ЛОКАЛИЗАЦИЯ ПОЖАРОВ РАЗЛИВОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ В РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКАХ

summary

В першому розділі проаналізовано сучасний стан пожежної безпеки в резервуарних парках. Наведено класифікацію резервуарних парків і резервуарів для зберігання нафти і нафтопродуктів, проаналізовано статистику пожеж. Проведено аналіз моделей горіння нафтопродуктів та методів оцінки їх теплового впливу на споруди резервуарного парку і особовий склад підрозділів МНС, що приймають участь у локалізації і ліквідації пожежі.

Для зберігання нафти і нафтопродуктів використовуються, головним чином,  вертикальні сталеві резервуари (РВС). У зв’язку з їх поширеністю саме на них припадає близько 90% пожеж в резервуарних парках. При цьому понад 50% складають пожежі бензину, близько 33% – сирої нафти, близько 15% – мазут, гас, дизельне паливо та інші нафтопродукти.

Наведені в нормативних документах алгоритми розрахунку сил та засобів для локалізації і ліквідації пожежі в резервуарному парку спираються на спрощену модель, яка припускає горіння в резервуарі за відсутності вітру і не враховує особливостей рідини, що горить (висоти факела, його температури і ступеня чорноти). Аналіз пожеж показує, що в ряді випадків для локалізації і ліквідації пожежі доводилося підвищувати інтенсивність подачі води на охолодження у порівнянні з нормативною у 2,5-3 рази, вогнегасних засобів – в 2,5-4 рази. Отже існуючі на сьогодні рекомендації щодо розрахунку сил та засобів для локалізації пожежі розливу нафтопродукту в резервуарному парку є недостатньо ефективними.

Горіння рідини являє собою дифузійне горіння її парів у повітрі. При цьому певна форма факела (конус) існує лише для невеликих осередків горіння (діаметром до 0,3 м). При більших діаметрах осередку горіння носить турбулентний характер, форма факела постійно змінюється. Тому при моделюванні теплового випромінювання від факелу, як правило, розглядають його у вигляді конуса. Для розливів горючої рідини приймають їх форму у вигляді кола, площа якого дорівнює площі розливу. Однак такий підхід може бути застосований лише для розливів кругової або близької до кругової форми, в іншому ж разі таке наближення буде занадто грубим. Зокрема, важливим частинним випадком є пожежа в обвалуванні резервуара – розлив контактує з резервуаром і має неопуклу форму. Крім того, контакт розливу з вертикальною перешкодою у вигляді стінки резервуара, призводить до відсутності притоку кисню в зону горіння з цього боку і витягуванню полум’я вздовж стінки.

На форму випромінюючої поверхні при пожежі в обвалуванні впливає і викривлення ліній току при обтіканні повітряним потоком резервуара в умовах вітру. При цьому в кожній точці в околі резервуара швидкість повітряного потоку буде відрізнятися не лише напрямком, а й величиною. В той же час існуючі моделі впливу вітру на факел виходять із постійної за напрямком і величиною швидкості вітру і не враховують впливу можливих перешкод на лінії току.

Вплив пожежі на сусідні резервуари в існуючих моделях розглядається для випадку горіння нафтопродукту в резервуарі. При горінні в обвалуванні окрім вказаних вище особливостей необхідно також враховувати конвекційний теплообмін резервуара с осередком пожежі.

Математичні моделі, що описують теплові процеси при пожежі, характеризуються складністю і великими об’ємами обчислень. Отже їх використання неможливо без відповідного програмного забезпечення, яке реалізує дані моделі. На сьогоднішній день існує ряд програмних продуктів, орієнтованих на моделювання тих або інших надзвичайних ситуацій техногенного характеру, в тому числі і пожеж в резервуарах нафтопродуктів. Основна проблема з їх застосуванням полягає в тому, як їх використовувати: до виникнення надзвичайної ситуації в умовах штабних навчань або в оперативному режимі під час її локалізації і ліквідації. Особливої актуальності це питання набуває для пожеж у резервуарних парках: велике скупчення горючих і легкозаймистих рідин вимагає негайного прийняття рішення.

За результатами аналізу сформульовано основні задачі дослідження та розглянуто особливості їх розв’язання.

В другому розділі побудовано математичну модель випромінюючої поверхні полум’я над вільним розливом нафтопродукту довільної форми і над розливом, який контактує з резервуаром.

Під вільним розливом розуміється розлив, не обмежений вертикальними перешкодами, або обмежений перешкодами, висота яких значно менша порівняно з висотою полум’я. В роботі сформульовано і обґрунтовано припущення, на яких базується математична модель випромінюючої поверхні полум’я над розливом такого типу.