Курсовая работа: Причины возникновения пожара на резервуарном парке

Несмотря на то, что такие причины аварий, как: землетрясения, падение самолета, акт вандализма очень маловероятны, но их полностью нельзя исключать.

С возрастанием хозяйственной деятельности человека увеличивается вероятность возникновения техногенных землетрясений - землетрясений связанных с воздействием человека на природу. Проводя закачивания в недра или извлекая оттуда большое количество воды, нефти или газа человечество нарушает равновесие внутри земной коры, что вызывать подземные удары. УПСВ находится на месторождении, где качается нефть уже много десятков лет, следовательно вероятность техногенных землетрясений с каждым годом увеличивается. В результате которых может произойти разрушение резервуарного парка

Определив причины, из-за которых может образоваться пожар, можно выявить основные источники зажигания:

- разряды статического и атмосферного электричества;

- самовозгорание пирофных отложений;

- искры механического происхождения;

- открытый огонь при ремонтных работах;

- механические удары при замере проб.

3.6 Возможные пути распространения пожара

Основными путями распространения пожаров на резервуарном парке являются:

- дыхательные клапаны и дыхательные линии резервуаров с нефтепродуктами;

- разлившиеся нефтепродукты при повреждении резервуаров;

- облако паров ЛВЖ и ГЖ; [10]

Для предотвращения распространения пожара все наземные резервуары ограждены сплошным земляным валом, рассчитанным на гидравлическое давление жидкости.

Высота земляного вала, группы резервуаров, согласно требованиям на 0,2 выше расчетного уровня разлившейся жидкости, но не менее 1,5 м. Ширина вала по верху 0,5 м.

Объем, образуемый между откосами обвалования для группы резервуаров, равен емкости наибольшего резервуара, расстояние от стенки резервуара до подошвы внутренних откосов обвалования не менее 6 метров. [4]

Для предотвращения распространения пожара по системе производственной канализации предусмотрено устройство в ней гидравлических затворов.

На дыхательных клапанах резервуаров сообщающих паровоздушное пространство над поверхностью нефтепродукта в резервуаре с окружающей средой, установлены огнепреградители.

3.7 Сценарии аварий на рассматриваемом объекте

Исходя из предоставленных данных и известных аварий на объектах подобного рода, можно предположить сценарии и их дальнейшее развитие для исследуемого объекта.

Каждая происшедшая или возможная авария на опасном объекте по совокупности всех признаков от момента инициализации до полной ликвидации последствий специфична и неповторима. Однако, по ряду параметров, признаков и показателей, все аварии могут быть сгруппированы во множества, для которых применимы количественные и качественные оценки по основным показателям последствий.

В абсолютном большинстве известных аварий начальная стадия - освобождение опасных веществ из закрытого технологического оборудования. Степень разгерметизации аварийного объекта имеет определяющее значение для характера дальнейшего развития аварии и тяжести ее последствий. Обычно принято две степени разгерметизации:

- полная, при которой прогнозируется разрушение объекта с высвобождением всего количества содержащегося в нем опасного вещества;

- частичная, когда в результате инициирующих событий образуется место истечения с эффективной площадью истечения опасного продукта (отверстия диаметром 20-25 мм).

Для образующихся в результате аварии облаков топливно-воздушной смеси приняты стадии с последующими вариантами превращений:

- взрыв облака ТВС;

- «огненный шар»;

- сгорание облака ТВС в виде « пожара-вспышки»;

- рассеивание облака ТВС.

Образование облаков ТВС происходит в случаях выброса из разгерметизированного или разрушенного оборудования значительного количества опасного вещества в паровой фазе или мгновенного испарения опасного вещества из жидкой фазы за счет значительного перегрева. Далее происходит газодинамические процессы смешения паров опасного веществас воздушной массой и появление на внешних слоях парогазового облака массивов смеси с концентрациями опасного вещества в пределах между нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения.

При появлении источника зажигания может происходить взрывное превращение облака ТВС, основным поражающим фактором которого является взрывная ударная волна, или сгорание облака ТВС с низкой скоростью распространения фронта пламени в режиме « пожара-вспышки», в этом случае основным поражающим фактором является тепловое воздействие.

