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

Прогнозирование последствий аварий при разгерметизации резервуарного оборудования (90

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
509.67 Кб
Скачать

Карта

разлива при

Карты разлива при разгер-

полной

разгерметиза-

метизации с площадью раз-

ции резервуара

рыва равной 25% от пло-

 

 

щади боковой стенки ре-

 

 

зервуара

 

 

 

 

Sразл=26446 м2

Sразл=27811 м2

 

 

 

Рисунок 5. Карты разлива Далее в данной главе приводится оценка эффективности некоторых но-

вых защитных сооружений, предложенных в ГОСТ Р 53324-2009. В данном документе предлагается два варианта защитных сооружений: ограждающая стена с волноотражающим козырьком и дополнительная защитная стена.

Так же в данной главе предлагаются несколько вариантов модерниза-

ции существующих защитных сооружений. Основными условиями учиты-

ваемыми при разработке вариантов модернизации, были следующие: воз-

можность применения на существующих объектах, минимизация затрат на изготовление и монтаж, существенное уменьшение последствий возможных аварий.

В качестве дополнительных защитных сооружений были выбраны сле-

дующие варианты:

1.Установка дополнительной защитной стены высотой, равной вы-

соте обвалования. Дополнительная стенка устанавливалась по центру между

стенкой резервуара и обвалованием. (Рисунок 6).

11

Рисунок 6.

2. Установка дополнительных двух стенок высотой, равной высоте обвалования (Рисунок 7).

Рисунок 7.

3.Установка двух стенок по принципу лабиринтного уплотнения

(Рисунок 8).

Рисунок 8.

4.Установка дополнительной защитной стенки имеющей полукруг

всечении (Рисунок 9).

Рисунок 9.

Оценка эффективности представленных защитных сооружений прово-

дилась при моделировании аварии полной разгерметизации РВС-5000. Оцен-

ка эффективности представленных дополнительных сооружений представле-

на в Таблице 3.

12

Таблица 3. Результаты оценки эффективности предложенных защитных сооружений

Вид

дополнительного

Объем жид-

Объем

 

 

защитного

сооруже-

кости,

ос-

жидкости,

 

ния

 

 

 

тавшейся

в

перелив-

 

 

 

 

 

защитном

шейся че-

 

 

 

 

 

сооружении,

рез

за-

 

 

 

 

 

%

 

щитные

 

 

 

 

 

 

 

сооруже-

 

 

 

 

 

 

 

ния, %

 

1

Дополнительная стен-

61,84

 

38,16

 

ка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Две

дополнительные

70,01

 

29,99

 

стенки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Две

стенки

устанав-

 

 

 

 

 

ливаемые по принци-

74,82

 

25,18

 

пу

лабиринтного

уп-

 

 

 

 

 

 

 

лотнения

 

 

 

 

 

 

4

Дополнительная

за-

 

 

 

 

 

щитная

стенка,

61,6

 

38,4

 

 

имеющая в

сечении

 

 

 

 

 

 

 

 

полукруг

 

 

 

 

 

 

Как видно из представленной таблицы, наиболее эффективным защитным сооружением являются две стенки, установленные по принципу лабиринтного уплотнения, однако данная конструкция является наиболее сложной в изготовлении и монтаже.

Оценка эффективности увеличения высоты защитного сооружения рассчитывалась для двух видов защитных сооружений – земляного обвалования и бетонного каре.

Высота стандартного защитного сооружения, рассчитанная для РВС5000, составляет 1,8 м. Высота защитного сооружения увеличивалась до 2,5м. и 3,5 м. Эффективность данной модернизации представлена в Таблицах 4 и 5.

