专利名称：用于对油罐中油和石油产品灭火的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及消防技术领域，本发明提出一种用于对立式钢罐(VST)中与具有固定顶部和浮筒的立式钢罐(VSTP)中的油和石油产品以及易燃(FL)和高可燃(HIL)液体进行灭火的方法和设备。
背景技术：
已知在着火情况下包括进给粒状固定二氧化碳，具有直径为3_4cm的微粒的用于熄灭正在燃烧的液体的方法。微粒以坚实的部分的形式进给到所述正在燃烧的液体层以下(10. 30. 91的前苏联著作权证书1687266)。使用固定二氧化碳熄灭正在燃烧的液体的缺点是难以将它经过填充-排出工艺管道进给到所述正在燃烧的油罐中，扑灭火焰所消耗的材料的高消耗量(至少0. 7kg/m3)并且将所述材料储存在绝缘罐中。还已知使用干粉灭火器熄灭气体-粉末的方法，所述干粉灭火器设计成用于扑灭 局部着火，它包括具有灭火粉末的汽缸-喷枪、具有炸药和烟火爆筒的产生气体腔室以及自动控制系统。所述灭火器在 VNIIPO MVD RF SSSR[Al 1-Union Fire Safety ScientificResearch Institute, Ministry of Internal Affairs, Russian Federation, USSR]建筑及维护规则(1978，pp. 12，16，30，fig. 5和4)中进行了描述。所述方法的缺点是-设备重量与它的灭火装料的重量的更高比率；-在所述气体产生腔室中的高压(10010^)和高温(1500-2000°0;-在所述灭火器汽缸中的高压(IOMPa)；-因为灭火成分的高排出速度(高达250m/s)和它对操作人员的更高危险性而难以使用这种熄灭方法。已知按照08. 18. 92的俄罗斯联邦专利No. 2129031的灭火方法，所述方法包括将固体燃料空悬微粒形成物质进给到所述正在燃烧的表面上，所述固体燃料空悬微粒形成物质的形式为比重为800kg/m3的产生泡沫的微粒或产生泡沫的棒，涂覆有着火温度为120-140°C的防水化合物。根据所述发明，所述化合物手动(装有泡沫产生微粒的小袋被扔到装有油的油罐的正在燃烧的表面上)或者经过软管从机动车进给。我们认为这种方法实际上不能实施，因为将具有上述参数的固体燃料或烟火剂进给到所述正在燃烧的油罐表面，尤其是具有375m2正在燃烧的表面，是非常危险的。RVS-5000油罐的直径是21. lm，正在燃烧的表面是356m2。在着火时，火焰高度等于1-2倍直径。因此如果所述火焰高度等于所述直径，即21. lm，火焰体积是7511. 6m3。根据所述说明，密度为600kg/m3的24kg8-10mm直径的泡沫形成微粒将只覆盖％1的正在燃烧表面面积，产生的空悬微粒的浓度(假设所述化合物的利用系数等于I)将是240000g :7511. 6m3=3. 19g/m3，而所述作者列举为CCTW=63g/m3。如果考虑作者叙述的所述释放的气体的体积比泡沫产生棒的体积大1600倍，燃烧产物的体积将是64m3，它是火焰体积的0. 85%。到目前为止还没有发现具有灭火浓度
3.19g/m3，或按照体积是0. 85%的灭火物质，因此，这种方法在物理上是不可实施的。
还已知按照08. 05. 94的俄罗斯联邦专利No. 2096053A62C 2/00的油罐中灭火的方法。所述方法的实质是燃烧固体燃料成分(SFC)并且在冷却条件下从下向上进给所述气体-空悬微粒混合物到所述正在燃烧的表面，其中以2步进行冷却。在第一步期间，固体燃料成分燃烧的产物在水管道中被冷却，或海水被供给给它。在第二步期间，在所述管道中没有溶解、沉淀或凝结的气体-空悬微粒的混合物(GAM)的剩余部分穿过一层易燃或高可燃液体朝向所述正在燃烧的表面冒泡。灭火物质相对于正在燃烧的表面的特定消耗量是
