Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

пожарная безоп. нефть

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
22.01.2021
Размер:
886.5 Кб
Скачать

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

осадками основания.

К числу таких аварий относятся разрыв днища длиной 10м раскрытием

0,15 м у резервуара корпорации Mitsubishi (Япония, 1974 г.), две аварии на нефтебазе около Лондона несколько аварий на резервуарном парке фирмы

ESSO (г.Фоулей, Англия). Характерно, что на нефтебазе в г.Фоулей первая авария произошла во время их испытания (1955 г.). Причиной разрушения днищ резервуаров была большая локальная просадка основания. В начале 70-

х годов произошли еще три крупных аварий с резервуарами диаметром 53 м

новой постройки. Два резервуара заполнены водой, один - нефтью. Один из поврежденных резервуаров при испытании получил в среднем осадку,

равную 254 мм, а периферийная осадка по площади днища на участке шириной 2,0 м от стенки к центру - 150 мм, в то время как на не разрушенных участках она составила 40-50 мм.

Детальное рассмотрение актов расследований аварий резервуаров за последние 30 лет показывает, что в 38 случаях из 44 имела место неравномерная осадка основания, которая в сочетании с другими факторами явилась причиной разрушения [3-4]. О количественном соотношении влияния осадки и других факторов судить трудно, т.к. нет действительной картины осадки этих резервуаров. Тем не менее, известен ряд случаев, когда причиной разрушений явилась только осадка, в одном случае - это различная по величине осадка корпуса резервуара и технологических трубопроводов,

что повлекло за собой отрыв последних от стенки и дальнейший разрыв последней; в другом - неравномерная осадка, достигшая 320 мм, что привело к разрыву стенки и полному разрушений резервуара в третьем -

неравномерная осадка, приведшая к разрыву днища.

Необходимо отметить, что обычно аварии обусловлены комплексом причин, одной из которых является неравномерная осадка отдельных участков основания.

В заключение нужно отметить, что предпосылкой развития аварийных ситуаций РВС является совместное действие следующих факторов: наличие

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

дефектов, воздействие условий окружающей среды, нарушение требований проекта и режимов эксплуатации резервуаров, несоблюдение ПТБ и др.

Поэтому решение проблемы повышения работоспособности резервуаров должно сводиться к осуществлению конструктивно-

технологических, эксплуатационных и организационных мероприятий.

Конструктивно-технологические мероприятия по повышению ресурса безопасной эксплуатации резервуаров выполняются на стадиях проектирования, изготовления и монтажа.

Одним из важнейших условий обеспечения высокой надежности и безопасности резервуаров является использование при их изготовлении мелкозернистых сталей с высокой стойкостью к хрупким разрушениям, а

также получение качественных сварных соединений с минимальным уровнем пластических деформаций.

Основные мероприятия должны быть направлены на исключение дефектов в заводских сварных швах. При проведении обследований резервуаров наблюдаются грубые отклонения размеров сварных швов от требований ГОСТ. Швы с завышенными размерами имеют крупнозернистую литую дендритную структуру металла. Если в сварном шве с крупным зерном имеется завышенное усиление, и в этой зоне имеется подрез или наплыв (тоже очень частый заводской дефект), то, в результате резкого увеличения коэффициента концентрации напряжений, риск возникновения хрупкого или малоциклового разрушения конструкции в таких зонах высок.

Кроме того, необходимо повысить качество врезки технологических проемов для монтажа внутреннего оборудования. Несовершенство выполнения технологических проемов и последующая неправильная установка вставок, накладок, заглушек способствуют значительной концентрации напряжений в этих зонах.

Эксплуатационные и организационные мероприятия по повышению безотказной работоспособности резервуаров сводятся к соблюдению регламента работ по заполнению и опорожнению нефтепродуктов,

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

обновлению антикоррозионных покрытий и проведению текущих освидетельствований с установлением их фактического качества.

Надлежащие условия эксплуатации, регулярное квалифицированное обследование резервуаров, выполнение регламентных мероприятий могут значительно повысить ресурс РВС. Техническое освидетельствование резервуаров включает в себя регулярный внешний осмотр, проведение диагностических мероприятий и прогнозирование на основании данных обследования остаточного ресурса РВС.

Техническое обслуживание резервуаров

Техническое обследование резервуаров выполняется Отделом технического надзора согласно «Графика технического обследования резервуаров», утвержденного главным инженером РУП «Белоруснефть-

Гомельоблнефтепродукт». Частичное техническое обследование выполняется не реже одного раза в пять лет, полное техническое обследование - один раз в десять лет.

Основное оборудование и арматура резервуара должны подвергаться профилактическим осмотрам согласно «Календарного графика» утвержденного главным инженером. Результаты осмотра и обслуживания должны быть записаны в журнал осмотра основного оборудования и арматуры резервуаров.

