Автореферат (1172931)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиШимко Василий ЮрьевичПРОТИВОПОЖАРНЫЕ ПРЕГРАДЫ НА ОСНОВЕ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХСЕТЧАТЫХ ЭКРАНОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГОКОМПЛЕКСАСпециальность: 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность(нефтегазовая отрасль, технические науки)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2018Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службыМЧС России в научно-исследовательском отделе управления рискамии обеспечения безопасности сложных технических систем в составе научнообразовательного комплекса организационно-управленческих проблемгосударственной противопожарной службыНаучный руководитель:заслуженный деятель науки РФ,доктор технических наук, профессорБрушлинский Николай НиколаевичОфициальные оппоненты:Тагиев Рамис Марданович,доктор технических наук,Некоммерческая организацияАссоциация инженеров«Национальная палата инженеров»,вице-президентЗаикин Сергей Вениаминович,кандидат технических наук,АО «Центральный научноисследовательский институтспециального машиностроения»,начальник отдела огнестойких, текстильныхи композитных материаловВедущая организация:ФГБУ «Всероссийский ордена «Знак Почета»научно-исследовательский институтпротивопожарной обороны» МЧС РоссииЗащита диссертации состоится «15» мая 2018 г.

в 14 часов на заседаниидиссертационного совета Д 205.002.02 в Академии Государственнойпротивопожарной службы МЧС России по адресу: 129366, Москва,ул. Бориса Галушкина, 4.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии ГПС МЧС Россиии на сайте:http://academygps.ru/upload/iblock/771/7710669478b84578bc7575007a4d854a.pdfАвтореферат диссертации разослан «21» марта 2018 г.Ученый секретарьдиссертационного советаСивенков Андрей Борисович2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования.

Нефтегазовая промышленностьРоссии является одной из важнейших отраслей национальной экономики,способствующей развитию других отраслей народного хозяйства и обеспечивающей существенный вклад в валовый национальный продукт. Вместе с тем,предприятия нефтегазового комплекса (НГК) относятся к объектам повышенной опасности, так как газ, нефть и продукты их переработки при определенных условиях могут взрываться и (или) гореть.Анализ статистических данных о пожарах и взрывах на объектах НГК,выполненный за период с 1998 по 2016 гг., показал, что на них практическиеженедельно происходят деструктивные события, приводящие к травмами гибели людей, значительному материальному и экологическому ущербам.При этом отличительной особенностью большинства пожаров проливов горючих жидкостей (ГЖ) и сжиженного природного газа (СПГ) являлась высокаяинтенсивность тепловых потоков, воздействие которых приводило к уничтожению технологического оборудования, зданий, сооружений, различной техники,затруднению работы и обеспечения безопасности как персонала объекта, таки личного состава пожарной охраны.Таким образом, одной из актуальных задач в системе противопожарнойзащиты объектов НГК является разработка надежных противопожарныхпреград, существенно снижающих плотность тепловых потоков пожаровпроливов ГЖ и СПГ, чему и посвящена настоящая работа.Степень разработанности темы исследования.

Вопросам разработкипротивопожарных преград посвящено большое количество работ, выполненныхкак отечественными (Ройтман М.Я., Иванов Е.Н., Петров В.К., Исхаков Х.И.,Полежаев Ю.В., Морозюк Ю.В., Кошмаров Ю.А., Карпов В.Л., Страхов В.Л.,Давыдкин Н.Ф., Заикин С.В., Копылов Н.П., Брушлинский Н.Н., Усманов М.Х.и др.), так и зарубежными учеными (Jacques R., Tonkia R., Smith W., Nevin L.,Sakurai A., Stoebich J., Hattori T., Jamison W. et all).Однако, анализ результатов этих исследований, а также российскихи зарубежных патентов на изобретения в рассматриваемой области, показал,что применяемые как в отечественной, так и в мировой практике противопожарные преграды имеют ряд существенных недостатков, в частности, ограниченный предел огнестойкости, требование большого расхода воды, сложностьконструкций, неприемлемо высокая стоимость и др. При этом важно отметить,что простая модернизация любого из существующих способов обеспечениятеплозащиты не позволяет существенно повысить их эффективность, чтотребует поиска новых технических решений.Целью работы являлась разработка высокоэффективных противопожарных преград на основе теплозащитных сетчатых экранов, принцип действиякоторых основан на многократном ослаблении плотности теплового излученияпламени пожаров проливов ГЖ и СПГ.3Для достижения поставленной цели необходимо решить следующиезадачи:– предложить альтернативный способ защиты людей и оборудованияот воздействия тепловых потоков пожаров проливов ГЖ и СПГ на основеприменения теплозащитных сетчатых экранов;– выполнить теоретические исследования механизма теплопереноса,протекающего при взаимодействии потока энергии, излучаемого пожаром,с теплозащитным сетчатым экраном, а также численные оценки коэффициентовпоглощения тепловых потоков в режимах «сухой» и «мокрой» сеток экрана;– обосновать наиболее эффективный способ распыления воды в межсеточном пространстве экрана и оптимальную конструкцию форсунки с экспериментальным определением ее характеристик, направленных на обеспечение равномерного заполнения межсеточного пространства экрана каплями распыляемойводы;– экспериментально определить оптимальные параметры теплозащитныхэкранов (материал сеток, диаметр проволоки, размеры ячеек, межсеточное расстояние, расход воды на 1 м2 экрана), обеспечивающих максимальную степеньослабления тепловых потоков пожаров проливов ГЖ и СПГ, а также огнестойкость противопожарной преграды, выполненной на основе применения теплозащитных сетчатых экранов;– разработать модельный ряд противопожарных преград и теплозащитныхэкранов для защиты людей и оборудования от воздействия тепловых потоковпожаров проливов ГЖ и СПГ.Объектом исследования являлся процесс ослабления плотности тепловогопотока пожара пролива ГЖ и СПГ, определяющий эффективность противопожарных преград и теплозащитных сетчатых экранов.В качестве предмета исследования рассматривались различные моделипротивопожарных преград и теплозащитных сетчатых экранов, конструктивную основу которых составляли металлический каркас, сетчатые панелии специальные форсунки, распыляющие воду между панелями.Научная новизна работы заключается в следующем:1.

Предложен альтернативный способ защиты людей и оборудованияот воздействия тепловых потоков пожаров проливов ГЖ и СПГ путем разработки противопожарных преград на основе теплозащитных сетчатых экранов,действие которых базируется на многократном ослаблении плотности тепловогоизлучения пламени.2. В результате теоретических исследований механизма теплопереноса,протекающего при взаимодействии потока энергии, излучаемого пожаром,с теплозащитным сетчатым экраном, а также численных оценок коэффициентовпоглощения тепловых потоков в режимах «сухой» и «мокрой» сеток экранаустановлено, что коэффициент ослабления плотности теплового потока пожаратеплозащитным экраном в режиме «мокрой» сетки достигает 80 раз.43. Обосновано применение гидравлического способа для распыления водыв межсеточном пространстве теплозащитного экрана, как наиболее экономичного и имеющего максимальный КПД распыления.

При этом показано, чтооптимальным распыливающим устройством будет являться форсунка-симбиозконструктивных схем щелевой, струйной и ударно-струйной форсунок.Численно и экспериментально определены характеристики форсунки, обеспечивающие равномерное заполнение межсеточного пространства экрана каплямираспыляемой воды.4. Экспериментально определены оптимальные параметры (материалсеток, диаметр проволоки, размеры ячеек, межсеточное расстояние, расходводы на 1 м2 экрана) и характеристики (значения величин снижения тепловыхпотоков) теплозащитных экранов, обеспечивающие максимальную степеньослабления тепловых потоков пожаров проливов ГЖ и СПГ, а также установлено, что предел огнестойкости противопожарной преграды, выполненнойна основе применения теплозащитных сетчатых экранов, составляет не менееEIW 150, при этом класс конструктивной пожарной опасности такой конструкции – К0.5. Разработан модельный ряд противопожарных преград и теплозащитныхэкранов для защиты людей и оборудования от воздействия тепловых потоковпожаров проливов ГЖ и СПГ.Теоретическая и практическая значимость работы заключаетсяв использовании полученных при ее выполнении результатов теоретическихи экспериментальных исследований при разработке противопожарных преградна основе теплозащитных сетчатых экранов и их применении на различныхобъектах НГК и в оперативных подразделениях Государственной противопожарной службы МЧС России.

В частности, разработаны и широко применяютсяна практике:– противопожарные преграды «Согда» для защиты пожароопасныхобъектов;– противопожарные устройства для рассеивания газового облака, образующегося при утечке СПГ из наземной емкости хранения;– теплозащитные экраны для защиты личного состава пожарной охранымоделей «Согда» 1А.01, «Согда» 1В и «Согда» 2А;– теплозащитные экраны для защиты оборудования, зданий и эвакуациилюдей модели «Согда» 3;– теплозащитные экраны для защиты людей при проведении работпо ликвидации аварий на газовых и нефтяных фонтанах модели «Согда» 4.Методология и методы исследования. Основу теоретических исследований составляли методы теории теплообмена, оптической теории излучения,теории вероятностей и математической статистики, выявления закономерностей, описания, обобщения.

Результаты численных расчетов подтвержденырезультатами экспериментальных исследований с использованием современных поверенных приборов и оборудования.5Информационной основой исследования являлись отечественные и зарубежные литературные, правовые и нормативные источники, материалы расследований аварий и пожаров с участием ГЖ и СПГ на объектах НГК, а такженаучно-исследовательских работ в области разработки противопожарных преград.Положения, выносимые на защиту:– противопожарные преграды на основе теплозащитных сетчатых экрановкак альтернативный способ защиты людей и оборудования от воздействиятепловых потоков пожаров проливов ГЖ и СПГ;– результаты теоретических исследований механизма теплопереноса,протекающего при взаимодействии потока энергии, излучаемого пожаром,с теплозащитным сетчатым экраном, а также численных расчетов коэффициентов поглощения тепловых потоков в режимах «сухой» и «мокрой» сеток экрана;– результаты численного и экспериментального определения характеристик форсунки, обеспечивающих равномерное заполнение межсеточногопространства экрана каплями распыляемой воды;– результаты экспериментального определения оптимальных параметровтеплозащитных экранов, обеспечивающих максимальную степень ослаблениятепловых потоков пожаров проливов ГЖ и СПГ, а также огнестойкости противопожарной преграды, выполненной на основе применения теплозащитныхсетчатых экранов;– модельный ряд противопожарных преград и теплозащитных экрановдля защиты людей и оборудования от воздействия тепловых потоков пожаровпроливов ГЖ и СПГ.Степень достоверности полученных результатов и выводов, сформулированных в диссертации, подтверждается: обоснованностью выбора параметров и критериев, позволяющих сравнивать теоретические и экспериментальные данные; соответствием методик проведения экспериментальныхисследований реальным условиям эксплуатации противопожарных прегради теплозащитных экранов на пожаре; использованием аттестованной измерительной аппаратуры, апробированных методик измерения и обработки экспериментальных данных; внутренней непротиворечивостью результатов и ихсогласованностью с данными других исследователей.Материалы диссертации реализованы при:– разработке нормативного документа по пожарной безопасности«Рекомендации по применению теплозащитных экранов».

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации