3.1. Пожежна небезпека і протипожежні заходи при збереженні горючих газів
Пожежі, що виникають на газопереробних підприємствах і складах горючого газу характеризуються високою швидкістю розвитку по площі, швидкоплинністю процесів руйнування технологічного устаткування і будівельних конструкцій, витіканням великих кількостей пальної рідини і газів, значною тепловою радіацією, загазованістю прилягаючої території.
Доказом цьому служать великі аварії на об'єктах зі зрідженими газами:
1944 р. - м. Кливленд (США). Маса розлитих ЗВГ - 2900 т., число загиблих - 130 чіл., число потерпілих - 400 чіл;
1966 р. - м.Фейзен (Франція). Руйнування ряду резервуарів із пропаном, бутаном, бензином і нафтою. Загинуло 17 чіл.., з них 11 пожежних, травмовано - 80 чіл.
1978 р.- м.Сан-Карлос (Іспанія). Розрив оболонки автоцистерни з 23,5 т. рідкого пропиляна. У результаті утворення пальної хмари пароповітряної суміші і його згорянь загинуло 215 чіл:
1984 р. - м. Сан-Хуан-Иксуатепек (Мексика). Серія вибухів резервуарів із ЗВГ і наступною великою пожежею. Загинуло близько 500 чіл., травмирвано - 7230 чіл., більш 200 тис.чел. залишилися без чи даху були евакуйовані;
1989 р. - м. Ионава (Литва, СРСР). Руйнування сховища рідкого аміаку. Загинуло 6 чіл.
1989 р. - м.Уфа (Башкирія, СРСР). Катастрофа на залізничному перегоні між станціями Улу-Теляк, Башкирської АРСР і Аша, Челябінської області. Причиною катастрофи з'явився вибух хмари хмари зрідженого вуглецевогодневого газу, що випливав із продуктопроводу Західна Сибір-Урал-Поволжя. Загинуло 1224 чіл.
Аналіз пожеж на об'єктах збереження і переробки горючих газів показує, що частими причинами виникнення і розвитку пожеж є порушення правил техніки безпеки і пожежної безпеки ведення технологічних процесів і виконання окремих операцій.
Пожежна небезпека при збереженні горючих газів насамперед обумовлюється пожежонебезпечними властивостями ГГ, їхньою кількістю й умовами збереження (підвищений тиск).
Пожежна небезпека мокрих газгольдерів, резервуарів і балонів із ГГ полягає в можливості утворення ВОК як усередині ємностей і їхніх комунікацій, так і в будинках, у яких вони знаходяться, тому що між газгольдерами, резервуарами і стінами будинків може створюватися вибухонебезпечна суміш з повітрям.
3.1.1 Горюче середовище.
При нормальних умовах експлуатації усередині газгольдера, резервуара і балонів, заповнених газом, утворення ВНК неможливо, тому що в ємностях і газопроводах тиск завжди більше атмосферного, що виключає проникнення туди повітря. Підсмоктування повітря відбувається лише при вакуумі, що виникає в результаті повного спорожнювання газгольдерів, резервуарів.
У випадку мокрих газгольдерів повітря усередину може проникнути при:
його розгерметизації при постановці на ремонт;
при поганій продувці;
при заклинюванні дзвону (при заїданні роликів і сильному зледенінні стінок газгольдера;
у результаті інтенсивної примусової відкачки газу в кількості, що перевищує його надходження;
розчиненні газу у воді при тривалому його збереженні;
Більшість вибухів і пожеж ємностей із ГГ відбувається в момент із ремонту й у періоди їхнього пуску після ремонту.
Велику небезпеку представляє утворення ВОК при виході ГГ у будинки, чи приміщення атмосферу.
Вихід ГГ із газгольдерів можливий у результаті:
витоку газу через нещільності швів і гідравлічні затвори дзвону і ланок;
витоку води з чи резервуара гідрозатворів;
різкого підвищення тиску газу, що може привести до викиду води і газу через затвори;
наявності нещільностей у фланцевих з'єднаннях і сальниках запірної арматури;
переповнення газгольдерів газами при несправності систем автоматичного блокування відключення установок нагнітання газу;
сильних перекосів і заклинюванні дзвону і ланок, що приводять до однобічного оголення затворів (перекоси можуть бути через нерівномірне осідання фундаментів, деформації дзвону і телескопів, нерівномірне розташування вантажів, швидке чи наповнення спорожнювання газгольдера, замерзання чи гідрозатворів зледеніння стінок газгольдера, заїдання роликів при їхньому русі по направляючим і т.д.);
при підвищенні тиску в момент включення окремих ланок (зрушення з місця дзвону в початковий момент вимагає великого додаткового зусилля).
Вихід ЗВГ з резервуарів можливий через нещільності й ушкодження в резервуарах і трубопроводах, а також при аваріях резервуарів.
Ушкодження резервуарів із ЗВГ найбільше часто відбуваються в результаті утворення підвищених тисків, вакууму , корозії, розморожування, гідроудару і вібрації.
Причини підвищення тиску вище припустимих меж у резервуарах із ЗВГ є:
- переповнення їхніми зрідженими газами;
- несправності ПК;
нагрівання корпуса резервуарів (теплотою пожежі сусідніх установок, сонячними променями і т.д.);
Збільшення тиску від нагрівання резервуарів, цілком заповнених рідким газом, можна визначити по формулі
де - коефіцієнт об’ємного розширення газу, град-1;
ст - коефіцієнт об’ємного стиснення газу, Па-1;
Т – приріст температури газу при нагріванні.
заповнення більш летучим газом, на який резервуар не розрахований;
утворення льоду і кристалогідратів на дні резервуара чи в трубопроводах.
При руйнуваннях резервуарів чи трубопроводів тиск вихідного назовні газу падає до нуля і газ миттєво випаровується (відбувається його скипання). Причинами руйнування резервуарів із ЗВГ , які мають більш високі температури кипіння (Ткип пропану = -50С), можуть з'явиться зминання їхнього корпуса через створення вакууму при зниженні температури навколишнього середовища в зимовий час. Корозія стінок устаткування відбувається при наявності в газі сірководню і вологи.
При виході назовні ЗВГ інтенсивно випаровуються (їх температура кипіння нижче 00С), утворюючи газову хмару, яка може загазовувати великі території. Обсяг газоподібних продуктів (м3) при випарі зрідженого газу можна визначити по формулі:
;
де Тг – температура газу по Кельвіну;
G – маса газу, кг;
М – молекулярна маса газу.
При випарі 1 кг зрідженого газу утвориться в середньому 10 куб. м пальної суміші.
З усіх резервуарів ЗВГ найменшу небезпеку представляють ізотермічні низькотемпературні резервуари, у яких тиск газу небагато відрізняється від атмосферного. Однак порушення їхнього температурного режиму може приводити до підвищення тиску і їхньому ушкодженню.
Значну ПН представляє процес наливу ЗВГ з автоцистерн у резервуари, розташовані в дворах, оскільки в міру зливу відбувається вирівнювання тиску в автоцистерні і резервуарі, злив сповільнюється, і іноді для його прискорення газ з підземного резервуара стравлюють в атмосферу.
Витоку газів з балонів відбуваються при ушкодженні балонів у результаті їхнього переповнення, динамічних впливів, конструктивних дефектів, при несправності вентилів чи залишенні їх відкритими.
Вибух балонів викликається недоброякісністю металу, корозією, ударами, дією високих і низьких температур, самозапалюванням і електризацією газу. Балони в умовах пожежі починають розриватися через 10-15 хв.