Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow БЖД arrow Анализ пожарной опасности и разработка мер противопожарной защиты основных технологических участков Тихвинской нефтебазы

Возможные чрезвычайные ситуации техногенного характера. Сценарии возможных аварий

К наиболее опасным источникам различных аварий на производственных объектах Тихвинской нефтебазы ОАО «Леннефтепродукт» относятся:

резервуары хранения нефтепродуктов;

железнодорожные цистерны;

автомобильные цистерны;

технологические трубопроводы;

запорная арматура, фланцевые соединения.

Исходя из особенностей технологических процессов на предприятии, возможными причинами и факторами, способствующими возникновению и развитию аварий, могут быть:

1) Отказы (инциденты) оборудования:

физический износ, механические повреждения;

отказы приборов контрольно-измерительных приборов и аппаратуры;

коррозия металла внешних, внутренних стенок и днища резервуара, внутренняя коррозия металла, коррозия технологических трубопроводов;

2) Ошибочные действия персонала:

несоблюдение правил технической эксплуатации;

ошибки при проведении ремонтных, профилактических и других работ, связанных с неустойчивыми переходными режимами;

3) Внешнее воздействие природного и техногенного характера;

Противоправные действия людей, приводящие к умышленному созданию аварийной ситуации.

В результате аварии может произойти как розлив нефтепродукта, так и его возгорание (пожар).

На основе анализа причин возникновения и факторов, определяющих исходы аварий, учитывая особенности применяемых технологических процессов, свойства и распределение опасных веществ, на опасных производственных объектах выделены следующие типовые сценарии аварии (таб.1.2) [5].

Таблица 1.2 - Типовые схемы развития сценариев аварий

№ сценария

Схема развития сценария

(C1) - пролив опасной жидкости на открытой площадке / в помещении

Разрушение оборудования выброс жидкости и ее растекание в пределах обвалования (помещения) загрязнение промышленной площадки (окружающей природной среды - далее ОПС) или помещения локализация пролива

(C2) - пожар разлития горючих жидкостей на открытой площадке.

Полная разгерметизация оборудования или трубопровода (катастрофическое разрушение) выброс пожароопасного вещества и его растекание воспламенение пролива при условии наличия источника инициирования пожар разлития термическое поражение оборудования и персонала

(C3) - пожар в замкнутом пространстве

Полная разгерметизация оборудования или трубопровода (катастрофическое разрушение) выброс пожароопасного вещества в помещении воспламенение пролива или газа при условии наличия источника инициирования пожар в замкнутом объеме термическое поражение оборудования и персонала

(C4) - образование и взрыв топливовоздушной смеси (далее - ТВС) в замкнутом пространстве (в оборудовании, в помещении)

  • А) Полная или частичная разгерметизация оборудования или трубопровода выброс газа или ГЖ образование взрывоопасной ТВС в помещении или оборудовании взрыв ТВС (дефлаграционное сгорание) при наличии источника инициирования поражение оборудования и персонала ударной волной
  • Б) Нарушение герметичности оборудования образование взрывоопасной смеси внутри технологического оборудования воспламенение смеси при условии наличия источника инициирования дефлаграционное сгорание (взрыв) с последующим отрывом ослабленного элемента (крыша) или полным разрушением оборудования.

(C5) - образование и взрыв (дефлаграционное горение) ТВС в открытом пространстве на месте разгерметизации оборудования

Разгерметизация оборудования или трубопровода с взрывоопасным веществом выброс газа в открытое пространство образование взрывоопасной газовоздушной смеси (далее - ГВС) взрыв ГВС (дефлаграционное сгорание) при наличии источника инициирования поражение оборудования и персонала ударной волной

(C6) - открытый пожар внутри резервуара

Образование горючей смеси внутри резервуара воспламенение смеси при наличии источника зажигания для внутреннего пространства (удар молнии, разряд статического электричества, механический удар) срыв крыши воспламенение нефти термическое поражение оборудования и персонала

(C7) - пожар в резервуаре с выбросом горящей жидкости

Образование горючей смеси внутри резервуара воспламенение смеси при наличии источника зажигания для внутреннего пространства (удар молнии, разряд статического электричества, механический удар) срыв крыши воспламенение нефти формирование раскаленного слоя спуск раскаленного слоя в отстойную зону вскипание отстойной воды выброс горящего нефтепродукта за пределы резервуара термическое поражение персонала

Оценка опасных событий, произошедших на нефтехимических предприятиях, показывает, что на производствах наиболее распространенным видом аварий является разгерметизация технологического оборудования, в результате чего возможно образование парогазового облака с его дальнейшим воспламенением (взрывом) или разлив продуктов нефтепереработки с их последующим возгоранием, а также возможное токсическое заражение промышленной территории.

