Разработка мероприятий по защите населения и персонала при чрезвычайной ситуации с выбросом аммиака на ОАО КПБН "Шихан"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Предметная комиссия «Защита в чрезвычайных ситуациях»

КУРСОВАЯ РАБОТА НА ТЕМУ:

Разработка мероприятий по защите населения и персонала при чрезвычайной ситуации с выбросом аммиака на ОАО КПБН «Шихан»

По дисциплине « Защита в чрезвычайных ситуациях на химических и нефтеперерабатывающих предприятиях»

Выполнил: студ. гр. БЧС-12-01 А.В. Ткачёв

Проверил: преподаватель А.А. Ганиева

Уфа 2015



Реферат

АММИАК, ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫЙ ОБЪЕКТ, РЕСИВЕР, ПОРАЖАЮЩИЙ ФАКТОР, ЧРЕЗВЫЧАЙНАЯ СИТУАЦИЯ, РАЗГЕРМЕТИЗАЦИЯ, ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ОБСТАНОВКИ ЧС, АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫЕ И ДРУГИЕ НЕОТЛОЖНЫЕ РАБОТЫ, ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ, ОАО КПБН «ШИХАН»

Объект исследования: компрессорный цех ОАО КПБН «Шихан».

Цель курсовой работы: прогноз обстановки при чрезвычайной ситуации с выбросом аммиака при разгерметизации ресивера на ОАО КПБН «Шихан».

В курсовой работе решены следующие задачи:

- рассмотрены чрезвычайные ситуации, характерные для данного объекта и их последствия;

- проведен анализ условий возникновения и развития ЧС;

- выявлены возможные причины возникновения и развития ЧС;

- представлены общие сведения о промышленном объекте;

- проведен прогноз возможных чрезвычайных ситуаций;

- проведена оценка количества опасного вещества, способного участвовать в аварии;

- проведен анализ мероприятий по защите в ЧС на объекте;

- составлен перечень необходимых мероприятий по локализации, ликвидации ЧС, обеспечению безопасности персонала и населения;

- проведен анализ необходимых мер безопасности при проведении работ по ликвидации ЧС.

Пояснительная записка: стр. 77, рис. 19, табл. 17, библиограф 47.



Содержание

Сокращения

Основные термины и определения

Введение

1. Чрезвычайные ситуации, характерные для ОАО КПБН «Шихан»

1.1 Сведения об известных авариях

1.2 Идентификация опасностей ОАО КПБН «Шихан», возможные источники ЧС

1.3 Анализ условий возникновения и развития ЧС. Выявление возможных причин возникновения ЧС

2. Общие сведения об ОАО КПБН «Шихан»в г. Стерлитамак как одного из предприятий пищевой промышленности, использующей АХОВ

2.1 Общие сведения об ОАО КПБН «Шихан»

2.2 Природно-климатические условия в районе расположения объекта

2.3 Данные о персонале ОАО КПБН «Шихан» и проживающем вблизи населении г.Стерлитамак

2.4 Характеристика аммиака

2.5 Принципиальная технологическая схема и краткое описание технологического процесса использования аммиака на ОАО КПБН «Шихан»

2.6 Прогнозирование возможных ЧС на ОАО КПБН «Шихан»

2.6.1 Анализ возможных ЧС с выбросом аммиака при помощи методов «дерева отказов» и «дерева событий»

2.6.2 Расчет параметров взрыва аммиака при реализации наиболее опасного сценария на ОАО КПБН «Шихан»

2.6.3 Расчет размеров зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКПР) газов и паров в цехе

2.6.4 Расчет зон поражения первичным и вторичным облаком аммиака при реализации наиболее вероятного сценария

3. Мероприятия по защите в ЧС с выбросом аммиака на ОАО КПБН «Шихан

3.1 Первоочередные действия при ЧС

3.1.1 Оповещение при ЧС

3.1.1.1 Системы оповещения на ОАО КПБН «Шихан»

3.1.1.2 Порядок проведения оповещения при ЧС на ОАО КПБН «Шихан»

3.1.1.3 Оповещение населения при возникновении ЧС на ОАО КПБН «Шихан»

3.1.2 Первоочередные мероприятия по обеспечению безопасности персонала и населения, оказание медицинской помощи

3.1.3 Мониторинг обстановки и окружающей среды

3.1.4 Организация локализации и ликвидации ЧС

3.2 Алгоритм проведения операций по ликвидации ЧС

3.2.1 Тактика реагирования на ЧС и мероприятия по обеспечению жизнедеятельности людей, спасению материальных ценностей

3.2.2 Защита районов повышенной опасности, особо охраняемых природных территорий и объектов

3.2.3 Технологии ликвидации ЧС

3.2.3.1 Организация химической разведки

3.2.3.2 Поиск пострадавших

3.2.4 Меры безопасности при проведении работ по ликвидации ЧС

3.2.5 Восстановительные мероприятия

Заключение

Список литературы



Сокращения

аммиак чрезвычайный ситуация выброс

АСДНР - аварийно-спасательные и другие неотложные работы

АСО - аварийно-спасательный отряд г.Стерлитамак

АСР - аварийно-спасательные работы

АХУ - аммиачная-холодильная установка

АЦ - автоцистерна

ГБУЗ - государственное бюджетное учреждение здравоохранения

ГКБ - городская клиническая больница

ГО - городской округ

ЗС ГО - защитное сооружение гражданской обороны

КЧС ПБ - комиссия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности

ЛВЖ - легко воспламеняющаяся жидкость

МТО - материально техническое обеспечение

МТС - материально-технические средства

НАСФ - нештатное аварийно-спасательное формирование

ПБ - пожарная безопасность

ПВС - паро-воздушная смесь

ПЖОН - первоочередное жизнеобеспечение населения

ПМП - первая медицинская помощь

ПОО - потенциально-опасный объект

ПСР - поисково-спасательные работы

ПЧ - пожарная часть

РБ - Республика Башкортостан

РД - Руководящий документ

РСЧС - Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера

СИЗ - средства индивидуальной защиты

СИЗОД - средства индивидуальной защиты органов дыхания

СНиП - строительные нормы и правила

ХОО - химическо-опасный объект

ЧС - чрезвычайная ситуация

Основные термины и определения

Чрезвычайная ситуация -- это обстановка, сложившаяся на определенной территории или акватории в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которая может повлечь или повлекла за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.

Авария -- разрушение сооружений или технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв или выброс опасных веществ.

Производственная авария - это опасное техногенное происшествие, создавшее на объекте (определенной территории или акватории) угрозу здоровью людей, повлекшее частичное разрушение зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушение производственного или транспортного процесса, а также наносящего ущерб окружающей природной среде.

Химически опасный объект -- опасный производственный объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества, при аварии на котором или при разрушении которого может произойти гибель или химическое поражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение окружающей природной среды.

Аварийно-химически опасные вещества - это опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах).

Токсодоза - величина, характеризующая воздействие на организм отравляющего вещества, измеряемая произведением его концентрации в воздухе на продолжительность воздействия.

Защитные сооружения гражданской обороны - специальные сооружения, расположенные под землей, и в зависимости от типа сооружения предназначены для защиты людей от оружия массового поражения, светового излучения, проникающей радиации, химически опасных и отравляющих веществ, бактериальных (биологических) средств. Убежища также защищают персонал от возможного поражения при обрушении зданий над сооружением или вблизи него, воздействия высоких температур при пожаре и продуктов горения.

Сценарий аварии - последовательность отдельных логически связанных событий, обусловленных конкретным инициирующим событием, приводящих к аварии с опасными последствиями.

Типовой сценарий аварии - сценарий аварии, связанный с выбросом опасных веществ из единичного технологического оборудования (блока) с учетом регламентного срабатывания имеющихся систем противоаварийной защиты, локализации аварии и противоаварийных действий персонала.

Поражающий фактор - Составляющая опасного явления или процесса, вызванная источником чрезвычайной ситуации и характеризуемая физическими, химическими и биологическими действиями или проявлениями, которые определяются или выражаются соответствующими параметрами.

Концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения), нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени - минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.

Аммиачный ресивер - сборники жидкого хладагента, предназначенные для разгрузки конденсаторов от жидкости и создания равномерного потока к регулирующей станции (линейные ресиверы); для спуска жидкого хладагента при оттаивании батарей камер холодильника (дренажные ресиверы); для хранения запаса хладагента (запасные ресиверы); для обеспечения циркуляции жидкого хладагента насосом в аммиачной системе (циркуляционные ресиверы).

Промышленные выбросы - отходы промышленных предприятий, поступающие в атмосферу, почву или водоемы, загрязняющие окружающую среду.



Введение

Искусственный холод применяют во многих отраслях для получения температур ниже температуры окружающей среды. Применение холода для сохранения пищевых продуктов известно давно. Для этого сначала использовали лед и снег, а затем смеси льда с солью, что позволило получить температуры ниже 0° С.

Химическое производство растет наравне с человеческими потребностями, наравне с увеличением производственных мощностей стран. В России ежегодно происходит порядка 50 аварий с выбросом АХОВ из-за выхода из строя устаревшего оборудования, отсутствия и устаревания систем мониторинга в сфере безопасности.

Среди промышленных объектов, содержащих АХОВ самыми многочисленными в Российской Федерации являются предприятия, использующие в технологическом цикле аммиак - свыше 50% от общего числа химически опасных объектов. В связи с тем, что применение аммиака с каждым годом увеличивается, возрастает риск возникновения аварий с этим веществом, как в России, так и в мире. При всей универсальности аммиака и его достоинствах не следует забывать о его токсичности, пожаровзрывоопасности.

Актуальность работы заключается в том, что значительное количество ХОО, использующих аммиак, располагается в непосредственной близости от черты городской застройки, поэтому в случае ЧС, требуется принятие особых мер по обеспечению безопасности их функционирования и защите населения, проживающего вблизи этих объектов, от последствий аварий.

Цель работы прогнозирование, предупреждение и ликвидация чрезвычайной ситуации при функционировании аммиачной холодильной установки в компрессорном цехе ОАО КПБН «Шихан».

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

-- провести оценку состояния проблемы обеспечения химической безопасности при эксплуатации аммиачных холодильных установок в пищевой промышленности;

-- спрогнозировать обстановку в зоне чрезвычайной ситуации, вызванной выбросом аммиака на ОАО КПБН «Шихан»;

-- разработать мероприятия по планированию и организации АСДНР при ликвидации ЧС, вызванной выбросом аммиака, провести подбор технологии мероприятий АСР;

-- рассмотреть теоретические основы обеспечения безопасности при проведении работ по ликвидации ЧС на территории ОАО КПБН «Шихан».

-- рассмотреть современные мероприятия и методы по обеспечению устойчивости функционирования ОАО КПБН «Шихан» на основе патентной проработки современных способов и устройств.



1. Чрезвычайные ситуации, характерные для ОАО КПБН «Шихан»

1.1 Сведения об известных авариях

На основании статистических данных за последние 10 лет, на производственных площадках пищевых предприятий, производящих продукцию с использованием холодильных установок, участились случаи аварийных утечек из технологического оборудования.

Экономическая значимость требует расположения предприятий пищевой отрасли в непосредственной близости от крупных городов, вблизи которых сосредоточено свыше 80% предприятий пищевой промышленности. Практически все из них используют аммиачные холодильные установки, в связи с чем, имеют запасы аммиака. Поэтому в случае возникновения аварии в зону поражения могут попадать часть населенной зоны городов, расположенных непосредственно на границе с промышленной зоной. Таким образом существует опасность для населения и нанесения материального ущерба.

Характерными последствиями чрезвычайных ситуаций с выбросом аварийно-химически опасных веществ являются внезапность возникновения, обусловленных выбросом (разливом) вещества, быстрое распространение поражающих факторов, опасность массового поражения людей и животных, попавших в зону поражения, необходимость проведения аварийно - спасательных и других неотложных работ в короткие сроки.

Для выявления причин аварий с разгерметизацией оборудования, которые ведут к утечкам аммиака, рассмотрим статистику происшествий в мировом масштабе. Ниже приведено описание наиболее крупных аварий с утечками аммиака.

Авария 5 июня 1971 г. в г. Флор Аль (штат Арканзас, США). Разрыв трубопровода привел к выбросу около 600 т аммиака. Погибших не было. Аммиак попал в реку, что привело к гибели значительного количества рыбы и нарушению флоры и фауны реки.

Авария 13 июля 1973 г. Потчефструм (ЮАР). Причиной аварии стал отрыв торцевой крышки резервуара, содержавшего 50 т аммиака. Размер утечки составил 38 т аммиака. В результате аварии погибло 18 человек, 6 из которых находились за пределами предприятия. В радиусе до 50 м от места аварии погибли 7 человек; в радиусе 50…100 м погибли 5 человек; на расстоянии 100…150 м погиб 1 человек; на расстоянии 150…200 м погибло 5 человек. Было отмечено 65 случаев несмертельных отравлений (пострадавших).

Авария 6 мая 1976 г. в г. Хьюстон (штат Техас, США). В данной аварии автоцистерна с аммиаком, двигавшаяся по горному шоссе, в результате дорожно-транспортного происшествия упала на проезжую часть шоссе. Произошел мгновенный выброс 19 т аммиака, площадь составляла приблизительно 1 км², погибло 6 человек, пострадало более 100 человек.

20 марта 1989 г на НПО «Азот», г.Ионава (Литва). В результате превышения давления произошла разгерметизация резервуара, заполненного 7000 тонн жидкого аммиака. Причиной разрушения являлась усталостность металла. Площадь разлитого аммиака составила 10 тыс. м³, глубина 1,5 м. Погибло 7 человек, пострадало 57 человек.

Авария 1997г. в г.Барнаул. В результате превышения допустимого уровня аммиака в циркуляционном ресивере произошел гидравлический удар в цилиндре компрессора. Погиб 1 человек, пострадал 1 человек.

В декабре 1999 года, Калининградская область, г.Советск, в результате аварии на целлюлозно-бумажном производстве из резервуаров на почву вытекло более 100 тонн аммиачной воды.

В сентябре 2005 года, Калининградская область, г.Калининград, произошел аварийный выброс аммиака на мясокомбинате. Утечка произошла при проведении ремонтных работ на компрессорной установке из трубы, связанной с 20 тонной емкостью для хранения жидкого аммиака. Пострадавших в результате аварии нет.

21 июня 2008 года, Саратовская область, на мясокомбинате в городе Балаково произошел выброс 600 кг аммиака. В результате аварии 2 человека погибли.

С 27 апреля по 5 мая 2009 года на ОАО "Московский межреспубликанский винодельческий завод" произошло три утечки аммиака. Общий объем разлитого вещества составил около 10 тонн. Основная часть утечки привела к попаданию аммиака в реку Сетунь, что привело к гибели рыбы и нарушению флоры и фауны реки.

В период 1999…2015 гг. в России на химически-опасных объектах было зарегистрировано несколько десятков аварий с аммиачными веществами. В этих авариях пострадало около 36 человек и 5 человек получили смертельное отравление парами аммиака. Некоторые из них, наиболее крупные, приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Описание некоторых аварий на АХУ, произошедших за период 1999…2015 гг. в России

