Как правило, пожары на объектах промышленности приводят не только к значительному материальному ущербу, но и к серьезным последствиям для местной экосистемы, что в гораздо большей степени будоражит общественное мнение и власти региона. Яркий пример – катастрофа на платформе Deepwater Horizon BP в Мексиканском заливе 20 апреля 2010 года, приведшая к человеческим жертвам и обширному разливу нефти по акватории залива. Последствия этого пожара и сейчас обсуждаются в мировой прессе, владелец платформы, компания BP, до сих пор выплачивает многомиллиардные штрафы, экосистеме Мексиканского залива нанесен колоссальный ущерб. 8 июня 2015 года на нефтебазе компании «БРСМ-Нафта» под Киевом
начался крупный пожар в резервуарном парке. Первоначально загорелся резервуар с топливом объемом 900 м3, в последствии взорвалось и сгорели 16 резервуаров из 17, тушение пожара продолжалось более недели (рис. 1), шесть человек погибли и около 20 пострадали. Взрыв и пожар на заводе Уфанефтехим 16 июля 2016 года, привел к гибели восьми человек и остановке крупной технологической линии. Основной причиной возгорания названа разгерметизация аппарата воздушного охлаждения, в результате которой произошел взрыв газопродуктовой смеси. 18 августа 2016 года в Никарагуа в городе Пуэрто-Сандино на НПЗ компании Puma Energy, произошло обширное возгорание и взрыв резервуара для хранения нефтепродуктов, через два дня загорелся соседний резервуар.
Рис. 1. Тушение пожара на нефтебазе «БРСМ» (фото с сайта 112.ua)
Технология линейного теплового извещателя
Задача любой системы обнаружения пожара состоит в том, чтобы обнаружить перегрев, прежде чем он приведет к пожару или, по крайней мере, для того, чтобы точно определить небольшие локализованные очаги, прежде чем они смогут распространиться. Обнаружение тепла остается самой распространенной технологией обнаружения, используемой в связи с быстрым получением теплового отклика, превосходной надежностью, низкой стоимостью и простотой эксплуатации. Простота тепловых детекторов также приводит к снижению стоимости, что становится важным фактором в общем проекте системы.
Пожарный термокабель был изобретен более 80 лет назад, причем первые серийные образцы термокабеля эксплуатируются без отказов на объектах уже более 70 лет. Термокабель состоит из двух стальных витых проводников, изолированных между собой термочувствительным полимером с порогом срабатывания: 57°С, 68°С, 88°С, 105°С, 138°С и 180°С. При достижении температуры срабатывания термочувствительный полимер расплавляется и проводники замыкаются между собой. Это приводит к изменению сопротивления электрической цепи и к формированию сигнала «Пожар» интерфейсным модулем (рис. 2).
Рис. 2. Интерфейсный модуль в режиме пожар
Рис. 3. Конструкция термокабеля ТПТС
Инновационный термокабель с подтверждением температуры срабатывания ТПТС (ИП102/104-1) исключает ложные срабатывания при механическом повреждении с замыканием при отсутствии пожароопасной ситуации. Проводники термокабеля серии ТПТС покрыты медью и константаном (рис. 3). При их замыкании образуется термопара типа Т, интерфейсный модуль (рис. 4) измеряет температуру в точке замыкания и формирует сигнал «Пожар» только когда результат измерения соответствует порогу срабатывания, в противном случае формируется сигнал короткое замыкание «КЗ». При этом на дисплее модуля отображается расстояние до короткозамкнутого участка термокабеля ТПТС и текущее значение температуры. Если при аварии происходит повышение температуры, то при достижении порога срабатывания сбрасывается сигнал «КЗ» и формируется сигнал «Пожар». Для интеграции с системами верхнего уровня в модуле предусмотрены два выхода 4 - 20 мА для передачи сигналов «Пожар», «КЗ», «Неисправность» и расстояния то участка сработки. Защита от ложных срабатываний при механических повреждениях термокабеля имеет важное значение при защите внешнего оборудования и при использовании термокабеля в автоматических системах пожаротушения. Термокабель с подтверждением температуры срабатывания ТПТС (ИП102/104-1) запатентован в России (патент № RU 2 519 047 C2) и выпускается только Группой Компаний «Пожтехника».
Рис. 4. Интерфейсный модуль
Линейные тепловые извещатели применяются во всем мире уже более 50 лет как основное средство раннего обнаружения возгораний на объектах добычи и переработки углеводородного сырья, предприятиях химии и металлургии, в кабельных каналах, на угольных конвейерах, градирнях, складах и на многих других промышленных объектах разного назначения. Явным преимуществом конструкции термокабеля является возможность его размещения в прямом контакте или в непосредственной близости от контролируемого оборудования или объема. В большинстве случаев термокабель оказывается практически единственным реально «рабочим» решением для защиты технологических установок, находящихся на открытых площадках. Фторполимерная защитная оболочка термокабеля позволяет применять его в условиях жесткого ультрафиолетового излучения, в химически агрессивных средах и в температурных диапазонах от -60° С и до пороговой температуры срабатывания. Часто термокабель применяется для контроля перегрева технологических емкостей или установок. Перегрев ряда химических соединений в ходе процесса переработки может привести не только к нарушению условий технологического процесса, но и к катастрофическим последствиям, таким как взрыв и/или пожар. Крепление термокабеля непосредственно на поверхность установки или емкости позволяет при малых затратах эффективно контролировать заданный технологией температурный режим, и в случае его срабатывания, замедлить или прервать технологический процесс, либо инициировать запуск системы охлаждения. В этом случае линейный тепловой пожарный извещатель становится уже частью АСУТП и не сигналы тревоги не транслируются в систему пожарной сигнализации.
