Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА В НАЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ

Изобретение относится к области тушения пожаров в наземных резервуарах, заполненных различными горючими жидкостями, например бензином, керосином, дизельным топливом, нефтью и т.п.

Основным способом тушения пожаров в резервуарах является пена средней и низкой кратности, подаваемая в зону горения [1]. Огнегасящее действие воздушно-механической пены заключается в изоляции поверхности горящей жидкости от факела пламени за счет ее охлаждения и снижения вследствие этого скорости испарения и количества горючих паров, поступающих в зону горения. Огнегасящее действие каждого из этих факторов зависит от свойств горящей жидкости, химического состава и качества пены и способа ее подачи в зону горения. Недостатком данного способа является низкая эффективность, требуется большое количество сложного и дорогостоящего оборудования. Способ требует непосредственного присутствия обслуживающего персонала в зоне тушения очага возгорания, требует постоянного контроля состояния реагентов, образующих пену, хранение реагентов требует особые условия и имеет срок годности. Пена может повлиять на качество жидкости, подвергаемой тушению. Загрязняет зону тушения, препятствуя визуальному контролю и действию персонала по тушению пожара. Возможно образование каких-то вредных соединений, представляющих опасность персоналу, населению и окружающей среде.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ тушения пожара в емкостях (резервуарах) [2] путем перекачки жидкости из горящего резервуара в запасные емкости через огнепреградители. Данный способ также имеет недостатки, заключающиеся в необходимости иметь насосное оборудование для перекачки жидкости, необходимости монтажа трубопроводной арматуры для транспортировки жидкости, надежного источника электроснабжения, перекачка занимает продолжительное время.

Таким образом, недостатком существующих способов тушения пожара в наземных резервуарах является их низкая эффективность, большая опасность для персонала, занятого на тушении пожара, и невозможность автоматизации предупреждения возникновения пожара и его ликвидации.

Целью изобретения является автоматизация процесса тушения пожара в наземных резервуарах, повышение эффективности работ за счет сокращения времени на его ликвидацию и максимального сохранения жидкости, подвергаемой тушению, и повышение уровня безопасности персонала, занятого тушением пожара.

На фиг. 1 схематично показаны варианты реализации способа и приняты следующие условные обозначения: 1 - резервуар, где хранится пожароопасная жидкость, 2 - крышка резервуара, 3 - датчик температуры, 4 - датчик уровня жидкости, 5 - фундамент, 6 - сливной патрубок, 7 - клапан автоматический, 8 - подземный резервуар, 9 - дыхательный патрубок, 10 - обратный клапан, H - расстояние от днища наземного резервуара до крышки подземного резервуара, d - диаметр сливного патрубка, h₀ - расстояние от датчика уровня жидкости до дна резервуара, h₁ - расстояние от датчика уровня жидкости до дна наземного резервуара.

На фиг. 2 показана схема расположения резервуаров в резервуарном парке и приняты следующие обозначения: 1 - центральный резервуар (на фиг. 1 также обозначен цифрой 1), 11, 12, 13, 14 - периферийные резервуары, 15 - трубопровод, соединяющий дно периферийного резервуара с подземным резервуаром (на фиг. 1 подземный резервуар обозначен цифрой 8).

