CC BY
25
УДК 614.843.9
Иванков Д.С. магистрант Сметанкина Г.И. к.т.н. профессор кафедры ОГО и УЧС
Жердев А.В.
доцент кафедры пожарной и аварийно - спасательной техники ВИ ГПС МЧС России - филиал Ивановской пожарно-спасательной
академии МЧС России, Россия, Воронеж ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РЕЗЕРВУАРОВ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ Аннотация. В данной статьи выявляются проблемы пожарной безопасности резервуаров хранения нефти и нефтепродуктов. Проблемы, связанные с потерями, в разной степени затрагивают все звенья функционирования системы нефтепродуктообеспечения и являются важными показателями технического совершенствования всех операций, начиная от транспортировки и кончая реализацией нефтепродуктов. Ежегодное увеличение объёма добычи и переработки нефти вызывало увеличение объёмов не только отдельных резервуаров, но и в целом резервуарных парков. Нефтегазовый комплекс Российской Федерации является одним из максимально важных составляющих экономики.
Ключевые слова. Проблемы, хранение, пожарная безопасность, нефть, нефтегазовая отрасль, заводы, предприятия, переработка нефти и нефтепродуктов, обеспечение.
Ivankov D.S. master student Smetankina G.I. Ph.D.
Professor of the Department of CSOs and UES
Zherdev A. V. assistant professor Department of fire and rescue equipment VE GPS of the Ministry of Emergency Situations of Russia - a branch of the Ivanovo Fire and Rescue Academy of the Ministry of Emergency Situations of
Russia, Russia, Voronezh
PROBLEMS OF ENSURING FIRE SAFETY OF STORAGE TANKS OF OIL AND PETROLEUM PRODUCTS
Annotation. This article identifies the problems of fire safety of oil and petroleum products storage tanks. Problems associated with losses, to varying degrees, affect all parts of the functioning of the petroleum product supply system and are important indicators of the technical improvement of all operations, from transportation to the sale of petroleum products. The annual increase in the volume of oil production and refining caused an increase in the volume of not only
individual reservoirs, but also in general reservoir parks. The oil and gas complex of the Russian Federation is one of the most important components of the economy.
Keywords. Problems, storage, fire safety, oil, oil and gas industry, factories, enterprises, oil and oil products processing, provision.
Данная тема является актуальной, так как, несмотря на сложный экономический период развития нашей страны, темпы развития в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли, как важной части топливно-энергетического комплекса, продолжают расти.
Любая отрасль промышленности не может обойтись без топлива. Для бесперебойного обеспечения работы автотранспорта, сельскохозяйственной техники, производственных предприятий, объектов электро, теплообеспечения создана разветвленная сеть нефтеперерабатывающих заводов и комбинатов с различными типами складов: сырьевыми, товарными, промежуточными, целевыми, готовой продукции.
Резервуарные парки являются одними из основных сооружений складов нефти и нефтепродуктов. Они появились в связи с бурным развитием нефтегазовой отрасли. Первый промышленный металлический резервуар в России был построен в 1878 году. Автором проекта был выдающийся инженер того времени В.Г. Шухов. В отличие от прямоугольного американского, который был сконструирован в 1864 г., отечественный резервуар был цилиндрической формы и, следовательно, менее металлоёмким. С того времени конструкция и тип резервуаров усовершенствовались. В каждой стране, в каждом городе установлены десятки, сотни вертикальных резервуаров типа РВС, предназначенных для хранения нефти и нефтепродуктов, а их единичный объём значительно увеличился [1, с. 33].
Нефтегазовый комплекс Российской Федерации является одним из максимально важных составляющих экономики. Он состоит из предприятий нефтедобычи, нефтеперерабатывающих заводы и предприятий по транспортировке и продажи нефти и нефтепродуктов. Добыча нефти в Российской Федерации увеличивается год от года, эта отрасль одна из самых перспективных, которая обеспечивает большую часть прибыли в ВВП государства - задача гарантии ее максимальной безопасности - одна из стратегических задач страны.
Анализ состояния промышленной безопасности на нефтедобывающих предприятиях показывает, что острота проблемы, связанной с производственным травматизмом, не снижается. Существует реальная необходимость повышения эффективности решения задач по предотвращению несчастных случаев на объектах нефтедобычи с учетом современных требований производства [2, с. 120].
Нефтегазовая отрасль оказывает существенное влияние на экономику России. В настоящее время это основа для формирования бюджета и обеспечения функционирования многих других отраслей экономики.
Стоимость национальной валюты во многом зависит от мировых цен на нефть. Добываемые в РФ углеродные энергоресурсы позволяют полностью удовлетворить внутренний спрос в топливе, обеспечивают энергетическую безопасность страны, а также вносят существенный вклад в мировое энергосырьевое хозяйство.
Первоначально все основные месторождения нефти и газа были разработаны исключительно государством. На сегодняшний день эти объекты доступны для использования частными компаниями. В целом в российскую нефтегазовую отрасль входят более 15 крупных горнодобывающих компаний, в том числе известные «Газпром», «Роснефть», «ЛУКОЙЛ» и «Сургутнефтегаз».
