Заправка АЗС

Страницы: 1 2 3

---

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

2. АНАЛИЗ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА АЗС

2.1. Пожароопасные свойства жидких моторных топлив

2.2. Анализ возможности образования взрывоопасных концентраций в технологической системе

2.3 Анализ возможности образования зон взрывоопасных концентраций на территории АЗС

2.4. Анализ возможных причин повреждения технологического оборудования

2.5 Анализ возможности образования в горючей среде источника зажигания

2.6 Анализ возможных путей распространения пожара

2.7 Проверка соответствия АЗС требованиям действующих норм

3. Прогнозирование последствий аварийных ситуаций НА АЗС

3.1 Определение количества бензина, испарившегося из пролива

3.2 Прогнозирование размеров зон взрывоопасных концентраций

3.3 Прогнозирование размеров зон поражения при пожаре-вспышке

3.4 Прогнозирование размеров зон поражения при быстром сгорании (взрыве) паровоздушной смесив открытом пространстве

3.5 Прогнозирование размеров зон поражения тепловым излучением пожара пролива бензина

3.6 Прогнозирование размеров зон поражения тепловым излучением «огненного шара»

4. Расчетное определение величин пожарных рисков

4.1. Определение условной вероятности поражения людей

4.2 Условная вероятность поражения человека при быстром сгорании (взрыве) паровоздушной смеси в открытом пространстве.

4.3 Условная вероятность поражения человека тепловым излучением пожара-вспышки.

4.4 Потенциальный индивидуальный пожарный риск на территории АЗС..

5. РАЗРАБОТКА ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХМЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРНОЙБЕЗОПАСНОСТИ АЗС..

5.1 Предложения в области пожарной безопасности технологического процесса АЗС..

5.2 Гидравлический расчет дренчерной установки охлаждения автоцистерны с бензином..

5.3 Предотвращение возникновения пожара.

5.4 Обеспечение безопасности людей.

6. Технико-экономическое обоснование предлагаемой системы противопожарной защиты…

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Пожарная безопасность представляет собой комплекс организационных мероприятий, направленных на защиту личности, имущества, общества и государства от пожаров. Социальное значение пожарной безопасности заключается в исключении возникновения пожара посредством усовершенствования и улучшения противопожарных систем, выполнения правил пожарной безопасности и оказания содействия руководителей учреждения сотрудникам пожарной охраны.

Чрезвычайная ситуация — нарушение условий жизнедеятельности населения. Развитие защиты природы и населения требует определения и мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций. Несоответствие между деятельностью работников, лежат в основе большинства чрезвычайных ситуаций. Нерегулируемое воздействие людей на масштабные процессы в природе может приводить к чрезвычайным ситуациям, предупреждение появления которых осуществляется аудитом пожарной и техногенной безопасности.

Специфической особенностью АЗС является размещение технологического оборудования на открытых площадках. При подобном размещении выделяющиеся горючие и токсичные пары рассеиваются естественными воздушными потоками, причем их концентрация в дальнейшем снижается до безопасного уровня. Взрывы и пожары на наружных установках АЗС возможны только при аварийных ситуациях, связанных с образованием взрывоопасных концентраций паров нефтепродуктов в воздушной среде. Аварийные ситуации на автозаправочных станциях могут возникнуть: при переполнении резервуаров при сливе нефтепродуктов из автоцистерн; разъединении соединительных трубопроводов между резервуаром и автоцистерной; переполнении топливных баков автомобилей; повреждении топливораздаточных колонок; коррозионном износе трубопроводов и резервуаров. Есть и дополнительные особенности АЗС, которые делают их потенциально опасными для жизни человека. Это оснащение автозаправочных станций технологическим оборудованием, отработавшим свой нормативный срок эксплуатации, и повышенная пожарная опасность отечественных автоцистерн и автомобилей.

Таким образом, вопрос обеспечения пожарной безопасности на АЗС является актуальным и значимым. Цель работы: разработка системы тушения пожара с применением пены на автозаправочной станции. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) Провести анализ состояния вопроса на объектах АЗС.

2) Провести анализ пожарной обстановки на конкретном объекте, указать опасные факторы.

3) Провести расчеты для сценария развития ЧС на АЗС. (И вот для этого объекта делаются расчеты).

4) Разработать рекомендации по противопожарной защите объекта.

5) Разработать вопросы по социальной ответственности по принимаемым решениям.

Объектом исследования в данной работе является автозаправочная станция АЗС номер 6 «Лукойл-Волганефтепродукт».

Предмет исследования – система пожаротушения на данной АЗС с применением пены.

Методы исследования: анализ справочной литературы и интернет-сайтов в области пожарной безопасности и прогнозирования опасных ситуаций; построение дерева развития пожароопасных ситуаций и возгорания; оценка количественной характеристики опасности, пожарных рисков; построение системы по управлению пожарными рисками на АЗС. Нормативная основа исследования: исследование законодательных и правовых актов, нормативных и технических документов касательно пожарной безопасности и теории возникновения рисков.

 

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

 

АЗС № 6 с общим объёмом хранения  175м³   расположена в г.Нижний Новгород, ул. Родионова 163а

Введена в эксплуатацию в 1983 году, реконструирована в 2013г. Занимает площадь равную 2100 кв.м.

На территории АЗС расположены:

1. Резервуарный парк
2. Семь островков по 1 ТРК на каждом.
3. Резервуарный парк, предназначенный для хранения нефтепродуктов, состоит

из четырех резервуаров.

Резервуар № 1   V= 50 куб.м,  Аи — 92 Экто

Резервуар № 2   V= 50 куб.м, Аи – 95 Экто.

Резервуар № 3   V= 50 куб.м, ДТ Экто

Резервуар № 4   V= 25 куб.м, Аи-100 Экто

Имеется аварийный резервуар V= 25м³, для улавливания пролитого нефтепродукта, а также имеется ливневая канализация.

На АЗС имеется  пожарный гидрант . расположенных в радиусе 80 метров под землей с утепленными горловинами для забора воды пожарной техникой в любое время года, ящики с песком V=1 м³ в количестве  2 шт., жесткая буксировочная штанга длиной 3 м  и огнетушители в следующем составе:

ОП-50 —  2 шт;

ОП-(35) – 4 шт;

ОВП-8 – 4 шт;

ОП-5 —  4 шт

ОУ-5 – 2 шт

В операторной АЗС на видном месте вывешен План эвакуации людей из помещений с обозначением эвакуационных выходов,  и путей движения к ним, местами размещения средств пожаротушения и средств связи. На здании операторной на видном месте вывешен план эвакуации транспортных средств с АЗС с обозначением эвакуационного движения транспорта.

Принципиальная технологическая схема АЗС представлена на рисунке 1.

Топливо на АЗС завозится бензовозами и сливается через герметичные быстроразъемные муфты и фильтры. Сливные устройства установлены на специальной площадке. Сливные трубопроводы прокладываются подземно с

уклоном в сторону резервуаров. Для обеспечения слива бензина без его перелива на территории АЗС предусмотрен аварийный резервуар, объем которого должен быть не менее, чем на 10% превышать объем используемых для завоза топлива автоцистерн. Аварийный резервуар оснащается тем же оборудованием, что и резервуары для топлив.

Рисунок 1 — Принципиальная технологическая схема АЗС

1 — резервуар для приема и хранения топлива; 2 — резервуар для сбора аварийных проливов; 3 — ТРК; 4 — сливная ванна; 5 – дыхательный клапан; 6 – огневой предохранитель; 7 – линия наполнении резервуаров; 8 – линия выдачи; 9 – линия рециркуляции.

Технологическое оборудование АЗС

К основному технологическому оборудованию относятся резервуары и резервуарное оборудование, ТРК с аппаратурой управления и контроля, технологические трубопроводы (рисунок 2).

Рисунок 2- Схема установки технологического оборудования АЗС.

1-топливораздаточная колонка (ТРК),2 — фланец, 3 — трубопровод подачи топлива, 4 — задвижка для нефтепродуктов, 5 — огневой предохранитель, 6 -клапан приемный, 7- замерный трубопровод, 8 — люк замерный, 9 — клапан дыхательный совмещенный, 10 – уровнемер, 11 — трубопровод налива, 12 — огневой предохранитель, 13 — электромагнитный клапан отсечки, 14 — фильтр грубой очистки, 15 — муфта сливная, 16 — сливной колодец, 17 — технологическая шахта, 18 — вентиляционная решетка, 19 — железобетонный колодец, 20 – ложемент, 21 — резервуар одностенный.

В резервуарном парке, на ТРК, в здании операторной установлены знаки, таблички с указанием класса взрывоопасных и пожароопасных зон (ПУЭ) и категорий помещений (производственных и складских).

АЗС обеспечена дорожными знаками «Ограничение максимальной скорости», «Движение транспортных средств с опасными грузами запрещено», табличками «Остановка мототранспорта за 15м», «Обязательная высадка пассажиров», Курение запрещено», «Огнеопасно!»,  при въезде на территорию установлен щит с инструкцией, регламентирующей меры пожарной безопасности для водителей и пассажиров, схема движения автотранспорта и информационное табло с указанием ассортимента отпускаемых нефтепродуктов.

Имеется телефонная связь, № тел. 8 (8312) 432-99-03

Территория АЗС имеет асфальтовое, бетонное покрытие и брусчатка.

