АЗС

5

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ

В данной дипломной работе используются следующие сокращения: АГЗС – автогазозаправочная станция АЗС – автозаправочная станция АЦ – автоцистерна БаП – бенз(а)пирен

БХТ – блок хранения топлива ГЖ – горючие жидкости

ГСМ – горюче-смазочные материалы ГУС – газоуравнительная система

ДРЛ – дуговые ртутные лампы высокого давления ДТ – дизельное топливо ДТП – дорожно-транспортное происшествие

ДУУ – датчик уровня ультразвуковой ЛВЖ – легковоспламеняющиеся жидкости ПАУ – полиароматические углеводороды ПДК – предельно-допустимая концентрация

ПЛАС – план ликвидации аварийных ситуаций ПП – первичный преобразователь ПС – преобразователь сигналов

ПУЭ – правила устройства электроустановок ПЧ – пожарная часть СУГ – сжиженный углеводородный газ

СЭС – санитарно - эпидемиологическая станция ТРК – топливно-раздаточная колонка ТС – технологические системы ЧЭ – чувствительный элемент

7

легковоспламеняющиеся и горючие жидкости в больших количествах. Специальным автотранспортом для нефтепродуктов являются

автоцистерны, топливо- и маслозаправщики (далее автоцистерны). Автоцистерны в основном используются для перевозки топлива и масел с распределительных нефтебаз на автозаправочные станции и непосредственно потребителям.

Для обеспечения автотранспортных средств нефтепродуктами выпускаются автоцистерны с учетом Международных требований (ДОПОГ) и ГОСТ Р 50913-96 «Автомобильные транспортные средства для транспортирования и заправки нефтепродуктов. Типы, параметры и общие технические требования». Для сокращения количества рейсов увеличен объем емкости, перевозимой одной автоцистерной, до 30 м3.

Стационарные АЗС располагаются в населенных пунктах и около автодорог. Передвижные АЗС размещаются в местах сосредоточения автотранспорта, моторных лодок и катеров, сельхозтехники, в полевых условиях, на туристических автомобильных маршрутах, а также на территории стационарных АЗС в период зачистки и ремонта резервуаров. Их монтируют на шасси автомобилей и прицепов. Контейнерные АЗС располагаются на автомагистралях, туристических маршрутах, в автохозяйствах, на предприятиях, платных автостоянках, гаражных кооперативах, а также в местах сосредоточения автотранспорта.

Автозаправочные станции можно классифицировать также по способу хранения нефтепродуктов: с наземным, подземным и комбинированным хранением. Комбинированное хранение – это когда часть нефтепродуктов, хранящихся на АЗС, содержится в наземных резервуарах, а часть – в подземных или заглубленных резервуарах. Стационарные АЗС могут быть с наземным, подземным и комбинированным хранением. Подземное хранение нефтепродуктов, хотя и требует больших капитальных затрат имеет ряд преимуществ по сравнению с наземным, а именно:

минимальные потери продукта от «малых дыханий», так как

9

находится вблизи жилых и общественных зданий и сооружений, у которых припаркованы автомобили. При определенных обстоятельствах существует вероятность того, что пожар может распространиться на все эти объекты, что увеличит масштабы пожара и его экологические последствия. Не менее опасные последствия могут иметь пожары на АЗС, расположенных вдоль автомагистралей, соседствующих с лесными массивами в случае загорания последних.

По особенностям технологического процесса автозаправочные станции являются постоянными источниками загрязнения воздуха, воды и почвы даже при нормальной эксплуатации.

Источником загрязнения окружающей среды на АЗС являются испарения нефтепродуктов («большие и малые дыхания»), разливы нефтепродуктов, а также выхлопы отработанных газов автотранспорта и продукты сгорания при пожаре.

Влетнее время (25 °С) из бензиновых резервуаров, находящихся на АЗС, через дыхательные клапаны выбрасывается около 1 кг ЛВЖ, а годовые потери составляют 3-5 % от вместимости резервуара.

Внастоящей дипломной работе разрабатывается противопожарная защита существующей традиционной АЗС.

11

вспомогательное оборудование;

оборудование для обеспечения пожарной и экологической безопасности АЗС.

Технологические системы (ТС) конкретных АЗС могут, в зависимости от принятых проектных решений, дополняться линиями рециркуляции – оборудованием, с помощью которого обеспечивается циркуляция паров топлива по замкнутому циклу: из замкнутого пространства резервуаров в газовое пространство АЦ, и из топливных баков автомобилей – в газовое пространство резервуаров.

