2.3.5.Наиболее вероятные сценарии чрезвычайных ситуаций
Важное социальное и экономическое значение имеет работа, направленная на проведение мероприятий по прогнозированию предупреждению чрезвычайных ситуаций. Знание руководителями и специалистами, личным составом и всем населением основных характеристик стихийных бедствий, аварий, катастроф, современных средств нападения и их поражающих факторов, умение организовать защиту людей, продовольствия, водоисточников и техники считается важнейшим и необходимым условием деятельности каждого из них в современных условиях, гарантией высокой готовности объекта народного хозяйства к действиям в экстремальной ситуации.
Возможные причины аварийных ситуаций:
- отказ отдельных элементов технологических систем (поломка, разгерметизация) при нормальных параметрах технологического процесса и при отклонениях параметров технологического процесса от допустимых значений. Возможен из–за поломки заводского оборудования; брака сварочно–монтажных работ; коррозии оборудования; физического износа оборудования; механического повреждения или температурной деформации оборудования; дефектов оснований резервуаров (неравномерная осадка ведет к образованию чрезмерных разрывающих и растягивающих усилий от давления жидкости); из–за опасностей, связанных с типовыми процессами (гидравлически удары, вибрация, превышения давления, а также образование взрывоопасных топливовоздушных смесей при опорожнении резервуаров типа РВС (со стационарной крышей) за счет подсоса воздуха через дыхательные клапаны); пирофорных отложений; из–за прекращения подачи электроэнергии;
- выход из строя трубопроводов, арматуры и разъемных соединений, емкостного оборудования из–за дефектов изготовления, переполнения, механических повреждений, коррозии, физического износа и т.д.;
- террористический акт, внешние воздействия природного и техногенного характера могут привести к разливу нефтепродуктов и загазованности территории нефтебазы, пожару и взрыву нефтепродуктов;
- ошибки персонала при ведении технологического режима, несоблюдение персоналом установленного порядка обслуживания оборудования и трубопроводов, порядка пуска и остановки технологических блоков, в том числе нарушение режимов эксплуатации резервуаров (переполнение резервуаров, нарушение скорости наполнения и опорожнения, превышение давления в оборудовании выше допустимого, образование недопустимого разрежения внутри резервуара типа РВС), ошибки при проведении чистки, ремонта и демонтажа (механические повреждения, дефекты сварочно–монтажных работ).
- вероятное повреждение оборудования в результате аварий, происходящих на соседних объектах.
Приведенный перечень возможных сценариев развития аварийных ситуаций позволяет проанализировать причины возникновения возможных ЧС и своевременно принять меры по их предупреждению и ликвидации.
По величине вероятных зон действия поражающих факторов на персонал объекта и оборудование наиболее опасными сценариями являются следующие:
- крупный пожар пролива с выходом нефтепродуктов за пределы обвалования резервуара РВС;
- горение облака паров бензина в воздухе;
- попадание автоцистерны с бензином в открытое пламя и образование «огненного шара».
Наиболее вероятные сценарии аварий с возникновением пламени на нефтебазах могут происходить по следующей схеме: повреждение технологического трубопровода (арматуры) или отказ насоса → разлив н/п → пожар пролива.
В максимальную гипотетическую аварию могут быть вовлечены следующие количества опасных веществ:
- при проливе бензина на поверхность воды – до 22 т;
- при пожаре пролива на РВС–3000 – до 2536,5 т бензина, дизельного или топлива ТС–1;
- при горении паров бензина в облаке может находиться до одной тонны;
- при возникновении «огненного шара» на автоцистерне до 10,5 т бензина.
Зоны действия поражающих факторов при этом составляют:
- для «огненного шара» от 100 до 250 м;
- при дрейфе облака с сохранением способности к воспламенению до 350 м;
- при пожаре пролива – десятки метров от границы пролива.
При описании наиболее вероятных и представительных сценариев возникновения и развития пожаровзрывоопасных аварий обычно выделяют следующие основные события:
- мгновенное воспламенение истекающего продукта с последующим горением;
- мгновенной вспышки не произошло, меры по предотвращению пожара успеха не имели, возгорание пролива;
- аварийный разлив ЛВЖ с образованием облака ТВС и его дрейф с рассеиванием по восьми направлениям ветра со своими скоростями;
- сгорание облака парогазовоздушной смеси;
- сгорание облака с развитием избыточного давления в открытом пространстве;
- разрушение близлежащей емкости под воздействием избыточного давления или тепла при горении пролива;
- мгновенного воспламенения не произошло, авария локализована благодаря эффективным мерам по предотвращению пожара либо в связи с рассеянием загазованности.
Опасными (поражающими) факторами аварии (врыв, пожар) по линейной части магистральных нефтепродуктопроводах являются:
- растекание нефтепродукта и загрязнение им территории, почвы, подземных и открытых водных источников;
- образование опасных концентраций паров нефтепродуктов в приземистом слое атмосферы;
- опасное воздействие негорящего нефтепродукта на людей, здания и сооружения, животный и растительный мир;
- тепловое излучение пожара;
- ударная волна взрыва.
Вероятность ЧС составляет 5,4 ∙ 10–6, что находится в пределах допустимых значений.
2.3.6. Количество опасных веществ, участвующих в создании поражающих факторов для наиболее опасных и вероятных сценариев аварийных ситуаций
Определение количества опасных веществ, участвующих в аварии, проводилось при расчете последствий для каждого сценария в соответствии с рекомендациями используемых методик.
Используемые предположения и допущения:
- площадь разлившейся по подстилающей поверхности горючей жидкости, в случае отсутствия обвалования, принимается в соответствии с требованиями НПБ 105 [6];
- в пожаре разлития участвует вся масса разлившегося опасного вещества;
- при расчете массы (m) в тоннах вещества в облаке ТВС полагалось, что интенсивность испарения зависит от параметров вещества и окружающей среды следующим образом:
где S – площадь разлития, м2;
М – молярная масса, кг/моль;
рн – давление насыщенных паров, Па;
Т – продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство, мин.;
- во взрыве принимает участие 10 % от массы сформировавшегося облака ТВС в случае взрыва на открытом пространстве, и от 30 до 50 % в случае взрыва в замкнутых объемах;
- при разгерметизации емкостного и теплообменного оборудования полагалось, что количество вышедшего опасного вещества складывается из количества в аварийном аппарате и количества, которое выйдет до полной остановки насосов и перекрытия задвижек;
- количество вещества, вышедшего из соединительного трубопровода насоса (компрессора) рассчитывалось исходя из следующего:
- при полной разгерметизации принималось количество, которое выйдет до полной остановки насосов (компрессоров) и перекрытия задвижек;
- при частичной разгерметизации количество вышедшего опасного вещества равно 2 % от объема перекачки за одни сутки.
2.3.7. Размеры зон действия поражающих факторов
В качестве поражающих факторов рассматривались:
- воздушная ударная волна;
- тепловое излучение.
В качестве зон поражающих факторов принимались:
- для воздушной ударной волны – круг с центром в месте воспламенения облака ТВС, утечки, радиус которого (круга) определяется типом и массой вещества, типом взрывного превращения;
- для теплового излучения горящих разлитий – зона определяется возможностью растекания жидкости, обычно зоной является либо прямоугольник, либо круг, размеры которых определяются массой вещества, площадью разлития (в случае разлития в помещении – свободной площадью помещения, в обваловании – площадью обвалования, внутреннего возгорания – площадью зеркала нефтепродукта), характеристиками несущей конструкции.
При определении гуманитарных (людских) потерь в результате воздействия на людей избыточного давления взрыва принимаются за основу:
- критерии опасного воздействия избыточного давления взрыва на людей, находящихся на открытой местности;
- критерии опасного воздействия избыточного давления взрыва на здания и сооружения.
Для оценки числа пострадавших на открытой местности от взрывной ударной волны (ВУВ) принимаются значения, приведенные в таблице 2.5.
Таблица 2.5. Характеристики поражения людей от воздушной ударной волны
| Степень поражения | Избыточное давление, кПа |
| Разрывы барабанных перепонок. Небольшие кровоизлияния в легкие (условно – поражение 1 степени). | 20 |
| Общие сотрясение организма. Кровоизлияния в легкие, межмышечное кровоизлияние, (условно – поражение 2 степени) | 50 |
| Состояние контузии (условно – поражение 3 степени). | 70 |
| Переломы ребер, гиперемия сосудов мягкой мозговой оболочки | 100–150 |
| Летальный исход | 300 |
Структура человеческих потерь на открытой местности приведена в таблице 2.6.
Таблица 2.6. Структура человеческих потерь на открытой местности, %
| Структура потерь | Избыточное давление, кПа | |||
| 14 | 28 | 70 | 100 | |
| Общие | 0 | 1 | 30 | 91 |
| Безвозвратные | 0 | 0 | 0 | 1 |
| Санитарные | 0 | 1 | 30 | 90 |
Для оценки количества разрушений зданий от воздушной ударной волны принимаются значения, приведенные в таблице 2.7.
Таблица 2.7. Оценка воздействия ударной волны на элементы зданий и человека
| Показатель | Избыточное давление, кПа |
| 1 | 2 |
| Характер повреждения элементов зданий | |
| Разрушение остекления Разрушение перегородок и кровли: – деревянных каркасных зданий – кирпичных зданий – железобетонных каркасных зданий | 5
12 15 17 |
| Разрушение перекрытий: – деревянных каркасных зданий – промышленных кирпичных зданий | 17 28 |
| – промышленных зданий со стальным и железобетонным каркасом | 30 |
| Разрушение стен: – шлакоблочных зданий – деревянных каркасных зданий – кирпичных зданий Полное разрушение зданий Разрушение фундаментов | 22 28 40 100 215–400 |
| Воздействие на человека | |
| Возможны травмы, связанные с разрушением стекол и повреждением стен зданий Травмы – временная потеря слуха или травмы в результате вторичных эффектов УВ Летальный исход 50 %, 50 % серьезные повреждения барабанных перепонок, тяжелая степень поражения легких Летальный исход – все люди в неукрепленных зданиях | 5,9 – 8,3 16
55 70 |
Структура людских потерь в разрушенных зданиях приведена в таблице 2.8.
Таблица 2.8. Структура людских потерь в разрушенных зданиях, %
| Структура потерь | Степени разрушения зданий | |||
| Слабая | Средняя | Сильная | Полная | |
| Общие | 5 | 30 | 60 | 100 |
| Безвозвратные | 0 | 8 | 15 | 60 |
| Санитарные | 5 | 22 | 45 | 40 |
В случае нахождения людей в момент внешнего взрыва в зданиях, их поражение может наступить от механического воздействия за счет обрушения перекрытий, стен и т.п. уже при давлениях от 30 до 50 кПа.
Таблица 2.9. Константы для определения радиуса зон поражения при взрывах ТВС
| Характеристика действия ударной волны | I*, Па ∙ с | P*, Па | k, Па2 ∙ с |
| Разрушение зданий | |||
| Полное разрушение зданий | 770 | 70100 | 886100 |
| Граница области сильных разрушений: 50–70% стен разрушено или находятся на стадии разрушения | 520 | 34500 | 541000 |
| Граница области значительных повреждений: повреждение некоторых конструктивных элементов, несущих нагрузку | 300 | 14600 | 119200 |
| Граница области минимальных повреждений: разрывы некоторых соединений, расчленение конструкций | 100 | 3600 | 8950 |
| Полное разрушение остекления | 0 | 7000 | 0 |
| 50% разрушение остекления | 0 | 2500 | 0 |
| 10% и более разрушение остекления | 0 | 2000 | 0 |
| Поражение органов дыхания незащищенных людей | |||
| 50 % выживания | 440 | 243000 | 1,44∙108 |
| Порог выживания (при меньших значениях смертельное поражение людей маловероятно). | 100 | 65900 | 1,62∙107 |
Для оценки количества разрушений зданий от воздействия на них теплового излучения при пожаре разлития принимаются значения, приведенные в нижеследующих таблицах 2.10 и 2.11.
Таблица 2.10. Оценка характера повреждений зданий
| Характер повреждений элементов зданий | Интенсивность излучения, кВт/м2 |
| Стальные конструкции (критическая температура прогрева 300 0С) разрушение, мин. 10 30 90 |
30 20 12 |
| Кирпичные конструкции (критическая температура прогрева 700 0С) разрушение, мин. 10 30 90 |
95 55 30 |
Таблица 2.11. Оценка характера повреждения конструктивных материалов
| Объект, на который направлено воздействие | Тепловой поток, кВт/м2 | ||
| 4,2 | 8,4 | 10,5 | |
| Окрашенные металлические конструкции | без изменений | вспучивание краски | обгорание краски |
| Деревянные конструкции | без изменений | разложение | обугливание |
| Резина, одежда, ткань | без изменений | обугливание | загорание |
При определении степени поражения людей от воздействия на них теплового излучения при пожаре разлития или горения паро–воздушных смесей за основу принимаются критерии (значения интенсивности излучения), приведенные в таблице 2.12.
Таблица 2.12. Характер воздействия теплового излучения на человека
| Характер воздействия на человека | Интенсивность излучения, кВт/м2 |
| Без негативных последствий в течение неограниченного времени | 1,4 |
| Безопасно для человека в брезентовой одежде | 4,2 |
| Непереносимая боль через 20–30 секунд Ожог 1 степени через 15–20 секунд Ожог 2 степени через 30–40 секунд | 7,0 |
| Непереносимая боль через 3–5 секунд Ожог 1 степени через 6–8 секунд Ожог 2 степени через 12–16 секунд | 10,5 |
| Летальный исход с вероятностью 50 % при длительном воздействии около 10 секунд | 44,5 |
Предельно допустимые дозы теплового излучения при воздействии на человека приведены в таблице 2.13.
Таблица 2.13. Предельно допустимые дозы теплового излучения при воздействии на человека
| Степень поражения | Доза теплового излучения, 105 Дж/м2 |
| Ожог 1–й степени | 1,2 |
| Ожог 2–й степени | 2,2 |
| Ожог 3–й степени | 3,2 |
Структура человеческих потерь на открытой местности (в %) приведена в таблице 2.14, смертельное поражение (летальный исход) получают люди, находящиеся в непосредственном контакте с огнем, т.е. в пределах пожара (вспышки). Размер этой зоны принимается равным зоне разлива.
Таблица 2.14. Структура людских потерь, %
| Структура потерь | Интенсивность излучения, кВт/м2 | |||
| 4,2 | 7,0 | 10,5 | 44,5 | |
| Общие | 10 | 50 | 100 | 100 |
| Безвозвратные | 0 | 0 | 1 | 99 |
| Санитарные | 10 | 50 | 99 | 1 |
Большое количество аварий и связанных с ними случаев травматизма со смертельным исходом можно предотвратить если своевременно проводить мониторинг реального состояния ОПО, так же проведение мероприятий по их техническому обслуживанию, ремонту и реконструкции, и соблюдение безопасных режимом работы.
Анализ контрольной и надзорной деятельности показывает, что в последние годы с учётом реформирования территориальных органов и передачи функций по охране недр значительно снизилась активность этой деятельности, что во многом повлияло на аварийность и травматизм со смертельным исходом на ОПО нефтегазодобывающего комплекса.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В работе приведена полная характеристика сырья, которое используется в производстве. Удалось установить, что выпуск разной продукции на нефтеперерабатывающем предприятии зависит от того, каким качеством обладает сырье, то есть нефть. Однако на качество получаемой продукции оказывает огромное влияние качество техники, которая используется в производстве. Учитывается важность технологических процессов в переработке нефти. Так, из сырой нефти с помощью одного процесса невозможно получить ни один нормальный нефтепродукт. Нужно провести комплексную работу, чтобы получить готовый продукт. Для этого задействуется большое количество установок.
Охарактеризован объект исследования. Установлено, что ЦППН Тевлинско–Русскинского месторождения имеет проектную мощность по сырью примерно один миллион тонн в год. Готовый продукт предприятия – обезвоженная нефть, которая подается на ЦПС. Там происходит доведение нефти до товарного состояния (удаляется соль, вода, и так далее). После нефть перекачивается по нефтепроводам.
Составлена схема технологического процесса, при анализе которой удалось установить, что технологический процесс включает в себя технологические операции. Они делятся на вспомогательные и технологические переходы. Технологические переходы содержат вспомогательные и рабочие ходы.
Проанализирована безопасность на производстве ЦППН Тевлинско–Русскинского месторождения. Стало известно, что главные причины повышенного травматизма на предприятии – это несоблюдение требований безопасности.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Законодательные и нормативные акты
- Федеральный закон от 21.12.1994 г. № 68–ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» (ред. от 206.2016 г.) // Комплект «Континент СНГ» – ИС «Континент», 2016.
- Федеральный закон от 21.07.1997 г № 116–ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (ред. от 13.07.2015г.) // Гарант эксперт. Версия 1.0.20. – НПП «Гарант–Сервис», 2016.
- Постановления Правительства РФ от 30.12.2003 г. № 794 «О единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций» // Комплект «Континент СНГ» – ИС «Континент», 2016.
- ГОСТ 26.205–88. Комплексы и устройства телемеханики. Общие технические устройства // Комплект «Континент СНГ» – ИС «Континент», 2016.
- ГОСТ Р 51858–2002. Нефть // Комплект «Континент СНГ» – ИС «Континент», 2016.
- НПБ 105–03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности // Комплект «Континент СНГ» – ИС «Континент», 2016.
Монографии, диссертации, научные сборники, учебники
- Александров Г.В. Расходы на содержание систем, обеспечивающих пожарную безопасность: Фондовая лекция. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2013. – 263 с.
- Ахметов С.А. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учеб. пособие. – СПб.: Недра, 2013. – 868 с.
- Балацкий О.Ф. Безотходное производство в нефтегазовой отрасли: Учеб. пособие. – М.: ВИНИТИ, 2011. – 29 с.
- Баннов П.Г. Процессы переработки нефти: Учеб. пособие. – М.: ЦНИИТ Энефтехим, 2011. – 415 с.
- Бубен К.К. Производственные технологии: Системность производственных технологий. – Минск: ООО «БИП–С Плюс», 2015 – 97 с.
- Волков О.М. Пожарная опасность резервуаров с нефтепродуктами. – М.: Недра, 1984. – 169 с.
- Евтихин В.Ф. Новое в проектировании и эксплуатации резервуаров для нефти и нефтепродуктов: Учеб. пособие. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2011. – 58 с.
- Едигаров С.Г. Бобровский С.А. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и газохранилищ. – М: Недра, 1973. – 367 с.
- Капустин В. М. Технология переработки нефти: Учеб. пособие. – М.: Химия, КолосС, 2014. – 400 с.
- Курочкин, А.К. Применение процесса «Висбрекинг–ТЕРМАКАТ» в структуре действующихНПЗ // Нефтепереработка и нефтехимия: материалы секции ДVI конгресса нефтегазопромышленников России «Нефтегазовый комплекс – реальность и перспективы» – Уфа: – С. 59–70.
- Леффлер У.Л. Переработка нефти: Учеб. пособие. – М.: ЗАО «Олимп–Бизнес», 2014. – 224 с.
- Магарил Р.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти: Учеб. пособие для вузов. – СПб.: Химия, 2015. – 280 с.
- Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: Учеб. пособие для вузов. – М.: Химия, 2011. – 568 с.
- Новицкий Н.И. Управление качеством продукции: Учеб. пособие. – Минск, 2011. – 116 с.
- Садовский В.В. Производственные технологии: Учебник для студентов экономических специальностей. – Барнаул: БГЭУ, 2012. – 431 с.
- Филимонова Е.И. Основы технологии переработки нефти: Учеб. пособие. – Ярославль: Изд–во ЯГТУ, 2011. – 171 с.
- Шамов О.В. Производственные технологии: Учеб. пособие по курсу «Производственные технологии» для студентов экономических специальностей. – Гродно: ГрГУ, 2014 – 504 с.
Источники статистических данных, энциклопедии, словари
- Конь М.Я., Зелькинд Е.М. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность за рубежом: Справочник. – М.: Химия, 2012.– 28 с.
- Равдел А.А., Пономарева А.М. Краткий справочник физико–химических величин. – Л.: Химия, 1983.– 232 с.