Дата и предприя-тие, на котором произошла авария	Вид аварии (неполадки)	Описание аварии и основные причины	Количество пострадав-ших, ущерб
1	2	3	4
03.12.1999 ОАО «Целлюлозно-бумажный комбинат»	Утечка 100т аммиачной воды	В Калининградской области в приграничном с Литвой городе Советске на комбинате произошла авария, в результате которой из резервуаров на почву вытекло более 100 тонн аммиачной воды	5 чел. получили интоксика-цию амми-аком, 2 чел. пострадав-ших
28.03.2000 ОАО «Орский молочный комбинат»	Утечка 30кг аммиака	В цехе по производству мороженного при оттаивании дренажного трубопровода диаметром 57 мм, произошел разрыв змеевика с выбросом остатков аммиака	4 чел. полу-чили инток-сикацию аммиаком
24.06.2000 ОАО «Коопзаготпром»	Выброс 5т жидкого аммиака	На АХУ в результате пожара в помещение, находящемся в коридоре универсального холодильника, деформированы панели потолочного перекрытия, которые опустились на трубопроводы с жидким аммиаком. При этом произошли разгерметизация запорной арматуры на трубопроводе и выброс аммиака	Ущерб от аварии составил 13428,8 руб
23.10.2000 ОАО «Оргстекло», г.Дзержинск Нижегородское управление	Выброс газообраз-ного аммиака	На АХУ произошел отрыв вентиля слива масла с линейного ресивера. В результате разгерметизации системы произошел выброс паров аммиака в атмосферу. Причины аварии: разгерметизация ресивера в результате неполного ввертывания вентиля в бобышку, при закручивании вентиля произошел срез витков резьбы при дополнительном нагружении вентиля усилием от внутреннего давления в ресивере. Неудовлетворительный ведомственный надзор за состоянием оборудования	Пострадав-ших нет
19.04.2001 ОАО «Поиск», Росмясомолторг Управление Западно - Сибирского округа	Утечка 40кг аммиака	Авария произошла на АХУ из-за разгерметизации фланцевого соединения трубопровода диаметром 20 мм на высоте 4 м, при давлении в системе 6 кгс/см2. Произошла утечка паров в атмосферу	6 чел. полу-чили инток-сикацию
02.05.2001 ОАО «Арзамасский молочный комбинат», Нижегородское управление	Выброс 1т аммиака	Авария произошла на АХУ в результате пробоя уплотнительной прокладки головки цилиндра компрессора. В результате разгерметизации системы произошел выброс паров аммиака в помещение машинного зала. Причины аварии: Применение прокладочного материала паронита без документов о качестве и воздействие повышенной температуры нагнетания в результате поломки пластин нагнетательного клапана. Несоблюдение требований промышленной безопасности при эксплуатации АХУ.	Пострадав-ших нет. Экономический ущерб составил 161,8 руб
08.07.2003 ОАО «Любинский молочно - консервный комбинат», Управление Западно - Сибирского округа	Выброс 150кг аммиака	В компрессорном цехе из-за отрыва крышки неработающего аппарата (сухопарника), в котором находился аммиак, произошел выброс его в атмосферу в количестве 150 кг.	Интокси-кация 4 чел.
03.03.2004 ОАО «Кинешемский городской молокозавод» Управление Верхнее - Волжского округа	Выброс газообразного аммиака	В компрессорном цехе при эксплуатации АХУ произошло разрушение картера компрессора с выбросом аммиака в рабочую зону помещения компрессорной.	Пострадал 1чел.
01.02.2005 «Хакасский рыбокомбинат», данные Ростехнадзора по Республике Хакасия	Выброс 2т жидкого аммиака	На аммиачно-холодильной установке из-за повреждения трубного пучка конденсатора произошел выброс аммиака в атмосферу	Пострадав-ших нет
11.09.2005 «Калининградский мясокомбинат»	Утечка 10кг аммиака	Утечка произошла при проведении ремонтных работ на компрессорной установке из трубы, связанной с 20-тонной емкостью для хранения жидкого аммиака	Пострадав-ших нет
15.07.2006 «Корсаковский рыбоконсервный завод»	Выброс 70кг аммиака	В городе Корсакове Сахалинской области при замене сальника на вентиле трубопровода, соединяющего емкость для хранения аммиака с компрессором, произошел выброс аммиака в объеме до 70 кг	Пострадало 3 чел.
03.05.2007 «Московский Микояновский мясокомбинат»	Утечка аммиака	Причиной аварии стала автоавария, в результате которой грузовой автомобиль задел трубопровод	1чел. погиб, 2чел. пост-радавших
03.09.2007 ЗАО «Черниговский мясокомбинат	Выброс аммиака	Разгерметизация трубопровода с последующим выбросом аммиака	Обвал сте-ны здания, в котором размеща-лись трубо-проводы. Пострадало 2 чел.
21.06.2008 «Балаковский мясокомбинат»	Выброс 600кг аммиака	В Саратовской области в городе Балаково произошел выброс 600 кг аммиака	2чел. погибли
17.09.2008 ОАО Молочный комбинат «Балтийское молоко»	Выброс аммиака	Произошел разрыв трубопровода, подающего аммиак на производство, и выброс аммиака	1 чел. погиб и 17 чел. получили травмы
05.02.2009 Кирово-Чепецкий химкомбинат	Утечка аммиака	В Кировской области произошел разрыв трубопровода, по которому на производство подавался аммиак	Погиб 1чел., 1 чел. получил тяжелую травму
22.11.2010 Москва хладокомбинат №7	Выброс аммиака	Произошел незначительный выброс аммиака. Автоматическая защита перекрыла подачу аммиака	Пострадав-ших нет
12.04.2011 Томский колбасный цех ОАО «Поиск»	Выброс аммиака	Взрыв емкости с аммиаком, вследствие превышения давления	6чел. получили ранения
20.03.2012 Ростовская область цех по розливу подсолнечного масла	Выброс аммиака	Авария произошла в замкнутом пространстве цеха по розливу подсолнечного масла. Разгерметизация вследствие коррозии емкости с аммиаком	8чел. пострадало, 2 чел. погибло

Основные причины аварий с выбросом аммиака представлены на рисунке 1.1.



Рисунок 1.1 Схема основных причин аварий с выбросом аммиака

По данным Западно-Уральского управления Ростехнадзора в России ежегодно происходит несколько тысяч аварий в химических отраслях. Число аварий с угрозой выброса АХОВ увеличивается вследствие транспортных происшествий.

1.2 Идентификация опасностей ОАО КПБН «Шихан», возможные источники ЧС

ОАО КПБН «Шихан» является производственным объектом пищевой промышленности, основные составляющие которого не представляют потенциальной опасности. Но при этом в структуру предприятия входят цеха, в которых проходят технические процессы при повышенных параметрах давления, используются аварийно-химически опасные вещества (АХОВ), а именно аммиак в качестве охлаждающего реагента, имеются сложные механизмы, каждый из которых, в свою очередь, представляет возможный источник аварии или ЧС.

На территории объекта имеются следующие источники ЧС:

- аммиачные ресиверы охлаждения;

- насосные узлы, осуществляющие перекачку охлаждающих производственные процессы веществ (вода, аммиак);

- сложные технологические установки;

- хранилище аммиака;

- трубопроводы;

- запорная арматура, выход из строя которых может так же являться источником аварийной ситуации;

- значительное количество приборов и оборудования, использующего электроэнергию.

1.3 Анализ условий возникновения и развития ЧС. Выявление возможных причин возникновения ЧС

Рассмотрев статистику аварий в период с 1999…2015 гг. в России, можно сделать вывод о том, что причинами разгерметизации, которые ведут к малым утечкам аммиака, являются: коррозия металлических стенок резервуара или сварочных швов, ослабление фланцевых соединений или их неправильная затяжка, использование неподходящих материалов в качестве прокладок или сальников и т.д. На рисунке 1.1 представлены основные причины аварий на объектах пищевой промышленности, использующих аммиачные холодильные установки (АХУ).

Рисунок 1.1 Основные причины аварий на объектах пищевой промышленности, использующих АХУ

Значительное количество аварий связано, прежде всего, с медленными темпами реконструкции и модернизации производства, переносами сроков ремонта и замены оборудования, ухудшением качества ремонтов, несвоевременной диагностикой технического состояния эксплуатируемого оборудования.