Существующая АЗС состоит из следующих основных сооружений: резервуаров для хранения топлива, ТРК, здания операторной. На АЗС предусматривается заправка легкового и малотоннажного грузового автотранспорта тремя сортами бензина и ДТ.

Вместимость четырех резервуаров – 60 м3 нефтепродуктов.

Режим работы – круглосуточный. Максимальная пропускная способность АЗС с учетом технологических перерывов не более 300 автомобилей в сутки.

Выдача топлива осуществляется топливораздаточными колонками, обеспечивающими автоматическую блокировку подачи топлива при номинальном заполнении топливного бака транспортного средства.

Участок АЗС размерами 80х80 м расположен в Демском районе г. Уфы в придорожной полосе автодороги, вне жилой зоны.

Рельеф участка спокойный с уклоном на юго-восток, имеет пониженные места. В 100 метрах проходит овраг, в котором расположены садовые участки. Участок свободен от застройки и лесопосадок. Грунт на участке суглинистый. Грунтовые воды расположены на глубине 15-20 м.

Подъезд с автодороги к топливораздаточным колонкам предусмотрен в виде асфальтобетонного покрытия.

Непосредственно у топливораздаточных колонок покрытие устраивается из монолитного бетона. В пределах АЗС вертикальная

13

пожарного гидранта, расположенного на кольцевом водопроводе диаметром 150 мм, на расстоянии 80 м. Напор в сети 30 м. Другой пожарный гидрант расположен на территории соседней организации на расстоянии 150 м.

Возле топливораздаточного пункта устанавливается инвентарный щит со средствами ручного пожаротушения.

Объемно-планировочное решение зданий обеспечивает эвакуацию людей из помещений в случае пожара.

Связь АЗС с головным предприятием, пожарной охраной, а также со службами жизнеобеспечения города и т.д. осуществляется с помощью телефонной связи.

15

кг/моль [3]. Нижний и верхний пределы распространения пламени паров бензинов при этом могут быть приняты равными 1,6-7,9 % [3].

Концентрационные пределы распространения пламени паров бензина (в г/м3) при температуре 20 °С определим по формуле

где М = 65 – молекулярная масса паров бензина, кг/моль,нпрп = 1,6 % – нижний концентрационный предел распространения

пламени паров бензина,

Vt = 22,4 20 273 = 24 м3/кмоль.

273

Тогда, нижний предел распространения пламени паров бензина:

нпрп = 65 1,6 10 = 43,3 г/м3. 24

Верхний предел распространения пламени паров бензина при t = 20 °С

впрп = 65 7,9 10 = 214 г/м3. 24

Давление насыщенных паров бензина при t = 20 °С определим по уравнению Антуана:

где А = 4,19500; В = 682,876;

С = 222,066 – константы уравнения Антуана [11].

Концентрацию насыщенных паров бензина при его температуре 20 °С находим по формуле

17

2.2 Оценка возможности образования горючих концентраций в резервуарах и трубопроводах

Бензины и дизельные топлива, обращающиеся на АЗС, циркулируют (перемещаются, хранятся) в закрытом оборудовании, резервуарах, аппаратах

итрубопроводах. Обязательными условиями для образования горючих (взрывоопасных) концентраций паров в закрытых аппаратах и ёмкостях являются:

наличие паровоздушного пространства в емкости (аппарате);

наличие в аппарате (емкости) горючей жидкости, рабочая температура (tж) которой находится в интервале между нижним (tнпрп) и верхним (tвпрп) пределами распространения пламени, то есть: tнпрп < tж < tвпрп.

Температура бензинов и дизельных топлив при нормальной работе емкостей, аппаратов и трубопроводов АЗС может изменяться в пределах от плюс 5 °С до плюс 25 °С (емкости подземные) и температура ЛВЖ и ГЖ в них обычно не может быть отрицательной.

Все резервуары для хранения топлива (бензина, ДТ), как наземные так

иподземные, герметичные, оборудованные дыхательными патрубками; на патрубках резервуаров установлены дыхательные клапаны СМДК-50, которые обычно обеспечивают избыточное давление в резервуаре 1800-2000 Па.

Рассмотрим возможность образования горючей среды в резервуаре с бензином, если он работает автономно (его газовое пространство не связано газоуравнительной системой (ГУС) с газовым пространством других резервуаров). При заполнении бензином автономного резервуара, отстое заполненного резервуара и при медленной откачке из него бензина для заправки автомобилей, концентрация в нем будет выше верхнего предела распространения пламени (концентрация паров будет близкой к насыщенной). Однако, при быстрой откачке из этого резервуара бензина, особенно в зимнее время, концентрация паров в его газовом пространстве

19

устройства 13. Недостатком данного клапана является возможность примерзания тарелок к их седлам при низких температурах окружающего воздуха и, как следствие, несрабатывание клапана и повышение давления в резервуаре или создание в нем вакуума.

1 - фланец; 2 - огнепреградитель; 3 - обечайка; 4 - штифт; 5 - ось; 6 - сетка; 7 - корпус; 8 - тарелка; 9 - груз; 10 - направляющий стержень;11 - камера давления; 12 - прокладка; 13прижимной колпак; 14крышка; 15 - тарелка; 16седло; 17 -сетка; 18 - камера вакуума; 19 - кольцо.

Рисунок 2.1.1 - Клапан совмещенный механический дыхательный СМДК-50

В резервуаре с дизельным топливом концентрация паров всегда будет ниже нижнего предела распространения пламени, так как tдт = 10-25 °С < tнпрп = 37-58 °С и горючие концентрации паров в нем при нормальной работе не образуются.

21

а сама цистерна (ее верхняя часть) до плюс 35 – плюс 40 °С и более. Концентрация паров бензина в цистерне бензовоза при его температуре плюс 30 °С будет насыщенной, так как при движении бензовоза происходит взбалтывание, перемешивание. Находим давление насыщенных паров бензина при температуре плюс 30 °С по уравнению Антуана

что гораздо выше впрп = 7,9 % об, то есть, в летнее, теплое время года, концентрация паров бензина в цистерне бензовоза в дневное время в начальный момент слива из нее бензина будет негорючей (в 3,8 раза вышевпрп) и даже при наличии источника зажигания взрыва паровоздушной смеси в свободном объеме цистерны не произойдет. При открывании крышки горловины автоцистерны некоторая часть паров бензина выйдет наружу, так как избыточное давление в свободном пространстве будет немного выше атмосферного (30 и более кПа). Определим количество этих паров и объем, в котором может образоваться локальная взрывоопасная концентрация паров бензина около горловины цистерны бензовоза при открывании крышки. Количество паров бензина, выходящих наружу, определим по формуле

где Рраб = 130400 Па – рабочее давление в цистерне бензовоза; Ратм = 100000 Па – атмосферное давление;

= 0,304 об. доли – концентрация паров бензина в свободном объеме цистерны;

Vсв = 8 м3 – геометрический объем цистерны;

М = 65 кг/моль – молекулярная масса паров бензина; Траб = 273 + 30 = 303 К – рабочая температура бензина в цистерне

бензовоза.

23

количество паров бензина, вытесняемых из подземного резервуара, при сливе в него 8 м3 (емкость автоцистерны) бензина, нагретого до 30 °С, по формуле

G = 100000 0303,304 8 831465 = 6,28 кг где Рраб = 100000 Па – атмосферное давление;

Vб = 8 м3 – объем сливаемого бензина.

Объем, в котором может образоваться местная взрывоопасная концентрация паров при выбросе в атмосферу 6,28 кг паров бензина, будет

Vмест = 6,28 1000 = 153,2 м3. 41

Дыхательные клапаны, через которые производится выброс паров расположены на высоте не менее 4 м. Этим создаются хорошие условия для рассеивания паров бензина в окружающую атмосферу. Наиболее опасные ситуации в период слива бензина из АЦ могут произойти:

при повреждении цистерны или сливного трубопровода бензовоза и выходе бензина на площадку для АЦ на территории АЗС;

при очистке резервуаров от отложений, профилактических и ремонтных работах;

при ошибках операторов, которые связаны с проливами бензина;

при отказах технологического оборудования (локальные утечки бензина через соединения, сварные швы и т.д.), которые могут приводить к выходу значительного количества бензина и образованию взрывоопасных концентраций.

В резервуарах, газовое пространство которых объединено ГУС, вероятность образования взрывоопасных концентраций меньше, чем у автономных резервуаров, однако, если из них одновременно будет производиться интенсивная откачка бензина, то в газовом пространстве также могут образовываться взрывоопасные концентрации паров бензина.