Сущность изобретения заключается в том, что под наземным резервуаром для хранения пожароопасной жидкости (в дальнейшем просто «жидкость») ниже по уровню под землей соосно устанавливается пустой резервуар объемом, превышающим объем наземного резервуара. Причем верхний уровень заполнения подземного резервуара жидкостью должен быть ниже нижнего уровня заполнения наземного резервуара. По возможности, насколько позволяют конструкция и другие обстоятельства, расстояние между уровнями должно быть больше, что повышает безопасность процесса тушения пожара. Наземный резервуар через отверстие в днище и сливной патрубок через автоматический клапан соединяется с подземным резервуаром. Автоматический клапан находится на нижнем конце сливного патрубка и внутри подземного резервуара. В нормальном состоянии (когда нет пожара) автоматический клапан находится в закрытом положении, изолируя объемы наземного и подземного резервуаров. В случае возникновения возгорания или чрезмерного повышения температуры в наземном резервуаре клапан автоматически открывается и соединяет объемы надземного и подземного резервуаров и жидкость перетекает через сливной патрубок в подземный резервуар. Работой автоматического клапана управляет датчик температуры, расположенный на верхнем уровне жидкости в наземном резервуаре. При возникновении возгорания или чрезмерного повышения температуры датчик немедленно среагирует и дает команду на открытие автоматического клапана. Жидкость из наземного резервуара перетекает в подземный резервуар и огонь в наземном резервуаре потухнет. Для предохранения перемещения пламени в подземный резервуар внизу резервуара на минимально-допустимом уровне установлен датчик уровня жидкости. При достижении уровня жидкости до минимально-допустимого значения датчик уровня дает команду на закрытие автоматическому клапану, тем самым перекрывая сообщение между наземным и подземным резервуарами через сливной патрубок. Для ускорения перетекания жидкости из наземного резервуара в подземный резервуар необходимо, по возможности, сливной патрубок выполнить большого диаметра. Также для ускорения перетекания жидкости в подземном резервуаре создается предварительный вакуум, который при открытии автоматического клапана позволит быстро засасывать жидкость в подземный резервуар и тем самым ускорить тушение пожара. Для создания вакуума необходимо, чтобы подземный резервуар был герметичным. В этом случае, по мере заполнения подземного резервуара жидкостью, в подземном резервуаре возникает избыточное давление, что препятствует (уменьшает скорость перетекания) перетеканию жидкости в подземный резервуар, предусмотрен обратный клапан, расположенный в дыхательном патрубке. Обратный клапан при наличии вакуума в подземном резервуаре находится в закрытом положении. В момент выравнивания давления в резервуарах обратный клапан открывается и соединяет полость подземного резервуара с атмосферой, тем самым не препятствует перетеканию жидкости в подземный резервуар.

Способ реализуется по следующей схеме. В состоянии системы, когда нет пожара, наземный резервуар 1 заполнен полностью жидкостью, то есть по верхнему уровню - высота h₀ (фиг. 1), и он установлен на фундаменте 5. При этом автоматический клапан 7 на конце сливного патрубка 6 закрыт, и полость сливного патрубка также полностью заполнена жидкостью. В принципе, резервуар может быть заполнен неполностью, от этого сущность способа не меняется. Датчик температуры 3 находится над верхним уровнем жидкости, или на внутренней стене резервуара, или на крышке 2 резервуара 1 с внутренней стороны. Датчик температуры 3 управляет открытием и закрытием автоматического клапана 7. При отсутствии очага возгорания и чрезмерного повышения температуры датчик удерживает клапан в положении «закрыто». Датчик уровня жидкости 4 расположен на внутренней стенке резервуара на минимальной высоте h₁, насколько позволяет его конструктивное исполнение. Датчик также можно расположить на дне резервуара, все зависит от конструкции датчика. Когда резервуар полный или уровень жидкости выше минимального значения, датчик находится в запертом положении. При достижении уровня жидкости минимально допустимого значения датчик дает команду «закрыто» на автоматический клапан 7, тем самым изолируя полости подземного 8 и наземного 1 резервуаров. Это подстрахует от возможного прорыва пламени в подземный резервуар. Для повышения скорости перетекания жидкости от наземного резервуара 1 в подземный резервуар 8 по сливному патрубку 6, через автоматический клапан 7 полость нижнего резервуара герметична и находится под вакуумом. Вакуум ускоряет (как бы засасывает жидкость из наземного резервуара в подземный резервуар) процесс перетекания жидкости из наземного резервуара 1 в подземный резервуар 8. В процессе заполнения подземного резервуара перетекающей от наземного резервуара жидкостью давление в них выравнивается и создается в подземном резервуаре противодавление. Это замедляет перетекание жидкости в подземный резервуар. Поэтому у подземного резервуара имеется дыхательный патрубок 9 с обратным клапаном 10. Дыхательный патрубок 9 свободным концом соединен окружающей средой. В нормальном состоянии, то есть когда нет пожара, обратный клапан 10 закрыт и изолирует полость подземного резервуара 8 от окружающей среды. В случае возникновения пожара и появления избыточного давления в полости подземного резервуара 8 обратный клапан 10 открывается и соединяет полость подземного резервуара 8 с атмосферой. Вакуум в полости подземного резервуара создается через дыхательный патрубок 9 с помощью вакуумного насоса, который на схеме не показан. Таким образом, состояние системы при отсутствии возгорания следующее: автоматический 7 и обратный 10 клапаны закрыты, в полости подземного резервуара 8 вакуум. В случае возникновения очага возгорания в пространстве над поверхностью жидкости температура повышается. На повышение температуры реагирует датчик температуры 3 и дает команду на открытие автоматического клапана 7. Автоматический клапан 7 открывается, и жидкость из наземного резервуара 1 начинает перетекать в подземный резервуар 8. Наличие вакуума в подземном резервуаре ускоряет процесс перетекания жидкости. По мере наполнения подземного резервуара в нем появляется избыточное давление, что может уменьшить скорость перетекания жидкости в подземный резервуар. Поэтому в момент появления противодавления обратный клапан 10 открывается и соединяет полость подземного резервуара 8 с атмосферой, тем самым скорость перетекания жидкости остается неизменной. При достижении уровня жидкости до минимально-допустимого уровня датчик уровня 4 дает команду автоматическому клапану 7 на закрытие. Автоматический клапан 7 закрывается и изолирует полости наземного 1 и подземного 8 резервуаров. Оставшееся на дне резервуара малое количество жидкости не представляет угрозу. Если пламя в процессе перетекания жидкости не потухло, то оставшаяся жидкость догорит на дне емкости, что неопасно - это в случае неприменения других способов и средств тушения пламени. Чаще всего на верхней части резервуаров устанавливаются установки для подачи пены, поэтому при применении предложенного способа совместная подача пены в зону горения и работы системы позволит быстро, эффективно и безопасно ликвидировать возгорание.

Способ особенно эффективен, когда пожароопасная жидкость хранится в резервуарном парке, то есть в группе резервуаров, расположенных на ограниченной территории (фиг. 2). При таком хранении вокруг центрального наземного резервуара 1 на определенном расстоянии по радиусу располагаются несколько периферийных наземных резервуаров 11, 12, 13, 14, заполненных жидкостью. Под центральным наземным резервуаром соосно располагают пустой подземный резервуар, принцип действия такой системы описан выше. Объем пустого подземного резервуара должен быть не меньше объема отдельно взятого резервуара максимальной емкости данного резервуарного парка. Полости периферийных резервуаров аналогично соединяются с полостью подземного резервуара, расположенного под центральным наземным резервуаром с помощью трубопроводов 15, и процесс тушения осуществляется по вышеописанной схеме. То есть при таком подходе на несколько наземных резервуаров достаточно иметь всего один подземный резервуар, что экономически выгодно.

Технический эффект достигается за счет перемещения жидкости, подвергаемой тушению, из наземного в подземный резервуар, расположенный соосно наземному, и верхний уровень заполнения подземного резервуара жидкостью ниже нижнего уровня заполнения наземного резервуара. Способ позволяет автоматизировать процесс пожаротушения в наземном резервуаре, повысить эффективность работ за счет сокращения времени на ликвидацию пожара и максимального сохранения жидкости, подвергаемой тушению без изменения ее качества, и повысить уровень безопасности персонала, занятого тушением пожара.

Источники информации

1. Руководство по тушению нефти, нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. М.: 2000 (Министерство внутренних дел Российской Федерации, Главное управление Государственной противопожарной службы, Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны, Московский институт пожарной безопасности). Источник: http://www.gosthelp.ru/text/Rukovodstvopotusheniyunef.html.

2. Зотов Б.И., Курдюмов В.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве. - М.: Колос, 2000. - 424 с.: ил. (Учебники и учеб. пособия для студентов высших учебных заведений). ISBN 5-10-003640-0. - стр. 384.