Пожар разлития

Основные опасности и вредности  на участке транспортирования опасных  веществ на ветке к ММХ обусловлены физико-химическими свойствами подвозимого аварийного топлива, технологическими процессами слива нефтепродуктов, ошибками и неосторожностью действиями рабочего персонала. Особенностями технологического процесса, обуславливающими опасности и вредности на участке транспортирования опасных веществ являются:

– наличие больших количеств нефтепродуктов в цистернах и резервуарах;

– давление в аппаратах, трубопроводах;

– разогрев и рециркуляция мазута;

– возможность наличия паров продукта и газа в воздушной среде;

– наличие электрооборудования;

– возможность образования статического электричества.

Наиболее  опасными составляющими участка  транспортирования опасных веществ являются:

– сливная эстакада ММХ. Количество обращающихся опасных веществ составляет 500 т;

– резервуарный парк мазута, расположенный от  ж/д пути на расстоянии – 70 м. Количество опасных веществ составляет 30000 т;

– резервуарный парк масел, расположенный от ж/д пути на расстоянии – 65 м. Количество опасных веществ составляет 100 м³.

Особенностями производства являются:

– взрывопожароопасность, заключается в том, что газы и пары продукта являются горючими веществами, способными загораться от искры, открытого пламени. Газы и пары продуктов, смешиваясь с воздухом в определенных соотношениях, образуют взрывоопасные смеси, которые могут взрываться от источников зажигания;

– пожароопасность, обусловленная большим количеством продукта и газа в системе, способных вызвать пожары при воспламенении. Возникновению и распространению пожаров способствуют: давление в аппаратах и трубопроводах, наличие      электрооборудования      и      постоянно      работающих      технологических подогревателей, производство сварочных работ на территории станции;

 – токсичность, заключающаяся в том, что углеводородные газы и пары при определенной концентрации в воздухе оказывают вредное действие на организм человека. Попадая в воздух в значительных объемах, пары углеводородов уменьшают в нем содержание кислорода, вследствие чего человек испытывает кислородное голодание, вызывающее вначале головокружение, а затем удушье. Предельно - допустимая концентрация углеводородных газов и паров конденсата в воздухе не должна превышать установленной санитарной нормы - 300 мг/м³ (в пересчете на углерод);

– статическое электричество. Нефтепродукты и их пары и являются диэлектриками, поэтому при определенных условиях способны накапливать заряды статического электричества, что может стать причиной взрывов и пожаров. Для предотвращения возникновения искры при разрядах статического электричества все технологическое оборудование и трубопроводы должны быть заземлены. Молниезащита и защита зданий и сооружений от статического электричества выполнена в соответствии с «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений» СО 153-34.21.122-2003 и «Правилами защиты от статического электричества химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности».

 

2.3 Разработка сценария пожара  разлития на примере Сосногорской ТЭЦ

Рассмотрим схему возможных сценариев развития аварий (рисунок 7). После ее анализа выбираем следующий сценарий.

Наиболее вероятной аварийной  ситуацией на объекте с проявлением  поражающих факторов опасных для человека является пожар  на резервуаре хранения мазута РВС - 5000. При этом, аварийная ситуация будет развиваться по следующему сценарию: разгерметизация резервуара → истечение мазута → растекание в пределах обвалования + воспламенение мазута → образование пожара разлития → термическое поражение персонала, оборудования, зданий и сооружений → образование и распространение облака продуктов сгорания, загрязнение ОС.

 

 

Рисунок 7 - Схема возможных сценариев развития аварийных ситуаций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 РАСЧЕТ ПОСЛЕДСТВИЙ СМОДЕЛИРОВАННОЙ  АВАРИЙНОЙ            СИТУАЦИИ

 

При разгерметизации (разрушении) резервуара мазут заполняет обваловку и при наличии внешнего источника зажигания (статическое электричество, короткое замыкание в системах автоматического пожаротушения, разряд молнии, окурок) может происходить возгорание паров нефтепродукта, образуется диффузионный факел, служащий источником выброса продуктов полного и неполного горения мазута. Последние негативно воздействуют на окружающую природную среду, а также оказывают токсическое воздействие на персонал, население и состав пожарных служб. Следует особо отметить, что эти продукты горения двухфазные (газы и твердые частицы).

 

3.1 Расчет параметров модели  пожара разлития

На территории предприятия находиться резервуар  РВС (резервуар вертикальный стальной) – 5 000 в обваловке высотой 0,5 м. Высота обваловки рассчитана на удержание всего объема  нефтепродукта, находящейся в резервуаре, при аварийном разлитии. Диаметр резервуара = 22,8 м, высота = 11,9 м. Фактический объем резервуара = 4350 м³. В результате разрушения резервуара и разлива нефтепродукта возник пожар. Скорость ветра равна 3 м/с. Плотность мазута - 960 кг/м³. Плотность воздуха при температуре 0°С равна 1,29 кг/м³.

По формуле 1 рассчитываем площадь разлития мазута:

 

 

 

По формуле 2 рассчитываем эффективный диаметр пролива мазута:

 

 

 

 

По формуле 3 рассчитываем высоту пламени:

 

 

 

 

Высота пламени должна быть в 1,5 - 2 раза больше диаметра резервуара.    

3.2 Расчет  интенсивности теплового излучения  и человеческих потерь

Так как  поражающим фактором смоделированной  аварийной ситуации является интенсивность  теплового излучения, то произведем ее расчет на расстояниях 60 м, 120 м, 300 м и 500 м от центра разлития нефтепродукта и проанализируем человеческие потери.

Интенсивность теплового излучения равна:

 

                                                           q = E_f  ·  F_q ·

, ₍₄₎

 

_где  E_f - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м^-2,   для нефтепродуктов допускается принимать E_f = 40 кВт/м^-2;

     F_q - угловой коэффициент облученности;

     - коэффициент пропускания атмосферы.

Для определения  углового коэффициента облученности пользуемся формулой 5:

 

  (5)

 

где факторы облучаемости для вертикальной и горизонтальной поверхности, определяемые по формулам:

 

  (6)

 

       

(7)

 

 

 Коэффициенты A,B,S и h находятся по формулам:

 

 

                                                                                                (8)

                                                        

 

                                                                                                     (9)

 

 

                                                                                                                     (10)

                                                 

 

                                                                                                               (11)

 

 

Коэффициент пропускания атмосферы оценивается  соотношением:

 

 

                                                                  (12)

 

 

где   расстояние от центра разлития нефтепродукта, м

 эффективный диаметр разлития нефтепродукта, м

 высота пламени, м.    

Рассчитав параметры по формулам 4 - 12, получаем таблицу 2

 

 

 

 

Таблица 2 - Результаты расчета по формулам 4 – 12

60 м	0,68	1,13	1,37	1,01	19,96	18,39	19,46	0,99	174,5
120 м	0,68	2,26	1,46	1,35	-1.,61	1,61	2,28	0,95	87
300 м	0,68	5,66	2,96	2,92	-0,29	0,06	0,31	0,84	34,8
500 м	0,68	9,43	4,79	4,76	-0,09	-0,93	0,09	0,73	2,5

 

 

Таким образом, на расстоянии 60 м предприятие будет нести безвозвратные потери персонала, 120 м – санитарные потери персонала, 300 м – безопасное расстояние в брезентовой одежде и 500 м – безопасное расстояние для персонала, согласно Плану ликвидации аварийных ситуаций на территории Сосногорской ТЭЦ ММХ. Построим график зависимости интенсивности теплового излучения пожара пролива от расстояния до облучаемого объекта (рисунок 8).

 

 

Рисунок 8 - зависимости интенсивности  теплового излучения пожара пролива  от расстояния до облучаемого объекта. По оси х – расстояние до облучаемого объекта, м; по оси у - интенсивность теплового излучения, кВт/м².

Далее рассчитаем потери рабочего персонала на расстояниях 60 м, 120 м и 300 м от геометрического центра пожара разлития. То есть радиус зоны, в которой люди получают смертельные поражения, равный 60 м; радиус зоны, в которой люди получают поражения среднетяжелой степени тяжести, равный 120 м; радиус зоны, в которой люди получают поражения легкой степени тяжести, равный 300 м.

Площади соответствующих зон вычисляют  по формулам 13 - 15, км²:

 

(13)

 

(14)

 

(15)

 

 

 

 

 

 

 

Количество  пораженных по степеням тяжести вычисляют  по формулам 16 - 20, человек:

                                       (16)

 

(17)

 

(18)

 

где Сосногорской ТЭЦ, равная 228 чел/км².

Тогда санитарные потери будут, человек:

 

(19)

 

А общие  потери, человек:

 

(20)

 

Рассчитав количество пораженных по степеням тяжести и потери, получаем таблицу 3.

 

Таблица 3 – Результаты расчета по формулам 16 - 20

 

3	10	70	80	83

 

По результатам  расчетов видно, что в случае происшествия смоделированной ЧС предприятие будет нести смертельные и санитарные потери. Количество смертельных исходов – 3 человека, а санитарные потери составят 80 человек. Таким образом, всего в данной аварии пострадают 83 человека. 

 

3.  Мероприятия по предотвращению аварийной ситуации

Для любой  технологической системы, предусматриваются меры по максимальному снижению аварийной опасности технологического оборудования. В нее входят:

– предотвращение взрывов и пожаров внутри технологического оборудования;

– защита технологического оборудования от разрушения и максимальное ограничение выбросов из него горючих веществ в атмосферу при аварийной разгерметизации;

– исключение возможности взрывов и пожаров в объеме производственных зданий и наружных установок;

– снижение тяжести последствий взрывов и пожаров в объеме производственных зданий и наружных установок.

Технологический процесс на участке транспортирования  опасных веществ и хранение мазута организуется таким образом, чтобы исключить возможность взрыва, разлития при регламентированных значениях технологических параметров (температура, давление, расход).

На предприятии  ОАО «ТГК-9» «Коми» Сосногорская ТЭЦ разработан План ликвидации аварийных ситуаций, в соответствии с которым при возникновении смоделированной аварийной ситуации существует следующий порядок действий:

– первый заметивший аварию окриком предупреждает об этом оперативный персонал, немедленно оповещает руководителя работ котлотурбинного цеха (КТЦ);