Курсовая работа (т): Предупреждение и ликвидация последствий взрыва облака паровоздушной смеси и пожара пролива на Туймазинском газоперерабатывающем заводе

Предупреждение и ликвидация последствий взрыва облака паровоздушной смеси и пожара пролива на Туймазинском газоперерабатывающем заводе

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. А.Н. ТУПОЛЕВА-КАИ»

Кафедра промышленной и экологической безопасности

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Организация и ведение аварийно-спасательных работ»

Специальность: «Защита в ЧС» Учебная группа: 3543

Тема работы: «Предупреждение и ликвидация последствий взрыва облака паровоздушной смеси и пожара пролива на Туймазинском газоперерабатывающем заводе»

Студент: Гилязев Р.Р.

Преподаватель: Муравьев Г.Б.

Казань 2014г.

Содержание

Введение

.        Характеристика Туймазинского газоперерабатывающего завода

.1      Численность населения, которая может пострадать в результате воздействия факторов ЧС

.        Наиболее вероятный сценарий развития аварии на газофракционирующей установке

.1      Краткое описание рассматриваемой чрезвычайной ситуации

.        Расчет показателей пожаровзрывоопасности газофракционирующей установки

.1      Расчет параметров волны давления

.2      Расчет размеров зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения (НКПР) газов

.3      Расчет интенсивности теплового излучения при образовании «огненного шара».

.        Разработка мероприятий по предупреждению пожаров и взрывов на газофракционирующей установке

.1      Молниезащита

.2      Разработка автоматической системы пожаротушения

.3      Автоматические стационарные установки пожаротушения

.        Планирование и технология выполнения аварийно-спасательных и других неотложных работ при ликвидации последствий взрыв облака паровоздушной смеси и пожар пролива на Туймазинском газоперерабатывающем заводе

.1      Планирование, технология выполнения аварийно-спасательных и других неотложных работ в зоне аварии

.2      Оценка возможного числа пострадавших

.3      Районы расположения формирований и время их выдвижения в зону чрезвычайной ситуации

.4      Организация разведки в зоне ЧС

.5      Организация спасения людей, находящихся в завалах

.6      Эвакуация пострадавших и персонала предприятия

.7      Организация пожаротушения

.8      Расчет сил для локализации аварий на коммунально-энергетических сетях

Заключение

Литература

Введение

Актуальность работы обусловлена тем, что ущерб от пожаров и взрывов на предприятиях нефтепереработки имеет колоссальные размеры и тенденцию постоянного роста. По мере повышения уровня технической оснащенности производства, повышается и его пожароопасность. Пожары являются составной частью большинства чрезвычайных ситуаций на объектах хранения и переработки углеводородных газов, что обуславливает необходимость разработки мер, направленных на их предупреждение.

Объектом исследования является газофракционирующая установка Туймазинского газоперерабатывающего завода, предназначенная для ректификации широкой фракции легких углеводородов.

Цель работы - обеспечение безопасности, прогнозирование чрезвычайной ситуации и разработка мероприятий по проведению аварийно-спасательных и других неотложных работ на Туймазинском газоперерабатывающем заводе.

Произведена оценка промышленной безопасности газофракционирующей установки. Рассмотрены вероятности возникновения различных вариантов аварий со взрывом и последующим пожаром пролива на территории установки. Приведен прогноз возможных потерь среди персонала предприятия. Рассчитано количество и состав спасательных формирований привлекаемых к ведению аварийно-спасательных и других неотложных работ. Проведен анализ причин возникновения аварийных ситуаций на объекте исследования и приведен перечень мероприятий позволяющих снизить пожарную опасность производства.

.        Характеристика Туймазинского газоперерабатывающего завода

Туймазинский газоперерабатывающий завод (Туймазинское производство) - филиал открытого акционерного общества «Акционерная нефтяная компания «Башнефть».

