Оптимальний вибір сил та засобів для локалізації пожежі в резервуарній групі

Басманов Олексій Євгенович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6434-6575

Максименко Максим Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-1888-4815

Олійник Володимир Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5193-1775

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-4

Ключові слова: пожежа в резервуарі, тепловий вплив пожежі, локалізація пожежі, охолодження водою

Анотація

Розглянуто оптимальний вибір сил і засобів для охолодження резервуарів в резервуарній групі при пожежі в одному із резервуарів. Під оптимальністю розуміється вибір сил та засобів, які будуть забезпечувати таку інтенсивність подачі води на охолодження стінок і покрівлі резервуарів, що не горять, при якій відповідні частини резервуарів не будуть нагріватися до критичних значень температури. В якості критерію оптимальності можуть бути обрані: мінімальні витрат води, мінімальна кількість особового складу або мінімальна кількість автоцистерн, що забезпечують подання води. Запропонований підхід спирається на модель охолодження резервуара водною плівкою, яка враховує променевий і конвекційний теплообмін стінки або покрівлі резервуара з осередком горіння, водною плівкою, навколишнім середовищем і внутрішнім простором резервуара. Для розв’язання задачі спочатку розраховується така інтенсивність подачі води, що забезпечує охолодження стінки і покрівлі резервуара до безпечних значень температури. Далі, виходячи з характеристик пожежних стволів, розраховується їх кількість, яка забезпечує розраховану інтенсивність подачі води стволами даного типу. Це дозволяє визначити оптимальний вибір сил та засобів за обраним критерієм. Показано, що на найбільшу небезпеку наражається резервуар з навітряного боку відносну резервуара, що горить. При цьому тепловий потік до його покрівлі при горінні горючої рідин сягає максимальних значень при легкому вітрі (1,6÷3,4) м/с, а для легкозаймистих монотонно зростає із зростанням швидкості вітру в діапазоні (0÷10) м/с. Показано, що в залежності від обраного критерію оптимізації (мінімальні витрати води, мінімальна кількість задіяного особового складу або автоцистерн) задача має різні розв’язки. Отримані результати можуть бути використані для побудови плану локалізації і ліквідації пожежі в резервуарній групі з нафтою і нафтопродуктами.

Посилання

1. Abdolhamidzadeh B., Abbasi T., Rashtchian D., Abbasi S. A. Domino effect in process-industry accidents – An inventory of past events and identification of some patterns. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2011. Vol. 24(5). P. 575–593. doi: 10.1016/j.jlp.2010.06.013
2. Amin M. T., Scarponi G. E., Cozzani V., Khan F. Improved pool fire-initiated domino effect assessment in atmospheric tank farms using structural response. Reliability Engineering & System Safety. 2024. Vol. 242. P. 109751. doi: 10.1016/j.ress.2023.109751
3. Hou L., Wu X., Wu Z., Wu S. Pattern identification and risk prediction of domino effect based on data mining methods for accidents occurred in the tank farm. Reliability Engineering & System Safety. 2020. Vol. 193. P. 106646. doi: 10.1016/j.ress.2019.106646
4. Zhou J., Reniers G., Cozzani V. Improved probit models to assess equipment failure caused by domino effect accounting for dynamic and synergistic effects of multiple fires. Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 154. P. 306–314. doi: 10.1016/j.psep.2021.08.020
5. Ovidi F., Zhang L., Landucci G., Reniers G. Agent-based model and simulation of mitigated domino scenarios in chemical tank farms. Reliability Engineering & System Safety. 2021. Vol. 209. P. 107476. doi: 10.1016/j.ress.2021.107476
6. Tamascelli N., Scarponi G. E., Amin M. T., Sajid Z., Paltrinieri N., Khan F., Cozzani V. A neural network approach to predict the time-to-failure of atmospheric tanks exposed to external fire. Reliability Engineering & System Safety. 2024. Vol. 245. P. 109974. doi: 10.1016/j.ress.2024.109974
7. Men J., Chen G., Yang Y., Reniers G. An event-driven probabilistic methodology for modeling the spatial-temporal evolution of natural hazard-induced domino chain in chemical industrial parks. Reliability Engineering & System Safety. 2022. Vol. 226. P. 108723. doi: 10.1016/j.ress.2022.108723
8. Khan F., Amin M. T., Cozzani V., Reniers G. Domino effect: Its prediction and prevention – An overview. Methods in Chemical Process Safety. 2021. P. 1–35. doi: 10.1016/bs.mcps.2021.05.001
9. Yang R., Khan F., Neto E. T., Rusli R., Ji J. Could pool fire alone cause a domino effect? Reliability Engineering & System Safety. 2020. Vol. 202. P. 106976. doi: 10.1016/j.ress.2020.106976
10. Iannaccone T., Scarponi G. E., Landucci G., Cozzani V. Numerical simulation of LNG tanks exposed to fire. Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 149. P. 735–749. doi: 10.1016/j.psep.2021.03.027
11. Yang J., Zhang M., Zuo Y., Cui X., Liang C. Improved models of failure time for atmospheric tanks under the coupling effect of multiple pool fires. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2023. Vol. 81. P. 104957. doi: 10.1016/j.jlp.2022.104957
12. Інструкція щодо гасіння пожеж у резервуарах із нафтою і нафтопродуктами. НАПБ 05.02. 2003.
13. Максименко М. В. Модель охолодження стінки резервуара водою при пожежі в сусідньому резервуарі. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. № 1(37). С. 156–170. doi: 10.52363/2524-0226-2023-37-11
14. Basmanov O., Maksymenko M. Model for choosing optimal water flow rate for tank wall cooling. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. Vol. 2(38). P. 4–16. doi: 10.52363/2524-0226-2023-38-1
15. Довідник керівника гасіння пожеж / За заг. ред. В. С. Кропивницького. 2016.