ایمنی وآتش نشانی

 

خواص مشتقات نفتی یا مواد آلی مرکب از چند جز (مخلوط یا محلول )

در مواد آلی یا مشتقات نفتی ، کربن وهیدروژن بصورت ترکیب موجود می باشد و معمولی ترین آنها عبارتند از گاز متان ، بنزین ، نفت سفید ، روغن های موتور ، که قابلیت اشتعال هر یک از آنها مرتبط با قدرت تبخیر شدن آنها در هوا می باشد .

نفت خام (crude oil)

آشنایی با اشتعال نفت خام زمانی میسر است که مختصات آن بطور کلی شناخته شود که بشرح ذیل می باشد :

1) نقطه جوش ابتدایی (initial boiling point) : درجه حرارتی است که سبکترین قسمتهای نفت خام در فشار هوای معمولی از نفت جدا شده و بصورت گاز خارج شود .

2) نقطه جوشش انتهایی (final boiling point) : درجه حرارتی است که سنگین ترین قسمتهای نفت خام به گاز تبدیل می گردد .

3) نقطه اشتعال (ignition point) : پایین ترین درجه حرارتی است که انرژی لازم برای اشتعال بخارات و هوای محیط را فراهم می سازد .

4) مواد سبک نهایی (light end) : دسته کوچکی از هیدروکربنهای سبک موجود در نفت خام که نقطه جوش آنها از دمای محیط پایین تر است .

5) مواد سنگین نهایی (heavy end) :دسته کوچکی از هیدروکربنهای سنگین نفت خام که نقطه جوش آنها از سایر مواد در نفت خام بالاتر است .

اثر حرارت :

خاموش کردن نفت خام مانند کلیه مایعات دیگر در اثر بر هم زدن توازن میزان هوا و گاز صورت می گیرد . در هنگام خاموش کردن و اطفا حریق مخازن نفت خام باید به انتقال حرارت در قسمتهای پایین تر از سطح آتش و شعله توجه نمود . در اکثر حریق مخازن با مخزنی بدون سقف روبرو خواهیم شد . یاسقف شناور مخزن غرق شده و یا سقف ثابت آن در اثر انفجار و شعله از بین رفته است . بخارات مخلوط نفت خام با میزان با میزان هوای کافی و غیر کافی ترکیب شده و به آسانی ، احتراق کامل یا ناقصی را بوجود می آورد . ترکیبات سبک موجود در نفت خام بعلت پایین تر بودن دمای جوش آنها ، سریع تر به بخار تبدیل شده و در حجم وسیع و زمان کم باعث شعله ور شدن مخزن می شوند . در همین زمان ترکیبات سنگین تر در مجاورت سطح شعله و مواد سبک ، گرم شده ولی اکثرا بدلیل نرسیدن به دمای جوش و خروج مواد سبک موجود در لایه های پایین تر ، بجای آنها به لایه های زیرین سقوط کرده و فقط میزان کمی از آنها در مراحل اولیه احتراق شرکت می کنند و بعضا بصورت مولکولی در جریان حرکتی ناشی از احتراق از سطح شعله و بستر آتش جدا شده و ستون دود را ایجاد می کنند.

سقوط مواد سنگین با دمایی بالا به لایه های زیرین شعله ، باعث انتقال حرارت به شیوه جابجایی می شود و تبادل حرارت آنها با مایعات (نفت خام) باعث گرم شدن آنها و بالا رفتن مولکولهای سبکتر و رسیدن آنها به بستر آتش و شعله می شود . مواد سبک در نزدیکی سطح شعله و بستر آتش به دمای مطلوب جهت تبخیر ، رسیده و بخارات آنها در سطح بستر آتش ، با هوا ترکیب و باعث ادامه حریق می شوند .

