Анализ состояния резервуаров жидкого топлива промышленных предприятий Хабаровского края

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ состояния резервуаров жидкого топлива промышленных предприятий Хабаровского края

Шишигин И.В., Медведева Г.Г., ТОГУ

Абстракт

Исследование посвящено анализу состояния стальных вертикальных резервуаров жидкого топлива, являющихся опасными производственными объектами и, по результатам проведённых экспертиз промышленной безопасности, отработавших нормативный срок службы. На основании нормативных документов, регламентирующих требования к безопасной эксплуатации и мониторингу технического состояния, классифицированы группы дефектов вертикальных стальных резервуаров. По результатам классификации структурированы и сгруппированы основные дефекты резервуаров, выявленные специалистами экспертных организаций. Проведён анализ взаимного влияния дефектов в исследованной группе резервуаров.

Ключевые слова: жидкое топливо, нефтепродукты, резервуар вертикальный стальной, экспертиза промышленной безопасности, дефект, опасный производственный объект, взаимовлияние дефектов.

Abstract

Analysis of liquid fuel tanks status for industrial enterprises of Khabarovsk territory

Shishigin I.V., Medvedeva G.G., PNU

The study is devoted to the analysis of the state of liquid fuel steel vertical tanks, which are hazardous production facilities and are worked out the normative service life. The study is based on the results of industrial safety expertise. On the basis of normative documents regulating the requirements for safe operation and monitoring of technical condition, groups of defects of vertical steel tanks are classified. As a result of classification, the main tank defects, identified by experts of expert organizations, are structured and grouped. An analysis of the mutual influence of defects in the investigated group of reservoirs is carried out.

Keywords: liquid fuel, oil products, vertical steel tank, industrial safety examination, defect, dangerous production facility, interference of defects.

1. Резервуары как средство хранения нефтепродуктов

В соответствии с государственным стандартом [2, с. 8], вертикальный цилиндрический стальной резервуар (РВС) является наземным строительным сооружением в виде стальной конструкции из стальных листов, предназначенный для приема, хранения, измерения объема и выдачи жидкости. На рисунке 1 отображена конструкция резервуара вертикального стального цилиндрического резервуара [2, с. 12].

Рисунок 1. Резервуар вертикальный стальной цилиндрический: 1 - стенка; 2 - днище; 3 - стационарная крыша; 4 - дыхательный клапан.

По данным Российской ассоциации экспертных организаций техногенных объектов повышенной опасности, численность резервуарного парка России на 2009 год составляла более 50 тысяч штук, с общей массой хранимых продуктов 5 миллионов тонн. Из них около четверти резервуаров относятся к опасным производственным объектам [5, с. 3]. В Хабаровском крае наиболее крупными предприятиями, осуществляющими хранение нефтепродуктов в вертикальных стальных резервуарах, являются: Комсомольский-на-Амуре и Хабаровский нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ), Федеральное агентство по государственным резервам (Росре- зерв), Хабаровские теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) 1-3, Комсомольские-на-Амуре ТЭЦ 1-3, Николаевская-на-Амуре, Амурская, Майская и Советско-Гаваньская ТЭЦ, Дальневосточная железная дорога. В основной массе интервал объёмов резервуаров данных предприятий - от 700 м³ до 30000 м³.

2. Дефекты, возникающие в процессе эксплуатации резервуаров. Аварийные последствия развития дефектов

Дефектом является неисправность, возникшая в конструкции на стадии ее изготовления, транспортировки, монтажа или эксплуатации [5, с. 135]. Порядок натурного обследования и алгоритм оценки технического состояния резервуаров представлен в [3, с. 91-191]. На основании данного положения, при натурном обследовании резервуара выполняется объём работ, обозначенный в таблице 1. Описание и классификация возможных дефектов в данной таблице выполнены с привязкой к основным конструктивным элементам резервуара. Требования к системам пожаротушения, молниезащиты, заземления, защитному обвалованию, дыхательным и предохранительным клапанам, оснащённости контрольно-измерительными приборами и автоматикой (КИПиА) определяются проектом резервуара.

Таблица 1 - Дефекты резервуара по результатам натурного обследования

Приведённые в таблице описания дефектов, их местоположение указывают на то, что разного вида дефекты оказывают влияние на одни и те же конструктивные элементы резервуара. Пример взаимовлияния дефектов приведен в таблице 2.

Таблица 2 - Причинно-следственная связь в образовании и взаимодействии дефектов

Обозначенные в таблице 2 дефекты второго порядка (дефекты, вытекающие из начального), в свою очередь, в состоянии привести резервуар как к предельному состоянию [5, с. 136], так и к аварии [5, с. 135]. Основообразующим для снижения срока службы резервуара может стать любой дефект: от загрязнения фильтров дыхательной арматуры, в результате чего может произойти схлопывание резервуара при большом дыхании, до неисправностей приборов КИПиА, вследствие которых не контролируется температура хранимой жидкости и возможен хлопок газовой смеси при её повышении.

На рисунках 2 приведены последствия аварий на резервуарах по результатам расследований Ростехнадзора за 2016 год [7].

Рисунок 2 - Последствия взрыва в резервуаре ПАО «АНК «Башнефть» и РВС-5000 ОАО «Удмуртнефть»

На рисунке 2 разрушение образующей стенки и кровли резервуара произошло в результате взрыва при поступлении в резервуар неочищенного дизельного топлива с установки первичной переработки нефти и откачки из резервуара дизельного топлива на установку гидроочистки. Технической причиной аварии явилось образование в резервуаре взрывоопасной концентрации паров углеводородов при выполнении операций слива и налива нефтепродукта с последующим взрывом и пожаром от электростатического разряда при нарушенном защитном контуре заземления. Организационной причиной аварии стал ненадлежащий производственный контроль за соблюдением требований промышленной безопасности.

На рисунке 2 взрыв паровоздушной смеси внутри резервуара произошёл в результате возгорания пирофорных отложений (образованных в результате взаимодействия продуктов коррозии с сероводородом, содержащимся в нефти) на внутренней поверхности металлоконструкций. Организационными причинами аварии стали отсутствие своевременного технического освидетельствования на предмет наличия пирофорных отложений, нарушение технологии и отсутствие температурного контроля при выполнении зачистных работ внутри резервуара.

3. Группировка дефектов по видам составляющих конструкции и оборудования резервуаров. Анализ связей групп дефектов

На основании рассмотренных возможных дефектов резервуара, с привязкой дефектов к конструктивным частям резервуара, выполнена группировка и разбивка дефектов на кластеры. Данные привязок, с кратким описанием основных дефектов по группам, представлены в таблице 3, где для структуризации дефектов пожарной безопасности использованы правила [6, с. 12-77], а требования к надзору за техническим состоянием резервуара взяты из отраслевого стандарта [4, с. 16-18].

Степень выраженности (тяжести) дефекта обозначена через условную шкалу от 1 до 10. Оценка группе дефектов присвоена по максимальному баллу отдельного дефекта в группе. Привязка условных баллов выполнена в соответствии со стандартом [1, с. 8]: «работоспособное техническое состояние» - от 1 до 4 баллов, «ограниченно-работоспособное техническое состояние» - от 5 до 7 баллов, «аварийное состояние» - от 8 до 10 баллов.

Таблица 3 - Группировка дефектов резервуаров

Таблица 4 - Техническое состояние резервуаров по группам дефектов (в баллах)

Исходные данные для анализа состояния резервуаров приведены в таблице 4.

На основании балльных оценок, с целью определения функции распределения, построена гистограмма распределения (рисунок 3).

Рисунок 3 - Гистограмма распределения

На основании данных таблицы 4, для выявления степени связи различных видов дефектов, выполнен корреляционный анализ, таблица 5.

Таблица 5 - Корреляционная матрица

Данные корреляционного анализа, таблица 5, на уровне значимости 0,05 свидетельствуют о наличии связи между качеством работы службы надзора предприятия со всеми группами дефектов. Наиболее сильное влияние наблюдается при взаимосвязи дефектов надзора и состояния метрологического обеспечения и планово-высотного положения конструкций резервуара (0,79 и 0,77); также значительно взаимовлияние дефектов метрологии на геометрическую форму конструкций резервуара и систему пожарной безопасности (0,64 и 0,62). Взаимосвязь дефектов надзора с дефектами металлоконструкций и дефектами пожарной безопасности (0,57 и 0,51) обуславливает влияние организации технического надзора на состояние металлоконструкций и функционирование системы пожарной безопасности. Взаимосвязь дефектов основания с дефектами металлоконструкций (0,56) указывает на влияние осадки основания на геометрическую форму образующей и днища резервуара.

нефтепродукт резервуар дефект

Заключение

Инвестиционная привлекательность Хабаровского края напрямую связана с состоянием экологической, пожарной и промышленной безопасности.

Старение резервуарного парка жидкого топлива, отсутствие своевременной модернизации данного оборудования приводит к увеличению числа аварий и, соответственно, к падению экономического и социального рейтинга региона.

Рассматривая резервуар как технологическую систему, было определено, что необходим комплексный подход в оценке его технического состояния. Лишь рассматривая каждый элемент резервуара и его дефекты в соотношении с остальными, можно избежать случаев отказов и аварий данных опасных производственных объектов.

Библиографические ссылки на источники

1. ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. - М.: Стандартинформ, 2014. - 59 с.

2. ГОСТ 31385-2016 Резервуары вертикальные стальные цилиндрические для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2016. - 96 с.

3. Промышленная безопасность на газоперерабатывающих производствах: Сборник документов. Серия 08. Выпуск 1 / Е.А. Иванов, Ю.А. Дадонов, А.А. Шестаков, М.С. Глухов, В.И. Сидоров. -- 3-е изд., испр. и доп. -- М.: ЗАО «НТЦ ПБ», 2010. -- 304 с.

4. РД 34.21.526-95 «Типовая инструкция по эксплуатации металлических резервуаров для хранения жидкого топлива и горячей воды. Строительные конструкции». - М.: СПО ОРГРЭС, 1995. -- 68 с.

5. СА 03-008-08 «Резервуары вертикальные стальные сварные для нефти и нефтепродуктов. Техническое диагностирование и анализ безопасности. (Методические указания)» / Российская ассоциация экспертных организаций техногенных объектов повышенной опасности «Ростехэкспертиза», «Научно-промышленный союз «РИСКОМ», НПК «Изотермик». - М.: 2009 - 288 с.

6. СП 155.13130.2014 Свод правил. Склады нефти и нефтепродуктов: требования пожарной безопасности. - М.: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2013. - 78 с.

7. Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору. Уроки, извлеченные из аварий 2016 г.

Размещено на Allbest.ru