Стационарные системы паротушения

7.1. Стационарные системы паротушения.

Водяной пар для трубчатой печи является основным сред­ством пожаротушения, поэтому стационарная система должна быть правильно выполнена. Пар нужно подводить в радиант­ную камеру, во все коробки двойников, в боров и дымовую трубу.

В радиантную камеру пар подводится с двух противополож­ных сторон самостоятельным трубопроводом диаметром не ме­нее 50 мм. Пусковые вентили располагаются в наиболее безо­пасном месте, но не ближе 5 м от печей.

Подвод пара к коробкам двойников производится по линиям диаметром не менее 25 мм. Для каждой коробки двойников пре­дусматривается самостоятельный отвод с пусковым вентилем, расположенным сбоку от дверец. Паровая линия должна быть подведена также к основанию дымовой трубы.

Все паровые линии имеют приспособления для продувки их от конденсата. Работа печи с неисправной подводкой пара не разрешается. Давление пара в паровой магистрали должно со­ставлять около 4 атм. Паровые линии имеют отличительную окраску от других линий и таблички на вентилях с обозначением места ввода пара.

Тушение небольшого количества излившегося продукта мож­но производить огнетушителями, песком и асбестовыми одея­лами. Количество этих первичных средств пожаротушения опре­делено нормами . При больших пожарах, кроме водя­ного пара, применяют пену и воду.

Нельзя направлять струи воды во внутренний объем печи и на сильно разогретые поверхности. Наружные нагретые по­верхности (арматуру, каркас, дымовую трубу и т. п.) можно ох­лаждать распыленной водой, а сильно разогретые (двойники и т. п.) - пеной.

7.2. Установки азотного пожаротушения и продувки

инертным газом технологического оборудования.

 

Азот N2

–газ без цвета и запаха, немного легче воздуха. Молекулярный вес-28,01;

 плотность-1,2506 г/л; плотность в сжиженном состоянии 808 кг/ м³ при t= - 196°С;

температура плавления t = - 210°С; температура кипения t = - 195,8°С; плотность

по воздуху 0,967.

Огнетушащий эффект при воздействии газообразного азота достигается за счет разбавления продуктов реакции в зоне горения до такого содержания кислорода, при котором горение становится невозможным. Как правило до достижения эффекта –тушения пожара- азотом необходимо заполнить 40-60% объема пространства технологической установки.

Назначение:

Установки предназначены для обеспечения тушения пожара при возгорании нефти, газового конденсата и нефтепродуктов в закрытых объмах блочных печей (ПТБ-10, ПТБ-1 ОМ, ПТБ-1 ОА, БТП-10, ПТБ-5-40, ПТБ-5-40А, ППН-3 и пр.) и других технологических установок и/или для продувки инертным га­зом оборудования и трубопроводов на нефтегазодобывающих и перераба­тывающих предприятиях, нефтебазах, базах нефтепродуктов и химических реагентов.

Принцип  работы:

Непосредственно на производственных площадках, с помощью мембранных воздухоразделительных азотных установок типа АПТ из атмос­ферного воздуха выделяется азот с чистотой 95-96% об. и закачивается в ресиверы объемом 8-100 м³ ( у нас-50 м³ ) для хранения. В случае возгорания, азот по­ступает в технологический объем печи и обеспечивает быстрое и надежное тушение возгорания без побочного воздействия на оборудование и персо­нал (см. принципиальную технологическую схему установки азототушения на стр.17).

Опыт эксплуатации:

Установки азотного пожаротушения эксплуатируются на центральных пунк­тах сбора и подготовки нефти с 1 октября 1992г после проведения пер­вых в России успешных промышленных испытаний по азототушению печей ПТБ-10 на К иенгопском месторождении нефти в ОАО «Удмуртнефть». В 1997 году азотные установки типа АПТ рекомен­дованы к широкому применению межведомственной комиссией ОАО НК «ЛУКОЙЛ». Узел ввода азота в печи ПТБ разработан и внесен в техничес­кую документацию завода-изготовителя (ОАО «Нефтемаш»).

Снижение эксплуатационных затрат при подготовке нефти:

Традиционная технология паротушения требует непрерывной круглогодичной выработки пара в котельной и аренды передвижной паровой установки в период ремонта котельной, что приводит к значительным эксплуатацион­ным затратам и коррозионному износу трубопроводов. Применение уста­новки азототушения взамен паротушения обеспечивает снижение себестои­мости подготовки нефти и газового конденсата, существенно повышает надеж­ность и быстродействие системы аварийного пожаротушения, обеспечивает продувку инертным газом оборудования и трубопроводов при сварочных и пуско-наладочных работах. Расчетный срок окупаемости одной установки на три - четыре печи ПТБ-10 по расчетам ОАО НК «ЛУКОЙЛ» составляет от 4 месяцев до 1 года (в зависимости от капитальных затрат на строительство).

Пример  использования:

Для гарантированного тушения пожара в трех печах ПТБ-10 в составе УППН необходимы два ресивера (рабочий и резервный) по 25м³ для хранения азо­та под давлением 4,5- 5,5 кГс/см². После первого заполнения ресиверов, осуществляется периодическая работа мембранной азотной установки АПТ и компрессора для подкачки азота. Время тушения возгорания нефти в пе­чах ПТБ составляет 30-50 сек по результатам ведомственных испытаний (По нормативам НПБ-96 - не более 60 сек.). Время профилактической продув­ки свободного объема печи азотом после тушения, в процессе охлаждения стенок змеевика -1-2 мин.

Размещение  и  монтаж:

Мембранная воздухоразделительная азотная установка типа АПТ и компрес­сорное оборудование монтируются в капитальном отапливаемом помеще­нии воздушной компрессорной или типовом блок-боксе непосредственно на площадке нефтегазодобывающего предприятия.

По­лучение сухого азота из воздуха и использование для этого

мембранных воздухоразделительных азотных установок:

Разделение воздуха на полимерных мембранах (мембранная технология) является интенсивно развивающимся технологическим направлени­ем, как в области создания новых мембранных материалов и оборудования, так и в области производства промышленных мембранных уста­новок.

Мембранная технология позволяет дос­таточно просто и экономически эффективно по­лучать сухой азот из воздуха в широком диапа­зоне концентрации –

от 90 до 99,0% об., так же обогащенную до 40% об. кислородную фрак­цию с расходами от 1 до 500 нм³/час.

Мембранная воздухоразделительная азотная установка АПТ:

Основным узлом установки азотного пожаротушения и продувки инертным газом технологичес­кого оборудования является мембранная воздухоразделительная азотная установка типа АПТ, служащая для получения из атмосферного воздуха азота (с концентрацией не ниже 95 % об.) для заполнения ресиверов.

Технические характеристики типовой мембранной

воздухоразделительной азотной установки типа АПТ-М8:

 

·     давление исходного сжатого воздуха 5-6 кГс/см²;

(норма подготовки соответствует стандарту воздуха КИП)

·     расход воздуха на входе в установку 15-20 нм³/час

·     производительность установки по азоту 6-8 нм³/час;

·     концентрация азота в целевом потоке, не менее 95 % об.;

·     давление азота на выходе из установки 4.8- 5.8 кГс/см²;

·     степень осушки азота (температура точки росы)  -40 - -50 °С;

·     температура в помещении, где располагается установка +10°-+40°С;

·     режим работы периодический/ непрерывный;

·     гарантийный срок работы 12 месяцев

(с момента вода в эксплуатацию)

·     нормативный срок работы установки не менее 5-ти лет;

·     габаритные размеры установки : 600:600:2000 мм;

·     масса установки, нетто100кг;

·     потребление электроэнергии(220В,50 Гц) 50 Вт

(не включая компрессор)

Установки серии АПТ выпускаются с1992 г. С 1997 г началось производ­ство, поставка, и сдача в эксплуатацию модернизированных азотных установок типа АПТ-М6-95М. С 2001 г. ЗАО «НВФ МЕТАКС» серийно выпускаются модернизированные воздухоразделительные азотные установки типа АПТ-М8 улучшенного качества и увеличенной производительности.