Таблица 4. Оценка эффективности увеличения высоты земляного обвалования

Высота земляного

Объем

жид-

Объем

 

обвалования (м)

кости,

остав-

жидкости,

 

 

шейся

в за-

перелив-

13

окончание таблицы 4

 

 

щитном со-

шейся через

 

 

оружении (%)

защитные

 

 

 

сооружения

 

 

 

(%)

1

1,8 (стандартное)

35,46

64,54

2

2,5

71,27

28,73

3

3,5

78,3

21,7

Таблица 5. Оценка эффективности увеличения высоты бетонного каре

Высота бетонного Объем жидОбъем

 

каре (м)

кости,

остав-

жидкости,

 

 

шейся

в

за-

перелив-

 

 

щитном

со-

шейся через

 

 

оружении (%)

защитные

 

 

 

 

 

сооружения

 

 

 

 

 

(%)

1

1,8 (стандартное)

45,12

 

 

54,88

2

2,5

76,3

 

 

23,7

3

3,5

82,8

 

 

17,2

Сравнивая результаты оценки эффективности различных видов защит-

ных сооружений, можно придти к выводу, что наиболее эффективной модер-

низацией является увеличение высоты бетонного каре до 3,5 метров. Однако,

если оценивать защитные сооружения с точки зрения отношения эффектив-

ности защитного сооружения и стоимости изготовления и монтажа, наиболее

эффективным является защитное сооружение - бетонное каре высотой 2,5

метра. Одним из немаловажных факторов оценки эффективности защитных

сооружений являются затраты на ликвидацию аварии, также экологический

ущерб, нанесенный данной аварией. Для расчета денежных средств, требуе-

мых для ликвидации аварии с различными типами защитных сооружений,

был произведен расчет средств и сил для ликвидации аварии согласно дейст-

вующим СНИП и ЕНИР. Методика расчета средств и сил для ликвидации и

локализации аварийных разливов химических веществ приводится в данной

главе. Исходными данными для расчета являлись значения объема и площади

разлива, полученные при моделировании аварии. Результатом расчета явля-

ется количество требуемого персонала и техники, а также стоимость прове-

дения работ по локализации и ликвидации аварийных разливов. Результаты

14

оценки затрат на ликвидацию аварий с различными защитными сооружения-

ми, а также стоимость предлагаемых модернизаций представлены в Таблице

6.

Таблица 6. Оценка затрат на ликвидацию аварий

Защитное со-

Стоимостьмодернизации

Стоимостьвыполнеработнияпо локалиликвидацииизации аварии

Экологический ущерб

Суммарныезатраты ликвидациюна последствийаварии

 

 

 

 

оружение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р.

р.

р.

р.

Стандартное

 

 

 

 

земляное обва-

0

985

12 279

13 264

лование высо-

110,5

610,5

721,0

 

той 1,8 м.

 

 

 

 

Стандартное

 

764

9 318

10 083

бетонное каре

0

831,8

831,8

663,7

высотой 1,8 м.

 

 

 

 

 

Дополнительная

128

613

7 291

7 905

стенка

304

980,1

980,1

960,3

Две дополни-

256

498

5 745

6 244

тельные стенки

709

867,9

367,9

235,8

Две стенки ус-

 

 

 

 

танавливаемые

307

431

4 837

5 268

по принципу

571

232,8

732,8

965,6

лабиринтного

 

 

 

 

уплотнения

 

 

 

 

Дополнительная

 

 

 

 

защитная стен-

213

617

7 337

7 954

ка, имеющая в

840

358,1

358,1

716,2

сечении полу-

 

 

 

 

круг

 

 

 

 

Увеличение высоты защитного сооружения

 

Земляное обвалование

 

 

 

Высота 2,5 м.

97

481

5 507

5 988

629

126,2

126,2

252,5

 

Высота 3,5 м.

191

382

4 179

4 561

353

214,3

714,3

928,7

 

Бетонное каре

 

 

 

 

Высота 2,5 м.

249

410

4 557

4 968

450

387,3

887,3

274,5

 

Высота 3,5 м.

391

318

3 328

3 647

 

230

809,7

809,7

619,5

15

В пятой главе приведено практическое применение данной работы. В

качестве практического применения был проведен расчет полной квазимгно-

венной разгерметизации резервуара объемом 1000 м3, предназначенного для хранения бензола в цехе 0401 завода «Этилен» ОАО «Казаньоргсинтез». Ре-

зультаты расчета, а также динамика движения жидкости представлены на Ри-

сунке 10.

Как видно из представленной карты разлива, площадь разлива распро-

странилась за территорию, огороженную защитными сооружениями, т.е. раз-

лив вышел на территорию, неподготовленную к аварийным разливам хими-

ческих веществ. В зоне действия аварии оказалось 28 соседствующих резер-

вуаров, хранящих различные химические вещества суммарным объемом 4760

м3. В данной главе представлены результаты расчетов средств и сил, требуе-

мых для ликвидации данной аварии.

