CC BY
140БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА HUMAN LIFE SAFETY
Оригинальная статья / Original article УДК 331.436, 614
DOI: http://dx.doi.org/10.21285/2500-1582-2019-2-171-188
Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска
© Т.И. Дроздова, И.С. Деревянченко
Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия
Резюме: Нефтепродуктообеспечение г. Свирска осуществляется через автозаправочные станции. Автозаправочные станции (АЗС) рассматриваются как источник техногенной опасности по признаку применения воспламеняющегося вещества - жидкого моторного топлива. Необходимо оценить аварийные риски при сливно-наливных операциях при эксплуатации автотопливовозов. Выполнено моделирование аварийных ситуаций, связанных с разгерметизацией автоцистерны с бензином. Для моделирования использовали программный комплекс ТОКСИ+Risk, позволяющий оценить зоны действия поражающих факторов при аварийной ситуации, приводящей к разливу топлива, а также оценить потенциальные риски. Проведено прогнозное моделирование аварийной ситуации при разгерметизации автоцистерны с последующим проливом топлива в окружающую среду. Выявлены возможные причины аварийного разлива нефтепродукта из автоцистерны и разработана графо-аналитическая модель «дерево отказов» и «дерево событий» на основе логико-вероятностного подхода. Показано, что при разгерметизации автоцистерны с бензином более вероятным событием может быть пожар пролива. Рассчитаны поражающие факторы пожара пролива - интенсивность теплового излучения, опасность которого для человека сохраняется на расстоянии до 30 м. Моделирование последствий взрывов топливно-воздушной смеси (ТВС) показало вероятность действия поражающих факторов, приводящих как к ущербу, так и к травмам людей. В работе рассчитаны коллективный и социальный риски для персонала и третьих лиц, а также разработаны поля потенциального риска. Показано, что зоны поражающих факторов распространены только на территории АЗС и не достигают жилых районов. Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска показал возможность аварийных ситуаций, связанных с разгерметизацией автоцистерны с последующим проливом топлива и возникновением пожара. Разработанные поля потенциальных рисков свидетельствуют, что при аварийном событии зоны поражающих факторов распространены только на территории АЗС. Прогнозируемая авария носит локальный характер.
Ключевые слова: авария, автоцистерна, пожар пролива, оценка риска
Информация о статье: Дата поступления 6 февраля 2019 г.; дата принятия к печати 13 мая 2019 г.; дата онлайн-размещения 28 июня 2019 г.
Формат цитирования: Дроздова Т.И., Деревянченко И.С. Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска. XXI век. Техносферная безопасность. 2019;4(2):171-188. DOI: http://doi.org^10.21285/2500-1582-2019-2-171-188
Forecasting of technogenic risks in draining and filling operations at Svirsk gas station
Tatyana I. Drozdova, Ivan S. Derevyanchenko
National research Irkutsk state technical University, Irkutsk, Russia
Abstract: In Svirsk, oil is supplied through the petrol station. Petrol stations are a source of technogenic danger as they use flammable substances - liquid motor fuel. It is necessary to assess the emergency risks during the loading and unloading operations. The simulation of emergency situations of tanker depressurization was performed. The software
2019;4(2):171-188
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
171 Л
Т.И. Дроздова, И.С. Деревянченко. Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска T.I. Drozdova, I.S. Derevyanchenko Forecasting of technogenic risks in draining
and filling operations at Svirsk gas station
package TOXI+Risk was used for modeling. It was used to estimate the zones of damage factors in the emergency situation causing oil spilling and assess potential risks. The precition modeling of emergency situations during depressuriza-tion of a tanker was carried out. Possible causes of emergency oil spilling were identified and the graph-analytical model "failure tree" and "event tree" based on the logical-probabilistic approach was developed. During the tanker depressuriza-tion, fires are probable. The damage factors (intensity of thermal radiation) were determined a distance of up to 30 m. The simulation of consequences of explosions of the fuel-air mixture (FAM) showed the probability of damaging factors that cause damage and injuries. Collective and social risks for the personnel and third parties were calculated; fields of potential risk were developed. Zones of damaging factors cover only the territory of gas stations and do not reach residential areas. Predictive analysis of technogenic risks showed the possibility of emergency situations caused by tank depressurization, fuel leakage and fire. The predicted accident is of local character.
Keywords: accident, tanker, Strait fire, risk assessment
Information about the article: Received February 6, 2019; accepted for publication May 13, 2019; available online June 28, 2019.