Значительная часть аварий на оборудовании нефтебаз вызвана образованием взрывоопасных смесей вследствие нарушения технологического режима и герметичности.

К нарушениям герметичности приводят резкие перепады температур в аппаратах или температурные перенапряжения, разрушение прокладок, разрывы технологических трубопроводов в результате коррозии, эрозии и усталость металла, некорректное расположение запорной арматуры и её отказы в работе, механические повреждения по вине производственного персонала и др.. Анализ возможных последствий опасных событий показал, что аварии на открытых площадках наиболее опасны вследствие разветвленности сети технологических коммуникаций, большой плотности насыщения территории и высокого содержания установок, чем в замкнутых производственных зданиях. А возникновение опасных событий чаще всего происходит во время нормальной работы технологических установок.

На предприятии применяются следующие основные вещества и материалы: бензин Аи 80, Аи 92, Аи 95, дизельное топливо, масло марки М10Г2, гидравлическое масло ВМГ3.

При прогнозе учитываем, что в окружающую среду аварийно поступают нефтепродукты при следующих условиях [6]:

стационарные объекты хранения нефти и нефтепродуктов - 100 % объема максимальной емкости одного объекта хранения;

железнодорожный состав - 50 % общего объема цистерн в железнодорожном составе;

автомобильная цистерна - 100 % объема.

На размеры площади разлива и направление движения пятна нефтепродукта влияют:

время года в момент разлива;

объем разлитого нефтепродукта;

наличие защитных сооружений от распространения разлива;

рельеф, подстилающая поверхность и грунты в месте разлива;

уровень обводненности местности, где произошел разлив;

наличие растительности;

метеорологические условия;

время локализации разлива нефтепродукта;

физико-химические свойства нефтепродукта.

Растекание нефтепродуктов будет происходить в сторону естественного уклона местности, попадая в ямы, канавы дорог, дренажные каналы.

В случае растекания нефтепродуктов по открытой местности площадь разлива определяется исходя из предположения, что в любой момент времени пролившаяся жидкость имеет форму плоской круглой лужи постоянной толщины.

Площадь разлива на открытой местности (незащищенный рельеф) при свободном растекании, определяется по формулам [6, 7]:

где S - площадь, м2;

D - диаметр пятна разлива (м), определяемый по формуле:

V - объем разлившегося нефтепродукта, м3.

где н - плотность нефтепродукта, т/м3;

М - количество вылившегося нефтепродукта, т.

Кроме того, учитываются объемы разливов нефтепродуктов при авариях, связанных с разгерметизацией технологических трубопроводов на территории Тихвинской нефтебазы ОАО «Леннефтепродукт».

Объем нефтепродуктов при разгерметизации технологических трубопроводов рассчитывается, исходя из следующих допущений.

Объем нефтепродуктов, вылившейся до остановки прокачки (QТ1, м3) составит:

где Q0 - расход нефтепродуктов в исправном трубопроводе при работающем насосе, м3/с;

Та - нормативное время остановки прокачки (60 с).

Объем нефтепродуктов, вылившийся после остановки прокачки (QСТ, м3) рассчитывается по формуле:

где R - внутренний радиус поврежденного участка трубопровода, м;

L - длина трубопровода с учетом профиля трубопровода, м.

Суммарный объем нефтепродуктов (QСУМ, м3), поступивший в окружающую среду при порыве трубопроводов составит:

где QТ1 - объем нефтепродуктов, вылившийся до остановки прокачки (м3);

QСТ - объем нефтепродуктов, вылившийся после остановки прокачки (м3).

Расчет объема нефтепродуктов, вылившегося после остановки прокачки (QСТ), производится с учетом профиля трубопровода и особенностей его прокладки.

