Пожарная опасность технологических процессов по сжижению природного газа

Данной статьей мы начинаем цикл публикаций, посвященных пожарной опасности объектов производства сжиженного природного газа. В наших планах рассказать читателям о пожарной опасности процессов добычи, переработки, хранения и транспортировки природного газа, а также об особенностях применения требований пожарной безопасности и мерах, которые предусматриваются на объектах данной категории для предотвращения возгораний и взрывов. Начнем мы с анализа пожарной опасности технологических процессов по сжижению природного газа.

В начале небольшая историческая справка. Первый опыт по применению технологии по сжижению природного газа в промышленности был получен в США в середине прошлого века. Чуть позже была продемонстрирована возможность его транспортировки на длительные расстояния морскими судами — газовозами.

В России первый завод по производству сжиженного природного газа (далее — СПГ) был построен в 2009 году на Сахалине (производительность 9.6 млн тонн). В 2018 году был запущен самый крупный на данный момент в России завод СПГ в рамках проекта ОАО «Ямал СПГ» на Южно-Тамбейском газоконденсатном месторождении (производительность 16.5 млн тонн). В настоящее время эта отрасль активно развивается в нашей стране.

Для получения СПГ природный газ (состоящий преимущественно из метана) искусственно охлаждают до минус 160 °C (криогенная температура).

Преимущества СПГ обусловлены удобством его хранения и транспортировки, поскольку при сжижении природный газ уменьшается в объеме в 600 раз.

Пожарная опасность технологических процессов по сжижению природного газа обусловлена следующим:

1. Высокая пожарная нагрузка.

В технологическом процессе обращаются в большом количестве горючие газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости. Из-за необходимости снижения теплопотерь в резервуарах СПГ наиболее выгодными являются резервуары со значительным объемом — порядка 200–260 тыс. куб. м. Также необходимо отметить наличие не только самого СПГ, но и газового конденсата, являющегося побочным продуктом производства на газоконденсатных месторождениях.

2. Параметры технологического процесса.

Давление технологической среды в аппаратах и трубопроводах достигает 70 атм. При таком давлении увеличивается вероятность утечки пожароопасных веществ через разборные соединения и запорную арматуру. Кроме этого, СПГ как криогенная жидкость обладает очень низкой температурой вспышки Нажмите для перехода на ПожВики, значением которой можно пренебречь. В связи с этим СПГ является пожаровзрывоопасным веществом в любых условиях.

3. Криогенные температуры.

Температура СПГ составляет минус 160 °C и ниже, что относится к криогенным температурам. Воздействие криогенных температур на строительные конструкции, выполненные не из криогенных сталей, вызывает снижение их несущей способности, что может повлечь разрушение аппаратов и трубопроводов.

4. Сложность тушения СПГ. 

Следует отметить, что выбор средств для тушения пожаров проливов СПГ весьма ограничен. Использование воды для тушения пожаров проливов СПГ не допускается, поскольку поступление воды усиливает интенсивность испарения разлившегося СПГ (из-за ее высокой температуры по сравнению с СПГ) и, как следствие, интенсивность его горения. Применение обычной воздушно-механической пены даст примерно такой же результат, как и вода.

Наиболее эффективны для тушения пожаров проливов СПГ порошковые средства пожаротушения. Для тушения небольших загораний СПГ, а также пожаров в начальной стадии развития могут быть использованы передвижные порошковые огнетушители.

5. Опасность аварийных ситуаций.

Помимо указанной выше ограниченности средств тушения, при авариях на объектах СПГ присутствует так называемый «парадокс пожарного», когда негорящий СПГ опаснее горящего. При горении проливов СПГ опасность локализована на определенной территории, в то время как при свободном испарении СПГ облако образующейся газовоздушной смеси может вызвать неконтролируемый взрыв в произвольном, часто гораздо более опасном месте. Также возможна реализация таких сценариев аварийной ситуации, как пожар пролива, струйное горение факела, взрыв газовоздушной смеси, огненный шар.

6. Углеводородный режим пожара.

График зависимости «температура-время» при горении углеводородов отличается от «стандартного» температурного режима. Углеводородный пожар характеризуется стремительным ростом температуры до показателей, превышающих температуру обычного (целлюлозного) пожара (1000 °С достигается в течение первых 5 мин). Данная особенность обуславливает повышенные требования к применяемым на объекте огнезащитным составам металлических конструкций, огнестойкости кабелей, тепловой защите технологических аппаратов.

В завершение статьи еще раз напомним признаки, характеризующие пожарную опасность технологического процесса сжижения природного газа, к ним относятся: высокая пожарная нагрузка, высокое давление технологической среды в аппаратах и трубопроводах, криогенные температуры, сложность тушения, повышенная опасность аварийных ситуаций, углеводородный режим пожара. В следующей статье мы расскажем об особенностях системы предотвращения пожаров на объектах производства природного газа.