системе газового пожаротушения.
3.6.2.4. При необходимости испытаний установки запас СО2 на проведение указанных испытаний принимается из условия защиты резервуара
наименьшей емкости, если нет других требований.
3.6.3. Временные характеристики.
3.6.3.1. Установка должна обеспечивать инерционность (время срабатывания без учета времени задержки выпуска СО2, вызванного остановкой технологического оборудования) не более 20с.
25
3.6.3.2. Установка должна обеспечивать подачу 100% массы СО2 из расчета не менее 13 кг СО2 на 1 м2 горизонтальной поверхности резервуара, за
временной интервал, не превышающий 60с с учетом инерционности установки.
3.6.4. Насадки.
3.6.4.1. Выбор типа насадков определяется их техническими характеристиками для конкретной конструкции резервуара.
3.6.4.2. Разница расходов СО2 между двумя крайними насадками на одном распределительном трубопроводе не должна превышать 20 %.
3.6.4.3. В одном резервуаре должны применяться насадки только одного
типоразмера.
3.6.4.4. Прочность насадков должна обеспечиваться при давлении 1,25
Рраб.
Поверхность выпускных отверстий насадков должна быть выполнена из
коррозионно-стойкого материала.
3.6.4.5. Выпускные отверстия насадков должны быть ориентированы таким образом, чтобы ось струи насадка была направлена параллельно поверхности нефтепродуктов.
3.7. Установки газового пожаротушения для сливоналивных автомобильных и железнодорожных эстакад с нефтепродуктами и горизонтальных резервуаров
3.7.1. Для противопожарной защиты сливоналивных автомобильных и
железнодорожных эстакад с нефтепродуктами и горизонтальных резервуаров
следует применять установки локального пожаротушения по объему, которые применяются для тушения пожара отдельных агрегатов или оборудования.
3.7.2. Расчетный объем локального пожаротушения определяется произведением высоты защищаемого агрегата, оборудования или горизонтального
резервуара на площадь проекции на поверхность пола. При этом все расчетные габариты (длина, ширина и высота) агрегата, оборудования или горизонтального резервуара должны быть увеличены на 1 м. Длина сливоналивных
железнодорожных эстакад принимается из условия заполнения (опорожнения) максимально возможного количества цистерн.
3.7.3. Нормативная массовая огнетушащая концентрация при локальном
тушении по объему двуокисью углерода составляет 6 кг/м3.
3.7.4. Время подачи СО2 при локальном тушении не должно превышать
30с.
3.7.5. Одновременно с локальным пожаротушением по объему должна
осуществляться подача СО2 внутрь каждой заполняемой цистерны или горизонтального резервуара.
3.7.6. При расчете количества (массы) СО2, подаваемой в цистерну (горизонтальный резервуар), следует руководствоваться действующими нормативными документами для объемного газового пожаротушения.
26
3.8. Установки газового пожаротушения для защиты
технологических установок, зданий (помещений)
наружных
3.8.1. При проектировании установок газового пожаротушения для защиты технологических зданий (помещений) следует руководствоваться действующими нормативными документами для объемного или локального по
объему способам газового пожаротушения. Специальные дополнительные
требования к ним не предъявляются.
3.9. Требования безопасности
3.9.1. Проектирование установок следует производить с учетом обеспечения возможности выполнения требований безопасности при проведении
работ по монтажу, наладке, приемке и эксплуатации установки, которые изложены в действующей нормативно-технической документации для данного
вида установок.
3.9.2. Устройства ручного пуска установок должны быть защищены от
случайного приведения их в действие или механического повреждения и
опломбированы, за исключением устройств местного пуска, установленных в
помещениях станции пожаротушения или устройств дистанционного пуска
пожарных постов.
3.9.3. Сосуды, применяемые в установках пожаротушения, должны соответствовать требованиям ПБ 03-576-03.
3.9.4. Заземление и зануление приборов и оборудования установок
должно выполняться согласно ПУЭ и соответствовать требованиям технической документации на оборудование.
3.9.5. Входить в защищаемое технологическое здание (помещение) после
выпуска в него СО2, и ликвидации пожара до момента окончания проветривания разрешается только в изолирующих средствах защиты органов дыхания.
3.9.6. Вход в технологическое здание (помещение) без изолирующих
средств защиты органов дыхания разрешается только после удаления продуктов горения, СО2, и продуктов его термического распада до безопасной
величины (концентрации).
3.9.7. К установкам могут быть предъявлены дополнительные требования безопасности, учитывающие условия их применения.
3.9.8. В части охраны окружающей среды установки должны соответствовать требованиям технической документации к огнетушащим веществам
