ВСКИПАНИЕ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ В РЕЗЕРВУАРАХ

ВСКИПАНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ В РЕЗЕРВУАРАХ

ВСКИПАНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ В РЕЗЕРВУАРАХ — процесс вскипания жидкого горючего вещества (нефти, мазута) при горении (см. ГОРЕНИЕ) в резервуаре. При этом увеличивается яркость и высота пламени, а горящий нефтепродукт выбрасывается из резервуара, создавая угрозу не только соседним резервуарам, но и отдельным установкам, сооружениям, пожарной технике (см. ПОЖАРНАЯ ТЕХНИКА) и людям.

Согласно современным представлениям вскипание и выброс нефти или мазута наступают в том случае, когда образовавшийся прогретый (гомо-термический) слой жидкости с температурой (см. ТЕМПЕРАТУРА) свыше 50°С достигает слоя «водяной подушки». (Во время пожара (см. ПОЖАР) прогретый слой нефти расширяется вглубь резервуара со скоростью до 30 мм/мин.)

При этом вода перегревается, значительная часть ее переходит в пар, который и выбрасывает горящую жидкость из резервуара. После первого выброса нагретый до более высокой температуры слой нефтепродукта вновь соприкасается с водой, в результате чего происходит новый, часто более интенсивный, выброс, который продолжается несколько минут и сопровождается неоднократными взлетами жидкости [1].

Вскипание и выбросы в процессе горения жидкостей представляют большую опасность, так как внезапно выброшенная горящая жидкость может накрыть большую площадь вблизи очага горения (см. ОЧАГ ПОЖАРА) вместе с находящимися на ней людьми, строениями и пожарной техникой. Известны случаи, когда десятки тонн нефти выбрасывались на расстояние нескольких десятков метров от очага горения. Однако выброс, имеющий характер сильного взрыва (см. ВЗРЫВ), — явление сравнительно редкое. Чаще бывает более или менее спокойное переливание нефти через борт резервуара, так называемое вскипание горючей жидкости  [2].

Рис. 1 Схема выброса горящей нефти

Горение нефти и нефтепродуктов в резервуарах может сопровождаться вскипанием и выбросами. Вскипание горючей жидкости происходит из-за наличия в ней взвешенной воды, которая при прогреве горящей жидкости выше 100°С испаряется, вызывая вспенивание нефти или нефтепродукта.

Вскипание может произойти примерно через 60 мин горения при содержании влаги в нефти (нефтепродукте) более 0,3%. Вскипание также может произойти в начальный период пенной атаки при подаче пены на поверхность горючей жидкости с температурой кипения выше 100°С. Этот процесс характеризуется бурным горением вспенившейся массы продукта [3].

При горении жидкости на верхнем уровне взлива возможен перелив вспенившейся массы через борт резервуара, что создает угрозу людям, увеличивает опасность деформации стенок горящего резервуара и перехода огня на соседние резервуары и сооружения.

Обычно выбросу предшествуют внешние признаки — усиление горения, изменение цвета пламени, усиление шума при горении, могут также наблюдаться отдельные потрескивания (хлопки), вибрация верхних поясов стенки резервуара.

Как правило, выброс носит пульсирующий характер, причем интенсивность его,то есть увеличение высоты и объема факела пламени (см. ФАКЕЛ), нарастает в самом процессе выброса. Толщина слоя донной (подтоварной) воды, как правило, на мощность выброса влияния не оказывает. Ориентировочное время наступления возможного выброса можно определить по формуле:

Т = (Н - h) / (W + и + V), 

где Т — время от начала пожара до ожидаемого момента наступления выброса, ч; 

Н — начальная высота слоя горючей жидкости в резервуаре, м; 

Н — высота слоя донной (подтоварной) воды, м; 

W — линейная скорость прогрева горючей жидкости, м×ч^-1; 

и — линейная скорость выгорания горючей жидкости, м×ч^-1; 

V — линейная скорость понижения уровня вследствие откачки, м×ч^-1 (если откачка не производится, то V = 0) [3].

При затоплении плавающей крыши или понтона за величину Н следует принимать высоту слоя продукта только над крышей или понтоном (рис. 2).

Рис. 2 Определение высоты продукта для расчета времени выброса

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

Устойчивость горящего резервуара зависит от организации действий по его охлаждению. При отсутствии охлаждения горящего резервуара в течение 5–15 мин стенка резервуара деформируется до уровня взлива горючей жидкости [3].

При угрозе вскипания, выброса или разрушения горящего резервуара необходимо создать второй рубеж защиты по обвалованию соседних резервуаров с установкой пожарных машин (см. АВТОМОБИЛЬ ПОЖАРНЫЙ) на удаленные водоисточники и прокладкой резервных рукавных линий (см. РУКАВНАЯ ЛИНИЯ) с подсоединением стволов (см. СТВОЛ ПОЖАРНЫЙ) и пеногенераторов (см. ГЕНЕРАТОР ПЕНЫ), сосредоточить вспомогательную технику (бульдозеры, самосвалы, экскаваторы, скреперы), обеспечить доставку песка, организовать работы по сооружению заградительных валов и отводных канав для ограничения размеров возможного растекания горящей жидкости.

Сигнал на эвакуацию личного состава (см. ЛИЧНЫЙ СОСТАВ ГПС) при возникновении угрозы разрушения резервуара, вскипания или выброса горючей жидкости из резервуара следует подавать с помощью сирены от пожарного автомобиля по приказу РТП (см. РУКОВОДИТЕЛЬ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА) или оперативного штаба тушения пожара (см. ОПЕРАТИВНЫЙ ШТАБ). Сигнал на эвакуацию личного состава должен принципиально отличаться от всех других сигналов на пожаре.

Литература:

1. ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ, 2019.

2. Демидов П. Г., Шандыба В. А., Щеглов П. П. Горение исвойства горючих веществ, 1981 г.

3. Руководствопо тушению нефти и нефтепродуктовв резервуарах и резервуарных парках, ВНИИПО, 1999 г.

Номер документа:  PW-846