Разработка модели ликвидации пожароопасной ситуации на предприятии нефтегазовой отрасли

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

В нефтегазовой отрасли используется и перерабатывается большое количество горючих и взрывоопасных материалов.

Анализ крупных аварий показывает, что при взрывах больших объемов парогазовых выбросов разрушению подвергаются не только здания и сооружения самих производственных объектов, но и близлежащих жилых массивов. Создаются значительные трудности локализации аварий, а традиционные технические средства противопожарной службы по их предупреждению оказываются малоэффективными.

Недостаточная эффективность пожаровзрывоопасных производств обусловлены, прежде всего, отсутствием аналитической количественной оценки пожаровзрывоопасности производств при проектировании, строительстве, регистрации, ремонте и эксплуатации.

Отраслевые правила пожаровзрывоопасности производств не в полной мере отражают особенности защиты конкретных производств от пожаров и взрывов. Поэтому углубленное изучение характерных опасностей типовых технологических процессов является наиболее рациональным направлением в разработке эффективной пожаровзрывозащиты.

Обеспечение пожарной безопасности является одной из важнейших функций государства. Основным направлением в данной дипломной работе является разработка мероприятий по совершенствованию управления пожарными рисками, на основе моделирования.

Моделирование пожароопасных ситуаций - это возможный путь к обеспечению безопасности, который позволяет обосновать оптимальные решения, призванные эффективно реализовать решения в области обеспечения пожарной безопасности.

При определении расходов на обеспечение пожарной безопасности необходимо выдерживать ту, «золотую середину», когда затраты на обеспечение пожарной безопасности, гарантируют возврат дополнительных расходов благодаря уменьшению потерь от пожаров.

Задачами для достижения этой цели являются:

- изучение основных закономерностей и факторов, определяющих возникновение и развитие пожаров на объектах нефтегазовой отрасли;

- дать характеристику объекта защиты и оценить мероприятия объекта защиты по пожарной безопасности.

- совершенствование тактических приемов, разработка и внедрение новых способов и приемов предупреждения и ликвидации пожаров, катастроф;

- проанализировать расчетные методы прогноза пожаров и ЧС;

- разработка мероприятий по снижению пожарного риска и их экономическая эффективность.

Целью выполнения данной дипломной работы является выявление наихудших условий развития возможных аварий, определяемых на основании анализа расчетных показателей, с целью уточнения радиусов зон поражения в типовом проекте, а также оценка на возможность разрушения зданий, сооружений или их частей и разработка технических решений по обеспечению требований безопасности. Расчетным путем определить и обосновать наиболее экономичный и взрывопожароопасный способ хранения/транспортировки/переработки/добычи нефти и нефтепродуктов; по результатам расчетов сделать выводы и дать рекомендации по уменьшению затрат на обеспечение пожарной безопасности, при выполнении которых снизится возможность образования взрывоопасных концентраций и уменьшится экономический ущерба.

1. Общие сведения для расчета пожарных рисков

Расчеты по оценке пожарного риска проводятся путем сопоставления расчетных величин пожарного риска с соответствующими нормативными значениями пожарных рисков, установленными Федеральным законом от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (далее - Технический регламент).

Определение расчетных величин пожарного риска на объекте осуществляется на основании:

a) анализа пожарной опасности объекта;

b) определения частоты реализации пожароопасных ситуаций;

c) построения полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития;

d) оценки последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития;

e) наличия систем обеспечения пожарной безопасности зданий, сооружений и строений.

Расчетные величины пожарного риска являются количественной мерой возможности реализации пожарной опасности объекта и ее последствий для людей.

Количественной мерой возможности реализации пожарной опасности объекта является риск гибели людей в результате воздействия опасных факторов пожара, в том числе:

· риск гибели работника объекта;

· риск гибели людей, находящихся в селитебной зоне вблизи объекта.

· Риск гибели людей в результате воздействия опасных факторов пожара на объекте характеризуется числовыми значениями индивидуального и социального пожарных рисков.

1.1 Понятие пожарных рисков

Риски можно разделить на «качественные», которые нельзя измерить, и «количественные», которые измерить можно. «Риск является количественной характеристикой возможности реализации данной опасности».

Каждую опасность может характеризовать много различных рисков, оценивающих разные стороны и параметры этой опасности.

Например, с одной стороны, - частоту ее реализации, с другой - характер и размеры последствий реализации опасности.

Каждый риск в зависимости от многих обстоятельств и факторов может изменять свои значения, то есть подвержен определенной динамике.

Поэтому, выявляя роль отдельных факторов, влияющих на уровень риска, можно попытаться целенаправленно воздействовать на них, то есть управлять риском. Следовательно, можно в определенной степени управлять опасностью, угрожающей какому-либо объекту защиты (системе), ослаблять ее негативное воздействие.

Однако, очевидно, что принципиально невозможно все риски, связанные с тем или иным объектом защиты, свести к нулю. Это объясняется как перманентной неполнотой и относительностью научных представлений об опасностях и рисках, так и ограниченными инженерно-техническими и экономическими возможностями общества.

Риск только можно попытаться уменьшить до такого уровня, с которым общество (на данном этапе его исторического развития) вынуждено будет согласиться (психологически будет готово его принять).

Отсюда следует, что «абсолютной» безопасности (отсутствия всякой опасности) какой-то системы (объекта защиты) добиться в реальном мире невозможно в принципе.

Однако, управляя рисками, мы можем уменьшить степень опасности данного объекта защиты, а значит - повысить, увеличить степень его безопасности до максимально возможного в современных условиях уровня.

Таким образом, безопасность - состояние объекта защиты (системы), при котором значения всех рисков, присущих этому объекту, не превышают их допустимых уровней.

При этом понятия опасность, угроза по существу являются синонимами, отличаясь друг от друга некоторыми смысловыми оттенками.

