用於對油罐中油和石油產品滅火的方法和設備的製作方法

2023-05-21 18:32:11

專利名稱：用於對油罐中油和石油產品滅火的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及消防技術領域，本發明提出一種用於對立式鋼罐(VST)中與具有固定頂部和浮筒的立式鋼罐(VSTP)中的油和石油產品以及易燃(FL)和高可燃(HIL)液體進行滅火的方法和設備。
背景技術：
已知在著火情況下包括進給粒狀固定二氧化碳，具有直徑為3_4cm的微粒的用於熄滅正在燃燒的液體的方法。微粒以堅實的部分的形式進給到所述正在燃燒的液體層以下(10. 30. 91的前蘇聯著作權證書1687266)。使用固定二氧化碳熄滅正在燃燒的液體的缺點是難以將它經過填充-排出工藝管道進給到所述正在燃燒的油罐中，撲滅火焰所消耗的材料的高消耗量(至少0. 7kg/m3)並且將所述材料儲存在絕緣罐中。還已知使用乾粉滅火器熄滅氣體-粉末的方法，所述乾粉滅火器設計成用於撲滅 局部著火，它包括具有滅火粉末的汽缸-噴槍、具有炸藥和煙火爆筒的產生氣體腔室以及自動控制系統。所述滅火器在 VNIIPO MVD RF SSSR[Al 1-Union Fire Safety ScientificResearch Institute, Ministry of Internal Affairs, Russian Federation, USSR]建築及維護規則(1978，pp. 12，16，30，fig. 5和4)中進行了描述。所述方法的缺點是-設備重量與它的滅火裝料的重量的更高比率；-在所述氣體產生腔室中的高壓(10010^)和高溫(1500-2000°0;-在所述滅火器汽缸中的高壓(IOMPa)；-因為滅火成分的高排出速度(高達250m/s)和它對操作人員的更高危險性而難以使用這種熄滅方法。已知按照08. 18. 92的俄羅斯聯邦專利No. 2129031的滅火方法，所述方法包括將固體燃料空懸微粒形成物質進給到所述正在燃燒的表面上，所述固體燃料空懸微粒形成物質的形式為比重為800kg/m3的產生泡沫的微粒或產生泡沫的棒，塗覆有著火溫度為120-140°C的防水化合物。根據所述發明，所述化合物手動(裝有泡沫產生微粒的小袋被扔到裝有油的油罐的正在燃燒的表面上)或者經過軟管從機動車進給。我們認為這種方法實際上不能實施，因為將具有上述參數的固體燃料或煙火劑進給到所述正在燃燒的油罐表面，尤其是具有375m2正在燃燒的表面，是非常危險的。RVS-5000油罐的直徑是21. lm，正在燃燒的表面是356m2。在著火時，火焰高度等於1-2倍直徑。因此如果所述火焰高度等於所述直徑，即21. lm，火焰體積是7511. 6m3。根據所述說明，密度為600kg/m3的24kg8-10mm直徑的泡沫形成微粒將只覆蓋％1的正在燃燒表面面積，產生的空懸微粒的濃度(假設所述化合物的利用係數等於I)將是240000g :7511. 6m3=3. 19g/m3，而所述作者列舉為CCTW=63g/m3。如果考慮作者敘述的所述釋放的氣體的體積比泡沫產生棒的體積大1600倍，燃燒產物的體積將是64m3，它是火焰體積的0. 85%。到目前為止還沒有發現具有滅火濃度
3.19g/m3，或按照體積是0. 85%的滅火物質，因此，這種方法在物理上是不可實施的。
還已知按照08. 05. 94的俄羅斯聯邦專利No. 2096053A62C 2/00的油罐中滅火的方法。所述方法的實質是燃燒固體燃料成分(SFC)並且在冷卻條件下從下向上進給所述氣體-空懸微粒混合物到所述正在燃燒的表面，其中以2步進行冷卻。在第一步期間，固體燃料成分燃燒的產物在水管道中被冷卻，或海水被供給給它。在第二步期間，在所述管道中沒有溶解、沉澱或凝結的氣體-空懸微粒的混合物(GAM)的剩餘部分穿過一層易燃或高可燃液體朝向所述正在燃燒的表面冒泡。滅火物質相對於正在燃燒的表面的特定消耗量是
0.2kg/m2，對於Im2的正在燃燒面積，HIL體積是0. 75m3，HIL火焰高度是75m。所述方法的主要缺點是更高的著火危險(在高著火風險設施中使用自燃的SFC)，通過燃燒產物產生的油和石油產品的熱解，以及在GAM在全尺寸VST(立式鋼罐)中冒泡過程中相對高消耗量的滅火成分。因而，例如在俄羅斯聯邦中常用的RVS-5000油罐具有5000m3的體積，液體表面直徑22. 8m,存儲的液體體積高度11. 92m。液體表面直徑是408m2。因此，為了在全尺寸條件下將GAM均勻分布在RVS-5000油罐液體表面上，除所述專利中描述的步 驟外,還必需使用管鉸刀冒泡GAM,其中，起泡器孔的直徑AHaMeT p (Itl從下面的公式
中導出
*O*2 g (P* - Pt)
4[ —-]w<d0<29x---(I)
g Cp* - Pr)p*pr[ Hp*g/pa + Ip式中，o $表不表面張力的易燃液體表面係數；P r表示氣體燃燒產物的密度；H表示關於起泡器的液體體積高度；P a表示大氣壓力；以及G表示重力加速度；並且所述起泡器孔的中心之間的中心距離L從下述關係式得到
6 do。*H p徽 g
L>t———~]I/3 * [ --+1](2)
g(p - Pr)P8(參見Ya. Ye. Geguzin. n y 3 Bi p h [ 「Bubbles，，]，Moscow，1985)。根據實驗數據(I . V Belov, Ye. V. Prokolov.
CKOpOCTBABMiKeHMilMttopMLJ
B03AyniHBixny3tipeHBB0Ae[ 「The Velocity and Shapes of AirBubbles in Water], PMTFj No. 3，1968)，冒泡的平均上升速度在dny3彡2mm時為uny 3 ^ 0. 23m/so計算顯示起泡器孔的最佳直徑是d。= 3 mm，所述孔之間的距離L=9mm (參見俄羅斯聯邦專利NO.2126702A62C 3/06)。因而，為了實現在RVS-5000中滅火的效果，必須需要具有50000個孔的起泡器。管道中和冷卻器上的滅火空懸微粒的損失分別多達50% (V. V. Agafonov,N. P. Kopylov. ycTaH0BKHa3p030JiBH0r0n0)Kap0TyiueHH n [Aerosol Fire-Extinguishing Units]，Moscow，1999，302pp. ) 結果，在全尺寸條件下，實際消耗量是0. 8kg/m2，將GAM進給到所述正在燃燒的液體表面(考慮到所述滅火空懸微粒產生器(FAG)的運行時間)的時間將是至少2分鐘。已知按照俄羅斯聯邦專利No. 2241508的在具有高可燃(HIL)和易燃(FL)液體的油罐中滅火的方法。在這個方法中，通過從下向上將滅火氣體-分散體混合物(GDM)進給到所述燃燒區域中進行滅火，並且所述滅火GDM通過在至少2MPa的壓力下進給氣態的和/或液化氣體鈍感劑，和/或氣態的和/或液化的均質的阻燃劑，和/或防碳氫化合物的表面活化劑到具有粉末的或液體的異質的阻燃劑的容器中，所述容器包括在所述容器中的壓力達到至少
0.42MPa時提供GDM釋放的閥門，通過穿孔的噴灑器或幾個噴灑器提供GDM的180°噴灑，以至少lkg/s的速度，方向平行於所述正在燃燒的液體的表面的方向並且噴灑到所述液體表面上方的上半球中，GDM在所述正在燃燒的表面上方的火焰體積的中心中足以達到至少
0.09kg/m2的強度，其中，所述氣體的和分散相的滅火混合物的質量比在02 :1和15:1之間。惰性氣體(例如C02、N2、Ar或它們的混合物)和/或非臭氧損害的滷素-碳氫化合物用作氣態組分，異質阻燃劑使用基於滅火碳酸鹽的、和/或基於氯化物的、和/或基於鹼或鹼土的、和/或基於銨的粉末化合物或者正磷酸的霧化溶液。GDM同時從產生器漂浮到油罐中的液體的表面上，並且圍繞所述油罐周緣和在它的中心進行定位，其中，來自周緣產生器的水平噴灑的合成矢量指向中心，來自中心產生器的合成矢量指向周緣，從所述周緣產生器噴灑到所述上半球中的合成矢量指向所述火焰體積的中心，並且來自位於中心的產生器的合成矢量從所述正在燃燒的表面的中心以與以上矢量成90°的方式指向所述周緣。這個方法的主要缺點是它不是抗爆炸的，即當HIL和/或FL蒸汽爆炸時，漂浮在VST中液體表面上的裝置損壞並且從所述油罐中噴出。已知在具有固定頂部或固定頂部和浮筒的油罐中或者在具有浮動頂部的油罐中通過從消防模塊裝置或許多安裝在所述油罐外側或浮動頂部上的裝置進給滅火氣體-分散混合物來撲滅高可燃和易燃液體的方法，其特徵在於，所述氣體-分散體滅火混合物以2個步驟形成。所述第一步驟在一個容器中執行，在具有分散的異質化學阻燃劑的預燃燒室中通過在至少2. 5MPa的壓力下進給至少五分之一的氣態的和/或液化的阻燃劑，或者氣態的和/或液化的具有乙醇、丙醇、丙基甲醇或它們的混合物的冷凝劑，和/或碘溶液的5-20%溶液，或者鹼金屬碘溶液，或者招，或者它們在上述溶劑-甲醇(carbinol)中的混合物。所述混合物的氣態的和/或液化的組分根據來自火警的信號，或者手動通過安裝在所述預燃燒室內側的管狀充氣器，汽缸或汽缸系統或者從具有開關裝置(OCD)的氣體產生器進給到所述預燃燒室，所述預燃燒室經排放閥連接次級加速混合室，所述閥門在至少0. 9MPa的壓力下打開，在其中最終形成氣體-分散體混合物，氣體和分散相的比率在0. 35 :1和100:1之間，並且氣態的和液化的鈍感劑的比率選擇為使得氣體汽缸系統中的壓力在_50°C時為至少 4MPa。在所述第二步驟中，所述氣體-分散體混合物從所述加速混合室進給到噴嘴模塊，所述噴嘴模塊具有打開所述噴嘴模塊的截止閥。所述模塊包括具有它的噴嘴對直徑比率的超聲波擴散器，使得所述噴嘴出口壓力為至少0. IMPa，所述質量流速為至少15kg/S。二氧化碳和/或碳氟化合物，或者六氟化硫用作氣態的和/或液化的鈍感劑；溴代烴(bromine hydrocarbon)和 / 或碘-齒代經(halogen hydrocarbon)用作氣態的和 / 或液化的均質阻燃劑；氮或氬用作氣態鈍感劑；並且基於鹼、鹼土或氯化銨、硫酸鹽、磷酸鹽或碳酸鹽的滅火粉用作異質抗氧化劑。已知按照俄羅斯聯邦專利No. 2355450 C2在油罐中熄滅FL的方法。類似地，這種方法的缺點是難以使用，因為所述噴灑器位於所述FL表面上方，並且它在爆炸燃燒時被損壞。已知用於通過從在所述中心漂浮的上述裝置中進給氣體-分散體滅火混合物到所述液體燃燒區中熄滅油罐中的火的方法(03. 02. 2004的專利RU2258549)，我們選擇它作為原型。所述原型和類似方法的缺點是它們不是抗爆炸的。已知熄滅油罐中的油的裝置，所述裝置包括氣體-粉末注射器和/或氣體-液體 注射器(泡沫產生器)通過開關裝置泵送-進給FES到環和徑向管道的系統中。所述管道相對於所述油罐底部水平地置於油中並且連接豎直管系統，所述豎直管系統在它們頂部區域中具有延伸到所述油表面上方的噴嘴噴灑器；所述噴灑器能夠進給滅火物質(FES)到正在燃燒的FL的表面上方(II. 12. 1996的US專利No. 5573068，IPC A 62C 3/06)。這個裝置選擇為所述原型。所述原型裝置的缺點是I.所述裝置的高金屬含量。例如油罐RVS-5000具有22. 8m油「鏡面」直徑和
11.92m柱高度。根據所述原型專利說明書，環管道的數量是即在我們的實例中，環管道的數量將是3VSli" = 2 . § 3，即3個環管道，其中，具有最大半徑的一個遠離VST內壁具有至少lm，即最大環直徑將& 21m，中間直徑將& 14m,內直徑將& 7m。所述三個環利用至少六個交叉徑向管道連接，即具有6個比21m長的長管。在環和徑向罐的交叉處具有豎直排放管，&13m高。這是比13還多的管，每個Ilm長。因而，所述管道的總長度是L= ^Ti JX2+ Ti JI 3 + ^+13111111=66111+44111+22111+126111+143111=40111^對於泡沫熄滅，管道的內側直徑是200mm,對於粉末熄滅為50mm。5mm壁厚的泡沫熄滅鋼管道的重量將是9. 6t，對於具有3mm壁厚的粉末熄滅系統，所述管道重量獨自將是I. 5t。2.所述噴嘴噴灑器剛性固定到所述液體的最高水平面上方0. 15-0. 3m的高度。但在RVS-5000油罐中FL柱高度能夠是11. 5m,即當油罐中的FL或HIL被消耗時，熄滅條件是不同的，因為由於噴流(jet)的動能損失以及由於蒸發的FL和/或FL燃燒產物的反向流動，更難以將噴流從11. 5m的高度輸送到正在燃燒的表面。3.在具有固定或浮動頂部的VST中著火期間，實際上在VST中總是存在蒸汽的燃燒並且一般來說，剛性頂部的損壞和安裝在所述VST上部分中的自動滅火單元的損壞(參JAL Sharovarnikov, I. F. , Molchanov, V. P, et al. TymeHHenoacapoBHetJ)THHHe(J)TenpoAyKToB [Extinguishing Fires of Oil and PetroleumProducts], Moscow,「Kalan」 Publishing House, 2002, p. 437)。4.所述原型裝置的另一重要缺點是當FES從上方進給到著火區時FES的高特定消耗量(參見 A. N. Baratov and Ye. M. Ivanov. rioacapoTyiueHHeHa n
peAnpHHTHHXXHMHMeCKOHHHe^TeXHMHMeCKOHn p o M ti I in JieHHOCTH [Fire Fighting at Chemical and PetrochemicalEnterprises]，Moscow, 「Khimiya，，Publishing House, 1979, p. 368,和上述參考源:Sharovarniko v, I. F. , Molchanov, V. P. , et al. TymeHHenoacapoBHe(J)THHHe(J)TenpoAyKToB [Extinguishing Fires of Oil and PetroleumProducts]，Moscow, 「Kalan」Publishing House, 2002, p. 437)。根據上述參考源的信息，基於碳酸氫鈉的滅火物質和基於磷酸銨的粉末的消耗量在I. 5kg/m2和4. 5kg/m2之間，對於泡沫，在 I. 4kg/m2 和 2. 6kg/m2 之間。

發明內容
本發明的目的在於發展一種抵抗油罐中的油和石油產品的蒸汽爆炸的方法和裝置，並且通過減小滅火時間和裝置金屬含量改進滅火的效率。所述目的通過實施要求保護的在具有固定頂部的油罐中熄滅FL的方法和裝置來實現，即通過從位於所述油罐外部的模塊化滅火裝置(注射器)經0⑶、排放管道和噴灑器進 給氣態的或氣體-分散體滅火混合物到從浮動噴灑器表面到正在燃燒的液體表面的著火區，其中，滅火包括三個步驟第一步所述浮動的噴灑器在至少等於所述噴灑器高度的深度上安裝在正在燃燒的燃料的水平面以下，其中，所述管道長度從下面的關係式得到
權利要求
1.一種用於對油罐中油和石油產品進行滅火的方法，所述方法通過從置於所述油罐外側的滅火裝置(注射器)通過開關裝置、排放管道和噴灑器進給氣態的或氣體-分散體滅火混合物到所述著火區中，其特徵在於，所述滅火混合物從浮動的噴灑器表面進給到所述正在燃燒的液體表面上方，其中，滅火包括三個步驟 第一步所述浮動的噴灑器經所述具有所述注射器的開關裝置連接到所述管道，所述浮動的噴灑器在等於至少所述噴灑器高度的深度安裝到所述正在燃燒的液體層以下、和/或安裝在所述液體的表面上，其中，所述管道的長度用下述關係式確定
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於， 作為氣體-分散體滅火混合物，使用包括精細分散的添加劑、用於流動性的特定添加齊U，有機矽憎水劑，主要粉狀的阻燃劑，和氣態的和/或液化的鈍感劑或者鈍感劑和液體抑制劑的混合物；其中作為氣態的和/或液化的鈍感劑，使用二氧化碳，或者二氧化碳和氮氣或空氣在比率為9:1和4:1之間的混合物，或者二氧化碳和烷基甲醇在比率為99:1和90:10之間的混合物，或者二氧化碳和氮氣或空氣與烷基甲醇在比率(80-100) (5-20)(0. 5-5)的混合物，並且作為液體阻燃劑，使用碘的5%烷基甲醇溶液或者碘和鹼土金屬碘化物或碘化銨的5-20%烷基甲醇溶液，其中，所述鈍感劑-液體抑制劑混合物中的比率在100:1和100:30之間，並且二氧化碳在100:1到10:1之間用二甲基甲酮改良，具有組分的下述比率,質量％ 精細分散的添加劑-0. 2-2. 8 ； 用於流動性的特定添加劑-4. 6-25 ； 有機矽憎水劑-0. 1-0. 7 ； 主要粉狀的阻燃劑-15-85 ； 鈍感劑或鈍感劑和液體抑制劑的混合物-其餘；並且作為氣態的滅火混合物，使用包括壓縮的氣體推進劑(氮氣、氬氣、依納根或它們與空氣的混合物)和液化的滅火氣體(二氧化碳、六氟化硫、滷代烷或它們的混合物)，壓縮的和液化的氣體具有下述比率，質量％: 壓縮的氣體_6. 6-60 ； 液化的氣體-其餘。
3.一種位於油罐外部的用於對在油罐中的油和石油產品進行滅火的裝置(注射器)，所述裝置包括一個具有滅火的分散的或液化的氣體成分的容器和一個具有氣態的鈍感劑-推進劑的容器，或者一個具有組合的滅火的分散的或氣態成分和推進劑的容器，所述裝置能夠將所述滅火成分通過所述開關裝置和具有噴灑器的排放管道噴射到所述油罐中進入所述著火區，其特徵在於， 在所述油罐外部，所述排放管道利用鉸鏈和所述開關裝置連接所述注射器，並且在另一端，它利用鉸鏈和具有可調整浮力的浮標連接所述噴灑器，其中，所述噴灑器具有位於具有360°後掠角的水平平面中的至少一排噴嘴孔。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於， 所述噴嘴孔的形式製成為擴散器，其中，80-95%的孔位於水平的平面中，5-20%的孔以與所述水平的平面成3° -90°的角度放置，並且擴散器噴嘴的總數用下述公式導出90°360° ^< n < a ~ ~ a 式中，n是擴散器的數量；和 a是所述擴散器角度。
5.根據權利要求3和4所述的裝置，其特徵在於， 所述開關裝置製成為用電力和/或氣動和/或手動啟動，具有常規的或防灰塵點燃的結構。
全文摘要
本發明涉及消防技術領域。所述用於對油罐中油和石油產品進行滅火的方法包括通過浮動的噴灑器進給滅火混合物，所述浮動的噴灑器的表面在所述正在燃燒的液體表面上方。滅火包括三個步驟。第一步經具有注射器的開關裝置連接排放管道的浮動的噴灑器安裝到所述正在燃燒的液體層以下。第二步在發出火警信號後，所述注射器上的開關裝置打開，並且所述滅火混合物經過所述管道和浮動的噴灑器進給到所述層以下和/或所述正在燃燒的液體的表面上，形式為從所述中心到周緣的緊湊的噴流，平行於水平面。第三步所述浮動的噴灑器表面在所述正在燃燒的液體表面上方。在所述用於對油和石油產品進行滅火的裝置中，所述排放管道利用鉸鏈和開關裝置在所述油罐的外側連接到所述注射器。在所述管道的另一端，它利用鉸鏈和浮標連接所述注射器。所述浮標具有可調整的浮力。所述噴灑器具有至少一排噴嘴孔。本發明的技術效果是由於縮短了所述裝置的滅火時間和減小了所述裝置的金屬含量而更高效率地撲滅油罐中的火。
文檔編號B05B17/00GK102791336SQ201080064753
公開日2012年11月21日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年2月24日
發明者A·N·巴拉託夫, D·D·奧斯馬科夫, G·V·特魯布尼科娃, L·V·勒扎斯基, P·G·韋列京斯基, V·I·斯滕科沃伊, V·I·謝利維奧爾斯託夫, V·L·巴哈列夫 申請人:V·I·斯滕科沃伊, V·I·謝利維奧爾斯託夫