Проектирование автомобильной газозаправочной станции сжиженным газом пропан-бутан

На АЗС должны использоваться ТРК, обеспечивающие автоматическую блокировку подачи топлива при номинальном заполнении топливного бака транспортного средства. Топливораздаточные колонки рекомендуется оснащать устройствами, предотвращающими выход топлива при повреждении колонок (пункт 44 НПБ 111-98*);

Резервуары и трубопроводы для топлива и его паров должны сохра- нять герметичность в течение не менее 10 лет при соблюдении тре- бований ТЭД на технологические системы (пункт 45 НПБ 111-98*);

Резервуары для хранения топлива должны быть оборудованы системами контроля их герметичности (пункт 46 НПБ 111-98*);

Резервуары для хранения топлива должны быть оборудованы системами предотвращения их переполнения, обеспечивающими при достижении 90%-го заполнения резервуара автоматическую сигнализацию (световую и звуковую) персоналу АЗС, а при 95%-м заполнении - автоматическое прекращение наполнения резервуара не более, чем за 5 сек. Если технологической системой предусмотрено прекращение наполнения резервуара топливом только в автоматическом режиме, то допускается вместо указанной сигнализации предусматривать сигнализацию об автоматическом прекращении наполнения при достижении 95%-го заполнения резервуара (пункт НПБ111-98*);

Наполнение резервуаров топливом из АЦ должно осуществляться через трубопровод налива, проложенный подземно, и с исполь- зованием устройств, препятствующих распространению пламени по линии наполнения резервуара (пункт НПБ 11-98*);

Линии выдачи топлива следует оборудовать обратными клапанами, которые должны открываться давлением или разряжением, создаваемыми насосами этих линий, и герметично закрываться при обесточивании указанных насосов (пункт 64 НПБ 111-98*);

На АЗС следует предусматривать централизованное отключение электропитания. Технологические системы, наполнение резервуаров которых предусматривается посредством их насосного оборудова- ния, должны быть оснащены (независимо от автоматического выключения насосов) ручными выключателями электропитания этого оборудования, располагаемыми как в помещении оператор ной, так и у насосов или площадки для АЦ (пункт 72 НПБ 11-98*);

Помещения АЗС должны оборудоваться автоматической пожарной сигнализацией с НПБ 110-03 (пункт 96 НПБ 111-98*);

Между заправочными островками с СУГ, а также между ними и заправочными островками с другими видами топлива следует устраивать защитные экраны из негорючего материала (металл, бетон, кирпич) высотой не менее 2 м. Ширина защитных экранов должна превышать не менее чем на 0,5 м в обе стороны длину заправляемых транспортных средств, предусматриваемых проектом АЗС (пункт 13 НПБ 111-98*);

Запорная трубопроводная арматура, применяемая на технологическом оборудовании, в котором обращается сжатый природный газ и пары СУГ, должна быть выполнена по классу В, жидкая фаза СУГ - по классу А герметичности затворов по ГОСТ Р 50430 (пункт19.9 НПБ 111-98*);

Технологическая система должна обеспечивать возможность безопасного перекрытия любой вероятной утечки СУГ или их паров из резервуаров для хранения СУГ в окружающую среду, предот- вращающего образование за территорией АЗС локальных зон за- газованности с концентрацией указанных паров более 20% от ниж- него предела распространения пламени с вероятностью не выше 10^-6 в год. Указанное требование допускается выполнять следующим образом:

Резервуары для хранения СУГ и их оснастка (патрубки, штуцеры, фланцы, заглушки и т.п.), имеющая сварные соединения, а также все разъемные соединения до первой запорной арматуры, обеспечи- вающей перекрытие места выхода СУГ и его паров из резервуаров, должны быть двустенными. Они должны быть оснащены системами постоянного контроля герметичности их межстенного пространства, обеспечивающими автоматическую сигнализацию (световым и звуковым сигналом) обслуживающему персоналу АЗС о разгермети- зации и автоматическое отключение компрессорного оборудования, прекращение операций по наполнению резервуаров топливом и выдаче его потребителю на всех технологических участках многотопливной АЗС (пункт 20.2 Приложения 6 НПБ 111-98*);

Резервуары для хранения СУГ должны быть оснащены системой автоматического предотвращения превышения предельно допустимого уровня их заполнения, 85% их геометрического объема (пункт 20.5 Приложения 6 НПБ 11-98*).

3.1.3 Мероприятия по обеспечению безопасности людей

Для обеспечения безопасности людей необходимо выполнение следующих мероприятий:

Во время перегрузки сжиженного газа следует приостановить заправку автомобилей и запретить пребывание в опасной зоне посторонним лицам;

Для заправки автомобиль может, подъехать только с водителем. Остальные пассажиры должны остаться вне опасной зоны. Перед местом заправки двигатель автомобиля необходимо выключить и затянуть ручной тормоз. Обслуживающий персонал должен проверить запись в Свидетельстве о регистрации транспортного средства относительно приспособления автомобиля к заправке газом. Затем должен проверить важность легализации баллона и техническое состояние установки (отсечки баллона от электро- проводки автомобиля). Если результаты выше проведенного контро- ля являются положительными, можно приступить к заправке;

АЗС должна быть оснащены телефонной или радиосвязью, а также системой громкоговорящей связи (пункт 43 НПБ 111-98*).

3.1.4 Мероприятия по ограничению распространения пожара

Необходимо выполнить следующие мероприятия ограничению распространения пожара:

Планировка АЗС с учетом размещения на ее территории зданий и сооружений должна исключать возможность растекания аварийного пролива топлива как по территории АЗС, так и за ее пределы (пункт 9 НПБ 111-98*). На въезде и выезде с территории АЗС необходимо выполнять пологие повышенные участки высотой не менее 0,2 м;

Площадка для автоцистерны с СУГ должна быть оснащена таким образом, чтобы исключить растекание пролива жидкой фазы СУГ за ее границы и образование взрывоопасных смесей за пределами АЗС за счет испарения СУГ с поверхности этого пролива. Указанное оснащение площадки для АЦ с СУТ допускается осуществлять следующим образом:

оборудовать отбортовкой, обеспечивающей предотвращение растекания СУГ за ее пределы при аварийной разгерметизации АЦ, высотой не менее 150 мм;

поверхность площадки (включая отбортовку) выполнить из твердых негорючих материалов, исключающих проникновение в них СУГ и его паров. Для въезда и выезда АЦ борта площадки должны быть оборудованы пандусами (пологими участками);

· Оборудовать наружной системой отсоса паров СУГ, обеспечивающей подвижность паровоздушной среды (по горизонтали на уровне верхнего края отбортовки) в любой точке площадки не менее 2 м/сек и выброс паровоздушной среды через сбросную трубу. Совмещение указанной сбросной трубы со сбросной трубой для паров СУГ технологической системы АЗС определяется возможностью одновременного пожаробезопасного аварийного сброса паров СУГ из технологического оборудования и с площадки для АЦ. Приемные устройства системы должны быть расположены на уровне верхнего края отбортовки и защищены от попадания в них посторонних предметов, способных привести к нарушению параметров работы системы. Оборудование системы должно иметь взрывобезопасное и искробезопасное исполнение. Запуск и остановка системы должны быть обеспечены как в автоматическом режиме, так и вручную с площадки для АЦ и дистанционно из операторной АЗС. При этом автоматический запуск системы отсоса паров СУГ должен осуществляться от датчиков довзрывоопасных концентраций, а остановка - от пожарных извещателей (пункт 14 Приложения 6 НПБ 111-98*).

3.1.5 Мероприятия по обеспечению локализации и ликвидации

пожара на начальной стадии развития

В целях успешной локализации и ликвидации пожара на начальной стадии развития необходимо:

Обеспечить газозаправочную станцию сжиженным газом (пропан- бутан) необходимыми средствами в соответствии с таблицей 1 ППБ 01-03;

Изучить и отработать персоналом порядок действий при пожаре (ППБ 01-03).



3.1.6 Мероприятия по обеспечению успешного тушения пожара подразделениями пожарной охраны

Для обеспечения успешного тушения пожара подразделениями пожарной охраны необходимо:

АЗС должны быть оснащены телефонной или радиосвязью, а также системой громкоговорящей связи (пункт 43 НПБ 111-98*);

Наружное пожаротушение должно осуществляться не менее чем от двух пожарных гидрантов или от противопожарного водоема (водоемов) общей вместимостью не менее 100 м³, расположенных на расстоянии не более 200 м от АЗС. Расход воды на наружное пожаротушение определяется расчетом как суммарный расход воды, включающий в себя максимальное из значений расхода воды на пожаротушение зданий и общий расход воды на охлаждение надземных резервуаров. Расход воды на пожаротушение зданий АЗС определяется по СНиП 2.04.02-84 (для зданий сервисного обслужи- вания водителей и пассажиров, а также зданий для персонала АЗС - как для общественных зданий, для зданий сервисного обслуживания транспортных средств - как для производственных зданий). Общий расход воды на охлаждение надземных резервуаров следует принимать не менее 15 л/сек (пункт 94 НПБ 111-98*);

Для обеспечения охлаждения надземного (наземного) оборудования с СУГ на складской площадке и автоцистерны с СУГ в случае пожара следует предусматривать устройство систем водяного орошения, обеспечивающих равномерную подачу воды на поверхности указанного оборудования. Системы водяного орошения должны быть подключены к кольцевому противопожарному водопроводу АЗС с дистанционным пуском из помещения операторной. Размещение и конструктивное исполнение системы водяного орошения должно обеспечивать ее устойчивость к тепловому излучению пожара (пункт 24 Приложения 6 НПБ 111-98*).

3.2 Анализ технических решений, направленных на совершенствование противопожарной защиты

Выявлен ряд замечаний по рабочему проекту, связанных с привязкой автомобильной газозаправочной станции сжиженного пропан - бутана для заправки автомобилей сжиженным углеводородным газом, а именно:

применена наземная технология хранения СУГ;

отсутствует сбросная труба для сброса паров СУГ из технологической системы на случай возникновения аварийной ситуации;

площадка для установки передвижной емкости СУГ не имеет самостоятельного ограждения, которое обозначало бы территорию, закрытую для посторонних лиц и не оборудована системой отсоса паров СУГ, обеспечивающей подвижность паровоздушной среды в любой точке площадки и выброс паровоздушной среды через сбросную трубу;

отсутствие в проектной документации "Руководства по эксплуатации и техническому обслуживанию технологической системы газо- заправочного пункта сжиженного пропан - бутана".

· отсутствует согласование с территориальными подразделениями ГПС для подачи воды на наружное пожаротушение и орошение посредством насосной станции пожаротушения от противопожарных водоемов или резервуаров общей вместимостью не менее 200 м³, расположенных от АЗС на расстоянии не более, чем 200 м.

3.2.1 Обоснование дополнительных мер противопожарной защиты при отступлении от действующих норм

В настоящее время имеется очень ограниченное число научных работ, посвященных проблеме взрыве- и пожаробезопасности технологического оборудования с СУГ, так как эти исследования с каждым днем приобретают высокую коммерческую стоимость.

Единственным систематизированным источником информации в области обеспечения взрыво- и пожаробезопасности резервуаров с СУГ является обзор «Взрыво- и пожаробезопасность изотермических резервуаров для сжиженных углеводородных газов», подготовленный ведущими специалистами по пожарной безопасности заместителем начальника ГПС МВД РФ генерал-майором внутренней службы Молчановым В.П. и профессором Академии ГПС МВД РФ полковником внутренней службы Сучковым В.П.

Основываясь на материалах данного исследования представляется возможным сформулировать характер опасности при отступлении от того или иного нормативного требования пожарной безопасности и используя материалы данного обзора предложить компенсирующие меры противопожарной защиты.

Отступление № 1 - Резервуар с СУГ установлен наземно.

Основная опасность связана с возможность разгерметизации резервуара с СУГ с последующим образованием «огненного шара». В частности об этой опасности и мерах противопожарной защиты в обзоре приведена следующая информация.

Поведение технологического оборудования в условиях пожара.

Описаны две серии огневых испытаний горизонтальных стальных резервуаров объемом 4,85 м³, рассчитанных на максимальное рабочее давление 0,16 мПа. В обеих сериях резервуары, заполненные СУГ, подвергались воздействию пламени жидкого топлива, налитого в лоток шириной 60 см, окружающего со всех сторон испытуемый резервуар.

В первой серии резервуары были незащищенными. Их нагрев в пламени происходил чрезвычайно быстро: через 2-6 мин срабатывал предохранительный клапан, а через 7-12 мин наблюдался взрыв резервуара с образованием «огненного шара» горящего СУГ. Давление при разрыве составляло 2,4 - 3,9 мПа, а температура стенок 420-460°С.

Вторая серия опытов проводилась с резервуарами, которые были теплоизолированы минеральным волокном при толщине слоя 100 мм с защитой теплоизоляции стальной обшивкой толщиной 1 мм. Между теплоизоляцией и обшивкой был оставлен воздушный зазор в 30 мм. В этой серии опытов в течение 90 мин воздействия пламени резервуар не получил повреждений, а давление в нем не превышало 1,5 мПа. Следует отметить, что для обеспечения герметичности, прокладки в предохранительном клапане были заменены более термостойкими материалами. Вместо пербутана исполь-зовали витон, а вместо полиамида - тефлон.

Отмечается, что в Великобритании, начиная с 1980 года Исполни-тельный комитет по здравоохранению и технике безопасности проводит работу по изучению эффективности различных способов противопожарной защиты резервуаров с СУГ. Проведенные огневые опыты показали, что наиболее надежным и экономичным способом является орошение поверхности резервуара струями воды при интенсивности орошения не менее 9,6 л/мин·м². Опыты показали также, что попытка заменить водяное орошение теплоизоляцией оказалась безуспешной: при отсутствии орошения температура стенок резервуара при пожаре, хотя и медленнее, чем незащищенного, все же повышалась до опасных пределов, а в ряде случаев достигала 900°С.

Тип систем орошения зависит от вместимости резервуара. При вместимости до 56250 литров допускается использовать только орошение водой от ручных или лафетных стволов, доставляемых подразделениями пожарной охраны к месту пожара. При большей вместимости резервуар должен снабжаться стационарной системой водяного орошения. Для резервуаров вместимостью 112500 литров эта система должна быть автоматической. Такая же система должна быть на станции наполнения баллонов газом.

В Германии проведены огневые полигонные испытания с целью проверки эффективности существующих способов противопожарной защиты резервуаров со сжиженным газом. Огневому воздействию подвергались резервуары с огнезащитной облицовкой и орошаемые водой. В первом испытании опытный резервуар защищался двухслойным теплоизоляционным материалом из холстов минеральной ваты толщиной по 50 мм и наружным металлическим кожухом с воздушным зазором между ними в 30 мм. Во второй серии огневых испытаний резервуар орошался водой. В результате проведенных испытаний установлено, что при наличии слоя огнезащитной изоляции с коэффициентом теплопередачи не более 1,2 Вт/м-К при средней температуре 350 °С обеспечивается достаточная противопожарная защита резервуара со сжиженным пропаном в течение 90 мин. Способ защиты с применением оросительной установки, которая подает при орошении 100 л/мин² час воды, оказался неэффективным. Доказано, что для эффективной защиты резервуара требуется орошение с подачей 400 л/м² час воды (6,7 л/м² мин). При таком орошении в процессе огневого воздействия, продолжавшегося 90 мин, давление в резервуаре сохранилось в допустимых пределах, а температура стенок не превышала 100°С. Обращается внимание, что при практическом применении способа защиты с водяным орошением требуется своевременное обнаружение возникшего загорания, с последующим немедленным автоматическим или ручным включением оросительной установки.

Отступление № 2 - Площадка для АЦ с СУГ не оборудована системой отсоса паров СУГ, обеспечивающей подвижность паровоздушной среды в любой точке площадки и выброс паровоздушной среды через сбросную трубу. Основная опасность связана с возможность быстрого образования зон взрывоопасных концентраций на открытой площадке. В частности об этой опасности и мерах противопожарной защиты в обзоре приведена следующая информация.

3.2.2 Зоны взрывоопасных концентраций паровоздушной смеси

Газ, образующийся при испарении СУГ, не поднимается мгновенно вверх, а некоторое время до нагрева распространяется над поверхностью земли в виде облака. Хотя пары сжиженного газа бесцветны, облако будет белым из-за конденсации и замерзания водяных паров, содержащихся в воздухе. Диаметр облака обычно больше его высоты. Распространение облака воспламеняющегося пара зависит не только от скорости отбора тепла пролитым сжиженным газом, но и от типа и размера системы транспорта и хранения СУГ, а также от природных условий во время разлива (ветер, влажность, температура). Скорость проникновения пара в атмосферу не обязательно должна быть равна скорости его образования. Если пары СУГ попадают в атмосферу из-за преграды, которая значительно выше отметки земли, то тенденция к опусканию их до уровня земли существенно сокращается. Когда преграда достаточно высоко выдается в наземный пограничный слой атмосферы, пар сталкивается с более высокими скоростями ветра и быстрее рассеивается. Это значительно сокращает расстояние, на которое распространяется по ветру газовоздушная смесь взрывоопасной концентрации по сравнению с перемещающим ее испарением СУГ, пролитого в незащищенном пространстве или с преградой малой высоты.

Для обработки газовоздушной смеси широкое распространение в ряде стран, в частности в Японии, получили водяные завесы, создаваемые за счет напорного выброса вверх воды из трубопроводов через щелевые насадки в виде перекрывающихся веерных струй. Распыленная во взрывоопасное облако вода усиливает приток атмосферного воздуха и соответственно уменьшает концентрацию углеводородного газа.

Описаны опыты, проводившиеся с целью изучения возможности быстрого рассеивания в воздухе тяжелого горючего газа (пропана) при помощи водяной завесы. Пропан выпускали в воздух из квадратной ямы размером 1 х 1 м с расходом 2000 л/мин. Система вертикальной водяной завесы монтировалась на трубе, окружавшей место утечки и имевшей в плане форму квадрата со сторонами 3,5 х 3,5 м. На каждой стороне квадрата монтировали семь плоских вертикальных насадок с углом распыления воды 30° и по два аналогичных насадка с углом распыления 120°. Общий расход воды составлял 1200 л/мин при давлении 0,5 мПа. Опыты, проводившиеся при скорости ветра до 5 м/сек, показали высокую эффективность водяной завесы. Концентрация газа за пределами зоны защиты резко снижалась. Аналогичные опыты с установкой внутри зоны защиты щитов, ограничивающих растекание выходящего газа, также показали эффективность водяной завесы.

Многочисленные полевые испытания, проведенные специалистами фирмы "Эссо" показали, что при установке рядом друг с другом нескольких гидрощитов выходящих из экспериментального устройства сжиженный газ может отклоняться в более высокие слои воздуха, снижаться и рассеиваться. Эффект снижения значительно ниже концентрационного предела распространения пламени был подтвержден газоизмерительными приборами. Ни в одной точке измерения за водяным барьером газовоздушная смесь не достигла взрывоопасной концентрации.

3.2.3 Заключение

В целях обеспечения пожарной безопасности АГЗС должно быть:

Должны быть установлены скоростные клапаны - прерыватели потока, перед топливораздаточной колонкой и перед подключением к передвижной емкости с СУГ. Соединительные трубопроводы должны быть проложены подземно;

Резервуар для хранения СУГ должен быть оборудован дренчерной системой водяного орошения с интенсивностью подачи воды не менее 0,5 л/сек-м . Пуск системы охлаждения должен осуществляться от датчиков пожарной сигнализации и от кнопок дистанционного управления пожарными насосами;

* Площадка для установки передвижной емкости СУГ должна иметь самостоятельное ограждение, которое обозначало бы территорию, закрытую для посторонних лиц и оборудована системой отсоса паров СУГ, обеспечивающей подвижность газовоздушной среды в любой точке площадки и выброс газовоздушной среды через сбросную трубу.

3.3 Обоснование исходных данных к конструкции сбросной трубы

3.3.1 Расчет концентраций горючего газа при сбросе из предохранительного клапана через сбросную трубу

Расчет проведен для условий, когда выброс осуществляется горизонтально в течение длительного времени при наихудших метеоусловиях (штиль), а максимальная приземная концентрация газа не превышает 50% нижнего предела распространения пламени (воспламенения). Для уменьшения приземной концентрации рекомендуется сбросной патрубок направлять вертикально вверх.

3.3.2 Величина приземной концентрации газа на различных расстояниях от предохранительного клапана

где М - количество сбрасываемого газа М = 20000 г/сек; V - секундный объем сбрасываемого газа при нормальном давлении V = 9,95 м³/сек; d - диаметр сбросного патрубка d = 0,05 м; X - горизонтальное расстояние от сбросного патрубка до места, в котором определяется концентрация, м; с_г/с_в-плотность сбрасываемого газа и окружающего воздуха, кг/м ; h - высота сбросного патрубка примем h₁ = 5 м, h₂ = 10 м h₃ = 2 м.



3.3.3 Величина максимальной приземной концентрации газа

где М - количество сбрасываемого газа, г/сек; V - секундный объем сбрасываемого газа при нормальном давлении, м³/сек; d - диаметр сбросного патрубка, м; р_г / р_в - плотность сбрасываемого газа и окружающего воздуха, кг/м³ ; h - высота сбросного патрубка, м.

3.3.4 Расстояние, на котором наблюдается максимальная приземная концентрация, составляет

,м

,м

,м

где h - высота сбросного патрубка; примем h₁ = 5 м, h₂ = 10 м Ь₃ = 2; Х_м - расстояние, на котором наблюдается максимальная приземная концентрация.



3.3.5 Минимальная высота выброса

;

м,

где С_НКПР - концентрация нижнего предела распространения пламени, г/м³; М - количество сбрасываемого газа М = 20000 г/сек; V - секундный объем сбрасываемого газа при нормальном давлении V = 9,95 м³/сек; с_г /с_в- плотность сбрасываемого газа и окружающего воздуха, кг/м³ .

При расчете принимаем скорость выхода газа из сбросного патрубка 80 м/сек, опасной зоной считается круг радиусом Х_м.

3.4 Характеристика состояния окружающей среды и экологического состояния автомобильной газозаправочной станции

Экологическую оценку автомобильной газозаправочной станции следует начать со сведений о продуктах обращающихся в технологическом процессе .

При попадании в окружающую среду пожарную опасность будут представлять пропан и бутан. Экологическую опасность будут представлять лишь в небольшой мере, что связано с небольшим объемом выброса (7097,2кг СУГ) и тем, что СУГ в небольшой промежуток времени испарится в атмосферу (около 15 мин).

При аварийном режиме возможен выброс в атмосферу СУГ либо через сбросную трубу, либо непосредственно наружу при полном или частичном разрушении резервуара с СУГ. Для ограничения площади разлива СУГ предусмотрена отбортовка автомобильной газозаправочной станции.

Пожары занимают определенное место среди чрезвычайных ситуаций, приводящих к разрушению окружающей среды, так при пожаре на автомобильной газозаправочной станции к разрушению окружающей среды приведет не только процесс горения СУГ, но и его тушение (тушение СУГ возможно лишь воздушно механической пеной высокой кратности).

Источником загрязнения атмосферы являются возможное нарушение герметичности заправочных и сливных устройств, нарушение герметичности сосуда цистерны, поэтому основным условием по предотвращению вредных выбросов являются:

- испытание оборудования на прочность и плотность;

- применение на трубопроводах жидкой и паровой фаз обратных и скоростных клапанов;

- постоянный контроль оборудования обслуживающим персоналом, позволяющий своевременно обнаружить нарушения герметичности систем и принять меры по устранению его. В соответствии с принятой технологической схемой, разработанной Самарским филиалом ОАО «Оргэнергонефть», выбросы СУГ, имеющие при заправке автомобилей и срабатывании предохранительных клапанов, носят периодический характер, в минимальных дозах, не превышающих допустимых пределов.

Необходимо учесть, что резервуар, находящийся в «саркофаге» засыпанном песком имеет практически постоянную температуру, значительно ниже температуры окружающего воздуха. По этой причине вероятность выброса газа через предохранительные клапана очень мала.

Ухудшение природной среды будет проходить не только за счет попадания в нее вредных веществ:

продуктов горения;

горючих материалов;

огнетушащих веществ.

Стратегический подход к снижению или предотвращению пожаров на автомобильных газозаправочных станциях состоит в усилении противопожарной защиты объектов и совершенствовании способов и средств тушения.

3.4.1 Охрана поверхностных и подземных вод от загрязнений

Постоянные сточные химзагрязненные воды на АГЗС отсутствуют. Имеют место периодические дождевые и талые воды, которые поступают с бетонированной площадки, выполненной с уклоном, обеспечивающим сток дождевых и талых вод с площадки через патрубок в специальный сборный колодец.

Откачка собранных стоков и вывоз их осуществляется специализированным автотранспортом в соответствии с договором, заключенным между ООО «ДИКЕЙ» и МУП «Спецавтокомбинат».

Бытовые стоки из выгребной ямы отдельно стоящего туалета также вывозятся с территории АГЗС специализированным автотранспортом МУП «Спецавтокомбинат».

Утечка масел из заправляемых автомобилей немедленно засыпается песком и вместе с промасленной ветошью собираются в контейнер с последующим вывозом на полигон промышленных отходов.

3.4.2 Охрана почвы

Постоянные твердые отходы на площадке АГЗС отсутствуют. К периодически скапливающимся твердым отходам можно отнести промасленную ветошь и песок, загрязненный маслом, которым засыпают утечки масла.

Загрязненные маслом песок и промасленная ветошь собираются в металлический ящик и вывозятся на полигон промышленных отходов, для чего Заказчик заключает договор с предприятиями, имеющими полигоны для захоронения промышленных отходов.



3.4.3 Эколого-экономическая оценка ущерба от загрязнения окружающей среды при пожаре или аварии на АГЗС

Экономический ущерб от загрязнения окружающей среды при пожарах и авариях определяется по формуле:

, руб.

где У_А- экономический ущерб от загрязнения атмосферы;

У_П- экономический ущерб от загрязнения почвы;

У_В- экономический ущерб от загрязнения водных объектов.

Таким образом формула примет вид:

,

;

где - удельный экономический ущерб от загрязнения природной среды равный 2,16 руб/усл.т. согласно индексации цен на 2003 год;

10 - коэффициент, учитывающий аварийный характер выброса;

- коэффициент, учитывающий экологическую значимость и экологическое состояние региона, где случилась авария или пожар.

m_i - масса i-го загрязнителя, попавшего в окружающую среду, т;

1/ПДК_СС - показатель относительной опасности вещества;

G_гор - количество сгоревшего горючего.

,

где V_м - массовая скорость выгорания, равная 0,045-0,053 кг/м³·с;

S_П - площадь пожара, равная 38,5 м²;

ф_туш - время тушения пожара 15 минут;

д - коэффициент недожога 0,85.

т.

Определяем экономический ущерб от пожара:

Вывод: В результате аварии на АГЗС общий экономический ущерб составил 26,22 руб., так как ставки на причинение вреда атмосфере при пожарах не высоки и при рассмотрении мною расчетной аварии я не учитывал такие показатели, как ущерб, нанесенный почве и водоемам.

3.5 Экономическая оценка эффективности применения дренчерного орошения резервуара с СУГ

3.5.1 Формулировка задач и выбор базы для сравнения

Стоимость автомобильной газозаправочной станции имеет балансовую стоимость 3,2 млн. рублей и отпускает в сутки продукции на 14400 рублей (все цены и коэффициенты, использованные при расчетах, были взяты на 2003 год.) Технологический процесс характеризуется повышенной пожарной опасностью, что связано с хранением и распределением СУГ.

Анализ статистических данных о пожарах на аналогичных объектах показывает, что ввиду быстрого нагрева резервуара с СУГ происходит резкий рост давления внутри с последующим образованием "огненного шара". Предполагается, что дополнительное введение дренчерного орошения резервуара с СУГ позволит уменьшить величину ущерба. Другими словами, можно сказать, что необходимо выявить экономическую целесообразность применения дренчерного орошения резервуара с СУГ.

Итак, рассмотрим два варианта защиты резервуара с СУГ:

первый, без применения дренчерного орошения резервуара с СУГ, когда объект защищен прочими средствами противопожарной защиты;

второй, новый вариант, когда к существующей защите добавляется дренчерное орошение резервуара с СУГ.

3.5.2 Определение величины основных экономических показателей

Основными показателями по каждому варианту защиты АГЗС являются:

капитальные вложения К₁ и К₂, руб.;

эксплутационные расходы С₁ и С₂ руб./год;

ущерб от пожаров У₁ и У₂, руб./год.

Расчет сравнительной экономической эффективности противопожарной защиты позволяет исключать одинаковые затраты, входящие в каждый из основных показателей. Такими одинаковыми затратами для данного объекта являются расходы на содержание противопожарной охраны и других средств противопожарной защиты. Определим основные показатели по каждому варианту.

3.5.2.1 Базовый вариант

Дополнительные капитальные и эксплутационные расходы отсутствуют, т.е. К₁ = 0 и С₁ = 0:

У=У_п+У_к ,

где У_п - прямой ущерб от пожара, руб.; У_к - косвенный ущерб от пожара, руб.

Прямой ущерб определяем на основании статистических данных о пожарах за 4 года на 23 существующих аналогичных объектах (N = 23), не оборудованных дренчерным орошением резервуара с СУГ.



;

руб,

где У_i - ущерб от i-го пожара, тысяч руб.; Т_i - i-ый год. Определяем косвенный ущерб от пожара:

У_к=У_У-П.Р +У_У.П +У_П.Э ;

108000+270000+139099,45=517099,45 руб.,

где У_у.п.р - потери от условно-постоянных расходов, которые несет АГЗС при временном простое; У_{у п} - упущенная прибыль из-за недоотпуска СУГ за время простоя; У_{п э} - потеря эффективности дополнительных капитальных вложений, отвлекаемых на восстановление основных фондов, уничтоженных и поврежденных пожаром.

Потери от условно-постоянных расходов, которые понесет фирма при простое производства, определяют следующим образом:

;

;

;

;

руб.,



где Q_i - производительность АГЗС 200 л/час; Ц_i - себестоимость единицы продукции 5 руб., ф_пр - время простоя суток; ф_пож - время пожара суток; ф_лпп -время ликвидации последствий пожара, подготовку и пуск АГЗС. Статистика показывает, что АГЗС простаивает 9 дней, то есть ф_пр = 9 суток; К_у._п._р. - коэффициент, учитывающий условно-постоянные затраты и заработную плату в себестоимости продукции; Н_ам - процент амортизации в себестоимости продукции; Н_ЗП - процент заработной платы в себестоимости продукции; Н_ПЗ - процент прочих затрат в себестоимости продукции.

Упущенная прибыль из-за недовыпуска продукции за время простоя (ф_пр = 9 суток):

; руб.,

где R_с - рентабельность продукции в процентах к ее себестоимости R_с = 50 %; Ц_i - себестоимость единицы продукции 5 руб.; ф_пр - время простоя суток; Q_i -производительность АГЗС 200 л/час.

Потери эффективности дополнительных капитальных вложений, отвлекаемых на восстановление уничтоженных пожаром основных фондов, определяем исходя из их степени повреждения:

;

руб.,

где - соответственно нормативные коэффициенты экономической эффективности капитальных вложений в пассивные и активные фонды =0,12 1/год, =0,15 1/год; К_ск , К_ОБ - соответственно средние значения ущерба от одного пожара по строительным конструкциям и оборудованию, руб.

Из анализа значений прямого ущерба установлено, что средний ущерб от одного пожара по строительным конструкциям составляет 254430 рублей, а по оборудованию 723783 рублей.

Число пожаров за четыре года равно 4. Отсюда следует, что в год в среднем происходит 1 пожар, т.е. частота (вероятность) пожара будет равна:

;1/год,

где N - число однородных объектов; n - среднее количество пожаров в год на однородных объектах.

Тогда среднегодовой ущерб по базовому варианту составит:

;руб.,

Общий среднегодовой ущерб по базовому варианту составит:

; руб.

3.5.2.2 Новый вариант

Капитальные вложения на устройство дренчерной защиты резервуара с СУГ согласно смете составляют К₂ = 24000. Выполним расчет эксплуатационных расходов на содержание этой установки по формуле:

, руб./год.

Амортизационные отчисления составят:

; руб./год,



где Н_ам = 6% в год - норма амортизационных отчислений для АУП водных.

Затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание дренчерного охлаждения резервуара с СУГ:

; руб./год,

где Н_тр = 4,5 % в год - норма отчислений на текущий ремонт и техническое обслуживание.

Затраты на содержание обслуживающего персонала составляют:

; руб./год,

где Ч - численность работников обслуживающего персонала, чел.; З_осн -должностной оклад работника, руб./месяц; К_доп = 1,2-1,3 - коэффициент, учитывающий различного рода надбавки, дополнительную зарплату и начисления по социальному страхованию; к = 0,185 - коэффициент, учитывающий долю времени на обслуживание АУПТ.

Затраты на электроэнергию составят:

; руб./год,

где N - установленная электрическая мощность, кВт; Ц_эл - тариф за один кВт/час электроэнергии; Т_р - годовой фонд работы установленной мощности, час; К_им - коэффициент использования установленной мощности.

Эксплутационные расходы на содержание дренчерного охлаждения резервуара с СУГ:



; руб./год

Определим ущерб от пожара по второму варианту. Внедрение дренчерного охлаждения резервуара с СУГ показало, что ущерб от пожара сокращается. Так в среднем при пожаре уничтожается и повреждается оборудования на 23451 рублей, а здания и сооружения практически не повреждаются. Простой в среднем составляет 2 суток.

24000+60000+3517,7=87517,7 руб.

где У_У-ПР - потери от условно-постоянных расходов, которые несет АГЗС при временном простое; У_уп - упущенная прибыль из-за недоотпуска СУГ за время простоя; У_ПЭ - потеря эффективности дополнительных капитальных вложений, отвлекаемых на восстановление основных фондов, уничтоженных и поврежденных пожаром. Потери от условно-постоянных расходов, которые понесет фирма при простое производства, определяют выражением:

; ;

сут;

;

руб.,

где Q_i - производительность АГЗС 200 л/час; Ц_i - себестоимость единицы продукции 5 руб. ф_ПР - время простоя суток; ф_пож - время пожара суток; ф_Л.П.П. -время ликвидации последствий пожара, подготовку и пуск АГЗС. Статистика показывает, что АГЗС простаивает 2 суток, то есть ф_пр = 2 суток; К_{У - П.Р.} -коэффициент, учитывающий условно-постоянные затраты и заработную плату в себестоимости продукции; Н_ам - процент амортизации в себестоимости продукции; Н_З.П. - процент заработной платы в себестоимости продукции; Н_П.З. - процент прочих затрат в себестоимости продукции.

Упущенная прибыль из-за недовыпуска продукции за время простоя (ф_пр = 2 суток):

; руб.,

где R_С - рентабельность продукции в процентах к ее себестоимости R_C = 50%; Ц_i - себестоимость единицы продукции 5 руб.; ф_пр - время простоя суток; Q_i -производительность АГЗС 200 л/час.

Потери эффективности дополнительных капитальных вложений, отвлекаемых на восстановление уничтоженных пожаром основных фондов, определяем исходя из их степени повреждения:

; руб.,

где - соответственно нормативные коэффициенты экономической эффективности капитальных вложений в пассивные и активные фонды =0,12 1/год, =0,15 1/год; К_ск , К_ОБ - соответственно средние значения ущерба от одного пожара по строительным конструкциям и оборудованию, руб.

Число пожаров за четыре года равно 4. Отсюда следует, что в год в среднем происходит 1 пожар, т.е. частота (вероятность) пожара будет равна:

; 1/год,



где N - число однородных объектов; n - среднее количество пожаров в год на однородных объектах.

С учетом прямого ущерба и частоты возникновения пожара среднегодовое значение ущерба составит:

; руб.,

Для автоматических установок тушения пожаров водой вероятность выполнения задачи составляет Р_в.з. = 0,79.

Тогда с учетом уровня эксплутационной надежности необходимо скорректировать размер расчетного ущерба по второму варианту:

; руб.,

где У_ср2 и У_ср1 - соответственно среднегодовая величина ущерба для объекта, при выполнении задачи и невыполнении задачи.

3.5.3 Сопоставление вариантов и определение экономического эффекта

Согласно действующей типовой методике лучшим является вариант, имеющий меньшую величину приведенных затрат П_i:

;

где К_i - капитальные вложения на противопожарную защиту по i-му варианту, руб.; Е_н - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, принимаемый в целом по народному хозяйству на уровне не ниже 0,12 1/год; C_i - эксплутационные расходы на противопожарную защиту i-го варианта, руб./год; У_i - среднегодовой ущерб от пожара по i-му варианту, противопожарной защиты руб./год; i - количество вариантов (I = 1,2,....n).

В нашем случае имеем следующие величины основных показателей по вариантам:

1 вариант К₁ = 0; С₁ = 0; У₁ = 86859 руб./год;

2 вариант К₂ = 24000; Е_н =0,15 1/год; С₂= 11671; У₂= 22097,6. Определяем приведенные затраты по вариантам:

1 вариант П₁ =У_cp1 = У₁ = 86859 руб./год;

2 вариантП₂ = К₂Е_Н+С₂+У₂= 24000·0,15+ 11671+ 22097,6 = 373686. Приведенные затраты по 2 варианту меньше чем, по 1 варианту, следовательно применение дренчерного орошение резервуара с СУГ.

Годовой экономический эффект Э_г от применения дренчерного орошения резервуара с СУГ определяют как разность приведения затрат рассматриваемых вариантов:

Э_г=П₁ - П₂ ;

Э_г=86859-37368,6 = 49490,4 руб.

Итак, годовой экономический эффект от применения дренчерного орошения резервуара с СУГ на одном объекте составит 49490,4 руб.

3.6 Гидравлический расчет дренчерной установки охлаждения резервуара с СУГ

3.6.1 Определяем исходные данные для расчета

Размеры защищаемого участка 7 х 10 м. Длина подводящего трубопровода 10 м. Защищаемый объект и станция пожаротушения находятся на одной отметке. Насосы запитаны от водопровода с гарантированным напором в сети. Н_подв= 12 м. Интенсивность орошения водой I_Н = 0,5 л/сек-м (пункт 25 Приложения 6 НПБ 111-98). Площадь орошения дренчерным оросителем F_op = 12м².

3.6.2 Производим трассировку трубопроводов и оросителей на плане защищаемого объекта

Производим трассировку трубопроводов на плане защищаемого объекта. В результате получаем, что фактическая площадь орошения F_op = 10м².

3.6.3 Выбираем тип оросителя и его основные параметры

Для этого определим требуемый напор Н₁ и расход Q₁ на диктующем оросителе для двух типоразмеров и сравним полученные значения интенсивности орошения по следующим формулам:

;

.

где I_н= 0,5 л/сек·м² интенсивность орошения водой; F_op=10 м - площадь орошения дренчерным оросителем; Н₁ - напор на диктующем оросителе, м; Q₁ - расход на диктующем оросителе, л/сек.

3.6.4 Определяем диаметры трубопровода

* Определяем диаметр трубопровода на участке от первого до второго оросителя:

;

где V - скорость движения воды по трубам (рекомендуется V=3-5 м/сек), принимаем V=3 м/сек; Q₁ =Q₂ - расход на диктующем оросителе, л/сек.

Принимаем трубы стальные электросварные и по таблице 3 Приложения 6 [16] для d_y = 50 мм определяем значение К_т = 110.

* Определяем напор в точке "а":

* Определяем диаметр трубопровода на участке "а-б":

Принимаем трубы стальные электросварные и по таблице 3 Приложения 6 [16] для d_y= 65 мм определяем значение К_Т = 572.

* Определяем напор в точке "б":

* Определяем расход из оросителей 3 и 4:



* Определяем диаметр трубопровода на участке от третьего до четвертого оросителя:

где V - скорость движения воды по трубам (рекомендуется V = 3-5 м/сек), принимаем V = 3 м/сек; Q₁ = Q₂ - расход на диктующем оросителе, л/сек.

Принимаем трубы стальные электросварные и по таблице 3 Приложения 6 [16] для d_y = 50 мм определяем значение К_т = 110.

* Определяем диаметр трубопровода на участке "б-в":

;

Принимаем трубы стальные электросварные и по таблице 3 Приложения 6 [16] для d_y = 100 мм определяем значение К_т = 4322.

* Определяем напор в точке "в":

* Определяем расход из оросителей 5 и 6:



* Определяем диаметр трубопровода на участке от пятого до шестого оросителя:

Принимаем трубы стальные электросварные и по таблице 3 Приложения 6 [16] для d_y = 50 мм определяем значение К_т = 110.

* Определяем диаметр трубопровода на участке "в-г":

Принимаем трубы стальные электросварные и по таблице 3 Приложения 6 [16] для d_y = 125 мм определяем значение К_т = 13530.

* Определяем напор в точке "г":

3.6.5 Определяем требуемый напор у основного водопитателя (на насосе):

;м,

где h_лин - суммарные потери напора в сети, м; h_КЛ - потери напора в клапане узла управления принимаем в установке клапан КЗУ-100; z - разность отметок "диктующего" оросителя и оси напорного патрубка водопитателя.



м,

где h_ЛИН - суммарные потери напора в сети, м; h_CT - потери напора в стояке; h_ПОДВ - потери напора в подводящем трубопроводе.

;

; м,

где l_СТ - длина стояка, м.

; м,

; м,

где h_ЛИН - суммарные потери напора в сети, м; h_РАСПР - потери напора в распределительных трубопроводах; h_CT - потери напора в стояке; h_ПОДВ -потери напора в подводящем трубопроводе; h_КЛ - потери напора в клапане узла управления принимаем в установке клапан КЗУ-100; z - разность отметок "диктующего" оросителя и оси напорного патрубка водопитателя. Пользуясь таблицей Приложения 7 [17], выбираем насос К-90/35а.

3.6.6 Определяем фактическое значение напора и расхода воды в сети

Фактическое значение напора и расхода в сети, определяется точкой пересечения Q-H характеристик сети трубопроводов и основного насоса на их совмещенном графике.

Определяем сопротивление сети:



;м·сек/л.

Задаваясь различными значениями расхода Q_i, определяются значения потерь напора:

.

Из совмещенного графика следует, что фактическое значение расхода в сети Q_Ф = 34 л/сек, фактическое значение напора Н_ф = 21 м.



Выводы

Современные тенденции развития автомобилестроения предполагают использование экологически чистых видов топлива. К таким видам топлива относятся и сжиженные углеводородные газы. В качестве топлива широко используется смесь пропан-бутан. В России СУГ (пропан-бутан) с их низкой себестоимостью способны конкурировать с традиционными видами топлива, такими как бензин и дизельное топливо. Но следует отметить, что наземные технологии хранения СУГ в одностенных резервуарах пока мало изучены, а оборудование в своем большинстве импортного производства.

Проведена детальная пожарно-техническая экспертиза проекта АГЗС по 28 позициям.

По результатам расчетов рисков пожарной безопасности установлены следующие возможные события:

· розлив СУГ на площади F_Ж=2244 м²;

· образование зоны ограничивающей область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (ц_нп) с радиусом R_ЗВК=171 м и высотой Н_ЗВК=3,9 м;

· сгорание газовоздушной смеси на открытом пространстве с образованием волны давления ДР_30м=360,63 кПа;

· пожар розлива с воздействием теплового излучения на рядом расположенные объекты q_30м=0,884 кВт/м²;

· образование «огненного шара», который будет воздействовать на окружающие объекты тепловым излучением q_30м=99,266 кВт/м² и волной избыточного давления ДР_30м=21,86 кПа.

В дипломном проекте были разработаны следующие технические решения:

· Устройство сбросной трубы (h_тр=5м), для сброса газа из оборудования до его разгерметизации. При этом обеспечивается возможность прибытия и развертывания передвижной пожарной техники до того как пожар может принять крупные размеры;

· Устройство дренчерного орошения резервуара с СУГ, мест расположения функционального оборудования и площадки для АЦ.

При выполнении вышеперечисленных технических решений АГЗС будет соответствовать требованиям норм.

Литература

1. ГОСТ Р 12.3.047-98 Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.- М.: 1998.

2. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования. - М.: Госстандарт России, 1991 г.

3. ГОСТ Р 51043-97 Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители спринклерные и дренчерные. Общие требования. Методы испытаний.

4. ППБ 01-03 Правила пожарной безопасности в Российской Федерации.- М.: 2003.

5. НПБ 111-98*. Автозаправочные станции. Требования пожарной безопасности. ГУГПС МЧС РФ, 2002 г.

6. НПБ 88-01 Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования.

7. НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности». - М.: ГУГПС МЧС РФ, 2003 г.

8. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Сирав изд.: в 2-х книгах / А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. -М.: Химия 1990.

9. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность. Обзорная информация. Серия: Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. Выпуск 3. Взрыво- и пожаробезопасность изотермических резервуаров для сжиженных углеводородных газов. В.П.Сучков, В.П.Молчанов.- М.: ЦНИИТ Энефтехим, 1993.

10. Иванников В.П., Клюс П.П. Справочник руководителя тушения пожара.- М.: Стройиздат, 1987.

России №234 от 30.04.96 года).

11. Л.К.Исаева. Экология пожаров, техногенных и природных катастроф.- М.: 2000.

12. Аболенцев Ю.И. Экономика противопожарной защиты. -М., ВИПТШ МВД СССР, 1986.

13. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Производственная и пожарная автоматика» Часть 2 «Пожарная автоматика».-М.: ВИПТШ МВД РФ, 1992.

14. Автозаправочные станции: Оборудование. Эксплуатация. Безопасность.: В.Г. Коваленко, А.С. Сафонов, А.И. Ушаков, В. Шергалис. - СПб.: НПИКЦ, 2003. - 280 с.

Размещено на Allbest.ru

...