Безопасность резервуарных парков нефтебаз как объектов особой важности.

Предлагаем читателям журнала «Системы безопасности» материал посвященный мерам безопасности таких стратегических объектов, как нефтебазы, склады горючего, резервуарные парки нефти и нефтепродуктов и т. п.

Материал основан на практическом опыте авторов статей по техническому обеспечению указанных объектов и разделен на несколько частей, являющихся основами современной технической безопасности, таких как: промышленная безопасность объекта, пожарная безопасность объекта, защита объекта от несанкционированного проникновения и противоправных действий.

Общие положения.

Нефтебазы, склады и базы горючего, выполняя важные функции по приему, хранению и выдаче нефтепродуктов для распределительной сети автозаправочных станций системы нефтепродуктообеспечения, являются объектами повышенной опасности.

Факторами риска для объектов особой важности традиционно являются:

1. террористические акты;
2. хищения;
3. пожар;
4. стихийные бедствия.

Резервуарный парк нефтебазы

В структуру нефтебаз входят непосредственно резервуарные парки хранения нефтепродуктов, а также технологические насосные станции, железнодорожные и автомобильные сливо-наливные эстакады, лаборатории контроля качества и очистные сооружения.

Разработка мероприятий и внедрение технических решений, предупреждающих и исключающих опасные факторы, влияющих на промышленную и пожарную безопасность данных объектов, является обязательным при эксплуатации нефтебаз и складов нефтепродуктов. Разрабатываемые проектные решения должны иметь практическую реализацию в части обеспечения промышленной и пожарной безопасности, предотвращения аварий, образования взрывопожароопасной среды и источников зажигания.

Промышленная и пожарная безопасность нефтебаз обеспечивается техническими решениями, принятыми при проектировании, соблюдением требований правил безопасности и норм технологического режима процессов, безопасной эксплуатацией оборудования и квалифицированной подготовкой технического персонала. Решению этих задач служат автоматизированные системы управления и контроля технологических процессов (АСУ ТП), системы охранной сигнализации, в том числе охраны периметра объекта, пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения, оповещения, видеонаблюдения за объектами нефтебазы.

Не следует забывать и о том, что основная часть территории нефтебазы является так называемой взрывоопасной зоной или даже взрывоопасным объектом. На всей территории такого взрывоопасного объекта действует специальный свод правил и требований, направленных на предотвращение подрыва взрывоопасной смеси, которая присутствует или может образовываться в случае аварии на объекте.

Промышленная безопасность нефтебаз.

Для контроля наличия и движения нефтепродуктов, повышения оперативности принятия решений должностными лицами нефтебазы проектными организациями предлагаются современные технические решения при внедрении автоматизированной системы управления технологическими операциями (АСУ ТО) приема-хранения-выдачи нефтепродуктов. В состав АСУ ТО входят узлы учета нефтепродуктов (УУН) при его приеме из железнодорожного и трубопроводного транспорта, автоматизированная система измерения массы (АСИМ) и контроля нефтепродуктов в резервуарах, системы автоматизированная система управления автоналивом, документооборота и учета движения нефтепродуктов. Применение АСУ ТО для постоянного контроля наличия продукта позволяет не только повысить оперативную информированность должностных лиц о производственных возможностях объекта, сократить потери нефтепродуктов, время, трудозатраты и субъективные ошибки технического персонала при выполнении измерений, но и своевременно выявлять и исключать его утечки и переливы, а значит существенно уменьшать риски аварийных ситуаций.

Для предупреждения и ликвидации аварийных ситуаций на нефтебазах предлагается создание систем промышленной и пожарной безопасности (СППБ) на основе современных автоматизированных комплексов, которые включают в себя системы:

• контроля и сигнализации предельных уровней налива (входит в состав АСИМ);
• блокировки электронасосных агрегатов (входит в состав АСИМ);
• контроля и сигнализации довзрывных концентраций паров нефтепродуктов;
• пожарной сигнализации;
• пожаротушения;
• пожаровзрывозащиты;
• предотвращения предпожарных и взрывоопасных режимов;
• оповещения и эвакуации технического и административного персонала;
• связи и управления;
• видеонаблюдения;
• охранной сигнализации.

Пожарная сигнализация и пожаротушение.

Рассмотрим современные системы и технологии пожарной сигнализации и пожаротушения для резервуарных парков нефти и нефтепродуктов.

Для наземных резервуаров складов нефти и нефтепродуктов объемом 5000 м3 и более, требованиями действующего СНиП 2.11.03-93 предусматриваются системы автоматического пенного пожаротушения и водяного охлаждения.

Однако статистика пожаров последних лет показывает, что не всегда обеспечивается должная противопожарная защита объектов даже при соблюдении всех требований действующего СНиП.

К основным причинам пожаров на нефтебазах можно отнести следующие:

1. переполнение при наливе резервуара, что приводит к предельной концентрации взрывоопасной смеси под верхней крышей резервуара;
2. короткие замыкания в цепях систем автоматики;
3. нагрев резервуаров в летний период, особенно в районах с жарким климатом;
4. несоблюдение правил пожарной безопасности на территории нефтебаз (курение и т. п.).

Пожар в резервуаре в большинстве случаев начинается с взрыва паровоздушной смеси в верхней части резервуара, что приводит к подрыву (реже срыву) крыши с последующим горением на всей поверхности горючей жидкости. При этом, даже в начальной стадии, горение нефтепродуктов в резервуаре может сопровождаться мощным тепловым излучением в окружающую среду, а высота светящейся части пламени составлять 1-2 диаметра горящего резервуара.

При пожаре в резервуаре возможно образование, так называемых «карманов» (труднодоступных участков), которые значительно усложняют процесс тушения. «Карманы» могут иметь различную форму, площадь и образуются, как на стадии возникновения взрыва, в результате перекоса понтона и крыши, частичного обрушения крыши, так и в процессе развития пожара при деформации стенок резервуара.

Таким образом, исключительно важным фактором с точки зрения величины потерь при пожаре на нефтебазе является его предотвращение. Здесь на помощь приходят современные методы контроля и сигнализации за соответствующими параметрами в резервуаре, на насосной станции и другими структурными частями нефтебазы.

Система пожарной сигнализации нефтебазы строится по тем же принципам, что и пожарная сигнализация любого другого объекта, с той только разницей, что все оборудование, приборы и шлейфы такой системы должны быть выполнены в специальном - «взрывозащищенном исполнении».

Итак, остановимся на некоторых элементах и отдельных приборах системы пожарной сигнализации нефтебазы. Система пожарной сигнализации любого объекта традиционно состоит из приемно-контрольного прибора или прибора управления системой автоматического пожаротушения и периферийных устройств, основу которых составляют пожарные извещатели различного назначения и принципов действия.

В нашем случае, на первый план выходят, так называемые «резервуарные» тепловые пожарные извещатели, основное назначение которых, - контроль за превышением пороговой температуры в резервуарах с нефтью, нефтепродуктами и другими легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ).

Резервуарные тепловые пожарные извещатели располагаются с внешней стороны на крышке (крышках) резервуара, при этом чувствительный элемент такого извещателя находится в воздушном зазоре между жидкостью наполняющей резервуар и крышкой самого резервуара.

К наиболее популярным резервуарным пожарным извещателям относятся следующие: ИП 101 (ГРАНАТ) (на фото), ИП 101-07, ИП 103-1В, ИП 103-2/1.

Все перечисленные извещатели имеют взрывозащищенное исполнение. Отличаются данные извещатели контактным или бесконтактным принципом действия, диапазоном пороговой температуры срабатывания, способом передачи извещения, - адресным или аналоговым, внешними условиями эксплуатации, питанием, типом кабельного ввода, материалом корпуса, габаритными размерами, весом, стоимостью.

В настоящий момент изучается опыт использования линейных тепловых пожарных извещетелей, так называемых термокабелей, для контроля температуры как внутри, так и снаружи резервуара.

Извещатель пожарный тепловой линейный PHSC производства компании Protectowire Inc представляет собой кабель, который позволяет обнаружить источник тепла в любом месте на всем его протяжении, т. е. является единым датчиком непрерывного действия. Термокабель состоит из двух стальных проводников, каждый из которых имеет изолирующее покрытие из теплочувствительного полимера. Проводники скручены вместе по всей длине для создания между ними механического напряжения. Провода спирально обмотаны защитной лентой и помещены в оболочку, предназначенную для защиты от механических повреждений и неблагоприятных условий окружающей среды. При достижении критической температуры терморезисторный материал размягчается, провода начинают контактировать друг с другом, тем самым, инициируя сигнал пожарной тревоги. Через кабель постоянно проходит контрольный ток.

В качестве приемно-контрольного прибора (ПКП) может быть использован любой аналоговый ПКП, использующий извещатели с нормально разомкнутыми контактами. Специальный интерфейсный модуль (требующий дополнительного питания) определяет срабатывание теплового линейного извещателя и контролирует линию на обрыв.

Особенностью термокабеля является то, что он может быть проложен в непосредственной близости от защищаемого оборудования, а в случае применения термокабеля для контроля за температурой в резервуарах , непосредственно на защищаемом объекте.

Извещатели пожарные пламени предназначены для обнаружения очагов открытого пламени в зонах и на объектах с высокой скоростью распространения пожара. Они конструктивно состоят из оптического элемента, реагирующего на спектр пламени ЛВЖ и блока обработки сигнала принимающего решение о сработке и передачи извещения на приемно-контрольный прибор. На нефтебазах целесообразно применение извещателей пламени в насосных станциях, а также в зонах слива-налива нефтепродуктов, эстакадах и т. п.

Среди взрывозащищенных извещателей пламени выделяются такие популярные приборы как «Пульсар» (на фото), «Спектрон», ИПЭС.

В настоящее время имеется положительный практический опыт предприятия «КБ Прибор» (г. Екатеринбург) по применению взрывозащищенных извещателей пламени типа Пульсар 3-015 по обнаружению возгорания в резервуарах с нефтью и нефтепродуктами с установкой оптического чувствительного элемента извещателя непосредственно внутри самого резервуара, а не снаружи, как это было общепринято.

Назначение ручных пожарных извещателей, - передать сигнал о возникновении пожара или тревожной ситуации. Во взрывоопасных зонах ручным извещателям придается особенное значение, т. к. с их помощью возможно наиболее раннее извещение о возгорании, именно поэтому во взрывоопасных зонах ручные пожарные извещатели устанавливаются не только на путях эвакуации, но и по всей территории объекта.

Для резервуарных парков и открытых площадок хранения нефтепродуктов в таре ручные пожарные извещатели должны устанавливаться по периметру обвалования (ограждающей стенки) не более чем через 150 м при хранении нефтепродуктов с температурой вспышки выше 120°С и не более 100 м для остальных нефтепродуктов. На сливоналивных эстакадах ручные пожарные извещатели устанавливаются у торцов эстакады и по ее длине не реже чем через 100 м, но не менее двух (у лестниц для обслуживания эстакад), согласно требованиям СНиП 2.11.03-93.

Из выпускаемых серийно взрывозащищенных ручных пожарных извещателей отметим ИП 535 ГАРАНТ, ИП 535-1В и ИП 535-07е (на фото). Важными элементами системы пожарной сигнализации взрывоопасного объекта являются средства оповещения, к которым можно отнести: сирены, световые оповещатели, в том числе информационные табло-указатели, и комбинированные оповещатели (свето-звуковые).

В последнее время с системой пожарной сигнализации объекта принято интегрировать средства аварийного оповещения в виде громкоговорителей и специальных речевых модулей.

Взрывозащищенные громкоговорители DB4-L и DB-10 (на фото), производства компании MEDC (Великобритания), в полной мере отвечают задачам применения на специальных объектах, в условиях повышенной пожаро- и взрывоопасности, суровых климатических условий, агрессивной среды и повышенной вибрации.

Итак, современная система пожарной сигнализации взрывоопасного объекта призвана предотвратить возгорание или обнаружить его на самой ранней стадии возникновения. Если все-таки возгорание не удалось предотвратить, важно как можно быстрее принять меры к локализации и тушению пожара, спасению людей, технических средств, ценностей, основу которых составляют сами нефтепродукты.

Удаленность пожарных депо от объектов нефтепродуктообеспечения, значительное время для сбора достаточного количества сил и средств и подготовки к проведению пенной атаки, моральный и физический износ стационарных установок тушения пеной средней кратности, образование недоступных зон («карманов»), также линейная скорость выгорания нефтепродуктов, способствуют к перерастанию пожара в резервуаре в стадию затяжного, что приводит к существенным потерям нефтепродуктов, деформации и разрушению самого резервуара.

В этом случае на помощь приходят современные методы и средства пожаротушения, наиболее качественным и экономичным из которых является метод, так называемого, «подслойного» тушения нефтепродуктов.

Как известно, горение нефти и нефтепродуктов происходит на поверхности самой жидкости. Основными огнетушащими веществами являются пенные составы, имеющие меньшую с нефтепродуктами плотность, покрывающие поверхность горящей жидкости и блокирующие поступление кислорода в среду горения.

Суть подслойного метода тушения нефтепродуктов заключается в подаче огнетушащего вещества (пены) в резервуар не сверху, а непосредственно из под слоя нефтепродукта, т. е. снизу резервуара (на фото).

Пена, пройдя слой нефтепродукта всплывает на поверхность резервуара, растекается по его поверхности, в том числе и в труднодоступные участки и блокирует доступ кислорода в зону горения.

Основной эффект этого метода тушения заключается в его быстроте, т. к. система подачи пены в резервуар закладывается еще на стадии проектирования и строительства резервуарного парка, тогда как, тушение с помощью пожарных стволов может быть малоэффективным в силу затрат на время подачи самих стволов в зону пожара. Подача лафетных пожарных стволов и устройств в зону пожара может быть также затруднена в силу быстрого распространения пожара за пределы резервуара, а вертолетные средства тушения слишком дороги.

Таким образом экономический эффект метода подслойного тушения нефтепродуктов более чем очевиден.

В последние годы специалистами ВНИИПО и предприятиями промышленности в качестве огнетушащего средства предлагаются новые марки специализированных пенообразователей на основе фтора, образующих пену низкой кратности и обладающих высокой огнетушащей эффективностью. К ним относятся отечественные пенооразователи ПО-6А3F, «Меркуловский», ПО-6ЦФ, ПО-6ТФ, «Пенофор», «Подслойный» и зарубежные марки, имеющие российские сертификаты: FINIFLAM А3F, STHAMEX АFFF, «Огонь и вода» и другие. Принципиальная схема обвязки резервуара комплектом оборудования системы подслойного пожаротушения приведена на рис. 1.

Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить подачу пены под слой продукта с образованием изолирующей пленки на поверхности горящего нефтепродукта, независимо от того, каким образом произойдет обрушивание крыши или деформация корпуса резервуара.

Вывод

Таким образом, расходы на приобретение, установку, и эксплуатацию современных систем пожарной сигнализации, оповещения и пожаротушения компенсируются уверенностью руководителей предприятий в обеспечении противопожарной защиты объекта, сохранности дорогостоящей инфраструктуры и самого продукта в случае возникновения аварийной ситуации.

Внедрение современных технологий пожарной безопасности позволит техническим специалистам нефтебаз уверенно решать проблемы пожаротушения до прибытия пожарных команд силами работающей смены в первые минуты возникновения пожара.

ЕЩЕ МАТЕРИАЛ ПО ДАННОЙ ТЕМЕ