 

Предприятия-разработчики технического про­екта привязки установок азототушения и продув­ки оборудования инертным газом: ОАО «Перм-НИПИнефть» (головной проектный институт), ДЗАО «Волгограднефтепроект», ДЗАО «Нижне-вартовскНИПИнефть», ОАО «УдмуртНИПИ-нефть», ОАО «ТомскНИПИнефть», ЗАО «Юж-НИИГИПРОгаз», ГПИ«Нефтехимпроект», ОАО «Сибнефтегазпроект».

Мембранные азотные установки типа АПТ эксплуатируются в ОАО «Удмуртнефть» на следующих объектах:

Год внед-рения	Производственное предприятие	Тип и назначение мембранной установки
1992	ОАО «Удмуртнефть» НГДУ «Ижевскнефть»	Установка азототушения на базе установки нового типа - АПТ. Проведение первых в России успешных промышленных испытаний установки азототушения печей ПТБ-10
1993-1994	ОАО «Удмуртнефть» НГДУ «Ижевскнефть», Сарапульское НГДУ	Две автоматизированные азотные установки типа АПТ-МЗ
1995	ОАО «Удмуртнефть» НГДУ «Ижевскнефть»	Азотная установка типа АПТ-М4
1997	ОАО «Удмуртнефть» НГДУ «Ижевскнефть»	Первая установка новой серии АПТ-М6-95 для азототушения печей ПТБ-10 (замена установкики АПТ-МЗ)
1999	ОАО «Удмуртнефть» Игринское НГДУ	Установка АПТ-М6-95М (модификация новой серии)
2000	ОАО «Удмуртнефть» НГДУ «Ижевскнефть»	Замена установки АПТ-М4 на серийную установку АПТ-М6-95М
2001	ОАО «Удмуртнефть» Сарапульское НГДУ	Замена установки АПТ-МЗ на серийную установку АПТ-М8

 

Типовая схема установки азотного пожаротушения на

примере обвязки печей типа ПТБ-10 :

 

 

Технологическое оборудование:

1. Компрессорный модуль [2 шт.].

2. Блок влаго-маслоочистки воздуха

с конденсатоотводчиком.

3. Фильтр предварительной очистки.

4. Фильтр тонкой очистки.

5. Воздухосборник- В-4-1бГС-УХЛ1

(V=4м³, Р=5-6кГс/см²).

6. Мембранная азотная установка АПТ-М8.

7. Ресивер В-25-16ГС-УХЛI с азотом

(95-96 % об., V-25м^э ,Р=4,5-5,5 кГс/см²) [2шт.].

8. Печь ПТБ-10 №1.

9. Клапан с электроприводом

и дистанционным управлением

 

 

 

Технологические линии:

 

Воздух с компрессора. (Ду50)

Азот в ресиверы. (Д/25-50)

Азот из ресиверов в азотную

линию. (Ду 100-150)

Азот в печь ПТБ-10. (Ду 100-150)

Природный газ в печь ПТБ-10.

Вход нефти в печь ПТБ-10.

Выход нагретой нефти.

Позитивные особенности использования

установок азотного пожаротушения:

 

·     Разрешения и рекомендации ГПС МВД РФ и Госгортехнадзора РФ.

Применение азота для пожаротушения разрешено нормами пожарной безопасности Государственной противопожарной службы МВД РФ (НПБ-22-96; 54-96; 51-96).

Мембранные азотные установки рекомендованы Госгортехнадзором РФ к применению на нефтегазо- добывающих предприятиях. Исполнение узлов установки АПТ не требует регистрации органами Госгортехнадзора (ПБ-10-115-96).

·     Изменяет ли использование азота для тушения картину возникновения

причин пожара при проведении расследования?

Не изменяет абсолютно.

