Возникновение пожара.

Возникновение пожара в резервуаре зависят от следующих факторов:

- наличия источника зажигания,

- свойств горючей жидкости,

- конструктивных особенностей резервуара,

- наличия взрывоопасных концентраций внутри и снаружи резервуара.

Пожар в резервуаре в большинстве случаев начинается с взрыва паровоздушной смеси. На образование взрывоопасных концентраций внутри резервуаров оказывают существенное влияние физико-химические свойства хранимых нефти и нефтепродуктов, конструкция резервуара, технологические режимы эксплуатации, а также климатические и метеорологические условия. Взрыв в резервуаре приводит к подрыву (реже срыву) крыши с последующим горением на всей поверхности горючей жидкости. При этом, даже в начальной стадии, горение нефти и нефтепродуктов в резервуаре может сопровождается мощным тепловым излучением в окружающую среду, а высота светящейся части пламени составлять 1 - 2 диаметра горящего резервуара. Отклонение факела пламени от вертикальной оси при скорости ветра около 4 м× с^-1 составляет 60 - 70°.

Источниками зажигания могут являться:

- открытое пламя, которое может возникать при производстве газосварочных работ или при нарушении правил пожарной безопасности;

- искры или брызги расплавленного металла, возникающие при производстве электро- и газосварочных работ, а также при резке металлов газом или абразивными кругами;

- фрикционные искры, образующиеся при ударах или трении металлических частей друг о друга;

- искры, образовавшиеся при ударах и трении алюминия о ржавое железо, которые могут поджигать практически любые горючие смеси, что объясняется образованием термита сгорающего при высокой температуре (3500⁰С);

- разряды статического электричества и атмосферного электричества;

- самовозгорание пирофорных отложений на стенках резервуаров.

Факельное горение может возникнуть на дыхательной арматуре, местах соединения пенных камер со стенками резервуара, других отверстиях или трещинах в крыше или стенке резервуара при концентрации паров нефтепродукта в резервуаре выше верхнего концентрационного предела распространения пламени (ВКПРП).

Факельное горение на дыхательной арматуре характеризуется тем, что практически невозможен быстрый проскок пламени во внутреннее газовое пространство резервуара, но при длительном горении происходит прогрев как самой дыхательной арматуры (огнепреградителей), так и крыши резервуара вблизи нее с последующим разрушением их и переходом горения при определенных условиях внутрь резервуара.

Факельное горение, возникающее в случае выхода газовой смеси из резервуара через трещины, подрывы крыши, отверстия, появившиеся в результате коррозии или механических повреждений, является значительно более опасным.

Если при факельном горении наблюдается черный дым и красное пламя, то это свидетельствует о высокой концентрации паров горючего в объеме резервуара, и опасность взрыва незначительная. Сине-зеленое факельное горение без дымообразования свидетельствует о том, что концентрация паров продукта в резервуаре близка к области воспламенения и существует реальная опасность взрыва.

Рассмотрим условия возникновения пожара при различных вариантах. При первом варианте возникновение факела пламени, учитывая быстрое смешение выходящей из резервуара газовой смеси с атмосферным воздухом маловероятно, особенно в тех случаях когда концентрация паров горючих жидкостей незначительно превышает нижний концентрационный предел распространения пламени. При воспламенении парогазовоздушной смеси в объеме резервуара не занятом жидкостью происходит ее быстрое выгорание и далее наблюдается горение на поверхности жидкости внутри резервуара.

При большей концентрации паров горючих жидкостей в газовом пространстве резервуара воспламенение горючей смеси приводит к проскоку пламени внутрь и достаточно быстрому выгоранию газовой смеси и воспламенению жидкости. При быстром выгорании газовой смеси происходит резкое повышение температуры газовой фазы и, следовательно, резкое повышение давления внутри резервуара. В результате этого происходит чаще всего подрыв крыши резервуара, разрушение ослабленных мест крепления пенокамер и возникновению факельного горения в местах выхода газовой смеси.

При втором варианте воспламенение газовой фазы в местах ее выхода из резервуара приводит к проскоку пламени внутрь резервуара и взрыву.

В результате взрыва происходит частичный или полный отрыв (обрушение) крыши и воспламенение жидкости по всей свободной поверхности. В ряде случаев возможно разрушение резервуара.

При третьем варианте, когда концентрация паров горючей жидкости близка к верхнему концентрационному пределу распространения пламени, возникает факельное горение и при этом возможен взрыв («хлопок»), но при увеличении доступа воздуха в паро-воздушное пространство резервуара возможно снижение концентрации паров хранимого горючего, в результате чего может резко возрасти скорость горения паровоздушной смеси, что приводит к взрыву.

По мере увеличения концентрации паров горючей жидкости и превышения значения верхнего концентрационного предела распространения пламени вероятность проскока пламени от возникающего в местах выхода из резервуара горючей смеси факела пламени уменьшается и будет появляться его устойчивое горение снаружи.

Аналогичные условия начальной стадии пожара в резервуаре будут и при появлении источников зажигания, находящихся внутри резервуара, например, самовозгорание пирофорных отложений.

Факельное горение в резервуарах с плавающей крышей обычно возникает в местах повреждения герметизирующего затвора и неплотного прилегания герметизирующего затвора к стенкам резервуара. Горение выходящих паров хранимой жидкости приводит к прогоранию затвора и тепловому воздействию на металлоконструкции плавающей крыши. Это способствует появлению трещин в наиболее слабых местах, деформации конструкций резервуара и самой крыши, что в итоге приводит к потере плавучести крыши.

Как правило, пожар возникает из-за перекоса или зависания плавающей крыши или понтона, способствующего появлению открытых участков хранимой жидкости, повреждению герметизирующего затвора и возникновению механического искрения при трении металлических элементов плавающей крыши (понтона) о направляющие.

Перекос или зависание плавающей крыши или понтона чаще всего происходит вследствие их заклинивания, происходящего по различным причинам, или примерзания уплотняющего затвора, а также возможны и другие причины.

На резервуаре с плавающей крышей возможно образование локальных очагов горения в зоне уплотняющего затвора, в местах скопления горючей жидкости на плавающей крыше.

При хранении нефти и нефтепродуктов в условиях низких температур возможно зависание понтона или плавающей крыши при откачке продукта из резервуара, что может привести к падению их с последующим возникновением пожара

Условиями для возникновения пожара в обваловании резервуаров являются:

- перелив хранимого продукта,

- нарушение герметичности резервуара, задвижек, фланцевых соединений,

- наличие пропитанной нефтепродуктом теплоизоляции на трубопроводах и резервуарах.