CC BY
27Лебедева М. И., Фёдоров А. В.
ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПУТЁМ АНАЛИЗА И УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ
В статье приводится методология комплексного подхода к анализу риска потенциально опасных производственных объектов. На примере Московского НПЗ представлены результаты расчётной оценки индивидуального риска для технологической установки первичной переработки нефти и предложены мероприятия по его снижению.
Ключевые слова: пожар, взрыв, нефтепереработка, системы безопасности, пожарный риск.
Lebedeva M., Fedorov A.
INCREASED REFINERY FIRE AND EXPLOSION PROCESSES THROUGH ANALYSIS AND RISK MANAGEMENT
The article provides a methodology for an integrated approach to the analysis of the risk of potentially hazardous facilities. The example of the Moscow Oil Refinery showes the results of the individual risk assessment process for primary oil refining and suggested measures to reduce it.
Keywords: fire, explosion, oil refining, security systems, fire risk.
По статистическим данным Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору за последние пять лет на нефтеперерабатывающих предприятиях России произошло 84 аварии. Из них 41 авария была связана с взрывами, что составляет 49 % от общего количества аварий, 30 аварий - с пожарами (36 %), 13 аварий - с выбросом опасных веществ, что составляет 15 % от общего количества происшедших аварий [1]. Материальный ущерб от общего количества аварий только за 2011 год составил больше 1 млрд руб.
Основными причинами возникновения и развития аварий являются неудовлетворительное состояние технических устройств, зданий и сооружений, несовер-
шенство технологий или конструктивные недостатки, нарушение технологии производства работ, неправильная организация производства работ, неэффективность производственного контроля, умышленное отключение средств защиты, сигнализации или связи, низкий уровень знаний требований промышленной безопасности, нарушение производственной дисциплины, неосторожные (несанкционированные) действия исполнителей работ. Более того, 70 % аварий и несчастных случаев происходит по организационным причинам, так или иначе связанным с ошибками человека - оператора - и влиянием человеческого фактора [2].
Таким образом, вопрос создания ин-тегративной надёжной и информативной автоматизированной системы управления технологическим процессом и противо-аварийной защиты (ПАЗ) является актуальным в связи с созданием и развитием высокоинтенсивных нефтеперерабатывающих технологических процессов.
На примере технологической установки первичной переработки нефти ЭЛОУ АВТ-6 Московского нефтеперерабатывающего завода выполнен комплексный анализ пожарной опасности, в результате чего выявлены опасности, которые могут привести к аварийным и чрезвычайным ситуациям.
Основными моментами, определяющими опасность установки ЭЛОУ АВТ-6, являются:
- взрывопожароопасность продуктов, используемых в качестве сырья, теплоносителя, получаемых в процессе работы;
- наличие вышеуказанных продуктов в аппаратах в большом количестве
(установка ЭЛОУ-АВТ-6 может перерабатывать до 7 млн тонн нефти в год);
- токсичность, которая заключается в присутствии сероводорода в углеводородном газе в количестве не более 0,1 % масс.;
- присутствие солей и воды в сырой нефти. Вскипание воды в высоконагретых технологических аппаратах может привести к превышению допустимого давления, срабатыванию предохранительных клапанов и взрывам. Соли вызывают коррозию металла, преждевременный износ оборудования.
Причинами аварийных ситуаций на установке являются нарушения в снабжении сырьём, паром, водой, электроэнергией, воздухом для контрольно-измерительных приборов и автоматики, топливом, а также нарушение герметичности оборудования, сопровождающееся большим выбросом нефтепродуктов, пожаром, загазованностью, взрывом или
другими явлениями, создающими опасность для дальнейшей эксплуатации установки. В связи с этим на установке предусматривается наличие систем контроля за рабочими параметрами.
Источниками зажигания горючей среды на установке ЭЛОУ-АВТ-6 при условии взаимодействия с кислородом воздуха являются [3]:
1. Открытое пламя форсунок в трубчатых печах. На территории многих ректификационных установок или на близлежащих установках находятся печи или реакторы с огневым обогревом.
