CC BY
40
В большинстве случаев, узкополосные обнаружители основаны на использовании только эффекта Доплера. У таких средств обнаружения нет параметра разрешения по дальности, а принятие решения основано на количественном изменении частоты сигнала. Причиной изменения частоты, может быть не только нарушитель в зоне охраны, но и любой другой движущийся объект. Так причиной многих ложных срабатываний узкополосных средств обнаружения становятся естественные помехи — животные и птицы. Отсутствие возможности идентифицировать объект, затрудняет дальнейшее развитие таких средств обнаружения нарушителя.
Основными путями развития радиотехнических систем охраны периметров являются:
- разработка более информативных физических и математических моделей нарушителей и значимых помеховых факторов;
- создание чувствительных элементов с большей информативностью;
- разработка методов и способов извлечения большей информации о нарушителе в зоне обнаружения;
- разработка методов и способов уменьшения действия помех в зоне охраны;
применение квазипассивных радиотехнических методов для получения дополнительной информации.
Решение перечисленных задач требует создания эффективных чувствительных элементов с высоким соотношением сигнал/шум. Кроме того, следует разработать математические модели и оптимальные алгоритмы обработки сигналов, учитывающие как типовые модели поведения нарушителя, так и различные факторы атмосферного воздействия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Приказ Минюста России от 04.09.2006 № 279 «Об утверждении Наставления по оборудованию инженерно-техническими средствами охраны и надзора объектов уголовно-исполнительной системы».
2. Ролдугин C.B. Анализ эффективности использования технических средств охраны и надзора по предотвращению побегов из учреждений УИС / C.B. Ролдугин, A.B. Душкин, С.С. Кочедыков, И.И. Сапрыкин // заключительный отчет по НИР. - ВИ ФСИН России, Воронеж, 2014. - 61 с.
3. Коржакова Е.Г., Калач Е.В. Некоторые проблемы проектирования систем пожарной безопасности на объектах с протяженным периметром // Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2017. - Т. 1. - С. 860-862.
4. Четкин О.В. Обеспечение безопасности объектов ФСИН России с использованием радиотехнических систем охраны и надзора / О.В. Четкин, A.B. Д.Г. Зыбин, В.О. Морозов // заключительный отчет по НИР. - ВИ ФСИН России, Воронеж, 2013. - 74 с.
УДК 614.8
А. И. Усиков, С. О. Потапова
ФГБОУ ВО Воронежский институт-филиал Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ
ГАЗОЗАПРАВОЧНЫХ СТАНЦИЙ
В статье рассмотрены вопросы касающиеся опасности технологического процесса автомобильных газозаправочных станций, какими способами транспортируются сжиженные углеводородные газы до АГЗС. Рассмотрены основные характеристики сжиженного
917
углеводородного газа, приведена статистика ЧС на АГЗС, представлена технологическая схем АГЗС, схема расположения стальных резервуаров для СУГ и схема стационарного резервуара для сжиженных газов.
Ключевые слова: сжиженные углеводородные газы, автомобильные газозаправочные станции, транспортировка, хранение, основные характеристики, опасность.
АЛ. Usikov, S. О. Potapova
THE ANALYSIS OF THE CURRENT STATE OF THE PROBLEM OF SAFETY OF OPERATION OF VEHICLE GAS FILLING STATIONS
The article deals with the issues concerning the danger of the technological process of automobile gas stations, what methods are used to transport liquefied hydrocarbon gases to the gas station. The main characteristics of liquefied hydrocarbon gas are considered, the statistics of emergency situations at gas stations are given, the technological schemes of gas stations, the scheme of location of steel tanks for LPG and the scheme of a stationary tank for liquefied gases are presented.
Key words: liquefied petroleum gases, automobile gas stations, transportation, storage, main characteristics, danger.
Введение
Автомобильные газозаправочные станции (АГЗС) являются опасными производственными объектами и деятельность по строительству, расширению,
проектированию, техническому перевооружению, реконструкции, по монтажу, изготовлению, обслуживанию, ремонту применяемых на АГЗС технических устройств, контролируется Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 № 116-ФЗ [1].