Туймазинский газоперерабатывающий завод (ТГПЗ) предназначен для переработки попутного нефтяного газа с месторождений Республик Башкортостан и Татарстан и поступающей по трубопроводам широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) от Оренбургского газового комплекса и месторождений Сибири.

Завод осуществляет прием и переработку ШФЛУ, поступающей в железнодорожных цистернах от других поставщиков.

Основными товарными продуктами завода являются:

газы углеводородные (пропан-бутановые фракции) сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления;

изобутановая фракция;

фракция нормального бутана;

гексановая фракция;

бензин газовый.

Опасный производственный объект отнесен к декларируемым объектам по наличию воспламеняющихся газов 805,1 т и горючих жидкостей, находящихся в технологическом процессе 396,6 т [1].

ТГПЗ расположен в Туймазинском районе на удалении 7 км к северо-западу г.Туймазы.

Площадь ТГПЗ 27 га, в т.ч. технологические установки - 11.4 га, товарно-сырьевой парк - 16.4 га.

Климат района - умеренно-континентальный. Рельеф местности относительно ровный с редкими лесопосадками. Балки, овраги, естественные и искусственные водоемы отсутствуют. Территория объекта незатопляемая. Землетрясения, сели, лавины, карстовые явления на месте расположения объекта не наблюдались. Территория объекта не является сейсмически опасной [1].

ТГПЗ имеет ограждение по всему периметру. Круглосуточно территория объекта охраняется вневедомственной военизированной охраной.

1.1    Численность населения, которая может пострадать в результате воздействия факторов ЧС

пожар взрыв газофракционирующий установка

В соответствии с санитарными нормами СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01 ТГПЗ относится к предприятиям 2 класса, нормативная санитарно-защитная зона для которых установлена 500 м. Нормативная и фактическая санитарно-защитная зона для ТГПЗ 500 м. В пределах санитарно-защитной зоны жилые застройки отсутствуют.

Ближайшие объекты от Туймазинского газоперерабатывающего завода расположены на расстоянии:

Газонаполнительная станция (ГНС) «Туймазы-Газ» - 200 м к северо-западу;

Туймазинский участок Октябрьского филиала «СГ-Транс» - 250 м к северо-западу;

Автозаправочная станция - 300 м к востоку - 1;

Туймазинский завод технического углерода - 400 м к востоку - 2;

Туймазинский участок хранения химреагентов Октябрьской базы Башнефтеснаба - 800 м к юго-востоку - 3;

ЗАО «Торговый дом» Туймазинское медстекло - 1100 м к востоку - 4;

ДООО «Железобетон» - 1200 м к северо-востоку - 5;

ПЧ-147 - 200 м к западу [1].

На Туймазинском газоперерабатывающем заводе общая численность персонала составляет 228 человек, наибольшей рабочей смены - 130 человек, средняя численность - 114 человек, таблица 2.1.

Таблица 2.1 - Сведения об общей численности персонала и численности наибольшей рабочей смены

Перечень крупных близлежащих организаций и населенных пунктов, которые могут оказаться в зонах действия поражающих факторов аварии, представлены в таблице 2.2 [1].

Таблица 2.2 - Перечень близлежащих организаций и населенных пунктов, которые могут оказаться в зонах действия поражающих факторов аварии

. Наиболее вероятный сценарий развития аварии на газофракционирующей установке

Наиболее вероятным сценарием развития аварии является факельное горение при длительном истечении продукта, но, учитывая статистику ЧС, связанных с разрушением резервуаров, наибольшие разрушающие последствия имеют залповые выбросы больших объемов продукта (мгновенная разгерметизация) с последующим взрывом, поэтому будет рассматриваться именно этот сценарий.[1]

2.1    Краткое описание рассматриваемой чрезвычайной ситуации

Анализ имеющихся данных, природно-климатических сведений о районе расположения завода показал, что наиболее опасным вариантом развития аварии будет полная разгерметизация емкости орошения с пропаном объемом 16 м3 на открытой площадке.