Все они характеризуются набором рисков, уменьшая значения которых, мы приходим к допустимому уровню безопасности конкретного объекта защиты (личности, общества, любой социальной, экономической, технической системы).

Схематично это представлено на рисунке №1.

Рисунок 1. Система «Опасность - риск - безопасность»

Фактически это - схема алгоритма обеспечения безопасности любого объекта.

1.2 Виды пожарных рисков

Пожар - это неуправляемый процесс горения, который приносит вред обществу и окружающей среде. Это определение, на наш взгляд, своей лаконичностью и строгостью выгодно отличается от общепринятых и узаконенных определений пожара.

Пожарная опасность - опасность возникновения и развития неуправляемого процесса горения (пожара), приносящего вред обществу, окружающей среде, объекту защиты.

Пожарный риск - количественная характеристика возможности реализации пожарной опасности (и ее последствий), измеряемая, как правило, в соответствующих единицах.

В Федеральном законе от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» перечислены следующие виды рисков:

Допустимый пожарный риск - пожарный риск, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально-экономических условий.

Социальный пожарный риск - степень опасности, ведущей к гибели группы людей в результате воздействия опасных факторов пожара;

Индивидуальный пожарный риск - пожарный риск, который может привести к гибели человека в результате воздействия опасных факторов пожара.

Социальный пожарный риск - степень опасности, ведущей к гибели группы людей в результате воздействия опасных факторов пожара».

Таким образом, пожарных рисков существует очень много, и все их нужно уметь анализировать для успешного обеспечения пожарной безопасности.

Пожарные риски, во-первых, характеризуют возможность реализации пожарной опасности в виде пожара и, во-вторых, содержат оценки его возможных последствий (а также обстоятельств, способствующих развитию пожара).

Следовательно, при их определении необходимо знать частотные характеристики возникновения пожара на том или ином объекте, а также предполагаемые размеры его социальных, экономических и экологических последствий, обусловленных теми или иными обстоятельствами.

1.3 Управления пожарными рисками

Управление пожарным риском - разработка и реализация комплекса мероприятий (инженерно-технического, экономического, социального и иного характера), позволяющих уменьшить значение данного пожарного риска до допустимого (приемлемого) уровня.

Для выработки долгосрочной стратегии управления пожарными рисками прежде всего, необходимо выяснить, где и по каким причинам возникают пожары и где при пожарах гибнут люди.

Добыча, транспортировка и хранение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей относится к ряду потенциально опасных производств, а соответствующие объекты являются объектами повышенного риска.

Резервуары и резервуарные парки, как основные сооружения складов нефти и нефтепродуктов, широко распространены в отраслях промышленности. Они входят в технологические схемы сбора и подготовки нефти, магистральных трубопроводов, нефтеперерабатывающих заводов, перевалочных и распределительных нефтебаз, предприятий автомобильного, железнодорожного, водного и воздушного транспорта, теплоэлектроцентралей, теплоэлектростанцией, строительных организаций, промышленных предприятий, механизированных сельскохозяйственных предприятий. В связи с этим проблема обеспечения безопасности при транспортировке и хранении нефтепродуктов приобретает первостепенное значение.

Хранение на нефтебазах и химических предприятиях больших количеств ЛВЖ и ГЖ создают потенциальную опасность возникновения различных видов аварийных ситуаций при различных видах разгерметизации оборудования, его переполнении, нарушении правил эксплуатации, при проведении ремонтных работ.

Наиболее характерной аварийной ситуацией являются пожары проливов. Они могут быть вызваны, прежде всего, полной или частичной разгерметизацией резервуаров и трубопроводов.

Пожароопасность современных технологических процессов в нефтяной, газовой и нефтеперерабатывающей промышленности непрерывно возрастает в связи с увеличением количества обращающихся в них легковоспламеняющихся и горючих веществ, широким диапазоном давлений и температур их обработки, повышением единичной мощности технологических установок, а также объемов хранения и транспортирования сырья и готовых продуктов. Современный уровень технологии хранения и транспортирования горючих жидкостей и сжиженных газов таков, что заполнение оборудования этими веществами может способствовать возникновению пожаров, приводящих к жертвам и разрушениям.

В России на сегодняшний день существует несколько руководств и методик по качественной и количественной оценке риска, а также по методам профилактики и борьбы с пожарами на производственных объектах. В первую очередь, это Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах, утвержденная МЧС России. В данной методике достаточно подробно представлены методы оценки опасных факторов, процедура построения логического дерева событий и аналитические соотношения, позволяющие рассчитать параметры волны давления и интенсивность теплового излучения.

ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» стандарт, представляющий собой фундаментальное руководство по оценке риска для промышленных объектов, в первую очередь - для нефтегазового комплекса. Стандарт устанавливает общие требования пожарной безопасности к технологическим процессам, а также при разработке и изменении норм технологического проектирования и других нормативных документов, регламентирующих мероприятия по обеспечению пожарной безопасности на производственных объектах и при разработке технологических частей проектов, технологических регламентов. При детальном рассмотрении Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах оказалась сокращенным вариантом ГОСТа Р 12.3.047-98. Помимо этих двух документов существует Руководство по оценке пожарного риска для промышленных предприятий, которое было разработано в соответствии с вышеизложенными зарубежными изданиями.

По разработке противопожарных мероприятий для объектов нефтегазовой отрасли представлены следующие документы: Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках, с выходом которого утратили силу Указания по тушению пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах, Рекомендации по тушению пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах, Рекомендации по предупреждению и тушению пожаров в резервуарах с понтоном и плавающей крышей, Наставление по использованию передвижной пожарной техники для тушения пожаров горючих жидкостей в резервуарах подслойным способом, Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности и тактике тушения пожаров в резервуарах на свайных основаниях для условий Западной Сибири и Крайнего Севера. Руководство содержит сведения, отражающие современные представления о процессах развития пожара и тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарных парках, об организации работ при различных способах подачи пенных средств и обеспечении безопасности личного состава пожарной охраны.

Следует отметить тот факт, что зарубежные руководства опираются на методологию «гибкого» нормирования, которая предусматривает использование новейших методов вычислительного моделирования. В современных условиях разработка экономически оптимальных и эффективных противопожарных мероприятий немыслима без научно обоснованного прогноза динамики опасных факторов пожара и взрыва, особенно для промышленных комплексов. За рубежом уже давно разрабатывают и совершенствуют программы (FDS, FLACS), позволяющие достаточно точно задать исходные данные и корректно рассчитать физические явления с учетом внешних условий (погода, температура, скорость ветра). Такие сложные явления как пожар и взрыв невозможно правильно рассчитать, основываясь на методы оценки опасных факторов, которые не учитывают многие внешние факторы, и аналитические соотношения.

На данный момент Россия только подходит к методологии «гибкого» нормирования. Стало больше внимания уделяться методам математического моделирования, основанным на решении полевых уравнений (уравнений Навье-Стокса). Происходит интенсивное внедрение полевого метода для моделирования пожаров и взрывов в области инженерных расчетов. В ближайшем будущем именно полевые методы станут основным инструментом расчетов пожаров и взрывов, это связано как с ростом вычислительных мощностей, так и развитием математических моделей описывающих процессы, происходящие при пожаре и взрыве, и алгоритмов их решения. Использование такого мощного инструмента как математическое моделирование позволит адекватно проводить оценку риска для промышленных объектов и разработать соответствующие тактические приемы по ликвидации чрезвычайной ситуации.

2. Статистика пожаров на объектах нефтегазовой отрасли

Самыми крупными пожарами остаются пожары, происходящие в резервуарах, которые входят в технологические схемы предприятий связанных с добычей, транспортировкой, переработкой и хранением углеводородных продуктов, в первую очередь это связано с принципом «домино».

Наиболее опасными считается наземное хранение углеводородов. На наземных резервуарах типа РВС в России за 20 лет произошло 93,3% пожаров и аварий. По виду хранимых продуктов пожары распределяются следующим образом: 53,8% - на резервуарах с бензином, 32,4% резервуары с сырой нефтью и 13,8% - на резервуарах с другими нефтепродуктами. Чаще всего пожары на резервуарах происходили на распределительных нефтебазах - 48,3%, резервуары на НПЗ - 27,7%, на нефтепромыслах - 14%, на резервуарах нефтепроводов - 10%.

В России средняя частота пожаров с серьезными последствиями, по отраслям нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности составила 12 пожаров в год. Наиболее опасными для возникновения пожара является весенне-летний период, на долю которого приходится около 73 % от общего числа пожаров. Вместе с тем установлено, что наиболее интенсивно пожарные подразделения работают в зимний период. Средняя продолжительность тушения пожаров в резервуарах в зимнее время составляет 8,5 часов (при температуре ниже -25 0С - 10 часов), в весеннее и осеннее время - 6,6 часа, в летнее время - 5,5 часа. Большинство пожаров, происшедших зимой, носило затяжной характер и требовало сосредоточения значительного количества сил и средств.

Пожары на объектах нефтегазового комплекса характеризуются причинением значительного экологического ущерба связанного с попаданием в окружающую среду большого количества токсичных продуктов горения, огнетушащих средств, мощным тепловым излучением. При горении нефть и нефтепродукты образуют углекислый газ окись углерода, сернистый газ, азот, полиароматические углеводороды, альдегиды, сажу и другие соединения. Их содержание в продуктах горения тем выше, чем выше плотность нефтепродукта.

Анализ причин возникновения пожаров.

Обзор пожаров, происшедших в период с 1970 г по настоящее время на территории России и зарубежных стран позволил выявить ряд основных причин, способствующих возникновению пожаров в резервуарах и резервуарных парках.

Пожары подразделяются:

Пожары на нормально работающих резервуарах (без нарушения технологических регламентов):

А) пожары от атмосферного электричества, которые подразделяются в свою очередь на пожары, возникающие от ударов молний в резервуары и пожары, возникающие от вторичных проявлений атмосферного электричества (накопление в воздухе заряда статического электричества, с последующим возникновением искр).

Б) пожары от самовозгорания пирофорных отложений. Самовозгорание пирофорных отложений (сульфидов железа) является характерным внутренним источником зажигания для резервуаров с высокосернистыми нефтями и бензиновыми фракциями. Случаи самовозгорания пирофоров в резервуарах происходили обычно днем, при солнечной погоде, при наличии сквозных отверстий от коррозии в крыше и стенах резервуара, при длительной эксплуатации резервуаров без очистки, а также после откачки продуктов из резервуара.

В) пожары, возникающие при отборе проб. При проверке уровня продукта в резервуаре наиболее вероятно образование искр при ударах замерных приспособлений о корпус резервуара, возможно возникновение искр от разряда статического электричества, накопленного на поверхности нефтепродукта при соприкосновении с пробоотборником персоналом в одежде из синтетических тканей. Как правило, начинаются со взрыва в газовом пространстве резервуара и нередко сопровождаются гибелью или травмированием людей, выполняющих работу на крыше резервуара.

Г) пожары от создания локальных зон с взрывоопасной концентрацией на территории резервуарных парков. Повышенная загазованность воздуха парами горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, горючими газами на территории резервуарных парков может возникать в следующих случаях: при закачке в резервуары нефтепродуктов недостаточно сепарированных от газов, при заполнении резервуаров нефтью и нефтепродуктами, при перекачке из резервуаров нефтепродуктов, имеющих высокую упругость паров. Источниками зажигания при этом могут являться автомобили, двигающиеся по территории резервуарных парков, технологические огневые нагреватели, открытые технологические установки с повышенной температурой, факелы для сжигания сбросных газов, искры от электрооборудования, открытый огонь, курение.

