CC BY
34
УДК 614.84
С. И. Поникаров, В. А. Алексеев, П. В. Вилохина, А. Ф. Маннанова
МОДЕРНИЗАЦИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПЕЦИАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ РАСТЕКАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ АВАРИЯХ НА РЕЗЕРВУАРАХ
Ключевые слова: резервуары, защитные сооружения.
Разработаны варианты модернизации существующих специальных сооружений для защиты от растекания нефтепродуктов при авариях на резервуарах вертикальных стальных. Проведена оценка эффективности предложенных модернизаций при моделировании аварии полной разгерметизации резервуара.
Keywords: reservoir, protective constructions.
Developed variants of modernization of existing special constructions to protect against the spreading of oil in case of accidents on the vertical steel reservoirs. Assessed the effectiveness of the proposed upgrades in modeling accident complete depressurization of the reservoir.
Для защиты от растекания нефтепродуктов при авариях на РВС в отечественной и мировой практике применяются замкнутые земляные обвалования или ограждающие стены из негорючих материалов. Однако в нормативных документах, предлагаются некоторые новые виды защитных сооружений, такие как ограждающая стена с волоноотра-жающим козырьком и дополнительная защитная стена. [1]. Защитные сооружения обладают рядом недостатков и ограничений. Вследствие этих причин, было решено разработать несколько собственных вариантов модернизации существующих защитных сооружений.
Основные условия учитываемые, при разработке вариантов модернизации были следующими: возможность применения на существующих объектах, минимизация затрат на изготовление и монтаж, существенное уменьшение последствий возможных аварий [2].
Основными вариантами модернизации были выбраны следующие:
^ Установка дополнительных защитных сооружений на участке между стенкой резервуара и существующим защитным сооружением;
^ Увеличение высоты существующих защитных сооружений;
Эффективность предложенных модернизаций оценивалась по объему жидкости вылившейся за пределы защитных сооружений[3].
В качестве дополнительных защитных сооружении, устанавливаемых на участке между стенкой резервуара и существующим защитным сооружением, были выбраны следующие варианты: 1. Установка дополнительной защитной стены, высотой равной высоте обвалования. Дополнительная стенка устанавливалась по центру между стенкой резервуара и обвалованием (рис. 1).
À I
Рис. 1 - Дополнительная стенка
2. Установка дополнительных двух стенок высотой равной высоте обвалования (рис. 2).
_А_]_J
Рис. 2 - Две дополнительные стенки
3. Установка двух стенок по принципу лабиринтного уплотнения (рис. 3).
Рис. 3 - Две стенки устанавливаемых по принципу лабиринтного уплотнения
4. Установка дополнительной защитной стенки имеющей полукруг в сечении (рис. 4).
А 1
Рис. 4 - Дополнительная защитная стенка, имеющая в сечении полукруг
Оценка эффективности представленных защитных сооружений проводилась при моделировании аварии полной разгерметизации РВС-5000[4]. Оценка эффективности представленных дополнительных сооружений представлена в табл. 1.
Как видно из представленной таблицы, наиболее эффективным защитным сооружением являются две стенки, установленные по принципу лабиринтного уплотнения, однако данная конструкция является наиболее сложной в изготовлении и монтаже.
Оценка эффективности увеличения высоты защитного сооружения рассчитывалась для двух видов защитных сооружений - земляной обвалование и бетонное каре.
Таблица 1 - Результаты оценки эффективности предложенных защитных сооружений
№ Вид дополнительного защитного сооружения Объем жидкости, оставшейся в защитном сооружении (%) Объем жидкости, перелившейся через защитные сооружения (%)
1 2 3 4
1 Дополнительная стенка 61,84 38,16
2 Две дополнительные стенки 70,01 29,99
3 Две стенки устанавливаемых по принципу лабиринтного уплотнения 74,82 25,18
4 Дополнительная защитная стенка имеющая в сечении полукруг 61,6 38,4
Высота стандартного защитного сооружения рассчитанная для РВС-5000 составляет 1,8 м. Высота защитного сооружения увеличивалась до 2,5м. и 3,5 м.. Оценка эффективности данной модернизации представлена в табл. 2.
Таблица 2 - Оценка эффективности увеличения высоты защитного обвалования
Объем Объем
жидко- жидкости,
сти, ос- перелив-
Тип защитного тавшейся шеися
сооружения в защитном со-оруже-нии (%) через защитные сооружения (%)
Высота земля- 1,8 (стандартное) 35,46 64,54
ного обвалования (м)
2,5 71,27 28,73
3,5 78,3 21,7
Высота бетон- 1,8 (стандартное) 45,12 54,88
ного каре(м) 2,5 76,3 23,7
3,5 82,8 17,2
Сравнивая результаты оценки эффективности различных видов защитных сооружений, можно придти к выводу, что наиболее эффективной модернизацией является увеличения высоты бетонного каре до 3,5 м. Однако если оценивать защитные сооружения с точки зрения отношения эффективности защитного сооружения и стоимости изготовления и монтажа, наиболее эффективным является защитное сооружение - бетонное каре высотой 2,5 м.
Одним из немаловажных факторов оценки эффективности защитных сооружений, являются затраты на ликвидацию аварии, также экологический ущерб нанесенный данной аварией. Для расчета денежных средств, требуемых для ликвидации аварии с различными типами защитных сооружений, был произведен расчет средств и сил для ликвидации аварии согласно действующим СНИП-ам и ЕНИР-ам. Исходными данными для расчета являлись значения объема и площади разлива, полученные при моделировании аварии. Результатом расчета является количество требуемого персонала и тех-
ники, а также стоимость проведения работ по локализации и ликвидации аварийных разливов.
Результаты оценки затрат на ликвидацию аварий с различными защитными сооружениями, представлены в табл. 3.
Таблица 3 - Оценка затрат на ликвидацию аварий с различными защитными сооружениями
Защитное оружение
со-
1
Стандартное земляное обвалование высотой 1,8 м.
Стандартное бетонное каре высотой 1,8 м.
Дополнительная стенка
Две дополнительные стенки
Две стенки устанавливаемых по принципу лабиринтного уплотнения
Дополнительная защитная стенка, имеющая в сечении полукруг
н О
р.
«о
я
* й о ^ ю ^
р.
а «
я
р.
р.
Увеличение высоты защитного сооружения
Земляное обвалование
Высота 2,5 м.
2
3
4
5
Окончание табл. 3
1 2 3 4 5
cn
Высота 3,5 м. m «о г CS
CS 00 r- 40 «o
1—1 m -t -t
Бетонное каре
cn «O
Высота 2,5 м. о «о К 00 00 00 CS
Cs -t о «n «o 40
<N -t -t
«O
Высота 3,5 м. О с* о CD 00 40
00 <N m SO
m m m m
Из представленных данных видно, что предложенные способы модернизации защитных сооружений существенно снижают затраты на ликвидацию аварий связанных с разгерметизацией ре-зервуарного оборудования. Таким образом, представленные способы модернизации защитных сооружений, позволяют более чем в два раза снизить
количество жидкости переливающееся через защитные сооружения, следствием является снижение ущерба окружающим объектам, снижение риска дальнейшего развития аварии, снижение ущерба окружающей среде, снижение затрат на локализации и ликвидацию аварии.
Литература
1. ГОСТ Р 53324-2009. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии./ Дата введении 01.01.2010 с правом досрочного применения.
2. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы. -введ. 1993-07-01. :Изд-во Госстрой России - М: ГП ЦПП, 1993, 30 с.
3. Вицин Д.Ю., Алексеев В.А. Моделирование аварийного истечения нефтепродуктов на проницаемой поверхности Вестник Казанского технологического университета. Т. 17. №4, 216 (2014)
4. Алексеев С.В., Алексеев В.А., Поникаров С.И. Обустройство резервуарных парков: монография./ М-во образ. и науки РФ, Казан. гос. технол. ун-т.-Казань: КГТУ, 2010.-96с.
5. Алексеев В.А., Поникаров С.И., Алексеев С.В. Моделирование течения жидкости при разгерметизации резервуарного оборудования. Вестник Казанского технологического университета. Т.8 . №6, 232 (2009)
© С. И. Поникаров - д.т.н., профессор, зав. каф. МАХП, КНИТУ; В. А. Алексеев - к.т.н., доцент каф. МАХП, КНИТУ; П. В. Вилохина - аспирант каф. МАХП, КНИТУ, V_polina1@mail.ru; А. Ф. Маннанова - магистрант каф. МАХП, КНИТУ, mannanova93@bk.ru.
© S. Ponikarov - Doctor of Technical Sciences, Professor, head of the Department MECP, KNRTU; V. Alekseev - Candidate of Technical Sciences, associate Professor of MECP, KNRTU; P. Vilokhina - graduate student of MECP, KNRTU, V_polina1@mail.ru; A. Mannanova - undergraduate of MECP, KNRTU, mannanova93@bk.ru.
