УДК 614.841.12 Динамика горения. Воспламенение. Химия и физика процесса горения
Статья посвящена комплексному анализу методик прогнозирования площади разлива и высоты факела пламени при авариях с горючими жидкостями, сопровождающихся полным разрушением резервуаров. Актуальность исследования обусловлена катастрофическими последствиями таких аварий, включая крупномасштабные пожары, экологический ущерб и риск реализации каскадного «эффекта домино», а также появлением новых угроз, таких как атаки беспилотных летательных аппаратов, исключающих стадию задержки воспламенения. Цель работы - оценка точности и согласованности существующих нормативных, справочных и расчетных методик определения ключевых параметров пожара пролива. В качестве объекта исследования выбран сценарий полного разрушения типового вертикального стального резервуара РВС-10000 с веществом нонаном в условиях Санкт-Петербурга с учетом повышенной температуры воздуха и ветровой нагрузки. Проведен сравнительный анализ восьми методик расчета площади пролива и пяти методик расчета высоты факела, регламентированных российскими и международными стандартами. Результаты расчетов демонстрируют высокий разброс значений, что указывает на превышение диапазонов применимости многих моделей для крупномасштабных аварий. Для верификации результатов выполнено численное моделирование в программном комплексе Fire Dynamics Simulator. Полученные данные с помощью компьютерного моделирования результаты в 3-5 раз ниже результатов большинства методик. Сделан вывод о расхождении существующей нормативной базы и необходимости ее пересмотра и валидации на основе современных методов компьютерного моделирования и лабораторных экспериментов для разработки достоверных методик оценки рисков и планирования противопожарных мероприятий
площадь разлива, высота факела пламени, резервуар, горючие жидкости, пожар, промышленная безопасность, "эффект домино"
1. Кожевин, Д.Ф. Анализ пожаров на объектах хранения и переработки нефти / Д.Ф. Кожевин, Е. В. Радова // Пожарная безопасность: современные вызовы. Проблемы и пути решения: Материалы всероссийской научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 17 апреля 2025 года. - Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы МЧС России им. Героя Российской Федерации генерала армии Е.Н. Зиничева, 2025. - С. 77-81. EDN: https://elibrary.ru/WSFYNZ
2. Шкитронов, М.Е. Аналитический обзор влияния турбулизации пламени на величину высоты факела пожара / М.Е. Шкитронов, Д.Ф. Кожевин, К.Б. Мальчиков // Военный инженер. - 2020. - No 2(16). - С. 27-32. EDN: https://elibrary.ru/SRVZLL
3. Копылов, Н.П. Аэродинамические и температурные характеристики пожаров в резервуарах с нефтепродуктами / Н.П. Копылов, А.В. Карпов, Д.В. Федоткин // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2018. - No 1. - С. 31-34. EDN: https://elibrary.ru/QHOYKX
4. Волков, О.М. Версия "Домино" на пожаре группы РВС-20000 на линейной производственно-диспетчерской станции "Конда" / О.М. Волков // Технологии техносферной безопасности. - 2013. - No 3(49). - С. 3. EDN: https://elibrary.ru/SBDYKX
5. Швырков, С.А. Анализ методов оценки площади пролива жидкости при квазимгновенном разрушении резервуара / С.А. Швырков, В.В. Воробьев // Технологии техносферной безопасности. - 2023. - No 1(99). - С. 17-32.https://doi.org/10.25257/TTS.2023.1.99.17-32. MGPAI. DOI:https://doi.org/10.25257/TTS.2023.1.99.17-32.-EDNMGPAI EDN: https://elibrary.ru/MGPAIN
6. Швырков, С.А. Методика прогнозирования площадей разливов нефти и нефтепродуктов при разрушениях вертикальных стальных резервуаров / С.А. Швырков, С. В. Батманов // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация, - 2008. - No 1. - С. 117-124. EDN: https://elibrary.ru/SGXRFF
7. Приказ МЧС России от 26 июня 2024 г. No 533 "Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах" (зарегистрировано в Минюсте России 02.09.2024 No 79360).
8. Свод правил СП 12.13130.2009 "Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности" (утв. приказом МЧС РФ от 25 марта 2009 г. No 182).
9. Швырков, С.А. Обеспечение пожарной безопасности нефтебаз ограничением разлива нефтепродуктов при разрушениях вертикальных стальных резервуаров: специальность 05.26.03 "Пожарная и промышленная безопасность" (по отраслям): диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Швырков Сергей Александрович. - Москва, 2001. - 180 с. EDN: https://elibrary.ru/QDROEP
10. NFPA 30, Flammable and Combustible Liquids Code, by National Fire Protection Association, 2003, https://archive.org/details/gov.law.nfpa.30.2003/nfpa.30.2003.
11. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering 5th ed. / ed. by M.J. Hurley., New York, Springer, 2016.
12. Miao, Zhang & Wenhua, Song & ji, Wang & Zhen, Chen. (2014). Accident Consequence Simulation Analysis of Pool Fire in Fire Dike. Procedia Engineering,. DOI:https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.10.469
13. Халиков, В.Д. Совершенствование метода расчета площади аварийного пролива нефти для технологических трубопроводов: специальность 05.26.03 "Пожарная и промышленная безопасность" (по отраслям): диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/ Халиков Вадим Данисович, 2017. - 129 с. EDN: https://elibrary.ru/TBYFDG
14. Разработка уточненных рекомендаций по составлению методик определения категорий производств по взрывопожарной и пожарной опасности: Отчет о НИР / И.В. Рябов, С.И. Таубкин, В.Т. Монахов. - М.: ВНИИПО МВД СССР, 1974.-78 с.
15. Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 12.3.047-2012 "Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2012 г. No 1971-ст).
16. Драйздейл Д., Введение в динамику пожаров/Пер. с англ. К.Г. Бомштейна; под ред. Ю.А. Кошмарова, В.Е. Макарова. - М.: Стройиздат, 1990. - 424 с.
17. Heskestad, G., Fire Plumes, Flame Height, and Air Entrainment, 3rd ed. Quincy MA: NFPA ред., SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 2002.
18. Thomas, P.H., "The size of flames from natural fires // Symposium on Combustion", 1963, p. 844-859.
19. Bubbico, Roberto & Dusserre, Gilles & Mazzarotta, Barbara. (2016). Calculation of the Flame Size from Burning Liquid Pools. Chemical Engineering Transactions. 53. 67-72,. DOI:https://doi.org/10.3303/CET1653012
20. Свод правил СП 131.13330.2020 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология" (утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 24 декабря 2020 г. N 859/пр) (с изменениями и дополнениями).
21. А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др., Пожаровзрывоопасность веществ и материалов, и средства их тушения: Справочник в 2-х книгах, М., 1990.
22. А.Я. Корольченко, Д.А. Корольченко, Пожаровзрывоопасность веществ и материалов, и средства их тушения.Справочник в 2-х ч., М.: Асс. "Пожнаука", 2004.
23. Хафизов, Ф.Ш. Разработка зависимости по определению площади пролива для горючих и легковоспламеняющихся жидкостей / Ф.Ш. Хафизов, Д.Ю. Пережогин, А.В. Краснов [и др.] // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. - 2016. - No 4(106). - С. 183-192. EDN: https://elibrary.ru/XEJOHH
