81УДК 614
Козлова Екатерина Борисовна Kozlova Ekaterina Borisovna
Мелихов Илья Андреевич Melikhov Ilya Andreevich
Магистранты Undergraduates
Уфимский государственный авиационный технический университет
Ufa State Aviation Technical University
АНАЛИЗ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РЕЗЕРВУАРОВ С НЕФТЕПРОДУКТАМИ НА МНОГОТОПЛИВНОЙ АЗС «УФАОЙЛ»
FIRE HAZARD ANALYSIS OF OIL PRODUCT STORAGE TANKS AT THE UFAOIL MULTI-FUEL GAS STATION
Аннотация: В статье рассматривается развитие сценариев и вероятности событий пожарной опасности при эксплуатации резервуаров с нефтепродуктами на автозаправочной станции
Abstract: The article considers the development of scenarios and probability of fire hazard events during the operation of tanks with petroleum products at a gas station
Ключевые слова: автомобиль, разгерметизация, резервуар, опасность, пожар, нефтепродукты
Key words: vehicle, depressurization, tank, danger, fire, petroleum products.
В связи с увеличением количества автомобилей на дорогах в последние годы увеличивается и количество строящихся автозаправочных станций (АЗС). Большая часть данных АЗС находится на территории городов и других населенных пунктов. В новейших условиях экономического хозяйствования появляется необходимость строительства автозаправочных комплексов (АЗК), на территории которых объединены автозаправочная станция и предприятия сервисного обслуживания водителей, пассажиров и их транспортных средств.
Все это приводит к увеличению количества людей и времени их нахождения на объекте. Высокая степень опасности связана с увеличением количества многотопливных АЗС, реализующих бензин, дизельное топливо и газ, входящих в состав АЗС. Большая часть людей, находящаяся на таком комплексе, не является персоналом объекта, имеющим допуск (прошедший противопожарные инструктажи и пожарно-технический минимум) на пожароопасный объект по состоянию здоровья, обладающим подготовкой в действиях, как в нормальных условиях технологического процесса, так и при возникновении аварийных ситуаций и т.п.
Исходя из этого, возможные аварии на АЗС проявляют серьезную опасность для населения и окружающих объектов. Помимо этого, возможно влияние на АЗС и со стороны окружающих объектов, способное привести к возникновению аварии с пожарами и взрывами. Поэтому работа, посвященная обеспечению безопасности автозаправочных станций, является актуальной.
Условные вероятности, характеризующие последовательность дальнейшего развития аварийной ситуации на резервуаре для рассматриваемых возможных сценариев развития аварийных ситуаций, определяются с использованием метода анализа дерева отказов и дерева событий, с учетом литературно-справочных данных об отказах оборудования и системы.
В качестве сценария аварийной ситуации рассматривается разгерметизация резервуара с бензином, представленной на рисунке 1.
Причиной разгерметизации могут быть: внешние природные воздействия, износа оборудования, взрыв и пожар на соседних объектах, дефекты конструкции и создание вакуума или избыточного давления. Основной причиной, вызывающей аварии на цистерне, является создание избыточного давления, который возникает из-за избыточного заполнения резервуара бензином в связи с ошибкой оператора или отказом запорно-регулирующей арматуры.
Международный журнал «Цифровая наука» 20
Рисунок 1. Разгерметизация автоцистерны с бензином на АЗС «Уфа-Ойл»
Источник: анализ автора Для разработки сценариев возможных ЧС необходим анализ частоты аварий и браков при хранении, реализации нефтепродуктов. Анализ частоты аварийных ситуаций, произошедших на АЗС и АГЗС за период с 2009 по 2019 годы представлен в таблице 1.
Таблица 1
Частоты реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий для некоторых типов оборудования АЗС
Наименование оборудования Инициирующее аварию событие Диаметр отверстия истечения, мм Частота разгерметизации, год-1
1 2 3 4
5 4,0 - 10-5
Резервуары, емкости, сосуды и аппараты под давлением Разгерметизация с последующим истечением жидкости, газа или двухфазной среды 12,5 1,0 - 10-5
25 6,2 - 10-6
50 3,8 - 10-6
100 1,7 - 10-6
Разрушение резервуара, автоцистерны Разгерметизация с последующим истечением жидкости Полное разрушение 110-5 в год
Насосы (центробежные) ТРК Разгерметизация с последующим истечением жидкости или двухфазной среды 5 4,3 - 10-3
12,5 6,1 - 10-4
25 5,1 - 10-4
50 2,0 - 10-4
Резервуары для хранения ЛВЖ и горючих жидкостей (далее - ГЖ) при давлении, близком к атмосферному Разгерметизация с последующим истечением жидкости 25 8,8 - 10-5
100 1,2 - 10-5
Полное разрушение 5,1 - 10-6
Пожар на резервуаре Пожар на дыхательной арматуре - 9,0 - 10-5
Источник: [1, 2]
Из таблицы 1 следует, что наиболее часто отказы технических устройств и оборудований на АЗС возникают на резервуарах. Аварийные происшествиями с истечением бензина чаще возникают по причине нарушения целостности резервуара.
Определение и анализ типовых сценариев возможных аварий выполнены в соответствии с «Методикой определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» Приказ МЧС РФ от 14.12.2010 № 649 [2].
Для определения и анализа вариантов развития аварии, включающей сложные взаимодействия между техническими системами обеспечения безопасности, построим дерево событий (рисунок 2).
- Наиболее опасный сценарий, - Наиболее вероятный сценарий.
Рисунок 2. Сценарий аварий при проливе нефтепродуктов из резервуара на МАЗС «Уфа-Ойл»
Источник: расчеты автора на основании [2] Вероятность присутствия случайного источника зажигания определена на уровне 1х10-3 в год, которая подразумевает набор событий: удар молнии, проведение сварочных работ, небрежное обращение с огнем.
Вероятность штиля принята по метеостанции «ГИС Уфа» равной 0,019. Результаты расчетов вероятностей развития событий при разгерметизации резервуара приведены в таблице 2.
Таблица 2
Вероятности развития событий по вариантам разгерметизации
Вероятность события, год-1
Вариант разгерметизации BLEVE соседних резервуаров (С2) Образования взрыва ТВС (С3) Наиболее вероятного события. (С6) Вероятный сценарий (С7) Наиболее опасного события (С9)
1 2 4 5 6
Резервуар (автоцистерна с бензином) 30 м3 4,2 10-4 4,7 10-6 4,9 10-2 3,410-2 6,4 10-7
Источник: расчеты автора на основании [3,4]
Расчетная вероятность возникновения пожара пролива и взрыва на объекте ниже нормативной величины 10-6 в год согласно ГОСТ 12.1.004 ССБТ. «Пожарная безопасность», ГОСТ 12.1.010 - 76.-91. ССБТ. «Взрывобезопасность» [3, 4].
Схематично составлены сценарии развития событий на АЗС при разгерметизации резервуара, учитывая свойства веществ и особенности технологических процессов.
Анализ возможных аварийных ситуаций, особенности технологий и физико-химических свойств веществ позволили выявить следующие сценарии чрезвычайных ситуации.
Схематично приведем описание в виде последовательностей событий:
1) Сценарий 9 (наиболее опасный сценарий): Образование пролива бензина при полном разрушении резервуара => выброс всего объема бензина => образование первичного паровоздушного облака, образование пролива => мгновенное воспламенение паров от источника зажигания => тепловое воздействие на человека и окружающие объекты => эффект BLEVE.
2) Сценарий 6 (наиболее вероятный сценарий): образование пролива бензина при частичном разрушении резервуара => образование первичного паровоздушного облака => образование пролива => локализация и ликвидация пожара пролива.
Международный журнал «Цифровая наука» 24
Проведем расчет основных поражающих факторов при реализации сценария.
В резервуаре (цистерне) находилось 30 м3 бензина марки АИ-92, плотность 750 кг/м3. Температура воздуха - 24 0С, ветер южный 1 м/с.
При развитии ЧС по наиболее опасному сценарию, обстановка на территории определяется уровнем поражающих факторов пожара.
Основными поражающими факторами при авариях на резервуаре с нефтепродуктами являются:
- воздушная ударная волна, возникающая при разного рода взрывах (взрывоопасность);
- тепловое излучение пожара пролива и «огненного шара» при окислительных процессах различных веществ (пожароопасность);
- действие токсических веществ, участвующих в технологическом процессе (токсическая опасность).
Таким образом, проведен анализ функционирования АЗС «Уфаойл». Выявлены опасности, характерные для данного объекта с учетом характера и объемов работы, а также возможных ЧС.
Проведена оценка риска возможных чрезвычайных ситуаций на АЗС «Уфаойл» при помощи метода построения «дерева отказов». Разработаны сценарии возможных чрезвычайных ситуаций при помощи метода «дерево событий». Наиболее вероятным сценарием развития ЧС на станции является частичная разгерметизация резервуара с образованием пролива и последующим его воспламенением.
Библиографический список:
1. Приказ МЧС РФ от 10.07.2009 №404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах».
2. Приказ МЧС России от 14.12.2010 № 649 «О внесении изменении в Приказ МЧС России от 10.07.2009 № 404»
3. ГОСТ 12.1.004 ССБТ. «Пожарная безопасность»
4. ГОСТ 12.1.010 - 76.-91. ССБТ. «Взрывобезопасность».
