Мобильная модульная установка для тушения крупных пожаров на резервуарах и оборудовании с нефтепродуктами Российский патент 2024 года по МПК A62C3/06 A62C5/02 A62C35/02 A62C27/00 

Изобретение относится к оборудованию для тушения легковоспламеняющихся жидкостей, например, нефти или бензина, находящихся на хранении в резервуарных парках, в наливных эстакадах, а также установок по переработке нефтепродуктов.

Пожары в резервуарных парках представляют собой сложное и опасное явление, чреватое возникновением техногенных катастроф. Тушение их связано, как правило, с риском для жизни и здоровья пожарных и обслуживающего персонала. Пожары в резервуарах с нефтепродуктами тушат чаще всего способом подачи пены средней кратности сверху резервуара стандартными пенокамерами, которые из-за высоких температур в зоне горения нефтепродуктов - до 1200°С, часто сгорают и выходят из строя, не обеспечивают тушения огня, а при наличии взрыва - повреждаются и срываются.

При подаче среднекратной пены требуется длительная подготовка (до 6 часов) пенной атаки, которая не всегда заканчивается успехом и требует больших объемов пенообразователя.

При развитом пожаре полное тушение среднекратной пеной ЛВЖ происходит несколько часов, а иногда и суток, основнотак как огнетушащая способность пены теряется при подаче ее в зону высоких температур, образующихся вблизи пеносливной камеры (А.П. Баратов, Е.Н. Иванов «Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности», издание 2-е переработанное. М. Химия 1979 г., стр. 262).

Известен и другой способ тушения - подача пленкообразующего пенообразователя через слой горючего снизу на поверхность горящей жидкости. Этот способ менее затратен по времени, но экспериментально подтверждена его эффективность только на резервуарах с объемом горючего до 5000 м³. Резервуары емкостью 10000 м³ и 20000 м³, как показывает опыт, практически не тушатся, а время ликвидации горения составляет значительный период - сутки и более.

Известны также устройства - генераторы низкократной пены для подслойного пожаротушения в резервуаре (патент РФ №2242260 А62С 61/12 от 20.12.2004). Они обеспечивают производительность - расход раствора пенообразователя 30 л/с. Однако этой производительности недостаточно для тушения пожаров на крупных резервуарах, где, как показывают результаты натурных огневых испытаний, необходимо обеспечивать расход более 150 л/с.

В работе (Е.Н. Иванов Противопожарная защита открытых технологических установок. М., Химия, 1986) приведены примеры стационарных установок тушения пожаров воздушно-механической пеной, отмечено, что в практике пожаротушения резервуаров с нефтью и продуктами ее переработки широкое распространение нашла установка противопожарной защиты, включающая насосную станцию с двумя группами насосно-силового оборудования - для подачи воды и водного раствора пенообразователя, резервуары для хранения запасов пенообразователя, колодцы и камеры для размещения запорно-пусковой арматуры и контрольно-пусковых узлов включения подачи водного раствора пенообразователя в стационарные генераторы пены и так далее.

По мнению авторов изобретения, эти установки имеют сложную конструкцию, а их сооружение требует значительных капитальных затрат.

Применяемая в настоящее время мобильная техника - пожарные автомобили, не обладает необходимым запасом компонентов огнетушащего вещества (ОТВ) для успешного тушения крупномасштабных пожаров. Так, например, пожарные автомобили способны доставлять не более 9,5 т воды, а, кроме того, при тушении резервуаров с горящим бензином необходимо подавать 114 л 6%-го раствора пенообразователя на 1 м² горящей поверхности легковоспламеняющихся жидкостей (Н.П. Копылов Современные пожарные автомобили: проблемы создания инновационные решения, концепции развития. Средства спасения. Противопожарная защита. Каталог. М., 2005 г).

Известна система пожаротушения, включающая инициирующее устройство, источник давления, резервуар с водой, трубопроводы, распылители. Распыление воды происходит под давлением газообразных продуктов при срабатывании инициирующего устройства (заявка РФ №94032661, А62С 3/10 опубл. 20.06.1996).

Известен способ и система пожаротушения, основанные на исследовании аэрозольных газогенераторов, при этом аэрозоль предварительно охлаждается с помощью воды, азота или углекислого газа (Европатент №0561035, A62D 1/100).

Все указанные системы используют в качестве ОГВ только одно средство - либо аэрозоль, либо воду.

Известно устройство пожаротушения (заявка РФ №94002970 А62С 35/00, опубл. 20.06.1996). Оно представляет собой устройство для тушения и средства задействования указанных элементов. При использовании в конструкции аэрозольно-жидкостного генератора с дополнительным устройством вся система пожаротушения становится громоздкой и сложной в эксплуатации.

Известна портативная установка получения компрессионной (газонаполненной) пены (А.А. Крентулов, М.Р. Шавалеев, В.В. Батюлив, А.В. Бикулов, С.И. Осипенко, Уральский институт ГПС МЧС России, Екатеринбург. Техносферная безопасность, 2016 №2(11)), в которой не предусмотрено длительное хранение компонентов раствора пенообразователя. Кроме того, эта установка непригодна для тушения крупномасштабных пожаров в резервуарах с нефтепродуктами.

Анализ других технических решений показал, что известные способы и устройства не решают отмеченные ранее задачи, решаемые заявляемой мобильной модульной установкой.

Исследования, выполненные в последнее время, позволили разработать принципиально новый инновационный способ тушения пожаров в резервуарах с нефтепродуктами - подачей пены, получаемой при сгорании специального аэрозольобразующего состава, который обеспечивает получение продуктов горении, как в виде аэрозольных частиц микронных размеров, так и газов, обеспечивающих вытеснение образующейся пены под давлением на горящие нефтепродукты (патент РФ №2078257, А62С 5/02 (2006.01)).

Известно также устройство для получения самовспенивающейся газонаполненной пены, принятое за прототип, обеспечивающее истечение продуктов горения заряда из газоводной трубы в нижнюю часть емкости и барботаж раствора пенообразователя с насыщением раствора огнетушащим аэрозолем. Получаемая пена низкой кратности обеспечивает требуемую дальнобойность струи, причем не требуется использовать специальные пеногенерирующие устройства, что упрощает требования к выпускным насадкам. Подачу пены можно осуществлять даже непосредственно из трубопровода (патент №2622815, А62С 5/02 (2006.01)).

Однако следует отметить, что разработанное устройство - мобильная модульная установка для тушения крупных пожаров на резервуарах и оборудовании с нефтепродуктами (далее мобильная модульная установка) может применяться в стационарном исполнении для тушения отдельных резервуаров, высота устройства не позволяет размещать его в морском контейнере, требует 1-2 часа снаряжения и подготовки к запуску.

Задачей заявляемого технического решения является создание мобильного устройства пожаротушения для тушения крупных пожаров на резервуарах с нефтепродуктами, которое полностью смонтировано в морском контейнере DCPW и может доставляться к месту пожара обычным автомобильным контейнеровозом. Мобильная модульная установка может транспортироваться по воздуху грузовыми самолетами, а также всеми видами водного транспорта.

Предлагаемое изобретение реализуется созданием устройства, включающего запас воды более 15 м³, наибольший из известных мобильных средств пожаротушения, необходимый запас пенообразователя, твердотопливных газообразующих зарядов и средств запуска, обеспечивающих оперативное пожаротушение подачей пены с расходом до 700 л/с, на резервуарах до 20000 м³ на площади горения до 1250 м².

Сущность заявленного устройства заключается в том, что в мобильной модульной установке для тушения крупных пожаров на резервуарах и оборудовании с нефтепродуктами емкость для воды размещена горизонтально в морском контейнере с открываемым тентом на автомобильном шасси и разделена плоской перегородкой на два отдельных модуля - основной и резервный, каждый из которых может быть использован отдельно. Каждый модуль снабжен внутренним пенобаком с генератором вытеснения пенообразователя и двумя или более генераторами давления для вытеснения ОТВ, снаряжаемыми твердотопливными газогенерирующими комбинированными зарядами.

Хранение модульной установки при нахождении на дежурстве в полностью заправленном и снаряженном состоянии может производиться в обычном пожарном депо на опорной раме штатного контейнеровоза.

Элементы устройства: пенобак, твердотопливные газогенераторы с газоводными трубами, трубопроводы подачи пены, предохранительные мембранные клапаны установлены вверху цилиндрической части каждого из модулей.

Раздельное хранение воды и пенообразователя обеспечивает сохранение огнетушащих свойств пенообразователя длительное время.

Технический эффект, реализуемый заявленным устройством, обуславливается следующим.

Размещение модульной установки горизонтально в морском контейнере позволяет обеспечить максимально возможный запас ОТВ - более 15 м³, достаточный для тушения резервуаров с нефтепродуктами объемом до 20000 м³.

Размещение бака с концентратом пенообразователя внутри емкости с водой обеспечивает при запуске газогенератора минимальное время для вытеснения пенообразователя в воду и интенсивное его перемешивание с глубоким насыщением газами - продуктами горения аэрозольобразующего заряда. Наличие частиц аэрозоля в образующейся пене низкой кратности существенно повышает огнетушащую способность ОТВ. Кроме этого, дальность подачи струи низкократной пены в 2-3 раза превышает дальность среднекратной пены, применяемой чаще всего в настоящее время.

Для обслуживания мобильной модульной установки под сдвигаемым мягким тентом контейнера смонтированы трапы для перемещения при заправке пенобака концентратом пенообразователя, снаряжения газогенераторов, замены предохранительных мембран, а на передней внешней стенке контейнера закреплена лестница для подъема на трапы.

По мнению авторов, признаки, приведенные в формуле изобретения, являются необходимыми и достаточными для достижения указанного технического результата, то есть являются существенными.

Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения являются новыми и отвечают критерию «новизна».

Осуществление заявляемого устройства мобильной модульной установки для тушения представлено на фигурах 1-4 в дежурном режиме, где фиг. 1 - вид сбоку в контейнере, боковая стенка, двери контейнера и тент условно не показаны, фиг. 2 - вид сбоку, сечение емкости по оси, фиг. 3 - поперечное сечение емкости в контейнере по газогенераторам, фиг. 4 - вид сверху в контейнере, с открытым тентом и дверьми.

На фиг. 1 показана емкость 1, размещенная в контейнере 2 горизонтально для максимального объема огнетушащего вещества, со створками 5. На фиг. 2 емкость 1 разделена плоской перегородкой 3 с ребрами жесткости 4 на два модуля - основной и резервный. Каждый модуль снабжен баком пенообразователя 6, двумя или более газогенераторами давления 7 для вытеснения огнетушащей жидкости на объект пожара по трубопроводу подачи 25 из нижней части модулей через соединительную муфту 26 и рукава 21 (фиг. 3, 4) в сухотруб горящего резервуара. В верхней цилиндрической части емкости установлены также предохранительные мембранные клапаны 14 (фиг. 4). В каждый модуль заливается вода 23, а в пенобак 6 - концентрат пенообразователя 24 (фиг. 2). В режиме дежурства в модулях емкости и пенобаках отсутствует давление.

Газогенератор давления 7 (фиг. 3) соединен с газоводной трубой 8, в нижней части которой установлена изолирующая мембрана 9, препятствующая попаданию воды в камеру сгорания с зарядами. Газогенерирующий комбинированный заряд составлен из шашек с большим временем сгорания 10 и с малым временем сгорания 11. Зажжение зарядов производится электровоспламенителем 12 от аккумулятора 22. Газогенератор вытеснения пенообразователя 13 для снижения высоты модуля установлен в вогнутом днище пенобака 6 и снаряжен зарядом с малым временем сгорания 11 (фиг. 2).

