АНАЛИЗ РИСКОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА НЕФТЕБАЗАХ

Варнаков В.В.1, Бердников Р.Н.2

1Доктор технических наук, профессор, профессор кафедры техносферной безопасности, 2студент, инженерно-физический факультет высоких технологий;

Ульяновский государственный университет

АНАЛИЗ РИСКОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА НЕФТЕБАЗАХ

RISK ANALYSIS OF EMERGENCY SITUATIONS IN OIL DEPOSITS

Аннотация

Рассмотрены вопросы анализа и оценки рисков возникновения чрезвычайных ситуаций на нефтебазах, определены подходы и основные направления методики оценки рисков чрезвычайных ситуаций на нефтебазах. Приведены основные причины чрезвычайных ситуаций на нефтебазах, вероятная последовательность развитий событий и возможные последствия.

Summary

The issues of analysis and risk assessment of emergency situations at tank farms are considered, approaches and main directions of the methodology for risk assessment of emergency situations at tank farms are defined. The main causes of emergency situations at tank farms, the likely sequence of events and possible consequences are given.

Ключевые слова: пожарная безопасность, пожар, чрезвычайная ситуация, нефтебаза, нефть, газ

Key words: fire safety, fire, emergency, tank farm, oil, gas

Анализ известных аварий на объектах, связанных с обращающимися опасными веществами

Аварии с пожарами и взрывами, происшедшие в последние годы с резервуарами для хранения легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), свидетельствуют о высокой пожароопасности технологических процессов с их участием, что обусловлено во многом физико-химическими и пожароопасными свойствами указанных веществ (низкая температура вспышки, возможность пролива и горения жидкой фазы, быстрое образование взрывоопасных газопаровоздушных смесей при испарении или разгерметизации резервуаров).

Статистика аварий произошедших в резервуарных парках хранения легковоспламеняющихся веществ, показывает, что возможны следующие причины возникновения и развития аварий:

  • взрывы в газовом пространстве резервуаров;
  • пожары на и в резервуарах;
  • пожары от разлития горючих жидкостей;
  • гидродинамическая волна прорыва при мгновенном раскрытии резервуара.

Для резервуарных парков наиболее опасной считается гидродинамическая авария с образованием волны прорыва, которая воздействует на соседние объекты, приводит к значительному ущербу и человеческим жертвам. Появление и характер воздействия гидродинамической аварии практически непредсказуемы.

Ориентировочно за последние 40 лет, зарегистрировано более 320 случаев пожаров и аварий на резервуарах, более 20% из которых связаны с частичным или полным их разрушением. Четвертая часть всех разрушенных резервуаров с нефтепродуктами не сопровождалась пожарами. 21.5% разрушений произошел при проведении гидравлических испытаний РВС.

Исследование статистических данных, связанных с разрушением резервуаров, показало, что наиболее опасный фактор возникающего при этом пожара – гидродинамический характер истечения жидкости, хранимой в РВС. Взаимодействие возникающей в этом случае волны прорыва с защитной стенкой или обвалованием таково, что в 49% случаев поток разрушал или промывал обвалование, а в 29% — перехлестывал его. Это является следствием того, что нормативное обвалование рассчитывается на гидростатическое удерживание вылившейся жидкости и не способно выполнить защитные функции при гидродинамическом истечении.

Только в 14% случаев разрушения РВС обвалование выполнило свои функции, когда истечение жидкости происходило из частично заполненных РВС, разрушившихся от внутреннего взрыва.

Из общего числа случаев разрушения РВС 55% происшедших аварий сопровождались растеканием продукта за пределы территории объектов и приводили к катастрофическим последствиям с большим материальным ущербом и гибелью людей.

Другая особенность гидродинамического растекания – перенос на соседние объекты вместе с горящей жидкостью открытого огня, теплового излучения пламени и других опасных факторов пожара.

Максимально возможный объем разлившихся нефтепродуктов определяется для стационарных объектов хранения (резервуарных парков), как объем максимальной емкости одного объекта хранения.

При спокойном растекании нефтепродуктов (например, при разгерметизации резервуара вследствие образования коррозионного свища) площадь аварийного разлива определяется, как правило, границами обвалования вокруг каре резервуаров.

На основании статистических данных можно выделить следующие основные причины пожаров:

  • нарушение правил проведения ремонтных работ (23,85);
  • искры от электроустановок (14,4%);
  • проявление атмосферного электричества (9%);
  • разряды статического электричества (9,5%).

Треть всех пожаров произошла от самовозгорания пирофорных отложений, неосторожного обращения с огнем, поджогов.

Вышеприведенные данные способствуют проведению идентификации опасных и вредных факторов, которые возможны на объекте.

Можно выделить следующие опасности:

  • взрыв;
  • пожар;
  • отравление;
  • загрязнение окружающей среды.

Можно обоснованно полагать, что в значительной мере указанные опасности будут проявляться совместно.

Концепция анализа риска заключается в построении множества сценариев возникновения и развития возможных аварий, с последующей оценкой частот реализации и определением масштабов последствий каждого из них.

