В статье проанализированы проблемы автоматической защиты крупных компрессорных и насосных станций углеводородного сырья от быстроразвивающихся объемных пожаров. Предложен способ тушения путем ускоренного (за 15…20 сек.) заполнения всего объема огнетушащим холодным аэрозолем или его смесью с порошком, получаемых по высоконадежным технологиям конверсии твердых ракетных топлив. Проведены оценочные расчеты для компрессорной станции объемом 10000 м3. Приведены примеры использования способа на газоперерабатывающем заводе и газокомпрессорной станции.

Основную пожарную опасность для газокомпрессорных и нефтенасосных станций (ГКС и ННС) представляют аварии, связанные с разгерметизацией газо-нефтепроводов

или технологических маслосистем под высоким давлением. Причин таких аварий может быть несколько, но главную опасность представляет механическое разрушение лопаток газотурбинного двигателя, компрессора или подшипников насосов ННС. В этом случае высоконапорные продуктопроводы могут быть повреждены в нескольких местах и образоваться, соответственно, несколько газовых или нефтераспыленных факелов. Основную опасность представляют высоконапорные струи горящих углеводородов, направленные в верхние объемы ГКС и ННС. Такие объемные пожары в считанные минуты могут обрушить кровлю, уничтожить станцию целиком и создать аварийную ситуацию для соседних объектов.

Традиционно для борьбы с объемными пожарами применяют газовые системы; в основном с использованием хладонов

и диоксида углерода, а также стремятся уменьшить время технологической отсечки аварийных трубопроводов. Эти меры

дают некоторый эффект на небольших по объему станциях (до 2000…3000 м3). Более крупные объекты спасти от быстроразвивающихся пожаров в верхних объемах ГКС и ННС газовые системы не в состоянии по ряду причин:

• хладоны и углекислота относятся к тяжелым газам (в 2…4 раза тяжелее воздуха), поэтому заполнение до пожаротуша-

щей концентрации начинается с нижних объемов помещений;

• время подачи газов по длинным разветвленным газоводам с учетом большой плотности и требуемой значительной массы газа для заполнения большого объема станций может достигать нескольких минут, а в верхних объемах до 10…15 минут;

• струйная подача газов, например, через многочисленные форсунки потолочного расположения сразу по всему объему

станции быстрого эффекта не дает, т.к. механизм тушения факелов газовыми установками основан на вытеснении кислорода воздуха в зоне горения и создании вокруг нее концентрации хладонов не менее 300 мг/м3, а углекислоты не менее 600 г/м3.

По этой причине защитить в начале аварии верхние объемы станции от разрушительных высоконапорных и высокотемпературных факелов тяжелыми газами, без заполнения ими всего объема, невозможно. Для примера, полная защита ГКС объемом 10000 м3 потребует 6…7 тонн углекислоты и времени 10…15 минут.

Учитывая то, что газовые системы из-за своей инерционности, низкой надежности, дороговизны и сложности обслуживания (особенно модулей жидкой углекислоты) практически не рассматриваются при проектировании

ГКС и ННС объемом свыше 5000 м3 (в лучшем случае для локального тушения [1]), реальным остается традиционный путь – с помощью порошковых систем. Но в традиционном варианте – с вытеснительными баллонами СО2 и

длинной трубной разводкой по всему объему крупных объектов эти системы модулями ОПАН-100 и аэрозольными генераторами АГАТ-2А становятся еще более инерционными чем газовые. К тому же они не защищают верхние объемы помещений, т.к. тяжелый и переохлажденный после дросселирования диоксид углерода стремится вниз, отделяется от порошка и не создает однородной газо-порошковой пожаротушащей среды нужной концентрации в верхних объемах. Такие системы также неудобны при эксплуатации, т.к. требуют постоянного сложного обслуживания вытеснительных баллонов СО2 (демонтаж раз в шесть месяцев, взвешивание, дозаправка, повторная сборка, настройка, проверки Котлонадзором, т.к. баллоны находятся под постоянным давлением до 150 кг/см2).

Решить проблему защиты крупных объектов ГАЗПРОМА и нефтетранспортных компаний вполне могут разработки конверсионных предприятий ВПК России, которые в середине 1990-х годов создали целую гамму быстродействующих, высокопроизводительных аэрозольных и аэрозольно-порошковых противопожарных систем [2, 3, 11].

