CC BY
89
АНАЛИЗ ПОЖАРООПАСНЫХ СИТУАЦИЙ, СВЯЗАННЫХ С ЛОКАЛЬНЫМИ ПРОЛИВАМИ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ОБЪЕКТАХ
НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ
Ширяев Е.В.,
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, г. Иваново
Локальные проливы нефтепродуктов на объектах нефтегазовой отрасли являются пожароопасными и способны привести к катастрофическим последствиям при каскадном развитии аварии.
По статистическим данным ФГБУ ВНИИПО МЧС России за период с 2009 по 2016 гг. [1], Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору [2], а также ряду других работ был проведён анализ пожаров на объектах нефтегазовой отрасли за 2009-2016 гг.
Результаты анализа показывают, что пожары пролива занимают особое место в сценариях развития пожара (38 %), рисунок 1.
Рис. 1. Распределение пожаров на объектах нефтегазовой отрасли
по сценариям их развития
Масштабы аварийных утечек нефтепродуктов напрямую зависят от вида технологического оборудования, его технических характеристик и величины повреждения. На технологических объектах с обращением нефтепродуктов наиболее вероятны пожароопасные ситуации, связанные с разгерметизацией технологических трубопроводов и насосного оборудования. Так, по статистике Ростехнадзора коэффициент износа технологического оборудования в нефтегазовой отрасли за последние семь лет составил в среднем 52 %, а коэффициент его обновления всего 6,3% [2]. Изношенное технологическое оборудование требует, как правило, ремонта или замены. Распределение пожаров из предоставленных материалов ФГБУ ВНИИПО МЧС России по причине нарушения правил пожарной безопасности при проведении электрогазосварочных и огневых работ за период с 2009 по 2016 гг. [46] представлено на рисунке 2.
■ пожары пролива
■ «огненный шар»
■ факельное горение
■ сгорание облака
Рис. 2. Распределение пожаров по причине нарушения правил пожарной безопасности при проведении электрогазосварочных и огневых работ за период с
2009 по 2016 гг.
Наибольшее количество аварийных проливов нефтепродуктов происходит на технологическом оборудовании находящемся под давлением. Преимущественно к такому оборудованию относятся насосы и их обвязка, а также технологические трубопроводы, фланцевые соединения и др. В методике [3] приведены частоты реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий для некоторых типов оборудования объектов и частоты утечек из технологических трубопроводов.
Анализ частот реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий для насосов (центробежных) с аппроксимационной зависимостью представлен на графике, рисунок 3. Так, вероятность разгерметизации с малым диаметром отверстия у насосов и технологических трубопроводов, транспортирующих нефтепродукты под давлением выше, чем при разрыве трубопровода или разгерметизации большего по диаметру отверстия.
год-1
0,005 0,0045 0,004 0,0035 0,003 0,0025 0,002 0,0015 0,001 0,0005 0
у = 0,004х-2,199 R2 = 0,9649
12,5
25
50 Диаметр мм
Рис. 3. Распределение частот реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий для насосов (центробежных) с аппроксимационной
зависимостью
5
К локальным повреждениям насосного оборудования для перекачки нефтепродуктов относят: образование трещин, сквозных отверстий от коррозии; нарушение целостности фланцевых соединений; нарушение герметичности
сальниковых уплотнений вала центробежного насоса; нарушение герметичности различных узлов насоса в результате вибраций и др., рисунке 3.
Рис. 4. Сбор капельной утечки бензина из фланцевого соединения в канистру
Характер истечения нефтепродукта из насосного оборудования может быть: интенсивным - под давлением в виде струй жидкости, не интенсивным - в виде капельной утечки.
Локальная разгерметизация технологической арматуры трубопроводов, вентилей, расположенных рядом с технологическими установками, создает угрозу крупномасштабной аварии (пожару) в случае воспламенения паров нефтепродукта. Наиболее вероятными местами образования локальной разгерметизации технологического оборудования являются разъёмные соединения. В этом отношении особую опасность могут представлять фланцевые соединения, рисунок 4.
Рис. 5. Участок нефтепродуктопроводов с запорной арматурой, требующей замены уплотнителей фланцевых соединений
На взрывопожароопасных объектах, к которым относятся резервуарные парки, магистральные трубопроводы, насосные по перекачки пожароопасных веществ, манифольдные, именно фланцевые соединения являются наиболее уязвимыми местами. В результате нарушения их герметичности возникают утечки нефтепродуктов.
В нормативном документе [4] выбор воздухообмена в помещениях насосных станций принимается исходя из количества выбросов (утечек) в
207
зависимости от типа применяемых средств перекачки и вида нефтепродукта, рисунок 5.
НЦ- насосы центробежные; ЦНГ- центробежный насос герметичный Рис. 6. Количество выбросов в насосных станциях в зависимости от типа применяемых средств перекачки и вида нефтепродукта
Наибольшее количество выбросов нефтепродуктов происходит при разгерметизации насосов центробежных с 2 сальниковыми уплотнениями вала. Массовый расход при утечках нефтепродуктов через насосное оборудование зависит от вида нефтепродукта. При перекачке светлых нефтепродуктов (бензин, дизельное топливо) он гораздо больше, чем при перекачке темных нефтепродуктов.
Анализ пожарной опасности технологического процесса хранения нефтепродуктов показал, что небольшие утечки (проливы) горючих жидкостей наиболее часто встречаются:
- при проведении сливо-наливных операций (в местах соединения трубопроводов со сливными патрубками цистерн);
- при проведении ремонтных работ на технологических трубопроводах, запорной арматуре, фланцевых соединениях;
- при эксплуатации насосного оборудования, перекачивающего горючие жидкости, а также в местах соединений с трубопроводной арматурой.
Наиболее вероятными источниками зажигания при локальных проливах нефтепродуктов являются:
- проявление зарядов статического электричества на технологическом оборудовании при проливе остатка горючих жидкостей;
- образование фрикционных искр при срыве соединительной головки сливного шланга соударении с металлическими элементами;
- возникновение искровых разрядов вследствие накопления на теле или одежде оператора (технического персонала) зарядов статического электричества;
- образование фрикционных искр при выполнении ремонтных работ неискробезопасным инструментом;
- открытый огонь при выполнении ремонтных работ.
Локальные проливы нефтепродуктов пожаровзрывоопасны и занимают первое место по сценариям развития пожара. Наиболее уязвимым к нарушениям герметичности относятся места соединений трубопроводной арматуры с относительно небольшим диаметром. Высокий процент изношенного технологического оборудования позволяет сделать вывод о росте ремонтных работ на технологическом оборудовании. Распределение пожаров по объектам с обращением нефтепродуктов показывает, что наиболее количество пожаров при производстве ремонтных работ на складах ЛВЖ, ГЖ (нефтебазах), а также в зданиях насосных по перекачке нефтепродуктов.
Список использованной литературы
1. Письмо ФГБУ ВНИИПО МЧС России от 10.08.2017 г. №115-34-59 «О предоставлении статистической информации по пожарам» // ФГБОУ ВО ИПСА ГПС МЧС России. Общий отдел. - 2017. - 10 августа.
2. Уроки, извлеченные из аварий // Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору. Интернет ресурс. URL: http://www.gosnadzor.ru/industrial/oil/lessons/ (дата обращения 13.09.2017).
3. Приказ МЧС России от 10.07.2009 г. №404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» с учетом изменений, утвержденных Приказом Министра МЧС РФ от 14.12.2010 №649 «О внесение изменений в Приказ МЧС России от 20.07.2009 №404».
4. Приказ Минэнерго России от 19 июня 2003 года №232. «Об утверждении Правил технической эксплуатации нефтебаз».
