способ предупреждения и тушения загораний в хранилищах силосного типа

Формула изобретения

СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И ТУШЕНИЯ ЗАГОРАНИЙ В ХРАНИЛИЩАХ СИЛОСНОГО ТИПА, заключающийся в контроле газовой среды и температуры внутри массы продукта в хранилище и подаче флегматизатора в защищаемый объем, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности пожарной защиты, флегматизатор подают в нижнюю часть хранилища, затем производят послойно анализ концентраций компонентов газовой среды и температуры внутри массы продукта снизу вверх, а при обнаружении пожаровзрывоопасных факторов производят послойное рыхление массы продукта с одновременной интенсивной подачей флегматизатора в зону рыхления и выгрузкой массы продукта из хранилища с последующим дотушиванием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам предупреждения и тушения загораний на предприятиях по хранению и переработке дисперсных горючих материалов, склонных к слеживанию и самовозгоранию, преимущественно в силосах и бункерах (хранилищах) элеваторов, имеющих подсилосный этаж.

Известен способ тушения растительных материалов в хранилищах силосного типа, заключающийся в том, что с целью повышения эффективности тушения и предотвращения взрыва, в нижнюю часть силоса подают диоксид углерода, затем подают на поверхность продукта воздушно-механическую пену средней кратности и затем подают воду в очаг горения (тления).

Недостаток этого способа использования его для предупреждения загораний (на основе результатов послойного прогнозирования температуры и состава газовой среды) и ликвидации аварийной ситуации в емкости (в случае обнаружения в продукте очагов горения) послойным рыхлением и выгрузкой продукта из емкости с одновременной (дополнительной) подачей флегматизатора через насадок.

Известен способ предотвращения самовозгорания складированных органических и неорганических материалов, хранимых в кучах и насыпях, заключающийся в том, что при достижении в массе продукта определенной граничной температуры саморазогрева, происходит разерметизации отверстий специальных устройств в виде труб, заложенных в продукт заблаговременно, и выход из них на продувку опасной зоны массы продукта диоксида углерода. Это приводит к отводу тепла и снижению температуры в опасной зоне продукта.

Недостаток этого способа отсутствие возможности проведения послойного анализа концентраций компонентов газовой среды и температуры внутри массы продукта и проведения послойного рыхления и выгрузки продукта с одновременной интенсивной подачей флегматизатора в зону рыхления в случае обнаружения в слое продукта очагов горения.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу, принятом в качестве прототипа, является способ, реализованный в устройстве для обнаружения и тушения загорания материалов органического происхождения в хранилищах, преимущественно в силосах элеваторов и бункерах, заключающийся в анализе газовой среды и замере температуры внутри слежавшегося слоя продукта с последующей подачей в обнаруженный очаг горения инертного газа в количествах, достаточных для его локального тушения.

Указанный способ обнаружения и тушения загорания имеет ограниченное применение, так как не позволяет производить надежное тушение и окончательную ликвидацию горения после подачи флегматизатора или даже огнетушащего состава. Опыт тушения реальных пожаров и проведенные экспериментальные исследования на полигонной установке позволили сделать вывод о том, что любые методы тушения развитых пожаров в силосах (силосных ячейках) и бункерах к окончательному тушению не приводят и требуют немедленного послойного рыхления продукта и выгрузки его с дотушиванием после выгрузки. Прототип имеет ограниченное применение по высоте слоя продукта (до 5 м) и практически не эффективен для крупнодисперсного твердого, спекшегося или скоксовавшегося материала. Применение данного метода не исключает повторные рецидивы развития и возникновения новых очагов горения.

Цель изобретения повышение надежности пожарной защиты хранилищ силосного типа.

Указанная цель достигается тем, что в способе предупреждения и тушения загорания в хранилищах силосного типа, включающем контроль газовой среды и температуры внутри массы продукта и подачу флегматизатора в защищаемый объем, флегматизатор подают в нижнюю часть хранилища, затем производят послойный анализ концентраций компонентов газовой среды и температуры внутри массы продукта снизу вверх. При обнаружении пожаровзрывоопасных факторов производят послойное рыхление массы продукта с одновременной интенсивной подачей флегматизатора в зону рыхления и выгрузкой продукта из хранилища с дотушиванием его вне емкости (водой, пеной и др.).

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что флегматизатор подают в нижнюю часть хранилища, затем производят послойный анализ концентраций компонентов газовой среды и температуры внутри массы продукта снизу вверх. При обнаружении пожаровзрывоопасных факторов производят послойное рыхление массы продукта с одновременной интенсивной подачей флегматизатора в зону рыхления и выгрузкой продукта из хранилища с дотушиванием его вне емкости.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Известны технические решения, в которых осуществляют тушение загораний в хранилищах, однако эти технические решения не обеспечивают нужную надежность защиты силосных хранилищ и не исключают взрывов, разрушений и гибели людей при проведении на них работ по ликвидации очагов горения. Предлагаемый способ обеспечивает высокую надежность за счет подачи флегматизатора в нижнюю часть хранилища, затем послойного анализа газовой среды и температуры внутри массы продукта снизу вверх, послойного рыхления с выгрузкой продукта из хранилища при одновременной интенсивной флегматизации зоны рыхления в случае обнаружения в слое очагов горения и дотушиванием тлеющего продукта сразу после высыпания его из емкости. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг.1 представлено схематическое изображение реализации предагаемого способа с помощью устройства для выгрузки из емкостей материалов, склонных к слеживанию.