0.2kg/m2，对于Im2的正在燃烧面积，HIL体积是0. 75m3，HIL火焰高度是75m。所述方法的主要缺点是更高的着火危险(在高着火风险设施中使用自燃的SFC)，通过燃烧产物产生的油和石油产品的热解，以及在GAM在全尺寸VST(立式钢罐)中冒泡过程中相对高消耗量的灭火成分。因而，例如在俄罗斯联邦中常用的RVS-5000油罐具有5000m3的体积，液体表面直径22. 8m,存储的液体体积高度11. 92m。液体表面直径是408m2。因此，为了在全尺寸条件下将GAM均匀分布在RVS-5000油罐液体表面上，除所述专利中描述的步 骤外,还必需使用管铰刀冒泡GAM,其中，起泡器孔的直径AHaMeT p (Itl从下面的公式
中导出
*O*2 g (P* - Pt)
4[ —-]w<d0<29x---(I)
g Cp* - Pr)p*pr[ Hp*g/pa + Ip式中，o $表不表面张力的易燃液体表面系数；P r表示气体燃烧产物的密度；H表示关于起泡器的液体体积高度；P a表示大气压力；以及G表示重力加速度；并且所述起泡器孔的中心之间的中心距离L从下述关系式得到
6 do。*H p徽 g
L>t———~]I/3 * [ --+1](2)
g(p - Pr)P8(参见Ya. Ye. Geguzin. n y 3 Bi p h [ “Bubbles，，]，Moscow，1985)。根据实验数据(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时为uny 3 ^ 0. 23m/so计算显示起泡器孔的最佳直径是d。= 3 mm，所述孔之间的距离L=9mm (参见俄罗斯联邦专利NO.2126702A62C 3/06)。因而，为了实现在RVS-5000中灭火的效果，必须需要具有50000个孔的起泡器。管道中和冷却器上的灭火空悬微粒的损失分别多达50% (V. V. Agafonov,N. P. Kopylov. ycTaH0BKHa3p030JiBH0r0n0)Kap0TyiueHH n [Aerosol Fire-Extinguishing Units]，Moscow，1999，302pp. ) 结果，在全尺寸条件下，实际消耗量是0. 8kg/m2，将GAM进给到所述正在燃烧的液体表面(考虑到所述灭火空悬微粒产生器(FAG)的运行时间)的时间将是至少2分钟。已知按照俄罗斯联邦专利No. 2241508的在具有高可燃(HIL)和易燃(FL)液体的油罐中灭火的方法。在这个方法中，通过从下向上将灭火气体-分散体混合物(GDM)进给到所述燃烧区域中进行灭火，并且所述灭火GDM通过在至少2MPa的压力下进给气态的和/或液化气体钝感剂，和/或气态的和/或液化的均质的阻燃剂，和/或防碳氢化合物的表面活化剂到具有粉末的或液体的异质的阻燃剂的容器中，所述容器包括在所述容器中的压力达到至少
0.42MPa时提供GDM释放的阀门，通过穿孔的喷洒器或几个喷洒器提供GDM的180°喷洒，以至少lkg/s的速度，方向平行于所述正在燃烧的液体的表面的方向并且喷洒到所述液体表面上方的上半球中，GDM在所述正在燃烧的表面上方的火焰体积的中心中足以达到至少