 

Пары нефтепродуктов окисляются быстрее, жидкие – медленнее. Это свя­зано с концентрацией окислителя (кислорода) в парогазовой и жидкой фазах нефтепродуктов. В парогазовой фазе кислорода значительно больше, чем у по­верхности жидкой фазы и в жидкой фазе.

Автомобильная заправочная станция (или АЗС) – это комплекс зданий с сооружениями и оборудованием для заправки жидким топливом, бензином, техническими маслами и смазками, водой и сжатым воздухом автотранспортных средств, который обычно расположен на обочине автострады. АЗС можно классифицировать таким образом: — по месту размещения: городские, сельские, дорожные и гаражные АТС; — по конструкции: стационарные, контейнерные, передвижные АТС; — по назначению: для заправки городского и общественного транспорта, для заправки личных автомобилей и транспорта частных фирм.

Рисунок 3 – Классификация АЗС

Традиционная АЗС – это автозаправочная станция, которая предназначена для стационарного размещения, в пределах населённых пунктов либо за их пределами, один из самых распространённых типов АЗС.

Технологическая система: разнесены подземные резервуары для хранения различных сортов топлива и топливораздаточные колонки (ТРК). Блочная АЗС – это АЗС (иначе –БАЗС), где резервуары для хранения различных сортов топлива также расположены под землёй. Технологическая система: ТРК размещаются над блоком хранения топлива, который выполнен как единое заводское изделие и состоит из модульных блоков хранения топлива с подземными резервуарами, а на них размещаются острова для заправки топлива, ТРК, другое насосное оборудование. Она обычно размещается в районах городской застройки, когда строго ограничены условия землеотвода. Конструкция БАЗС включает в себя двустенный изолированный резервуар, монолитные колонны для навеса и сам навес. Электронное оборудование БАЗС позволяет замерять объём, плотность, температуру, уровень нефтепродуктов, а также уровень подтоварной воды. Модульная АЗС – это АЗС (иначе –МАЗС), где резервуары для хранения различных сортов топлива располагаются наземным образом. Технологическая система: разнесены ТРК и контейнер для хранения топлива, который выполнен как единое заводское изделие. МАЗС отличает высокая функциональность и минимальная площадь.

Контейнерная АЗС – это АЗС (иначе –КАЗС), где резервуары для хранения различных сортов топлива располагаются наземным образом. Технологическая система: ТРК размещаются в самом контейнере для хранения топлива, который выполнен как единое заводское изделие. Обычно состоит из нескольких контейнеров-хранилищ и контейнера для общего управления. Также на КАЗС устанавливают вибрационные фильтры, которые обеспечивают очистку топлива от грязи и воды. Применяются КАЗС как топливораздаточные пункты на предприятиях и строительных объектах, а и как временные пункты для хранения топлива.

Передвижная АЗС – это АЗС (иначе –ПАЗС), которая предназначена для розничной продажи различных сортов топлива. В этом типе АЗС мобильная технологическая система устанавливается на автомобильном шасси или прицепе (полуприцепе), выполненном как единое заводское изделие, то есть представляет собой грузовой автомобиль с топливом.

Традиционные АЗС на жидком топливе всегда являются источником повышенной пожарной опасности, поэтому здесь особое внимание следует уделять вопросу соблюдению правил пожарной безопасности и охраны труда, которые твёрдо должен знать каждый сотрудник АЗС. К примеру, правила техники безопасности на АЗС категорически запрещают такие действия:

— когда заправляется бензином или дизельным топливом автомобиль любого типа с заведенным мотором; — когда транспорт проезжает над подземными хранилищами топлива;

— персонал АЗС должен немедленно прекратить работы, когда существует опасность образования искры: во время грозы, когда промаслена рабочая одежда и в других случаях;

— заправлять автомашину при наличии пассажиров (они должны выйти);

— заправлять автомашину, если она перевозит взрывчатые, воспламеняющиеся и идентичные вещества;

— заезд на территорию АЗС тракторов без стационарных искрогасителей.

Заправка должна проходить с использованием таких правил:

— моторизованная техника должна останавливаться за 15 метров от ТРК, после чего подаваться к колонкам при выключенном двигателе;

— легковые автомобили должны подаваться своим ходом;

— если на территории АЗС имели место какие-либо разливы нефтепродуктов, перед операцией по заправке они должны быть убраны; небольшие проливы должны быть засыпаны песком и вывезены из АЗС; — автомобили в очереди на АЗС должны располагать с интервалом не менее 1-го метра друг от друга. [22]

В соответствии с требованиями «Методических указаний по обеспечению пожарной безопасности при проектировании, строительстве и эксплуатации АЗС» за № ТМД-21-606-2005, [23] необходимо выполнять следующее: — согласно п.5 ТМД-21-606-2005, служебные здания и сооружения, которые находятся на территории АЗС, должны быть одноэтажными, а также огнестойкости не ниже III степени класса С0; — согласно п.6.1 того же документа, допускается принимать минимальное расстояние 6 метров от стен здания АЗС до ТРК, причём, при этом можно заправлять только легковые автомобили; — согласно п.6.3 того же документа, расстояние между зданием АЗС и ТРК для заправки грузового автотранспорта допускается меньше 15-ти метров (но обязательно более 6-ти метров, если стены здания АЗС перед ТРК имеют дренчерную водяную завесу интенсивностью не менее 1 л/с на 1 метр стены.

АЗС является объектом повышенной пожарной и взрывной опасности. Безопасность процессов, приводящих к ситуациям со взрывными последствиями, должны обеспечиваться предупреждением создания ситуации с последующим взрывом и организационно-техническими мероприятиями[15]. В инструкции прописано, что резервуары, введенные в эксплуатацию на АЗС, должны быть герметичными и не должны иметь технических дефектов. Также указано, что резервуары должны проходить периодичное освидетельствование на исправное техническое состояние[16]. АЗС должна быть спроектирована таким образом, чтобы предотвратить аварийное растекание нефтепродуктов за пределы территории станции. При размещении АЗС минимальные расстояния стоит принимать от стенок резервуаров, ТРК и другого технологического оборудования, указанного в настоящих нормах, до границ земельных участков, общественных учреждений, а также других объектов инфраструктуры населенных пунктов[17]. Так как безопасности автозаправочных станций в повседневной жизни уделяется особое внимание, то на сегодняшний день проводится ряд исследований, рассматривающих проблему влияния АЗС на экологию и техносферу в целом. В статье рассматривается проблема безопасной эксплуатации АЗС, а также вредного влияния загрязняющих веществ на окружающую среду при возникновении ЧС на АЗС[18].

Так же при проектировании особое внимание уделяется расстоянию между зданиями и сооружениями АЗС: от стенок резервуаров для хранения топлива и аварийных резервуаров, наземного и надземного оборудования, в котором обращается топливо и его пары, корпуса ТРК и раздаточных колонок СУГ, границ площадок для автоцистерны и технологических колодцев, от стенок технологического оборудования очистных сооружений, от границ площадок для стоянки транспортных средств и от наружных стен и конструкций зданий АЗС.

 

2. АНАЛИЗ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА АЗС

2.1. Пожароопасные свойства жидких моторных топлив

Основная масса жидкого топлива, используемого в энергетике, получается из нефти методами ее термохимического разложения. Нефть — природная смесь жидких органических соединений; степень извлечения нефти из недр Земли—30—40 %. Нефть в основном состоит из углеводородов трех классов:

а) метановые углеводороды СлНгл+г— метан СН4, этан С3Н6, пропан СзН8, бутан С4Н10, изобутан и др.:

б) нафтеновые углеводороды — циклопентан СБНЮ, циклогексан C6Hi2 и др.; в) ароматические углеводороды — бензол С6Н0, толуол С7Н8, ксилол (СНз)2СбН4, нафталин С;0Н8, антрацен С|4Ню и др.

Состав органической массы нефти: Сэ=83—87 %; Н 3= 11 —14 %; S 0 = 0,1—5 %; №=0,05—1,5%; 0°= = 0.1 — 1 %. Низшая рабочая теплота сгорания нефти мало меняется от состава ее органической массы и составляет QC =43—46 МДж/кг. Кислород (О), азот (N) и сера (S) в нефти находятся в составе высокомолекулярных органических соединений. Природная нефть содержит не более 0,3% минеральных примесей и свыше 2,0 % воды в виде механических включений. Температура кипения фракций нефти от 30 до 600 °С.

Нефтепродукты, являются синтетическим топливом, получаемым из нефти либо методом термической разгонки, при которой нефть разделяется на узкие фракции по температурам их кипения без разрушения молекулярной структуры этих фракций, либо методом термического крегинга, при котором происходит глубокая переработка углеводородов нефти с разрушением их молекулярной структуры и образованием новых соединений с меньшей молекулярной массой. В зависимости от температуры перегонки нефтепродукты делят на фракции: бензиновые с температурой перегонки (в °С) до 200—225, керосиновые—140—300, дизельные—190—350, соляровые — 300—400, мазутные—свыше 350. Бензиновые, керосиновые, дизельные и соляровые фракции являются светлыми нефтепродуктами, называемыми дистиллятным топливом. Для бытового потребления промышленностью выпускается топливо—печное бытовое ТПБ (ТУ 38- 101-656-76), получаемое из дистиллятных фракций нефтепродуктов. В котлах крупных тепловых станций и крупных отопительных котельных, работающих на жидком топливе, как правило, применяют мазут, а в меньших отопительных котельных и в бытовых теплогенераторах— топливо печное бытовое.

Физические свойства жидких топлив характеризуются их относительной плотностью р((; вязкостью: условной ВУ (в УВ) и динамической ц (в Па-с); температурой вспышки всп (в °С) и температурой застывания заст (в °С). Относительной плотностью называют отношение плотности нефтепродукта при температуре г к плотности дистиллированной воды при температуре t стандартными температурами в СССР приняты: t = =4°С; t2=20°C. Условная вязкость — отношение времени, необходимого для непрерывного истечения 200 см3 нефтепродукта при определенной температуре, ко времени истечения этого же объема дистиллированной воды при температуре 20 °С.

Температурой вспышки называется температура, при которой топливо, будучи нагрето в строго определенных Условиях, выделяет достаточное количество паров для того, чтобы смесь этих паров с окружающим воздухом могла вспыхнуть при поднесении к ней пламени. Температура застывания — такая температура нефтепродукта, при которой он загустевает настолько, что при наклоне пробирки с топливом на 45° к горизонту его уровень остается неподвижным в течение 1 мин.

Социальное и экономическое значение вопросов пожарной безопасности

Пожары и взрывы причиняют значительный ущерб и в ряде случаев вызывают тяжелые травмы и гибель людей.

Большинство современных промышленных предприятий ха­рактеризуется повышенной пожарной опасностью, так как на них используется значительное количество легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, сжиженных горючих газов, твердых горю­чих материалов, большое количество емкостей и аппаратов в которых находятся пожароопасные продукты под давлением, разветвленная сеть трубопроводов, большая оснащенность произ­водства электроустановками и др.

Учащению пожаров в общественных зданиях и сооружени­ях, а также в жилых помещениях способствует широкое исполь­зование в быту электроэнергии, радиоэлектроники и телевидения.

Процесс горения, виды горения

Горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, сопровождаю­щийся выделением тепла и излучения света.

Окислителем в процессахгорения обычно является газооб­разный кислород, находящийся в воздухе, но горение может быть и в среде хлора, брома, озона и других окислителей.

Для возникновения процесса горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и источника воспламенения. Го­рючее вещество и окислитель составляют горючую систему, а ис­точник воспламенения вызывает в ней реакцию окисления (горения). При этом источник воспламенения должен обладать определенным запасом тепла и иметь температуру, достаточную для начала реакции.

Горючие системы могут быть однородными и неоднородны­ми. К химическиоднороднымотносятся системы, в которых го­рючее вещество и воздух перемешаны друг с другом. К химическинеоднороднымотносятся системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с дру­гом и имеют поверхность раздела.

Во всех случаях для горения характерны три типичные ста­дии: возникновение, распространение и погасание пламени.

В зависимости от агрегатного состояния горючего и окисли­теля различают три вида горения:

— гомогенное горение газов и парообразных горючих ве­ществ в среде газообразного окислителя; скорость его определяет­ся скоростью химической реакции; такое горение может пред­ставлять собой взрыв иди детонацию;

— гетерогенное горение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя;

— горение взрывчатых веществ и порохов.

Горючие вещества м. б. твердые (бумага, уголь, дерево)

жидкие (бензин, нефть. керосин)

газообразные (метан, пропан. водород)

Источники воспламенения : пламя, электрические искры

Понятие о вспышке. Самовоспламенение и самовозгорание

Вспышка— быстрое окисление горючей смеси, не сопрово­ждающееся образованием сжатых газов.

Возгорание— возникновение горения под воздействием ис­точника зажигания.

Воспламенение— возгорание, сопровождающееся появлени­ем пламени.

Самовозгорание— процесс загорания горючего вещества в результате воздействия тепловых процессов окисления или жизнедеятельности микроорганизмов. Этот процесс возможен лишь при тепловыделении, превышающем теплоотдачу в окру­жающую среду. Самовозгоранию при атмосферном давлении и температуре подвержены большей частью вещества органического происхождения (торф, опилки, промасленная ветошь и др.). Эти материалы обладают большой пористостью и, следовательно, имеют большую поверхность окисления. При неправильной орга­низации хранения таких материалов (в плохо вентилируемых по­мещениях, штабелях или просто навалом) создаются условия, при которых происходит саморазогрев и самовозгорание этих веществ; самовозгорание, сопровождающееся появлением пламе­ни называется самовоспламенением.