По периметру резервуарных парков хранения светлых нефтепродуктов предусмотрены замкнутые обвалования. Свободные от застройки объемы обвалованных территорий соответствуют как минимум 100 % объема резервуаров максимальной вместимости в резервуарных парках. На основании вышеизложенного, сделан вывод о том, что при разгерметизации резервуаров хранения, разливы нефтепродуктов не будут распространяться за пределы обвалований резервуарных парков. Площади разлива в этом случае будут соответствовать площадям обвалований резервуарных парков.

Результаты расчета прогнозируемых объемов и площадей разливов нефтепродуктов на объектах Тихвинской нефтебазы ОАО «Леннефтепродукт», представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Прогнозируемые объемы и площади разливов нефтепродуктов на объектах Тихвинской нефтебазы ОАО «Леннефтепродукт»

№ п/п

Сценарий аварийной ситуации

Наименование продукта

Объем разлива

Площадь разлива, м2

Характеристика обвалования резервуарного парка

1

2

3

4

5

6

1.

Разрушение резервуара вертикального стального

(3000 м3) № 33

Бензин АИ-92

  • 3000 м3
  • (2280 т)

16167

  • 1) Обвалование - грунтовое;
  • 2) Высота обвалования - 2 м;
  • 3) Площадь обвалования - 9067 м2;
  • 4) Объем обвалования - 18134 м3.

2.

Разгерметизация резервуара вертикального стального

(3000 м3) № 33

Бензин АИ-92

  • 3000 м3
  • (2280 т)
  • 9067
  • (площадь обвалования)
  • 1) Обвалование - грунтовое;
  • 2) Высота обвалования - 2 м;
  • 3) Площадь обвалования - 9067 м2;
  • 4) Объем обвалования - 18134 м3.

3.

Разрушение резервуара вертикального стального (2000 м3)

№ 32

Дизельное топливо

  • 2000 м3
  • (1680 т)

11617

  • 1) Обвалование - грунтовое;
  • 2) Высота обвалования - 2 м;
  • 3) Площадь обвалования - 9067 м2;
  • 4) Объем обвалования - 18134 м3.

4.

Разгерметизация резервуара вертикального стального (2000 м3)

№ 32

Дизельное топливо

  • 2000 м3
  • (1680 т)
  • 9067
  • (площадь обвалования)
  • 1) Обвалование - грунтовое;
  • 2) Высота обвалования - 2 м;
  • 3) Площадь обвалования - 9067 м2;
  • 4) Объем обвалования - 18134 м3.

5.

Разрушение резервуара вертикального стального (1000 м3)

№ 8, 39

Дизельное топливо

  • 1000 м3
  • (840 т)

9557

  • 1) Обвалование - грунтовое;
  • 2) Высота обвалования - 2 м;
  • 3) Площадь обвалования - 9067 м2;
  • 4) Объем обвалования - 18134 м3.

6.

Разгерметизация резервуара вертикального стального (1000 м3)

№ 8, 39

Дизельное топливо

  • 1000 м3
  • (840 т)
  • 9067
  • (площадь обвалования)
  • 1) Обвалование - грунтовое;
  • 2) Высота обвалования - 2 м;
  • 3) Площадь обвалования - 9067 м2;
  • 4) Объем обвалования - 18134 м3.

7.

Разгерметизация резервуара горизонтального стального (80 м3)

№ 10

Масла

(ВМГЗ, М10Г2)

  • 80 м3
  • (72,8 т)

1600

-

8.

Разгерметизация железнодорожного состава на маневровых путях (с выходом 50 % общего объема цистерн в железнодорожном составе)

Бензин АИ-95

  • 240 м3
  • (182,4 т)

4800

-

9.

Разгерметизация автомобильной цистерны (30 м3)

Бензин АИ-95

  • 30 м3
  • (22,8 т)

600

-

Масла

(ВМГЗ, М10Г2)

  • 30 м3
  • (27,3 т)

10.

Разгерметизация на полное сечение технологического трубопровода

Бензин АИ-95

  • 20 м3
  • (15,2 т)

400

-

Размер зоны поражения открытым пламенем определяется размером зоны, где возможно его появление. В пределах зоны открытого пламени люди получают смертельное поражение. Размеры зоны поражения открытым пламенем ограничиваются геометрическими размерами разлива нефтепродукта в сумме с размером вытянутым по ветру пламенем.