Пожары на резервуарах при их очистке (подготовке) к ремонтным работам:

Значительная часть пожаров и взрывов на резервуарах происходит при их подготовке к проведению ремонтных работ, здесь проявляются следующие факторы повышенной пожарной опасности: оборудование выводят из нормального режима работы, оборудование вскрывается, создаются условия для свободного проникновения окислителя и его контакта с горючим, что способствует образованию горючей паровоздушной среды как внутри так и снаружи резервуаров. Существенные трудности создает удаление «мертвого» остатка со дна резервуара. Обычно его удаляют с помощью передвижных насосных агрегатов через вскрытые люки-лазы. Источниками зажигания при проведении таких работ могут быть фрикционные искры от ударов ремонтного инструмента о корпус резервуара, искры от электрооборудования, расположенного близко к резервуару, нагретые поверхности соседних технологических установок, выхлопные газы от используемой для откачки техники.

Пожары при проведении ремонтных и огневых работ:

Примерно 35 % зарегистрированных пожаров происходит при подготовке и проведении ремонтных работ. В процессе ремонта появляются дополнительные технологические источники зажигания, связанные с проведением резательных, сварочных, огневых, взрывных и других работ, связанных с применением открытого пламени; наличие капель расплавленного металла или мощных беспламенных источников тепла, возникающих при работе механического инструмента.

А) на предварительно очищенных резервуарах;

Б) без предварительной очистки (подготовки) резервуаров. Все пожары этой группы формально являются следствием нарушения норм и правил, запрещающих проведение ремонтных работ на резервуарах без их предварительной подготовки.

Таким образом, анализ пожаров на предприятиях химической и нефтехимической промышленности показывает, что все они имеют существенную особенность: причина этих пожаров, как правило, целая совокупность обстоятельств, каждое из которых само по себе не могло инициировать крупный пожар, и только их сочетание приводит к серьезным последствиям.

Одна из пространственно ограниченных форм проявления пожара ЛВЖ и ГЖ - это пожар в резервуаре хранения, например, когда в результате либо внутреннего, либо внешнего взрыва резервуар остается без крышки. Следующий по пространственному ограничению случай - это пожар пролива в обвалование. В обеих ситуациях подразумеваются четко определенная граница и форма, последняя может быть круглой или прямоугольной.

В других ситуациях пожары пролива происходят после того, как жидкость выбрасывается на поверхность земли; форма и глубина разлития определяются особенностями места разлития. На заводах и в аэропортах, хотя они занимают большие территории, выброшенная жидкость вероятнее всего будет устремляться в водостоки, где она может гореть под землей. Дренажные канавы вдоль автомобильных дорог обычно несут воды в близлежащее русло. Поэтому при выбросе на дороге потоки горючей жидкости могут переносить огонь на сотни метров. Наконец, происходят выбросы жидкостей непосредственно на поверхность водостоков, рек, озер или моря, где возможности для распространения фактически неограниченны. Ниже подробно рассматриваются две из этих ситуации: пожар в обваловании и пожар на поверхности земли.

Пожары пролива в круглых или прямоугольных обвалованиях по своей форме приближаются к цилиндру. При отсутствии ветра это будет вертикальный цилиндр, но в обычных обстоятельствах (при ветре) цилиндр будет наклонным.

Статистика аварий, связанных с развитием пожара пролива.

Данные об известных авариях на различных объектах, связанные с развитием пожара пролива приведены в таблице № 1.

Таблица 1 - Аварии, связанные с развитием пожара пролива

Дата	Описание аварии и причины	Масштаб	Ущерб
09.03.2003 г. г. Кемерово	Пожар на нефтебазе Кемеровского авиационного предприятия при переливе ДТ загорелись три емкости вместимостью 60т каждая. Вероятная причина пожара - разряд статического электричества.	Расположенные рядом с местом происшествия здания и сооружения не пострадали.	Пострадавших нет.
13.10.2005 г. Нефтебаза в Архангельской области	В результате ЧП произошел разлив нефти на территории 200 и 500 . Огонь был потушен при помощи пенной атаки. Цистерны, находящиеся вокруг, поливали холодной водой, чтобы огонь не мог перекинуться на них.	В результате аварии был нанесен большой вред экологии, так как в атмосферу выделялись канцерогены.	Погибло 2 человека
14.09.2006 г. Энемская нефтебаза	Загорелись 10 цистерн с ГЖ. Причиной пожара стала неосторожность рабочих нефтебазы при переливании горючих материалов из одной емкости в другую.	Сгорели две цистерны.	Пострадавших нет.
13.07.2006 г. Нефтебаза в Пермском крае, ООО «Эколайт»	Из-за нарушения мер безопасности при перекачке нефтепродуктов в автоцистерну, произошло возгорание нефтепродукта с последующим распространением на находящиеся рядом емкости.	Данных нет	Пострадало 4 человека

Проанализировав пожары, произошедшие с 1970 по 1990 гг. на территории бывшего СССР.

Всего за исследуемый период зарегистрировано 238 пожаров на объектах добычи, транспорта, хранения и переработки нефти и нефтепродуктов. Статистика свидетельствует, что в системе Главтранснефти произошло пожаров: на насосных нефтепроводов - 10%, на нефтепромыслах - 14%, на НПЗ - 27,7%, а на распределительных нефтебазах зафиксирована наибольшая доля пожаров - 48,3%.

На наземных резервуарах произошло 93,3% пожаров и аварий из общего их числа. По виду хранимых продуктов эти пожары распределились следующим образом: 32,4% - на резервуарах с сырой нефтью; 53,8 % - на резервуарах с бензином; и 13,8% - на резервуарах с другими видами нефтепродуктов (мазут, керосин, дизельное топливо, масло и др.). Пожары происходили, в основном (222 случая), на действующих резервуарах типа РВС, из них в 194 случаях (81,5%) пожар возникал в резервуарах с бензином и сырой нефтью.

