Gašenje požara spremnika lako zapaljivih tekućina

Gašenje požara spremnika lako zapaljivih tekućina

Sažetak

Požari nafte i njenih derivata, požari u pogonima za preradu nafte i njenih derivata, odnosno vatrogasnim žargonom rečeno – rafinerijski požari vatrogascima su zanimljivi s nekoliko aspekata. Takvi incidenti zanimljivi su i medijima, odnosno novinarima koji u potrazi za informacijom i izvješćem ne biraju načine kako bi došli do odgovora na pitanja koja zanimaju javnost. Tom prilikom ugrožavaju svoju sigurnost pa stvaraju dodatne probleme gasiteljima. Posljednjih desetak godina takvi su incidenti rijetki, izuzev onih koji su se zbili tijekom ratnih djelovanja. Razlog tome leži dobro organiziranoj preventivi koja je poduzeta nakon niza događaja koji su se dogodili u spomenutim postrojenjima. Kad je riječ o preventivi važno je spomenuti nužnost pravilnog rukovanja i skladištenja na najvišoj razini sigurnosti. Dogodi li se požar, važan je pravilan postupak vatrogasne postrojbe, bilo industrijske (gospodarske), ili gradske (javne) te unaprijed odrediti plan zajedničkog djelovanja kako bi se izbjegle ljudske žrtve i smanjile štete na materijalnim dobrima. Da bi se postigli takvi rezultati važno je upoznati interventno osoblje sa opasnostima prilikom izbijanja, te o postupcima za pravilno gašenje.

Uvod

Ovaj rad nije zamišljen kao nastavni materijal već služi informiranju. Uvažavajući stručnost kadrova koji nazoče skupu, baziran je na informiranju i isticanju potrebnih elemenata i saznanja, koja vode ka većoj učinkovitosti vatrogasnih postrojbi koje djeluju u saniranju jednog požarnog događaja ovog tipa. Nerijetko se događa da ovakvi akcidenti eskaliraju u neželjenom pravcu, te je potrebno unaprijed znati na koji ćemo ih način sanirati, odnosno kako djelovati da bi smo ih stavili pod nadzor. Ovaj rad obrađuje isključivo požare ugljikovodika uskladištene u spremnicima pri atmosferskom tlaku. Ne spominju se postrojenja za preradu, kao ni plinovi ili kemijski spojevi.

1. GORIVA TVAR

1.1 Osnovne značajke

Sirova nafta u rafinerijskim postrojenjima biva prerađena u čitavu paletu proizvoda, odnosno derivata. Osobine zbog kojih i koristimo naftne derivate vrlo izraženi su i prilikom požara. Zapaljive tekućine su tvari koje nemaju stalan oblik već poprimaju oblik spremnika u kojoj se nalaze. U ovu skupinu ubrajamo tekućine ili smjese tekućina koje se nalaze na maximalnoj temperaturi od 20° C, u tekućem stanju i pri temperaturi od 50° C tlak para od 300kPa (3 bara), a plamište im je na najviše 61° C. U ovom slučaju riječ je o ugljikovodicima ili sirovoj nafti. Po klasifikaciji požara i načinu gorenja spadaju u klasu „B". Već su spomenute neke definicije, a znamo od ranije da tekućine ne gore već gore njihove pare na račun kemijskih reakcija koje se događaju u plamenu pri reakciji s kisikom. Po NFPA standardima tekućine možemo u odnosu na plamište podijeliti:

I Klasa – kojima je plamište ‹ 37° C
II Klasa – kojima je plamište › 37° C
III Klasa – kojima je plamište na ili › 60° C

Podsjetimo, plamište je najniža temperatura na koji se iznad zapaljive tekućine stvori dovoljno parne faze koja se pod utjecajem izvora paljenja može zapaliti. Kod nas važe druge klasifikacije:

Klasa I – plamište ‹ 38° C koja se dalje dijeli u tri podskupine:
    I A – čija je temperatura plamišta ‹ 23° C a vrelište ‹ 38° C
    I B – čija je temperatura plamišta ‹ 23° C a vrelište › 38° C
    I C – čija je temperatura plamišta od 23° C do 38° C
Klasa II – čija je temperatura plamišta od 38° C do 60° C
Klasa III – čija je temperatura plamišta 60° C › a koju dijelimo na
    III A - čija je temperatura plamišta od 60° C do 93° C
    III B - čija je temperatura plamišta od 93° C i više

Iako plamište klasa II i III izgleda relativno visoko, pri požarima su izložene zagrijavanju te je opasnost od širenja požara itekako prisutna. Podsjetimo da je gustoća para omjer težine određenog volumena para tekućine i suhog zraka prilikom iste temperature i tlaka: Zrak – 1 Benzin – 3 – 4 Iz prethodnog možemo zaključiti da prilikom izlijevanja pare zapaljivih tekućina mogu daleko stići budući su teže od zraka, a tome ugroziti široko područje.

Nabrojene klase su po kemijskom sastavu uglavnom ugljikovodici ili smjese čija specifična težina je manja od 1, te plivaju na površini vode. Temperatura samozapaljenja im je relativno visoka, od 150° C - 600° C. No neke imaju vrlo nisko plamište, odnosno plamište im je ispod 21° C, meutim nekima je plamište u istim uvjetima - 44° C (kerozin). Kalorična moć im je vrlo velika, iz tih ih razloga i koristimo kao gorivo, i pri gorenju vežu vrlo velike količine kisika pa često imamo nepotpuno sagorijevanje što se očitava u velikim količinama crnog dima. Lako isparavaju te u smjesi sa zrakom tvore eksplozivne smjese. Spomenimo fizikalno - kemijske karakteristike bezolovnog motornog benzina.
BEZOLOVNI MOTORNI BENZIN
C5H12 do C5 H20
Plamište -38° C
Temperatura samozapaljenja - 280° C do 456° C
DGE - 0,9 vol%
GGE - 6,8 vol%
Vrelište - 38° C - 204° C
Relativna gustoća tekućine (voda=1) - 0,72
Gustoća para (zrak=1) - 3-4
Kod gorenja zapaljive tekućine najprije isparavaju, te njihove pare gore nad površinom tekućine. Sloj ispod same površine je zagrijan dok su niži slojevi hladniji jer loše prenose toplinu. S toga je izgradnja spremnika vrlo važna radi izgaranja para zapaljive tekućine prilikom požara, a na račun stabilnosti plašta.

2. SKLADIŠTENJE

Lakozapaljive tekućine skladištimo na razne načine od kojih ćemo spomenuti samo tri:
  1. Spremnici s fiksnim koničnim krovom
  2. Spremnici s pokrivenim plivajućim krovom
  3. spremnici s nepokrivenim plivajućim krovom

Riječ je o vertikalnim atmosferskim spremnicima velikih volumena, zapremine preko 80 000 m3, što zahtijeva poseban način konstrukcije izgradnje, odabira materijala (čelik), velikih površina sa svom pripadajućom opremom. Izrađuju se prema standardima, smješteni su u zaštitnim bazenima (tzv. tankvanama) koje imaju ulogu preuzimanja goriva u slučaju propuštanja ili ekscesa urušavanja, potresa, požara. Po unaprijed projektiranim standardima ovisno o uskladištenoj robi i volumenima. Nekada davno, najčešće na naftnim bušotinama izrađivali su se spremnici s drvenom krovnom konstrukcijom. Danas su to vertikalni spremnici s koničnim krovom s oslabljenom vezom i vertikalni spremnici niskoga tlaka, bez oslabljenih veza. Kod prvih, s oslabljenom vezom, prilikom konstrukcije namjerno se izrađuju slabe veze između plašta i krova, radi odbacivanja krova prilikom eksplozije. No treba voditi računa i o načinu izrade, kvaliteti i čvrstoći gornjeg dijela plašta spremnika, instalacija a naročito vatrogasnih instalacija.