Из этого множества выбираются наиболее вероятные и «наихудшие» варианты, которые представляют наибольший интерес при планировании действий по локализации и ликвидации аварий на опасном объекте и разработке превентивных мер по защите персонала объекта.

В результате проведенного анализа выявлено, что основными поражающими факторами, которые могут возникнуть в результате развития аварии на Чердаклинской нефтебазе и воздействовать на человека, строения и оборудование являются опасные факторы пожара разлития: открытый огонь, повышенная температура воздуха и оборудования, пониженная концентрация кислорода.

Началом развития аварии, как правило, является разгерметизация технологического оборудования, сопровождающаяся проливом продуктов.

Локальные утечки опасных веществ являются наиболее вероятными и чаще всего происходят через фланцевые соединения, уплотнения насосов, запорную арматуру, некачественные сварные швы (свищи, трещины) и т.п. Неконтролируемое развитие аварийной ситуации может привести к полному разрушению оборудования и выбросу больших количеств опасных веществ. Более редкими являются аварии, развитие которых сразу начинается с полной разгерметизации аппаратов или с «гильотинного» разрыва трубопроводов.

Определение возможных сценариев возникновения и динамики развития аварийных ситуаций проводится с помощью типовых схем.

Оценка риска аварий включает анализ частоты возникновения аварий в сочетании с тяжестью их последствий, в результате которого рассчитываются показатели риска.

Показатели риска выражают собой ожидаемые среднегодовые размеры потерь и рассчитываются как произведение вероятности наступления события с негативными последствиями (поражающих факторов) на величину (тяжесть) этих последствий. Тяжесть последствий аварий, обусловленная размерами зон действия поражающих факторов, определяется возможным числом пострадавших или ущербом имуществу предприятия и окружающей природной среде.

Для получения вероятностных оценок причинения вреда предприятию применялись следующие подходы:

— использование соответствующих обобщенных среднестатистических данных для определения частоты рассматриваемых событий в прошлом и прогнозировании частоты в будущем;

— использование метода анализа «дерева событий».

Схемы «дерева событий», представляющие логическую последовательность событий, возникающих при аварийной разгерметизации оборудования или трубопроводов, позволяют определить частоту реализации того или иного конкретного сценария из группы типовых сценариев. В основу расчетов положены значения частот инициирующих событий, полученных на основе обобщенных статистических данных по частоте возникновения аварий на нефтеперерабатывающих производствах и объектах хранения нефтепродуктов.

Литература

  1. Варнаков Д.В. Повышение надежности магистральных трубопроводов методом резервирования / Варнаков Д.В., Бусыгин И.А., Князькова Л.Е. // Аллея науки. 2018. Т. 5. № 6 (22). С. 882-886.
  2. Варнаков В.В., Варнаков Д.В., Неберикутя И.А. Обоснование методов прогнозирования чрезвычайных ситуаций техногенного характера // Международный научный журнал. 2011. № 1. С. 94-97.
  3. Варнаков Д.В. Производственный риск и методы его оценки / Варнаков Д.В., Замалетдинов М.И., Ляхова А.А. // Аллея науки. 2018. Т. 5. № 6 (22). С. 503-505.
  4. Варнаков Д.В. Анализ методик определения расчетных величин пожарного риска / Варнаков Д.В., Захарова Н.Н., Яшкина В.В. // Аллея науки. 2018. Т. 1. № 9 (25). С. 736-740.5. Варнаков Д.В. Материально-техническое обеспечение сил ГО и РСЧС / Варнаков Д.В., Варнаков В.В., Варнакова Е.А., Еремеев А.Н. // Учебно-методическое пособие. — Ульяновск, 2016.
  5. Варнаков В.В. Надежность технических систем и техногенный риск / Варнаков В.В., Варнаков Д.В., Варнакова Е.А. // Учебно-методическое пособие для проведения практических занятий / Ульяновск, 2014.
  6. Варнаков Д.В. Анализ отказов и повышение надежности нефтепродуктопровода / Варнаков В.В., Варнаков Д.В., Бусыгин И.А., Горшенин Д.В. // Аллея науки. 2018. Т. 1. № 6 (22). С. 919-922.
  7. Варнаков Д.В. Выбор оптимальных способов и средств обнаружения пожара / Варнаков Д.В., Варнаков В.В., Варнакова Е.А., Коткова Е.В., Дежаткин М.Е. // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RUS 2018613760 07.02.2018.
  8. Варнаков Д.В. Производственный риск и методы его оценки / Варнаков Д.В., Замалетдинов М.И., Ляхова А.А. // Аллея науки. 2018. Т. 5. № 6 (22). С. 503-505.
  9. Кузнецов А.И. Математическая модель продольных колебаний плети нефтепродуктопровода при его сборке / Кузнецов А.И., Варнаков Д.В., Бусыгин И.А. // Аллея науки. 2018. Т. 1. № 7 (23). С. 805-809.