Установлено, что основными источниками зажигания, от которых возникали пожары, являются: огневые и ремонтные работы (23,5%), искры электроустановок (14,7%), проявления атмосферного электричества (9,2%), разряды статистического электричества (9,7%), большая часть всех пожаров на резервуарах (42,2%) произошла от самовозгорания пирофорных отложений, неосторожного обращения с огнем, поджогов и других источников зажигания. Доля пожаров от перечисленных источников зажигания, существенно различается по отраслям промышленности.

За исследованный период средняя частота возникновения пожаров и загораний в год составляет: на распределительных нефтебазах - 5,75; в резервуарных парках НПЗ - 3,3; на промыслах - 1,65; на нефтепроводах - 1,2. Средняя частота пожаров по всем объектам и отраслям нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности составили 12 пожаров в год.

Места возникновения пожаров.

1. Распределительные нефтебазы 48,3% 2. Нефтеперерабатывающие заводы 27,7% 3. Нефтепромыслы 14% 4. Насосные станции нефтепроводов 10%.

Основные источники зажигания.

1. Пожары от самовозгорания пирофорных отложений, поджогов, неосторожного обращения с огнём. 42,2%

2. Огневые и ремонтные работы. 23,5%

3. Искры электроустановок. 14,7%

4. Разряды статического электричества. 9,7% 5. Проявления атмосферного электричества. 9,2%.

3. Общая характеристика объекта

3.1 Краткое описание объекта защиты

Производственная мощность нефтеперерабатывающего завода составит 2,5 млн. тонн нефти в год. Нефтеперерабатывающий завод будет ориентирован на максимальный выпуск дизельного топлива, соответствующего требованиям Европейского стандарта.

Готовой продукцией будут являться:

· бензин стабильный;

· дизельное топливо гидроочищенное;

· атмосферный и вакуумный газойль;

· топливный и сжиженный газ;

· кокс нефтяной;

· сера товарная.

В физико-географическом отношении территория Сибири с определенными климатическими характеристиками (влажный климат и несколько пониженные температуры) предопределяет его почвенный покров. Преобладающими типами почв являются серые лесные и дерново-подзолистые. По механическому составу почвы в основном глинистые, суглинистые и супесчаные. Поверхность изучаемого участка характеризуется полого-увалистым рельефом, осложненным сетью неглубоких логов и лощин, а также долинами рек и речек. Типичным для рельефа района является наличие многочисленных плоских западин небольшого размера, разбросанных по водоразделам и их склонам и занятых березово-осиновыми колками. Абсолютные значения отметок поверхности исследуемой площадки изменяются от 227,47 до 236,56 м, перепад высот составляет около 9,0 м.

В соответствии с санитарной классификацией по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01 п. 4.1.1 объект является предприятием 1 класса с нормативным размером санитарно-защитной зоны не менее 1000 м.

Территория предприятия по всему периметру ограждается основным ограждением из железобетонных плит с жестким защемлением в фундаменте ограды. Для усиления основного ограждения предусмотрено дополнительное ограждение, состоящее из верхнего и нижнего. Верхнее дополнительное ограждение представляет собой инженерное средство защиты типа «Спираль АКЛ». Для защиты от подкопа под основным заграждением предусмотрено нижнее дополнительное ограждение, выполненное в виде заглубленных в грунт на 60 см железобетонных блоков. Ограждение выполняется в виде прямолинейных участков с минимальным количеством изгибов и поворотов, ограничивающих наблюдение и затрудняющих применение технических средств охраны. Для обнаружения следов посторонних лиц при попытке проникновения через охраняемый периметр предусмотрено наличие с внутренней стороны ограждения контрольно-следовой полосы, которая представляет собой полосу разрыхленного и выровненного грунта шириной 3 м. Также вдоль забора размещаются средства охранной сигнализации, охранное освещение и охранное телевидение. Въезд на территорию и выезд с неё осуществляется через 5 охраняемых контрольно-пропускных пунктов.

Система управления промышленной безопасностью на предприятии реализована в форме производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности.

Пожарное депо запроектировано на четыре выезда. Для размещения персонала пожарного депо предусматривается двухэтажное кирпичное здание с чердачной скатной кровлей. Здание сблокировано с помещением для пожарной техники. Данное помещение рассчитано на шесть машин, две из которых - резервные. Для технического обслуживания машин предусмотрены две смотровые ямы и слесарная мастерская.

3.2 Противопожарное водоснабжение

Расчетные расходы воды и раствора пенообразователя на тушение и охлаждение объектов нефтеперерабатывающего завода определяются в соответствии со СНиП 2.11.03-93 и ВУПП-88. На площадке предусматривается единая система автоматической противопожарной защиты.

Необходимый напор в сетях водопровода для охлаждения резервуаров, оборудования на установке, в сетях раствора пенообразователя для тушения резервуаров и в насосных 0,6-1,0 МПа.

Схема водоснабжения и пенотушения.

На площадке объекта проектируются кольцевые сети противопожарного водопровода ш 500 с подключением от проектируемой насосной станции пожаротушения тит.36/001. Все резервуары оборудованы стационарной системой автоматического охлаждения. Для охлаждения ж.д. эстакад налива устанавливаются лафетные установки - мониторы «КОВRA» с дистанционным пуском по обе стороны эстакады с таким расчетом, чтобы обеспечить орошение каждой точки конструкции эстакад и железнодорожных цистерн по всей длине двумя компактными струями.

Подача раствора пенообразователя к пеногенераторам, пенокамерам осуществляется от соответствующих баков-дозаторов МХС со смесителями по сухотрубным растворопроводам.

3.3 Пожарная сигнализация и установки пожаротушения

Перечень видов сигнализации, предусматриваемых в данном разделе проекта:

- автоматическая пожарная сигнализация;

- ручная электрическая пожарная сигнализация.