2. Перегретый до высокой температуры и находящийся при высоком давлении пар, применяемый на установке.
3. Электрический ток, который используется в электродегидраторах, электроразделителях, для освещения и приведения в действие центробежных насосов.
4. Огневые работы.
Факельное горение
Рисунок 1. Логическая схема развития аварии («дерево событий»), связанной с выбросом сжиженного углеводородного газа на установке первичной переработки нефти Московского НПЗ
Основными техническими средствами, которые используются сегодня на установке для обеспечения пожаро-взрывобезопасности, являются:
- контрольно-измерительная аппаратура;
- система пожарной сигнализации и блокировочная защита;
- система контроля за качеством воздушной среды в производственных помещениях: установлены газоанализаторы;
- защитное заземление трубопроводов, аппаратов, корпусов электродвигателей;
- средства контроля, управления и исполнительные механизмы;
- система пожаротушения;
- вентиляционные системы.
Для повышения уровня пожаро-взрывобезопасности технологической установки предлагается внедрить в сис-
тему противоаварийной защиты систему паротушения периметра трубчатой печи на
установке как потенциальном источнике зажигания. Для выявления возможности внедрения данной системы было проведено математическое моделирование аварийной ситуации - разгерметизация ректификационной колонны К-2 как наиболее опасного блока установки (см. рис. 1) и прогнозирование параметров зон взрывоопасных концентраций в воздухе, -в результате которого было выявлено, что взрывоопасное облако, ограниченное нижним и верхним концентрационными пределами (НКПР и ВКПР) по высоте, не превысит двух метров (см. рис. 2). Пожарный риск Ы на технологической установке первичной переработки нефти равен 4,7492-10-5 год-1.
Значение пожарного риска на технологической установке первичной
Длина зоны, м
2 А
2
у ъ.
/ ♦V 1 V X
/ / ♦ г . / Д\\ \ > N ♦ Л \
/ ♦ / 'и • ш ' 1 \\\ N ♦
-200 -175 -150 -125 -100 -75
-50 -25 0 25 50 Ширина зоны, м
75 100 125 150 175 200
Рисунок 2. Зоны достижения концентраций:
- ВКПР; - НКПР;---0,5 НКПР; ----0,25 НКПР;
0,05 НКПР на поверхности земли при выбросе бензиновой фракции в осях у, 2
1
переработки нефти при внедрении на объект защиты элементов системы про-тивоаварийной защиты уменьшится за счёт снижения условной вероятности реализации таких пожароопасных ситуаций, как «огненный шар», пожар-вспышка и взрыв газовоздушного облака, и увеличения вероятности рассеивания взрывоопасного облака, которая будет равна вероятности срабатывания системы ПАЗ. Благодаря использованию на ЭЛОУ АВТ-6 автоматических газоанализаторов-сигнализаторов, автоматической установки паротушения периметра возможных источников зажигания, таких как трубчатые печи, можно исключить одну из составляющих «треугольника горения» и, таким образом, предотвратить пожаровзрывоопасные ситуации.
После решения представленной задачи R будет составлять 1,310-5 год-1. Таким образом, при исправной работе
системы ПАЗ на рассматриваемой установке можно снизить риск возникновения аварии в среднем в 3,65 раза.
ЛИТЕРАТУРА
1. Годовые отчёты о деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору [Электронный ресурс]: http://www.gosnadzor.ru
2. Глебова Е. В. Снижение риска аварийности и травматизма в нефтегазовой промышленности на основе модели профессиональной пригодности операторов. Дис. ... докт. техн. наук. -М.: РГУНГ им. И. М. Губкина, 2009.
3. Халилова Р. А., Минниахметова Р. М. Повышение пожарной безопасности установки ЭЛОУ АВТ-6 путём замены старого оборудования пожаротушения на новое. - Уфа: УГНТУ, 2012.
4. ГОСТ 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.
5. Пособие по определению расчётных величин пожарного риска для производственных объектов. - М.: ВНИИПО, 2012.