Защита резервуаров
Одной из наиболее сложных задач по-прежнему является организация комплексной противопожарной защиты резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов - как с фиксированными, так и с плавающими крышами. Задача усложняется, когда речь идет о защите не одной емкости, а большого резервуарного парка. Исключая поджог и «человеческий фактор» в виде нарушений техники безопасности, остаются две причины возгорания резервуара: нагрев до температуры воспламенения и искра. К этому могут привести различные причины: короткое замыкание электропроводки, перегрев электрооборудования, искрение при коротком замыкании и т.д. Частой причиной пожаров также является попадание молнии при недостаточном контакте в местах присоединения токопроводящих частей.
Линейный тепловой извещатель с фторполимерной наружной оболочкой, устойчивой к агрессивным средам и ультрафиолету, устанавливается в непосредственной близости от края плавающей крыши, либо по всей окружности в верхней части резервуаров со стационарной крышей. На выходе из пожарной зоны шлейф термокабеля через клеммник в монтажной коробке соединяется с сигнальным кабелем и далее, через барьер искрозащиты и интерфейсный модуль, подключается к шлейфу приемно-контрольного пожарного прибора (ППКП). В случае резервуара с плавающей крышей или с понтоном применяется система со специальным сигнальным кабелем в форме пружины, способной обеспечить эластичное соединение по всей высоте хода крыши резервуара или понтона. Подобное решение является промышленным стандартом для защиты резервуарных парков ведущих нефтяных компаний мира.
На рис. 5 показан разрез вертикального резервуара с плавающей крышей. Оптимальное расположение термокабеля 1 (рис. 1) - по окружности между уплотняющим затвором и погодозащитным козырьком. В этом пространстве образуются пары при нарушении герметичности затвора и с вертикальных стенок, смоченных нефтепродуктом, при откачке жидкости. Тепловой пожарный извещатель, размещенный в паровом пространстве, обеспечивает раннее обнаружение перегрева элементов конструкции и пожара. Подобное расположение термокабеля возможно при различных конструкциях уплотняющего затвора. В случае, когда практически невозможно демонтировать погодозащитный козырек, чтобы разместить извещатель в паровом пространстве, он монтируется на верхней поверхности плавающей крыши снаружи, над уплотнением (рис 6). При необходимости на L-образных кронштейнах (рис. 6) можно закрепить два или три термокабеля для формирования сигналов на запуск пожаротушения.
Подключение термокабеля к интерфейсному модулю и приемно-контрольному пожарному прибору производится через пружинный кабель 3 (рис. 5), длина которого при различном положении плавающей крыши может изменяться от 3 м до 15 м. Для обеспечения работы пружинного кабеля в резервуарах высотой 18 м, его крепление производится ближе к средней части катучей лестницы (рис. 1). Электрические соединения термокабеля 2 с пружинным кабелем 3 и с соединительным кабелем 5 на плавающей крыше и на катучей лестнице выполняются в герметичных монтажных коробках 4 для защиты от внешних воздействий. Так же на рис.1 показано расположение ручного пожарного извещателя 6, светового оповещателя (строба) 7 и звукового оповещателя 8.
Рис. 5. Разрез вертикального резервуара с плавающей крышей.
1, 2 – термокабель;
3 – пружинный кабель;
4 - монтажные коробки (IP66);
5 - соединительный кабель в трубе;
6 - ручной пожарный извещатель;
7 - световой оповещатель (строб);
8 - звуковой оповещатель.
Рис. 6. Резервуар с плавающей крышей – вид сверху
1 - термокабель;
2 - монтажная коробка (IP66);
3 – плавающая крыша;
4 – L-образный кронштейн.
Защита термокабелем имеет много существенных преимуществ, важнейшие среди них:
-
Малая инерционность при достижении пороговой температуры обеспечивает раннее срабатывание.
-
Высокая надежность заложена в свойствах материалов и подтверждена огромным опытом эксплуатации.
-
В несколько раз больший срок службы по сравнению с другими типами пожарных извещателей определяет низкую стоимость владения.
- Практически полное отсутствие затрат на обслуживание.
В заключение следует отметить, что в последние годы многие предприятия по переработке углеводородов провели значительные изменения в подходе к управлению пожарными рисками. Изменения и новые требования на глобальном рынке, а также стремительно нарастающая в мире озабоченность проблемами экологии оказывают прямое материальное влияние на то, как будут справляться с этими рисками в будущем. Дополнительные ограничения в ресурсах также оказывают на это влияние, сдвигая фокус к новым требованиям и новым стандартам безопасности. Обеспечение надежной и безопасной работы промышленного оборудования находится на первых строках в списке приоритетов. Негативные последствия для окружающей среды, к которым привели недавние громкие катастрофы с пожарами и неконтролируемыми разливами нефти и нефтепродуктов, вызывают серьезную озабоченность. Общие финансовые потери от одного сгоревшего резервуара не идут ни в какое сравнение с затратами на установку самой современной системы раннего обнаружения перегрева и возгорания. Установка такой системы - это инвестиция, доход от которой, будет на удивление высоким.
