АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ И СИСТЕМ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ГАЗОКАТАЛИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Актуальность темы заключается в том, что нефтегазовые и газоперерабатывающие предприятия являются объектами повышенной пожарной опасности (ОПО), так как включают в себя различные категории сооружений, производственных помещений категорий «А» и «Б», а также оборудования и установок вплоть до категорий «АН» и «БН» согласно техническому регламенту о требованиях пожарной безопасности. К одним из стратегических объектов относят аппараты полимеризации бутан-бутиленовых фракций, аппараты сбора и компремирования факельных газов высокого давления и газофракционирующие аппараты. Вместе с тем, возгорания на газокаталитическом производстве могут происходить в результате следующих причин: утечка газов из каталитического крекинга и регенератора с дальнейшим их воспламенением; разлив масла при его нагревании, сбои в процессах гидрокрекинга и изомеризации. Данные факты обуславливают постоянную модернизацию системы обнаружения и ликвидации пожаров в газо- и нефте-производственных подразделениях. Чтобы разработать эффективные методы предотвращения сильных пожаров на предприятии необходимо понять технологию возгораний и природу нагретых поверхностей установок. Технические правила предполагают, что показатели температуры наружных поверхностей турбин должны контролироваться в пределах 950°С. Однако на практике, в результате разных обстоятельств при реализации газокаталитического производства, бывают ситуации, что поверхность аппарата перегревается и температура достигает 1200-1300°С.

Газокаталитическое производство включает в себя комбинированные установки каталитического крекинга с блоками метил-трет-бутилового эфира; используемые для абсорбционного поглощения, стабилизации газовых параметров перед последующей переработкой и для фракционирования природного газа и нестабильного бензина с дальнейшим изготовлением однородного бензина, и стабилизации непредельного сниженного газа, который далее подразделяется на пропан-пропиленовые и бутан-бутиленовые фракции [1]. В связи с трудоемкой конструкцией газоперекачивающие аппараты оцениваются повышенным параметром пожарной безопасности. Даже минимальные трещины, дефекты в герметичном обеспечении или повреждения установок могут привести к тяжелым последствиям и воспламенениям.

Часто встречающимися в производстве источниками возгорания являются технологические продукты сгорания природного газа (диоксиды углероды, водяные пары и т.д.). Температурные показатели данных химических веществ могут превышать 350°С.

В результате нефиксированного пребывания природного газа в область воспламенения, пожар в газоперерабатывающих аппаратах может распространиться достаточно быстро, в непредвиденных направлениях, так как факультативно присутствуют и другие существенные аварийные нагрузки, а именно пролитые химические примеси [2].

Следует отметить, что из испорченных частей установок газ струится разной плотности (помимо этого может просачиваться и конденсат). Подобное производственное фонтанирование распространяется по масштабу сооружения, в последствии чего возникает усиленное испарение газов. Таким образом, в области пожара за короткий период формируются взрывоопасные газовоздушные смеси. Однако, когда пожар образуется в закрытых пространствах, то взрывоопасное скапливание газа первоначально создается вокруг установки, в которой допущены утечки газа, и затем распределяется по зданиям и цехам заполняя их.

Подобные газовые облака быстро разгораются в результате следующих факторов:

-возникновение открытого огня;

-электрические замыкания, задымления;

-перегревы в двигателях, регенераторах и установках риформинга.

Проводящие через КС газовые смеси и другие сопровождающие их химические взрывоопасные вещества оцениваются, как главные возбудители серьёзных пожаров в рамках технологических операций газокаталитического производства.

Главная цель комплекса мониторинга воспламенении - это ликвидировать ошибки персонала объекта, в том числе сократить время вызова пожарной службы по телефону специалистами отдела, и внедрить роботизированную систему учета и передачи сигналов о возгорании в пожарным инспекторам предприятия.

Базой для разработки роботизированного комплекса противопожарного обеспечения предприятия, выступает программное обеспечение по сбору и обработке данных о техническом состоянии оборудования – автоматизированная система пожарных сигналов и извещателей с использованием коммуникационных кабельных сетей [3].

Основной функцией данной системы является фиксирование воспламенения на раннем этапе, чтобы произвести быструю эвакуацию сотрудников и исключить возгорание без высоких природных и финансовых последствий. На сегодняшний день почти все виды противопожарных комплексов являются автоматическими, они могут обособленно создавать отчеты по сигналам оповещения при выявлении причин пожара. щ

Чаще всего на газокаталитических производствах комплексы мониторинга возгораний включают в себя извещатели централизованного управления. На программном обеспечении отображаются параметры со всех установок и приборов, которые исследуются дежурными операторами, затем подводятся итоги о способах регулирования и составляется приказ непосредственным подразделениям. Также осуществляется сопоставление всех оперативных данных по каждому аппарату, поступающих по каналам распределения информации и канало-формирующего ПО. Модернизированные комплексы мониторинга применяются в качестве потоков распределения оповещений на разные уровни контроля на предприятии. В частности, используются радиокомплексы, проводные линии компьютерных сетей, GSM-каналов, промышленного пакета Ethernet и т.д.

Автоматизированные комплексы пожарных извещателей по методологии управления и контроля измерителей классифицируются на следующие:

Рисунок 1. Системы пожаротушения газокаталитического производства

Вышеуказанные в схеме виды пожарных комплексов используются интегрировано с автоматизированной сигнализацией возгораний, аппаратами по извещению о пожарах. На современном этапе существенный прогресс наблюдается во внедрении компонента роботизированных комплексов безопасности – Novec 1230.

Последнее время в России проводится большое количество успешных экспериментов с газовым огнетушащим средством (ГОТВ) Novec 1230, которое достаточно часто используется на объектах газокаталитических производств и нефтегазовых объектах в целом, и которое вывело системы пожарного предотвращения на новый уровень результативности и надежности. Внешние признаки данного вещества напоминают прорзрачную воду, поэтому в научной литературе получило понятие «сухой воды», однако роботизированная техника газового пожарного предотвращения на базе Novec 1230 поддерживает полный переход данное средства в газовые рабочие фазы на всем охвате температурных режимов реализации на протяжении не более 7 с для модульных аппаратов и 10 с для огне-гасительных платформ.

Рабочие свойства Novec 1230 и других популярных огнетушащих средств для сравнения приведены в таблице.

Таблица 1.

Физико-химические свойства Novec 1230 и иных ГОТВ

Следовательно, на основании данных можно сделать вывод, что в ситуациях реагирования комплекса пожаротушения и выпуска вещества на объекте Novec 1230 быстро ликвидируется в верхних слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетовых лучей, уничтожается из внешней среды в течение 4 дней. Соответственно, комплексы обнаружения очагов возгорания – сочетание одновременно работающих технологических установок, предназначенных для распределения по кабелям связи и учета в центре непосредственного управления извещений о пожаре на газокаталитическом производстве [3].  Таким образом, для дальнейшего развития автоматизированных систем пожарной безопасности необходимо скорейшее решение вышеизложенных проблем, это позволит строить системы пожарного мониторинга объектов различного назначения в целях сокращения времени реагирования пожарных подразделений. Главным итогом работы в данном направлении являются спасенные жизни людей.