CC BY
40
УДК 614.83:614.84:628.33+665.6
ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНОСТЬ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ЗАВОДОВ
В. А. Пчелинцев
Институт инженерной безопасности в строительстве МГСУ
Б. Н. Яковлев
Саратовский государственный технический университет
А. Г. Никитин
Московский государственный строительный университет
Эксплуатация канализационных очистных сооружений становится опасной в результате того, что большое количество нефти и нефтепродуктов теряется, испаряясь в системах канализации и очистных сооружений. Такая ситуация способствует возникновению взрывоопасной загазованности. Рассматриваются пути решения этой проблемы.
Эксплуатация канализационных очистных сооружений по очистке сточных вод ведется в условиях поступления в них различных легковоспламеняющихся и горючих веществ. Сточные воды в результате испарения, химических и биохимических реакций выделяют значительное количество паров и газов, поэтому канализационные системы, включая и очистные сооружения, могут явиться источником пожаров и взрывов. Особенно большое количество пожаровзрывоопасных паров и газов выделяют производственные сточные воды.
Канализационные очистные сооружения некоторых предприятий из-за отсутствия достоверных данных об их взрывопожароопасности относят к взрывоопасным, тем самым увеличивая строительные и эксплуатационные расходы на эти сооружения. В то же время, необоснованное занижение степени опасности этих сооружений может явиться причиной взрывов, пожаров, различных аварий, гибели людей и уничтожения материальных ценностей.
В связи с этим исследование реальной взрыво-пожарной опасности канализационных очистных сооружений, в частности нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ), следует рассматривать как важную народнохозяйственную задачу.
В отечественной и зарубежной литературе имеются данные по случаям взрывов и пожаров в канализационных системах и сооружениях. Подробное описание условий возникновения некоторых из них приводится в работах [1 - 5, 10].
Большое количество нефти и нефтепродуктов теряется при испарении в системах канализации и очистных сооружений, в результате чего может создаться взрывоопасная загазованность [9].
Производственные сточные воды НПЗ отличаются разнообразием и содержанием горючих и
вредных веществ: нефть, нефтепродукты, органические кислоты, фенолы, сероводород, ацетон, смолы и пр. Сточные воды по качественному составу загрязнений в них на различных НПЗ весьма схожи, однако количественное содержание может изменяться в довольно широких пределах: от 17,6 до 451 г/л [8].
Для оценки реальной опасности проведены долговременные экспериментальные натурные исследования по определению возможных максимальных концентраций паровоздушных смесей (ПВС) в различных воздушных зонах канализационных очистных сооружений НПЗ.
Результаты замеров концентраций ПВС в воздушных зонах канализационных очистных сооружений обследованных НПЗ приведены в табл. 1.
В ходе проведения анализа полученных данных построены кривые изменения максимальных концентраций ПВС над поверхностью промстоков в за-
ТАБЛИЦА 1. Максимальные концентрации нефти и нефтепродуктов в промстоках и их паров в воздушных зонах очистных сооружений
Максимальное Максимальные концентрации ПВС содержание нефти в очистных с°°ружениях, г/м3
НПЗ и нефтепродуктов в промстоках на входе в очистные сооружения, г/л у поверхности промстоков на уровне бортов очистных сооружений, на высоте 0,5 - 1,0 м от поверхности стоков
№1 451,0 14,0 12,5
№2 340,0 12,5 9,5
№3 216,0 9,5 7,5
№4 180,0 10,0 8,0
№5 156,0 8,75 6,5
№6 60,0 9,75 7,0
ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ, ТЕРРИТОРИЙ
й, г/м3 16
128 4 0
12 18 24 30 36 Ь, м
0 6
РИС.1. Зависимость й^^ = /(Ь)
2, г/м3 14
12 -
10
8 -6
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
И, м
РИС.2. Зависимость 2тах = /(И)
висимости от длины очистных сооружений (нефтеловушек). Одна из характерных кривых показана на рис. 1.
Полученная зависимость описывается полиномиальной моделью седьмого порядка:
2тах(Ь) = 8,53965 + 2,93089Ь - 0,487612Ь2 + !72701Ь4 + 0,00001 5,71766 • 10-8 • Ь6 - 9,54987 • 10-11
+ 0,0298434Ь3 - 0,000872701Ь4 + 0,0000120253Ь5
• Ь'
где 2тах — максимальная концентрация ПВС в воздушной зоне канализационного очистного сооружения у поверхности стоков, г/м3; Ь — длина канализационного очистного сооружения, м.
