Проектирование систем безопасности технологического процесса хранения нефтепродуктов на нефтебазе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

нефтебаза нефтепродукт безопасность пожар

Введение

1. Анализ опасностей технологического процесса

1.1 Краткое описание процесса хранения нефтепродуктов на нефтебазе

1.2 Источники опасности при хранении нефтепродуктов на нефтебазе

1.3 Анализ риска при процессе хранения нефтепродуктов на нефтебазе

2. Мероприятия по совершенствованию систем безопасности технического объекта

2.1 Мероприятия, направленные на снижение вероятности возникновения статического электричества

2.2 Мероприятия, направленные на снижение вероятности возникновения пожароопасных ситуаций, связанных с возгоранием резервуаров

3.Оценка факторов, связанных со сценарием “Пожар в резервуаре с нефтепродуктами”

3.1 Оценка факторов, связанных со сценарием “Взрыв резервуара с нефтепродуктами”

3.2 Мероприятия, направленные на повышение производственной безопасности объекта и предотвращения возникновения пожара и взрыва резервуара с нефтепродуктами

Заключение

Список использованных источников



Введение

Во многих производственных сферах деятельности человека не обойтись без использования природных энергоресурсов. Для получения топлива нефть является одним из основных сырьевых материалов. Нефть и нефтепродукты, перерабатываемые в нефтяной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности обеспечивают продукцией многие отрасли Российской Федерации. Их пожароопасные свойства создают особую сложность при возникновении аварий, пожаров на предприятиях, что приводит к частичной остановке технологического производства и останавливает не одно, а несколько предприятий. Их простой, прямые убытки от данных пожаров увеличивает косвенный ущерб, наносимый государству. Поэтому все технологические операции по переработке, перевозке, хранению (слив, налив) и использованию нефтепродуктов требуют особого соблюдения соответствующих норм и правил.

Современные нефтебазы представляют собой сложный инженерно-технический комплекс, включающий здания и сооружения, трубопроводы, резервуары, насосные станции и специальное оборудование, предназначенное для приема, хранения и реализации нефтепродуктов.

Целью курсовой работы является проектирование систем безопасности технологического процесса хранения нефтепродуктов на нефтебазе

Задачи:

1) выявление опасностей, связанных с хранением нефтепродуктов на нефтебазе.

2) анализ риска опасностей хранения нефтепродуктов на нефтебазе.

3) моделирование ситуации, при которой произойдет взрыв или пожар резервуара с нефтепродуктами

4) предложение необходимых мероприятий для повышения производственной безопасности

1. Анализ опасностей технологического процесса

1.1 Краткое описание процесса хранения нефтепродуктов на нефтебазе

Хранение нефти и нефтепродуктов на нефтебазах в России регламентируют «Правила технической эксплуатации нефтебаз» утвержденные приказом номер 232 Министерства энергетики РФ в июне 2003 года.[1] В этих Правилах технической эксплуатации прописаны основные требования, которым должны соответствовать прием и отгрузка нефтепродуктов, хранение светлых нефтепродуктов, нефти и её темных фракций, сроки хранения нефтепродуктов и многое другое.

Нефтебазы в зависимости от преобладающих операций делят на перевалочные и распределительные.

Перевалочные базы предназначены для перегрузки (перевалки) нефти или нефтепродуктов с одного вида транспорта на другой. Кроме того, нефтепродукты и нефть могут поступать также и по магистральному нефтепродуктопроводу. Перевалочные базы имеют значительный грузооборот и общий объем, развитые приемо-раздаточные устройства и мощное насосное хозяйство. Располагают базы вблизи железных дорог, на берегах морей и судоходных рек.

Распределительные нефтебазы предназначены для непродолжительного хранения нефтепродуктов и снабжения ими потребителей. Они имеют небольшой объем и небольшой район обслуживания. Распределительные базы делят на водные, водно-железнодорожные, железнодорожные, автодорожные и базы, снабжение которых производится от магистральных нефтепродуктопроводов.[2]

Основными операциями нефтебаз являются:

1. прием нефти и нефтепродуктов, прибывающих по железной дороге и водным транспортом, а также по трубопроводу;

2. хранение нефти и нефтепродуктов;

3. выдача нефтепродуктов потребителям.

1.2 Источники опасности при хранении нефтепродуктов на нефтебазе

Наиболее вероятными событиями, которые могут являться причинами пожароопасных ситуаций на объектах, считаются следующие:

· Выход параметров технологических процессов за критические значения, который вызван нарушением технологического регламента (например, перелив жидкости при сливоналивных операциях, разрушение оборудования вследствие превышения давления по технологическим причинам, появление источников зажигания в местах образования горючих газопаровоздушных смесей);

· Разгерметизация технологического оборудования, вызванная механическим (влияние повышенного или пониженного давления, динамических нагрузок и т. п.), температурным (влияние повышенных или пониженных температур) и агрессивным химическим (влияние кислородной, сероводородной, электрохимической и биохимической коррозии) воздействиями;

· Механическое повреждение оборудования в результате ошибок работника, падения предметов, некачественного проведения ремонтных и регламентных работ и т. п. (например, разгерметизация оборудования или выход из строя элементов его защиты в результате повреждения при ремонте или столкновения с железнодорожным или автомобильным транспортом).

Объектам нефтегазового производства, в том числе складам нефти и нефтепродуктов, присущ ряд специфических признаков, которые указывают на возможность возникновения опасных событий, сопровождающихся взрывами с разрушениями и гибелью людей:

· Даже при эксплуатации при обычной обстановке повышенная пожароопасность за счет значительных выбросов паров.

· Близкое совместное расположение различных типов источников повышенной опасности; при распределении по большой площади.

· Большая скорость распространения аварийной ситуации, потенциал быстрой миграции огня и взрывов во всех направлениях; большая разрушительная способность.

В целом, аварии на складах нефти и нефтепродуктов могут быть вызваны множеством причин.

Рисунок 1 - Причинно-следственная диаграмма аварий.[3]

Типовой пример возникновения пожара в резервуарном парке:

· В результате нарушения герметичности арматуры или оборудования происходит истечение горючих продуктов в окружающее пространство;

· Вышедшие горючие продукты либо воспламеняются, либо создают обширную зону газопаровоздушной смеси с взрывоопасной концентрацией горючего;

· Факторы возникшего пожара (взрыва) интенсивно воздействуют на аппарат или трубопровод, из которого происходит истечение, а также на соседнее оборудование, трубопроводы и т.п., вследствие чего в них повышается давление выше расчетного, они теряют прочность и разрушаются или происходит их разгерметизация вследствие разрушения от пламени уплотняющих устройств;

· Количество выходящего продукта и масштабы пожара увеличиваются со временем, принося большой материальный ущерб и приводя к человеческим жертвам.

Развитие сценария происходит по примерному варианту:

· Инициирующие пожароопасные ситуации и пожары: разгерметизация резервуаров, разгерметизация трубопроводов бензина, возникновение пожаров на дыхательной арматуре резервуаров и возникновение пожаров по всей поверхности резервуаров.

· Пожар на дыхательной арматуре резервуара приводит к возникновению пожара резервуара по всей поверхности с условной вероятностью 100%.

· Происходит квазимгновенное разрушение резервуара (распад резервуара на приблизительно равные по размеру части в течение секунд или долей секунд), перелив части хранимого в резервуаре продукта через обвалование (ограждение) парка.

· При мгновенном воспламенении вышедшего горючего продукта возникает пожар пролива.

· При отсутствии мгновенного воспламенения вышедшего горючего продукта происходит испарение бензина с поверхности пролива с возможностью образования взрывоопасного паровоздушного облака. Испарение с поверхности пролива бензина приводит к образованию взрывоопасного паровоздушного облака только в случае безветрия (штиля).

· Последующее воспламенение при условии отсутствия мгновенного воспламенения приводит к взрыву образовавшегося паровоздушного облака или его сгоранию в режиме пожара-вспышки. Последующее воспламенение при условии отсутствия мгновенного воспламенения при наличии ветра приводит к пожару пролива.

· Воздействие пожара пролива бензина на резервуар парка при условии неэффективной работы (невыполнения задачи) системой водяного орошения резервуара приводит к возникновению пожара резервуара по всей поверхности.

· Воздействие пожара одного из резервуаров парка при условии неэффективной работы (невыполнения задачи) системой водяного орошения соседнего резервуара приводит к возникновению пожара по всей поверхности соседнего резервуара.

На исправно работающих резервуарах основными источниками зажигания являются:

· Проявление атмосферного электричества, искры от электроустановок - чаще всего происходят в железобетонных резервуарах с нефтью на нефтепроводах и нефтезаводах

· Самовозгорание пирофоров - характерны для промысловых и нефтезаводских резервуаров типа РВС с высокосернистой нефтью и светлыми нефтепродуктами.

· Механические удары при отборе проб и замере уровня - чаще всего - взрыв при ручном отборе проб с крыши резервуаров типа РВС.

· Технологические огневые устройства.

· Разряды статического электричества.

Повышенная загазованность территории резервуарных парков способствует пожарам от различных источников зажигания (автомобилей, огневых нагревателей, факелов, магнитных пускателей):

· При подаче в промышленные резервуары нефти, недостаточно сепарированной от газа.

· При перекачке резервуара нефти, имеющей высокую упругость паров.

· В случае переполнения резервуаров нефтью или бензином

· Примерно одна треть пожаров и загораний происходит на очищаемых и ремонтируемых резервуарах:

· При очистке резервуаров перед ремонтом.

· При проведении огневых работ на предварительно очищенных резервуарах.

· При проведении работ по ремонту и обслуживанию.[3]

1.3 Анализ риска при процессе хранения нефтепродуктов на нефтебазе

В современных условиях в нефтегазовой сфере, одними из самых серьезных проблем являются взрывы, пожары и загрязнение окружающей среды. Помимо угрозы жизни персонала и населения, такие события приводят к существенным материальным потерям и убыткам. Развитие технологии позволило за последние годы существенно уменьшить число опасных происшествий в нефтегазовой отрасли. Однако, они все еще происходят. В связи с этим, важную роль играет комплекс мероприятий, направленный на предотвращение чрезвычайных обстоятельств. Вопреки расхожему мнению о том, что такого рода происшествия «невозможно предсказать», практика показывает, что практически всех из них можно избежать.

По данным статистике Ростехнадзора за 2018 год, произошло 12 аварий на нефтебазах.

Рисунок 2 - Динамика аварийности за 2009-2018 годы на опасных производственных объектах [4]

В таблице 1 представлено распределение по видам аварий на нефтебазах за 2017-2018 годы.

Таблица 1 - Распределение аварий по видам аварий на опасных производственных объектах за 2017-2018 годы

Виды аварий	Количество аварий
	2017 год	2018 год	+/-
		%		%
Взрыв	6	30	2	16,7	-4
Пожар	10	50	9	75	-1
Выброс опасных веществ	4	20	1	8,3	-3
Всего:	20	100	12	100	-8

Из таблицы видно, что основным видом аварий является пожар на объекте, доля которого составляет 75% от общего числа.

Установлено, что основными объектами пожаров являлись:

· резервуарные парки (нефтебазы) (30,75 % от общего числа заключений);

· резервуары для хранения нефтепродуктов, расположенные на территории нефтеперерабатывающих заводов (15 %);

· резервуары для хранения нефтепродуктов, расположенные на территории промышленных предприятий (2,5 %);

· нефтепроводы, расположенные на территории нефтебаз (2,5 %);

· автомобильные цистерны для перевозки нефтепродуктов (6,25 %);

· железнодорожные цистерны для перевозки нефтепродуктов на нефтебазе (2,5 %);

· сливо-наливные эстакады для налива нефтепродуктов (2,5 %);

· склад горюче-смазочных материалов (2,5 %);

Среди пожаров на нефтебазах 93,4 % пожаров и аварий возникли на наземных резервуарах, из них:

- 53,9 % - на резервуарах для хранения бензина;

- 32,1% - на резервуарах для хранения сырой нефти;

- 14,0 % - на резервуарах, используемых для хранения других видов нефтепродуктов (дизельное топливо, керосин, мазут и др.).

Основными причинами пожаров были:

- воспламенение смеси паров нефтепродукта с воздухом от источников зажигания различной природы (76,25 % от общего числа);

- самовоспламенение паровоздушной смеси (2,5 % от общего числа);

- самовозгорание пирофорных отложений (3,75 % от общего числа);

- ремонтные работы (очистные, сварочные работы, резка металла и др.) (14 % от общего числа). [4]

Источники зажигания в подготовленных пожарно-техническими приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Распределение пожаров по источникам зажигания

№ п/п	Источник зажигания	Процент от общего количества пожаров
1	Разряды статического электричества	15,1
2	Фрикционные искры	14,5
3	Нагретые до высоких температур поверхности, узлы и детали оборудования	12,8
4	Пирофорные отложения	12,8
5	Электрические искры	10,8
6	Раскаленные частицы металла (искры) при проведении сварочных работ	9,9
7	Тепловые проявления аварийного режима работы электрооборудования	8,5
8	Открытое пламя	8,1
9	Тепловое самовозгорание	3,5
10	Искры от сгорания топлив	2,3
11	Источники малой мощности (тлеющие табачные изделия)	1,12
12	Прямой удар молнии	0,58
13	Занос высокого потенциала	0,58
14	Электрическая дуга	0,3



2. Мероприятия по совершенствованию систем безопасности технического объекта

2.1 Мероприятия, направленные на снижение вероятности возникновения статического электричества

Как видно, наиболее часто в роли источников зажигания выступают разряд статического электричества (15,1 %). Образование зарядов статического электричества связано с тем, что нефть и нефтепродукты являются диэлектриками, и поэтому при интенсивном трении их частиц друг о друга, а также о воздух имеет место электростатическая индукция.

Для обеспечения электростатической искробезопасности резервуаров необходимо:

· заземлить все их электропроводные узлы и детали;

· исключить процессы разбрызгивания и распыления нефти (нефтепродуктов), а также возможность искрообразования при отборах проб и замерах уровня жидкости в резервуарах;

· ограничить скорости заполнения резервуаров, а так­же истечения нефти (нефтепродуктов) при размыве донных отложений

Технологические трубопроводы и оборудование, рас­положенные в резервуарном парке и на резервуарах, на всем протяжении должны представлять собой непрерывную электрическую цепь и присоединяются к контуру заземления не менее чем в двух местах.

При ручном отборе проб или замере уровня нефти (нефтепродуктов) в резервуаре через замерный люк дан­ные операции необходимо выполнять не ранее чем че­рез 10 минут после прекращения операции закачки (откачки)

2.2 Мероприятия, направленные на снижение вероятности возникновения пожароопасных ситуаций, связанных с возгоранием резервуаров.

Все резервуарные парки, в состав которых входят резервуары, объемом 5000 м3 должны быть оборудованы системами автоматической пожарной защиты.

Резервуарные парки необходимо оборудовать системой обваловывания резервуаров, для недопущения распространения огня.

На технологических трубопроводах резервуаров с понтонами должны быть предусмотрены устройства для подключения высоконапорных пеногенераторов с быстроразъемными приспособлениями.

Для ликвидации пожара пролившегося в обваловании нефтепродукта рекомендуется предусматривать применение переносных лафетных стволов (мониторов), предназначенных для подачи пены низкой кратности. Количество данных стволов определяется расчетом и должно быть не менее двух на каждый отдельно стоящий резервуар. Для обеспечения работы лафетных стволов рекомендуется предусматривать дополнительный запас пенообразователя. продуктов.

Резервуары необходимо обеспечить автоматическими установками пожаротушения. К системам автоматической пожарной защиты резервуарных парков включают требования наличия:

- автоматической пожарной сигнализации и аппаратуре управления (АПС);

- автоматических установок пожарной защиты отдельных резервуаров;

- пожарно-насосных станций с противопожарным водопроводом, запорной арматурой, водоисточниками и резервуарами, предназначенными для хранения противопожарного запаса воды;

- пожарно-насосных станций пенного пожаротушения с сетью трубопроводов, запорной арматурой и резервуарами, предназначенными для хранения воды и пенообразователя;

- электрооборудования и электроснабжения.

Все резервуары от 5000 м3 и более должны быть оборудованы системой автоматической пожарной сигнализацией, включающей в себя комплекс автоматических установок охлаждения горящего резервуара и тушения пожара нефтепродукта в нем.

Оборудуется пожарный пост, который должен работать в круглосуточном режиме с постоянным дежурством людей, и находящийся за пределами обворовываниям. Пожарный пост оборудуется приборами, в состав которых, наряду с прочими, должны входить световая и звуковая сигнализация, передающая информацию:

- о возникновении пожара;

- о срабатывании автоматической установки охлаждения резервуара;

- о срабатывании автоматической установки тушения пожара нефтепродукта в резервуаре;

- об исчезновении напряжения основного источника питания;

- об обрыве электрических цепей запорных устройств с электроприводом;

- об обрыве или коротком замыкании электрических цепей приборов, регистрирующих срабатывание узлов управления, формирующих команду на автоматическое включение пожарных насосов.

Для сохранения работоспособности стационарной установки тушения пожара нефтепродукта в резервуаре, либо ее элементов в условиях пожара, необходимо использовать огнезащитные покрытия, несгораемую теплоизоляцию и тепловые экраны, для обеспечения устойчивости к тепловому воздействию пожара в течение не менее 60 минут.

3. Оценка факторов, связанных со сценарием “Пожар в резервуаре с нефтепродуктами”

1. Характеристика резервуарного парка

На территории объекта расположено пять наземных резервуаров с нефтью (одинаковой емкости), насосная станция. Помимо резервуаров с нефтью на территории имеется подземный резервуар для хранения противопожарного запаса воды.

При оценке экологического риска для объектов рассматриваются сценарии развития наиболее тяжелых аварийных ситуаций, в результате которых может быть нанесен значительный ущерб окружающей природной среде.

В качестве такого сценария рассмотрим разлив нефтепродуктов при разрушении одиночной емкости, содержащей максимальный объем и возникновение пожара разлития.

Объем разрушенной емкости определяем по формуле (1)[5]:

Vo = ==45747,43 м3, (1)

Где:

d - диаметр резервуара, d=56,9 м;

h - высота резервуара, h=18 м.

По СНиП 2.11.03-93 “Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы”[6] категория склада будет I, так как общая вместимость склада равна 365979,44 м3.

По данному СНиПу определим также следующие расстояния:

· до внутренней автомобильной дороги и проездов - 75м

· между резервуарами в одной группе (со стационарной бескаркасной крышей крышей) - 30 м

· однополосные дороги - 3м, двуполосные - 6м.

2. Оценка площади разлива

Площадь разлива нефтепродуктов S определяется следующим образом:

для наземных резервуаров при наличии обваловки или ограждающих стен:

S=So = a*b (2)

Где So - площадь внутри обвалований. а - длинна обвалования. b - ширина обвалования.

So=294,7*207,4=61120.78 м2.

Факторы воздействия на природную среду при возникновении пожара разлития нефтепродуктов

Зона горения. Зона теплового воздействия

При оценке факторов воздействия на природную среду, сопровождающих пожар разлития, выделяют две зоны:

· зона горения - часть пространства, примыкающая к зоне горения, в которой происходит воспламенение или изменение состояния материалов и конструкций, растительности, поражающее действие на животных.

· Зона теплового воздействия - часть пространства, примыкающая к зоне горения, в которой происходит воспламенение или изменение состояния материалов и конструкций, растительности, поражающее действие на животых.

В зоне горения (которая совпадает с площадью разлития нефтепродуктов) происходит сгорание материалов, растительности, 100% поражение животных, в атмосферный воздух выбрасываются токсичные продукты горения.

При пожаре в резервуаре с нефтепродуктами рассматриваем вариант развития аварии, пожар в резервуаре без выброса горящей жидкости:

Зона теплового воздействия ограничивается дальностью Rб, зависящей от пороговой интенсивности теплового излучения I*, определяется по формуле (3):

Rб =R*, (3)

где:

R* - приведенный размер очага горения, для пожара разлития R*=d=56,9м;

Qo - удельная теплота пожара, для нефти Qo= 1180 кДж/м2*с;

Xи = 0,08 для пожара разлития.

Используя пороговые уровни теплового излучения I*, рассчитаем радиусы теплового воздействия на различные объекты, результаты поместим в таблицу 3.

Таблица 3 - Зоны теплового воздействия

№	Объект	Время воздействия	I*, кДж/м2*с	Rб, м
Животные
1	Появление ожогов	2 сек.	30	63,02
2	Появление ожогов	10 сек.	10,5	102,63
3	Появление ожогов	65 сек.	2,5	324,25
4	Безопасный уровень		1,26	571,93
Растительный комплекс
5	Возгорание 15% древесины	5 мин.	17,5	18,18
6	Возгорание 15% древесины	10 мин.	14	35,47
Почвенный комплекс
7	Возгорание торфа, уничтожение верхнего слоя почвенного покрова	3 мин.	35	54,6
Техногенный комплекс
8	Возгорание мазута, масла	3 мин.	35	54,6
9	Возгорание ЛВЖ	3 мин.	41	46,19

Расчёт:

1) R = 56,9* 1180/30 = 18990,63/30 = 63,02 м

2) R = 18990,63/10,5 = 102,63 м

3) R = 18990,63/2,5 = 324,25 м

4) R = 18990,63/1,26 = 571,93 м

5) R = 18990,63/17,5 = 18,18 м

6) R = 18990,63/14 = 35,47 м

7) R = 18990,63/35 = 54,6 м

8) R = 18990,63/35 = 54,6 м

9) R = 18990,63/41 = 46,19 м.

Оценка массы загрязняющих веществ М а

Оценка массы загрязняющих веществ М a, выбрасываемых в атмосферу при горении нефтепродуктов, производится по формуле (4):

М= К* Кнп * М, кг, (4)

где:

К- коэффициент эмиссии -го вещества, кг/кг (табл. 4);

Кнп - коэффициент полноты сгорания нефтепродуктов;

М - масса горящих нефтепродуктов, кг.

Таблица 4 - Коэффициент эмиссии загрязняющих веществ при горении нефти

№	Вещество	Кa, кг/кг
1	Оксид углерода	8,40*10-2
2	Сероводород	1,00*10-3
3	Оксиды азота	6,90*10-3
4	Оксиды серы (в пересчете на SO2)	1,00*10-3
5	Сажа	1,70*10-1
6	Синильная кислота	1,00*10-3
7	Пятиокись ванадия	4,64*10-4
8	Бензапирен	7,60*10-8

Коэффициент полноты сгорания нефтепродуктов Кнп зависит от типа подстилающей поверхности в зоне горения. Так как горение происходит инертной почве, то:

Кнп = 1- X*W (5)

где:

X - пористость грунта;

W - влагосодержание грунта.

Кнп = 1-0,65*0,75=0,513

Масса нефтепродуктов рассчитывается по формуле:

М = V*po нп, (6)

где po нп - плотность нефти, равная 0,85 т/м3

М=45747,43*0,85=38885,32 т.

Масса горящих нефтепродуктов М - часть общей массы разлитых нефтепродуктов, пропорциональная площади области разлива, попавшей на данный тип подстилающей поверхности.

Расчёт:

1) М= 8,40*10-2*0,513*38885,32= 8,40*10-2*19948,17 = 1675,64 т = 1675640 кг

2) М= 1,00*10-3*19948,17 = 19948,17*10-3 т = 19948,17 кг

3) М= 6,90*10-3*19948,17 = 137,64 т = 137640 кг

4) М= 1,00*10-3*19948,17 = 19,4817 т = 19948,17 кг

5) М= 1,70*10-1*19948,17 = 3391,19 т = 339119 кг

6) М= 1,00*10-3*19948,17 = 19948,17 *10-3 т 19948,17 кг

7) М= 4,64*10-4*19948,17 = 92559,50*10-4 т = 9255,95 кг

8) М= 7,60*10-8*19948,17 = 151606,09*10-8 т = 1,52 кг.

3.1 Оценка факторов, связанных со сценарием “Взрыв резервуара с нефтепродуктами”

Рассматривается комбинированный детонационно-дефлаграционный взрыв топливно-воздушной смеси в одиночной емкости, содержащей максимальный объем нефтепродуктов. В этом случае во взрыве участвует в качестве топливно-воздушной смеси 50% массы нефтепродуктов, хранящихся в резервуаре, т.е. 38885,32 тонн.

Последовательность оценки последствий взрыва для дальности R (R в данном случае соответствует расстоянию от разрушенной емкости до частично заглубленного резервуара 186,17 м):

Вычисляем радиус зоны бризантного действия взрыва по формуле:

R1=1/753*М=1/421875*3888532 =9,21 м, (7)

Где М - масса ТВС в кг;

Вычисляем радиус зоны огненного шара по формуле:

R2=1,7* R1=1,7*9,21=15,657 м; (8)

Вычисляем избыточное давление на внешней части этой зоны:

Рфощ=1300(R1/ R2)3+50=303,5 кПа; (9)

Избыточное давление в зоне действия ударной волны РRф при R>R2 рассчитывается по формуле:

РRф= = 233/58,18=4,005 кПа; (10)

Для оценки теплового воздействия взрыва рассчитывается интенсивность теплового потока IR:

IR=Qo*FR*TR, кДж/м2*с (11)

где:

Qо - удельная теплота пожара (для нефти Qо = 1180 кДж/м2с);

TR - коэффициент прозрачности воздуха в зоне взрыва.

TR =1-0,058*lnR=1-0,058*ln 186,17=0,697; (12)

FR - угловой коэффициент пожара (огненного шара).

FR == = 6,99*10-3 (13)

По формуле 11:

IR= 1180*6,99*10-3*0,697=5,75 кДж/м2*с;

Продолжительность существования огненного шара:

tсв = 0,45=0,45*35,36=15,25 с; (14)

Тепловой импульс:

UT = IR* tсв= 5,75*15,25=87,69 кДж/м2. (15)

Оценка поражающего действия ударной волны на объекты, расположенные на расстоянии R от взорвавшегося резервуара

Частично заглубленный резервуар, находящийся на расстоянии примерно 186,17м от одиночной взорвавшейся емкости, будет испытывать избыточное давление 4,005 кПа, то есть будет подвержено слабому разрушению (40 кПа).

Оценка поражающего действия теплового импульса на животных, материалы и растительность

Тепловой импульс может повлиять следующим образом:

на животных: ожог легкой тяжести, ожог средней тяжести, тяжелые ожоги, смертельные ожоги;

на растительный комплекс: воспламенение сухого дерева, воспламенение кроны деревьев;

на техногенный комплекс: воспламенение досок и резины, воспламенение кровли (рубероид).

Тепловой импульс, равный 87,69 кДж/м2, может нанести ожоги легкой степени тяжести, поэтому животные, растения и техногенный комплекс могут быть подвержены воздействию поражающих факторов.

3.2 Мероприятия, направленные на повышение производственной безопасности объекта и предотвращения возникновения пожара и взрыва резервуара с нефтепродуктами

Для повышения производственной безопасности будут предложены следующие мероприятия:

1) Замена оборудования

Для хранения нефтепродуктов на данной нефтебазе используются вертикальные резервуары с бескаркасной крышей. Они значительно уступают вертикальным резервуарам с защитной стенкой и каркасной крышей при больших объёмах хранения нефтепродуктов.

Вертикальные резервуары с защитной стенкой представляют собой “стакан в стакане”. Нефтепродукт или другая жидкость хранится во внутреннем корпусе. Наружная стенка необходима для предотвращения попадания вредных веществ в почву или в воздух в случае нарушения герметичности. Наружный слой - это стенка, высотой не менее 80% от высоты основной емкости. Дно основного резервуара может соприкасаться с дном защитного. В некоторых случаях необходимо предусмотреть свободное пространство между днищами, например, для осуществления улучшенного контроля протечек. Тогда основание внутреннего сосуда опирается на арматурные сетки или решетки.

Рисунок 3 - Вертикальный резервуар с защитной стенкой

Каркасные крыши - это несущая металлическая конструкция, которая крепиться к обечайке, и настил, свободно опирающийся на каркас. Они обладают большей сопротивляемости высоким динамическим нагрузкам и используются при больших объемах хранения нефтепродуктом объемом более 5000 м3. Они изготавливаются во взрывозащищенном исполнении, так как могут выполнять функцию аварийного клапана в случае повышения давления: вместо серьёзного разрушения и деформации, отрывается настил в месте приварки каркаса, так как сам настил не крепится к корпусу. Таким образом обеспечивается целостность. [7]

Рисунок 4 - Вертикальный резервуар с каркасной крышей

Замена вертикального резервуара с бескаркасной крышей на вертикальный резервуар с защитной стенкой и каркасной крышей позволит снизить вероятность утечки и разгерметизации резервуаров, которые могу повлечь за собой пожар и взрыв.

2) Оборудование резервуаров стационарной системой охлаждения

При возникновении пожара в стальном резервуаре с нефтепродуктом, его стенки быстро нагреваются до температуры минимум 700 oC. Применение стационарной системы водяного охлаждения способствует охлаждению стенок в зоне подачи воды.

Стационарная установка системы водяного охлаждения состоит из оросительного кольцевого трубопровода с устройствами для распыления воды в верхнем поясе резервуара. Кольцо может быть разделено на секции, которые соединяются подводящими трубопроводами с сетью противопожарного водопровода. [8]

Рисунок 5 - стационарная система водяного охлаждения вертикального резервуара

Данная установка позволит защитить объект от внешних факторов воздействия (пожар на другом объекте) и так же в случае пожара резервуара с нефтепродуктами снизит вероятность распространения огня за пределы объекты.



Заключение

Пожарная безопасность нефтебаз очень важная тема для нашего времени, поскольку они являются взрывоопасными объектами и количество их с каждым годом значительно увеличивается.

В данном курсовом проекте рассмотрена технологическая система резервуарного парка нефтебазы, которая характеризуется размещением горизонтальным резервуаров для хранения нефтепродуктов

На основании расчёта, который показал, что давление и тепловое излучение, высвободившиеся в результате пожара или взрыва вертикального резервуара с нефтепродуктами может повлечь за собой слабые разрушения соседних резервуаров, а также создать пламя, которое распространиться за пределы объекты и окажет неблагоприятное воздействие на другие промышленные и жилые комплексы.

По этой части работы сделаны следующие заключения:

1) Для поддержания бесперебойной работы объекта, необходимо контролировать параметры технологических процессов нефтебаз в пределах нормального технологического режима (температура, атмосферное давление, уровень налива нефтепродуктов в хранилища, скорость налива),

2) Использование молниезащиты и заземления резервуарного парка, так как более 15% от всего количества пожаров на нефтебазах приходится на статическое электричество.

3) Предложены проектные решения для защиты объектов резервуарного парка нефтебаз.

В случае применения и соблюдения всех выше предложенных мероприятий можно добиться высокой надежности в системе работы промышленного объекта и тем самым предотвратить возникновение чрезвычайных ситуаций.



Список использованных источников

1. ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ "Об утверждении Правил технической эксплуатации нефтебаз" от 19 июня 2003 года № 232

2. Главные правила хранения нефтепродуктов // Портал о нефти URL: https://neftok.ru/raznoe/hranenie-nefteproduktov.html (дата обращения: 11.10.2019).

3. Пожарная безопасность нефтебаз, резервуарных парков, складов нефти и нефтепродуктов // Технология безопасности Эрвист URL: https://neftok.ru/raznoe/hranenie-nefteproduktov.html (дата обращения: 11.10.2019).

4. ГОДОВОЙ ОТЧЕТ О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ В 2018 ГОДУ // РОСТЕХНАДЗОР URL: http://m.gosnadzor.ru/public/annual_reports/Годовой%20отчет%20за%202018%20год.pdf (дата обращения: 12.10.2019).

5. ВРЕМЕННОЕ МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО ОЦЕНКЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НЕФТЕБАЗ И АВТОЗАПРАВОЧНЫХ СТАНЦИЙ // Библиотека нормативной документации URL: https://files.stroyinf.ru/Data1/59/59538/index.htm#i175856 (дата обращения: 10.11.2019).

6. СНиП "Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы" от 01.07.1993 № 2.11.03 // Российская газета.

7. Классификации резервуаров для нефтепродуктов // Саратовский Резервуарный Завод URL: https://sarrz.ru/produkciya/rezervuary_vertikalnye_rvs/ (дата обращения: 10.11.2019).

8. Как должна работать установка водяного охлаждения в резервуарном парке // Мир технологий пожарной безопасности URL: https://www.pnx-spb.ru/media_centr/mneniya-i-publikacii/kak-dolzhna-rabotat-ustanovka-vodyanogo-okhlazhdeniya-v-rezervuarnom-parke/ (дата обращения: 10.11.2019).

Размещено на Allbest.ru

...