Обеспечение устойчивости работы хозяйственного объекта в случае угрозы сильного взрыва

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение высшего профессионального образования

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра промышленной безопасности и охраны труда

 

 

 

 

 

 

Практическая работа №4

«Обеспечение устойчивости работы хозяйственного объекта в случае угрозы сильного взрыва»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель:  Оценить устойчивость работы нефтепромысла в случае взрыва углеводородной смеси на территории резервуарного парка и разработать рекомендации по повышению устойчивости работы инженерно-технического комплекса нефтепромысла при возникновении чрезвычайной ситуацию.

 

Теоретическая часть.

На территории буровых предприятий, нефтяных и газовых промыслов, предприятий трубопроводного транспорта, нефтеперерабатывающих заводов и химических комплексов при возникновении чрезвычайных ситуаций техногенного, природного или военно-политического характера возможны разрушения, а также возникновение пожаров, зон химического и биологического заражения. При этом нарушается жизнедеятельность людей,  как в отдельных районах, так и в целых регионах. Поэтому обеспечение устойчивости работы хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях, является одной из важнейших задач единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС).

Устойчивая работа хозяйственных объектов обеспечивается по двум направлениям:

1. на стадии проектирования и строительства новых хозяйственных объектов - путем реализации требования специальных норм и стандартов;
2. на стадии эксплуатации хозяйственных объектов - периодической оценкой устойчивости их работы.

Оценка устойчивости работы хозяйственного объекта - это изучение его способности противостоять сильным взрывам. Если оценка показывает, что хозяйственный объект окажется неустойчивым в случае сильного взрыва, то разрабатывают и осуществляют инженерно-технические, организационные мероприятия, направленные на повышение устойчивости слабых элементов

инженерно-технического комплекса,  уязвимых  систем управления, снабжения и обеспечение эффективной защиты рабочих и служащих.

Оценку устойчивости работы взрывоопасного объекта осуществляют до ввода его в эксплуатацию, а также один раз в пять лет при составлении декларации безопасности предприятия. Устойчивость хозяйственных объектов, не имеющих большого количества взрывоопасного сырья или материалов, оценивают в тех случаях, когда они расположены вблизи взрывоопасных объектов. Руководители хозяйственных объектов обязаны своевременно организовать оценку устойчивости хозяйственных объектов силами своих специалистов или с привлечением организации, имеющих лицензию на выполнение исследовательских работ по проблемам безопасности жизнедеятельности.

Типовая методика оценки устойчивости работы хозяйственного объекта в случае угрозы сильного взрыва предусматривает выполнение следующей работы:

1. сбор и изучение исходных данных;
2. определение ожидаемой величины избыточного давления во фронте ударной волны на месте размещения основных элементов инженерно-технического комплекса и в местах расположения рабочих и служащих;
3. оценка устойчивости работы основных элементов инженерно-технического комплекса и выявление уязвимых сооружений, установок, агрегатов и систем;
4. оценка эффективности защиты рабочих и служащих;
5. оценка устойчивости работы систем управления и снабжения хозяйственного объекта, степени подготовленности его к восстановительным работам;
6. составление заключений об устойчивости хозяйственного объекта в целом;
7. определение целесообразных пределов повышения устойчивости работы уязвимых элементов инженерно-технического комплекса, систем управления и снабжения;
8. разработка комплекса мероприятий, направленных на повышение устойчивости работы хозяйственного объекта в случае сильного взрыва.

При оценке устойчивости хозяйственного объекта в случае угрозы сильного взрыва необходимо иметь данные о количестве и месте размещения взрывоопасных веществ, перечень основных элементов инженерно-технического комплекса (зданий, сооружений, установок, агрегатов, систем), характеристику их конструктивной особенности, расстояния от каждого элемента инженерно-технического комплекса до места предполагаемого взрыва, количество рабочих и служащих, находящихся в административных и производственных зданиях, сооружениях и работающих на открытой местности, характеристику систем управления, снабжения и другие сведения, необходимые для исследования.

Заключение об устойчивости хозяйственного объекта в целом составляют после анализа полученных результатов. Если все основные элементы инженерно-технического комплекса и системы хозяйственного объекта окажутся устойчивыми и по прогнозам не будет большого количества пораженных рабочих и служащих, то работа хозяйственного объекта считается устойчивой в случае взрыва. Если хотя бы один основной элемент инженерно-технического комплекса или системы хозяйственного объекта окажутся по прогнозу неустойчивым, работа объекта в целом признается неустойчивой.

Завершающим этапом исследования устойчивости работы объекта является разработка комплекса инженерно-технических, технологических и организационных мероприятии, направленных на целесообразное повышение устойчивости работы объекта в случае сильного взрыва. При этом выполняют необходимые расчеты по различным вариантам повышения устойчивости элементов и систем хозяйственного объекта с технико-экономическим обоснованием мероприятий. Затем выбирают наиболее эффективные и экономически приемлемые мероприятия по повышению устойчивости работы всех слабых элементов и систем хозяйственного объекта. Обычно выбранные мероприятия реализуют при выполнении текущего и капитального ремонта, а также в ходе реконструкции и развития хозяйственного объекта.

Ход работы:

На территории НГДУ расположен резервуарный парк с наземными металлическими резервуарами, в которых содержится суммарный запас нефти в количестве 10000 тонн. В чрезвычайной ситуации возможны разрушения резервуаров, разлив и возгорание нефти, образование и взрыв углеводородной смеси в количестве 30 тонн (Q).

Расстояния от предполагаемого места взрыва до элементов инженерно-технического комплекса   нефтепромысла указаны в таблице:

Наименование элемента ИТК нефтепромысла	Расстояние от предполагаемого места взрыва до элемента ИТК НП (г), в метрах для вариантов задания
	10
1 Скважина	850
2 Трубопровод	650
3 Резервуар	600
4 ДНС	900
5 ГЗУ	950
6 Парокотельная	1200

 

Оценка устойчивости работы инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта в случае угрозы взрыва   газовоздушной смеси.

Ожидаемую величину  ∆Рф в районе размещения   основных элементов инженерно-технического комплекса   хозяйственного   объекта рассчитывают по различным эмпирическим формулам в зависимости от вида возможного взрыва.

При взрыве газовоздушной смеси (объемный взрыв) образуется очаг поражения, который делиться на три зоны:

1. зона действия детонационной волны ( первая волна);
2. зона действия продуктов взрыва (вторая зона);
3. зона действия воздушной ударной волны (третья зона).

Зона действия детонационной волны находится в пределах распространения облака газовоздушной смеси. Радиус этой зоны определяют из выражения

В пределах первой зоны, располагающейся вокруг центра взрыва, ожидаемая величина ∆Рф принимается постоянной и   равной 1700 кПа.

Зона действия продуктов взрыва (вторая зона) охватывает всю площадь разлета продуктов газовоздушной смеси при ее детонации. Радиус второй зоны в зависимости от радиуса первой определяют из выражения

Ожидаемую величину в пределах второй зоны определяют по формуле

Определяем ожидаемую величину ∆Рф в рассматриваемой точке третьей зоны, рассчитывая относительную величину ψ для каждого элемента нефтепромысла:

Т.к. ψ › 2 :

 

Результаты оценки устойчивости основных элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта в случае взрыва.

Наименование элемента ИПК	Расстояние от места предпола-гаемого  взрыва до элемента, м	Ожидаемая величина ∆Рф, кПа	Вид возможного разрушения элемента	Вывод об устойчивости элемента
1 Скважина	850	2,63	Слабая	устойчив
2 Трубопровод	650	3,64	Слабая	устойчив
3 Резервуар	600	4,03	Слабая	устойчив
4 ДНС	900	2,46	Слабая	устойчив
5 ГЗУ	950	2,3	Слабая	устойчив
6 Парокотельная	1200	1,75	Слабая	устойчив

 

Все элементы хозяйственного объекта устойчивы, степень разрушения слабая. Устойчивые элементы в случае взрыва не получат или получат слабые разрушения, которые могут быть устранены текущим ремонтом в кратчайшие сроки.

При разработке рекомендаций рассматривают следующие варианты обеспечения устойчивости элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта:

1. повышение физической устойчивости элемента инженерно-технического комплекса;
2. уменьшение количества взрывчатого вещества, хранящегося, использующегося в производстве или перевозимого на транспорте;

Повышение физической устойчивости элемента инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта обеспечивают следующими способами:

1. за счет укрепления прочности элемента:
2. заменой малопрочных частей или всего элемента на более прочные;
3. строительством защитных экранов;
4. заглублением или обвалованием элемента;
5. установкой устройств, локализующих действие ударной волны.

Укрепление прочности элемента достигается установкой дополнительных связей между его несущими конструкциями (устройство каркаса, рам, контрфорсов и опор для уменьшения пролета несущих конструкций), устройством многоярусных оттяжек и другими способами.

Обвалование элемента инженерно-технического комплекса грунтом осуществляют со стороны предполагаемого взрыва, причем максимальная высота обвалования принимается равной высоте укрепляемого элемента плюс 1,5 метра.

Во взрывоопасных производственных помещениях оборудуют различные технические устройства, локализующие действие ударной волны.

 

Вывод: Мы оценили устойчивость хозяйственного объекта  в случае взрыва углеводородной смеси и выяснили, что элементы хозяйственного объекта устойчивы и они не получат или получат слабые разрушения. Также мы разработали рекомендации по повышению устойчивости работы хозяйственного объекта, чтобы предотвратить возможные, слабые разрушения.