Нарис. 2 приведена характерная кривая изменения полученных максимальных значений концентраций ПВС внутри воздушной зоны очистных сооружений — нефтеловушек и отстойников — в зависимости от высоты над поверхностью стоков на расстоянии 6 м от входа стоков в сооружения.
Замеры, проведенные на территории нефтеловушек и отстойников, дали максимальные значения концентраций ПВС, приведенные в табл. 2.
й, г/м3
4
3 2 1 0
0,5 1,0
РИС.3. Зависимость йтах = /(Ит)
2, г/м3
7 6
5
4 3 2 1 0
РИС.4. Зависимость 2тах = /(Ьт)
1,5 2,0
И„, м
3,0 4,0
Ьт, м
Полученные данные можно представить графически (рис. 3, 4).
Из полученных данных можно сделать следующие выводы.
1. Максимальные значения концентраций ПВС внутри воздушных зон нефтеловушек обнаружены в начальной части, на расстоянии от 3 до7мот входа производственных сточных вод в очистные сооружения, затем происходит резкое уменьшение значений концентраций с достижением минимальных в конце сооружения.
2. Максимальные концентрации ПВС образуются непосредственно вблизи поверхности сточных вод, резко убывая с увеличением высоты.
3. На территории полученные концентрации уменьшаются с изменением высоты над сооружениями и расстояния от их периметра.
4. Максимальные значения концентраций ПВС в различных воздушных зонах получены в теплый период года.
5. Сравнивая полученные максимальные значения концентраций ПВС (14 г/м3 — у поверхности промстоков) со значением нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР) паров самого легколетучего компонента промстоков — бензина (по различным справочным данным НКПР = 30-32 г/м3), видно, что они достигают
ТАБЛИЦА 2. Максимальные концентрации ПВС на территории нефтеловушек и отстойников
Максимальные концентрации ПВС, г/м3 НПЗ над сооружениями, на высоте Нт, м на расстоянии Ьт от периметра сооружений, м
0,05 0,5 1,0 1,5 2,0 0,05 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
Завод №1 -6 3,5 2,5 1,5 0,75 0,3 6,0 3,5 2,5 1,7 1,3 1,1
44 - 47% НКПР. Это обстоятельство показывает взрывопожарную опасность канализационных очистных сооружений — отстойников и нефтеловушек. Учитывая возможные аварийные режимы работы заводов — сброс чистого продукта, а также
залповые сбросы — очистные сооружения механической очистки промстоков НПЗ следует относить к взрывопожароопасной категории А [6], а по ПУЭ [7] — к зонам класса В-1г у наружных взрывоопасных установок.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аварии года // Безопасность труда в промышленности. 1998. №11.С. 22—24.
2. Аварии года // Безопасность труда в промышленности. 1999. № 8. С. 19.
3. Аварии года // Безопасность труда в промышленности. 2000. № 2. С. 17.
4. Молоков М. В. Воздух канализационных сетей и методы быстрого определения его состава. — Л.: ЛНИИ АКХ, 1958. — 23 с.
5. Обухов Е. С. Аварии канализационных коллекторов и борьба с ними. — М.: Госстройиздат, 1939. — 116 с.
6. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. НПБ 105-95. — М.: МВД РФ, 1995. — 25 с.
7. Правила устройства электроустановок. — СПб.: ДЕАН, 2001. — 928 с.
8. Пчелинцев В. А., Хаскин С. А., Яковлев Б. Н. Исследование воздушной среды канализационных очистных сооружений нефтеперерабатывающих предприятий // Проектирование водоснабжения и канализации: Реферат. информ. Вып. 6/112. 1977. С. 30 - 34.
9. Яковлев Б. Н. Потери нефти и нефтепродуктов на канализационных очистных сооружениях нефтеперерабатывающих заводов и предприятий железнодорожного транспорта. — Саратов: СГТУ, 2000. — 5 с. Деп. в ВИНИТИ 23.05.00, № 1479-В 00.
10. Brown J. and Shannon G. Т. How to reduce hazards of your Refinery Sewer System // Oil and Gas Journal. 1963. V. 61. № 20. P. 116 - 119.
Поступила в редакцию 14.06.03.
