Обеспечение пожарной безопасности жидкого аммиака при хранении и транспортировке в промышленных масштабах

Введение. В связи с решением задач в области водородной безопасности в качестве приоритетных способов крупнотоннажной транспортировки водорода рассматривается транспортировка трубопроводным транспортом, различными видами транспорта в сжиженном или компримированном состоянии носителей водорода в виде аммиака или жидких органических носителей. Носителями могут служить также гидриды металлов, наноструктуры и другие богатые водородом соединения. В качестве наиболее эффективных и водородоемких носителей водорода рассматривается аммиак.

Цель. Обеспечение пожарной безопасности при хранении и транспортировке жидкого аммиака.

Задачи. Анализ промышленных средств и способов хранения и транспортировки жидкого аммиака, разработка мероприятий по локализации крупных аварий, тушению пожаров, вызванных выбросами паров аммиака и его проливов в виде криогенной жидкости.

Аналитическая часть. При выбросе аммиака из оборудования под давлением образующаяся смесь продукта с воздухом может изменяться по плотности от образования газовоздушных облаков ниже плотности воздуха до плавучести и превышения плотности воздуха в зависимости от условий выброса: давление и температура в оборудовании; размеры отверстия, через которое поступает аммиак в окружающее прос­транство; расположение отверстия в оборудовании. При утечке жидкого аммиака образуются проливы, с поверхности которых продукт испаряется благодаря градиенту температур, когда он высок, особенно бурно в первые моменты после пролива. Расчетные и опытные данные свидетельствуют, что при проливах жидкого аммиака наиболее опасной является зона радиусом вокруг источника до нескольких сотен метров. На испарение расходуется тепло верхнего слоя почвы (подстилающей поверхности) и окружающего воздуха, причем в большей степени в начальный период это зависит от природы подстилающей поверхности.

Заключение. Локализация и ликвидация выбросов под давлением и проливов аммиака могут быть достигнуты благодаря применению следующих способов: ускорения испарения воздушными струями; уменьшения поверхности испарения аммиака с использованием приямков, поддонов, сливов в аварийные емкости; растворения в воде и применения водяных завес; нанесения водно-пенных составов для полярных жидкостей, устойчивых к разрушению.

1. Мустафин Т.Н., Сайфетдинов А.Г., Шарапов И.И., Визгалов С.В. Система подавления испарений и нейтрализации проливов жидкого аммиака на холодильной установке // Вестник технологического университета. 2015. Т. 18. № 17. С. 237–240.

2. Савчук О.Н. Совершенствование способов ликвидации последствий аварий с разгерметизацией резервуаров с аммиаком при транспортировке их автомобильным транспортом // Проблемы управления рисками в техносфере. 2024. Т. 2024. № 2 (70). С. 34–44.

3. Suardin J.A., Yanjun Wang, Willson M., Mannan M.S. Field experiments on high expansion (HEX) foam application for controlling LNG pool fire // Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 165. Pp. 612–622. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.10.040

4. Гавкалюк Б.В., Шаталова Н.В. Проблемы безопасной транспортировки аммиака автомобильным транспортом // Проблемы управления рисками в техносфере. 2019. № 4 (52). С. 117–123. EDN CHYRXL.

5. Синицын В.В., Татаринов В.В., Прус Ю.В., Кирсанов А.А. Статистика автомобильных перевозок опасных грузов и происшествий // Технологии техносферной безопасности. 2018. № 4 (80). С. 24–35. DOI: 10.25257/TTS.2018.4.80.24-35. EDN VNBHZD.

6. Zhu Z., Li S. Analysis of the operation status of atmospheric pressure tank trucks for road transportation of liquid dangerous goods // Chemical Engineering Communications. 2020. Nо. 46. Рр. 201–217.

7. Иванов Ю.А., Стрижевский И.И. Хранение и транспортировка жидкого аммиака. М. : Химия, 1991. 75 с.

8. Алексеева О.К., Козлов С.И., Фатеев В.Н. Транспортировка водорода // Транспорт на альтернативном топливе. 2011. № 3 (21). С. 18–24. EDN NXVCQJ.

9. Bagheri M., Verma M., Verter V. Transport mode selection for toxic gases: rail or road? // Risk Analysis. 2013. Vol. 34. Issue 1. Pр. 168–186. DOI: 10.1111/risa.12063

10. Картунов Р.И. Организация системы управления пожарной безопасностью цеха по производству аммиака // Символ науки. 2020. № 3. С. 28–30.

11. Вогман Л.П. Особенности физико-химических и пожаровзрывоопасных свойств аммиака и пожарная опасность объектов защиты, в которых он используется // Холодильная техника. 2020. № 3. С. 48–54. DOI: 10.17816/rf104062. EDN WLGFOZ.

12. Вогман Л.П. Пожаровзрывоопасность при разгерметизации оборудования с аммиаком // Безопасность труда в промышленности. 2021. № 10. С. 27–33. DOI: 10.24000/0409-2961-2021-10-27-30. EDN BSROKL.

13. Савчук О.Н. Уточнение геометрических параметров площади пролива аварийно химически опасных веществ, перевозимых автомобильным транспортом // Проблемы управления рисками в техносфере. 2024. № 3 (71). С. 63–73.

14. Liu X., Saat M.R., Barkan C.P.L. Probability analysis of multiple-tank-car release incidents in railway hazardous materials transportation // Journal of Hazardous Materials. 2014. Vol. 276. Pр. 442–451. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2014.05.029

15. Баратов А.Н. Горение – пожар – взрыв – безопасность. М. : ВНИИПО МЧС России, 2003. 363 с.

16. Huang W., Zhang Y., Zuo В., Yua Y., De Dieu G.J., Xu Y. Using an expanded Safety Failure Event Network to analyze railway dangerous goods transportation system risk-accident // Journal of Loss Pre ion in the Process Industries. 2020. Vol. 65. Р. 104122. DOI: 10.1016/j.jlp.2020.104122

17. Ford P. Enhancing Fire Safety in Commercial Vehicles: Assessing the Efficacy and Advantages of Exploding Fire Extinguishing Balls // Journal of Transportation Technologies. 2024. Nо. 14. Рр. 521–548. DOI: 10.4236/jtts.2024.144029

18. Nedorchuk B.L., Filippow V.N., Shebeko Yu.N. General technical requirements for safety of railway tanks for transportation of hazardous materials // Pojazdy szynowe na przelomie wikow. Krakow : Arlamow, 2000. Vol. 1. Pp. 197–203.

19. Котов Г.В., Еремин А.П., Тищенко В.Г. Расчет количества рукавных распылителей для постановки водяных завес при ликвидации чрезвычайных ситуаций, связанных с проливом аммиака // Вестник Командно-­инженерного института МЧС Республики Беларусь. 2007. № 2 (6). С. 40–45.

20. Inanloo B., Tansel B. Explosion impacts during transport of hazardous cargo: GIS-based characterization of overpressure impacts and delineation of flammable zones for ammonia // Journal of Environmental Management. 2015. Vol. 156. Pр. 1–9. DOI: 10.1016/j.jenvman.2015.02.044

21. Resplandy A. Chimie Industrie – Genie Chimique. 1969. Vol. 102. Nо. 6. Pp. 691–702.

22. Burges E.A. 15-th Symposium International Combustion. Tokio, 1974. P. 283.