Система пожарной сигнализации состоит из контроллеров системы автоматического пожаротушения КСАП-02, предназначенного для работы в составе систем обнаружения и тушения пожаров и в общем случае обеспечивает выполнение следующих функций:

- прием электрических сигналов от ручных, пассивных, активных пожарных извещателей, термопреобразователей сопротивления взрывозащищенных типа ТСМ 012 с отображением на панели оператора номера шлейфа по которому произошло срабатывание пожарных извещателей;

- контроль срабатывания средств пожаротушения;

- возможность программирования тактики формирования извещения о пожаре.

Пост аварийной сигнализации взрывозащищенный типа ПАСВ, предназначен для подачи световых и звуковых предупреждающих сигналов. Размещение постов на территории объекта, непосредственно на наружных стенах зданий сооружений, на ограждениях, на опорах эстакад. Монтаж ПАСВ производится на высоте не менее 2.5 м от уровня земли.

Система пожарной сигнализации относиться к I категории системы электроснабжения. Основное питание пожарной сигнализации выполняется от сети переменного напряжения 220 В. Резервное питание пожарной сигнализации выполняется от источников бесперебойного питания со встроенными аккумуляторными батареями (типа РИП, ИБП), которые при отключении основного питания от сети 220 В автоматически переключаются на питание от аккумуляторов без скачка напряжения в момент переключения. В нормальном режиме питания от сети 220 В аккумуляторы автоматически заряжаются до заданной емкости. Работоспособность системы пожарной сигнализации от источников бесперебойного питания в дежурном режиме - в течение 24 часов и в режиме "Тревога"- не менее трех часов.

На территории предприятия ручные пожарные извещатели во взрывозащищенном исполнении устанавливаются на железобетонных приставках на высоте 1,5 м от уровня земли на расстоянии не более 100 м друг от друга. Освещенность в местах установки ручных пожарных извещателей должна быть не менее 50 лк.

4. Анализ пожарной опасности

4.1 Определение взрывопожарной опасности веществ и материалов, обращающихся на объектах

Нефтеперерабатывающий завод по обращающимся в его производственном процессе опасным продуктам, являющимся легковоспламеняющимися и горючими жидкостями и газами, относится к взрывопожароопасным объектам.

Основными опасными веществами являются нефть, бензин, пропан-бутановая фракция, дизельное топливо, фракции газойля, в т.ч. атмосферный газойль, легкий вакуумный газойль, тяжелый вакуумный газойль, мазут, гудрон, а также сероводород.

Основными источниками опасности, способствующими возникновению и развитию аварий, являются:

1.Наличие на объекте легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и газов (нефть, бензин, пропан-бутановая фракция, дизельное топливо, газойль, мазут, гудрон, сероводород), создающих возможность одновременной утечки большого количества опасного вещества при аварийной разгерметизации системы.

2.Коррозионная агрессивность нефтепродуктов и сероводорода.

3.Наличие высокого давления и температур в аппаратах и трубопроводах.

4.Наличие открытого огня в печах.

5.Возможность возникновения пожара или взрыва при разгерметизации фланцевых соединений трубопроводов и аппаратов, торцовых уплотнений на насосах.

6.Возможность скопления паров углеводородов и отравления персонала сероводородом, парами нефтепродуктов в случае их аварийной утечки из аппаратов, трубопроводов и запорной арматуры, при дренировании аппаратов, при работе внутри аппаратов.

7.Стихийное природное или техногенные воздействия на объект

Возможными причинами аварий могут быть:

1.Прекращение подачи энергоресурсов (электроэнергии пара, воды, воздуха КИП, выход из строя промканализации).

2.Отказы оборудования, трубопроводов, арматуры, разъемных соединений из-за коррозии, эрозии, перегрева, дефектов изготовления. Нарушение герметичности трубных змеевиков печи, переполнение аппаратов.

3.Физический износ, механические повреждения трубопроводов, оборудования, коммуникаций.

4.Отказ приборов контроля и автоматики (КИПиА) - датчиков давления и температуры, измерителей уровня, уровневых выключателей и др.

5.Причины, связанные с гидродинамическими, теплообменными и тепломассообменными процессами.

6.Механическое воздействие на составные объекты декларируемого объекта.

Из анализа технологических процессов, свойств обращаемых в техпроцессах опасных веществ и обзора аварий на аналогичных производствах переработки нефти и нефтепродуктов можно сделать вывод, что первопричинами для создания аварийных ситуаций с опасными жидкостями и газами на декларируемом объекте в основном являются: разгерметизация оборудования (резервуаров хранения, аппаратов, цистерн или трубопроводов). Из анализа причин видно, что аварии могут произойти в любом рабочем блоке по причинам технического плана, природного свойства или ошибок персонала.

4.2 Выявление наиболее пожароопасных объектов

Насосные по перекачке нефти.

Насосные для перекачки нефти имеют повышенную пожарную опасность, так как из работающих насосов возможны утечки при нарушении герметичности уплотнений, при повреждении выкидной линии насоса или разрушении его деталей; при этом большое количество горючих веществ выходит наружу и образует газоопасную концентрацию. Имеются также условия для появления источников зажигания и для быстрого распространения пожара. Значительная пожарная опасность возникает в периоды остановки на ремонт. Причинами повреждений насосов и их обвязки являются гидравлические удары и вибрация.

Теплота трения подшипников и сальников насосов и двигателей, высокая температура перекачиваемой жидкости (выше Тсв), искры при разрядах статического электричества, неисправности вентиляторов или электрооборудования могут служить источниками зажигания в насосной.

Распространение пожара обычно происходит по поверхности разлившихся горючих жидкостей, по образовавшемуся паро-, газовоздушному облаку через дверные, оконные и технологические проемы, по воздуховодам вентиляции, продуктопроводам, освобожденным от продукта (до их продувки), трубопроводам промышленной канализации и т.д.

Меры профилактики.