Среди них выделяются твердотопливные генераторы холодного огнегнетушащего аэрозоля АГАТ-2А и аэрозольно-

порошковые модули ОПАН-100 с вытеснительной твердотопливной системой во взрывозащищенном исполнении

[4, 5], разрешенные с 1998 г. РОСТЕХНАДЗОРОМ к применению на взрывоопасных и особо ответственных объектах

нефтегазовой, химической и атомной промышленности. Их конструкция позволяла размещать установки внутри взрывопожароопасных объектов и без трубной разводки за 15…20 сек. полностью заполнять, начиная с верхних объемов, практически любое по объему помещение газообразным аэрозолем или аэрозольно-порошковой смесью, имеющих низкую плотность (легче воздуха) и эффективную объемную пожаротушащую концентрацию в 6…10 раз меньше, чем у хладонов и СО2. Благодаря этому, установки АГАТ-2А и ОПАН-100 позволяли до 10 раз уменьшить массу огнетушащего вещества, необходимого для заполнения и надежного тушения быстроразвивающихся пожаров во всем объеме помещения, сократить в десятки раз время начала и весь процесс тушения, а также надежно защитить верхние объемы помещений от высокой температуры объемных пожаров. Они нашли широкое применение практически во всех отраслях промышленности РФ и экспортируются в десятки зарубежных стран, например, для защиты газокомпрессорных станций в Казахстане, АЭС Кудан-Кулам» (Индия), АЭС «Бушер» (Иран) и др. [2, 6, 8].

По мнению разработчиков, особенно эффективно применение генераторов АГАТ-2А и ОПАН-100 для защиты крупных

газо- и нефтеперекачивающих станций объемом более 5000 м3 от быстроразвивающихся объемных пожаров, вызванных высоконапорными газовыми или нефтераспыленными факелами. Расчеты, проведенные согласно методикам [7] показали, что, например, для защиты ГКС объемом 10000 м3 необходимо 600 кг аэрозоля генераторов АГАТ-2А-180 [4].

Литература

 

1. Копылов Н. П. Применение автоматических углекислотных установок низкого давления – перспективное направление в противопожарной защите больших объемов производственных помещений // Каталог Пожарная автоматика. – 2009. – С.

58 – 64.

2. Аликин В. Н., Кузьмицкий Г. Э., Степанов А. Е. Автономные системы аэрозольного пожаротушения на твердом топливе. – Пермь: Перм. научн. центр УрО РАН, 1998. – 148 с.

3. Серебренников С. Ю. Аварийные системы с газогенераторами и двигателями на твердом топливе (Теория и эксперимент). – Екатеринбург: УрО РАН, 2002. – 286 с.

4. ТУ АГАТ 4854-001-02070464-94 с изм. 7.

5. ТУ ОПАН 4854-002-02070464-97 с изм. 10.

6. Серебренников С. Ю., Рязанцев В. А., Прохоренко К. В. Успехи аэрозольного пожаротушения // Пожаровзрывобезопасность. – 2004. – № 5. – С. 42 – 46.

7. Свод правил. СП.5. 13130.2009. ФГУ ВНИИПО. МЧС России, Москва. 2009г.

8. Прохоренко К. В. Противопожарная защита помещений компрессорных установок

модулями порошкового пожаротушения МПП-100 (ОПАН-100) // Пожарная без-

опасность в строительстве: Приложение к журналу Пожаровзрывобезопасность.

– апрель 2008. – С. 43 – 45.

9. Патент № RU 2244579 С1, МПК А 62 С 3/00, 35/00. Способ пожаротушения и система пожаротушения для осуществления способа / С. Ю. Серебренников, В. А.

Рязанцев, К. В. Прохоренко, 2005.

10. Серебренников С. Ю. Оптимизация временных характеристик автоматических установок аэрозольно-порошкового пожаротушения в стендовых и объектовых условиях // Пожарная безопасность в строительстве: Приложение к журналу По

жаровзрывобезопасность. – февраль 2007. – С. 29 – 31.

11. Агафонов В. В., Копылов Н. П. Установки аэрозольного пожаротушения – М.: ВНИИПО, 1999. – 232 с.

«Сфера Нефтегаз» № 1 2012