Пожарная опасность хранилищ сжиженных углеводородных газов

Чтобы правильно применять требования пожарной безопасности в отношении хранилищ сжиженных углеводородных газов, а также создавать условия для своевременного и качественного тушения возможных пожаров, необходимо владеть знаниями о пожарной опасности объектов указанной категории. Именно об особенностях аварийных ситуаций, которые могут возникнуть при хранении сжиженных углеводородных газов, пойдет речь в данной статье.

Сжиженные углеводородные газы (далее — СУГ) — это углеводороды (пропан, бутан и их изомеры) или их смеси, которые при нормальном давлении и температуре окружающего воздуха находятся в газообразном состоянии, но при увеличении давления на относительно небольшую величину без изменения температуры переходят в жидкое состояние.

Вещества этой категории имеют критическую температуру выше, а температуру кипения — ниже температуры окружающей среды. Так, температура кипения пропана минус 42 °С, а критическая температура плюс 96 °С.

Основная причина аварий на объектах хранения СУГ, таже, что и на объектах хранения сжиженного природного газа — это потеря герметичности емкостей и трубопроводов. Неуправляемая разгерметизация происходит, когда технологические параметры (обычно давление или температура) превышают предельные значения до такой степени, что технологическое оборудование теряет способность удерживать в себе технологические материалы. Неуправляемая разгерметизация может быть следствием разрывов, неисправностей уплотнений, прокладок, сварных швов и т. д. Сбросы на факел, сброс давления и сдувка считаются управляемой разгерметизацией.

Дальнейшее развитие аварийной ситуации с СУГ имеет некоторые отличия от аварий на объектах сжиженного природного газа (далее — СПГ).

Для хранения СУГ широко используются стальные резервуары цилиндрической и сферической форм и обычно с двойными стенками, пространство между которыми может быть заполнено теплоизолирующим материалом.

Хранятся СУГ или под давлением при температуре окружающей среды, или в охлажденном до температуры кипения состоянии.

Для СУГ, хранящихся под давлением, при снижении температуры окружающей среды для обеспечения положительного избыточного давления, а также недопущения попадания воздуха внутрь предусматривают азотную подушку.

Вещества этой категории отличаются способностью к «мгновенному испарению». То есть при разгерметизации часть жидкости мгновенно испаряется, а оставшаяся охлаждается до точки кипения при атмосферном давлении. При этом могут образовываться паровые облака, которые создают значительную часть проблем с точки зрения безопасности.

Рассмотрим разлитие жидкостей, имеющих критическую температуру выше температуры окружающей среды. Как отмечалось выше, их свойства отличаются от свойств криогенных жидкостей, особенно если они содержатся под давлением. В случае разрушения оболочки емкости, содержащей СУГ под давлением, и последующего разлива большого количества вещества в поддон (обваловку), его поступление в атмосферу может осуществляться в течение длительного времени. Процесс испарения в этом случае делится на три периода (а не на два, как это происходит с СПГ):

• 1 период — период мгновенного испарения;

• 2 период — период нестационарного (неустойчивого) испарения;

• 3 период — период стационарного испарения.

Первый период. Основное отличие СУГ от СПГ заключается в явлении мгновенного испарения, которое возникает тогда, когда в системе, включающей жидкость, находящуюся в равновесии со своими парами, понижается давление. При этом происходит бурное, почти мгновенное испарение за счет разности упругости насыщенных паров вещества в емкости и парциального давления в воздухе.

Данный процесс обеспечивает основное количество паров вещества, поступающего в атмосферу в этот период времени. Кроме того, часть вещества переходит в пар за счет изменения теплосодержания жидкости, температуры окружающего воздуха и солнечной радиации. В результате температура жидкости понижается до температуры кипения.

Учитывая, что за данный период времени испаряется значительное количество вещества, то может образоваться облако с концентрациями, приводящими к взрыву и/или токсическому поражению (в зависимости от типа вещества).

Второй и третий периоды аналогичны СПГ.

---

Пожарная опасность хранилищ сжиженного природного газа

Меры по обеспечению противопожарной защиты зданий и сооружений

---

Период нестационарного испарения обусловлен немедленным закипанием жидкости за счет подвода тепла из поддона и окружающего воздуха. В этот период происходит снижение интенсивности испарения за счет охлаждения поддона (обвалования Нажмите для перехода на ПожВики). По мере замерзания поддона подвод тепла от него практически прекращается. В последующем подвод тепла осуществляется только от окружающего воздуха, является постоянным, что приводит к стационарной фазе кипения. Интенсивность испарения при этом уменьшается до 10 раз. Продолжительность стационарного периода в зависимости от количества разлившегося вещества и внешних условий может достигать суток и более.

В некоторых случаях возникает необходимость рассмотреть промежуточный вариант выброса СУГ — брызги криогенной жидкости. Брызги криогенной жидкости — струи пара, содержащие жидкую фазу в виде капелек. Этот вариант разгерметизации обращает на себя внимание, поскольку брызги жидкости также приведут к быстрому охлаждению любых пораженных объектов, в том числе и обвалования. Величина брызг криогенной жидкости определяется расстоянием, на котором в облаке имеется жидкая фаза. Один и тот же выброс может вызвать разбрызгивание, которое приведет к проливу. Скопление капель СУГ в одном месте могут образовать лужу разлива.

Наиболее опасной стадией аварии, безусловно, являются первые 10 минут, когда испарение вещества происходит интенсивно. При этом в первый момент выброса сжиженного газа, находящегося под давлением, образуется аэрозоль в виде тяжелых облаков.

Распространение такого облака может происходить не только по направлению ветра, но и в поперечном, и даже противоположном ветру направлениях. Облако тяжелых паров при достижении им источников зажигания может сгорать с образованием воздушной ударной волны. Сгорание топливно-воздушной смеси может протекать как в режиме детонации Нажмите для перехода на ПожВики, так и в режиме дефлаграции Нажмите для перехода на ПожВики (быстрого горения).

При детонации может наблюдаться и эффект самовоспламенения Нажмите для перехода на ПожВики за счет интенсивного сжатия смеси сверхзвуковой ударной волной.

В разделе:

Читай также

Больше популярных статей

Отличия СП 1.13130.2020 от СП 1.13130.2009. Часть 5. Изменения в требованиях к эвакуационным путям и выходам в производственных зданиях и сооружениях

Узнайте, какие изменения произошли в требованиях к эвакуационным путям и выходам из производственных и складских зданий и сооружений в новом СП СП1.13130.2020 и какие отличия он содержит по сравнению с СП1.13130.2009.

читать полностью

Изменения в Правилах противопожарного режима в РФ в 2021 году: сравнительный анализ ППР в постановлениях Правительства №1479 и №390 (часть 2)

Продолжаем знакомиться с последними изменениями в Правилах противопожарного режима (ППР в РФ), которые вступят в силу с 1 января 2021 года. В этой статье мы проведем подробный сравнительный анализ и выясним, какие изменения содержатся в Правилах противопожарного режима в РФ, утвержденных постановлением Правительства РФ от 25.04.2012 №390 (редакция 23.04.2020), по сравнению с Правилами противопожарного режима в РФ, утвержденными постановлением Правительства РФ от 16.09.2020 №1479.

читать полностью

На какой высоте необходимо размещать знаки пожарной безопасности

В данной статье мы собрали все требования к высоте размещения знаков пожарной безопасности. По подписке

читать полностью

S-1454 (А014)
3027