Эксплуатация автомобильных газозаправочных станций (АГЗС) может осуществляться организациями, которые имеют обученный и аттестованный персонал, необходимую базу материально-технических документов, а также лицензию от Госгортехнадзора России на эксплуатацию взрывоопасного объекта [ 1 ].
Назначение и типы автомобильных газозаправочных станций
АГЗС предназначены для приема и хранения сжиженного углеводородного газа, а также заправки газобаллонного оборудования автомобиля сжиженным углеводородным газом [2].
Принципиальная технологическая схема АГЗС представлена на рисунке 1.
To\no.i«i и'н'скан с\ема niiioBoii традиционной W:
1 - ре тервуар для топлива:
2 - рс lepovap аварийный: 3 - ТРК:
4 - площадка для установки сливных приборов: S - дыхательный клапан: 6 - огневой предохранитель; 7 - линия наполнения: 8 - линия выдачи: 9 - линия рециркуляции.
Рис. 1. Принципиальная технологическая схема АГЗС
918
Транспортировка и хранение сжиженных углеводородных газов
Транспортировка сжиженного углеводородного газа осуществляется железнодорожным, автомобильным и водным транспортом. Бесперебойное снабжение потребителей газом достигается при использовании наиболее эффективных типов автомобилей с учетом плотности расположения потребителей, неравномерности газопотребления, характеристики дорог и других факторов.
Транспортировка пропан-бутановой фракции осуществляется железнодорожными цистернами на газонаполнительные станции и седельными тягачами с полуприцеп-цистернами на автомобильные газозаправочные станции [3].
Все перевозки производятся по специальному техническому регламенту с целью обеспечения безопасности перевозок опасных грузов и по согласованным с Государственной противопожарной службой МЧС и ГИБДД маршрутам передвижения автотранспорта, перевозящего опасные грузы. Все перевозки и эксплуатация цистерн осуществляются обученным и аттестованным персоналом с четким соблюдением периодичности наружных, внутренних осмотров и гидравлических испытаний.
Сжиженные углеводородные газы хранят в стальных резервуарах (рис. 2) под давлением упругости паров и в подземных газохранилищах - горных выработках и соляных пластах.
а,
'//>// Л////-/^/// // ///'////// нг-нан /// /// /л
///>// а/ Ь/ /// М*;; />/ V// у/М// //'/ ✓/>'//)
Рис. 2. Стальные резервуары: а - надземный резервуар; б - подземный резервуар; в - резервуар с засыпкой
В стальных цилиндрических резервуарах под давлением упругости паров, сжиженные газы хранят на распределительных базах при объемах хранилища до 2000 м3. При объемах хранилища 2000... 10000 м3 используют изотермические резервуары с промежуточным хладоносителем, а для хранения большего объема газа сооружают резервуары в соляных пластах и горных выработках [3].
Стальные резервуары получили широкое применение в газовых установках у потребителей, в хранилищах на распределительных базах различного назначения и на транспортных средствах (автомобильные и железнодорожные цистерны).
Стальные резервуары объемом до 200 м3 имеют цилиндрическую форму, а объемом свыше 200 м3 - шаровую. Металлические (стальные) резервуары для сжиженных газов изготовляют четырех типов:
- цилиндрические передвижные объемом 600, 1000 и 1600 л для наземной установки;
- цилиндрические стационарные объемом 2,5, 5,0 и 10 м3 для подземной установки;
- цилиндрические стационарные объемом 25, 50, 100, 160 и 200 м3 для наземной и подземной установки;
- шаровые объемом 300, 600, 900, 2000 и 4000 м3 для наземной установки. Резервуары объемом 2,5, 5 и 10 м3 рассчитаны резервуары на рабочее давление 10 кгс/см2 с учетом того, что их можно устанавливать под землей (на глубине 0,6...0,7 м до верхней образующей резервуара).
В комплект резервуаров обычно входят - горловина, на которой на специальном фланце крепится арматурная головка, и защитный кожух с двухстворчатой дверкой (рисунок 3)[3].
Рис.3. Стационарный резервуар для сжиженных газов
Стационарный резервуар (рисунок 3) представляет собой цилиндрический сосуд 3 с эллиптическими днищами 11, изготовленный путем сварки из стали.
Для установки резервуара предусмотрены специальные опоры 2, выполненные из углов и пластин. Между опорами, несколько ближе к правой из них, вварен зачистной карман 4 - труба диаметром 325 мм и длиною 150 мм, заглушённая днищем 5. Сверху резервуара, правее вертикальной его оси, вварена горловина 8, изготовленная из трубы, высота которой 875 мм, диаметр 478 мм, толщина стенки 9 мм. Вырез под горловину укреплен кольцами жесткости 6, 7. На конце верхней, наружной части горловины приварен фланец 9 арматурной головки, предназначенной для крепления арматуры. С левой стороны резервуара вварен патрубок 10 паровой фазы, а снизу патрубок 1 жидкой фазы.
Размеры резервуаров приведены в таблице 1 и на рисунке 3.
Таблица 1
Размеры стационарных резервуаров
Объе? 3 м Размеры, мм
L Li и L3 D Ь Ь 1з и Ь Hi н2 а
2,5 3320 2750 1182 1002 1000 400 600 500 285 702 1302 750 900
5,0 3460 2650 1330 1150 1400 520 750 500 400 900 1510 980 1200
10,0 4390 3400 1420 1240 1800 600 800 500 490 990 1712 1182 1600
Основные характеристики сжиженного углеводородного газа
Сжиженный углеводородный газ пропан-бутановая фракция - универсальный синтетический газ, получаемый из попутного нефтяного газа или при переработке нефти. В России перерабатывается в сырье для нефтехимии и в сжиженный пропан-бутан не более 40% попутного газа, еще 40% без всякой переработки сжигается на ГРЭС, а оставшиеся 20% сжигаются на месторождениях в открытых факелах. Официально подобным образом
нефтяными компаниями уничтожается 4 млрд.м3 в год попутного газа, а не официально - до 10 млрд. м в год [4].
В нормальных условиях пропан-бутановая фракция находится в газообразном состоянии. При небольшом повышении давления он переходит в жидкое состояние. Тогда его можно перевозить и хранить. При снижении давления или повышении температуры СУГ начинает испаряться. Давление насыщенных паров зависит только от температуры окружающей среды и не зависит от количества жидкой фазы. Из одного литра СУГ получается около 0,25 м3 газовой фазы. Зимой давление сжиженного газа снижается, и производительность подачи газовой фазы падает. Резервуары требуется заглублять в грунт, в котором происходит естественное нагревание [4].
Смесь сжиженного газа состоит из пропана и бутана. Пропан испаряется при температуре минус 35°С, а бутан при температуре 0,5°С. При высоких температурах давление его паров доходит до предельного значения, допустимого для стенок сосуда (1,6 МПа). При повышении температуры, жидкость в резервуаре расширяется и, поскольку она несжимаема, может разгерметизировать сосуд. Поэтому пропан разбавляют более дешевым и не интенсивно испаряющимся бутаном. В зависимости от сезона количество пропана в смеси различно: летом примерно 50...60%, а зимой 60...70% соответственно. Чем больше пропана в емкости, тем больше давление насыщенных паров. Для того чтобы резервуар не подвергся разгерметизации при повышении температуры, его заполнение ограничивается 85% геометрического объема. Такие свойства пропан-бутановых смесей делают его более приемлемым для использования в зонах непостоянных температур [4].
СУГ легче воды в два раза, поэтому, водный конденсат постепенно скапливается на дне сосуда, откуда его необходимо откачивать (из малых емкостей примерно раз в год, обычно это осуществляется при заправке). В газообразном состоянии смесь тяжелее воздуха в 1,5.. .2 раза. Следовательно, при утечках газы стекают в нижние точки.
Сам по себе сжиженный газ не горит и не детонирует. Однако смесь газовой фазы с воздухом в пределах 1,8... 10% загорается, при наличии источника тепла с температурой около 500°С и более (в пламени спички есть участки с температурой более 1000°С). При определенных соотношениях объема, давления и температуры это горение может сопровождаться взрывом.
Вытекающая газовая фаза, смешавшись с воздухом, может лишь загореться небольшим факелом, причем пламя внутрь потока газа не распространяется и к взрыву емкости не приводит. Чтобы на 100% исключить утечки жидкости, в установках предусматривают специальные меры безопасности. Подробная характеристика пропана и бутана представлена в приложении А.
СУГ попадая на кожу человека, вызывают обморожение. По характеру действия обморожения напоминает ожог. СУГ токсичны, по степени воздействия на организм относятся к 4-му классу опасности. Пары СУГ могут скапливаться в низких и непроветриваемых местах, так как плотность СУГ больше плотности воздуха. Человек, находящийся в атмосфере с небольшим содержанием паров сжиженного газа в воздухе, испытывает кислородное голодание, а при значительной концентрации может погибнуть от удушья. Углеводородные газы действуют на организм наркотически. Признаки наркотического действия - недомогание и головокружение, затем состояние опьянения, сопровождающееся беспричинной веселостью, потерей сознания [4].
Таким образом, сжиженные углеводородные газы, широко применяемые в промышленности, в автотранспорте, в быту, являются взрывоопасными и пожароопасными веществами, способными при разгерметизации технологического оборудования и емкостей по хранению, образовывать взрывоопасные топливовоздушные смеси. Отрицательная температура кипения, характерная для СУГ, способствует мгновенному переходу из жидкого состояния в газообразное при истечении газов в окружающее пространство.
Статистика чрезвычайных ситуаций на автомобильных газозаправочных
станциях
Аварии при значительном, на данный момент, количестве автомобильных газозаправочных станций должны происходить часто, однако, они случаются довольно редко. Так, по данным МЧС, за последние 10 лет произошло около 100 ЧС на АГЗС. Наибольшую опасность представляют АГЗС эксплуатируемые мелкими организациями и частными предпринимателями. Крупные компании включают в свои бизнес-планы мероприятия по устранению недостатков приводящим к авариям, а производственный контроль мелких предприятий имеет формальный характер. У их собственников нет финансовых возможностей для приведения своих объектов в соответствие с требованиями безопасности.
Технологическое оборудование объектов хранения и потребления горючих газов отличается повышенной пожарной опасностью, так как находится под постоянным давлением. При нагреве стенки резервуара со сжиженными углеводородными газами до температур, превышающих критические значения для стали, из которой изготовлен резервуар, возможен взрыв последнего. Взрыв сосуда высокого давления, содержащего горючий газ, сопровождается образованием огненного шара, который, как известно, обладает очень высокой поражающей способностью [7].
Среди аварий на АГЗС следует отметить инцидент, связанный с выходом всего содержимого резервуара при разгерметизации запорной арматуры в Дмитровском районе Московской области, инциденты с пожарами и взрывами, повлекшие травмирование и гибель людей в городах Омск, Барнаул, Камышин, Бузулук и др.
За рубежом примером аварии на АГЗС с последствиями, близкими к катастрофическим, может служить инцидент в Южной Корее в 2001 г. Пожар на АГЗС привел к двум последовательным взрывам наземного резервуара хранения СУГ и автоцистерны СУГ с образованием «огненных шаров», распространению пожара на все окружающие АГЗС здания и сооружения в радиусе до 100 м, в результате чего выгорел целый квартал города. При этом в результате пожара и взрывов пострадало большое количество людей. Результаты анализа этого пожара докладывались на V Международном симпозиуме по пожарной науке и технологии (3... 6 декабря 2001 г. Ньюкасел, Австралия) [7].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.1997 № 116-ФЗ.
2. ГОСТ Р 54982-2012 Системы газораспределительные. Объекты сжиженных углеводородных газов. Общие требования к эксплуатации. Эксплуатационная документация;
3. Технический регламент Евразийского экономического союза «Требования к сжиженным углеводородным газам для использования их в качестве топлива» (ТР ЕАЭС 036/2016).
4. Рябцев Н.И., Кряжев Б.Г. Сжиженные углеводородные газы. - М.: «Недра», 1977. -
279 с.
5. http://www.tozgroup.ru. УДК 614.8
А. И. Усиков, С. О. Потапова
ФГБОУ ВО Воронежский институт-филиал Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России
ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТЬ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ ПРИ ХРАННЕНИИ И ТРАНСПОРТИРОВКЕ
