Аммиак (NH3) относится к сильнодействующим ядовитым веществам. Его применение широко распространено в промышленности – в холодильных системах, производстве удобрений, в химических и нефтехимических процессах.
Температура кипения -33 °C приводит к тому, что при разливе на открытом воздухе происходит интенсивное испарение аммиака. К основным факторам опасности можно отнести токсичность и быстрое формирование опасных концентраций при разливе аммиака. Это создает необходимость в мерах, направленных на снижение испарения и удержание аммиака в жидкой фазе.
В соответствии с Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила безопасности химически опасных производственных объектов» склады жидкого аммиака следует оборудовать средствами, предотвращающими распространение газового облака аммиака в случае пролива (ускоренное растворение его в дисперсной воде, применение водяных завес) и снижающими скорость испарения (покрытие пролива углекислотными, пенными составами).
Таким образом, нормативные требования прямо предусматривают применение пенных покрытий как эффективного способа снижения испарения аммиака. Однако в действующей нормативной базе отсутствует утвержденная методика, регламентирующая порядок оценки эффективности пенообразователей в части снижения интенсивности испарения аммиака с открытой поверхности.
Применение стандартных пенообразователей, предназначенных для тушения пожаров водорастворимых и водонерастворимых горючих жидкостей, не обеспечивает эффективного снижения испарений аммиака.
Пены на основе традиционных пенообразователей не обладают химической и термической устойчивостью в среде аммиака. В связи с этим происходит быстрое разрушение пенного слоя и не обеспечивается изоляция поверхности. В ГОСТ Р 50588‑2012, а также в эксплуатационной документации на стандартные пенообразователи для тушения пожаров отсутствуют прямые или косвенные технические параметры, указывающие на возможность их применения для сокращения испарений аммиака.
Кроме этого, контакт аммиака с водой сопровождается выделением тепла, что приводит к повышению температуры и, как следствие, к усиленному испарению аммиака. Поэтому использование водных растворов обычных пенообразователей без специальных компонентов не только окажется неэффективным, но и увеличит интенсивность испарения.
В результате исследований и опытно-конструкторских работ специалистами ГК «Пожнефтехим» был разработан специализированный пенный состав (пенообразователь), устойчивый к действию аммиака и обеспечивающий образование плотного, стабильного пенного слоя, препятствующего испарению.
По результатам серии испытаний подтверждены технические показатели: устойчивость пены средней кратности на зеркале жидкого аммиака – 41 минута, коэффициент эффективности сокращения испарений жидкого аммиака пеной средней кратности через 30 мин после окончания подачи пены – 2,2, коэффициент разрушения пены средней кратности на поверхности жидкого аммиака – 2,8. Увеличение времени защитного действия может достигаться повторной подачей пены средней кратности и обеспечивать расчетное время ликвидации аварий в безопасных условиях.
Вместе с тем особенностью данного пенного состава (пенообразователя) является его повышенная вязкость, что потребовало создания специального дозатора (типа бак-дозатор) «Антифайер» с оснащением его дополнительными узлами, обеспечивающими эффективное и стабильное введение высоковязкого пенообразователя в водный поток. Для получения пены средней кратности предлагается применение универсальных генераторов пены типа УГП «Турбопен». Они обеспечивают получение «плотных» пенных струй кратностью 25 – 35 с повышенной дальностью подачи. Оснащение данных генераторов осциллирующими устройствами позволяет за минимальное время создать слой пены на поверхностях разлива аммиака больших площадей.
Итоговыми результатами НИОКР ГК «Пожнефтехим» явилось создание целостной технологии защиты объектов, связанных с хранением и обращением аммиака при аварийных разливах, которая включает:
- уникальный пенный состав (пенообразователь);
- специальную систему хранения и дозирования пенообразователя для получения рабочего раствора;
- универсальные генераторы пены средней кратности повышенной дальности;
- водяные оросители специального назначения для рассеивания;
- различное вспомогательное пожарное оборудование.
Результаты выполненных НИОКР отражены в программе и методике испытаний, протоколе и акте испытаний (направляются по запросу). По заказу клиентов могут быть проведены проверочные испытания заявленных характеристик пенного состава (пенообразователя) «Аквафом», а также продемонстрирована работа другого пожарного оборудования, применяемого в составе установок для сокращения испарений аммиака и создания водяных завес.
При создании систем защиты объектов, связанных с хранением и обращением аммиака, возможно применение двух подходов:
- Разработка и производство установок для сокращения испарений аммиака при аварийных разливах как самостоятельных систем промышленной безопасности;
- В случаях, если объект защиты с хранением и обращением аммиака подлежит оснащению автоматической установкой пожаротушения, то она реализуется с основной функцией – тушение возможного пожара в автоматическом режиме, и с дополнительной функцией – сокращение испарений аммиака при аварийных разливах путем дистанционного пуска с определенным временем работы для создания необходимого слоя пены.