For citation: Drozdova T.I., Derevyanchenko I.S. Forecasting of technogenic risks in draining and filling operations at Svirsk gas station. XXI century. Tekhnosfernaya bezopasnost' = XXI century. Technosphere Safety. 2019;4(2):171—188. (In Russian) DOI: http://doi.org/10.21285/2500-1582-2019-2-171-188
Введение
Для обеспечения нефтепродуктами (моторными топливами) потребителей в г. Свирске имеются автозаправочные станции (АЗС). АЗС, на которых используются жидкие моторные топлива, не относятся к опасным производственным объектам. Однако эти объекты остаются источником техногенной опасности, в большинстве случаев они размещаются в жилых кварталах муниципальных образований. Техническое оснащение и эксплуатация оборудования на АЗС регламентируется нормативными правовыми актами и нормативными документами федеральных органов исполнительной власти [1-4]. Однако это не исключает возникновения аварийных ситуаций [5-6] Наиболее часто аварии на АЗС возникают при сливо-наливных операциях, при перекачке моторных топлив. Аварийная ситуация может возникнуть при вскрытии резервуаров для подготовки к проведению ремонтных и технологических работ и при
проведении ремонтных работ в резервуа-рах-хранилищах1,2 [7]. Эксплуатация неисправного оборудования, заземления, средств защиты от проявлений молнии, нарушение графика планово-
предупредительных ремонтов, правил пожарной безопасности, отсутствие квалификации у обслуживающего персонала, а также ДТП - все это приводит к возникновению аварий.
Цель работы: рассмотреть аварийные риски при сливно-наливных операциях на АЗС.
Результаты и их обсуждение
Статистика причин разрушения резервуаров, хранящих нефтепродукты, показывает, что хрупкому разрушению при низких температурах подверглись 21,5% резервуаров; воздействию взрывной волны -15,4%. В результате коррозионных явлений разрушилось 10,8% резервуаров, под воздействием высоких температур при пожаре
1
Девисилов В.А., Дроздова Т.И., Плотникова Г.В., Решетов А.П. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: учеб. пособие. М.:ИНФРА-М, 2018. 176 с.
Devisilov V.A., Drozdova T.I., Plotnikova G.V., Reshetov A.P. Physico-chemical basis of fire development and extinguishing. Moscow: INFRA-M, 2018. 176 p.
Девисилов В.А., Дроздова Т.И., Скушникова А.И. Теория горения и взрыва: учебник. М.: ИНФРА-М. 2015. 262 с. Devisilov V.A., Drozdova T.I., Skushnikova A.I. Theory of combustion and explosion. Moscow: INFRA-M. 2015. 262 p.
БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА HUMAN LIFE SAFETY
- 7,7%, в результате землетрясения -3,0%, в результате диверсионного акта -1,5% [8].
Некачественное и несвоевременное проведение планово-предупредительных мероприятий - экспертиз технического состояния (ЭТС), осмотров и ремонтов резервуара - также может стать косвенной причиной возникновения аварийной ситуации. Статистика показывает, что половина всех разрушений приходится на резервуары, эксплуатируемые более сорока лет, а третья часть - на новые резервуары, срок эксплуатации которых менее двух лет.
Общими причинами возникновения аварийных ситуаций, сопряженных с разливом нефтепродуктов, как правило, являются:
1) причины, связанные с выходом из строя оборудования, в том числе:
- выход из строя запорной арматуры, несвоевременная ревизия и испытание;
- разрушение трубопровода;
- разрушение емкостей или резервуаров, предназначенных для транспортирования или хранения нефтепродуктов;
2) ошибочные действия персонала, в том числе:
- нарушение технологической дисциплины и правил эксплуатации;
- утрата восприятия возможной опасности;
- несоблюдение мер профилактики и ревизий систем КИПиА, предохранительных и запорных устройств;
- монтаж, реконструкция без проекта, прошедшего экспертизу, отступления от нормативных требований;
- нарушение сроков проведения
ППР;
3) воздействия природного характера (ураганный ветер (более 30-40 м/с), оседание почвы);
4) воздействия техногенного характера (аварии на рядом расположенных объектах или транспортных магистралях);
5) воздействия диверсионного характера.
К причинам, имеющим специфический характер, относится, прежде всего, выход из строя приборов и (или) оборудования.
Опасными последствиями аварийного разлива нефтепродуктов могут стать:
- загрязнение окружающей среды;
- возгорание или взрыв облака ТВС;
- пожар пролива.
В настоящей работе выполнен анализ возможных аварийных ситуаций при сливно-наливных операциях на АЗС на основе логико-вероятностного подхода с использованием графо-аналитических моделей типа «дерево» по рекомендациям в работе3 и в нормативных документах [9].
Аварийный разлив нефтепродукта в объемах, сравнимых с объемами автоцистерны, может возникнуть в результате аварийной разгерметизации (полного/частичного разрушения) автоцистерны.
К причинам, связанным с выходом из строя оборудования, результатом которых может стать разгерметизация автоцистерны, относятся различные скрытые внутренние дефекты автоцистерны, такие, как коррозия, брак сварных швов, усталостные явления металла. Аварийный разлив нефтепродуктов при условии наличия данных скрытых дефектов может произойти в результате каких-либо внутренних или внешних воздействий.
Тимофеева С.С., Хамидуллина Е.А. Управление риском, системный анализ и моделирование: учеб. пособие. Иркутск : Изд-во ИРНИТУ. 2016. 160 с.
Timofeeva S.S., Khamidullina E.A. Risk management, system analysis and modeling. Irkutsk: INRTU. 2016. 160 p.
