Тушение горючих жидкостей пеной из пленкообразующих пенообразователей

Приведены результаты, полученные в ходе систематических экспериментальных исследований процесса тушения пламени нефтепродуктов подачей пены на горящую поверхность и в основание резервуара. Показано, что единственным способом объективно оценить эффективность пенообразователей является проведение комплексных испытаний, в ходе которых формируются кривые поверхностного и межфазного натяжения водных растворов пенообразователей на границе с углеводородом. В экспериментах использованы фторированные пенообразователи известных марок - Ansulite AFFF, Shtamex AFFF, Light WaterFS 201, CAPSTONE 1183 и Шторм-Ф, а в качестве горючих жидкостей - углеводороды, имеющие разную температуру вспышки. Выявлена общая закономерность зависимости удельного расхода пенообразователей от интенсивности подачи пены, представленная в виде кривых с наличием минимума на них при интенсивности, равной оптимальной. Установлены конкретные характеристики огнетушащей эффективности пены при тушении пламени горючих жидкостей, выраженные комплексом показателей, таких как критическая и оптимальная интенсивность подачи, а также минимальный удельный расход пенообразователя. Показано, что при тушении пламени нефтепродуктов пеной из пленкообразующих пенообразователей значения оптимальной интенсивности и минимального удельного расхода при подслойной подаче пены на 25-30 % ниже, чем при ее подаче на горящую поверхность углеводорода. Сделан вывод, что огнетушащая эффективность испытанных пленкообразующих пенообразователей выше при подслойном способе тушения. Показано также, что разница в показателях огнетушащей эффективности пены при выборе того или иного способа подачи объясняется разрушающим действием сопутствующих факторов: если при подслойном способе тушения пламени нефтепродуктов пена подвергается только воздействию потока тепла от факела пламени, то при подаче сверху она разрушается еще и от соприкосновения с горящей поверхностью нефтепродукта. На основе полученных данных разработана модель процесса тушения нефти путем подачи пены в основание резервуара, учитывающая снижение температуры горящей поверхности в процессе смешивания гомотермического слоя при всплытии пены.

тушение нефтепродуктов, подслойное тушение, огнетушащая эффективность, фторированный пленкообразующий пенообразователь, коэффициент растекания, оптимальная интенсивность, минимальный удельный расход, oil extinguishing, subsurface extinguishing, fire extinguishing efficiency, fluorinated film forming foam generator, spreading coefficient, optimum delivery rate, minimum specific flow rate

1. Шароварников А. Ф., Молчанов В. П., Воевода С. С., Шароварников С. А. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов. -М. : Изд. дом “Калан”, 2002. -448 с.

2. Korzeniowski S., Cortina T. Firefighting foams - Reebok redux // Industrial Fire Journal. - April 2008. -P. 18-20.

3. Lang Xu-qing, Liu Quan-zhen, Gong Hong. Study of fire fighting system to extinguish full surface fire of large scale floating roof tanks // Procedia Engineering. - 2011. - Vol. 11. - P. 189-195. DOI: 10.1016/j.proeng.2011.04.646.

4. Cortina T. The safety & benefits of AFFF agents. Special analysis: Foam // Industrial Fire Journal.- June 2007.-P. 70-75.

5. Pabon M., Corpart J. M. Fluorinated surfactants: synthesis, properties, effluent treatment // Journal of Fluorine Chemistry.-2002.-Vol. 114, No. 2.-P. 149-156. DOI: 10.1016/S0022-1139(02)00038-6.

6. Маркеев В. А., Воевода С. С., Корольченко Д. А. Противопожарная защита объектов резервуарного парка ОАО “НК “Роснефть” // Нефтяное хозяйство. -2006. -№ 9. -С. 83-85.

7. Korolchenko D. A., Degaev E. N., Sharovarnikov A. F. Determination of the effectiveness of extinguishing foaming agents in the laboratory // 2nd International Conference on Material Engineering and Application (ICMEA 2015).-2015. -P. 17-22.

8. Nash P., Whittle J. Fighting fires in oil storage tanks using base injection of foam-Part I // Fire Technology. -1978.-Vol. 14, Issue 1. -P. 15-27. DOI: 10.1007/bf01997258.

9. Shaluf I. M., Abdullah S. A. Floating roof storage tank boilover // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. -2011.-Vol. 24, Issue 1. -P. 1-7. DOI: 10.1016/j.jlp.2010.06.007.

10. Huang Yinsheng, Wencheng Zhang, Dai Xiaojing, Zhao Yu. Study on water-based fire extinguishing agent formulations and properties // Procedia Engineering.-2012.-Vol. 45.-P. 649-654. DOI: 10.1016/j.proeng.2012.08.217.

11. NFPA 11. Standard for low, medium, and high-expansion foam. Edition 2002. URL: http://pozhproekt.ru/nsis/nfpa/NFPA11-2002.pdf (дата обращения: 07.06.2017)

12. Bergeron V., Walstra P. Chapter 7. Foams // Fundamentals of Interface and Colloid Science.-2005. -Vol. 5. -P. 7.1-7.38. DOI: 10.1016/S1874-5679(05)80011-X.

13. Korolchenko D., Tusnin А., Trushina S., Korolchenko A. Physical parameters of high expansion foam used for fire suppression in high-rise buildings // International Journal of Applied Engineering Research. -2015.-Vol. 10, No. 21. -P. 42541-42548.

14. Schaefer T. H., Dlugogorski B. Z., Kennedy E. M. Sealability properties of fluorine-free fire-fighting foams (FfreeF) // Fire Technology.-2007.-Vol. 44, No. 3.-P. 297-309. DOI: 10.1007/s10694-007-0030-8.

15. Lattimer B. Y., Trelles J. Foam spread over a liquid pool // Fire Safety Journal. - 2007. - Vol. 42, Issue 4. -P. 249-264. DOI: 10.1016/j.firesaf.2006.10.004.

16. Korolchenko D., Voevoda S. Influence of dispersion degree of water drops on efficiency of extinguishing of flammable liquids // MATEC Web of Conferences.-2016.-Vol. 86, Art. No. 04056. DOI: 10.1051/matecconf/20168604056.

17. Kennedy M. J., Conroy M. W., Dougherty J. A., Otto N., Williams B. A., Ananth R., Fleming J. W. Bubble coarsening dynamics in fluorinated and non-fluorinated firefighting foams // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects.-2015.-Vol. 470.-P. 268-279. DOI: 10.1016/j.colsurfa. 2015.01.062.

18. Korolchenko D., Voevoda S. Influence of spreading structure in an aqueous solution-hydrocarbon system on extinguishing of the flame of oil products // MATEC Web of Conferences. - 2016. - Vol. 86, Art. No. 04038. DOI: 10.1051/matecconf/20168604038.

19. Абдурагимов И. М., Говоров В. Ю., Макаров В. Е. Физико-химические основы развития и тушения пожаров. -М. : ВИПТШ МВД СССР, 1980. -255 с.

20. Zhang Qinglin, Wang Lu, Bi Yixing, Xu Dajun, Zhi Huiqiang, Qiu Peifang. Experimental investigation of foam spread and extinguishment of the large-scale methanol pool fire // Journal of Hazardous Materials. -2015.-Vol. 287.-P. 87-92. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2015.01.017.

21. Nurimoto N. Fire extinguishing installations for oil storages injecting foam under the layer of oil product // Kasay. -1977.-Vol. 27, No. 3. -P. 11-19.

22. Ranjbar H., Shahraki B. H. Effect of aqueous film-forming foams on the evaporation rate of hydrocarbon fuels // Chemical Engineering and Technology. - 2013. - Vol. 36, Issue 2. - P. 295-299. DOI: 10.1002/ceat.201200401.

23. Kovalchuk N. M., Trybala A., Starov V., Matar O., Ivanova N. Fluoro- vs hydrocarbon surfactants: Why do they differ in wetting performance? // Advances in Colloid and Interface Science. - 2014. - Vol. 210. -P. 65-71. DOI: 10.1016/j.cis.2014.04.003.