Факторы, влияющие на обеспечение безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок, представлены на рисунке 1.2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.2 Факторы, влияющие на обеспечение безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок

Для повышения устойчивости объектов экономики должны заблаговременно проводиться мероприятия, направленные на снижение возможных потерь и разрушений от поражающих факторов источников ЧС.

Типичные причины, приводящие к разгерметизации составных частей аммиачной холодильной установки связана с их большой вместимостью, т.е. наличием большого количества АХОВ в единичной емкости установки. Основной причиной аварий резервуаров является возникновение трещин в сварных швах, как результат некачественной сварки.

Но помимо разгерметизации резервуаров, содержащих наибольшее количество аммиака, аварии могут быть вызваны разрушением отдельных блоков технической системы. Для аммиачной холодильной установки на ОАО КПБН «Шихан» характерны следующие причины, способствующие возникновению аварии (рисунок 1.3).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.3 Виды причин, способствующие возникновению аварии на ОАО КПБН «Шихан»

Опыт эксплуатации АХУ показывает, что опасными отклонениями от оптимального режима работы являются:

1) повышенная температура нагнетания.

Эта ситуация может возникнуть при перегреве на входном сопле компрессора или при неполадках непосредственно в самом компрессоре и привести к разгерметизации компрессора или его обвязки.

2) повышенная температура конденсации из-за несоответствия производительности включенных компрессоров и конденсаторов;

3) попадание влаги в цилиндры компрессора.

Это может привести к гидравлическому удару и разрушению цилиндров компрессора. Попадание жидкости в цилиндры, вызывающие гидравлические удары, чаще всего связано с неисправностью приборов контроля уровня жидкости в отделителях на всасывающей стороне компрессоров, а также с другими нарушениями режима работы машины. Может произойти разгерметизация компрессора или его обвязки;

4) разгерметизация оборудования, трубопроводов.

Возможные причины: коррозия, ослабление фланцевых соединений или неправильная их затяжка, использование неподходящих материалов в качестве сальниковых набивок, выход из строя отдельных движущихся частей запорной или предохранительной арматуры, вибрация, дефекты материала, оборудования, трубопроводов, прокладок. Опыт эксплуатации показывает, что имеют место пропуски в сальниковые уплотнения запорной арматуры через образующиеся в процессе работы неплотности в прокладках фланцевых соединений аппаратов и трубопроводов.

Выявлено, что значительное количество аварий связано, прежде всего, с медленными темпами реконструкции и модернизации производства, переносами сроков ремонта и замены оборудования, ухудшением качества ремонтов, несвоевременной диагностикой технического состояния эксплуатируемого оборудования.

Таким образом, выявлено, что основные составляющие которого не представляют потенциальной опасности и наиболее вероятный источник ЧС на ОАО КПБН «Шихан» является аммиачный холодильный ресивер - емкость, заполненная аммиаком.



2. Общие сведения об ОАО КПБН «Шихан»в г.Стерлитамак как одного из предприятий пищевой промышленности, использующей АХОВ

2.1 Общие сведения об ОАО КПБН «Шихан»

ОАО КПБН «Шихан» является химически опасным объектом при аварии на котором могут произойти выбросы в окружающую среду аварийно-химически опасных веществ (АХОВ), в результате чего могут произойти массовые поражения людей, животных и растений.

Основным фактором опасности при ЧС на объекте является выход паров аммиака, пролив его в результате разгерметизации ресивера, что влечет за собой массовое поражение людей, как на территории установки, так и за ее пределами в зависимости от метеорологических условий.

ОАО КПБН «Шихан» расположен на территории города Стерлитамак на ул. Новая 39 (рисунок 2.1). Аммиачная холодильная установка (АХУ) размещается на границах ОАО КПБН «Шихан», занимающего площадь 234593 м². Здания и сооружения постройки 1984 г.



1 - АКБ; 2 - Проходная; 3 - Цех производства пива; 4 - Элеватор; 5 - Приемное отделение элеватора; 6 - БНС; 7 - ЦКТ; 8 - Цех тары и готовой продукции; 9 - Автотранспортный цех; 10 - Паросиловой цех; 11 -Ремонтно-строительный цех; 12 - Очистные сооружения; 13 - Мазутохранилище; 14 - Проходная; 15 - Солодовенный корпус; 16 - Элеваторно-солодовенный цех; 17 - Первый силосный корпус; 18 - Второй силосный корпус; 19 - Автовесы.

Рисунок 2.1 Схема расположения ОАО КПБН «Шихан» на территории г. Стерлитамак

Из рисунка 2.1 видно, что к территории объекта примыкают жилые дома (частный сектор). Также на расстоянии 0,4…1,0 и более 1км от объекта расположено множество магазинов, аптек, школ и детских садов, в свою очередь являющиеся местами массового скопления людей.

Здание компрессорного цеха ОАО КПБН «Шихан», где расположены аммиачные ресиверы, относится к категории «А» по взрывопожарной опасности и II - степени огнестойкости.

Конструктивные решения холодильной установки аммиачно- компрессорного цеха для охлаждения жидкости ОАО «КПБН «Шихан» выполнены с учетом наиболее полного использования металлических конструкций и максимально возможного выноса технологического оборудования на открытые площадки, этажерки, кровлю здания. Основной тип фундаментов из монолитного железобетона. Несущие конструкции сооружения выполнены в виде двухэтажной стальной этажерки.

2.2 Природно-климатические условия в районе расположения объекта

Район относится к Камско-Бельскому увалистому понижению по геоморфологическому районированию. Тип рельефа - равнинный. По тектоническому районированию объект расположен на внешней зоне Предуральского краевого прогиба Симско - Бельской части.

В районе расположения объекта отсутствуют лесные массивы и лесопарковые зоны.

В паводковый период территория ОАО «КПБН «Шихан»» затоплению не подвергается.

Место расположения объекта ОАО КПБН «Шихан» относится к климатическому району II_А в соответствии с ГОСТ 16350-80. Климат континентальный. В течение года преобладают южные и юго-западные ветра.

Климатические характеристики района приняты по СниП 2.01.01.-82 «Строительная климатология и геофизика» и ОНД-86.

Таблица 2.1

Температура воздуха в данном районе

Время года	Температура воздуха (tв), 0С
Самый холодный месяц (январь), среднемесячная tв	-20,0
Самый жаркий месяц (июль), среднемесячная tв	+26,0
Наиболее холодный период, средняя tв	-19,0
абсолютный минимум tв	-44,0
абсолютный максимум tв	39,0
Наиболее холодная пятидневка, средняя tв	-36,0

Скоростной напор ветра 38 кг/м² по СНиП 2.01.07-85. Глубина промерзания грунта - 1,8 м. Снеговая нагрузка - 150 кг/м², что соответствует IV географическому району по весу снегового покрова (СНиП 2.01.07 - 85).

Санитарно - защитная зона согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 - 50 м.

2.3 Данные о персонале ОАО КПБН «Шихан» и проживающем вблизи населении г. Стерлитамак

Общая численность рабочих и служащих на ОАО КПБН «Шихан» составляет 471 человек. Распределение персонала по территории объекта представлено в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Численность и распределение персонала по территории объекта ОАО КПБН «Шихан»

Наименование цехов, подразделений, участков	Численность, чел.
	Средняя	Наибольшая смена
АУП	83	86
Отдел разливного пива	5	6
Цех производства пива	60	65
Цех розлива	89	98
Цех тары готовой	60	60
Элеваторно-солодовенный цех	30	34
Аммиачно-компрессорный цех	12	18
Паросиловой цех	13	17
Транспортный цех	36	40
Цех контрольно измерительных приборов и автоматики	7	10
Электроцех	7	10
Электротехническая лаборатория	5	5
Ремонтно-строительный цех	8	10
Отдел охраны	9	12
Итого	424	471

ОАО КПБН «Шихан» находится в южной части г. Стерлитамак. До жилых застроек на юг 50м - Ровенский переулок с одноэтажными кирпичными домами, на юго-восток - 50…60 м улица Кольцова с одноэтажными кирпичными домами, средняя численность населения 138 чел. В 50 м на север расположен Стерлитамакский молочный комбинат, наибольшая работающая смена - 112 чел.

2.4 Характеристика аммиака

Аммиак (химическая формула NH₃), нитрид водорода, при нормальных условиях -- бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта).

Аммиак почти вдвое легче воздуха, относится к IV классу опасности (малоопасные вещества) по ГОСТ 12.1.007-76.Сравнение физических свойств жидкого аммиака с водой показывает, что аммиак имеет более низкие температуры кипения (t_кип ?33,35 °C) и плавления (t_пл ?77,70 °C), а также более низкую плотность, вязкость (вязкость жидкого аммиака в 7 раз меньше вязкости воды), проводимость и диэлектрическую проницаемость.

Аммиак легко переходит в бесцветную жидкость с плотностью 681,4кг/мі, сильно преломляющую свет. Жидкий аммиак практически не проводит электрический ток. Жидкий аммиак -- хороший растворитель для очень большого числа органических, а также для многих неорганических соединений. Твёрдый аммиак -- бесцветные кубические кристаллы.

Таблица 2.3

Физико - химические свойства аммиака

Наименование показателя	Значение
Молекулярная масса	17,03
Температура кипения, 0С (при атмосферном давлении)	-33,3
Критическая температура, 0С	-132
Плотность, кг/м3 (при t=200С)	0,727
Удельная теплота испарения, кДж/кг	1190,7
Давление насыщенных паров при температуре 20 °С, Па	85,46
Растворимость в воде	?
В других растворителях	спирт, эфир

Аммиак является токсичным веществом и согласно ГОСТ 12.1.007 - 76 «ССБТ. Вредные вещества» относится к 4-му классу опасности. Запах этого вещества ощущается при содержании его в воздухе в количестве 0,5 мг/м³. Токсические свойства аммиака приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Токсические свойства аммиака

ПДК в воздухе, мг/м3	20
Поражающее действие	Поражающая токсодоза Cпор, мг/м3	200
	Время поражающего воздействия tпор, ч	6
Раздражение дыхательных путей при концентрации, мг/м3	300
Раздражение слизистых оболочек, глаз при концентрации, мг/м3	500
Токсический отек легких при концентрации, мг/м3	1500
Смертельное отравление	Смертельная токсодоза, Ссмерт, мг/м3	3500
	Время поражающего воздействия tпор, ч	0,5

По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы. Аммиак обладает как местным, так и резорбтивным действием.

Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюнктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. При соприкосновении сжиженного аммиака и его растворов с кожей возникает жжение, возможен химический ожог с пузырями, изъязвлениями. Кроме того, сжиженный аммиак при испарении поглощает тепло, и при соприкосновении с кожей возникает обморожение различной степени. Запах аммиака ощущается при концентрации 37мг/мі.

Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны производственного помещения (ПДКр.з.) составляет 20 мг/мі. В атмосферном воздухе населённых пунктов и в жилых помещениях среднесуточная концентрация аммиака (ПДКс.с.) не должна превышать 0,04мг/мі. Максимальная разовая концентрация в атмосфере -- 0,2 мг/мі. Таким образом, ощущение запаха аммиака свидетельствует о превышении допустимых норм.

Жидкий аммиак не горюч и не взрывоопасен. Газообразный аммиак относится к горючим газам и может взрываться. В соответствии с ГОСТ 12.1.011 - 78 (1991) «ССБТ. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний» аммиачно-воздушная смесь относится к категории взрывоопасности IIА и группе Т1. В чистом кислороде аммиак сгорает бледно - желтым пламенем, превращаясь, в основном, в азот и воду.

Таблица 2.5

Параметры, характеризующие пожаровзрывоопасность аммиака

Горючесть	Горючий бесцветный газ
Предел воспламенения ГПВС при н.у., % объемный	Смесь с воздухом	нижний	14,5
		верхний	26,8
	Смесь с кислородом	нижний	13,5
		верхний	82
Температура воспламенения, 0С	650
Температура вспышки, 0С (смеси, содержащие 9…57об.% NH3)	1000
Минимальная энергия зажигания, МДж	680
Максимальное давление взрыва, МПа	0,6
Нормальная скорость пламени воздушной смеси, м/с	0,07

Аммиак является конечным продуктом азотистого обмена в организме человека и животных. Он образуется при метаболизме белков, аминокислот и других азотистых соединений. Он высокотоксичен для организма, поэтому большая часть аммиака конвертируется печенью в более безвредное и менее токсичное соединение -- карбамид (мочевину). Мочевина затем выводится почками, причём часть мочевины может быть конвертирована печенью или почками обратно в аммиак.

Являясь веществом, находящимся в природе в чистом виде, аммиак не разрушает озоновый слой и не создает парниковый эффект. Хорошая растворимость в воде означает, что аммиак не задерживается в атмосфере.

Аммиак применяется в промышленности в качестве хладагента в аммиачных холодильных установках. В холодильной технике носит название R717, где R -- Refrigerant (хладагент), 7 -- тип хладагента (неорганическое соединение), 17 -- молекулярная масса.

С учетом общих требований, предъявляемых к современным холодильным установкам: энергоэффективности, экономичности, экологичности и безопасности эксплуатации, аммиак является достаточно часто используемым веществом в холодильных установках.

2.5 Принципиальная технологическая схема и краткое описание технологического процесса использования аммиака на ОАО КПБН «Шихан»

В компрессорном цехе газообразный аммиак из коллектора после винтового компрессора с давлением 1,35 МПа и температурой +90°С поступает в маслоотделитель. Маслоотделитель представляет собой цилиндрическую емкость, где происходит отделение смазочного масла от аммиака. На маслоотделителе предусмотрена установка полноподъемного, сдвоенного, с переключающим устройством предохранительного клапана.

Из маслоотделителя газообразный аммиак с давлением 1,35 МПа и температурой +90°С подается в испарительный конденсатор. Испарительный конденсатор - теплообменный аппарат, в котором осуществляется конденсация (сжижение) паров аммиака, при этом тепло аммиака отдается окружающей среде и орошаемой воде. Давление измеряется с помощью манометра, устанавливаемого на коллекторе перед входом в испарительный конденсатор.

В испарительном конденсаторе аммиак поступает в гладкотрубный блок. В гладкотрубном блоке испарительного конденсатора происходит охлаждение и конденсация аммиака за счет воздуха, подаваемого вентиляторами и орошения гладкотрубного блока водой, подаваемого насосом.

Вода после орошения гладкотрубного блока собирается в поддоне испарительного конденсатора и самотеком сливается в бак оборотной воды, установленный в компрессорном цехе. В холодный период года отключается подача воды на орошение гладкотрубного блока испарительного конденсатора.

В гладкотрубном блоке испарительного конденсатора происходит охлаждение и конденсация аммиака за счет воздуха, подаваемого вентиляторами.

Для защиты от разрушения испарительного конденсатора, содержащего жидкий аммиак, на нагнетательном трубопроводе перед входом в испарительный конденсатор устанавливается полноподъемный, сдвоенный, с переключающим устройством предохранительный клапан, пропускная способность которого также обеспечивает отвод испаряющегося аммиака в условия пожара.

Жидкий аммиак из испарительного конденсатора с давлением 1,35 МПа и температурой +35°С поступает в линейный ресивер. Линейный ресивер представляет собой цилиндрический сосуд. Он служит для приема жидкого аммиака, поступающего из испарительного конденсатора, обеспечивающий компенсацию уровня жидкого аммиака в испарительных системах при изменении тепловых нагрузок, а также служащий гидравлическим затвором в аммиачной системе «пар-жидкость». В обвязке испарительного конденсатора и линейного ресивера предусмотрены уравнительная линия, линия отсоса паров, линия вакуумирования.

Для защиты от разрушений линейного ресивера, содержащего жидкий аммиак, устанавливается полноподъемный, сдвоенный, с переключающим устройством предохранительный клапан, пропускная способность которого также обеспечивает отвод испаряющего аммиака в условиях пожара.

Жидкий аммиак с давлением 1,35 МПа и температурой +35°С из линейного ресивера подается на маслоохладитель, который работает по принципу термосифона. Маслоохладитель представляет собой кожухотрубный теплообменник, в котором происходит охлаждение масла холодильным агентом. Горячее масло сливается из маслоотделителя с температурой +90°С в маслоохладитель. Охлажденное масло с температурой +60°С из маслоохладителя подается в систему на смазывание. Аммиак из маслоохладителя возвращается в линейный ресивер.

Из линейного ресивера жидкий аммиак с давлением 1,35 МПа и температурой +35°С подается через соленоидный вентиль, где дросселируется до давления 0,3 МПа и температуры кипения -9°С…-16°С, в испаритель холодильной машины. Пластинчатый испаритель - теплообменный аппарат, в котором осуществляется охлаждение пропиленгликоля за счет испарения аммиака. Пропиленгликоль с температурой +1°С…-5°С из трехсекционного бака подается насосами в испаритель холодильной машины, где охлаждается до температуры -12°С и сливается в трехсекционный бак.

Выкипающий аммиак из испарителя с давлением 0,3 МПа и температурой -9°С…-16С поступает в отделитель жидкости. Отделитель жидкости представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд, устанавливаемый для отделения жидкого аммиака от всасываемых компрессором паров. Жидкий аммиак сливается на дно отделителя жидкости, а газообразный аммиак поступает на всасывание винтового компрессора.

На отделителе жидкости смонтирован полноподъемный, сдвоенный, с переключающим устройством предохранительный клапан, пропускная способность которого также обеспечивает отвод испаряющегося аммиака в условиях пожара. Принципиальная технологическая схема с обозначением основного технологического оборудования представлена на рисунке 2.2.

КМ - компрессор; МО - маслоотделитель; КД - конденсатор; ЛР -- линейный ресивер; ОЖ -- отделитель жидкости; И - пластинчатый испаритель; МОХЛ - маслоохладитель

Рисунок 2.2 Схема основных технологических потоков аммиака на аммиачной холодильной установке ОАО КПБН «Шихан»

Наибольшее количество аммиака в холодильной установке находится в линейном ресивере - сосуде, куда поступает холодильный агент из конденсатора. Жидкий аммиак находится в четырех линейных ресиверах типа Dm 820, расположенных в отдельном помещении. По мере потерь аммиака в холодильной системе производится периодическая его закачка от специально оборудованной спецмашины.

Расположения основного технологического оборудования (представлено на рисунке 2.3) выполнено с учетом рациональных технических решений и условий для безопасной эксплуатации холодильного оборудования.



Рисунок 2.3 План размещения технологического оборудования ОАО КПБН «Шихан»

При размещении оборудования в помещениях обеспечен доступ к нему, для обслуживания в соответствии с действующими нормами. Перечень основного технологического оборудования приведен, в таблице 2.6.

Таблица 2.6

Перечень основного технологического оборудования на ОАО КПБН «Шихан»

Наименование оборудования	Кол-во ед., шт.	Расположение	Назначение	Техническая характеристика
Винтовой компрессор тип Альфа	4	Компрессорный цех	Сжатие газообразного аммиака	Производитель-ность 0,07 кг/с
Маслоотделитель тип DM813/VB-ZB	4	Компрессорный цех	Отделение смазочного масла от аммиака	Габаритные размеры 813Ч1538 мм Вес 810 кг Объем 750 л
Испарительный конденсатор тип NRV 506D	4	Конденсаторное отделение	Конденсация (сжижение) паров аммиака	Производитель-ность 2700/2100 кВт
Линейный ресивер тип Dm 820	4	Отделение линейных ресиверов	Приём жидкого аммиака из испарительного конденсатора	Объём ресивера 1,5м3 Номинальная аммиакоёмкость 300 кг Общий объём 1200кг
Отделитель жидкости тип Dm 1016	4	Компрессорный цех	Отделение жидкого аммиака от всасываемых компрессором паров	Габаритные размеры 1016Ч2545 мм Вес 1505 кг Объем 1690 л
Пластинчатый испаритель тип TL 650 KCKL	4	Компрессорный цех	Охлаждение пропиленглико-ля за счет испарения аммиака	Холодопроизводи-тельность 2100/1682,3 кВт
Маслоохладитель тип 350/1500/2	4	Компрессорный цех	Охлаждение масла холодильным агентом	Производитель-ность 186/224,3 кВт
Дренажный ресивер	1	Компрессорный цех	Дренаж жидкого аммиака из испарителя и отделителя жидкости	Номинальная аммиакоёмкость 3795кг Вместимость 3,795м3

Для обеспечения повышенной безопасности эксплуатации холодильной установки конденсаторы, маслоотделители расположены снаружи вблизи машинного отделения. Линейные ресиверы расположены в отдельном запирающемся здании.

Распределение опасного вещества по оборудованию приведено в таблице 2.7.



Таблица 2.7

Распределение опасного вещества по оборудованию ОАО КПБН «Шихан»

Оборудование	Количество опасного вещества, кг	Физические условия содержания опасного вещества
Наименование оборудования	Кол-во ед, шт.	В единице оборудования	В блоке	Агрегатное состояние	Давление МПа	Темпера-тура,°С
Винтовой компрессор тип Альфа	4	--	--	газ	1,35±0,2	+90±5
Маслоотделитель тип DM813/VB-ZB	4	10	40	газ	1,35±0,2	+90±5
Испарительный конденсатор тип NRV 506D	4	375	1500	жидкость	1,35±0,2	+35±5
Линейный ресивер тип Dm 820	4	300	1200	жидкость	1,35±0,2	+35±5
Отделитель жидкости тип Dm 1016	4	130	520	газ жидкость	0,3±0,1	-9…-12
Пластинчатый испаритель тип TL 650 KCKL	4	75	300	газ жидкость	0,3±0,1	-9…-12
Маслоохладитель тип 350/1500/2	4	20	80	жидкость	1,35	+35
Дренажный ресивер	1	--	--

Примечание: знак «--» в данной таблице означает отсутствие параметра.

Общее количество аммиака на объекте - 5600 кг. Из них в сосудах (апаратах) - 3640 кг, в трубопроводах 1960 кг. Наибольшее количество аммиака содержится в помещении линейных ресиверов - 1200 кг. Поэтому технологические блоки являются наиболее опасными с точки зрения последствий возникновения ЧС. На безопасность их эксплуатации следует обратить первоочередное внимание.

2.6 Прогнозирование возможных ЧС на ОАО КПБН «Шихан»

Принимая во внимание свойства аммиака, основным поражающим фактором возможных аварийных ситуаций на АХУ при разгерметизации системы можно считать ударную волну, тепловое излучение ( при горении и взрыве воздушно-аммиачной смеси) и токсическое воздействие паров аммиака. Ниже на рисунке 2.4 приводится типовая схема построения сценариев аварийных ситуаций с указанием основных причин их возникновения.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.4 Схема анализа вероятной модели возникновения и развития химической аварии АХУ

Из рисунка 2.4 видно, что основной фактор опасности при аварии на АХУ является выход паров аммиака и пролив его в результате разгерметизации емкости, что влечет за собой массовое поражение людей, как на территории установки, так и за ее пределами в зависимости от метеорологических условий.

Существует много опасностей, источником которых являются аммиачные холодильные установки, рассмотрим некоторые из них на рисунке 2.5.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.5 Схема опасностей, источником которых являются холодильные системы

Как видно из рисунка 2.5, основными опасностями холодильных систем являются:

-- опасность от прямого воздействия температуры;

-- опасность, вызванная действием повышенного давления;

-- опасность от прямого воздействия жидкой фазы;

-- опасность из-за вытекания хладагента.

Следовательно, для уменьшения аварийности на предприятиях пищевой промышленности необходимо проводить дополнительное обучение персонала с целью повышения профессиональных навыков по эксплуат...