2019;4(2):171-188
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
173
_J
Т.И. Дроздова, И.С. Деревянченко. Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска T.I. Drozdova, I.S. Derevyanchenko Forecasting of technogenic risks in draining
and filling operations at Svirsk gas station
Схематично вышеперечисленные причины можно представить в виде «дере-
ва отказов», изображенного на рис. 1.
Рис. 1. Дерево отказов: аварийная разгерметизация автоцистерны на территории АЗС, аварийный разлив нефтепродукта из автоцистерны Fig. 1. Failure tree: emergency tanker depressurization of at a gas station, emergency oil spill
БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА HUMAN LIFE SAFETY
Нефтепродуктообеспечение моторными топливами в г. Свирске Иркутской области осуществляет автозаправочная станция (АЗС) ООО «Титан», расположенная на ул. Свердлова, 1. На АЗС отпускается бензин неэтилированный по ГОСТ 32513-2013 и дизельное топливо - ГОСТ 305-2013. Подвоз топлива осуществляется топливовозом АЦТ.
Согласно Приказу Ростехнадзора от 13.05.2015 № 188 [10] частота возникновения аварий при разгерметизации цистерн по причине локальных утечек из соединительных шлангов оценивается величиной 1 • 10-6 год-1 для цистерн под избыточным давлением и 1 • 10-6 год-1 для цистерн при
атмосферном давлении. Частоты разгерметизации цистерн и причины аварий приведены в табл.1.
В настоящей работе выполнено моделирование происшествий при разгерметизации оборудования при сливо-наливной операции из автоцистерны. Для моделирования использовали программный комплекс ТОКСИ+га5к (ЗАО НТЦ ПБ), позволяющий оценить размеры зон поражения при проливе топлива и рассчитать параметры риска.
Для расчета уровней поражающих факторов, зон поражения и величин риска руководствовались следующими документами [11-14].
Таблица 1
Table 1
Частоты разгерметизации автомобильных цистерн (в стационарном положении) [7]
Frequency of tank depressurization (in a stationary position) [7]
Частота
разгерметизации
Тип оборудования
о о
ю .о m
CD m о
CD Ч О
о
CD О m
CD
о |-
О
Ю
Ъ CD
m £
> s о
-О CO
X CD -О
Ш CD
CD T
Ё 3
о 2
2 s
CL г
^ n:
CL § % =
ro i
^ 4
CD CD CD О
ET °
£ 2 ЗУ cd
3
.о
CD о
m Ю
о
о о о
го
го m го ü
Е9 ^
_й CL
О
со 1_ ГО о CL х , ^ m
го
о m
О
CD
m
го m
m со
s CD
Ш CL
О CD о
s ro
rn m
ro
* ^
2 dT
О ^
CL О ^
I— ■— ,—,
^ x Ю
ro £ X
s i ro
^ ? E
_й x m s
I—
ü CD
О
о
ro
L I—
CD
ro s 4
0 1_ ro го
о m m
i— н
1- о о
о >S о >S
CD о 1_ о
^ L о L
i- Ьй н
CD о н о
S о
X CD о ■_ CD * о ■_
3 о со о
X S X
L m ГО m
со s s
ro сц ч сц
L го CD н го
CD X X
О о > о
X m m
ЕЦ s s
О ЕЦ ЕЦ
с О О
ro
L
о
i H
H 05
Б s ro
CD S m ч
ё i
со -Q
CD X
^ m
£ ь
CD О
о
CD
ro
о ^
-O X
Ш ГО
ro £
Цистерна
при 1-10-
атмосферном год" давлении
510"7 год"1
410-6 ч-1
410-5 ч-1
310-8 ч-
8
310-8 ч-7
2019;4(2):171-188
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
175
Л
Т.И. Дроздова, И.С. Деревянченко. Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска T.I. Drozdova, I.S. Derevyanchenko Forecasting of technogenic risks in draining
and filling operations at Svirsk gas station
Исходные данные для моделирования опасных событий:
Сценарий аварии - разгерметизация оборудование (автоцистерны) с бензином (20 т), что составляет объем 21,74 м3 (при заполнении 0,8), температура среды 16°С (средняя летняя температура по данным метеостатистики по региону), направление ветра в г. Свирске С-В, поверхность разлива - неограниченная бетонная. Моделирование аварии выполнялось для наихудших условий рассеяния, т. е. при минимальном горизонтальном и вертикальном движении атмосферы (скорость ветра 1-2 м/с, стратификация F). Время ликвидации аварии
равно времени истечения жидкой фазы и составляет 3600 с. Давление в оборудовании равно давлению насыщенных паров.
Данные по величине частоты событий в зависимости от диаметра аварийного отверстия приняли в соответствии с Приказом МЧС РФ от 10.07.2009 № 404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» сведены в табл. 2.
Деревья событий, моделирующие все возможные сценарии развития аварийных ситуаций при полном и частичном проливе топлива после разгерметизации автоцистерны представлен на рис. 2-3.