Рисунок 10. Карта разлива аварии

16

Основные результаты и выводы:

1. Проведено исследование причин, последствий и особенностей аварий,

связанных с разливами химических веществ при авариях на резервуарном оборудовании, проведен анализ существующих методик прогнозирования последствий аварийных разливов химических веществ; 2. Проведены экспериментальные исследования течения жидкостей при раз-

герметизации резервуара. Показано влияние на процесс течения жидкостей при разгерметизации резервуарного оборудования таких факторов, как вяз-

кость жидкости и свойства подстилающей поверхности; 3. Разработана методика прогнозирования площадей разливов и построения

карт разливов при авариях на резервуарном оборудовании, разработана мето-

дика расчета средств и сил для ликвидации аварийных разливов химических веществ, доказана адекватность предложенных методик с привлечением экс-

периментальных данных автора и экспериментальных данных, описанных в литературных источниках; 4. Выявлены наиболее опасные сценарии аварий, связанных с разгерметиза-

цией резервуарного оборудования. В частности доказано, что сценарий раз-

герметизации резервуара с площадью разрыва, равной от 25 до 40 % от пло-

щади боковой стенки резервуара, является наиболее опасным. Проведен анализ эффективности различных защитных сооружений, предлагаемых в нормативных документах. Доказано, что земляное обвалование является наименее эффективным защитным сооружением. Предложены различные ва-

рианты модернизации существующих защитных сооружений, а также пока-

зана их эффективность.

17

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1.Алексеев С.В. Моделирование процесса розлива нефти по подстилающей поверхности при разгерметизации технологического оборудования / С.В.Алексеев, Б.И.Исхаков, В.А.Алексеев // Теор. Основы создания, оптимизации и управления энерго- и ресурсосберегающими процессами и оборудованием: Сборник трудов международной науч. конф. – Иваново: ИГХТУ, 2007. – С. 159-162.

2.Алексеев С.В. Моделирование процесса разлива нефти при разгерметизации нефтепроводов / С.В.Алексеев, Б.И.Исхаков, В.А.Алексеев // Теор. Основы создания, оптимизации и управления энерго- и ресурсосберегающими процессами и оборудованием: Сборник трудов международной науч. конф. – Иваново: ИГХТУ, 2007. – С. 122-126.

3.Алексеев С.В. Моделирование процесса разлива жидкости при разгерметизации технологического оборудования / С.В.Алексеев, В.А.Алексеев, С.И.Поникаров // Инновационная деятельность предприятий по исследованию, обработке и получению современных конструкционных материалов и сплавов: Сборник трудов международной научн. конф. –Орск: ОГТИ, 2008. – С. 82-87.

4.Алексеев С.В. Оценка вероятного ущерба и затрат на локализацию и ликвидацию разлива нефтепродуктов / С.В.Алексеев, Б.И.Исхаков, В.А.Алексеев // Безопасность жизнедеятельности. –№ 12. –2008. – С. 41-43.

5.Алексеев С.В. Моделирование процесса разлива жидкости при квазимгновенной разгерметизации технологического оборудования / С.В.Алексеев, В.А.Алексеев // Инновации и высокие технологии XXI века: мат-лы всерос. научно-практ.конф. –Нижнекамск: НХТИ, 2009. –С. 135-138

6.Алексеев С.В. Прогнозирование последствий аварий, связанных с разгерметизацией резервуарного оборудования / С.В.Алексеев, С.И.Поникаров, В.А.Алексеев // Безопасность жизнедеятельности. –№ 9. –2009. –С. 26-29.

7.Алексеев С.В. Моделирование течения жидкости при разгерметизации резервуарного оборудования / С.В.Алексеев, С.И.Поникаров, В.А.Алексеев //

18

Вестник Казанского технологического университета. –№6. –2009. –С. 232236.

8. Алексеев С.В. Оптимизация резервуарных парков: Монография / С.В.Алексеев [и др.]; Федер. агенство по образованию, Казан. гос. технол. ун- т. –Казань: КГТУ, 2010. –93 с.

Соискатель __________________________________ Алексеев С.В.

19

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]