По данным ВНИИПО, за последние 15 лет на предприятиях химической и нефтехимической промышленности произошло 3266 пожаров. Важно отметить, что на производственных установках и сооружениях пожары чаще всего возникали из за неисправности оборудования.
Цель нашей работы – избежать ЧС и сохранить человеческие жизни.
В этой статье нам хотелось бы заострить внимание на важности правильного выбора огнепреградителей, предоставить читателям краткую техническую информацию для общего понимания процессов и развития современной техники.
Для чего и почему используются огнепреградители?
Уже в середине XIX века в горной промышленности была доказана эффективность защиты от возможных взрывов в местах скопления метана с помощью лампы Дэви. С тех пор был разработан целый ряд решений для обеспечения безопасности современных химических и нефтехимических предприятий, работа которых связана с применением гораздо более опасных газов. Огнепреградители существуют для всех взрывоопасных газов вплоть до водорода и ацетилена. Также были разработаны эффективные решения для различных технологических процессов с повышенной температурой и давлением.
Огнепреградители всех видов и типов подлежат обязательной сертификации уполномоченным органом с прохождением испытаний согласно принятым нормам и стандартам. Такого рода уполномоченные органы на территории Российской Федерации сейчас, к сожалению, отсутствуют. Ни ВНИИПО, ни Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы МЧС России не готовы проводить соответствующие испытания.
Ответ на вопрос, для чего используют огнепреградители, весьма прост:
• защита человеческих жизней;
• защита окружающей среды;
• защита объектов.
Проблемы, связанные с использованием огнепреградителей
Основная проблема огнепреградителей – это потеря давления, происходящая из за сокращения сечения, замерзания, загрязнения и залипания элемента огнепреградителя. При этом на рынке существует большое количество технических решений, позволяющих избежать таких проблем или, по крайней мере, сократить их отрицательное воздействие.
Другая проблема – это отсутствие у персонала опыта и понимания процессов взрыва и горения, что в итоге приводит к выбору неподходящего оборудования и отсутствию безопасности.
Так, установка неподходящего коммуникационного огнепреградителя привела к проскоку пламени и возгоранию резервуара во время пожара на нефтяном терминале «Конда» ОАО «Сибнефтепровод» в 2009 году, в результате чего погибли пожарные.
Процессы горения
Взрывоопасные смеси могут гореть по-разному. Влияние на процесс горения оказывают различные факторы, в том числе – химический состав смеси, волна давления, предварительное сжатие, геометрическая форма камеры сгорания, а также скорость распространения огня.
Согласно международным стандартам для огнепреградителей различают следующие процессы горения:
Взрыв – внезапный процесс окисления или химического распада веществ со стремительным ростом температуры или давления, или же тем и другим одновременно (см. EN 1127 1).
Дефлаграция – взрыв со скоростью распространения ниже звуковой (EN 1127 1). В зависимости от геометрической формы области горения существуют различные типы дефлаграции: атмосферная, объемная (в закрытом пространстве), трубная (в трубах).
Атмосферная дефлаграция (рис. 1) – взрыв в открытом пространстве без заметного роста давления.
Объемная дефлаграция (рис. 2) – взрыв в закрытом пространстве (например, в резервуаре), инициированный внутренним источником возгорания.
Трубная дефлаграция (рис. 3) – ускоренный взрыв в трубном пространстве, который распространяется вдоль оси трубы со скоростью распространения пламени, которая ниже скорости распространения звука.
Детонация – взрыв, распространяющийся со сверхзвуковой скоростью и характеризующийся ударной волной (EN 1127-1). Различают стабильную и нестабильную детонацию (рис. 3).
Детонация называется стабильной, если она распространяется с постоянной скоростью и давлением (скорость распространения пламени обычно составляет от 1600 м/с до 2000 м/с). Переход процесса горения от дефлаграции к стабильной детонации называется нестабильной детонацией. Этот переход происходит в пространственно ограниченной области, в которой скорость фронта пламени непостоянна, а давление намного превышает значение давления при стабильной детонации.
Примечание: Пространственная область, в которой происходит переход, зависит от типа газовой смеси, ее давления и температуры, геометрии трубы и т. п. Область перехода необходимо определять отдельно для каждого конкретного случая.