Таблица 2
Частоты событий при разгерметизации с последующим истечением бензина
Table 2
Frequency of depressurization events followed by the expiration of gasoline
Событие Частота события, 1/год Диаметр аварийного отверстия, мм Начальный расход, кг/с
Появление отверстия разгерметизации 8,8E-5 25 3,85
Появление отверстия разгерметизации 1,2E-5 100 61,58
Полное разрушение 5E-6 Нет -
Рис. 2. Дерево событий аварии с полной разгерметизацией автоцистерны с бензином, содержащейся при атмосферном давлении Fig. 2. Accident event tree with full depressurization of the tanker with gasoline under atmospheric pressure
БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА HUMAN LIFE SAFETY
Рис. 3. Дерево событий аварийной ситуации «Частичное разрушение емкости, содержащей горючее вещество при атмосферном давлении» (начальный расход газа из отверстия > 50 кг/с) Fig. 3. Emergency event tree "Partial destruction of containers containing combustible substances under atmospheric pressure" (initial gas flow rate is> 50 kg / s)
Наиболее опасным событием является разгерметизация оборудования, приводящая к полному проливу топлива, что наблюдается при опрокидывании автоцистерны при заезде на эстакаду, а также при ДТП.
В результате разгерметизации цистерны с бензином может произойти мгновенное воспламенение, следствием которого станет пожар пролива. При отсутствии мгновенного воспламенения может возникнуть отложенное воспламенение с образованием облака ТВС или без образования облака ТВС. В случае образования облака может произойти взрыв ТВС или пожар-вспышка, следствием которого станет пожар пролива, как и при воспламенении без образования облака ТВС. При полном отсутствии воспламенения произойдет рассеяние без воспламенения. Наибольшую условную вероятность имеет пожар пролива (0,623) и рассеяние без воспламенения (0,37), меньшую условную вероятность имеет пожар-вспышка (0,063) и взрыв ТВС (0,007).
Аварийный разлив нефтепродукта в объемах, сравнимых с объемами автоци-
стерны, может возникнуть в результате аварийной разгерметизации автоцистерны. При таком событии опасность воспламенения возникает в первые секунды/минуты пролива, особенно при достижении концентрационных пределов воспламенения.
Используя модуль «Токси», определили возможные размеры зоны поражения по концентрационным пределам воспламенения. Так, нижний концентрационный предел воспламенения (НКПВ бензина -0,02792 кг/м3) простирается на 11 м по ветру, 3 м против ветра и имеет максимальную полуширину 72 м на удалении 10 м от эпицентра, а верхний концентрационный предел (ВКПВ бензина- 0,25826 кг/м3) распространяется на расстояние 2 м по ветру, 2 м против ветра и имеет максимальную полуширину 29 м на удалении 1 м от эпицентре.
В результате расчетов определена взрывоопасная масса (ограничение времени 600 с), составляющая 18 кг с образованием облака паровоздушной смеси через 150 с (рис. 4), что может привести к вспышке с последующим развитием пожара пролива или взрыву ТВС.
2019;4(2):171-188
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
177
Л
Т.И. Дроздова, И.С. Деревянченко. Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска T.I. Drozdova, I.S. Derevyanchenko Forecasting of technogenic risks in draining
and filling operations at Svirsk gas station
Рис. 4. Зависимость от времени образования взрывоопасной массы бензина Fig. 4. Dependence on the time of formation of an explosive mass of gasoline
Результаты расчетов для аварийного события «пожар пролива», проведенные по двум методикам [5], при площади разли-
ва бензина 2702 м2 (Ьэфф = 58,66 м) представлены в сводной табл. 3.
Сводная таблица расчетов пожара пролива на АЗС г. Свирска Summary table of calculation of oil spill fires at the gas station of Svirsk
Таблица 3
Table 3
Название критерия поражения Интенсивность излучения, кВт/м2 ГОСТ 12.3.047-98 (2012) Приказ МЧС России от 14.12.2010 г. № 649 (Методика определения расчетных. величин пожарного риска на ПО, 2010)
Радиус зоны, м Радиус зоны, м
Воспламенение резины 14,8 31,78 46,36
Воспламенение древесины 13,9 33,23 49,29
Непереносимая боль через 35 с 10,5 41,33 81,88
Непереносимая боль чрез 20 с 7 55,84 78,52
Безопасно для человека в брезентовой одежде 4,2 77,28 98,83
Без негативных последствий 1,4 137,69 152,2
БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА HUMAN LIFE SAFETY
Зоны поражения тепловым излучение при пожаре пролива продемонстрированы на ситуационном плане с эпицентром на территории АЗС (рис. 5).
Изучено изменение интенсивности теплового излучения в зависимости от расстояния (рис. 6) и вероятность гибели человека от теплового излучения пламени (рис. 7). На графиках видно, что опасность получения ожогов сохраняется на расстоянии до 78 м при интенсивности теплового излучения от 7 кВт/м2, а опасность смертельного поражения - до 30 м от эпицентра пожара.
Моделирование последствий взры-
вов топливно-воздушной смеси (ТВС) осуществляли на самый опасный сценарий (полный пролив бензина (20 т) при разгерметизации автоцистерны) и наиболее вероятный - частичный пролив бензина (10 т), при вводе следующих данных: класс чуствительности бензина - среднечустви-тельное вещество, концентрация бензина -равна стехиометрической (0,07329 кг/м3), взрывоопасная масса - 18 кг, окружающее пространство - среднее загромождение, облако находится у поверхности Земли, высота разлива 10 мм. Расчеты по критериям поражения представлены в сводной табл. 4.