при эксплуатации, техническом обслуживании, испытании и ремонте.
4. Автоматическая пожарная сигнализация
4.1. Структурные схемы и типовые электрические схемы подключения
шлейфов сигнализации, сигнальных цепей и внешнего оборудования к при-
27
бору ППКПУ 4/16 «Аист» приведены в ТУ 4371-001-33075088-06. Допускается применение пожарной сигнализации на базе внутриобъектовой радиосистемы и адресно-аналоговой пожарной сигнализации «Стрелец».
4.2. При выборе извещателей пожарных и газоанализаторов рекомендуется применять: извещатель пожарный многоспектральный пламени инфракрасный ИП-МСП-3ИК, ИП-МСП-УИК; многоканальный газоанализатор
стационарный оптический МГСО-1; газоанализатор стационарный оптический ГСО-1. Выбор конкретного оборудования производится на стадии
проектирования.
Кроме этого, для повышения надежности работы систем пожарной автоматики предусматривается установка пожарных извещателей на самостоятельной опоре независимой от конструкций резервуаров, разрушаемых в
начальной стадии пожара.
5. Защита от статического электричества.
5.1. Основными способами защиты от статического электричества техническими условиями предусматриваются:
- применение заземляющих устройств, т.е. устранение электрических зарядов
на проводящих элементах оборудования;
-применение лакокрасочных материалов обладающих антистатическими
свойствами с низким объемным удельным электрическим сопротивлением (p,
не менее 109 Ом · м), чтобы заряды статического электричества достигали заземленных элементов оборудования (ГОСТ В 28569-90);
- применение технических решений исключающих искровые разряды статического электричества с энергией, превышающей 40% от минимальной энергии зажигания окружающей среды, или с величиной заряда в импульсе, превышающей 40% от воспламеняющего значения заряда в импульсе для окружающей среды;
- независимо от применения других СЗСЭ заземление должно применяться
на всех электропроводных элементах технологического оборудования и других объектов, на которых возможно возникновение или накопление электростатических зарядов, и соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007.0-75 и
ГОСТ 21130-75;
- выполнение заземляющих устройств соответствующих требованиям ГОСТ
12.1.030-81 и ПУЭ.
Величина сопротивления заземляющего устройства, предназначенного исключительно для защиты от статического электричества, должна быть не
выше 100 Ом..
28
Приложение 1
(рекомендуемое)
Методика
расчета массы СО2 установок газового пожаротушения для вертикальных резервуаров емкостью до 50 тыс. м3, сливоналивных эстакад и горизонтальных резервуаров для нефтепродуктов и технологических установок, зданий (помещений)
1. Расчетное количество (масса) СО2 Мг, которая должна храниться в
установке, определяется по формуле
Мг = 1,05 × (Мосн + Мрез )
(1.1)
где Мосн – основной запас (масса) СО2, определяется по формуле:
Мосн = Мр + Мтр
(1.2)
где Мр – масса ГОТВ, предназначенная для создания в зоне горения нефтепродуктов (в объеме защищаемого помещения) огнетушащей концентрации;
Мтр – масса остатка ГОТВ в трубопроводе, при выпуске основного запаса
(массы) СО2 определяется по формуле:
Мтр = Vтр × ρж
(1.3)
где, Vтр – объем всей трубопроводной разводки наиболее удаленного направления тушения;
ρж – плотность жидкой СО2 при температуре хранения в резервуаре МИЖУ;
Мрез – резервный запас (масса) СО2, определяется по формуле:
Мрез = Мр +
М'тр
(1.4)
где М'тр – масса остатка ГОТВ в трубопроводе, при выпуске резервного запаса (массы) СО2 определяется по формуле:
Мтр = (Vр+ Vтр) × ρСО2,
(1.5)
где Vр – объем резервуара МИЖУ,
ρСО2 – плотность газовой фазы СО2 при давлении, которое имеется в трубопроводе после окончания истечения массы Мр СО2 в зону горения нефтепродуктов.
29
2. Вертикальные резервуары емкостью до 50 тыс. м3
2.1. Масса ГОТВ, предназначенная для создания в зоне горения нефтепродуктов огнетушащей концентрации Мр определяется по формуле:
Мр = Кн × Sр ,
(1.6)
где Кн = 13кг/м2 – количество (масса) СО2 (кг), требуемая для тушения 1м2 горящих нефтепродуктов;
Sр – площадь основания резервуара, м2
3. Сливоналивные автомобильные и железнодорожные эстакады
3.1. Масса ГОТВ, предназначенная для создания в зоне горения нефтепродуктов огнетушащей концентрации Мр определяется по формуле:
Мр = Мэ + Мц × N,
(1.7)
где Мэ определяется в соответствии с требованиями НПБ 88-2001*, п.7.26 для
локального газового пожаротушения по объему:
Мэ = 6 × (L +1) × (Н +1) × (D +1),
(1.8)
где L – длина зоны слива или налива нефтепродуктов, м;
Н – высота цистерны, м;
D – диаметр цистерны, м.
Мц – масса СО2 для подачи при помощи рукава высокого давления (РВД)
и специального насадка непосредственно в горловину цистерны на слой
нефтепродуктов, в соответствии с требованиями УП АУТН – 96 «Указаниями по проектированию автоматизированных установок тактового налива