Общее состояние резервуарных парков характеризуется повышением объема и номенклатуры хранимых нефтепродуктов, а также единичной вместимости резервуаров. В связи с этим пожарная опасность данных объектов обуславливается тем, что на сравнительно небольших площадях сосредотачивается значительное количество пожароопасных жидкостей, исчисляемое порой сотнями тысяч тонн.
На территории России чаще всего используются вертикальные стальные резервуары типа РВС, среди которых чаще других применяют резервуары объёмом 5000 м3. Эти резервуары являются «дышащими» емкостными аппаратами. Их пожарная опасность определяется режимом работы и пожаровзрывоопасными свойствами хранимых нефтепродуктов. При нормальной работе, когда уровень жидкости в режиме хранения находится в неподвижном состоянии, концентрация паров в газовом пространстве резервуара достигает своего максимального уровня. При этом образуется насыщенная концентрация, которая для нефти и нефтепродуктов в несколько раз превышает ВКПРП. Опасность образования горючей концентрации возникает в режиме откачки, когда уровень жидкости снижается и в резервуар через дыхательную арматуру поступает воздух, который может разбавить паровоздушную смесь и сделать её горючей при вхождении концентрации в область воспламенения. Для предупреждения этой опасности используют замкнутую (автономную) газоуравнительную систему (ГУС), которая исключает в режиме откачки поступление воздуха.
Пожарная опасность резервуаров типа РВС возникают, кроме того, в режиме закачки, когда богатая насыщенная паровоздушная смесь через дыхательную арматуру вытесняется в атмосферу. При этом происходит опасное загазование территории резервуарного парка. Для предупреждения этой опасности также используют ГУС [3, с. 160].
Ежегодное увеличение объёма добычи и переработки нефти вызывало увеличение объёмов не только отдельных резервуаров, но и в целом резервуарных парков. Этот процесс, исходя из экономических соображений, привел к появлению двух основных направлений в отечественном резервуаростроении. Дело в том, что увеличение объёма резервуаров типа РВС привело к резкому росту потерь нефти и нефтепродуктов при «больших
и малых дыханиях». Поэтому оба эти направления были вызваны, главным образом, борьбой с потерями нефти и нефтепродуктов, в результате которой появились резервуары с понтоном типа РВСП (первое направление) и резервуары с плавающей крышей типа РВСПК (второе направление). Второе направление позволило довести единичную вместимость резервуаров типа РВСПК до 120 000 м3 и более.
Практика показала, что резервуары типа РВСП действительно значительно сократили потери нефти и нефтепродуктов, особенно их легких, наиболее ценных фракций, при «больших и малых дыханиях». Это направление имеет не только экономический и экологический эффект, но и обеспечивает более высокий уровень пожарной безопасности в результате, снижения уровня загазованности территории резервуарного парка. Такой комплексный результат достигается устройством на поверхности хранящейся жидкости внутри резервуара со стационарной крышей плавающего элемента - понтона, который герметизирует поверхность зеркала испарения и в результате в надпонтонном пространстве резервуара значительно снижается концентрация паров (для бензинов, например, в 3-4 раза, по сравнению с резервуаром типа РВС). Поэтому при закачке («большой выдох») в атмосферу выбрасывается незначительное количество паров, следовательно, загазованность территории резервуарного парка снижается.
Пожары, связанные с образованием зон взрывоопасных концентраций на территории резервуарных парков, происходят не только в нашей стране, но и за рубежом. Об этом свидетельствует, например, крупный пожар, происшедший 11 декабря 2005 г. в пригороде Лондона, на нефтехранилище Бансфилд, который сопровождался серией мощных взрывов [3, с. 120].
Нефтехранилище Бансфилд, где находятся запасы нефти, бензина и авиационного керосина, является пятым по размеру в Великобритании. Его общая емкость составляет 270 млн литров топлива. В нем хранилась нефть, бензин, дизельное топливо и авиационный керосин, который использовался для заправки самолетов лондонских аэропортов.
Первый самый мощный взрыв резервуара раздался в 06:03 по Гринвичу. Вслед за этим в 06:27 и 06:28 взорвались еще два резервуара с топливом, после чего начался сильный пожар. Огнем было охвачено не менее двадцати резервуаров, объём каждого, из которых составлял не менее 11000 м3. Взрывы были такой силы, что их было слышно за 160 км от места происшествия, а по некоторым данным - даже в континентальной Европе (во Франции и в Нидерландах). Облако дыма от горящего нефтехранилища поднялось на высоту до 3 км и медленно дрейфовало в направлении юго юго-запада. В радиусе около километра от эпицентра взрыва были отмечены серьезные повреждения: в домах выбиты стекла и входные двери. С одного из домов, по словам очевидцев, взрывной волной снесло крышу. Кроме того, сгорело много автомобилей.
