ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ ЗАПРАВОЧНЫХ СТАНЦИЙ (НА ПРИМЕРЕ АГЗС) ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ НАХОЖДЕНИИ АВТОЦИСТЕРНЫ С НЕФТЕПРОДУКТОМ В ОЧАГЕ ПОЖАРА

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ ЗАПРАВОЧНЫХ СТАНЦИЙ (НА ПРИМЕРЕ АГЗС) ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ НАХОЖДЕНИИ АВТОЦИСТЕРНЫ С НЕФТЕПРОДУКТОМ В ОЧАГЕ ПОЖАРА

Авторы публикации

Рубрика

Пожарная безопасность

Просмотры

50

Журнал

Журнал «Научный лидер» выпуск # 37 (135), Сентябрь ‘23

Дата публикации 19.09.2023

Поделиться

В статье проведён краткий анализ аварии на АГЗС в городе-герое Волгограде, произошедшей 10 августа 2020 года, определены параметры опасных факторов пожаров возникающих при нахождении автоцистерны с нефтепродуктом в очаге пожара, предложены дополнительные мероприятия противопожарной защиты АЗС, направленные на предотвращение травм и гибели пожарных от поражающих факторов в результате разгерметизации автомобильной цистерны в очаге пожара.

С каждым днем увеличивается количество как уже введенных в эксплуатацию, так и еще строящихся автомобильных заправочных станций (далее – АЗС). Также увеличивается объем топлива, хранимого на территории автозаправочных комплексов. И это влечет за собой увеличение вероятности возникновения аварий на АЗС, способных нанести вред жизни и здоровью граждан, а также материальный и экологический ущерб. Помимо того, опасность АЗС состоит и в сложности ликвидации этих аварий, которые создают реальные угрозы жизни и здоровью личного состава подразделений пожарной охраны.

Краткий анализ аварии на автомобильной газовой заправочной станции (далее – АГЗС) в городе-герое Волгоград:

10 августа 2020 г. в Тракторозаводском районе г. Волгограда на АГЗС при сливе сжиженных углеводородных газов (далее – СУГ) из цистерны автомобиля-газовоза в подземные резервуары их хранения на территории объекта произошло воспламенение газовой смеси. Воздействие тепловых потоков пожара привело к взрыву цистерны автомобиля-газовоза с образованием огненного шара. На пожаре пострадали 13 человек, среди них 4 пожарных, один из которых – водитель пожарного автомобиля – позднее скончался.

По результатам технического расследования причин аварии на АГЗС Нижне-Волжское управление Ростехнадзора сообщило, что технической причиной аварии является разгерметизация (механическое разрушение) автоцистерны с выбросом жидкой фазы СУГ в атмосферу, образованием облака газовоздушной смеси и последующим его воспламенением (факельным горением, образованием огненного шара и взрывной волны) от пожара на опасном производственном объекте, который возник в результате выброса жидкой фазы СУГ в атмосферу из сбросного трубопровода предохранительного клапана на сливном газопроводе после насоса по причине резкого повышения давления жидкой фазы СУГ в сливном газопроводе (гидроудара), которое составило 22,0 кг/см2 при Рраб=16кг/см2 и в результате не обеспечения возврата паровой фазы СУГ ввиду закрытого шарового крана паровой фазы автоцистерны, и последующего ее возгорания в неустановленном конкретном месте и от неустановленного источника.

Из описания данного пожара, составленного в Главном управлении МЧС России по Волгоградской области, следует, что первая прибывшая на горящую АГЗС пожарная автоцистерна расположилась на удалении от места пожара около 50 метров, вторая пожарная автоцистерна проследовала к пожарному гидранту, удаленному от места пожара на расстояние около 300 метров.

Выйдя из первой пожарной автоцистерны, руководитель тушения пожара (далее – РТП) увидел, что происходит горение автомобиля-газовоза в районе цистерны с СУГ. На этом расстояние (около 50 метров) им ощущалось тепловое излучение от распыленного факельного горения.

Примерно через 3 минуты после прибытия к месту пожара, во время проведения боевого развёртывания личным составом первого отделения пожарной охраны, произошёл взрыв, от которого руководитель тушения пожара упал лицом на землю и лежал так не менее 10 сек, пока чувствовал тепловой поток над собой. После чего, подойдя к пожарной машине, РТП увидел водителя пожарного автомобиля, сидящего на бордюре слева от автоцистерны, на котором отсутствовала повседневная форменная одежда выше пояса и были обожжены все оголенные части тела. Дальше, обнаружил личный состав отделения лежащими на земле в сознании с ожогами рук и лица, боевая одежда пожарных визуально не была повреждена.

Позже было установлено, что ожоги средней степени тяжести получили ещё 6 человек, располагавшихся на удалении от места пожара около 100 метров. А также получили ожоги легкой степени тяжести 3 человека на расстоянии от места пожара около 150 метров.

При пожарах на АГЗС (объектах хранения под давлением СУГ) в зависимости от складывающейся обстановки возможно возникновение следующих опасных сценариев:

  • тепловое воздействие «пожара-вспышки»;
  • воздействие волны сжатия взрыва;
  • тепловое воздействие струйного факела горящего газа (при разгерметизации технологического оборудования образуются паровоздушные струи, загорание которых приводит к образованию факелов распыленной либо компактной формы);
  • тепловое воздействие пламени при горении пролива;
  • тепловое воздействие огненного шара.

При пожарах, связанных с горением СУГ, особенно при их хранении под давлением, практически всегда существует опасность разрыва емкостей, коммуникаций и вспомогательного технологического оборудования, сопровождающегося выбросом больших объемов горящего газа, взрывами («хлопками» и «вспышками»).

Это происходит из-за быстрого нарастания давления внутри указанных емкостей и коммуникаций в результате их нагрева (предохранительная арматура не всегда позволяет «стравить» его в атмосферу и на факел), а также потери прочности (по этой же причине) металлических поверхностей, ограничивающих парожидкостное  пространство.

Все это требует уделять особое внимание обеспечению безопасности людей, участвующих в ликвидации пожара. Большое значение должно придаваться защите личного состава пожарных подразделений от теплового излучения пламени. Комплексная защита может быть обеспечена с использованием набора различных видов спецодежды, а также средств защиты рук, ног, головы, органов дыхания, используемых в комплекте со спецодеждой. Наиболее приемлемыми защитными средствами из стоящих на вооружении  пожарных подразделений в настоящее время являются:

  • боевая одежда пожарного;
  • средства защиты рук пожарного;
  • подшлемник пожарного;
  • средства индивидуальной защиты ног пожарного;
  • комплект теплоотражательный для пожарных.

Примерная требуемая защита и допустимое время пребывания людей в зоне теплового потока приведены в таблице:

Плотность теплового потока, кВт/м2

Допустимое время пребывания, мин

Требуемая защита людей

Степень теплового воздействия на незащищенную кожу человека

3,0

Не ограничивается

Без защиты

Болевые ощущения отсутствуют

4,2

Не ограничивается

В боевой одежде и касках с защитным стеклом

Непереносимые болевые ощущения через 20 с

7,0

5

В боевой одежде и касках с защитным стеклом

Мгновенные непереносимые болевые ощущения

8,5

5

В боевой одежде,

смоченной водой, и касках с защитным стеклом

Ожоги через 20 с

10,5

5

То же, но под защитой распыленных струй воды или водяных завес

Мгновенные ожоги

14,0

5

В теплоотражательных костюмах под защитой водяных струй или завес

Мгновенные ожоги

85,0

1

То же, но со средствами индивидуальной защиты

Летальный исход

В повседневной деятельности по прибытию к месту аварии РТП не имеет возможность рассчитать в течение какого времени происходит истечение СУГ из резервуара с последующим горением, степень прогрева металлических конструкций, что в свою очередь не позволяет спрогнозировать за какой промежуток времени произойдёт дальнейшее усугубление развития обстановки и к каким последствиям для людей и строений оно может привести.

В целях создания условий, препятствующих развитию пожара и обеспечивающих его ликвидацию, а также обеспечения предотвращения возможного взрыва и (или) дальнейшего распространения пожара, при нахождении в очаге пожара резервуаров с СУГ, в случае невозможности прекращения аварийного истечения СУГ для последующей ликвидации горения, требуется проведение орошения водой резервуаров с СУГ требуемым расходом воды в течение времени полного выгорания СУГ. Для выполнения этих действий требуется значительное количество воды, подача которой обеспечивается от пожарных гидрантов или от противопожарного водоема (резервуара).

Согласно требований СП 156.13130.2014 наружное пожаротушение АЗС должно осуществляться не менее чем от двух пожарных гидрантов или от противопожарного водоема (резервуара), которые должны быть расположены на расстоянии не более 200 метров от АЗС.

В свою очередь в СП 8.13130 говорится о том, что расстояние от точки забора воды из резервуаров или водоемов до оборудования, содержащего легковоспламеняющиеся и горючие жидкости или горючие газы, должно быть не менее 30 м.