За осадкой основания каждого резервуара должно быть установлено систематическое наблюдение согласно «План-графика выполнения нивелирования резервуаров» утвержденного главным инженером .

В первые четыре года эксплуатации резервуаров необходимо ежегодно проводить нивелирование в абсолютных отметках окрайки днища или верха нижнего пояса не менее чем в восьми точках, но не реже чем через 6 м. В

последующие годы после стабилизации осадки следует систематически (не реже одного раза в пять лет) проводить контрольное нивелирование [5].

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Для измерения осадки основания резервуара на территории предприятия должен быть установлен глубинный репер, закладываемый ниже глубины промерзания.

При осмотре сварных резервуаров особое внимание следует уделять сварным вертикальным швам нижних поясов корпуса, швам приварки нижнего пояса к днищу (швам уторного уголка), швам окрайков днища и принимающим участкам основного металла. Результаты осмотров швов должны быть зарегистрированы в журнале осмотра основного оборудования и арматуры резервуаров [5-6].

При появлении трещин в швах или основном металле уторного уголка днища действующий резервуар должен быть немедленно освобожден,

опорожнен и зачищен. При появлении трещин в швах или в основном металле стенки действующий резервуар должен быть освобожден полностью или частично в зависимости от способа его ремонта.

Каждый резервуар должен периодически подвергаться текущему,

среднему и капитальному ремонтам:

-текущий не реже одного раза в шесть месяцев;

-средний не реже одного раза в два года;

-капитальный ремонт должен проводиться по мере необходимости на основании результатов проверок технического состояния, а также осмотров во время зачисток резервуара от загрязнений [5].

Техническая документация на резервуары

Комплект технической документации должен включать:

документацию на изготовление и монтаж резервуара;

эксплуатационную документацию;

ремонтную документацию.

На каждый резервуар, находящийся в эксплуатации, должны быть технический паспорт резервуара:

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

градуировочная таблица резервуара;

технологическая карта резервуара;

журнал текущего обслуживания;

журнал эксплуатации молниезащиты, защиты от проявлений статического электричества;

схема нивелирования основания;

схема молниезащиты и защиты резервуара от проявлений статического электричества;

распоряжения, акты на замену оборудования резервуаров;

технологические карты на замену оборудования резервуаров.

Если за давностью строительства техническая документация на резервуар отсутствует, то паспорт должен быть составлен предприятием,

эксплуатирующим резервуар, и подписан главным инженером предприятия.

Паспорт должен быть составлен на основании детальной технической инвентаризации всех частей и конструкций резервуара [5].

Анализ возможных сценариев развития аварий

Для рассматриваемой нефтебазы основными факторами риска аварий являются:

большое количество резервуаров хранения;

межплощадочная перекачка нефтепродуктов по наземному трубопроводу длиной 1,5 км;

использование эстакад налива, раздаточных, где происходит контакт нефтепродуктов с атмосферным воздухом;

нерегулярный отпуск нефтепродуктов различными способами

(автоцистерны, бочкотара);

низкий уровень автоматизации: запорная арматура выполнена в ручном исполнении.

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

2.7.2 На основе анализа аварийности на объектах, находящихся в похожих климатических условиях, с близкими объемами хранения и имеющих сходное оборудование, были выбраны следующие типичные последствия аварий (в порядке убывания вероятности):

разливы нефтепродуктов на суше;

пожары проливов нефтепродуктов;

пожары и взрывы в резервуарах;

горение паров бензина в открытом пространстве при высоких летних температурах.

«Огненные шары» при пожаре на автомобильных цистернах с бензином, которые рассматривались как возможная эскалация аварии при длительном нахождении автоцистерны в открытом пламени.

Поражающими факторами рассмотренных аварий являются:

ударная волна;

тепловое излучение и горячие продукты горения;

открытое пламя и горящие нефтепродукты;

токсичные продукты горения;

осколки разрушенного оборудования, обрушения зданий и конструкций.

По величине вероятных зон действия поражающих факторов на персонал объекта и оборудование наиболее опасными сценариями являются следующие:

крупный пожар пролива с выходом нефтепродуктов за пределы обвалования резервуара РВС-2000;

горение облака паров бензина в воздухе;

попадание автоцистерны с бензином в открытое пламя и образование

«огненного шара».

Наиболее вероятные сценарии аварий с возникновением пламени на нефтебазах могут происходить по следующей схеме: повреждение

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

технологического трубопровода (арматуры) или отказ насоса разлив нефтепродукта пожар пролива [4].