Анализ происшедших пожаров в нашей стране и за рубежом показывает, что одной из опасных ситуаций в резервуарном парке хранения нефти и нефтепродуктов является загазование территории с возможностью образования зон горючих концентраций. Вместе с тем одной из наиболее опасных ситуаций, возникающей на территории резервуарных парков, является полное разрушение резервуаров. При этом образуется гидродинамическая волна прорыва, которая разрушает все на своем пути и приводит к катастрофическим последствиям.
Для ликвидации последствий каскадного разрушения резервуаров, расположенных в резервуарных парках, используется преграды в виде железобетонной стены с волноотражающим козырьком, устройство которой закреплено на нормативном уровне [4, с. 78]. Вместе с тем, применение такой преграды может значительно повысить опасность образования ВОК на территории резервуарного парка, даже при нормальной работе резервуаров в связи с затруднением рассеивания паров ЛВЖ в атмосфере при «больших и малых дыханиях». Оценить уровень этой опасности в настоящее время не представляется возможным из-за отсутствия данных для количественного описания процесса переноса массы паров, выбрасываемых из дыхательных клапанов резервуаров в атмосферу.
Несмотря на осуществление обширного комплекса мероприятий по обеспечению пожарной безопасности резервуарных парков в них происходят пожары как у нас в стране, так и за рубежом. Этот факт свидетельствует о том, что проблема пожарной защиты данных объектов требует дальнейшего усовершенствования.
Наряду с проблемой снижения пожарной опасности резервуарных парков, не менее актуальна проблема защиты окружающей среды от испарения нефтепродуктов. Меры борьбы с потерей углеводородов от испарений, используемые в отечественной практике не являются совершенными, поскольку лишь уменьшают потери, но не ликвидируют их.
Решение проблемы снижения пожарной опасности резервуарных парков и защиты окружающей среды возможно при внедрении современных методов, исключающих или ограничивающих при хранении потери от испарения нефтепродуктов и образование взрывоопасных концентраций.
В отличие от требований пожарной безопасности к объектам иного производственного назначения требования к рассматриваемым объектам учитывают необходимость наличия дополнительных систем инженерной защиты. К примеру [4, с. 79]:
- резервуары хранения нефтепродуктов оснащаются системами охлаждения и автоматическими установками пожаротушения; в отдельных случаях предусматриваются азотные «подушки», предотвращающие доступ кислорода к горючей среде;
- на сливоналивных железнодорожных эстакадах предусматриваются стационарные системы пожаротушения, линии дренчерных завес, ручные пожарные извещатели, орошение лафетными стволами;
- технологические аппараты и наружные установки также оборудуются лафетными стволами, ручными пожарными извещателями, кольцами орошения, а также технологическими ограничителями розлива нефтепродуктов.
В соответствии с Федеральным законом «О пожарной безопасности» № 69-ФЗ руководителями производственного предприятия в обязательном порядке разрабатывается план тушения пожара, предусматривающий решения по обеспечению безопасности людей. Требования к такому плану установлены Методическими рекомендациями по составлению планов тушения пожаров и карточек тушения пожаров.
Использованные источники:
1. Обеспечение пожарной безопасности резервуарного парка нефтепродуктов, расположенного вблизи жилых и общественных зданий / Ю.Н. Шебеко [и др.] // Пожарная безопасность. 2017. № 2. С. 33-41.
2. Пожарная безопасность технологических процессов. Ч. 2. Анализ пожарной опасности и защиты технологического оборудования: Учебник/ С. А. Горячев, С. В. Молчанов, В. П. Назаров и др.; под общ. ред. В. П. Назарова и В. В. Рубцова. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2017. - 221 с.
3. Управление техносферной безопасностью : учебное пособие /А.В. Фролов, А.С. Шевченко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : РУСАЙНС, 2016. - 268 с.
4. Швырков С.А. Обеспечение пожарной безопасности нефтебаз ограничением разлива нефтепродуктов при разрушениях вертикальных резервуаров: дис. ... канд. техн. наук 05.26.03. М.: Академия ГПС МЧС России, 2001. 180 с.
Bibliography
1. Ensuring fire safety of a tank farm of petroleum products located near residential and public buildings / Yu.N. Shebeko [et al.] // Fire Safety. 2017. No. 2. P. 33-41.
2. Fire safety of technological processes. Part 2. Analysis of fire hazard and protection of process equipment: Textbook / S. A. Goryachyov, S. V. Molchanov, V. P. Nazarov, and others; under total ed. V.P. Nazarov and V.V. Rubtsov. - M .: Academy of the State fire service of the Ministry of Emergency Situations of Russia, 2017. - 221 p.
3. Technosphere safety management: study guide / А.В. Frolov, A.S. Shevchenko. - 2nd ed., Pererab. and add. - M.: RUSINS, 2016. - 268 p.
4. Shvyrkov S.A. Ensuring fire safety of oil depots by limiting the oil spill in case of destruction of vertical tanks: dis. ... Cand. tech. Sciences 05.26.03. M .: Academy of the State fire service of the Ministry of Emergency Situations of Russia, 2001. 180 p.