Трапы 15 установлены вдоль емкости 1 на боковых внутренних стенках контейнера 2. Для подъема на трапы при обслуживании модульной установки на передней наружной стенке контейнера смонтирована лестница 16 (фиг. 4).

Внутри контейнера (фиг. 3, 4) установлен бак 17 для хранения резерва пенообразователя (для заправки, при необходимости, пенобаков для повторного запуска), пульт управления и запуска газогенераторов 18, отсек для хранения запасного комплекта газогенерирующих зарядов 19, а также лифт-подъемник 20 для их подачи в верхнюю часть контейнера, на трапы, для снаряжения газогенераторов 7 и 13 и электровоспламенителей 12. На полу контейнера вдоль емкости 1 размещены пожарные рукава 21 для стыковки трубопровода подачи 25 (фиг. 1) с сухотрубом резервуара. Также на полу контейнера закреплен аккумулятор 22.

Для заправки емкости водой от водопроводной сети или внешнего водоисточника смонтированы патрубки 27 (фиг. 1, 2).

Мобильная модульная установка работает следующим образом: в режиме дежурства она хранится в боксе пожарного депо при положительной температуре. При этом, установка заправлена водой, пенообразователем, газогенераторы снаряжены зарядами, электровоспламенителями и подключены к пульту управления и запуска.

Пульт и электрические цепи обесточены. Все оборудование, необходимое для обеспечения пожаротушения, размещено внутри контейнера.

При поступлении сигнала о возникновении пожара на резервуаре экипаж установки занимает свои места в автомобиле и следует к объекту защиты.

У горящего резервуара члены пожарной команды извлекают из контейнера пожарные рукава 21 и через соединительные муфты 26 (фиг. 4) модуля стыкуют их с сухотрубом резервуара для подачи раствора пены на верх резервуара или, при необходимости, к трубопроводу, который входит в нижнюю часть резервуара для подслойного тушения. После этого к пульту управления и запуска 18 подсоединяют аккумулятор 22 и производят последовательный запуск газогенераторов давления 7 с помощью электровоспламенителей 12 (фиг. 3, 4). Запуск газогенераторов давления модуля предусмотрен по заданной программе через определенные промежутки времени, чем обеспечивается подача раствора пены при практически постоянном давлении.

Общее время тушения пожара в натурных испытаниях составило 25-160 секунд. При особо крупном пожаре может потребоваться включение в работу резервного модуля, для чего к нему перестыковывают пожарные рукава 21 (фиг. 3, 4) и производят повторный запуск аналогично первому модулю.

При возникновении горения на соседнем резервуаре мобильную модульную установку готовят к повторному применению непосредственно на месте пожара, для чего заправляют емкость 1 водой через патрубки 27 от водопровода или с помощью мотопомпы от внешнего водоисточника (фиг. 1). Далее из бака 17 резерва пенообразователя производят заправку пенобаков 6, затем открывают крышки газогенераторов на модулях и извлекают газоводные трубы 8, заменяют на них изолирующие мембраны 9 и устанавливают их на место. После этого в камеру газогенератора укладывают заряды с большим временем работы 10 и с малым временем работы 11, закрывают крышки газогенераторов и заворачивают электровоспламенители 12 (фиг. 3, 4).

Заряды для повторного снаряжения подаются из запасного комплекта 19 с помощью лифта-подъемника 20 на трапы 15 площадки обслуживания. Аналогично производят снаряжение газогенераторов 13 вытеснения пенообразователя зарядами с малым временем сгорания 11, после чего в эти камеры также заворачивают электровоспламенители 12 (фиг. 3, 4). Производят подключение всех электровоспламенителей к пульту управления и запуска 18.