Железобетонная силосная ячейка 1 с продуктом 2, в котором уже образовался очаг тления 3 имеет загрузочный 4 и загрузочный 5 люки. Послойное внедрение бурового става 6 с наконечником 7 или с насадком для рыхления и выгрузки внедряют в продукт гидравлическим домкратом 8 подачи (с одновременным вращением бурового става или без вращения в зависимости от того, какая операция выполняется).

Зажим в перехват наращиваемого из отдельных штанг бурового става 6 осуществляется гидравлически люнетом 9 и патроном 10. Привод вращения бурового става осуществляется от гидротурбины или от электродвигателя 11 с возможностью регулирования числа оборотов вращения бурового става 12. Замер температуры производится прибором 13, анализ концентраций компонентов газовой среды системой газоанализаторов 14 (каждый отдельный газоанализатор на отдельный компонент СО, Н₂, СН₄, СО₂, О₂), работающих в режиме экспресс анализа с постоянной или периодической визуальной выдачей результата анализа на самописец, шкалу или электронное табло. Подача газа на флегматизацию производится из креогенной емкости 15 с системой регулирования расхода и давления его. Выгрузка продукта из силоса производится в наклонный желоб 16, смонтированный над установкой, предназначенной специально для реализации данного способа. На желоб, при необходимости дотушивания высыпающегося продукта подается вода из системы 17 или пена из пеногенератора 18. Дотушивание может производиться также и на полу, в кучах или на транспортере.

Реализация способа в конечном итоге заключается в выгрузке из хранилища горящего (тлеющего) продукта с помощь устройства для выгрузки из емкостей материалов, склонных к слеживанию, при одновременной интенсивной флегматизации защищаемого от взрыва объема.

После сборки установки под силосом на головную штангу навинчивается специальный насадок для отбора газа и замера температуры. Затем производится открытие задвижки разгрузочного люка 5. При этом, как правило, происходит высыпание небольшого количества продукта и в основании емкости образуется свободный объем. Перед проведением работ по послойному анализу состава газа и температуры сначала в этот свободный объем подают флегматизатор. Затем осуществляется подача бурового става в массу продукта снизу вверх с послойным анализом газового состава и температуры в каждом слое продукта. В зависимости от результатов послойного анализа компонентов газовой среды и температуры производят следующие операции: при обнаружении очага горения буровой став вынимают (опускают) из емкости и производят смену специального насадка на насадок для рыхления, выгрузки и подачи флегматизатора, производят послойное рыхление и выгрузку горящего продукта с одновременной интенсивной подачей флегматизатора из емкости 15. При отсутствии повышенной температуры в слое (выше 55^оС) и наличия горючих газов Н₂, СН₄, СО послойный анализ концентраций компонентов газовой среды и температуры продолжают до момента выхода насадки в свободный объем силоса над слоем продукта. Затем проводят контрольное послойное зондирование тех же параметров при последовательном внедрении бурового става под различным углами в разные стороны от вертикальной оси емкости. При этих операциях возможна продувка не горящих, но сильно разогревшихся очагов продукта флегматизатором для отвода тепла и снижения критической температуры в слое до температур ниже 55^оС с целью предупреждения от самовозгорания. Емкости со слежавшимся негорящим, но опасным по степени самовозгорания продуктом могут быть освобождены от продукта (выгружены), а могут оставаться с продуктом под усиленным контролем, периодическим послойным зондированием состояния продукта (состав газа, температура) профилактикой саморазогрева путем продувки инертными газами.

Расход инертного газа (пара) на флегматизацию (м³ с^-1) вычисляется с применением компьютера по специально разработанной программе (записана на дискету) на основании расчета степени горючести анализируемых смесей и флегматизирующей способности инертных газов: нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР), верхний концентрационный предел распространения пламени (ВКПР), данные области воспламенения (фиг.2, точки П, 1, 2, 3).

Расчет расхода инертного газа (табл.1) представлен на примере четырех отобранных на реальном аварийном объекте горючих газовоздушных смесей (табл. 2). Флегматизация инертными газами и паром объема силоса с указанными в табл. 1 расходами гарантирует от взрывов газовоздушных смесей в процессе выгрузки горящего продукта из силосов (хранилищ).

После завершения прохождения специальным насадом ствола всего слоя продукта и определением газового состав и значений температуры в свободном пространстве силового над продуктом, при обнаружении опасных по составу смесей горючих газов осуществляется подача инертного газа в этот объем до достижения взрывобезопасного состава газовоздушной смеси.

После этого производятся извлечение бурового става из продукта и замена специального насадка на насадок для рыхления и выгрузки. Затем производится новое внедрение бурового става снизу вверх с вращением его, рыхлением и выгрузкой горящего продукта с одновременной интенсивной подачей флегматизатора и дотушиванием высыпающегося продукта (на наклонном желобе, в кучах или на транспортере, которым ведется отгрузка высыпающегося из хранилища продукта), водой, пеной и другими огнетушащими составами.