светлых нефтепродуктов в железнодорожные и автомобильные цистерны», n.5.2. Для расчета массы Мц принимать нормативную массовую огнетушащую концентрацию 1кг/м3 при условии полного заполнения цистерны.
N – количество цистерн в зоне слива или налива.
4. Технологические здания (помещения)
4.1. Мр для технологических зданий (помещений) определять в соответствии
с НПБ 88-2001*, Приложение 6* «Методика расчета массы газового огнетушащего вещества для установок газового пожаротушения объемным способом».
(1.9)
30
где V р – расчетный объем защищаемого помещения, м3.
В расчетный объем помещения включается его внутренний геометрический
объем, в том числе объем системы вентиляции, кондиционирования, воздушного отопления (до герметичных клапанов или заслонок). Объем оборудования, находящегося в помещении, из него не вычитается, за исключением
объема сплошных (непроницаемых) строительных элементов (колонны, балки, фундаменты под оборудование и т. д.); K 2 – коэффициент, учитывающий
потери газового огнетушащего вещества через проемы помещения; 1 –
плотность газового огнетушащего вещества с учетом высоты защищаемого
объекта относительно уровня моря для минимальной температуры в помещении TM , кг·м-3, определяется по формуле
Т
(1.10)
1  О  О  К 3 ,
ТМ
где  О – плотность паров газового огнетушащего вещества при температуре
Т О = 293 К (20 oС) и атмосферном давлении 101,3 кПа; Т М – минимальная
температура воздуха в защищаемом помещении; К 3 – поправочный коэффициент, учитывающий высоту расположения объекта относительно уровня
моря; СН – нормативная объемная концентрация, % (об.).
4.1.1. Коэффициент К2 уравнения (1.9), учитывающий потери газового огнетушащего вещества через проемы помещения, определяется следующим образом:
K 2  П    под  H ,
(1.11)
где П – параметр, учитывающий расположение проемов по высоте защищаемого помещения, м0,5 ·с -1 .
Численные значения параметра П выбираются следующим образом:
П = 0, 65 – при расположении проемов одновременно в нижней (0-0,2) Н и
верхней зоне помещения (0,8-1,0) V1 или одновременно на потолке и на полу
помещения, причем площади проемов в нижней и верхней части примерно
равны и составляют половину суммарной площади проемов; П = 0,1 – при
расположении проемов только в верхней зоне (0,8-1,0) H защищаемого помещения (или на потолке); П = 0,25 – при расположении проемов только в
нижней зоне (0-0,2) V1 защищаемого помещения (или на полу); П = 0,4 - при
примерно равномерном распределении площади проемов по всей высоте защищаемого помещения и во всех остальных случаях;
F
   H – параметр не герметичности помещения, м-1,
Vp
где  FH – суммарная площадь проемов, м2, H – высота помещения, м;  под
– нормативное время подачи ГОТВ в защищаемое помещение, с.
4.1.2. Тушение пожаров подкласса A1 (кроме тлеющих материалов, указанных в 8.1.1) следует осуществлять в помещениях с параметром не герметичности не более 0,001 м-1.
31
Значение массы Мр для тушения пожаров подкласса A1 определяется по формуле
Мр = К4 . Мр-гепт,
(1.12)
где Мр-гепт – значение массы Мр для объемной нормативной концентрации Сн
при тушении н-гептана, вычисляется по формулам (2) или (3); К4 – коэффициент, учитывающий вид горючего материала.
Значения коэффициента К4 принимаются равными: 1,3 – для тушения бумаги, гофрированной бумаги, картона, тканей и т.п. в кипах, рулонах или папках; 2,25 – для помещений с этими же материалами, в которые доступ пожарных после окончания работы АУГП исключен. Для остальных пожаров
подкласса A1, кроме указанных в 8.1.1, значение К4 принимается равным 1,2.
Далее расчетная масса ГОТВ вычисляется по формуле (1).
При этом допускается увеличивать нормативное время подачи ГОТВ в К4
раз.
В случае, если расчетное количество ГОТВ определено с использованием коэффициента К4 = 2,25, резерв ГОТВ может быть уменьшен и определен расчетом с применением коэффициента К4 = 1,3.
Не следует вскрывать защищаемое помещение, в которое разрешен доступ,
или нарушать его герметичность другим способом в течение 20 минут после
срабатывания АУГП (или до приезда подразделений пожарной охраны).
32
Приложение 2
(Рекомендуемое)
Методика
гидравлического расчета установок углекислотного
пожаротушения низкого давления
1. Среднее за время подачи двуокиси углерода давление в изотермическом
резервуаре pm , МПа, определяется по формуле
pm  0,5   p1  p2  ,
(2.1)
где p1 – давление в резервуаре при хранении двуокиси углерода, МПа; p2 –
давление в резервуаре в конце выпуска расчетного количества двуокиси углерода, МПа, определяется по рисунку.
2. Средний расход двуокиси углерода Qm, кг·с-1, определяется по формуле
Qm 
m
,
t
(2.2)
где m – расчетное количество двуокиси углерода, кг; t – нормативное время
подачи двуокиси углерода, с.
3. Внутренний диаметр питающего (магистрального) трубопровода di, м,
определяется по формуле

di  9,6 10 3  k4   Qm   l1
2
2

0 ,19
,
(2.3)
где k4 – множитель, определяется по таблице Ж.1; l1 – длина питающего (магистрального) трубопровода по проекту, м.
Таблица Ж.1
pm, МПа
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,4
Множитель k4
0,68
0,79
0,85
0,92
1,0
1,09
4. Среднее давление в питающем (магистральном) трубопроводе в точке ввода его в защищаемое помещение рассчитываются из уравнения
2

2  10 11  Qm   l 2 
p3  p 4   2  0 ,568  ln 1 
(2.4)
5 ,25
2
,




d

k

i
4

где l2 – эквивалентная длина трубопроводов от изотермического резервуара
до точки, в которой определяется давление, м:
(2.5)
l2  l1  69  di1, 25  1 ,
где ε1 – сумма коэффициентов сопротивления фасонных частей трубопроводов.
33
5. Среднее давление составляет
pm  0,5  (p3  p4 ) ,
(2.6)
где р3 – давление в точке ввода питающего (магистрального) трубопровода в
защищаемое помещение, МПа; р4 – давление в конце питающего (магистрального) трубопровода, МПа.
6. Средний расход через насадок Q‫׳‬m, кг·с-1, определяется по формуле
Qm  4,1103  μ k5  A3  exp1,76  pm 
(2.7)
где μ – коэффициент расхода через насадок; A3 – площадь выпускного отверстия насадка, м2; k5 – коэффициент, определяемый по формуле
0 ,03
,
1,025  0 ,5  p m
7. Количество насадков ξ1 определяется по формуле
ξ 1 = Qm/Q'm.
k 5  0 ,93 
(2.8)
(2.9)
8. Внутренний диаметр распределительного трубопровода d i , м, рассчитывается из условия
di  1,4  d  ξ
1 ,
(2.10)
где d – диаметр выпускного отверстия насадка, м.
2.5
2
МПа
1.5
1
0.5
0
0
0.2
0.4
0.6
m4
Рис.1.
0.8
1
34
Рис. 1 - График для определения давления в изотермическом резервуаре в
конце выпуска расчетного количества двуокиси углерода
Примечание: относительная масса двуокиси углерода m4 определяется по
формуле
m m
,
(2.11)
m4  5
m5
где m5 – начальная масса двуокиси углерода, кг.