После контроля исправности цепей электропитания производят запуск одного модуля и, при необходимости, другого.

Заявленное техническое решение мобильной модульной установки позволяет применять ее и в стационарном виде. Контейнеры с этими установками могут применяться для защиты строящихся и временно возводимых объектов.

Обеспечение длительного хранения отдельных компонентов раствора ОТВ позволяет обеспечить высокие экономические показатели предлагаемой конструкции и простоту эксплуатации.

Изобретение относится к области пожаротушения, а именно к мобильной модульной установке для тушения крупных пожаров на резервуарах и оборудовании с нефтепродуктами, включающей емкость для воды, размещенную горизонтально в морском контейнере с открываемым тентом на автомобильном шасси, разделена плоской перегородкой на два модуля - основной и резервный, каждый из которых снабжен внутренним пенобаком с генератором вытеснения пенообразователя и двумя или более генераторами давления для вытеснения ОТВ, снаряжаемыми твердотопливными газогенерирующими комбинированными зарядами. Изобретение обеспечивает тушение крупных пожаров на резервуарах с нефтепродуктами, посредством мобильного устройства, которое полностью смонтировано в морском контейнере и может доставляться к месту пожара обычным автомобильным контейнеровозом, может транспортироваться по воздуху грузовыми самолетами, а также всеми видами водного транспорта. Установка может быть использована на объектах нефтегазового комплекса - складах нефтепродуктов, резервуарных парков, насосных перекачивающих установках, при аварийных разливах путем подачи больших объемов пенных растворов по сухотрубам на объект пожара. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Мобильная модульная установка для тушения крупных пожаров на резервуарах и оборудовании с нефтепродуктами, включающая емкость для воды, отличающаяся тем, что емкость для воды размещена горизонтально в морском контейнере с открываемым тентом на автомобильном шасси, разделена плоской перегородкой на два модуля - основной и резервный, каждый из которых снабжен внутренним пенобаком с генератором вытеснения пенообразователя и двумя или более генераторами давления для вытеснения ОТВ, снаряжаемыми твердотопливными газогенерирующими комбинированными зарядами.

2. Мобильная модульная установка по п. 1, отличающаяся тем, что перегородка, разделяющая модули, выполнена с ребрами жесткости с двух сторон, обеспечивающими ее прочность при раздельном запуске модулей.

3. Мобильная модульная установка по п. 1, отличающаяся тем, что пенобаки, газогенераторы с газоводными трубами и изолирующими мембранами в их нижней части, предохранительные мембранные клапаны и трубопроводы подачи пены установлены вверху цилиндрической части емкости.

4. Мобильная модульная установка по п. 1, отличающаяся тем, что под крышей контейнера установлены трапы для перемещения операторов при заправке водой, пенообразователем, снаряжении газогенераторов зарядами, электровоспламенителями, а также замене предохранительных мембран, а на передней стенке контейнера смонтирована лестница для подъема на трапы.

5. Мобильная модульная установка по п. 1, отличающаяся тем, что для повторной заправки и снаряжения внутри контейнера смонтированы пульт запуска, отсеки для хранения запасного комплекта зарядов, электровоспламенителей, пенообразователя, аккумулятора, а на модулях в нижней их части выполнены патрубки для заправки водой от водопроводной сети или внешнего водоисточника.

6. Мобильная модульная установка по п. 5, отличающаяся тем, что подачу зарядов из отсека хранения на трапы обслуживания производят лифтом-подъемником.

7. Мобильная модульная установка по п. 1, отличающаяся тем, что комбинированный заряд выполнен в виде шашек с малым временем сгорания и шашек с большим временем сгорания, что обеспечивает снижение начального давления в камере газогенератора.

8. Мобильная модульная установка по п. 1, отличающаяся тем, что в газогенераторе вытеснения пенообразователя установлен заряд с малым временем сгорания, как и в газогенераторах вытеснения ОТВ.