Правильный выбор подходящего огнепреградителя
Огнепреградители должны быть испытаны и допущены к эксплуатации в соответствии с принципами их действия. Они делятся по процессам горения и предусмотренному месту их монтажа. Большое число видов и модификаций оборудования обусловлено многообразием условий применения. Специальные конструктивные элементы арматуры, такие как трубные отводы ударной волны, ловители удара или динамические огнепреградители, обеспечивают наилучшие характеристики потока рабочей среды с минимальными потерями давления.
Для правильного выбора огнепреградителя нужно знать и правильно применять следующую информацию:
1) Группа взрывоопасности газосмеси и стехиометрический ее состав.
2) Температурный режим эксплуатации.
3) Максимальное расчетное давление.
4) Место установки.
5) Монтажное положение.
6) Дистанция от источника возгорания.
7) Вероятность возгорания с незащищенной стороны.
8) При трубном исполнении геометрия трубопровода до и после огнепреградителя.
9) Необходимая пропускная способность.
10) Максимально допустимая потеря давления.
11) Особенности хранимого продукта – налипание, кристаллизация, агломерация и т. д.
12) Особенности хранения продукта, например, флегматизация резервуара.
13) Коррозионная агрессивность газосмеси.
14) Температура внешней среды.
Отсутствие информации или неправильное ее использование может привести к аварии! Если вы сомневаетесь в правильности принятого решения или нуждаетесь в консультации по теме огнепреградителей, наши компетентные сотрудники всегда охотно вам помогут.
Современный уровень развития
При нашем заводе более сорока лет назад был создан испытательный полигон, позволяющий тестировать детонационностойкие огнепреградители до Ду 1000. Кроме того, мы владеем сертифицированной проточной установкой, позволяющей измерять потоки и потерю давления при реальных производственных условиях.
Профессионализм сотрудников и оснащение научно-исследовательского отдела позволяют нам гибко реагировать на потребности клиентов и в кратчайшие сроки решать новые технологические задачи, что приносит нам определенное преимущество на рынке.
На примере двух типов оборудования (см. ниже) показаны на практике широко распространенные решения, разработанные нашим заводом.
1) Коммуникационный детонационностойкий огнепреградитель углового исполнения, комбинированный с дыхательным клапаном на избыточное давление типа DR / ES-V.
Особенности и преимущества
• Трубный предохранитель от детонации и клапан в одном приборе.
• Высокая герметичность обуславливает сокращение потери продукта и загрязнений окружающей среды (утечка в десятки раз ниже требований нормы ISO 28300).
• Небольшое число пламяпреградительных элементов благодаря применению эффективного ловителя удара взрывной волны – и, как следствие, потеря давления в несколько раз меньше обычного.
• Полностью разборный элемент огнепреградителя.
• Быстрая установка и демонтаж всех элементов пламяпреградителя PROTEGO®, а также отдельных пламяпреградительных кассет в обойме.
• Для техобслуживания не нужно разъединять фланцы трубопровода.
• Возможна чистка отдельных кассет огнепреградителя, вплоть до чистки в ультразвуковой ванне с растворителем.
• Недорогие запасные части.
• Широкий спектр применения при высоких рабочих температурах.
• Гибко настраиваемое давление срабатывания клапана.
• Срок эксплуатации огнепреградителя не ограничен, отсутствует необходимость периодического тестирования.
2) Морозостойкий совмещенный мембранный клапан, одновременно выполняющий функцию динамического огнепреградителя.
• Защищает оборудование от атмосферной дефлаграции и длительного горения на клапане.
• Морозостойкая нагрузочная жидкость в ходе эксплуатации не разбавляется конденсатом и постоянно остается в клапане.
• Наблюдение за нагрузочной жидкостью с помощью индикатора.
• Гибко настраиваемое избыточное и вакуумное давление срабатывания.
• Надежная работа клапана даже при намерзании льда.
• Высокая герметичность обуславливает сокращение потери продукта и загрязнений окружающей среды.
• Установочное давление очень близко к давлению полного открытия клапана, чем поддерживается оптимальное давление в системе.
• Несложный эксплуатационный надзор и техническое обслуживание посредством легкого открытия крышки.
• Модульное строение облегчает быструю замену отдельных частей.
Все производимое нами оборудование обладает сертификатами Таможенного союза и допущено к использованию на территории Российской Федерации.
Для получения дополнительной информации или доступа к бесплатному ресурсу по расчету резервуаров и резервуарного оборудования просим обращаться к вашему региональному менеджеру
Опубликовано в «Вестнике арматуростроителя» №5 (33) 2016