0.09kg/m2的强度，其中，所述气体的和分散相的灭火混合物的质量比在02 :1和15:1之间。惰性气体(例如C02、N2、Ar或它们的混合物)和/或非臭氧损害的卤素-碳氢化合物用作气态组分，异质阻燃剂使用基于灭火碳酸盐的、和/或基于氯化物的、和/或基于碱或碱土的、和/或基于铵的粉末化合物或者正磷酸的雾化溶液。GDM同时从产生器漂浮到油罐中的液体的表面上，并且围绕所述油罐周缘和在它的中心进行定位，其中，来自周缘产生器的水平喷洒的合成矢量指向中心，来自中心产生器的合成矢量指向周缘，从所述周缘产生器喷洒到所述上半球中的合成矢量指向所述火焰体积的中心，并且来自位于中心的产生器的合成矢量从所述正在燃烧的表面的中心以与以上矢量成90°的方式指向所述周缘。这个方法的主要缺点是它不是抗爆炸的，即当HIL和/或FL蒸汽爆炸时，漂浮在VST中液体表面上的装置损坏并且从所述油罐中喷出。已知在具有固定顶部或固定顶部和浮筒的油罐中或者在具有浮动顶部的油罐中通过从消防模块装置或许多安装在所述油罐外侧或浮动顶部上的装置进给灭火气体-分散混合物来扑灭高可燃和易燃液体的方法，其特征在于，所述气体-分散体灭火混合物以2个步骤形成。所述第一步骤在一个容器中执行，在具有分散的异质化学阻燃剂的预燃烧室中通过在至少2. 5MPa的压力下进给至少五分之一的气态的和/或液化的阻燃剂，或者气态的和/或液化的具有乙醇、丙醇、丙基甲醇或它们的混合物的冷凝剂，和/或碘溶液的5-20%溶液，或者碱金属碘溶液，或者招，或者它们在上述溶剂-甲醇(carbinol)中的混合物。所述混合物的气态的和/或液化的组分根据来自火警的信号，或者手动通过安装在所述预燃烧室内侧的管状充气器，汽缸或汽缸系统或者从具有开关装置(OCD)的气体产生器进给到所述预燃烧室，所述预燃烧室经排放阀连接次级加速混合室，所述阀门在至少0. 9MPa的压力下打开，在其中最终形成气体-分散体混合物，气体和分散相的比率在0. 35 :1和100:1之间，并且气态的和液化的钝感剂的比率选择为使得气体汽缸系统中的压力在_50°C时为至少 4MPa。在所述第二步骤中，所述气体-分散体混合物从所述加速混合室进给到喷嘴模块，所述喷嘴模块具有打开所述喷嘴模块的截止阀。所述模块包括具有它的喷嘴对直径比率的超声波扩散器，使得所述喷嘴出口压力为至少0. IMPa，所述质量流速为至少15kg/S。二氧化碳和/或碳氟化合物，或者六氟化硫用作气态的和/或液化的钝感剂；溴代烃(bromine hydrocarbon)和 / 或碘-齒代经(halogen hydrocarbon)用作气态的和 / 或液化的均质阻燃剂；氮或氩用作气态钝感剂；并且基于碱、碱土或氯化铵、硫酸盐、磷酸盐或碳酸盐的灭火粉用作异质抗氧化剂。已知按照俄罗斯联邦专利No. 2355450 C2在油罐中熄灭FL的方法。类似地，这种方法的缺点是难以使用，因为所述喷洒器位于所述FL表面上方，并且它在爆炸燃烧时被损坏。已知用于通过从在所述中心漂浮的上述装置中进给气体-分散体灭火混合物到所述液体燃烧区中熄灭油罐中的火的方法(03. 02. 2004的专利RU2258549)，我们选择它作为原型。所述原型和类似方法的缺点是它们不是抗爆炸的。已知熄灭油罐中的油的装置，所述装置包括气体-粉末注射器和/或气体-液体 注射器(泡沫产生器)通过开关装置泵送-进给FES到环和径向管道的系统中。所述管道相对于所述油罐底部水平地置于油中并且连接竖直管系统，所述竖直管系统在它们顶部区域中具有延伸到所述油表面上方的喷嘴喷洒器；所述喷洒器能够进给灭火物质(FES)到正在燃烧的FL的表面上方(II. 12. 1996的US专利No. 5573068，IPC A 62C 3/06)。这个装置选择为所述原型。所述原型装置的缺点是I.所述装置的高金属含量。例如油罐RVS-5000具有22. 8m油“镜面”直径和
