Технология ТПУ может стать основой для разработки первых в России правил тушения битума
26 июня / 2026 10:30
Специалисты лаборатории тепломассопереноса ТПУ при поддержке федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети» разработали технологию для тушения возгораний нефтепродуктов в резервуарах с большой площадью поверхности зеркала
Решение представляет собой полную технологическую цепочку от разработки огнетушащих составов на основе искусственных газовых гидратов до отработки алгоритмов его подачи. Разработка особенно востребована при тушении высоковязких жидких нефтепродуктов. Предложенный подход может лечь в основу создания нормативно-правового регламента по тушению битума, который в настоящее время в России отсутствует.
Успешные испытания по масштабированию решений политехников прошли совместно со Всероссийским научно-исследовательским институтом противопожарной обороны МЧС России и главным управлением МЧС России по Томской области. Промышленный партнер исследований — ООО «БИОЭН Нефтепродукт». Результаты работы ученые представили на Томском международном энергетическом форуме, который в эти дни проходит на площадке ТПУ.
«Если в 2025 году эксперименты по тушению проводились с площадью горения битума до 1 м2, то в 2026 году — более 4,5 м2. Такое существенное увеличение позволило нам подтвердить, что ранее отработанные параметры подачи огнетушащих составов корректно масштабируются на большие объемы нефтепродуктов и большую площадь зеркала пожара», — отметил член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией тепломассопереноса ТПУ Павел Стрижак.
В серии из нескольких десятков экспериментов было достигнуто полное подавление горения битума без повторных воспламенений. При этом фактическое время тушения составило от 75 до 330 секунд, что в 1,5 раза меньше регламентированного норматива для тушения жидких нефтепродуктов.
«В рамках данного цикла испытаний мы столкнулись с новыми вызовами: на большей площади пожара при температурах стенок резервуаров свыше 1 000 °C непрерывная подача пены вызывала опасное вскипание вязкого битума. Чтобы решить эту проблему, были использованы алгоритмы импульсной подачи», — добавляет Павел Стрижак.
Ученые установили, что импульсная подача снижает расход огнетушащего вещества на 12 – 20 % по сравнению с традиционной непрерывной подачей пены, на 40 – 60 % быстрее охлаждает стенки резервуара, предотвращает вскипание, разбрызгивание и выливание битума в обвалование резервуара. Разработаны алгоритмы автоматического тушения с адаптивными импульсами по 3 – 10 секунд и паузами по 10 – 20 секунд.
Кроме того, тепловизионная съемка показала, что при температурах свыше 1 000 °C металлические стенки резервуара критически меняют свою геометрию. Вследствие этого фактора пенную атаку необходимо начинать в первые 5 – 10 минут после возгорания, пока конструкция емкости и расположение стационарных пенокамер не нарушены.
«Для решения этой задачи совместно с коллегами из ПИШ „Интеллектуальные энергетические системы“ мы разработали интеллектуальную систему обнаружения возгораний на базе искусственного интеллекта. В связке с гидратным огнетушителем и блоками компрессионной подачи пены такая система обеспечивает полностью автоматическое подавление пожара на раннем этапе после его возникновения», — рассказывает Павел Стрижак.
Разработанная технология ориентирована именно на открытые возгорания — она апробирована на модельном очаге открытого типа и напрямую масштабируется на вертикальные стальные резервуары (РВС) открытого исполнения. Ученые выполнили прогноз переноса полученных результатов на резервуары РВС-300 (площадь зеркала около 45 м2) и РВС-5000 (площадь зеркала около 314 м2). Расчеты показывают, что предложенный подход обеспечивает нормативные 10 минут на пожаротушение и масштабируем.
«Сейчас совместно с коллегами из Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны МЧС России мы разрабатываем нормативно-правовой регламент по тушению битума в резервуарах с теплоизоляцией. В настоящее время такого документа в нашей стране нет. Он необходим, так как битуму характерны специфические условий и характеристики горения», — резюмирует Павел Стрижак.
Успешные испытания по масштабированию решений политехников прошли совместно со Всероссийским научно-исследовательским институтом противопожарной обороны МЧС России и главным управлением МЧС России по Томской области. Промышленный партнер исследований — ООО «БИОЭН Нефтепродукт». Результаты работы ученые представили на Томском международном энергетическом форуме, который в эти дни проходит на площадке ТПУ.
«Если в 2025 году эксперименты по тушению проводились с площадью горения битума до 1 м2, то в 2026 году — более 4,5 м2. Такое существенное увеличение позволило нам подтвердить, что ранее отработанные параметры подачи огнетушащих составов корректно масштабируются на большие объемы нефтепродуктов и большую площадь зеркала пожара», — отметил член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией тепломассопереноса ТПУ Павел Стрижак.
В серии из нескольких десятков экспериментов было достигнуто полное подавление горения битума без повторных воспламенений. При этом фактическое время тушения составило от 75 до 330 секунд, что в 1,5 раза меньше регламентированного норматива для тушения жидких нефтепродуктов.
«В рамках данного цикла испытаний мы столкнулись с новыми вызовами: на большей площади пожара при температурах стенок резервуаров свыше 1 000 °C непрерывная подача пены вызывала опасное вскипание вязкого битума. Чтобы решить эту проблему, были использованы алгоритмы импульсной подачи», — добавляет Павел Стрижак.
Ученые установили, что импульсная подача снижает расход огнетушащего вещества на 12 – 20 % по сравнению с традиционной непрерывной подачей пены, на 40 – 60 % быстрее охлаждает стенки резервуара, предотвращает вскипание, разбрызгивание и выливание битума в обвалование резервуара. Разработаны алгоритмы автоматического тушения с адаптивными импульсами по 3 – 10 секунд и паузами по 10 – 20 секунд.
Кроме того, тепловизионная съемка показала, что при температурах свыше 1 000 °C металлические стенки резервуара критически меняют свою геометрию. Вследствие этого фактора пенную атаку необходимо начинать в первые 5 – 10 минут после возгорания, пока конструкция емкости и расположение стационарных пенокамер не нарушены.
«Для решения этой задачи совместно с коллегами из ПИШ „Интеллектуальные энергетические системы“ мы разработали интеллектуальную систему обнаружения возгораний на базе искусственного интеллекта. В связке с гидратным огнетушителем и блоками компрессионной подачи пены такая система обеспечивает полностью автоматическое подавление пожара на раннем этапе после его возникновения», — рассказывает Павел Стрижак.
Разработанная технология ориентирована именно на открытые возгорания — она апробирована на модельном очаге открытого типа и напрямую масштабируется на вертикальные стальные резервуары (РВС) открытого исполнения. Ученые выполнили прогноз переноса полученных результатов на резервуары РВС-300 (площадь зеркала около 45 м2) и РВС-5000 (площадь зеркала около 314 м2). Расчеты показывают, что предложенный подход обеспечивает нормативные 10 минут на пожаротушение и масштабируем.
«Сейчас совместно с коллегами из Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны МЧС России мы разрабатываем нормативно-правовой регламент по тушению битума в резервуарах с теплоизоляцией. В настоящее время такого документа в нашей стране нет. Он необходим, так как битуму характерны специфические условий и характеристики горения», — резюмирует Павел Стрижак.
i
Информация поступила по электронной почте