Сжиженный пропан в емкости орошения находится под давлением 1,6 МПа, при температуре 50 0С. Причиной разгерметизации емкости орошения послужили нарушение технологического процесса (прекращение подачи воды оборотного водоснабжения привело к прекращению конденсации паров продуктов в конденсаторах-холодильниках, это привело к повышению давления в емкости орошения), нарушение герметичности аппарата (коррозия сварного шва) и отказ предохранительного клапана.

Произошел залповый выброс сжиженного пропана, часть пропана мгновенно испарилась, образовав облако паровоздушной смеси, жидкая фаза вылилась на подстилающую поверхность, образовав зеркало пролива.

Источником воспламенения послужила искра, созданная падающими конструкциями разрушенной емкости. При воздействии источника воспламенения произошел взрыв облака паровоздушной смеси и пожар пролива.

Авария произошла летом, месяц - июль, в 15.30, смена находится на рабочих местах и воздействию опасных факторов подвержено максимальное количество людей, скорость ветра - 1 м/с. Вследствие воздействия поражающих факторов взрыва, здания на различном расстоянии от центра взрыва будут подвержены полным, сильным, средним и слабым разрушениям. Люди, находящиеся на открытых площадках, в зданиях и сооружениях получат смертельные и травмирующие поражения.

Температура воздуха - 20 0С. Происходит взрыв образовавшегося облака взрывоопасной смеси и пожар пролива. Объем емкости Vе= 16 м3, степень заполнения емкости 80%, давление в емкости p=1,6 МПа, температура в емкости 50 0С, плотность пропана при давлении 1,6 МПа и температуре 50 0С ρе=450 кг/м3.Масса пропана, находящегося в емкости m=0,8· Vе· ρе= 0,8·16·450 = 5760 кг

Будем считать, что при мгновенной разгерметизации емкости с пропаном, вся масса пропана выйдет в окружающее пространство, при этом часть пропана мгновенно испарится, а другая часть выльется на подстилающую поверхность.

При 50 0С доля мгновенно испарившегося пропана будет составлять 0,4 от общей массы пропана. Так как происходит мгновенное воспламенение, именно эта часть будет участвовать в образовании взрыва или огненного шара, остальная часть образует пожар пролива.

Таким образом, во взрыве примет участие 2304 кг пропана, а в пожаре пролива 3456 кг.

. Расчет показателей пожаровзрывоопасности газофракционирующей установки

.1      Расчет параметров волны давления

Избыточное давление p, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле:

, (3.1)

где рo - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);- расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;пр - приведенная масса газа или пара, кг, рассчитанная по формуле:

пр = (Qсг / Q0)mг,п Z, (3.2)

где Qсг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг;коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,1;- константа, равная 4,52 · 106 Дж/кг;г,п - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

Импульс волны давления i, Па · с, рассчитывают по формуле

, (3.3)

Расчет:

Удельная теплота сгорания пропана 4,6 · 107 Дж/кг [11].

Находим приведенную массу mпр по формуле (3.2):

пр = (Qсг / Q0)mг,п Z = (4,6 · 107/4,52 · 106) · 2304· 0,1 = 2344 кг.

Находим избыточное давление p на расстоянии 30 м по формуле (3.1)= 101·[0,8 ·23440,33 / 30 + 3 ·2344 0,66 / 302 + 5·2344 /303] = 135 кПа.

Находим импульс волны давления i по формуле (3.3):= 123 · (2344)0,66 / 30 = 687 Па · с.

Зависимость избыточного давления на фронте ударной волны и импульса волны давления от расстояния до центра взрыва представлена в таблице 3.3, и в соответствии с ГОСТ Р 12.3.047-98 выделяются следующие зоны разрушений:

Таблица 3.3 - Степень разрушения зданий при воздействии избыточного давления