Подготовку насоса к ремонту с использованием огневых работ производят в следующей последовательности:

останавливают насос;

закрывают задвижки на приемной и напорной линиях;

избыточное давление в полости насоса снижают до атмосферного;

освобождают насос от горючей жидкости;

отключают насос от действующих линий заглушками;

промывают и пропаривают насос;

вскрывают насос.

Эффективен централизованный ремонт насосного оборудования, при котором неисправные насосы заменяют новыми, заранее отремонтированными в специальных цехах. Во время работы насоса не допускается утечка жидкости через сальник. Набивка и подтягивание сальников, их крепление, а также другие виды ремонта у работающих насосов не выполняются. При использовании сальниковых насосов применяют насосы с торцевыми уплотнителями.

Резко не увеличивают и не уменьшают число оборотов центробежных насосов во избежание гидравлических ударов в линиях. Нагнетательные трубопроводы центробежных насосов защищают пружинными предохранительными клапанами, предусматривают блокировку, предотвращающую запуск насосов при закрытых задвижках. Возникновение вибрации насосов предотвращают их правильным выбором, тщательной регулировкой и устройством надежного фундамента.

В помещениях насосных осуществляют постоянный контроль за состоянием воздушной среды с помощью стационарных газоанализаторов, сблокированных с аварийной системой вентиляции и включенных в автоматические системы управления. Все приемные и напорные трубопроводы насосов имеют дополнительные запорные устройства, размещаемые снаружи насосной на расстоянии не более 50 м и не менее 3 м (от стены с проемами) или непосредственно у глухой стены здания.

Подшипники насосов своевременно смазывают; систематически контролируют температуру подшипников и сальников, не допуская их перегрева. Насосы и их обвязку заземляют. Вентиляторы подбирают искробезопасного исполнения.

Склады нефти и нефтепродуктов, резервуарные парки.

Пожарная опасность хранения нефти и нефтепродуктов определяется возможностью образования горючей концентрации внутри и снаружи емкостной аппаратуры. Опасность образования горючей среды внутри аппаратов, в том числе и мелкой тары при неподвижном уровне жидкости, можно характеризовать температурными условиями хранения. Для аппаратов наземного хранения, которые летом могут подвергаться длительному тепловому воздействию солнечной радиации, концентрация насыщения будет определяться ни температурой хранимой жидкости, а температурой поверхностного слоя (она может отличаться от Траб. жидкости на 10-15 градусов по Цельсию). Так, если жидкость хранят в аппарате с неподвижным уровнем при температуре, близкой к температуре окружающего воздуха, то:

емкости с бензином опасны зимой;

емкости с керосином опасны летом в солнечную погоду;

емкости с дизельным топливом безопасны в любое время года.

Опасность образования горючей среды вне резервуаров появляется главным образом в периоды «больших дыханий», когда проводятся операции наполнения. Периоды «малых дыханий» кратковременны. Они сведены до минимума применением на резервуарах со стационарной крышей дыхательных клапанов различной конструкции. Поэтому при малых «дыханиях» мощность выброса паров для образования горючей среды в окружающей атмосфере, как правило, недостаточна.

Опасность образования горючей паровоздушной среды у дыхательной арматуры при «выдохе» определяется состоянием среды в газовом пространстве. Так, если концентрация паров в газовом пространстве резервуара менее нижнего предела взрываемости (НПВ), то образования горючей среды у дыхательной арматуры не возникает даже в безветренную погоду.

Предупреждение образования горючей концентрации внутри резервуаров на практике обеспечивается ликвидацией паровоздушного пространства и использованием газоуравнительной обвязки.

Применение резервуаров с плавающей крышей и понтоном, а также с газоуравнительной обвязкой, кроме снижения опасности образования горючей концентрации внутри аппаратов, обеспечивает уменьшение выхода паров хранимых жидкостей наружу. Это предупреждает опасность загазования территории резервуарных парков даже в безветренную погоду.

Наиболее характерной причиной повреждения резервуаров со стационарной крышей может быть образование повышенного давления или вакуума при нарушении режима работы дыхательных устройств главным образом зимой вследствие примерзания тарелок дыхательных клапанов или оледенения кассет огнепреградителя. Снижение пропускной способности дыхательных клапанов при интенсивном наполнении может вызвать резкое увеличение давления и, как следствие, - полное разрушение резервуара. Чаще все же происходят локальные повреждения резервуаров, например, подрыв крыши в стыке ее со стенками (при росте давления) или смятие верхних поясов резервуара выше уровня жидкости (при вакууме).

Для предотвращения этой опасности используют не примерзающие дыхательные клапаны, которые обеспечивают не примерзаемость тарелок. Однако опасность оледенения огнепреградителя остается. Она вызывается конденсацией паров воды, содержащихся в вытесняемой при «выдохе» из резервуара паровоздушной смеси. Конденсат интенсивнее всего образуется при контакте с наиболее охлажденными металлическими элементами поверхности дыхательной арматуры и, в частности, с кассетой огнепреградителя, которая оказывается вытесненной с помощью дыхательных патрубков сравнительно далеко от объема резервуара.

Образующийся при отрицательных температурах наружного воздуха водяной конденсат постепенно намерзает, вызывая уменьшение проходного сечения огнепреградителя. Поэтому в этих условиях нужна такая дыхательная арматура резервуаров, в которой предупреждалась бы возможность охлаждения огнепреградителей до отрицательных температур. Это может быть достигнуто их утеплением, специальным обогревом, размещением в объеме резервуара с положительной температурой хранимого продукта и т.п.

Основными источниками зажигания при хранении нефти и нефтепродуктов является теплота:

прямых ударов молнии;

разрядов статического электричества;

искр механического происхождения;

самовозгорания пирофорных отложений;

искр пусковой, регулирующей аппаратуры, электроприводов задвижек и другого электрооборудования.

Более 80% пожаров от молний со взрывом в газовом пространстве резервуаров с нефтью происходит в июне-июле на нефтебазах нефтеперерабатывающих заводов и резервуарных парках нефтепроводных управлений.