هر اندازه حرارت زیاد و سوخت ادامه داشته باشد این حرکت بیشتر ادامه داشته و به قسمتهای پایین تر و کف مخزن انتقال می یابد . تا زمانی که قسمتهای سبک در مخزن موجود است ، تبخیر و بسطح آتش انتقال می یابد و با کم شدن میزان آنها به آرامی فاصله شعله تا سطح مایع کمتر می شود و دمای شعله از 300 درجه فارینهایت به حدود 600 درجه فارینهایت افزایش می یابد . با رسیدن حرارت به لایه های پایین و کف مخزن ، در صورت موجود بودن آب در آن ناحیه ، تبخیر شده و افزایش حجم بسیار بالای آن (حدود 1600 الی 1700 برابر ) باعث بالا رفتن سطح مایع و لبریز و پاشیده شدن آن به محیط اطراف می گردد .

بنابراین باید از هر گونه ورود آب در هنگام اطفا حریق مخازن به درون آنها خودداری نمود . و صرفا باید جهت خنک نمودن جداره مخزن استفاده نمود . در اکثر مخازن سیستم خنک کننده اسپری آب جداره از  سیستم خنک کننده سقف مخزن جداگانه طراحی و از مسیرهای جداگانه و ولوهای مجزا استفاده می شود و در صورت انهدام سقف ، برای جلوگیری از ورود هر گونه مقدار آب از قسمت سقف ، باید جریان آب منتهی به سقف را قطع نمود .

روش اطفا حریق مخازن :

1) در اولین فرصت اقدام به خنک کردن سطح جداره مخزن نمایید.

2) در صورت امکان محتویات داخل مخزن را تخلیه نمایید .

3) در صورت سرایت حریق به محوطه اطراف مخازن ، اقدام به اطفا حریق نمایید .

4) با استفاده از فوم به میزان کافی نسبت به اطفا حریق سوخت درون مخازن اقدام نمایید .

خنک کردن مخزن COOLING

تمامی مخازن حاوی مایعات قابل اشتعال دارای سیستم خنک کننده اسپری آب می باشند که بصورت رینگهای لوله آب که در فواصل مناسب نازلهای آب پاش بروی آن  نصب  شده است ، هستند. اگر مخزنی دچار حریق شده باشد باید میزان 10 لیتر در هر دقیقه برای هر متر مربع از سطح مخزن ، آب بصورت اسپری استفاده شود .

با توجه به جهت وزش باد، باید توسط مانیتور و نازلهای آب جداره مخزن در بالاترین قسمت و نزدیک به لبه فوقانی آن خنک شود تا در اثر حرارت ناشی از حریق ، لبه فوقانی جداره تغییر شکل ندهد و باعث جاری شدن محتویات  درون مخزن به محوطه اطراف مخازن نگردد . هرگز آب بداخل مخزن وارد نشود . همچنین مخازن مجاور حریق نیز به نسبت فاصله از مرکز مخزن مورد حریق ، باید خنک شوند .

 

 

محاسبه میزان آب مورد نیاز برای خنک نمودن مخازن

همان طوری که قبلا ذکر شد برای مخزن مورد حریق میزان ( lit/min/m2 10) آب نیاز می باشد . مرکز هندسی سطح مقطع مخزن مورد حریق را مد نظر گرفته و کمیت  T   را بصورت ذیل محاسبه می کنیم .

=R+30                                                  T

 Rشعاع مخزن مورد حریق

هر مخزنی که در محوطه دایره شکل به مرکز مخزن مورد حریق و به شعاعT قرار گرفته باشد بمیزان 3 لیتر در هر دقیقه برای هر متر مربع آب برای خنک شدن نیاز دارد . و در صورتیکه مخزن خارج از این محوطه دایره شکل باشد بمیزان 1 لیتر در دقیقه برای هر متر مربع آب برای خنک شدن کافی می باشد .

فرماندهی عملیات اطفا حریق باید از میزان ذخیره آب و فشار شبکه آب آتش نشانی اطلاع کامل داشته باشد و میزان مصرف آب را بر اساس اولویت بندی مناسب و زمان تقریبی اطفا حریق مد نظر داشته باشد . همچنین پساب های ناشی از عملیات اطفا حریق می تواند مشکل ساز باشد و در صورت وجود نشت مواد نفتی و قابل اشتعال بسیار خطرساز باشد. بسیاری از سیستمهای پساب توان چنین حجم بالای آب را ندارند و آب گرفتگی محوطه دور از انتظار نخواهد بود . در چنین مواردی نیاز به پمپهای جمع آوری آبهای سطحی (وکیوم لاری) می باشد و اگر با کمبود آب مواجه باشیم استفاده مجدد از پساب می تواند برای cooling  مد نظر قرار گیرد .