·     Возможность нанесения объекту тушения дополнительного ущерба в

процессе ликвидации пожара?

Отсутствует.

·     Экологическая чистота.

Отсутствуют вредные выбросы, твердые и жидкие отходы.

·     Обеспечение специальной безопасности для персонала.

 Не требуется применения специальных средств защиты персонала при работе

установки.

·     Уровень квалификации персонала для допуска к эксплуатации установки.

Обычные требования допуска к работе на нефтегазодобывающем предприятии,

обучение персонала производится в ходе пуско-наладки установки на пло­щадке

Заказчика.

·     Простота эксплуатации.

Не требуется постоянное присутствие оператора, отсутствуют движущиеся части

и механизмы (кроме компрессоров).

·     Возможность автоматизации.

 Установка АГТТ обеспечена типовыми приборами автоматизации, сигнализации

и контроля. Режим работы установки поддерживается автоматически.

·     Возможность увеличения производитель­ности установки АПТ по азоту.

Достигается простым увеличением числа аппаратов и легко модернизи-

ру­ется на действующей установке.

VIII. Извлечения из « Правил пожарной безопасности

в нефтяной промышленности (ППБО-85) » ( глава 7)

7.5.7. Установки с огневым подогревом

(трубчатые печи, блочные огневые нагреватели)

7.5.7.1. Площадка перед форсунками должна иметь твердое покрытие и уклон в сторону лотка, соединенного с промышленной канализацией через гидравлический затвор.

Для смыва пролившегося жидкого топлива должен быть устроен водопроводный стояк.

7.5.7.2. Пуск печей может быть разрешен только лицом, ответственным за эксплуатацию.

7.5.7.3. Система, подводящая газ к горелкам, должна быть испытана в соответствии с Правилами безопасности в газовом хозяйстве.

7.5.7.4. Запрещается при разжигании форсунок факелом пропитывать его ЛВЖ.

Тушить факел, используемый для растопки, следует в несгораемом ящике или в ведре с сухим песком.

7.5.7.5. На топливном трубопроводе должны быть установлены задвижка (на расстоянии не менее 10 м от фронта форсунок), позволяющая одновременно прекратить подачу топлива ко всем форсункам; редуцирующее устройство, отрегулированное на давление необходимое для горения горелок, а также конденсатосборник предупреждения попадания конденсата в систему автоматики, КИП и горелки.

Аварийная сигнализация автоматических устройств должна выведена в операторную.

7.5.7.6. Если установка не работает, топливный газопровод необходимо герметически отключить от печи и поставить заглушку. При отключении газопровода от печи нельзя открывать продувочные свечи, прежде чем будут надежно закрыты задвижки на всех горелках. Задвижки на продувочной свече должны быть открыты полностью.

7.5.7.7. Стационарная система паротушения печей всегда должна быть в исправном состоянии. Работа печи с неисправной системе паротушения не разрешается.

Коллектор пожаротушения должен быть расположен в удобном для подхода месте и окрашен в красный цвет.

7.5.7.8. Запрещается зажигать потухшие горелки печи от раскаленных панелей или кладки топки печи.

7.5.7.9. Запрещается разжигать горелки без предварительной продувки топки печи паром. Продувочные свечи обвязки печей должны быть выведены в безопасное место по согласованию с органа­ми пожарного надзора.

Газопроводы, идущие к форсункам (горелкам), должны быть оборудованы продувочной линией с выбросом газа в факельную ли­нию.

7.5.7.10. Устройства, предназначенные на случай аварии или по­жара для слива нефти, должны быть исправными. Задвижки ли­ний аварийного слива должны иметь опознавательные знаки, а под­ступы к ним должны быть свободными.

Аварийный слив можно производить только по указанию началь­ника цеха, установки или ответственного руководителя работ по лик­видации аварии (пожара). Последовательность операций при осу­ществлении аварийного слива должна предусматриваться инструк­цией.

7.5.7.11. Из аварийной емкости перед началом спуска в нее из печи горячей жидкости необходимо тщательно удалить остатки во­ды и обводненного продукта. До начала спуска жидкости в ава­рийную емкость должен быть подан водяной пар, предварительно освобожденный от конденсата. Включать устройства пожаротушения следует дистанционно.

7.5.7.12. При возникновении пожара у фронта форсунок печей, в камерах двойников, при горении сажи в борове и дымовой трубе, необходимо пустить пар через линии паротушения и вызвать пожар­ную охрану.

7.5.7.13. Во время эксплуатации трубчатой печи должен быть обеспечен контроль за состоянием ее труб (во избежание прогара их). Работа печи при отдушинах и свищах в трубах, а также при превышении допустимых пределов износа труб запрещается.

7.5.7.14. Запрещается эксплуатация трубчатых печей с неисправ­ными двойниками, пропускающими нефть, а также открытие дверок камер двойников во время работы печи.

7.5.7.15. Не допускается эксплуатация паропроводов для пода­чи пара в змеевик печи и другие аппараты при отсутствии устройств, обеспечивающих предварительный спуск конденсата из паропровода.

7.5.7.16. Нагреватели печи должны быть снабжены сигнализаци­ей, срабатывающей при прекращении подачи жидкого или газооб­разного топлива к горелкам (форсункам) или снижении давления ниже установленных норм.

7.5.7.17. На печах следует устанавливать сигнализаторы погасания пламени, автоматические устройства, прекращающие подачу топлива к форсункам (горелкам) при их погасании, сигнализацию предельно допустимой температуры на перевале печи.

Приложение 1.

Пожаровзрывоопасные свойства нефтей

таблица №1

Нефть	Температура, °С		Нижн. конц. предел распр. плам. распр.	Темп. предел распр. пламени,°С		БЭМЗ, мм
	вспыш.	воспл.	% (об.)	нижн.	верхн.

Азизбековская

Бавлинская

Байтуганская

Балаханская сырая

тя­желая

Барсагельмесская (гельмесская)

Биби-эйбатская:

легкая

тяжелая

Бинагадинская сырая

Бурунская

Верхозимская

Дагаджикская

Девонская с

 наливной эстакады

Западно-сургутская

Зимницкая

Зольнинская сырая

Каменноложская

Кара-арнанская

Кара-дагская

Кара-чухурская

Карловосытовская

Качановская

Киенгопская

Комаровская

Коробковская (угленос­ного горизонта)

Котур-тепинская

 (центрального участка) Кудиновская

Куединовская

Кумдагская (восточного

и западного участков) Лебяженская

Лудошурская

Мегионская

Мишкинская

Мухановская

Ново-аманакская

Ново-елоховская

Новозапруднйнская и

алакаевская

Окаремская

Ольховская

— 7	237	1,4	— — 0,96
-25	240	1,1	— — 0,97
6	—	—	—— __ __
23	310	—	23 50 -
12	239	1,4	— — 0,96
5	260		2 26 —
27	310	—	26 57 —
18	300	—	12 39 —
—8	252	1,7	— — 0,93
25	—	—	— — —
<-17	243	1,3	— — 0,97
<-17	226	1,2	— — 0,93
-18	233	1,1	— — 0,97
27	—	—	—— __ __
-35	—	—	-35 -14 —
—7	233	1,2	— — 0,96
130	——	_	__ __ __
— 21	320	—	-21 19 —
34	290	—	31 80 —
<-21	231	1,2	— — 0,97
<— 22	235	—	— — 0,95
19	—	—	— — —
22	—	_	_ _ _
-15	235	1,1	— — 0,97
-3	250	2,1	— — 0,98
<-17	233	1,3	— — 0,97
<— 29	232	1,3	— — 0,97
18	237	2,4	— — 0,96
<-21	225	1,2	— — 0,93
23	—	—	— — —
— 18	227	1,1	— — 0,97
22	—	—	—— __ __
<-15	231	0,9	— — 0,96
-16	227	1,3	— — 0,98
-23	224	0,9	— — 0,96
<— 20	231	1,2	— — 0,97
5	290	2,2	— — 0,94
<-28	223	1,3	— — 0,95

 

Список литературы:

1. Алексеев М.В., В.М. Смирнов. Пожарная профилактика в технологических процессах, связанных с обращением горючих и легковоспламеняющихся жидкостей. М., издательство Министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1955г, [стр.43-57].