11.92m柱高度。根据所述原型专利说明书，环管道的数量是即在我们的实例中，环管道的数量将是3VSli" = 2 . § 3，即3个环管道，其中，具有最大半径的一个远离VST内壁具有至少lm，即最大环直径将& 21m，中间直径将& 14m,内直径将& 7m。所述三个环利用至少六个交叉径向管道连接，即具有6个比21m长的长管。在环和径向罐的交叉处具有竖直排放管，&13m高。这是比13还多的管，每个Ilm长。因而，所述管道的总长度是L= ^Ti JX2+ Ti JI 3 + ^+13111111=66111+44111+22111+126111+143111=40111^对于泡沫熄灭，管道的内侧直径是200mm,对于粉末熄灭为50mm。5mm壁厚的泡沫熄灭钢管道的重量将是9. 6t，对于具有3mm壁厚的粉末熄灭系统，所述管道重量独自将是I. 5t。2.所述喷嘴喷洒器刚性固定到所述液体的最高水平面上方0. 15-0. 3m的高度。但在RVS-5000油罐中FL柱高度能够是11. 5m,即当油罐中的FL或HIL被消耗时，熄灭条件是不同的，因为由于喷流(jet)的动能损失以及由于蒸发的FL和/或FL燃烧产物的反向流动，更难以将喷流从11. 5m的高度输送到正在燃烧的表面。3.在具有固定或浮动顶部的VST中着火期间，实际上在VST中总是存在蒸汽的燃烧并且一般来说，刚性顶部的损坏和安装在所述VST上部分中的自动灭火单元的损坏(参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.所述原型装置的另一重要缺点是当FES从上方进给到着火区时FES的高特定消耗量(参见 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,和上述参考源: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)。根据上述参考源的信息，基于碳酸氢钠的灭火物质和基于磷酸铵的粉末的消耗量在I. 5kg/m2和4. 5kg/m2之间，对于泡沫，在 I. 4kg/m2 和 2. 6kg/m2 之间。
发明内容
本发明的目的在于发展一种抵抗油罐中的油和石油产品的蒸汽爆炸的方法和装置，并且通过减小灭火时间和装置金属含量改进灭火的效率。所述目的通过实施要求保护的在具有固定顶部的油罐中熄灭FL的方法和装置来实现，即通过从位于所述油罐外部的模块化灭火装置(注射器)经0⑶、排放管道和喷洒器进 给气态的或气体-分散体灭火混合物到从浮动喷洒器表面到正在燃烧的液体表面的着火区，其中，灭火包括三个步骤第一步所述浮动的喷洒器在至少等于所述喷洒器高度的深度上安装在正在燃烧的燃料的水平面以下，其中，所述管道长度从下面的关系式得到
权利要求
1.一种用于对油罐中油和石油产品进行灭火的方法，所述方法通过从置于所述油罐外侧的灭火装置(注射器)通过开关装置、排放管道和喷洒器进给气态的或气体-分散体灭火混合物到所述着火区中，其特征在于，所述灭火混合物从浮动的喷洒器表面进给到所述正在燃烧的液体表面上方，其中，灭火包括三个步骤 第一步所述浮动的喷洒器经所述具有所述注射器的开关装置连接到所述管道，所述浮动的喷洒器在等于至少所述喷洒器高度的深度安装到所述正在燃烧的液体层以下、和/或安装在所述液体的表面上，其中，所述管道的长度用下述关系式确定