Рис. 5. Ситуационный план пожара пролива при разгерметизации автоцистерны на АЗС г. Свирска, ул. Свердлова, 1 (Методика ПО, 2010) Fig. 5. Situation plan of the oil spill fire during the tanker depressurization at the gas station in 1 Sverdlov st., Svirsk (Software method, 2010)
2019;4(2):171-188
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
Т.И. Дроздова, И.С. Деревянченко. Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска T.I. Drozdova, I.S. Derevyanchenko Forecasting of technogenic risks in draining
and filling operations at Svirsk gas station
Рис. 6. График зависимости интенсивности излучения от расстояния (Методика ПО, 2010) Fig. 6. Graph of the dependence of radiation intensity on the distance (Software Method, 2010)
Рис. 7. График зависимости вероятности смертельного поражения от расстояния
(Методика ПО, 2010) Fig. 7. Graph of the probability of fatal damage on the distance (Software Method, 2010)
180
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
2019;4(2):171-188
БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА HUMAN LIFE SAFETY
Таблица 4
Сводная таблица расчетов последствий воздействия воздушной ударной волны при взрыве паров ТВС (наиболее вероятный/наиболее опасный сценарий)
Table 4
Summary table of calculations of the effect of air shock waves during the explosion of fuel vapor (most probable / most dangerous scenario)
Критерий: избыточное давление
Название критерия Избыточное давление, кПа Импульс, кПа*с Радиус зоны, м
Наиболее вероятно, что все люди, находящиеся в неукрепленных зданиях, либо погибнут, либо получат серьезные повреждения в результате действия взрывной волны, либо при обрушении здания или перемещении тела взрывной волной 69 2,318 6,15
Люди, находящиеся в неукрепленных зданиях, либо погибнут или получат серьезные Повреждения барабанных перепонок и легких под действием взрывной волны, либо будут поражены осколками и развалинами здания 55 1,482 9,63
50% разрушения зданий 53 1,402 10,18
Средние повреждения зданий 28/28 0,945/ 2,924 15,1/ 11,94
Обслуживающий персонал получит серьезные повреждения с возможным летальным исходом в результате поражения осколками, развалинами здания, горящими предметами и т. п. Имеется 10%-я вероятность разрыва барабанных перепонок 24/24 0,859/ 2,255 16,61/ 15,49
Возможна временная потеря слуха или травмы в результате вторичных эффектов взрывной волны, таких, как обрушение зданий, и третичного эффекта переноса тела 16/16 0,661/ 1,318 21,58/ 26,5
Умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам и т. п.) 12/12 0,544/ 0,942 26,24/ 37,06
С высокой надежностью гарантируется отсутствие летального исхода или серьезных повреждений 5,9/5,9 0,323/ 0,505 44,16/ 69,1
Нижний порог повреждения человека волной давления 5/5 0,284/ 0,444 50,26/ 78,64
2019;4(2):171-188
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
181 Л
Т.И. Дроздова, И.С. Деревянченко. Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска T.I. Drozdova, I.S. Derevyanchenko Forecasting of technogenic risks in draining
and filling operations at Svirsk gas station
Окончание табл. 4
Критерий: давление - импульс
Порог выживания 71,526/- 2,979/- 4,79/-
Полное разрушение зданий 70,605/- 2,53/- 5,64/-
Граница области сильных разрушений 35,465 1,089 13,1
Граница области значительных повреждений 14,949/ 14,735 0,632/ 1,195 22,58/ 29,23
Полное разрушение остекления 7,003/ 7,001 0,368/ 0,576 38,74/ 60,63
Граница области минимальных повреждений 3,675/ 3,636 0,221/ 0,343 64,43 /101,7
50% разрушение остекления 2,5/2,5 0,16/ 0,25 89,11/ 139,45
10% и более разрушение остекления 2,001/2 0,132/ 0,206 108,19/ 169,31
Определена зависимость избыточного давления и импульса волны от расстояния (рис. 8). Наибольшая опасность
повреждения строений сохраняется до 12 м от эпицентра аварии.
Рис. 8. Зависимость избыточного давления от расстояния Fig. 8. Dependence of overpressure on distance
182
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
2019;4(2):171-188
БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА HUMAN LIFE SAFETY
При моделировании использовали как детерминированные (табл. 4), так и вероятностные критерии поражения, рассчитанные по значениям соответствующей пробит-функции (по величинам избыточного давления во фронте ударной волны) (рис. 9). Произведена оценка вероятности действия поражающих факторов, приводящих к ущербу: повреждение построек подлежащих сносу (30-37%) сохраняется на расстоянии до 8-10 м. Также возможны и акустические травмы у 4-5% людей, находящихся на расстоянии до 10 м от эпицентра аварии.
Используя программный комплекс «ТОКСИ+Risk», выполнили прогнозирование индивидуального и коллективного рисков аварии. Предполагали, что на территории АЗС одновременно в легковом ТС находятся 4 чел. (водитель с пассажирами), в грузовом ТС - 2 чел., в автоцистерне
- 1 чел. (водитель). Количественные показатели риска с детализацией по площадным объектам территории АЗС для группы физических лиц - персонала - представлены в табл.5.
Оценка пожарного риска проводится путем сопоставления расчетных величин пожарного риска с нормативным значением Qнв = 10 год-1, установленным ФЗ от 22 июля 2008 г. № 123-Ф3. [1].
Социальный риск представлен на рис. 10 в виде F-N диаграммы. Количество погибших может быть до 2 человек с частотой событий 9,2710-7 чел/год.
В работе разработаны поля потенциального риска для АЗС (рис. 11). Области риска выделены цветом: 4.027 10-6-4,0б10-6 (от эпицентра - более темная область), 4,60-10-6-5,18-10-6(более светлая), 5,7610-6 - 6,0610-6 (черная изолиния).
О 5 10 15 20 25 SO 35 40 45 50 55 60 65
Расстояние, м
Рис. 9. Вероятностные критерии поражения при воздействии воздушной ударной волны (разрыв барабанных перепонок у людей - нижняя линия; поврежденные здания подлежат сносу - средняя линия; восстановление поврежденных стен зданий
возможно без сноса - верхняя линия) Fig. 9. Probabilistic criteria for damage when exposed to an air shock wave (rupture of human eardrums - lower line; damaged buildings - middle line; restoration of damaged building walls without demolition - top line)
2019;4(2):171-188
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
183
-J
Т.И. Дроздова, И.С. Деревянченко. Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска T.I. Drozdova, I.S. Derevyanchenko Forecasting of technogenic risks in draining
and filling operations at Svirsk gas station
Количественные показатели риска для персонала и третьих лиц Quantitative risk indicators for the staff and third parties
Таблица 5
Table 5
Наименование слоя Число одновременно находящихся людей Число рискующих Коэф. присутствия Коллективный риск, чел/год Индивидуальный риск, 1/год
Персонал
АЗС - операторная 1 1 0,23 1, 16-10"6 1,1610-6
Резервуарный парк 1 (слесарь) 1 0,23 1,3210"® 1,32 10-6
Итого 2,4810-6 1,2410-6
Третьи лица
АЗС-ТРК 14 (водители с пассажирами) 14 0,23 1, 86 • 10-9 1,3310-10
Автоцистерна (слив топлива) 2 (водитель, помощник) 2 0,23 1,3310-5 6,6710-6
Итого 18 20 0,23 1,3310-5 8,3310-7
1,80E-06 1,60E-06 1,40E-06 1,20E-06 1,00E-06 8,00E-07 6,00E-07 4,00E-07 2,00E-07 0,00E+00
1,53E-06
9,26E-07
2
Число погибших N и более
1,07E-20
Рис. 10. Социальный риск гибели персонала на АЗС при реализации аварии Fig. 10. Social risk of staff death at a gas station during the accident
1
3
БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА HUMAN LIFE SAFETY
Рис. 11. Ситуационный план с нанесенными полями потенциального риска для АЗС г. Свирска Fig. 11. Situational plan with fields of potential risks for gas stations in Svirsk
В поле потенциального риска попадает только территория АЗС. Жилые дома, находящиеся на ул. Свердлова, ул. Степная и др., в зону действия поражающих факторов не попадают. Согласно установленными НПБ 111-98 [17] противопожарные расстояния до объектов (места массового пребывания людей - 25 м, жилые и общественные здания - 25 м) выдержаны.
Заключение
Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска показал возможность аварийных ситуаций, связанных с разгерметизацией автоцистерны с последующим проливом топлива и возникновением пожара. Разработанные поля потенциальных рисков свидетельствуют, что при аварийном событии зоны поражающих факторов распространены только на территории АЗС. Прогнозируемая авария носит локальный характер.
Библиографический список
1. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: федер. закон от 22 июля 2008 г. № 123-Ф3 (с изм. и доп. на 24.06.2014 г.) [Электронный ресурс]. URL:
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_78
699/ (27.05.2019).
2. ГОСТ Р 12.3.047-2012. ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200103505 (20.05.2019).
2019;4(2):171-188
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
Т.И. Дроздова, И.С. Деревянченко. Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска T.I. Drozdova, I.S. Derevyanchenko Forecasting of technogenic risks in draining
and filling operations at Svirsk gas station
3. СП 156-13130.2014. «Станции автомобильные заправочные. Требования пожарной безопасности» Приказ МЧС от 5.05.14, № 221 [Электронный ресурс]. URL:
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_16 4118/ (26.04.2019).
4. РД 153-39.2-080-01 «Правила технической эксплуатации автозаправочных станций». Приказом Минэнерго РФ от 1 августа 2001 г. № 229 [Электронный ресурс]. URL:
http://docs.cntd.ru/document/1200026364 (27.05.2019).
5. Шебеко Ю.Н. Обеспечение пожарной безопасности резервуарного парка нефтепродуктов, расположенного вблизи жилых и общественных зданий // Пожарная безопасность. 2009. № 2. С. 33-41.
