2015-05-30
761
Глава 4. Разработка рекомендаций по минимизации ущерба на основе экономического расчета
Анализ статистических данных аварий на резервуарных парках показал, что несмотря на маловероятность разрушений корпуса резервуаров хранения нефтепродуктов, аварии имеют место случаться. Чаще всего пожары и взрывы происходят вовремя проведения ремонтных работ. Исследовав причины, ход развития аварий (глава 3) на примере одного из резервуаров УПСВ «Пашня» был произведен расчет зон повреждения при реализации наихудшего из сценариев, дана оценка экологического и материального ущерба, разработаны рекомендации по уменьшению ущерба.
Определение последствий аварии на пожаровзрывоопасных объектах
Для данного расчета используется методика «Прогнозирование возможных аварий, катастроф, стихийных бедствий в РСЧС» [].
Методика предназначена для оценки последствий аварий на объектах по хранению, переработке и транспортировки сжиженных углеводородных газов (СУГ), сжатых углеводородных газов (СЖУГ), легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ).
|
|
|
Под «резервуарами» в Методике понимают резервуары для хранения и транспортировки перечисленных выше веществ, а также технологические установки, содержащие эти вещества.
В качестве поражающих факторов рассматриваются:
- Воздушно-ударная волна,
- Тепловое излучение огненных шаров и горящих разлитий,
- Осколки и обломки оборудования.
Рисунок 4.1.1. Схема расположения резервуаров в резервуарном парке:
1 – Резервуар технологический РВС-1
2 – Резервуар универсальный РВС-2
3 – Резервуар отстойник РВС-3
4 – Резервуар отстойник РВС-4
Расчеты проводились исходя из того, что взрыв произойдет в технологическом резервуаре РВС-1, рисунок 4.1.1
Масса вещества в облаке ТВС, была взята из предположения наихудшего сценария (полная разгерметизация резервуара, после взрыва). При мгновенной разгерметизации резервуара масса вещества (М) в облаке равняется полной массе ЛВЖ находящегося в резервуаре. Для выбранного резервуара масса будет равна 6, 94 тонны (данные взяты из технологического регламента).
Класс пространства, окружающего место воспламенения относится к 3-му классу, таблица 4.1.1
Таблица 4.1.1: Характеристики классов пространства, окружающего место потенциальной аварии
| N класса | Характеристика пространства |
| Наличие труб, полостей и т.д. | |
| Сильно загроможденное пространство: наличие полузамкнутых объемов, высокая плотность размещения технологического оборудования, лес, большое количество повторяющихся препятствий | |
| Средне загроможденное пространство: отдельно стоящие технологические установки, резервуарный парк | |
| Слабо загроможденное и свободное пространство |
Взрывопожароопасным веществом в парке являются пары нефти. Нефть относится к первому классу. Классы взрывоопасности приведены в таблице 4.1.2.
|
|
|
Режим взрывного превращения облака ТВС равен 2, таблица 4.1.3.
Таблица 4.1.2 Классификация взрывоопасных веществ
| Класс 1 | Класс 2 | Класс 3 | Класс 4 |
| Ацетилен | акрилонитрил | ацетальдегид | бензол |
| Винилацетилен | акролеин | ацетон | декан |
| Водород | аммиак | бензин | дизтопливо |
| Гидразин | бутан | винилхлорид | дихлорбензол |
| Метилацителен | бутилен | гексан | керосин |
| Нитрометан | пропан | генераторный газ | метан |
| Окись пропилена | пропилен | кетон | метилбензол |
| Окис этилена | сероуглерод | метилпропил | метилмеркаптан |
| Этилнетрат | этан | сероводород | нафталин |
| эфиры | этилохлорид | фенол |
Таблица 4.1.3: Режимы взрывного превращения облаков ТВС.
| Класс топлива | класс окружающего пространства | |||
Оценка последствий аварии
В соответствии с выбранным режимом взрывного превращения, а также в зависимости от массы топлива содержащегося в облаке интересующегося расстояния по графикам, определены границы полных, сильных, средних и слабых степеней разрушения сооружений, рис. 4.1.2.