Выводы по разделу 2

. Проблема повышения надежности резервуарных конструкций должна решаться на всех этапах: при проектировании, при изготовлении, при монтаже и испытаниях, при эксплуатации и диагностировании резервуаров.

. Для разработки мероприятий, позволяющих предотвратить аварии и исключить недостатки, допущенные при проектировании РВС, необходимо изучать опыт их эксплуатации и проанализировать причины аварий.

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

3. Расчет категории помещений и наружных установок по

взрывопожарной и пожарной опасности

Расчет категории помещений и наружных установок по

взрывопожарной и

пожарной опасности

выполнен согласно НПБ 5-2005

«Категорирование

помещений, зданий

и наружных установок по

взрывопожарной и пожарной опасности» и пособия к ним части I и II.

Резервуарный парк светлых нефтепродуктов

Исходные данные:

Наружная установка содержит резервуары с бензином, дизельным, печным топливом, керосином, нефрасом объемом 2000 м3, 1000 м3,

400 м3, 200 м3 и 100 м3.

Рассматриваемая аварийная ситуация - перелив резервуара №4 с

разливом бензина в пределах обвалования.

Молярная масса бензина М = 98,2 кг

 

моль-1.

 

Константы управления Антуана для АИ-92: А=4,12311, Б=664,976,

СА=221,695

 

 

 

НКПРП=1,06 % (об) [11].

 

 

 

 

кг-1.

 

 

Теплота сгорания - 43641 кДж

 

 

Производительность насосного агрегата 60 м3 ч-1 (0,0167 м3с-1 ). Время отключения - 300 с (ручное). Расчетная температура - 37°С (г. Гомель). Расчетное время испарения - 3600 с.

Расчет избыточного давления взрыва на расстоянии 30 м от наружной установки.

Объем бензина, V, м3, участвующий в аварии:

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

V = 0,0167

300 = 5 м3

Площадь пролива S, м2, составляет:

= 5000

 

0,15 = 750 м2

 

Давление насыщенных паров бензина, Рн, кПа, рассчитывается по формуле Антуана:

 

 

А

В

 

 

 

 

 

Р

 

 

t Cв

10

 

 

 

Н

 

 

 

 

(3.1)

где A, B, Cвконстанты;ж - температура жидкости, C0.

 

 

4,12311

664,976

 

 

 

37 221,695

 

Р

 

 

 

10

 

 

 

Н

 

 

 

 

35, 69

кПа

Интенсивность испарения ,W,кг м-2 c-1 паров бензина рассчитывается по формуле:

= 10-6

М

P (3.2)

 

где М - молярная масса, кг кмоль-1

W =

10

-6

 

1

98, 2 35, 69

0, 000354

кг

м-2

с-1

Масса паров бензина, испарившаяся с поверхности пролива:

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

m = 0,000354

750

 

3600 = 956 кг

 

Приведенная масса паров бензина рассчитывается по формуле:

пр = 2,21

 

10 -8 Qсг

 

m (3.3)

 

 

 

 

где Qсгудельная теплота сгорания, Джкг-1

пр = 2,21

 

10 -8

 

43641000

 

956=922 кг

 

 

 

Величина избыточного давления, Р, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушной смеси на расстоянии 30 м от установки, рассчитывается по формуле:

Р = 2,693Р = 2,693

m0,33 пр + 0,337

9220,33 + 0,337

m0,66 пр + 0,0187 mпр

9220,66 + 0,0187

 

922 = 77 кПа

 

Избыточное давление на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа, температура вспышки бензина ниже 28 °С, следовательно, резервуарный парк светлых нефтепродуктов относится к категории Ан [8].

Резервуарный парк темных нефтепродуктов

Исходные данные:

Наружная установка содержит вертикальные, стальные, наземные резервуары объемом 1000, 400, 200, и 100 м3 с автомобильными,

тракторными и отработанными маслами.

Рассматриваемая аварийная ситуация - полное разрушение резервуара объемом -100 м3 с разливом масла в пределах обвалования.

Удельная массовая скорость выгорания масла - 0,03 кг м-2 с-1. Температура вспышки - 190 С [11].

Расчет интенсивности теплового излучения на расстоянии 30 м от наружной установки.

 

 

Интенсивность теплового излучения, g, кВт

 

м-2 рассчитывается по

 

 

 

формуле:

 

 

 

 

 

= Ff Fg (3.5)

 

 

 

 

где Ff - среднеповерхностная плотность теплового излучения, кВт м-2;-

угловой коэффициент облученности;

 

 

 

 

- коэффициент пропускания атмосферы. Рассчитываем эффективный

диаметр горения, d, м, по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Fн

 

 

 

 

=

 

 

(3.6)

 

 

 

 

 

 

 

где Fн - площадь пролива м2. Площадь пролива расчетная: