Системы автоматического пожаротушения

Классификация систем автоматического пожаротушения

Автоматические установки пожаротушения на нефтегазовых объектах подразделяются по типу огнетушащего вещества, способу хранения и подачи, принципу срабатывания. Основные категории систем регламентированы СП 485.1311500.2020, который с 1 марта 2021 года заменил СП 5.13130.2009 в части требований к установкам пожаротушения.

По типу огнетушащего вещества системы делятся на водяные, пенные, газовые, порошковые и аэрозольные. Для нефтеперерабатывающих заводов и резервуарных парков преимущественно применяются пенные системы с различной кратностью пены. Технологические помещения с электрооборудованием защищаются газовыми установками. Порошковые модули используются локально на участках слива-налива и насосных станциях перекачки нефтепродуктов.

Централизованные установки предусматривают станцию пожаротушения с баллонами и трубопроводами подачи огнетушащего вещества. Модульные системы размещаются непосредственно в защищаемых помещениях или рядом с ними. Выбор конфигурации определяется объемно-планировочными решениями объекта и технологическими ограничениями.

Газовые системы пожаротушения

Типы газовых огнетушащих веществ

Газовое пожаротушение на нефтегазовых объектах применяется для защиты электрощитовых, серверных, компрессорных станций, диспетчерских пунктов. Согласно пункту 9.3.1 СП 485.1311500.2020, разрешены следующие газовые огнетушащие вещества: хладон 23, хладон 227еа, хладон 125, азот, аргон, инерген, аргонит, двуокись углерода.

Хладон 227еа наиболее распространен благодаря озонобезопасности и низкой концентрации тушения. Нормативная огнетушащая концентрация составляет от 7,2 до 8,5% объемных в зависимости от класса пожара. Хладоны хранятся в баллонах при давлении до 2,5 МПа, что обеспечивает компактность оборудования.

Двуокись углерода для объектного пожаротушения

Системы на основе CO₂ применяются для защиты кабельных туннелов, насосных станций, трансформаторных подстанций. Огнетушащая концентрация углекислого газа составляет 34% для поверхностных пожаров и до 75% для объемного тушения. Двуокись углерода хранится в изотермических резервуарах при температуре минус 20°С и давлении 2,0 МПа.

Преимущество CO₂ заключается в быстром охлаждении очага и разбавлении горючей смеси. Недостаток — высокая опасность для людей при концентрациях выше 9%, что требует полной эвакуации персонала перед пуском установки. Применение регламентировано Приложением Б СП 155.13130.2014.

Инертные газы для помещений с постоянным пребыванием людей

Инерген представляет собой смесь азота, аргона и двуокиси углерода в соотношении 52%/40%/8%. Огнетушащая концентрация 35-43% позволяет людям безопасно находиться в защищаемом объеме до 5 минут. Инерген применяется в диспетчерских и операторных НПЗ, где требуется непрерывное присутствие персонала.

Азот и аргон используются в чистом виде для флегматизации взрывоопасных смесей в резервуарах хранения и технологических аппаратах. Подача азота осуществляется от криогенных установок или мембранных генераторов с концентрацией кислорода не более 12% объемных.

Порошковые установки

Применение порошковых систем

Порошковое пожаротушение на нефтегазовых объектах применяется для локальной защиты технологических площадок, насосных перекачки нефтепродуктов, эстакад слива-налива. Огнетушащие порошки типов АВСЕ и ВСЕ по ГОСТ Р 53286-2009 эффективны против пожаров классов B и C, связанных с горением жидких и газообразных углеводородов.

Модульные порошковые установки состоят из баллонов с порошком емкостью от 50 до 100 литров, источника давления и распылительных насадок. Время подачи огнетушащего вещества не превышает 15-30 секунд. Интенсивность подачи для углеводородных жидкостей составляет 0,12-0,24 кг на квадратный метр в секунду.

Ограничения порошковых систем

Порошковое тушение не применяется в помещениях с постоянным пребыванием людей из-за ухудшения видимости и затруднения дыхания. Порошковая взвесь оказывает абразивное воздействие на оборудование и требует тщательной очистки после срабатывания. Эксплуатация порошковых модулей регламентирована НПБ 56-96 и разделом 10 СП 485.1311500.2020.

Импульсные порошковые установки

Импульсные установки обеспечивают высокоскоростную подачу порошка за счет пиротехнического газогенератора. Время выброса огнетушащего вещества составляет менее 1 секунды, что критично для быстроразвивающихся пожаров нефтепродуктов. Импульсные модули размещаются в шкафах управления, распределительных устройствах, кабельных каналах технологических установок.

Пенные системы для резервуаров

Системы подслойного пожаротушения

Подслойное тушение является основным способом ликвидации пожаров в вертикальных стальных резервуарах объемом более 5000 кубических метров. Раствор пенообразователя типа AFFF/AR подается через распределительный трубопровод в нижнюю часть резервуара. Пена всплывает на поверхность горючей жидкости, формируя изолирующий слой кратностью 3-5.

Интенсивность подачи раствора составляет 4,0-5,0 литров в секунду на один ввод. Для резервуара РВС-5000 требуется 2-4 ввода подслойного тушения в зависимости от диаметра. Нормативное время тушения не превышает 15 минут согласно СП 155.13130.2014 с изменением №2 от марта 2024 года.

Генераторы пены средней и высокой кратности

Генераторы пены средней кратности ГПСС применяются для объемного заполнения обвалований резервуарных парков. Кратность пены 80-100 обеспечивает эффективное тушение разлитых нефтепродуктов на больших площадях. Производительность генераторов составляет от 200 до 2000 литров раствора в минуту по ГОСТ Р 53290-2009.

Установки высокой кратности с генераторами ГВК используются для заполнения технологических помещений насосных станций и компрессорных. Кратность пены достигает 500-800, что позволяет быстро вытеснить воздух и прекратить горение. Требования к проектированию изложены в Приложении А СП 155.13130.2014.

Водяные завесы и лафетные стволы

Дренчерные водяные завесы устанавливаются на границах технологических установок НПЗ для локализации пожаров и защиты соседнего оборудования. Интенсивность орошения составляет 0,10-0,15 литров на квадратный метр в секунду согласно API 2030. Лафетные стволы обеспечивают охлаждение резервуаров с расходом от 20 до 100 литров в секунду на ствол.

Стационарные лафетные комплексы размещаются по периметру резервуарного парка с радиусом действия до 90 метров. Управление стволами осуществляется дистанционно с пожарного поста или автоматически при срабатывании пожарных извещателей пламени. Применение регламентировано пунктом 13.2 СП 155.13130.2014.

Автоматика пуска и управление

Приборные системы безопасности

Автоматика систем пожаротушения реализуется на базе приборных систем безопасности по ГОСТ Р МЭК 61511-1-2018. Данный стандарт идентичен международному IEC 61511:2016 и устанавливает требования к функциональной безопасности систем управления технологическими процессами. Уровень полноты безопасности для систем пожаротушения определяется от SIL 1 до SIL 3 в зависимости от категории объекта.

Система автоматики включает пожарные извещатели, приемно-контрольные приборы, исполнительные устройства и шлейфы сигнализации. Пожарные извещатели пламени типа ИП 330 реагируют на инфракрасное излучение углеводородного пламени в диапазоне от 3 до 5 микрометров. Дымовые оптико-электронные извещатели применяются в помещениях без технологических выделений.

Алгоритмы пуска и задержки

Автоматический пуск установок пожаротушения выполняется при срабатывании двух независимых шлейфов пожарной сигнализации. Задержка подачи огнетушащего вещества составляет 30 секунд для газовых систем и 15 секунд для порошковых модулей. Время задержки обеспечивает эвакуацию персонала и отключение технологического оборудования согласно СП 484.1311500.2020.

Резервирование и надежность

Насосные станции пожаротушения комплектуются основными и резервными насосными агрегатами. Электропитание систем противопожарной защиты осуществляется от двух независимых источников с автоматическим вводом резерва. Время переключения на резервное питание не превышает 30 секунд. Автономные источники бесперебойного питания обеспечивают работоспособность контроллеров и извещателей в течение 24 часов.

Нормативные требования

Российские нормативы Ростехнадзора

Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности регламентированы ФНП 534, утвержденным приказом Ростехнадзора от 15 декабря 2020 года с изменениями от 31 января 2023 года. Документ действует до 1 января 2027 года и устанавливает обязательные требования к системам противопожарной защиты опасных производственных объектов.

ФНП 529 регламентирует промышленную безопасность складов нефти и нефтепродуктов. Актуальная редакция от 18 марта 2025 года содержит требования к автоматическим установкам пожаротушения резервуаров, насосных станций, эстакад слива-налива. Правила применяются совместно с СП 155.13130.2014 с изменениями №1 и №2.

Своды правил МЧС России

СП 485.1311500.2020 является основным документом по проектированию установок пожаротушения. Свод правил введен с 1 марта 2021 года взамен СП 5.13130.2009 и содержит расчетные методики определения расхода огнетушащих веществ, параметров насосного оборудования, диаметров трубопроводов. Разделы 9-11 СП 485 посвящены газовым, порошковым и аэрозольным системам.

СП 155.13130.2014 с изменением №2, вступившим в силу 1 марта 2024 года, устанавливает специфические требования к складам нефти и нефтепродуктов. Актуализированы нормы по трехкратному запасу пенообразователя, применению систем подслойного тушения, охлаждению резервуаров мобильными средствами. Приложения А-Г содержат методики расчета установок различных типов.

Международные стандарты API и NFPA

API 2030 третьего издания от июля 2005 года регламентирует применение стационарных водяных систем орошения на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях. Стандарт устанавливает интенсивности подачи воды для охлаждения технологического оборудования, резервуаров, трубопроводов. Нормативные значения варьируются от 0,10 до 0,50 галлонов на квадратный фут в минуту в зависимости от типа защищаемого объекта.

NFPA 11 содержит требования к пенному пожаротушению, NFPA 15 — к водяному орошению, NFPA 2001 — к газовым системам. Применение международных стандартов на российских объектах осуществляется в части, не противоречащей обязательным требованиям ФНП и сводов правил. При проектировании совместных предприятий и экспортных объектов используется гармонизированная нормативная база.

Особенности проектирования

Выбор типа системы пожаротушения

Выбор типа установки пожаротушения определяется классом пожарной опасности помещения, характеристиками горючей среды, категорией объекта по взрывопожароопасности. Для технологических установок НПЗ категории А применяются пенные дренчерные системы. Электропомещения категории В защищаются газовыми установками на хладонах. Открытые площадки насосных оборудуются порошковыми модулями.

При проектировании учитываются климатические условия эксплуатации. Для районов с температурой ниже минус 40 градусов Цельсия применяются спринклерные воздушные установки или сухотрубные дренчерные системы с электрообогревом трубопроводов. В морских условиях оборудование изготавливается из коррозионностойких материалов по NACE MR0175/ISO 15156.

Гидравлический расчет трубопроводов

Гидравлический расчет систем пожаротушения выполняется по методике СП 485.1311500.2020 с учетом местных сопротивлений, потерь напора на трение, высоты подъема. Скорость движения раствора пенообразователя в питающих трубопроводах не должна превышать 3 метра в секунду, в распределительных — 10 метров в секунду. Диаметры труб определяются исходя из расчетного расхода и допустимых потерь давления.

Эксплуатация и техническое обслуживание

Техническое обслуживание систем пожаротушения включает ежемесячный осмотр оборудования, ежеквартальную проверку работоспособности автоматики, ежегодные испытания трубопроводов на прочность и герметичность. Полное переосвидетельствование баллонов газовых установок проводится каждые 5 лет. Огневые испытания пенных систем на резервуарах выполняются не реже одного раза в 3 года.

Персонал объекта проходит обучение действиям при пожаре и порядку пуска установок пожаротушения. Проводятся регулярные тренировки по эвакуации с имитацией срабатывания систем оповещения. Разрабатываются планы ликвидации аварий с указанием последовательности действий оперативного персонала, объектовой пожарной охраны, аварийно-спасательных формирований.