Согласно графику разрушений, рис. 4.1.2, для нефти граница полной степени разрушения составляет 70 метров, граница сильных разрушений составляет 200 метров, граница средних разрушений составляет 250 метров, граница слабых сооружений составляет 700м.
Распределение зон разрушения предоставлено на рисунке 4.1.3
Рисунок 4.1.2 График зависимости степеней разрушения
Рисунок 4.1.3 Распределение зон разрушения на УПСВ «Пашня»: красный круг - зона полных разрушений; желтый круг – зона сильных разрушений; зеленый круг – зона средних повреждений; бардовый круг – зона слабых повреждений.
Границы поражения людей при взрыве ТВС составляют: граница порога поражения равна 92 метра, граница с 1% пораженных составляет 75 метров, граница с10% составляет 64 метра, граница с 50% пораженных составляет 57 метров, граница с 90% пораженных составляет 48 метров, граница с 99% пораженных составляет 33 метра, график на рисунке 4.1.4
Распределение зон поражения людей предоставлено на рисунке 4.1.5
Рисунок 4.1.4 График границ зон поражения людей при взрыве облака ТВС
Рисунок 4.1.5 Зоны поражения людей: красный круг - зона с 99 % пораженных; желтый круг – зона с 90 % пораженных; зеленый круг-зона с 50 % пораженных; синий круг – зона с 10 % пораженных; фиолетовый круг – зона с 1 % пораженных.
Расчет огневого шара
Расчет огневого шара не производился, поскольку горение в соответствии с существующей моделью исследуемого объекта маловероятно, из-за отсутствия оборудования со сжиженным газом.
Расчет осколков оборудования
Конструктивная особенность резервуаров хранения нефти заключается в том, что сварочный шов соединяющий крышу со стенкой резервуара выполняется ослабленным для того, чтобы во время взрыва произошел отрыв крыши от резервуара. Расстояние отлета крыши будет незначительным в связи с ее большой массой.
Следовательно, при взрыве резервуара разлета осколков не будет.
Расчет теплового потока факельного горения при вытекании жидкости из разрушенного резервуара
При разрушении резервуара разлитие происходит в обвалование, объем вытекшей жидкости принимается равным 80 % от общего объема резервуара.
Предполагаем, что дно обвалования будет полностью закрыто слоем жидкости. Условие для закрытия является наличие слоя жидкости толщиной более 0.02 м, определяется по формуле:
|
|
|
V/S > 0.02, (4.1.1)
где V - объем вытекшей жидкости (равная 2400 м3); S - площадь обвалования (равна 1741м2).
Величина теплового потока g на заданном расстоянии R от горящего разлития вычисляется по формуле:
q = 0,8 Q0 е – 0,03х, (4.1.2)
где Qo - тепловой поток на поверхности факела, кВт/м2, значения которого приведены в табл. 4.1.4; х - расстояние до фронта пламени, 30 м (расстояние до соседнего резервуара)
Получается
q = 0,8×80×е – 0,03×30=26 кВт/м2
Расстояние, на котором будет наблюдаться тепловой поток с заданной величиной q, определяется по формуле:
х = 33 ln(1.25 Q0/ q) (4.1.3)
х = 33 ln(1.25 80/ 26)= 44,37 метров.
Таблица 4.1.4: Тепловой поток на поверхности факела от горящих разлитий
| Вещество | Тепловой поток, КВт/м2 |
| Ацетон | |
| Бензин | |
| Дизельное топливо | |
| Гексан | |
| Метанол | |
| Метилацетат | |
| Винилацетат | |
| Аммиак | |
| Керосин | |
| Нефть | |
| Мазут |
Вывод: При реализации наихудшего из сценариев аварии, разрушится только один резервуар. Ударная волна, образовавшаяся в результате взрыва, не разрушит соседние резервуары, так как основная энергия высвободится вверх и будет затрачена на срывание крыши. Основная работа персонала на УПСВ «Пашня» ведется дистанционно, поэтому количество пострадавших в результате аварии людей сводится к нолю, однако в зону поражения может попасть персонал, который будет проводить работы на территории резервуарного парка или проводить осмотровый обход всей территории.