2.1 Spremnici s pokrivenim plivajućim krovom

Definiraju se kao spremnici s plivajućim krovom i ventilacijom gdje plivajući krov često može biti izveden od plastičnih pokrivača ili plastičnih plutajućih pontona pokrivenih limom.

2.2 Spremnici s plivajućim krovom

Krov ovih spremnika pluta na površini ugljikovodika pa i nema parnog prostora ispod krova gdje nema upaljivih smjesa. Osim ako se na odušnicima stvori vakuum uzrokovan prebrzim ispumpavanjem tereta, pa se sa zrakom stvara upaljiva smjesa.

3. SREDSTVA I NAČINI GAŠENJA POŽARA SPREMNIKA UGLJIKOVODIKA

Osnova gašenja požara spremnika ugljikovodika je da se hlade vodom, a gase pjenom.

3.1 Značajke vode kao sredstva za gašenje

Vodu, osim kao sredstvo za gašenja, u slučaju požara koristimo i kao sredstvo za hlađenje, gušenje, emuliranje, razrjeđivanje, uranjanje i istiskivanje. Pri tom valja napomenuti da vodu imamo na raspolaganju u velikim količinama. Voda na sebe preuzima velike količine toplinske energije te ćemo je koristiti za hlađenje plašta, konstrukcijske opreme i radi smanjenja toplinskih oštećenja, ali i radi smanjenja porasta pritiska uzrokovanog pregrijavanjem goriva. Vodom možemo potiskivati razljevene lokve goriva. Možemo je koristiti u obliku spreja što će biti pogodno za ugljikovodike s plamištem iznad 38° C. Efikasno ćemo je koristiti za istiskivanje u cjevovodima pod tlakom ili za podizanje razine ugljikovodika u spremnicima. Rastjerivat ćemo neželjena istjecanja i uglavno je koristiti za zaštitu.

3.2 Stabilna instalacija s vodom za zaštitu

Stabilne instalacije za zaštitu koje po načinu rada i aktiviranja mogu biti stabilne i polu stabilne u ovom slučaju će to biti tzv. drenčer sistemi. Ovi se sistemi u principu ne razlikuju od sprinklera no ovdje odmah rade sve mlaznice. Pri konstrukciji i izvođenju drenčer sistema valja voditi računa o nizu detalja.i to kako slijedi:



Površina plašta rezervoara: Ap = D ? ? ? H (m2) , pri čemu je

Ap – površina plašta rezervoara (m2)
D – promjer rezervoara (m)
H – visina plašta rezervoara (m)


Potrebna količina vode za hlađenje: Q = Ap ? 1,2 l/m2/min, pri čemu je
Q – potrebna količina vode l/m2/min
Ap - površina plašta rezervoara (m2)

Potreban broj mlaznica za hlađenje: n = Q : qm kom, pri čemu je
Q - potrebna količina vode l/m2/min
qm – kapacitet jedne mlaznice (l/min)

Potrebna količina vode za hlađenje krova spremnika:

Površina krova - Ak (m2)
Potrebna količina vode: Q = Ak ? 0,6 (l/m2/min), ako je
Q - količina vode (l/min)
Ak - površina krova (m2)
Potreban broj mlaznica: n = Qk : qm (kom)

Pri izvođenju drenčer sistema mora se voditi računa i o:

3.3 Pjena kao sredstvo za gašenje

Pjenu kao sredstvo za gašenje možemo promatrati kao kohezionu otopinu vode i pijenila u čiji smo tok aerirali zrak pa ona kao plašt ili jastuk pliva na zapaljivoj tekućini. Riječ je dakle o mehaničkoj pjeni. Zbog tih njenih karakteristika posegnulo se za njenom primjenom onog trenutka kad su se gasitelji s takvim požarima i susreli.
Kemijska pjena se više ne spominje, iako se nekad koristila. Pjena koja se koristi isključivo je mehanička. Dobivena je miješanjem vode kao baze i pjenila (ekstrakta), čime smo dobili otopinu (najčešće 3% ili 6%), u koju mehaničkim putem u tok emulzije uvlačimo ili uguravamo zrak. Tako dobivenu pjenu nazivamo mehanička ili zračna pjena, a takvu danas najčešće i koristimo.
To međutim ne mora značiti da će se pri taktici gašenja uvijek koristiti ovaj tip pjene. Vatrogasci će posegnuti i za takozvanom neaeriranom pjenom pri čemu neće koristiti standardne mlaznice za dobivanje pjene, npr. kod podpovršinskog ubacivanja (injektiranja). Potrebno je i spomenuti i mehaničku pjenu koja iz modula izlazi kao gotova, kompresorski dobivena pjena, takozvana CAFS pjena (eng. Compresed Air Foam System). Pjene se razlikuju i po ekspanziji (bujanju – širenju). U omjeru dobivene pjene iz otopine vode i pjenila razlikujemo tri vrste pjene:
  1. tešku pjenu - s faktorom opjenjenja od 1 do 20
  2. srednje tešku pjenu - s faktorom opjenjenja od 20 do 200
  3. laku pjenu - s faktorom opjenjenja od 200 do 1000


Ekspanzija (neimenovani broj) Vp : VOt , pri čemu je Vp – Volumen pjene VOt- Volumen otopine Pjenila (ekstrakti) dodajemo vodi u raznim koncentracijama, ovisno od toga što želimo i radimo, kao i o uputi proizvođača. Važno je odrediti im postotak koji najčešće biva određen između 1% - 3% te između 3% - 6% pjenila.
Na raspolaganju su najčešće slijedeća pjenila:


Pjena, kao sredstvo za gašenje, gasiti će efektom ugušivanja i hlađenja goriva i stjenki spremnika, te sprječavati ponovno paljenje tako što će onemogućavati stvaranje gorivih smjesa para i zraka. Osobito je učinkovita kod razlivenih zapaljivih tekućina te kada je upotrebljena kao „parna brana". Pri gašenja požara većih količina goriva pomoću pjene, mora se osigurati gustoću primjene, duži vremenski tijek, i to je vrlo važan moment jer će u protivnom pjena biti termički razorena zbog čega gašenje neće biti uspješno (eng. Burn Back Resistant).
Pjenu se koristi i kao prekrivač te kao vrlo dobar izolator, naročito ako osiguramo da se lijepi po vertikalnim stijenkama. Pri tom valja imati na umu da je potrebno mlaz pjene dobro usmjeriti prema ciljanom mjestu pazeći da je vjetar ne raznosi. Kod požara vertikalnih spremnika najčešće ćemo koristiti tešku pjenu.
Za gašenje pjenom koristiti ćemo:


Stabilna instalacija za gašenje požara pjenom znači da se pri pojavi požara odmah aktivira i gasi ga. Pri projektiranju i izvođenju stabilne instalacije važe pravila i principi kao i za u+instalaciju za gašenje požara vodom s jedinom razlikom što u slučaju instalacije za gašenje pjenom moraju biti ugrađeni mješači ili pumpaonice, znači instalacije za pjenilo. Poštivanje zadanih standarda je nezaobilazno jer samo na taj način može se osigurati uspjeh gašenja i pri najelstremnijim uvjetima.

Kod polustabilnih instalacija vrijede isti standardi kao i kod stabilnih s time što se u ovom slučaju pojavljuju određena kašnjenja u početku gašenja pa to moramo uzeti u obzir. U ovom slučaju vatrogasci se vozilima priključuju na postojeću instalaciju što znači da vatrogasna vozila moraju udovoljavati traženim kapacitetima i standardima.
Pod pojmom mobilna oprema podrazumijeva se sva vatrogasna oprema koja služi bilo za hlađenje ili za gašenje. Nezaobilazni elementi takve mobilne opreme su bacači vode i pjene velikih kapaciteta.
Kod stabilne i polustabilne instalacije primjenjuje se princip nabacivanja ili uvođenja pjene na vrhu spremnika, zatvorenog ili otvorenog, pomoću mlaznica tj. komora za pjenu.
Primjenjuje se i tzv. Podpovršinsko injektiranje pjene u spremnik kroz tekućinu u spremniku. Kod ovog sustava postiže se dobar efekat hlađenja goriva zbog uvođenja hladne emulzije ili pjene, ali i zbog turbulencije nastale miješanjem viših i nižih slojeva same tekućine. Pri tom valja voditi računa da predtlak za uvođenje pjene ne bude previsok kako turbulenicje ne bi bile prevelike zbog čega bi teška pjena ili stvoreni film na gorivoj tekućini počeo tonuti.
Pjena kao sredstvo za gašenje je posebna, egzaktna i vrlo interesantna tema u koji ovaj rad ne zadire. Valja samo spomenuti neke od bitnih elemenata koji vrijede za pjene a to su: fluidnost, tolerancija na gorivo, otpornost na toplinu i natražno gorenje, vrijeme raspadanja i vrlo važan element a to je iscjeđivanje.

Pjenilo Lokve Spremnici Tankuane Jedinica mjere
AFFF 4 6,5 4 l/m2/min
FFFP 4 6,5 4 /m2/min
FP 5 6,5 5 l/m2/min
P 6,5 8 6,5 l/m2/min

Kod mobilnog gašenja, gašenja požara ručnim mlaznicama i monitorima vrijednosti iz ove tablice treba uvećati za otprilike 20% iz razloga što nerijetko se dogodi da pjena ne pogodi cilj, bilo zbog vjetra, lošeg dometa, zaklonjenosti cilja i slično. Kod požara spremnika sve nabrojeno treba osigurati u prvom satu djelovanja. Kod požara spremnika sve nabrojeno treba osigurati u prvom satu djelovanja.
Ne treba zaboraviti napomenuti da je od velike važnosti znati brzo proračunati potrebe za gašenje, a one ovise o površini spremnika, gustoći primjene, vremenu djelovanja. Jednostavan račun izgleda ovako:
A = r2 ? m2, pri čemu je A – površina spremnika
Kod plivajućeg krova vrijedi Au - Ap pri čemu je
QOt = A x gustoća otopine pri čemu je QOt – protok otopine
VOt = QOt x potrebno vrijeme pri čemu je VOt – volumen otopine

4. TAKTIKA GAŠENJA

Uspješnost akcije gašenja požara spremnika ovisiti će o znanju gasitelja, suradnji, izvorima sredstava za gašenje i taktici gašenja, odnosno odabranoj strategiji Važan preduvjet je izrada predpožarnog plana, odnosno operativno taktičkog plana, kako za pojedine spremnike, tako i za pogon u cjelini.
Pri izradi tih planova mora biti obrađeno nekoliko apekata, s jedne strane pogon koji će se štititi, a sa druge strane su vatrogasci i vatrogasna tehnika kojom će se gasiti ili sanirati nastali incident. To prije svega znači da je potrebno dobro poznavanje pogona, vrlo je bitna element suradnje vatrogasnog i industrijeskog osoblja jer će u slučaju incidenta jedni drugima biti potrebni. Informativnim obilaženjem pogona vatrogasci dobivaju informacije koje mogu sagledati i iskoristiti u planiranju. Učenje i uvježbavanje je od velike koristi. Pri planiranju se mora voditi računa o tome kakve su raspoložive snage za gašenje, kakve su instalacije i zalihe vode i pjenila, na čiju se još pomoć može računati u slučaju potrebe, evidentirati proizvođače pjenila, obližnje vatrogasne postrojbe, upoznati mogućnosti pumpaonica i slično. Najvažnije je da se sa akcijom gašenja požara započne bez odgađanja, u trenutku kada se požar dogodio. Za to je potrebno utvrditi načine detekcije događaja i načine alarmiranja vatrogasaca. Kada se požar dogodi više nema vremena za izračune potrebnih sredstava, gustoću njihove primjene, određivanje raspoloživih količina vode i pjenila za gašenje, i slično.
Plan akcije gašenja požara mora sadržavati i bitne telefonske brojeve u slučaju nužde, članove stožera sa jasno definiranim dužnostima i zadacima za svakog člana pojedinačno, plan evakuacije, definiran lanac zapovijedanja (po razinama), pripremu komunikacije u incidentu.
U ovisnosti o veličini incidenta ustrojavamo dogovoreni stožer, odnosno zapovjedna mjesta na dvije razine. Na samom mjestu gašenja i na mjestu gdje se vodi strategija za slučaj većeg incidenta okuplja se osoblje zaduženo za doređene zadaće. To mjesto, tj. stožer udaljen je na sigurnoj udaljenosti te će uz njega biti organizirano mjesto za stacioniranje sanaga, sanitet, mjesto za odmor i okrjepu gasitelja, te zamjenu operativnog osoblja budući takvi incidenti mogu potrajati. Prilikom izbijanja incidenta važna je procjena:


Potrebno je odmah započeti sa akcijom hlađenja spremnika potrebnim količinama vode i to plašt iiznad zapaljene tekućine, odušnike, i nadtlačne ventile, regulatore tlaka i mjernu opremu, komore za pjenu i druge vodove. Hladiti susjedne ugrožene spremnike, osobito ako su pod tlakom. U slučaju da se utvrdi da količine vode za hlađenje nisu dovoljne, a ti spremnici nisu izloženi plamenu, u prvo vrijeme ih nije potrebno tretirati vodom ali je potrebno imati ih stalno pod nadzorom. Važno je voditi računa o smjeru vjetra koji može utjecati na zagrijavanje obližnjih spremnika.
Kada je hlađenje organizirano započinje se sa gašenjem požara pjenom. Pjenom će se započeti gasiti samo u slučaju da su osigurane dovoljne količine pjenila što jedino jamči uspješnost gašenja, o tome je bilo riječ u prethodnoj točki. Razlog je jednostavan, ne uspije li se požar ugasiti raspoloživim količinama pjenila ono će biti uzaludno potrošeno. U tom slučaju požar se samo kontrolira i hladi, a u koordinaciji sa stožerom požar se počinje gasiti tek kada su osigurana dostatna sredstva za gašenje.

Valja spomenuti još nekoliko bitnih detalja koji su od značaja za uspješnost akcije gašenja:


Naposljetku, mora se voditi računa o efektu tzv. „BOILOWERA" odnosno „PREKIPLJENJA". Boilower ili prekipljenje označava silovito izbacivanje zapaljive tekućine iz spremnika uzrokovano naglim isparavanjem vode koja se nalazi unutar volumena tekućine, pri čemu se toplinski val spušta po visini tekućine i na koncu stiže do vode koja se nalazi na dnu spremnika.

ZAKLJUČAK

Gašenja požara spremnika lakozapaljive tekućine nije moguće ako tome na prethodi kvalitetna priprema. Ako prije gašenja nisu predviđene sve moguće situacije te ako gasiteljima nisu na raspolaganju dovoljne količine sredstvaa za gašenje. Osnovno je pravilo da se tek nakon što je zaključeno da su svi potrebni uvjeti ispunjeni krene u akciju gašenja. U protivnom se nepotrebno osoblje izlaže pogibelji i rasipaju dragocjena sredstva za gašenje. Kada se sve navedene činjenice uzmu u obzir i kada se uspješno svladaju sve prepreka za stupanje u akciju, tada gasitelji mogu reći da vladaju situacijom, čak i onda kad ona izgleda beznadno.


Igor Hrelja
Zapovjednik III. Smjene
JVP Grada Rijeke

Ova stranica koristi kolačiće za pružanje boljeg korisničkog iskustva. Za nastavak korištenja web stranice kliknite na "Slažem se". Postavke kolačića mogu se konfigurirati u vašem web pregledniku, a više informacija potražite ovdje. Slažem se