روش های طراحی سیستم کولینگ

1) برای مخازن استوانه ای با قطر کوچک اکثرا سیستم رینگ اسپری آب و سیستم آب افشان بروی سقف طراحی و نصب نمی گردد و نصب چند مانیتور آب با قابلیت فوگ و جت شدن در فاصله مناسب از مخازن اقدام می شود . که در مواقع لازم بکارگیری می شوند .

2) برای مخازن استوانه ای با قطر کوچک گاهی از یک رینگ اسپری آب در لبه فوقانی جداره استفاده می شود و از همان رینگ یک انشعاب جهت سیستم آب افشان بروی سقف نیز گرفته میشود . که در نتیجه در یک زمان و بوسیله یک ولو کولینگ مخزن صورت می گیرد .

3) برای مخازن استوانه ای برزگ سیستم کولینگ اسپری آب جداره و سقف مجزا از یکدیگر نصب می گردد تا این امکان برای عملکرد جداگانه آنها فراهم باشد . گاهی اوقات برای کولینگ جداره مخزن از دو یا سه مسیر مختلف استفاده می شود . بدین ترتیب می توان بطور مثال نیمه شمالی سطح را جداگانه از نیمه جنوبی آن ، از لحاظ میزان آبدهی کنترل نمود .گاهی فقط از یک رینگ با میزان آبدهی مشخص در لبه فوقانی سطح جداره مخزن استفاده می شود که در این روش با توجه به حرارت بسیار زیاد آن ناحیه در هنگام حریق ، این میزان آب مفید می باشد و در درجه اول حساس ترین و گرم ترین نقاط با میزان آب بالا، خنک می شوند و با جاری شدن بروی سایر نقاط سطح از بالا تا پایین باعث خنک شدن مخزن می گردد . در طراحی دیگر از چند رینگ باریکتر و در فواصل متناسب بترتیب از بالای مخزن تا پایین آن پوشش لازم صورت می پذیرد و بطور مثال از 4 رینگ بجای یک رینگ استفاده می شود . یکی از ایرادهای وارده به این روش ، بعلت کم قطر شدن رینگهای متعدد ، کاهش میزان آب پوشش دهنده لبه فوقانی جداره مخزن نسبت به حالت تک رینگ می باشد البته با کم کردن فواصل رینگها در قسمتهای فوقانی این مشکل برطرف میگردد. مزیت استفاده از رینگهای متعدد ، در شرایط حریق مخزن وتغییر شکل قسمت فوقانی جداره در اثر حرارت و آسیب دیدن بالاترین رینگ ، کارکرد سایر رینگها و در نتیجه عملیات کولینگ مختل نمی گردد در صورتیکه استفاده از یک رینگ ، باعث عدم کارایی کل مجموعه در چنین شرایطی می گردد .

1) تخلیه مواد درون مخزن

همانگونه که قبلا گفته شد یکی از کارهای موثر جهت اطفا حریق کاهش سوخت یا گرسنگی آتش می باشد و با حذف ضلع سوخت از مثلث آتش می توان اطفا حریق را انجام داد . اطفا حریق یک مخزن بسیار پر هزینه و زمان بر می باشد و نیاز به وسایل و مواد قابل ملاحظه ای دارد. در صورت امکان از همان لحظات اولیه اطفا حریق باید اقدام به تخلیه مواد از درون مخزن و در شرایط حاد ، حتی مخازن همجوار ، نمود . البته واضح است حتی در صورت اطفا حریق ، مواد باقی مانده در مخزن ، بعلت تغییر خلوص و خصوصیات دیگر ، قابل استفاده نخواهد بود . از جهات دیگر زمان حریق و اثرات مخرب ادامه آن بر محیط زیست و ایمنی مناطق همجوار و کاهش اعتبار آن مجموعه را در نظر گرفت در این صورت هزینه های مستقیم اطفا حریق بسیار ناچیز شمرده می شود.

نکته قابل ذکر درمورد تخلیه مواد درون مخزن پایین آمدن سطح مشتعل مایع می باشد که موجب می شود فاصله شعله از بستر آتش و سطح سوخت بیشتر شده و باعث کاهش نسبی دما در سطح سوخت و کاهش تبخیر آن و بخارات قابل اشتعال می شود . بخارات قابل اشتعال در کنار اکسیژن هوا شعله ور می شوند و هر چه سطح مایع درون مخزن فاقد سقف پایین تر باشد عمل ترکیب با هوا مشکل تر صورت گرفته و در فاصله نزدیک به لبه فوقانی جداره شعله ظاهر می شود همچنین سرعت باد در صورت پایین بودن سطح سوخت تاثیر کمتری بر افزایش میزان احتراق و شعله می گذارد .

2) اطفا حریق محوطه اطراف مخازن (BUND)

در صورت هرگونه حریق  یا نشت مواد قابل اشتعال در اطراف مخزن سریعا بوسیله فوم محل را پوشش دهید ، لوله ها و اتصالات موجود را بوسیله اسپری آب خنک کنید . برای پوشش واطفا حریق این نواحی از فومهای میان توسعه با ضریب انبساط بیشتر از 20 استفاده کنید . فوم AFFF   بعلت گسترش سریع در سطح دو بعدی برای چنین حالتی مفیدتر از فومهای پروتئین می باشد.

در صورت حریق فلنج لوله های تحت فشار حاوی سوخت و وجود حریق تحت فشار JET FIRE از پودر خشک شیمیایی یا اسپری آب برای اطفا استفاده نمایید ، پوشش فوم در چنین شرایطی کارایی ندارد و فقط برای  پوشش سطح  زیرین اتصالات  و اطفا  حریق سوخت  تجمع   یافته pool fire   مناسب می باشد . فاصله نفرات آتش نشان از مخزن باید مناسب باشد و با استفاده از وسایل ثابت مانند مانیتور می توان با حداقل نیروی انسانی و در نقاطی با احتمال خطر بالا ، اطفا حریق را انجام داد . در هنگام تردد از نواحی آب گرفته ، دقت کنید . ممکن است عمق آب زیاد و دمای آن زیاد باشد و گل بوجود آمده میتواند سوزاننده باشد . لایه کف در مقابل اسپری در مقابل اسپری شدید آب آسیب پذیر است . سعی کنید آنرا حفظ کنید ودر صورت گسستگی ، هر چند مدت با تزریق مجدد کف ، آنرا ترمیم کنید و با این کار مانع از شعله وری مجدد سوختهای پراکنده در محل و اطراف لوله ها و اتصالات شوید زیرا آسیب در این ناحیه با توجه به ارتفاع سطح مایعات قابل اشتعال ذخیره شده در مخازن ، به معنای نشت شدید سوخت و گسترش حریق به سایر مخازن می باشد.

3) عملیات حمله به مخزن با فوم

اکثر مخازن مایعات قابل اشتعال ( مخازن استوانه ای با فشاری برابر با فشار محیط ) بر اساس استاندارد NFPA مجهز به سیستم ثابت فوم می باشند . این سیستم شامل دو قسمت می باشد قسمت اول شامل خطوط لوله و فوم چمبر است و وظیفه انتقال محلول آب و فوم را بدرون مخزن دارد . محلول قبل از ورود به مخزن در فوم چمبر با هوا به اندازه کافی مخلوط شده و کف حاصل به آرامی در مجاورت سطح داخلی جداره مخزن بروی سطح مایع فرود می آید و به سمت مرکز دایره سطح مقطع حرکت می کند .

در قسمت دوم محلول آب و فوم به نسبت مناسب ساخته می شود . در برخی از مخازن این وظیفه در خودرو اطفا حریق انجام گرفته و محلول به قسمت اول انتقال می یابد که سیستم نیمه ثابت یا تزریقی نامیده می شوند .

 

 

 

+   امین ; ۱٢:۱۳ ‎ق.ظ ; دوشنبه ۳ اسفند ،۱۳۸۸

design by macromediax ; Powered by PersianBlog.ir