Ученые выяснили, какая пена лучше тушит битум и меньше вредит экологии
Исследователи Томского политеха провели комплексные исследования и определили, какие виды тушащих составов лучше всего подходят для тушения битума в промышленных резервуарах. Предложенный ими подход помогает выбрать пену с учетом скорости тушения, охлаждения резервуара, риска повторного возгорания и воздействия на окружающую среду. По оценкам авторов, технология может использоваться при проектировании систем противопожарной защиты битумных хранилищ, нефтяных терминалов и нефтеперерабатывающих предприятий.
Почему это сложная задача?
Даже после ликвидации пламени разогретый нефтепродукт продолжает разлагаться и выделять горючие и токсичные газы. Если температура остается высокой, смесь над поверхностью битума может загореться повторно. Поэтому необходимо не только быстро перекрыть пламени доступ к кислороду, но и охладить содержимое резервуара, а также уменьшить поступление опасных веществ в атмосферу.
Как исследовали?
Ученые сравнили четыре вида компрессионной пены — воздушно-эмульсионную, азотную, углекислотную и гидратную. Для испытаний создали две установки с модельными резервуарами объемом 0,1 и 0,4 м, конструкция которых повторяла особенности промышленного вертикального стального резервуара. В них нагревали, поджигали, а затем тушили битум короткими импульсами пены разного состава. Параллельно с помощью датчиков измеряли температуру нефтепродукта, стенок резервуара и газов над его поверхностью, а также концентрации опасных веществ в выбросах.
Результаты
Лучшие показатели по охлаждению битума продемонстрировала углекислотная пена: за три минуты температура нефтепродукта снизилась на 127 °C (гидратная — на 103 °C, азотная — на 54 °C, воздушно-эмульсионная — на 15 °C). Самое быстрое подавление открытого пламени обеспечила азотная пена — около 0,4 секунды и 0,4 литра пены.
По совокупности показателей — скорости и глубине охлаждения, расходу вещества и экологичности — лучшие результаты показали углекислотная и гидратная пены. Их расчетный коэффициент эффективности составил 0,72–0,87, что в 1,3–2 раза выше по сравнению с традиционным тушением воздушно-компрессионной пеной.
Что дальше?
Результаты экспериментов легли в основу метода прогнозирования времени выгорания битума и необходимого количества огнетушащего вещества — он учитывает размеры типовых промышленных резервуаров объемом от 200 до 5000 м.