Подземные резервуары типа ЖБР (класс зоны по ПУЭ В-1г) от прямых ударов молнии защищены отдельно стоящими молниеотводами. В зону их защиты включают пространство, ограниченное параллелепипедом высотой 5м над дыхательными клапанами с основанием, отстоящим от стенок крайнего резервуара на 40 м. Профилактику разрядов статического электричества обеспечивают главным образом надежным заземлением резервуаров, других емкостей и соединенных с ними трубопроводов.

Поплавки дистанционных измерителей уровня фиксируют с помощью вертикально натянутых металлических струн так, чтобы исключить их горизонтальное перемещение. Выполняя роль направляющих, струны исключают сближение поплавка со стенкой резервуара и тем самым предупреждают опасность искрового разряда. Для исключения концентрации зарядов статического электричества поплавки выполняют округлой формы без углов и заостренных кромок.

Наполнение резервуаров является наиболее опасной операцией, при которой в результате интенсивного перемешивания поступающего в резервуар нефтепродукта потенциал образующихся зарядов статического электричества может достигать максимального значения. Поэтому наполняют резервуары под слой жидкости с применением устройств, обеспечивающих односторонне-направленное горизонтальное вращение нефтепродукта (для снижения турбулентности), ограничивают скорость закачки, для смешивания нефтепродуктов используют резервуары с плавающей крышей или понтоном. Если применяют устройства для ручного замера уровня и отбора проб жидкости, то их изготавливают из токопроводящих материалов и заземляют.

Чтобы исключить опасность разряда между зеркалом жидкости и опускающимся заземленным измерителем уровня или пробоотборником, измерение уровня и отбор проб осуществляют через определенное время после закачки, когда произойдет естественное рассеивание (релаксация) накопившихся в жидкости зарядов. Например, если удельное электрическое сопротивление поступающей в резервуар жидкости более 10 Омхм, то названные выше ручные операции проводят не менее, чем через 20 минут после закачки при неподвижном уровне жидкости в резервуаре.

Для уменьшения электризации жидкости при ее движении по наполнительному трубопроводу используют релаксационные емкости, представляющие собой расширенные участки трубопроводов, внутри которых для увеличения электропроводимости движущейся массы жидкости в продольном направлении установлены заземленные металлические пластины и натянутые струны.

Для предупреждения механических искр, образующихся при выполнении ручных операций, например, при погрузке и разгрузке жидкостей в таре, ремонте оборудования, замере уровня и отборе проб нефтепродукта из резервуара и т.п., используется искробезопасный инструмент и приспособления.

Однако более эффективным средством борьбы с механическими искрами является исключение самих ручных операций, в том числе при замере уровня и отборе проб, путем использования дистанционных устройств для замера уровня и полуавтоматических сниженных пробоотборников. Самовозгорание сернистых соединений железа чаще всего происходит в резервуарах и других емкостных аппаратах, где обращаются высокосернистые нефти. Температура при самонагревании в окисляющемся слое отложений может подняться до 600-700 градусов Цельсия, что достаточно не только для воспламенения горючей концентрации паров нефтепродукта в смеси с воздухом, но и для ее образования при бедной концентрации, например, в опорожненном резервуаре.

Для снижения опасности образования пирофорных отложений осуществляется:

предварительная очистка нефти от серы и сернистых соединений перед подачей ее на склад или перед ее переработкой на пунктах подготовки нефти;

снижение температуры хранимого нефтепродукта или предупреждение его нагрева от теплоты солнечной радиации (окраска резервуаров в светлые тона, использование подземного метода хранения нефти и нефтепродуктов и т.п.);

антикоррозионное покрытие внутренней поверхности емкостных аппаратов;

использование неметаллических емкостей, например, железобетонных резервуаров.

Для предупреждения самовозгорания пирофорных отложений необходимо:

уменьшение или полное исключение поступления в газовое пространство резервуара воздуха;

соблюдение сроков вывода емкостных аппаратов на простой и уменьшение длительности их простоя;

систематическая очистка резервуаров от отложений;

дезактивация отложений путем медленного их окисления.

Искры электрооборудования также нередко могут стать источником зажигания, так как технологические процессы насыщены электроустановками различного назначения: задвижками с электроприводом, уровнемерами и другими устройствами с дистанционным управлением. Электрооборудование располагают в помещении операторной, в блок-боксах, камерах переключения, в приямках, куда могут поступать и накапливаться горючие пары жидкостей в количестве, достаточном для образования горючих концентраций. Для предотвращения этой опасности применяют взрывозащищенное электрооборудование, блок-боксы, камеры переключения, операторные с электрооборудованием нормального исполнения обеспечивают гарантированным подпором чистого воздуха или выносят за пределы взрывоопасной зоны.

Характерными путями распространения пожара могут быть:

дыхательная арматура (патрубки);

трубопроводы газоуравнительной обвязки резервуаров;

разлившиеся нефтепродукты;

горючие паровоздушные смеси, образующиеся при загазованности территории.

Опасность распространения пожара через дыхательные патрубки внутрь резервуара и по трубопроводам газоуравнительной обвязки существует только для емкостей с ЛВЖ, а при пожаре опасность может появиться и в резервуарах с ГЖ. Поэтому дыхательные патрубки резервуаров защищаются от распространения пламени огнепреградителями с насадком, выполненным в виде кассеты со спирально свернутыми совместно гофрированной и плоской лентами. Такие огнепреградители могут быть совмещены с дыхательными клапанами. Для надежной защиты трубопроводов ГУС от избыточного давления в узле огнепреградителя устанавливают разрывные мембраны.

Растекание нефти и нефтепродуктов может происходить по разным причинам. Даже небольшие утечки через не плотности во фланцевых соединениях, через сальники задвижек и т.п., если они систематические, могут привести к постепенному пропитыванию поверхности грунта или твердого покрытия в помещениях или на территории парка. Эта опасность исключается:

...