Установка подслойного тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах, содержащих воду

Предполагаемая полезная модель относится к средствам тушения нефти и нефтепродуктов и может быть применена в нефтяной промышленности для тушения пожаров в резервуарах большой вместимости. Решение указанной задачи достигается тем, что на резервуар для темных нефтепродуктов вместимостью 5000 м³ устанавливается установка подслойного тушения с дополнительным оборудованием. В частности на пенопровод, расположенный внутри резервуара, монтируется комплект телескопических, выдвижных труб различного диаметра. Верхняя труба комплекта, жестко соединенная с плавающей тарелкой, оборудуется разводкой и пенными насадками. Плавающая тарелка постоянно находится на поверхности нефти или нефтепродукта, что позволяет подавать пенную струю в кратчайшие сроки в верхний уровень нефтепродукта. При этом пена не будет контактировать с водой, а участок прохождения нефтепродукта сведется к минимальному слою высотой 5-10 сантиметров. Установка работает следующим образом. Через трубопровод и соответствующую задвижку нефть поступает в резервуар. При помощи внутренних подогревателей в РВС подается горячий пар. В резервуаре образуется слой воды и слой нефти. При возгорании нефти раствор пенообразователя подается в резервуар. При этом открываются задвижки, обратный клапан пенопровода и срабатывает под давлением мембрана. Раствор пенообразователя проходит пеногенератор и поступает в разводку комплекта выдвижных труб. После этого пенная струя через насадки поступает в верхний слой нефти, а затем за счет меньший плотности образует слой пены на поверхности горящего нефтепродукта. В результате образования слоя пены и прекращения доступа кислорода воздуха пожар прекращается. Необходимо отметить, что модель позволяет в короткие сроки потушить пожар, свести к минимуму, как потери качества нефтепродукта, так и пенообразователя, а также производить тушение пожара при большом количестве воды в резервуаре.

Предполагаемая полезная модель относится к средствам тушения нефти и нефтепродуктов и может быть применена в нефтяной промышленности для тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в вертикальных стальных резервуарах большой вместимости.

Предполагаемая полезная модель наиболее применима при использовании сырой нефти. Под сырой нефтью подразумевается жидкая природная ископаемая смесь углеводородов широкого физико-химического состава, которая содержит воду, растворенный газ, минеральные соли и механические примеси [1].

Известен вертикальный цилиндрический стальной резервуар для светлых нефтепродуктов (РВС) [2]. Данный резервуар имеет днище, стенку и стационарную крышу. Для приема и выдачи нефтепродуктов у резервуаров данного типа имеются приемо-раздаточные патрубки. С внешней стороны к ним присоединяются задвижки. С целью обеспечения «малых и больших» дыханий резервуара имеется дыхательный клапан. На крыше резервуара устанавливается замерной люк, который служит для замера уровня и отбора проб горючего.

С целью предохранения резервуара от вспышки или взрыва при наличии огня вблизи (РВС) под дыхательным клапаном устанавливается огневой предохранитель. Для спуска подтоварной воды на нижнем поясе резервуара устанавливается сифонный кран. Сифонный кран состоит из трубы с изогнутым концом, находящимся внутри резервуара, и шарового крана с ручкой, монтируемого на трубе, не входящей в резервуар. Также на резервуаре имеются приборы контроля и сигнализации (уровнемеры, пробоотборники, сигнализаторы уровня, противопожарные приборы) и другое оборудование (люк-лаз, вентиляционные патрубки, предохранительные клапаны). В соответствии с требованиями наземные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов объемом 5000 м³ и более оборудуются системами автоматического пожаротушения. На складах третьей категории при наличии не более двух наземных резервуаров объемом 5000 м³ допускается тушение этих резервуаров передвижной пожарной техникой при условии оборудования резервуаров стационарно установленными генераторами пены (пенокамерами) и специальными трубопроводами, выведенными за обвалование [3]. Тушение пожаров может производиться двумя способами:

1. Подача пены средней кратности сверху резервуара на слой горящей нефти или нефтепродукта.

2. Подача пены низкой кратности под слой нефти или нефтепродукта.

Установки тушения пожаров пены средней кратности сверху резервуара на слой нефти в большинстве случаев не обеспечивают тушение пожаров в начальной стадии из-за повреждения узлов ввода пены от первичного взрыва.

Наиболее близким по технической сущности предполагаемой полезной модели является вертикальный стальной резервуар для нефти и темных нефтепродуктов объемом 5000 м³, оборудованный установкой подслойного тушения. [2]. Данный резервуар имеет аналогичное оборудование, как и резервуар для светлых нефтепродуктов. С целью эффективного отделения воды от нефти, а также хранения и выдачи вязких нефтепродуктов резервуары для темных нефтепродуктов оборудуются внутренними секционными подогревателями. Нормами технологического проектирования для подогрева нефти предусмотрено применение насыщенного водяного пара и горячей воды. Подогреватели располагаются в нижней части резервуара. Применение внутренних подогревателей позволяет ускорить технологический процесс отделения воды от нефти, который может происходить непрерывно. При этом уровень воды может достигать 3 и более метров. С целью оптимизации процесса одновременной откачки нефти и воды разработан резервуар для хранения выдачи и отделения сырой нефти от воды [4]. Уровень воды визуально, не поднимаясь на резервуар, может быть определен с помощью измерительного устройства для определения уровня воды в резервуарах, предназначенных для нефти и вязких нефтепродуктов [5].

Установка подслойного тушения резервуаров содержит пенопровод с разводкой, задвижки, пеногенератор, предохранительную мембрану, обратный клапан. Подслойный способ тушения связан с применением специальных типов пенообразователей, которые образуют пену, мало смешиваясь с нефтью и нефтепродуктами, и формируют водные пленки, которые самопроизвольно растекаются на поверхности горючего. Пенная струя, попадая в нефтепродукт, за счет меньшей плотности всплывает на горящую поверхность. При этом время подъема пены зависит от высоты уровня нефти и нефтепродукта. Высота резервуара вместимостью 5000 м³ в зависимости от диаметра составляет от 12 до 15 метров. Если при подъеме вверх пена встречается с водой, то она растворяется в ней до определенной концентрации насыщения.

Недостатками установки подслойного тушения резервуаров для нефти и нефтепродуктов являются:

1. Низкая эффективность тушения при прохождении пенной струи через слой воды.

2. Ухудшение качества нефти и нефтепродуктов при прохождении через их слой пенной струи.

3. Наличие определенного временного периода подъема пены на поверхность нефтепродукта, который приводит к увеличению площади пожара и возрастанию материального ущерба.

Предполагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности тушения пожаров нефти и нефтепродуктов с содержанием воды в вертикальных стальных резервуарах большой вместимости.

Решение указанной задачи достигается тем, что на резервуар для темных нефтепродуктов вместимостью 5000 м³, устанавливается установка подслойного тушения с дополнительным оборудованием. В частности на пенопровод, расположенный внутри резервуара, монтируется комплект телескопических, выдвижных труб различного диаметра. Верхняя труба комплекта, жестко соединенная с плавающей тарелкой, оборудуется разводкой и пенными насадками. Плавающая тарелка постоянно находится на поверхности нефти или нефтепродукта. При увеличении уровня нефтепродукта комплект выдвижных труб раздвигается и увеличивается по высоте, а при уменьшении уровня горючего трубы комплекта сдвигаются и уменьшаются в размерах. Необходимо отметить, что разводка верхней трубы с пенными насадками при любом уровне нефтепродукта всегда находится в верхнем слое горючего, что позволяет подавать пенную струю в кратчайшие сроки в верхний уровень нефтепродукта. При этом пена не будет контактировать с водой, а участок прохождения нефтепродукта сведется к минимальному слою высотой 5-10 сантиметров.

Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как повышается эффективность тушения нефти и нефтепродуктов, содержащих воду, в РВС большой вместимости, а также сводятся к минимуму потери качества горючего.

Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг.1, фиг.2, фиг.3), на которых изображены: резервуар в разрезе в исходном и рабочем положении, а также разрез комплекта выдвижных труб с плавающей тарелкой.

На фиг.1, 2 изображен резервуар 1, имеющий приемный патрубок 2 и трубопровод 3, задвижки 4, дыхательный клапан 5, световой и замерной люки 6, 7, вентиляционный патрубок 8, люк-лаз 9, внутренние секционные подогреватели 10, пенопровод 11, оборудованный задвижками 12, обратным клапаном 13, предохранительной мембраной 14 и пеногенератором 15.

На конец пенопровода вертикально устанавливаются комплект телескопических выдвижных труб, различного диаметра 16, закрепленный на плавающей тарелке 17. Верхняя труба комплекта оборудуется разводкой 18 и пенными насадками 19. С целью фиксации труб при выдвижении комплект оснащается держателями 20, а для предотвращения попадания нефтепродукта в трубы на разводке устанавливается обратный клапан 21 (фиг.3).

Полезная модель работает следующим образом. Через приемный патрубок 2, трубопровод 3 и соответствующую задвижку 4 нефть поступает в резервуар. При помощи внутренних подогревателей 10 в РВС подается горячий пар. В резервуаре образуется слой воды 22 и слой нефти 23. При возгорании нефти раствор пенообразователя с помощью стационарного источника, или подвижной автоцистерны подается в резервуар. При этом открываются задвижки 12, обратный клапан 13 пенопровода 11, срабатывает под давлением мембрана 14. Раствор пенообразователя проходит пеногенератор 15 и поступает в комплект выдвижных труб 16, разводку 18. После этого открывается обратный клапан 21 и пенная струя через пенные насадки 19 поступает в верхний слой нефти 23. Затем за счет меньшей плотности пенная струя выходит на поверхность нефти и образует слой пены 24 на поверхности горящего нефтепродукта. В результате образования слоя пены и прекращения доступа кислорода воздуха пожар прекращается.

Необходимо отметить, что предложенная полезная модель позволяет в более короткие сроки потушить пожар, свести к минимуму как потери качества нефтепродукта, так и пенообразователя, а также производить тушение пожара при большом количестве воды в резервуаре.

Литература

1. ГОСТ Р 51858 Нефть. Общие технические условия. М.: ГОССТАНДАРТ, 2002.

2. Л.А.Мацкин и др. Эксплуатация нефтебаз. М.: НЕДРА, 1975 - 392 с.

3. Пожаровзрывозащита. Учебное пособие. Часть 1. - Новогорск; АГЗ МЧС России, 2003 - 274 с.

4. И.А.Еланский, Ю.А.Матвеев. Патент на полезную модель 62909. Резервуар для хранения, выдачи и отделения сырой нефти от воды.

5. Ю.А.Матвеев и др. Патент на полезную модель 66035. Измерительное устройство для определения уровня воды в резервуарах, предназначенных для нефти и вязких нефтепродуктов.

Установка для послойного тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах, содержащих воду, имеющая оборудование для подслойного тушения, установленное на стальном вертикальном резервуаре для темных нефтепродуктов вместимостью 5000 м³, отличающаяся тем, что внутри резервуара на пенопровод дополнительно вертикально установлен комплект выдвижных труб различного диаметра, верхняя труба которого закреплена на плавающей по поверхности нефти тарелке и оборудована разводкой с обратным клапаном и пенными насадками.