Расчет пожарной обстановки при авариях с СУГ и ЛВЖ

6.1.1. Расчет возможной пожарной обстановки проводится по следующим этапам:

1) выбор типовой аварийной ситуации (глава 4);

2) расчет опасных зон поражающих факторов аварии (п.5.2), который должен включать:

расчет размеров зон разлива, т.е. последующую зону пожара пролива (п.3.3);

расчет зон загазованности (взрывоопасных концентраций), т.е. последующую зону поражения пожара-вспышки);

расчет размеров зон разрушений цистерн (резервуаров), зданий и поражения людей от ударной волны при взрыве ТВС, т.е. определение возможных проливов СУГ или ЛВЖ;

расчет размеров зон поражения людей и загорания материалов при воздействии теплового излучения, т.е. определяется возможность распространения пожара на другие объекты;

расчет размеров зон поражения тепловым излучением от огненного шара (при авариях СУГ), т.е. определяется возможность распространения пожара на другие объекты;

3) отображение опасных зон и зон пожаров на ситуационном плане объекта.

6.1.2. При оценке пожарной обстановки необходим учет особенностей пожаров.

При аварии с СУГ площадь зоны загазованности при разгерметизации одной цистерны СУГ достигает 2500 м² и может иметь протяженность до 250 м. При попадании цистерны, заполненной СУГ, в факел пламени в ней резко повышается давление, предохранительные клапаны не успевают стравливать газ и через 16-24 мин цистерна разрушается со взрывом, выбросом пламени на высоту до 150 м и образованием новых очагов горения на расстоянии до 150 м. При этом образуется огненный шар диаметром 120-150 м. Осколки взорвавшейся цистерны разбрасываются на расстоянии до 150 м, в отдельных случаях – до 450 м. Иногда взрыв срывает цистерну с рамы и отбрасывает ее на расстояние до 80 м.

Взрыв одной железнодорожной цистерны с СУГ способствует увеличению площади пожара до 160 м² в зависимости от состояния балласта железнодорожных путей и рельефа местности.

Быстрее всего пожар развивается при разливе СУГ из железнодорожных цистерн в результате аварий, столкновения или крушения поездов. При этом цистерны опрокидываются и повреждаются, вследствие чего площадь пожара может достигать 10 тыс. м². По разлитому продукту горение распространяется не только на ближайшие поезда, но и на соседние складские, производственные и административные здания, а в некоторых случаях – на постройки прилегающих районов.

Характерной особенностью рассматриваемых пожаров является значительная скорость роста площади горения. Обычно она составляет около 330 м²/мин, а иногда достигает 1000 м²/мин. Если в результате аварии цистерн СУГ растекается без горения, то при воспламенении предварительно разлитой жидкости рост площади пожара будет характеризоваться скоростью распространения пламени по поверхности продукта, которая определяется его физико-химическими свойствами. Если же воспламенение продукта происходит одновременно с аварией, то скорость роста площади пожара будет определяться гидродинамическими свойствами потока жидкости, зависящими от ее расхода, уклона местности, вязкости продукта и скорости выгорания.

6.1.3. При разливе ЛВЖ из железнодорожных цистерн в результате аварии, столкновения и крушения площадь пожара может достигнуть 10-35 тыс. м². По разлитому нефтепродукту горение распространяется не только на соседние поезда, но и на ближайшие здания, а при попадании горящего разлитого нефтепродукта в канализацию или сточные канавы – на объекты, расположенные на расстоянии до 1 км.

Площадь разлива от одной цистерны зависит от метеоусловий, состояния балласта и уклона путей, рельефа местности и составляет 160-300 м². Скорость распространения пламени по разлитому продукту составляет 15-25 м/мин и может возрасти в отдельных случаях до 40 м/мин.

Если орошение водяными стволами не осуществляется, то разрушение железнодорожных цистерн с ЛВЖ и ГЖ происходит, как правило, через 15-25 мин после начала воздействия на них открытого факела пламени.

Высота факела при разрушении цистерн достигает 50 м. При этом общая площадь пожара может увеличиться до 1500 м².

Площадь разлива ЛВЖ и ГЖ га станциях зависит от места аварии и количества цистерн, получивших повреждения. Для наиболее неблагоприятных сценариев аварии площади разливов могут быть:

для станций, на которых осуществляется накопление и транспортировка жидкостей – 3000 м²;

для остальных станций – 1500 м²;

для одной цистерны – 160-300 м²;

для двух цистерн – 300-500 м².

В очаге пожара при этом находятся:

6 цистерн – для станций, на которых осуществляется накопление и транспортировка жидкостей;

3 цистерны – для остальных станций.

На соседних путях расположены поезда:

с 8 цистернами с ЛВЖ – для станций, на которых осуществляется накопление и транспортировка жидкостей;

с 4 цистернами – для остальных станций.

6.1.4. Длина и ширина фронта пожара определяются исходя из условия прямоугольной формы его распространения:

S_n = a · b,

где S_n – площадь пожара, м²;

а – длина фронта пожара, м;

b – ширина фронта пожара, м.

При разливе СУГ, ЛВЖ и ГЖ скорость развития пожара вдоль железнодорожных путей в среднем в 3,5 раза выше, чем скорость распространения пламени на поезда, находящиеся на соседних путях, поэтому принимается а=3,5 · b.

Тогда:

S_n = 3,5 · S_n = a · b²,

b = (S_n/3,5)^1/2.