2. Алексеев М.В. Основы пожарной профилактики в технологических процессах производств. М., Высшая школа МВД СССР, НИиРИО, 1972г., [стр. 120-146, 164-169].

3. Баратов А.Н., Корольченко А.Я., Кравчук Г.Н. и др. Пожаровзрыво-опасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ, изд.: в 2-х кни­гах; —М., Химия, 1990. [стр.40-42].

4. Правила пожарной безопасности в нефтяной промышленности (ППБО-85). М. , "Недра", 1987г, [стр.72-73].

5. Письмо института "УдмуртНИПИ нефть"- "О результатах анализов" от 20.12.00г №10/ 2275.

6. Проспект научно-внедренческой фирмы «Метакс». Установка азотного пожароту-шения печей и продувки инертным газом технологического оборудования. М., НВФ«Метакс»,2001г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Аннотация	……………………………………………………………………………	3
Глава I	Назначение, устройство и работа трубчатых печей…………….	3
Глава II	Причины взрывов и пожаров в топочном пространстве печей..	5
Глава III	Остановка и пуск трубчатой печи…………………………………..	9
Глава IV	Пожаро- взрывоопасные свойства нефтей…………………….	10
Глава V	Краткие сведения о пожарах и технологических инцидентах при эксплуатации печей на месторождениях в Удмуртии……..	11
Глава VI	Пожарно-профилактические мероприятия……………………….	11
Глава VII	Средства пожаротушения………………………………………….	13
	7.1. Стационарные системы паротушения……………………….	13
	7.2. Установки азотного пожаротушения и продув-ки инертным газом технологического оборудования.	14
Глава VIII	Извлечения из « Правил пожарной безопасности в нефтяной промышленности (ППБО-85) »……………………….	18
Приложение	Пожаровзрывоопасные свойства нефтей………………………….	21
Список литературы	…………………………………………………………………………..	22

ОТРЯД ВЕДОМСТВЕННОЙ Заместителю

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ генерального директора

ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ ОАО «Удмуртнефть»

*426039, г. Ижевск, пос.Смирново,19а В.А. Шмелеву

( 483-275, 483-526, 483-099

От __________ №______________

На №________ от ______________

С Л У Ж Е Б Н А Я З А П И С К А

Уважаемый Владимир Андреевич !

 

Представляем для утверждения доработанное, с учетом замечаний гл.технолога ОАО «Удмуртнефть» Усанова И.Н., справочное пособие « Пожарная опасность трубчатых печей » , включающее в себя восемь основных разделов.

 В пособии приведены основные сведения о назначении , устройстве трубчатых печей, в том числе «ПТБ-5», «ПТБ-10» и «ПП-1,6». Отмечены причины взрывов и пожаров при эксплуатации печей, приведены примеры пожаров и аварийных ситуаций в ОАО «Удмуртнефть». Рассмотрены вопросы паро- и азотного пожаротушения печей и продувки инертным газом технологического оборудования. Указаны физико-химические свойства и показатели пожаро-взрывоопасности нефтей. Даны извлечения из Правил пожарной безопасности в нефтяной промышленности (ППБО-85).

Считаем нужным подчеркнуть, что настоящее пособие не является инструкцией по эксплуатации. Пособие предназначено прежде всего для работников пожарной охраны, может быть полезно инженерно-техническим работникам ОПБ и ОТ на месторождениях нефти, а также студентам нефтяного факультета УдГу.

 

Приложение : пособие « Пожарная опасность трубчатых печей », на 23 л.,

исх. №01/ 770 от 23.11.01г.

Начальник отряда А.С.Измайлов