Ректификационные колонны на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) обрабатывают горючие жидкости, такие как нефть, бензин и дизельное топливо, что делает их подверженными пожарам класса B. Для защиты этих установок применяются водяные системы пожаротушения с целью охлаждения оборудования, среди которых системы водяного орошения и системы тушения тонкораспыленной водой. При возникновении пожара на одной из колонн появляется необходимость моментального блокирования перехода пламени на соседние колонны и прочее оборудование. Обе системы эффективны, но различаются по принципу действия, применению и последствиям для оборудования. В данной статье представлено описание работы систем, в том числе на практике при тушении реальных пожаров, преимущества, недостатки и рекомендации для использования на нефтеперерабатывающих предприятиях. [1]

Системы водяного орошения представляют собой стационарные установки, которые подают большие объемы воды для охлаждения колонн. Система состоит из насосной станции, резервуаров с водой, сети трубопроводов, дренчерных оросителей и клапанов. Активация происходит автоматически или вручную, вследствие чего открывается клапан, который обеспечивает одновременную подачу воды через все оросители в защищаемой зоне. Механизм тушения действует на основе охлаждения: вода поглощает тепло, снижая температуру оборудования ниже температуры воспламенения.

Практическое применение: системы водяного орошения устанавливаются на нескольких уровнях трубопроводов на ректификационных колоннах НПЗ. Количество колец трубопроводов зависит от высоты колонн и определяется в соответствии с ГОСТ Р12.3.047–2012. [2]

Рис. 1. Схема водяного орошения ректификационных колонн

Пример использования в условиях реального пожара: в 2019 году на французском НПЗ произошел пожар в дистилляционной установке из-за утечки углеводородов. Система водяного орошения была активирована автоматически после срабатывания датчиков. Вода подавалась с высоким расходом (около 1000 л/мин на зону), покрывая горящую зону и охлаждая соседние конструкции. Пожар был локализован в течение 20 минут. [2]

Системы тушения тонкораспыленной водой используют насосы высокого давления для создания мелкодисперсных водных капель через специальные оросители. Эти капли распыляются в зоне пожара, обеспечивая тушение за счет трех механизмов: охлаждение (мелкие капли быстро испаряются, поглощая значительное количество тепла), изоляция (водяной пар, образующийся при испарении, вытесняет кислород, снижая его концентрацию в зоне горения) и блокировка теплового излучения (туман поглощает и рассеивает инфракрасное излучение, защищая прилегающие поверхности). [3]

Практическое применение: системы подавления водяного тумана на НПЗ устанавливаются на технологических площадках рядом с ректификационными колоннами для создания водяного барьера из мелкодисперсных капель с целью защиты оборудования и трубопроводов с нефтепродуктами.

Рис. 2. Тушение пламени тонкораспыленной водой

Пример использования в условиях реального пожара: в 2021 году система подавления водяного тумана была использована совместно с системой водяного орошения для тушения пожара в нефтехимическом комплексе в Азии, где загорелась производственная площадка. Система пожаротушения активировалась сразу после обнаружения пожара, распыляя туман и орошая колонны водой. Пожар был потушен за 15 минут. [4]

Таблица 1

Сравнительные характеристики ливневых систем и систем подавления водяного тумана

В соответствии с вышеперечисленными фактами можно сделать вывод, что комбинированная установка системы водяного орошения совместно с системой подавления водяного тумана является эффективным способом совершенствования системы пожаротушения на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Литература:

1. Горячев, С. А. Пожарная безопасность технологических процессов: учебник для бакалавров / С. А. Горячев, С. А. Швырков, А. П. Петров и др.; под общ. ред. С. А. Горячева. — М.: Академия ГПС МЧС России, 2014.- 306 с.

2. Пелех М. Т., Башаричев А. В., Иванов А. В., Бушнев Г. В., Симонова М. А., Кадочникова Е. Н., Савельев Д. В., Гремин Ю. В. Пожарная безопасность технологических процессов: Учебное пособие / под общей редакцией Э. Н. Чижикова — СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2015.

3. Journal Fanceinfo — [Электронный ресурс]. — https://www.franceinfo.fr/faits-divers/incendie/seine-maritime-incendie-en-cours-dans-la-raffinerie-total-de-gonfreville-l-orcher-pres-du-havre_3744409.html

4. Journal Fireprotectiononline — [Электронный ресурс]. — https://www.fireprotectiononline.co.uk/info/water-mist-fire-suppression/