Расчеты по различным сценариям развития аварии на примере АГЗС, на территории, которой находится наземный одностенный резервуар для хранения СУГ объемом 20 м3, работающий под избыточным давлением 1,6 МПа, из которого происходит выдача топлива потребителю через топливораздаточную колонку, показывают:

  • 𝑅нкпр радиус зоны, ограничивающей область концентраций, превышающих НКПР, в случае разгерметизации резервуара равен 94 м;
  • RF радиус зоны поражения людей высокотемпературными продуктами сгорания газовоздушной смеси в случае реализации пожара-вспышки будет равен 112,8 м;
  • FП площадь возможного пролива СУГ при растекании на неограниченной поверхности равна 197 м2;
  • 𝐷П эффективный диаметр пролива СУГ равен 15,8 м;
  • 𝑞п.п интенсивность теплового излучения при пожаре проливе 8,71 кВт/м2;
  • 𝐷S эффективный диаметр огненного шара 117,36 м;
  • 𝑞ош интенсивность теплового излучения огненного шара 315 кВт/м2;
  • длина факела LF и ширина факела DF  при струйном горении жидкой фазы СУГ, а также интенсивность теплового излучения факела qф при различном диаметре истечения в корпусе резервуара 𝐷отв:

𝐷отв, м

LF, м

DF, м

qф, кВт/м2

0,0050

13,5

2,03

0,75

0,0125

27,2

4,08

2,18

0,0250

47,7

7,16

4,34

0,0500

83,2

12,48

7,56

0,1000

144,9

21,74

10,99

 

Учитывая результаты проведённых расчётов, видно, что при пожаре опасные факторы будут оказывать значительное негативное влияние как на возможность установки передвижной пожарной техники (пожарной автоцистерны) на пожарный водоем для целей пожаротушения, так и на работу ствольщиков.

Опасность представляют не только сами тепловые потоки от пожара, но и ветер, меняющий направление на открытых площадях. Порывы ветра могут нести тепловое излучение непосредственно в сторону пожарной техники, установленной на источник противопожарного водоснабжения.

Поэтому, в целях повышения эффективности противопожарной защиты исследуемых АЗС, осуществляющих заправку автомобилей топливом в виде СУГ,  снижения угрозы жизни и здоровью участников тушения пожара, считаю, что необходимо провести дополнительные расчеты и научные обоснования необходимости размещения на подобных объектах противопожарных преград, способных предотвратить выход из строя пожарной техники и оборудования при работе источнике противопожарного водоснабжения, расположенном в границах территории объекта, а также теплозащитных экранов, которые позволят личному составу подразделения пожарной охраны находиться в зоне термического воздействия пожара под их защитой длительное время.

Список литературы

  1. Решение Тракторозаводского районного суда г. Волгограда по уголовному делу № 1-8/2022: Режим доступа .
  2. Информация Нижне-Волжского управления Ростехнадзора: Режим доступа .
  3. Описание пожара, произошедшего 10 августа 2020 года по адресу: г. Волгоград, пр. Ленина 124а. Утверждено Врио начальника Главного управления МЧС России по Волгоградской области генерал-майором внутренней службы Н.С. Любавиным 07.09.2020 г.
  4. Сборник методик по тушению пожаров и проведению аварийно- спасательных работ подразделениями пожарной охраны на объектах различного функционального назначения. – М.: ВНИИПО, 2022. – 323 с.
  5. Свод правил СП 156.13130.2014 «Свод правил. Станции автомобильные заправочные. Требования пожарной безопасности»: Режим доступа .
  6. Приказ МЧС России от 30.03.2020 N 225 «Об утверждении свода правил СП 8.13130 "Системы противопожарной защиты. Наружное противопожарное водоснабжение. Требования пожарной безопасности»: Режим доступа .
  7. С. А. Шевцов, Д. В. Каргашилов, Л. П. Вогман «Определение величин пожарного риска на производственных объектах хранения сжиженного углеводородного газа» Учебное пособие. – Воронеж: Воронежский институт – филиал ФГБОУ ВО «Ивановская пожарно-спасательная академия Государственной противопожарной службы», 2018. – 90 с.
Справка о публикации и препринт статьи
предоставляется сразу после оплаты
Прием материалов
c по
Остался последний день
Размещение электронной версии
Загрузка материалов в elibrary
Публикация за 24 часа
Узнать подробнее
Акция
Cкидка 20% на размещение статьи, начиная со второй
Бонусная программа
Узнать подробнее