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于， 作为气体-分散体灭火混合物，使用包括精细分散的添加剂、用于流动性的特定添加齐U，有机硅憎水剂，主要粉状的阻燃剂，和气态的和/或液化的钝感剂或者钝感剂和液体抑制剂的混合物；其中作为气态的和/或液化的钝感剂，使用二氧化碳，或者二氧化碳和氮气或空气在比率为9:1和4:1之间的混合物，或者二氧化碳和烷基甲醇在比率为99:1和90:10之间的混合物，或者二氧化碳和氮气或空气与烷基甲醇在比率(80-100) (5-20)(0. 5-5)的混合物，并且作为液体阻燃剂，使用碘的5%烷基甲醇溶液或者碘和碱土金属碘化物或碘化铵的5-20%烷基甲醇溶液，其中，所述钝感剂-液体抑制剂混合物中的比率在100:1和100:30之间，并且二氧化碳在100:1到10:1之间用二甲基甲酮改良，具有组分的下述比率,质量％ 精细分散的添加剂-0. 2-2. 8 ； 用于流动性的特定添加剂-4. 6-25 ； 有机硅憎水剂-0. 1-0. 7 ； 主要粉状的阻燃剂-15-85 ； 钝感剂或钝感剂和液体抑制剂的混合物-其余；并且作为气态的灭火混合物，使用包括压缩的气体推进剂(氮气、氩气、依纳根或它们与空气的混合物)和液化的灭火气体(二氧化碳、六氟化硫、卤代烷或它们的混合物)，压缩的和液化的气体具有下述比率，质量％: 压缩的气体_6. 6-60 ； 液化的气体-其余。
3.一种位于油罐外部的用于对在油罐中的油和石油产品进行灭火的装置(注射器)，所述装置包括一个具有灭火的分散的或液化的气体成分的容器和一个具有气态的钝感剂-推进剂的容器，或者一个具有组合的灭火的分散的或气态成分和推进剂的容器，所述装置能够将所述灭火成分通过所述开关装置和具有喷洒器的排放管道喷射到所述油罐中进入所述着火区，其特征在于， 在所述油罐外部，所述排放管道利用铰链和所述开关装置连接所述注射器，并且在另一端，它利用铰链和具有可调整浮力的浮标连接所述喷洒器，其中，所述喷洒器具有位于具有360°后掠角的水平平面中的至少一排喷嘴孔。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于， 所述喷嘴孔的形式制成为扩散器，其中，80-95%的孔位于水平的平面中，5-20%的孔以与所述水平的平面成3° -90°的角度放置，并且扩散器喷嘴的总数用下述公式导出90°360° ^< n < a ~ ~ a 式中，n是扩散器的数量；和 a是所述扩散器角度。
5.根据权利要求3和4所述的装置，其特征在于， 所述开关装置制成为用电力和/或气动和/或手动启动，具有常规的或防灰尘点燃的结构。
全文摘要
本发明涉及消防技术领域。所述用于对油罐中油和石油产品进行灭火的方法包括通过浮动的喷洒器进给灭火混合物，所述浮动的喷洒器的表面在所述正在燃烧的液体表面上方。灭火包括三个步骤。第一步经具有注射器的开关装置连接排放管道的浮动的喷洒器安装到所述正在燃烧的液体层以下。第二步在发出火警信号后，所述注射器上的开关装置打开，并且所述灭火混合物经过所述管道和浮动的喷洒器进给到所述层以下和/或所述正在燃烧的液体的表面上，形式为从所述中心到周缘的紧凑的喷流，平行于水平面。第三步所述浮动的喷洒器表面在所述正在燃烧的液体表面上方。在所述用于对油和石油产品进行灭火的装置中，所述排放管道利用铰链和开关装置在所述油罐的外侧连接到所述注射器。在所述管道的另一端，它利用铰链和浮标连接所述注射器。所述浮标具有可调整的浮力。所述喷洒器具有至少一排喷嘴孔。本发明的技术效果是由于缩短了所述装置的灭火时间和减小了所述装置的金属含量而更高效率地扑灭油罐中的火。
文档编号B05B17/00GK102791336SQ201080064753
公开日2012年11月21日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年2月24日
发明者A·N·巴拉托夫, D·D·奥斯马科夫, G·V·特鲁布尼科娃, L·V·勒扎斯基, P·G·韦列京斯基, V·I·斯滕科沃伊, V·I·谢利维奥尔斯托夫, V·L·巴哈列夫 申请人:V·I·斯滕科沃伊, V·I·谢利维奥尔斯托夫