6. Шевцов С.А., Каргашилов Д.В., Быков И.А. Анализ пожарной опасности модульной АЗС по расчетной величине пожарного риска // Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций»: сб. ст. (г. Воронеж, 15-16 декабря 2016 г.). Воронеж: Воронежский институт ГПС МЧС России, 2016. С. 44-46.
7. Верник А.К., Хомякова А.И, Дроздова Т.И. Анализ системы нефтепродуктообеспечения и управления безопасной эксплуатацией АЗС // VII Всероссийская научно-практическая конференция «Техносферная безопасность в XXI веке»: сб. научных трудов магистрантов, аспирантов и молодых ученых (г. Иркутск, 27-28 ноября 2017 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2017. С. 143-150.
8. Статистика пожаров РФ [Электронный ресурс]. URL:
https://www.sites.google.com/site/statistikapozaro/ (16.03.2029).
9. Об утверждении Руководства по безопасности «Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных про-
изводственных объектах: Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 11.04.2016 N 144. [Электронный ресурс]. URL:
10. https://www.garant.ru/products/ipo/pri-me/doc/71302426/ (25.04.2019).
11. Об утверждении руководства по безопасности «Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах»: приказ Ростехнадзора от 13.05.2015 № 188 [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_18 1643/ (23.04.2019).
12. Об утверждении Руководства по безопасности «Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ»: приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 20.04.2015 № 158 [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&b ase=EXP&n=625175#0051759427841128636 (27.04.2019).
13. Об утверждении Руководства по безопасности «Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей: приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 31 марта 2016 г. № 137 [Электронный ресурс]. URL:
http://docs.cntd.ru/document/420347905 (27.04.2019).
14. Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах: приказ МЧС РФ от 10.07.2009 № 404 (с изменениями, утвержденными приказом МЧС России от 14.12.2010 г. №649) [Электронный ресурс]. URL: https://base.garant. ru/196118/ (14.04.2019).
15. НПБ 111-98. 98 Автозаправочные станции. Требования пожарной безопасности. [Электронный ресурс]. URL: https://base.garant.ru/3923510/ (14.04.2019).
References
1. Tehnicheskij reglament o trebovanijah pozharnoj bezopasnosti: feder. zakon ot 22 ijulja 2008 g. № 123-FZ (s izm. i dop. na 24.06.2014 g.) [Technical regulations on fire safety requirements: Federal law no. 123-FZ of 22 July 2008]. Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_78 699/ (accessed 27 May 2019). (In Russian)
2. GOST R 12.3.047-2012. SSBT. Pozharnaja be-zopasnost' tehnologicheskih processov. Obshhie trebo-vanija. Metody kontrolja [Fire safety of technological processes. General requirements. Control method]. Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200103505 (accessed 20 May 2019). (In Russian)
3. SP 156-13130.2014. «Stancii avtomobil'nye zapravochnye. Trebovanija pozharnoj bezopasnosti» Prikaz MChS ot 5.05.14, № 221 [Automobile filling station. Fire safety requirements" Order of the Ministry of emergency situations of 5.05.14 № 221]. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_16 4118/ (accessed 26 April 2019). (In Russian)
4. RD 153-39.2-080-01 «Pravila tehnicheskoj jeksplu-atacii avtozapravochnyh stancij». Prikazom Minjenergo RF ot 1 avgusta 2001 g. № 229 [Rules of technical operation of gas stations]. Order of the Ministry of energy of 1 August 2001 № 229]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200026364 (27 May
БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА HUMAN LIFE SAFETY
2019). (In Russian)
5. Shebeko Ju.N. Fire safety of oil products tank farm located near residential and public buildings. Pozharna-ja bezopasnost' [Fire safety]. 2009, no. 2, pp. 33-41. (In Russian)
6. Shevtsov S.A., Kargashilov D.V., Bykov I.A. Analiz pozharnoi opasnosti modul'noi AZS po raschetnoi veli-chine pozharnogo riska // Vserossiiskaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya s mezhdunarodnym uchastiem «Problemy obespecheniya bezopasnosti pri likvidatsii posledstvii chrez-vychainykh situatsii»: sb. st. [Fire hazard analysis of the modular gas station according to the calculated value of fire risk: collection of articles on the materials of the all-Russian scientific and practical conference with international participation on December 15-16, 2016 "Problems of safety in emergency response"] (Voronezh, 15-16 December 2016). Voronezh: Voronezhskii institut GPS MChS Rossii Publ., 2016, pp. 44-46. (In Russian)
7. Vernik A.K., Khomyakova A.I, Drozdova T.I. Analiz sistemy nefteproduktoobespecheniya i upravleniya be-zopasnoi ekspluatatsiei AZS // VII Vserossiiskaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya «Tekhnosfer-naya bezopasnost' v XXI veke»: sb. nauchnykh trudov magistrantov, aspirantov i molodykh uchenykh[VII all-Russian scientific and practical conference: collection of scientific works of undergraduates, graduate students and young scientists "Technosphere safety in the XXI century"] (Irkutsk, 27-28 November 2017). Irkutsk: IRNITU Publ., 2017, pp. 143-150. (In Russian)
8. Statistika pozharov RF [Fire statistics of the Russian Federation]. Available at:
https://www.sites.google.com/site/statistikapozaro/ (accessed 16 March 2029). (In Russian)
9. Ob utverzhdenii Rukovodstva po bezopasnosti «Metodicheskie osnovy po provedeniju analiza opas-nostej i ocenki riska avarij na opasnyh proizvodstven-nyh ob ob"ektakhektah: prikaz Federal'noj sluzhby po jekologicheskomu, tehnologicheskomu i atomnomu nadzoru ot 11.04.2016 N 144. [The order of Federal service for ecological, technological and nuclear supervision of 11 April 2016 N 144 "About the approval of the safety Manual "Methodical bases on carrying out the analysis of dangers and an assessment of risk of accidents on hazardous production facilities"]. Available at: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71302426 / (accessed 26 April 2019). (In Russian)
10. Ob utverzhdenii rukovodstva po bezopasnosti «Metodicheskie osnovy po provedeniju analiza opas-nostej i ocenki riska avarij na opasnyh proizvodstven-
nyh ob"ektakh»: prikaz Rostehnadzora ot 13.05.2015 № 188 [Order of Rostekhnadzor No. 188 dated 13 May 2015 "On approval of the safety manual "Meto-DIC basis for hazard analysis and risk assessment of accidents at hazardous production facilities"]. Available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_18 1643/ (accessed 23 April 2019). (In Russian)
11. Ob utverzhdenii Rukovodstva po bezopasnosti «Metodika modelirovanija rasprostra-nenija avarijnyh vybrosov opasnyh veshhestv»: prikaz Federal'noj sluzhby po jekologicheskomu, teh-nologicheskomu i atomnomu nadzoru ot 20.04.2015 № 158 [The order of the Federal service for ecological, technological and nuclear supervision from 20 April 2015 no. 158 "About approval of the security Manual "Methodology of modeling of accidental releases of hazardous substances"]. Available at:
http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&b ase=EXP&n=625175#0051759427841128636 (accessed 27 April 2019). (In Russian)
12. Ob utverzhdenii Rukovodstva po bezopasnosti «Metodika ocenki posledstvij avarijnyh vzryvov toplivno-vozdushnyh smesej: prikaz Federal'noj sluzhby po jekologicheskomu, tehnologicheskomu i atomnomu nadzoru ot 31 marta 2016 g. № 137 [Order No. 137 of the Federal service for environmental, technological and nuclear supervision of 31 March 2016 "On approval of the safety Manual "Methodology for assessing the consequences of accidental explosions of fuel and air mixtures"]. Available at:
http://docs.cntd.ru/document/420347905 (accessed 27 April 2019). (In Russian)
13. Ob utverzhdenii metodiki opredelenija raschetnyh velichin pozharnogo riska na proiz-vodstvennyh ob"ektakh: prikaz MChS RF ot 10.07.2009 № 404 (s izmenenijami, utverzhdennymi prikazom MChS Rossii ot 14.12.2010 g. №649) [The order of EMERCOM of Russia dated 10.07.2009 No. 404 (as amended, approved by order of EMERCOM of Russia dated 14.12.2010 No. 649) "On approval of the methodology for determining the estimated values of fire risk at the production facilities"]. URL:
https://base.garant.ru/196118/ (accessed 14 April 2019). (In Russian)
14. NPB 111-98. 98 Avtozapravochnye stancii. Trebo-vanija pozharnoj bezopasnosti [NPB 111-98. 98 gas Stations. Fire safety requirements]. Available at: https://base.garant.ru/3923510/ (accessed 14 April 2019). (In Russian)
2019;4(2):171-188
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
187
_J
Т.И. Дроздова, И.С. Деревянченко. Прогнозный анализ техногенных рисков при сливно-наливных операциях на автозаправочной станции г. Свирска T.I. Drozdova, I.S. Derevyanchenko Forecasting of technogenic risks in draining
and filling operations at Svirsk gas station
Критерии авторства
Дроздова Т.И., Деревянченко И.С. имеют равные авторские права.
Дроздова Т.И., Деревянченко И.С. несут ответственность за плагиат.
Contribution
Tatyana I. Drozdova, Ivan S. Derevyanchenko have equal author's rights.
Tatyana I. Drozdova, Ivan S. Derevyanchenko bears the responsibility for plagiarism.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в этой работе.
Сведения об авторах Дроздова Татьяна Ивановна,
кандидат химических наук, доцент кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности,
Иркутский национальный исследовательский
технический университет,
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия;
e-mail: [email protected]
Деревянченко Иван Сергеевич,
магистр,
Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия; e-mail: [email protected]
Conflict of interests
The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.
Information about the authors Tatyana I. Drozdova,
Candidate of Chemical Science, Associate Professor of Industrial Ecology and Life Safety Deparment, Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov Str., Irkutsk 664074, Russia; e-mail: [email protected]
Ivan S. Derevyanchenko,
a master degree student, Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov Str., Irkutsk 664074, Russia; e-mail: [email protected]
