Приложение
к документации о закупке
№ НИИ-2016-376
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
на выполнение НИР
«Исследование зависимости критической интенсивности подслойной подачи пены от вязкости нефти/нефтепродукта в резервуаре»
Москва
2016
1 Наименование проводимой разработки
1.1. Полное наименование разработки – «Исследование зависимости критической интенсивности подслойной подачи пены от вязкости нефти/нефтепродукта в резервуаре».
1.2. Вид разработки – научно-исследовательская работа (НИР).
1.3. Характеристика планируемого результата:
- определение предельного значения вязкости нефти/нефтепродукта в резервуаре для оборудования его установками подслойного или комбинированного пожаротушения.
- определение области применения установок подслойного пожаротушения резервуаров. Универсализация их применения при подаче рабочего раствора пенообразователя от мобильных средств пожаротушения.
2 Срок исполнения
Начало разработки – 10 февраль 2017.
Окончание разработки – 25 май 2017.
Указанные сроки выполнения разработки могут быть скорректированы техническим заданием или календарным планом.
3 Область применения разработки
3.1 Результат НИР применимы в установках пенного пожаротушения резервуаров для нефти и нефтепродуктов номинальным объемом от 1 000 м3.
3.2 Разработка решает проблемные вопросы области применения установок подслойного пожаротушения.
4 Цель разработки и ожидаемые результаты
4.1 Цель разработки – экспериментальное определение критического значения вязкости нефти/нефтепродукта в резервуаре, при которой допускается применение установок подслойного пожаротушения.
4.2 В результате выполнения НИР должны быть решены задачи:
- разработан способ изменения вязкости нефти без значительного изменения значений температуры вспышки и теплоты сгорания;
- разработана методика изменения вязкости нефти и уситановка для перемешивания нефти с добавками, увеличивающими вязкость;
- проведена апробация способа изменения вязкости нефти;
- изготовлены модельные очаги диаметром от 0,7 до 2,0 м и модельный пеногенератор с расходом 0,045 ± 0,005 л/с для проведения огневых испытаний (конструкторская документация для изготовления модельных очагов и пеногенератора предоставляется Заказчиком);
- проведены испытания на модельных очагах с подачей пены в слой горючего;
- определена зависимость критической интенсивности подачи пены от вязкости нефти/нефтепродукта;
- определено предельное значение вязкости при котором допускается применение установок подслойного пожаротушения.
5 Основные параметры и технические требования
5.1 Исполнитель (соисполнитель) на момент подачи заявки на проведение работы должен иметь:
- опыт разработки и изготовления испытательного оборудования для проведения гидравлических и огневых испытаний пенообразователей;
- производственные мощности для изготовления модельных очагов;
- помещение для проведения огневых испытаний на очагах диаметром до 2,0 м при температуре от 10 до 20 °С в любое время года;
- соответствующий научно-технический потенциал и возможность привлечения научно-исследовательских организаций/учреждений или учреждений Российской академии наук.
5.1. Должен быть определен способ изменения вязкости нефти и разработана методика изменения вязкости нефти, включающая конструкцию установки для перемешивания нефти с добавками, увеличивающими вязкость.
5.2. При изменении вязкости нефти не должны значительным образом меняться остальные параметры, влияющие на разрушение пены при тушении. Удельная теплота сгорания не должна меняться более чем на 5 %, температура вспышки – на 5 °С.
5.3. Способ изменения вязкости нефти должен быть указан в методике и подтвержден результатами лабораторных исследований.
5.4. Должны быть проведены испытания по определению зависимости скорости всплытия в пены прозрачном сосуде от вязкости нефти, кратности пены и скорости пенной струи на выходе из насадка.
5.5. Огневые испытания должны проводиться при той же температуре нефти, при которой проводились лабораторные исследования способа изменения вязкости. Температура смеси нефти с добавками при проведении испытаний должна быть не менее чем на 10 °С выше чем температура вспышки этой смеси.
Примечание: допускается изменение температуры при условии, что в ходе лабораторных исследований получены зависимости вязкости нефти от температуры при различном содержании добавок.
5.6. Схема испытаний приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема установки для проведения испытаний
5.7. Огневые испытания должны быть проведены не менее чем на 7 модельных очагах Т-образной формы различных диаметров. Высота нижней части очага (стакана) должна составлять не менее 1,2 м, диаметр – не менее 0,3 м. Стакан для подслойной подачи пены приваривается к противню. Дно стакана должно быть герметично заварено. Подача пены должна осуществляться в нижнюю часть стакана.
5.8. Кратность пены должна быть равна 4. Конструкторскую документацию для изготовления пеногенератора предоставляется, в случае необходимости, Заказчиком.
5.9. Изменение интенсивности подачи пены в слой горючего должно происходить за счет изменения диаметра модельного очага. Диаметры очагов для огневых испытаний должны составлять от 0,7 до 2,0 м. Для определения критической интенсивности исполнитель (соисполнитель) должен обеспечить изменение диаметра модельных очагов с шагом не более чем в 2 см.
Примечание: Допускается изменение диаметров модельных очагов на этапе разработки программы и методики испытаний.
5.10. Зависимость скорости всплытия пены от вязкости нефти, времени тушения от интенсивности подачи пены, а также критическая интенсивности должны быть получены для 4 различных значений вязкости нефти: 40, 60, 80, 100 мм2/с.
Примечание: Допускается изменение значений вязкости нефти в ходе испытаний по решению Заказчика, принятому по результатам первых серий испытаний.
5.11. В ходе проведения испытаний должны быть получены графические зависимости времени тушения от интенсивности подачи пены (минимум 7 точек на графике), а также определена критическая интенсивности подачи пены.
5.12. В случае полного выгорания модели высоковязкой нефти в верхней части модельного очага время тушения не фиксируется. В каждой серии должно быть не более 1 опыта с полным выгоранием модели высоковязкой нефти.
5.13. Минимальное и максимальное время тушения в каждой серии из 7 экспериментов должно отличаться не менее чем в 2 раза.
5.14 В методике должен быть определен следующий порядок испытаний на модельном очаге:
5.14.1 Налив модельной нефти в модельный очаг. Высота слоя модельной нефти в верхней части модельного очага должна быть не менее 14 см.
5.14.2 Поджиг модели высоковязкой нефти в модельном очаге. Время свободного горения – не менее 2 мин.
5.14.3 Подача пены низкой кратности в слой модели высоковязкой нефти с заданной интенсивностью подачи водного рабочего раствора пенообразователя.
5.14.4 Измерение времени тушения модельного очага. Началом тушения считается начало подачи пены в огневой очаг.
5.14.5 Слив модели высоковязкой нефти из модельного очага, очистка стенок модельного очага от нагара.
5.14.6 В повторных опытах должно быть предусмотрено увеличение/уменьшение интенсивности подачи рабочего раствора пенообразователя в зависимости от результатов изначального эксперимента.
5.14.7 Для каждого из 4 значений вязкости модели нефти проводится не менее 7 испытаний по 5.14.1-5.14.6 при различной интенсивности подачи пены в диапазоне от 0,02 л/м2·с до 0,14 л/м2·с по рабочему раствору пенообразователя.
5.15. Исходя из полученных зависимостей времени тушения от интенсивности подачи пены, для каждого значения вязкости нефти должна быть определена критическая интенсивность подачи пены по методике, приведенной в «Методике определения огнетушащей эффективности воздушно-механической пены» (ВНИИПО МВД СССР,
М. 1974).
5.16. Нормативная интенсивность подачи пены в слой горючего должна вычисляться как произведение критической интенсивности по 5.15 и коэффициента запаса (указывается Заказчиком), полученного в ходе выполнения исследований применения пенообразователей для тушения высокооктановых бензинов, содержащих в своем составе водорастворимые горючие жидкости. Таким образом, должны быть рассчитаны 4 значения нормативной интенсивности подачи пены для высоковязкой нефти с различными значениями вязкости.
5.17. Предельным значением вязкости нефти считается максимальное значение кинематической вязкости, при которой нормативная интенсивность подачи пены низкой кратности в установках подслойного пожаротушения не превышает 0,1 л/м2с.
5.18. Научно-технический отчет должен содержать предельное значение вязкости нефти/нефтепродукта в резервуаре, при котором допустимо применение установок подслойного и комбинированного пожаротушения.
6 Потребность в результатах разработки (планируемые направления применения результата)
Применение результатов разработки предусматривается во всех вновь строящихся и реконструируемых установках пожаротушения резервуаров для нефти и нефтепродуктов организаций системы «Транснефть» номинальным объемом от 1 000 м3.
7 Научно-технический задел и взаимосвязь с другими работами
Отсутствует.
8 Стадии и этапы разработки
8.1 Работа выполняется в 2 этапа.
8.2 На первом этапе выполняется:
- проведение лабораторных исследований по определению способа изменения вязкости нефти;
- разработка способа изменения вязкости модели высоковязкой нефти и технических характеристик установки для перемешивания нефти с добавками, увеличивающими вязкость.
Форма и вид отчетности: отчет о лабораторных исследованиях, способ изменения вязкости модели высоковязкой нефти и технические характеристики установки для перемешивания нефти с добавками, увеличивающими вязкость, согласованные ООО «НИИ Транснефть».
Начало первого этапа – 10 февраля 2017 г.
Окончание первого этапа – 3 марта 2017 г.
8.3 На втором этапе осуществляется:
Экспериментальное определение вязкости нефти/нефтепродукта в резервуаре, при которой допускается применение установок подслойного пожаротушения
в т. ч.:
- разработка технической документации и изготовление установки для перемешивания нефти с добавками, увеличивающими вязкость;
- определение зависимости скорости всплытия пены от вязкости нефти;
- определение зависимости критической интенсивности подачи пены от вязкости и нефти/нефтепродукта;
- проведение испытаний на модельных очагах диаметром от 0,7 до 2,0 м с подачей пены в слой горючего;
- определение предельного значения вязкости при котором допустимо применение установок подслойного пожаротушения.
Форма и вид отчетности:
- отчет об изготовлении и техническая документация на установку для перемешивания нефти с добавками, увеличивающими вязкость, согласованные с
Транснефть»;
- акт, протоколы испытаний на модельных очагах;
- научно-технический отчет, содержащий данные о предельной вязкости нефти/нефтепродукта, при которой допускается применение установок подслойного пожаротушения, согласованный с Транснефть»;
Начало второго этапа – 6 марта 2017 г.
Окончание второго этапа – 25 мая 2017 г.
9 Требования к защите результатов разработки
9.1 Отчетные материалы должны быть оформлены в соответствии с требованиями ГОСТ 7.32-2001 «Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформлениям».
9.2 Состав работ по этапам и комплектность отчётных материалов, представляемых для защиты результатов работ, уточняется при заключении договора на выполнение НИР и устанавливается техническим заданием и календарным планом выполнения работ.
10 Результаты разработки
10.1 Программа и методика испытаний.
10.2 Научно-технический отчет, содержащий данные о предельном значении кинематической вязкости нефти/нефтепродукта, при которой допускается применение установок подслойного пожаротушения в резервуарах для нефти.
Основные порталы (построено редакторами)