Мазут, как топливо широко представлен на теплогенерирующих установках ТЭС (ТЭС – теплоэлектростанция), водном и железнодорожном транспорте. Являясь промежуточным сырьем, при получении минеральных масел и других нефтепродуктов мазут занимает четвёртое место после нефти, газа и дизельного топлива в структуре экспорта России [https://ru.wikipedia.org].

Большие объемы мазута доставляются потребителям железнодорожным транспортом. Для налива и опорожнения железнодорожных цистерн предусмотрены железнодорожные эстакады (рисунок 1). Данные объекты обладают высокой пожарной опасностью и, нередко, требуется оценить пожарный риск [2], чтобы сделать вывод о соответствии объекта требованиям пожарной безопасности [1].

Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах предполагает рассмотреть реализацию возможных сценариев аварийной ситуации (дерево событий) [2]. Одним из основных сценариев пожароопасной ситуации, для объектов хранения и транспортировки нефти и нефтепродуктов, является «пожар пролива». Однако, не всегда такой сценарий аварии имеет место.

Рисунок 1. Железнодорожная эстакада галерейного типа

Данная предпосылка обусловлена несколькими факторами: высокая температура вспышки паров мазута, сильно зависящая от его марки; максимальная температура летнего времени северных регионов России ниже температуры вспышки; источники зажигания не всегда способные воспламенить разлив «холодного» мазута; низкая скорость распространения горения по проливу, задержка в достижении максимального тепловыделения при полном охвате пламенем разлива

Количественно обосновать исключение пожара пролива из расчета пожарного риска возможно, рассмотрев и сравнив продолжительность двух процессов: распространение пламени по проливу мазута и перемещение операторов эстакады в безопасную область. На рисунке 2 представлены этапы для решения поставленной задачи.

Анализ литературных источников, посвященных скорости развития горения по проливу, показывает, что исследователей интересуют несколько параметров, характеризующих скорость. Скорость снижения фиксированного уровня горящей жидкости (англ. – burning rate), м/мин, скорость распространения фронта пламени (англ. – flame spread), м/мин. Таким образом, параметр, наиболее полно отвечающий требованиям работы соответствует скорости распространения фронта пламени.

Рисунок 2. Этапы решения задачи о количественном обосновании исключения пожара-пролива из расчета риска

Анализ исследований и нормативных документов, посвященных определению скорости распространения фронта по ЛВЖ и ГЖ (температура вспышки более 40⁰С) представлена в таблице 1.

Табл. 1 Экспериментальные значения скорости фронта пламени по поверхности ненагретых жидкостей

 Продолжение таблицы 1

Указанные значения скоростей фронта пламени, не в полной мере отвечают поставленной в работе задаче. Данное утверждение продиктовано методикой расчета пожарного риска [2], в которой рассматривается пожар пролива и принимается максимальный тепловой поток развившегося пожара. Данные таблицы 1, возможно использовать при моделировании процесса распространения горения. Планируется проведение экспериментальных исследований распространения горения на площади превышающей 10 м².

Согласно методике расчета пожарного риска [2] эвакуация операторов эстакады, а точнее процесс самоспасания, учитывается как вероятностная величина. При этом параметры, характеризующие процесс самоспасания и оператора эстакады, а также состояние путей самоспасания не рассматриваются детально. В работе планируется проведение натурного экспермента по самоспасанию оператора железнодорожной эстакады в различных погодных условиях (наличие и отсутствие снежного покрова и наледи). Данный эксперимент ставит цель обосновать возможные скорости перемещения оператора в безопасную область, на территории.

Таким образом, чтобы количественно обосновать возможность исключения сценария пожара пролива из расчета пожарного риска для сливоналивной железнодорожной эстакады требуется смоделировать процесс распространения горения по проливу мазута и процесс самоспасания операторов в безопасную зону. Если время самоспасания будет значительно меньше чем развитие горения, то данный сценарий для эстакад с мазутом возможно исключить.

Литература

1. Федеральный закон от 22.07.2008 г. №123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (в ред. Федеральных законов от 10.07.2012 № 117-ФЗ,от 02.07.2013 № 185-ФЗ, от 23.06.2014 № 160-ФЗ,от 13.07.2015 № 234-ФЗ, от 03.07.2016 № 301-ФЗ, от 29.07.2017 № 244-ФЗ). Справочная правовая система Консультант Плюс. http://www.consultant.ru/.
2. Приказ МЧС России от 10.07.2009 г. № 404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» с учетом изменений, утвержденных Приказом Министра МЧС РФ от 14.12.2010 № 649 «О внесение изменений в Приказ МЧС России от 20.07.2009 № 404» (Зарегистрировано в Минюсте РФ 20.01.2011 регистрационный номер 19546). Справочная правовая система Консультант Плюс.http://www.consultant.ru/.
3. Руководство по определению зон воздействия опасных факторов аварий с сжиженными газами, горючими жидкостями и аварийно химически опасными веществами на объектах железнодорожного транспорта
4. Study on Flame Spread over Aviation Kerosene and Diesel Manhou Li1, a, Shouxiang Lu1, b, Jin Guo1, c and Kwok-Leung Tsui. // Advanced Materials Research Vol. 1016 (2014) pp 587-591 © (2014) Trans Tech Publications, Switzerland doi:10.4028/www.scientific.net/AMR.1016.587
5. (LIQUID SPILLAGE FIRES By G. W. V. STARK, B.Sc, A.R.LC. LChem.E. SYMPOSIUM SERIES No. 33 (1972: Instn chem. Engrs, London))
6. Guidelines for fire protection in chemical, Petrochemical and hydrocarbon processing facilities. Руководство по противопожарной защите в химической, нефтехимической и перерабатывающей промышленности для центра химической безопасности
7. Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. - М.: ГУГПС-ВНИИПО-МИПБ, 1999.