Под зоной поражения тепловым излучением принимается зона вдоль границы пожара глубиной, равной расстоянию, на котором будет наблюдаться тепловой поток с заданной величиной. Размеры зон поражения тепловым излучением с поверхности пламени определялись по следующим уровням излучения [6]:

  • 10,5 кВт/м2 - расстояния, на которых человек испытывает непереносимую боль через 3-5 с, а также может получить ожоги 1-й степени через 6-8 с, ожоги 2-й степени через 12-16 с;
  • 7 кВт/м2 - расстояния, на которых человек испытывает непереносимую боль через 20-30 с, а также может получить ожоги 1-й степени через 15-20 с, ожоги 2-й степени через 30-40 с;
  • 1,4 кВт/м2 - расстояния, безопасные для человека без спецодежды.

Расчеты вероятных зон поражения тепловым излучением при пожарах разлива нефтепродуктов проводятся по методике, изложенной в ГОСТ 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» [6] с использованием таблиц Excel для автоматизации результатов расчета.

Результаты оценки зон поражения тепловым излучением при возникновении пожаров разлива нефтепродуктов на территории предприятия представлены в таблице 1.4

Таблица 1.4 - Результаты расчета вероятных зон поражения тепловым излучением при пожарах разлива нефтепродуктов

№ п/п

Аварийная ситуация

Частота реализации ЧС(Н) с последующим возгоранием, 1/год

Значение параметра

(интенсивность теплового излучения)

Расстояние от геометрического центра пролива, м

1

2

3

4

5

1

Разрушение резервуара вертикального стального (3000 м3) № 33

5,010-7

10,5 кВт/м2

81,1

7 кВт/м2

94,7

1,4 кВт/м2

178,7

2

Разгерметизация резервуара вертикального стального (3000 м3) № 33

4,510-6

10,5 кВт/м2

61,3

7 кВт/м2

72,2

1,4 кВт/м2

138,9

3

Разрушение резервуара вертикального стального (2000 м3) № 32

1,010-6

10,5 кВт/м2

62,4

7 кВт/м2

71,1

1,4 кВт/м2

136,7

4

Разгерметизация резервуара вертикального стального (2000 м3) № 32

9,010-6

10,5 кВт/м2

55,2

7 кВт/м2

63,1

1,4 кВт/м2

122,6

5

Разрушение резервуара вертикального стального (1000 м3) № 8, 39

1,510-6

10,5 кВт/м2

56,7

7 кВт/м2

64,7

1,4 кВт/м2

125,5

6

Разгерметизация резервуара вертикального стального (1000 м3) № 8, 39

1,410-5

10,5 кВт/м2

55,2

7 кВт/м2

63,1

1,4 кВт/м2

122,6

7

Разгерметизация резервуара горизонтального стального (80 м3) № 10

5,010-6

10,5 кВт/м2

-

7 кВт/м2

22,9

1,4 кВт/м2

46,3

8

Разгерметизация железнодорожного состава (с выходом 50 % общего объема цистерн в железнодорожном составе)

3,410-18

10,5 кВт/м2

45,1

7 кВт/м2

53,5

1,4 кВт/м2

105,3

9

Разгерметизация автомобильной цистерны (30 м3)

1,110-3

10,5 кВт/м2

20,2

7 кВт/м2

24,8

1,4 кВт/м2

50,3

10

Разгерметизация на полное сечение технологического трубопровода

2,710-6

10,5 кВт/м2

18,1

Таким образом, в результате анализа общей характеристики объекта установлено следующее:

в резервуарном парке сконцентрировано значительное количество легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (бензин, масла, дизельное топливо), которые способны привести к возникновению пожаров, взрывов, загрязнению окружающей среды;

выделено семь типовых сценариев возникновения и развития аварийных ситуаций на нефтебазе, а также их вероятностные характеристики;

проанализированы вероятные зоны поражения тепловым излучением при пожарах, связанных с разгерметизацией емкостного оборудования и разливом нефтепродуктов. При этом наиболее вероятным сценарием будет разгерметизация автомобильной цистерны, перевозящей бензин, частота реализации которого составляет 1,110-3;

наиболее опасный сценарий, связанный с разрушением резервуара наибольшей емкости на объекте, имеет наименьшую частоту реализации и составляет 5,010-7.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее