Отчёт по практике по дисциплине «Машиностроение»

Письменное задание 7

Проведение теоретических и экспериментальных исследований

Цель задания: провести теоретические и экспериментальные исследования по теме магистерской диссертации.

Алгоритм выполнения проверяемого задания

1. Изучить алгоритм разработки проекта технического решения, направленного на улучшение техносферной безопасности.
2. Ознакомиться с теоретической частью.
3. Оформить результаты работы.

ВВЕДЕНИЕ

В сентябре 2010 года на территории ОАО «Ново-Уфимский нефтеперерабатывающий завод» в Уфе (один из крупнейших в России по мощности первичной переработки нефти) произошел взрыв и возник пожар. В феврале 2011 года на нефтеперерабатывающем заводе в городе Байджи в 200 км от Багдада прогремел взрыв, который привел к прекращению работы крупнейшего иракского НПЗ. Нефтеперерабатывающий завод города Байджи (примерно 180 км севернее Багдада) ежедневно производит 11 млн литров бензина, 7 млн литров бензола и 4,5 млн литров керосина. На заводе начался сильнейший пожар. Как мы видим на примерах пожаров в резервуарных парках существующие на сегодняшний день стационарные системы противопожарной защиты вертикальных стальных резервуаров не обеспечивают достаточной защиты, не говоря уже о быстром тушении пожаров.

Указанные обстоятельства, связанные с масштабами возможных последствий чрезвычайных ситуаций на объектах хранения нефти и нефтепродуктов, потенциальным ущербом требуют серьезного анализа состояния техногенной безопасности этих хранилищ, а также реализацию мер по повышению уровня пожаро-, взрывобезопасности.

Данное обстоятельство и диктует актуальность выбранной темы дипломного проектирования «Совершенствование способов защиты населения с использованием инструментов иммитационного моделирования (на примере Омского нефтеперерабатывающего завода)».

Основными задачами данного проекта являются:

анализ возможных техногенных опасностей на Омского нефтеперерабатывающего завода;

изучение возможных сценариев аварийных ситуаций, которые могут возникнуть на объекте, и оценка их последствий, в том числе влияние на людей, оборудование, здания и сооружения;

анализ пожарной опасности технологического процесса;

совершенствование способов защиты населения с использованием инструментов иммитационного моделирования

разработка организационных и инженерно-технических мероприятий и решений, направленных на обеспечение пожарной безопасности технологического процесса и оборудования.

С каждым годом количество энергоёмких объектов увеличивается. Важным критерием для строительства и реконструкции данных объектов является пожаровзрывобезопасность и взрывоустойчивость.

К взрывопожароопасным объектам относятся: нефтеперерабатывающие предприятия, объекты газового хозяйства, атомные электростанции, объекты, использующие в технологических процессах взрывоопасные вещества, автозаправочные станции и др.

Основной угрозой для изучаемых объектов является их пожаровзрывоопасность вследствие наличия значительного количества горючих веществ. Аварийные утечки горючих веществ приводят к формированию газопаровоздушных смесей, которые в определенных пропорциях с воздухом и при наличии источника воспламенения способны привести к взрыву.

Год от года взрывопожароопасных объектов становится всё больше, также увеличивается износ существующих объектов.

Крупнейшие техногенные аварии, связанные с формированием взрывоопасных зон газопаровоздушных смесей и сопровождающиеся взрывами и пожарами, унесли сотни человеческих жизней и нанесли огромный урон окружающей среде и материально-технической базе. По статистике количество пожаров в нашей стране в 300…400 раз больше, чем количество взрывов, а вот общий ущерб от взрывов составляет примерно 25% от общего ущерба при пожарах [20, 76]. Только за 2014 год (по данным МЧС России) в нашей стране произошло 17 взрывов горючих веществ, в результате которых погибло около 50 человек и пострадало более 250.

Оценка опасностей, вызванных формированием взрывоопасных зон газопаровоздушных смесей на промышленных объектах — одна из основных проблем пожарной и промышленной безопасности.

Актуальность темы настоящей исследования определяется необходимостью исследования и дальнейшей разработки методов расчёта процессов формирования взрывоопасных зон, возникающих при аварийных выбросах горючих веществ в атмосферу и внутрь помещений. Это связано с тем, что параметры взрывного горения, в первую очередь, определяются распределением концентрации горючего вещества во взрывоопасной зоне. Учитывая, что в нормативных документах отсутствует чёткое описание и единый подход к анализу аварийных выбросов горючих веществ, данная диссертационная работа является актуальной.

Таким образом, актуальной является научная задача по выработке на основе теоретических и экспериментальных исследований решений, направленных на развитие методов, позволяющих достоверно прогнозировать процесс формирования взрывоопасных зон при аварийных утечках и проливах горючих смесей и жидкостей.

Степень разработанности темы исследования. Изучением процесса формирования взрывоопасных зон при аварийных выбросах горючих веществ занимались многие отечественные учёные в области обеспечения взрывобезопасности и взрывоустойчивости зданий и сооружений (Андрианов Р.А., Бабкин B.C., Баратов А.Н., Бегишев И.Р., Болодьян И.А., Гельфанд Б.Е., Горев В.А., Зельдович Я.Б, Казённов В.В., Комаров А.А., Корольченко А.Я., Макеев В.И., Мишуев А.В., Молчадский И.С., Пилюгин Л.П., Сафонов B.C., Стрельчук Н.А., Франк-Каменецкий Д.А., Хуснутдинов Д.З., Шебеко Ю.Н., Щелкин К.И. и др.), а также зарубежные ученые (Bradley D., Canu P., Crescitelli S., Fairweather M., Hirano Т., Mitcheson A., Moen I.O., Pasman H.I., Solberg D.M., Yao C., Zalosh R.G. и др.).

Однако, до сих пор, несмотря на значительные достижения в этой области исследований, остаётся открытым вопрос взрывов локальных зон горючих веществ как в атмосфере, так и внутри помещений.

Целью работы является разработка методики расчёта и прогнозирования временного и пространственного распределения концентрации горючего вещества при его аварийном выбросе с использованием инструментов иммитационного моделирования.

Основные задачи исследования:

• провести анализ существующих методов, определяющих параметры взрывоопасных зон при аварийных выбросах горючего вещества, как в атмосферу, так и внутрь помещений с использованием инструментов иммитационного моделирования;
• определить основные факторы, влияющие на процесс формирования взрывоопасных зон с использованием инструментов иммитационного моделирования;
• экспериментально исследовать процесс диффузии, определяющий формирование взрывоопасных зон;
• разработать методику расчёта динамики формирования взрывоопасных зон, учитывающую основные параметры, характеризующие развитие аварийного выброса с использованием инструментов иммитационного моделирования;
• обосновать работоспособность разработанной методики экспериментальными исследованиями и результатами аналитических решений диффузионной задачи.

Объектом исследования являются

пожаровзрывоопасные производства газовой, нефтеперерабатывающей, химической промышленности; предприятия, использующие газо- и нефтепродукты в качестве сырья или энергоносителей; предприятия хранения и транспортировки взрыво- и пожароопасных веществ; взрывоопасные и энергоёмкие объекты населённых пунктов.

Предметной областью исследования являются взрывоопасные зоны, образовавшиеся при аварийных выбросах горючих веществ на пожаровзрывоопасных объектах, а также вопросы диффузии, определяющие процесс формирования взрывоопасных зон.