Взрыв — чрезвычайно быстрое химическое превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Таким образом, возникновение горения веществ и мате­риалов при тепловых воздействиях с температурой выше тем­пературы воспламенения характеризуется как возгорание, а возникновение горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относится к процессу самовозгорания.

Неконтролируемое горение вне специального очага, нанося­щее обществу материальный и социальный ущерб, принято назы­вать пожаром.

Пожар характеризуется рядом опасных факторов, основны­ми из которых являются: повышенная температура воздуха и предметов; открытый огонь и искры; токсичные продукты горе­ния, дым; пониженная концентрация кислорода вблизи очага го­рения; взрывы; повреждение и разрушение зданий и соору­жений.

Горючие и легковоспламеняющиеся жидкости. Концентрационные пределы воспламенения

Взрыво- и пожароопасность веществ зависит от их агрегат­ного состояния (газообразные, жидкие, твердые), физико-хими­ческих свойств, условий хранения и применения.

Основными показателями, характеризующими пожарную опасность горючих газовявляются концентрационные пределы воспламенения, энергия зажигания, температура горения, нор­мальная скорость распространения пламени и др.

Горение смеси газа с воздухом возможно в определен­ных пределах, называемых концентрационными пределами воспламенения. Минимальные и максимальные концентрации горючих газов в воздухе, способные воспламеняться, называются соответственно нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения.

Таблица 1. Воспламеняемость топлив

 

Энергия зажигания определяется минимальной энергией искры электрического разряда, воспламеняющей данную газовоз­душную смесь. Величина энергии зажигания зависит от природы газа и концентрации. Энергия зажигания является одной из основных характеристик взрывоопасных сред при решении вопросов обеспечения взрывобезопасности электрообору­дования и разработке мероприятий по предупреждению образова­ния статического электричества.

Температура горения— это температура продукта химической реакции при горении смеси без тепловых потерь. Она зави­сит от природы горючего газа и концентрации его смеси. Наибольшая температура горения для большинства горючих газов составляет 1600-2000 °С.

Нормальной скоростью распространения пламени называется скорость, с которой движется граничная поверхность между сгоревшей и несгоревшей частями смеси относительно несгоревшей. Численно нормальная скорость пламени равна количеству (объему) горючей смеси, выгорающей на единице площади пламе­ни в единицу времени. Нормальная скорость пламени зависит от природы газа и концентрации его смеси. Для большинства горю­чих газов нормальная скорость пламени находится в пределах 0,3-0,8 м/с.

Нормальная скорость пламени является одной из основных физико-химических характеристик, определяющих свойства смеси, и определяющих скорость сгорания и соответственно время взрыва. Чем больше нормальная скорость пламени, тем меньше время взрыва и тем более жесткие его параметры.

Горение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей происходит только в паровой фазе. Горение паров в воздухе, также как и газов, возможно и в определенном диапазоне концентраций. Так как Максимально возможное содержание пара в воздухе не может быть больше, чем в состоянии насыщения, то концентрационные пределы воспламенения могут быть выражены через температуру. Значения температуры жидкости, при которых концентрация насыщенных паров в воздухе над жидкостью равна концентрацион­ным пределам воспламенения, называется температурными пре­делами воспламенения (нижним и верхним соответственно).

Таким образом, для воспламенения и горения жидкости необходимо, чтобы жидкость была нагрета до температуры, не меньшей, чем нижний температурный предел воспламенения. После воспламенения скорость испарения должна быть достаточной для поддержания постоянного горения. Эти особенности горения жидкостей характеризуются температурами вспышки и воспла­менения.

Температурой вспышки называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой над ее поверхностью образуется паровоздушная смесь, способная вспыхивать от постороннего источника зажигания. При этом устойчивого горения жидкости не возникает.

По температуре вспышки жидкости делятся на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ),. температура вспышки которых не превышает 45 °С (спирты, ацетон, бензин и др.) и горючие (ГЖ), температура вспышки которых более 45 °С (масла, мазуты, глицерин и др.).

Температурой воспламененияназывается наименьшее значение температуры жидкости, при которой интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение. Для ЛВЖ температура воспламенения обычно на 1-5 °С выше температуры вспышки, а для ГЖ эта разница может достигать 30-35 °С.

Паровоздушные смеси, также как и газовоздушные, являются взрывоопасными. Их взрывоопасность характеризуется параметрами, определяющими взрывоопасность газовоздушных смесей, — энергией зажигания, температурой горения, нормальной скоростью распространения пламени и др.

Пожарная опасность твердых горючихвеществ и материа­лов характеризуется теплотворной способностью 1 кг вещества, температурами горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью выгорания и распространения горения по поверхности материалов.

Пожаро- и взрывоопасные свойства пылей определяются концентрациями пылевоздушной смеси, наличия источника зажигания с достаточной тепловой энергией, размера пылинок и др.

Мелкие частицы твердых горючих веществ размеров 10~5-10~7 см могут долгое время находиться в воздухе во взвешенном состоянии, образуя дисперсную систему — аэровзвесь. Для воспламенения аэровзвеси необходимо, чтобы концентрация пыли в воздухе была не менее нижнего концентрационного предела воспламенения. Верхний концентрационный предел воспламенения пылевоздушной смеси в большинстве случаев является очень высоким и трудно достижимым (для торфяной пыли — 2200 г/м3, сахарной пудры — 1350 г/м3).

Тепловая энергия источника зажигания для воспламенения пылевоздушной смеси должна быть порядка нескольких МДж и более.

В зависимости от значения нижнего концентрационного предела воспламенения пыли подразделяются на взрывоопасные и пожароопасные. К взрывоопасным относятся пыли с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 г/м3 (пыль серы, сахара, муки), а пожароопасным — пыли с нижним пределом воспламенения выше 65 г/м3 (табачная и древесная пыль).

Пожарную опасность веществ и материалов характеризуют; и такие свойства как склонность некоторых веществ и материалов к электризации и самовозгоранию при соприкосновении с воздухом (фосфор, сернистые металлы и др.). водой (натрий, калий, карбид кальция и др.) и друг с другом (метан + хлор, азотная кислота + древесные опилки и т.д.).

Пожарная опасность негорючих веществ и материалов определяется температурой, при которой они обрабатываются, возможностью выделения искр, пламени, лучистого тепла, а также потерей несущей способности и разрушением.

2.2. Анализ возможности образования взрывоопасных концентраций в технологической системе

На автозаправочной станции протекают часто повторяющиеся процессы слива – налива моторного топлива из АЦ и ТРК, а также хранение нефтепродуктов в подземных резервуарах.

Все опасные процессы, проходящие на территории автозаправочных станций, с возникновением пожара или взрыва, влекущие за собой гибель или ущерб здоровью людей, можно разделить на три основных группы по стадиям технологического процесса:

• прием топлива;
• выдача топлива;
• хранение топлива. Прием топлива.

Перед началом процесса слива топлива из АЦ, АЗС закрывают на технический перерыв, длящийся, приблизительно, 30 минут, время перерыва зависит от количества тонн привезенного топлива. На первую тонну  сливаемого топлива выделяется, по инструкции слива топлива, 21 минута, тогда как на каждую последующую – по 3 минуты на тонну. Технологический процесс слива моторного топлива на территории АЗС происходит в специально отведенном месте –сливной эстакаде. Сам процесс слива нефтепродуктов осуществляется самотеком через сливные колодцы, путем соединения муфты сливного устройства бензовоза и ниппеля слива, посредством сливного рукава.

Перед непосредственным процессом слива, бензовоз, заехавший на сливную эстакаду, глушится, заземляется и фиксируется противооткатными башмаками. Весь процесс слива нефтепродуктов контролируют водитель АЦ и оператор заправочной станции. Оператор контролирует процесс слива, находясь около технологического колодца резервуара, имея возможность следить за герметичностью резервуара, в свою очередь, водитель АЦ находится у сливного крана, и в случае возникновения аварийной ситуации перекрывает вентиль крана, ограничивая поступление топлива.

В ходе данного процесса, возможно возникновение следующих аварийных ситуаций:

• разгерметизация цистерны бензовоза, вследствие износа при эксплуатации;
• аварийный пролив топлива, по причине разгерметизации технологического оборудования;
• перелив топлива при заполнении подземного резервуара, из-за ошибки оператора.

Хранение топлива.

Хранение нефтепродуктов на территории АЗС происходит в подземных двустенных резервуарах.

В ходе выполнения данного процесса возможно возникновение следующих аварийных ситуаций:

• разгерметизация подземного резервуара;
• разгерметизация технологических трубопроводов подачи нефтепродуктов к ТРК.

Выдача топлива при заправке ТС.

Раздача нефтепродуктов из ТРК происходит на специально предназначенных для этой процедуры площадках. Транспортное средство подъезжает на площадку своим ходом, затем глушится и заправляется. Каждая ТРК оснащена механизмом автоматического прекращения выдачи топлива при полном заполнении бака транспортного средства.

Для данного технологического процесса характерно возникновение следующих аварийных ситуаций:

• аварийный пролив топлива, вследствие переполнения или разгерметизации топливного бака ТС при заправке;
• разгерметизация гибкого шланга крана-пистолета, по причине износа шланга в ходе эксплуатации или отрыв шланга при отъезде ТС от места заправки с оставленным в баке краном-пистолетом.

 

Определив перечень аварийных пожароопасных ситуаций, влекущих за собой возможную гибель людей, рационально далее построить дерево отказов, показывающее ряд возможных причин возникновения аварий, а также дерево событий, показывающее сценарии развития аварий.

Построение дерева отказов – это метод анализа отказов сложных систем, используемый в различных отраслях, в котором рассматривается цепь последовательных событий, влекущих за собой конечный результат. Метод дерева отказов наглядно показывает причины возникновения событий, что в свою очередь помогает понять логику, ведущую к нежелательному событию. Построение дерева отказов способствует доскональному анализу причин отказов и выработке методов, способствующих ликвидации данных причин. Тогда как построение дерева событий помогает наглядно увидеть возможные сценарии развития аварийной ситуации, а также просчитать вероятность развития аварии по тому или иному направлению, опираясь на статистические данные.

Так как опасными технологическими процессами, протекающими на АЗС, являются процессы приема (приложение Г) и выдачи (приложение Д) нефтепродуктов, то построим деревья событий именно для этих процессов (приложение Е), а также рассмотрим вариант для возникновения аварии в ходе проведения аварийных работ (рисунок 4).

Возникновение аварийных ситуаций в процессе хранения топлива рассматриваться не будут, так как, основываясь на статистических данных, вероятность возникновения данных событий ничтожно мала. Резервуары на исследуемой АЗС спроектированы таким образом, что в случае разгерметизации резервуара, объем азота, закачанного в межстенноепространство резервуара начинает уменьшаться, о чем передается сигнал на пульт охраны в операторной. Затем весь объем топлива, находящийся в резервуаре сливается в аварийный резервуар.

Рисунок 4 –Дерево отказов при проведении ремонтных работ

Масса         жидкости,  поступившей       в        окружающее пространство    при разгерметизации резервуара:

m_a= ρ_L V_R,

где    m_a – масса жидкости, кг;

ρ_L– плотность жидкости, кг/м³;

V_R – объем жидкости в резервуаре, м³. Данные расчетов приведены в таблице 5.

Таблица 5 – расчет массы жидкости

 

Площадь пролива, м²:

FПР = p  Vж,                                                                       (2)

где    _p   –   коэффициент   пролития,   м^-1   (при   проливе   на   бетонное   или асфальтовое покрытие стоит принимать 150 м^-1);

V_ж – объем жидкости, поступившей в окружающее пространство при разгерметизации резервуара, м³.

F_ПР = 150 28,045 = 4206,8 м²

В случае наполнения резервуара:

m_v = ρ_v V_p P_H/P₀,                                                 (3)

 

ρ_v =

M                     ,                                                            (4)

 

 

где    m_v– масса, выходящих паров ЛВЖ, кг; ρ_v – плотность паров ЛВЖ, кг/м³;

P_H – давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа, определяемое по справочным данным;

P₀ – атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101);

V_p – геометрический объем паровоздушного пространства резервуара (при отсутствии данных допускается принимать равным геометрическому объему резервуара), м³;

М – молярная масса паров ЛВЖ, кг/моль;

V₀ – мольный объем, равный 22,413 м³/моль; t₀ – расчетная температура, ˚С.

Данные расчетов приведены в таблице 6.

 

Таблица 6 – расчет массы паров ЛВЖ, выходящих через дыхательную арматуру

 

• Масса паров ЛВЖ при испарении со свободной поверхности в резервуаре

Масса паров при испарении со свободной поверхности в резервуаре рассчитывается по формуле:

m_v = G_v τ_E,                                               (5)

где    τ_E – время поступления паров из резервуара, с;

G_v – расход паров ЛВЖ кг/с, определяется по формуле:

G_v = F_R W,                                               (6)

где    F_R – максимальная площадь поверхности испарения ЛВЖ в резервуаре, м²;

W – интенсивность испарения ЛВЖ, кг/(м²с), определяется по формуле:

W = 10^-6 η          P_H,                                           (7)

где    η – коэффициент, при проливе жидкости вне помещения равный 1; М – молярная масса жидкости, кг/моль;

P_H – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости,

кПа.

Данные расчетов приведены в таблице 7.

 

 

Таблица 7 – расчет массы паров ЛВЖ, при испарении со свободной поверхности

 

Продолжение Таблицы 7

 

 

Максимальные радиус и высота взрывоопасных зон рассчитываются по формуле:

 

Где R_НКПР (м) и Z_НКПР (м) – радиус и высота взрывоопасной зоны;

mП –масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время испарения, τ_E, кг;

ρ_П– плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;

С_НКПР – нижний концентрационный предел распространения пламени паров, % об.

Данные расчетов приведены в таблице 8.

Таблица 8 – расчет размеров взрывоопасных зон

 

 

---

Страницы: 1 2 3