Еще одной разновидностью возможных аварий с участием взрывоопасных веществ является - эффект «BLEVE». Это явление заключается во взрыве расширяющихся паров вскипающей жидкости при попадании замкнутого резервуара со сжиженным газом или жидкостью в очаг пожара. При этом происходит нагрев содержимого резервуара до температуры, существенно превышающей нормальную температуру кипения, с соответствующим повышением давления. За счет нагрева несмоченных стенок сосуда уменьшается предел прочности их материала, в результате чего при определенных условиях оказывается возможным разрыв резервуара с возникновением волн давления и образованием «огневого шара». Горение по модели «огненного шара» на рассматриваемом объекте маловероятно, так как отсутствует оборудование со сжиженными газами. [7]

При частичных разрушениях оборудования под избыточным давлением и трубопроводов возможен и такой вид превращения опасного вещества как факельное горение. Наиболее часто это наблюдается при частичном разрушении (разгерметизации) оборудования перегретыми ЛВЖ и ГЖ, сжиженными газами. Авария может сопровождаться и появлением расширяющейся зоны горящего разлития.

Следующим видом превращения взрывоопасных веществ в возможных авариях является пожар разлития, который может возникать как основное обособленное событие аварии, так и в сочетании с возможными взрывами облаков ТВС и пожаром - вспышкой.

Наиболее вероятными могут быть аварии, возникающие при незначительных нарушениях герметичности оборудования.

Аварии с пожарами и взрывами менее вероятны, но приводят к более серьезным последствиям и поэтому являются более опасными.

В перечне аварийных ситуаций применительно к каждому участку, технологической установке, зданию и сооружению промышленного предприятия выделяются группы аварийных ситуаций, которым соответствуют одинаковые модели возникновения и развития аварии.

На рисунках предоставлены схемы возможных развитий аварийных ситуаций («дерево событий»).

Условная вероятность каждого события определена экспертным путем с учетом информации, приведенной в литературных источниках, с учетом интенсивности истечения и массы выброшенного вещества.

Рисунок 3.7.1 Дерево событий для полного разрушения резервуара.

Рисунок 3.7.2 Дерево событий для частичного разрушения резервуара

Исходя из данных можно рассмотреть сценарии аварий для рассматриваемого объекта.

Глава 4. Разработка рекомендаций по минимизации ущерба на основе экономического расчета

Анализ статистических данных аварий на резервуарных парках показал, что несмотря на маловероятность разрушений корпуса резервуаров хранения нефтепродуктов, аварии имеют место случаться. Чаще всего пожары и взрывы происходят вовремя проведения ремонтных работ. Исследовав причины, ход развития аварий (глава 3) на примере одного из резервуаров УПСВ «Пашня» был произведен расчет зон повреждения при реализации наихудшего из сценариев, дана оценка экологического и материального ущерба, разработаны рекомендации по уменьшению ущерба.

4.1 Определение последствий аварии на пожаровзрывоопасных объектах

Для данного расчета используется методика «Прогнозирование возможных аварий, катастроф, стихийных бедствий в РСЧС». [8]

Методика предназначена для оценки последствий аварий на объектах по хранению, переработке и транспортировки сжиженных углеводородных газов (СУГ), сжатых углеводородных газов (СЖУГ), легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ).

Под «резервуарами» в Методике понимают резервуары для хранения и транспортировки перечисленных выше веществ, а также технологические установки, содержащие эти вещества.

В качестве поражающих факторов рассматриваются:

- Воздушно-ударная волна,

- Тепловое излучение огненных шаров и горящих разлитий,

- Осколки и обломки оборудования.

Рисунок 4.1.1. Схема расположения резервуаров в резервуарном парке:

1 - Резервуар технологический РВС-1;

2 - резервуар универсальный РВС-2;

3 - резервуар отстойник РВС-3;

4 - резервуар отстойник РВС-4.

Расчеты проводились исходя из предположения, что взрыв произойдет в технологическом резервуаре РВС-1 (рисунок 4.1.1).

Масса вещества в облаке ТВС взята для наихудшего сценария (полная разгерметизация резервуара, после взрыва). При мгновенной разгерметизации резервуара масса вещества (М) в облаке равняется полной массе ЛВЖ находящегося в резервуаре. Для выбранного резервуара масса будет равна 6, 94 тонны (данные взяты из технологического регламента).

Класс пространства, окружающего место воспламенения относится к 3-му классу, таблица 4.1.1

Таблица 4.1.1: Характеристики классов пространства, окружающего место потенциальной аварии

Взрывопожароопасным веществом в парке являются пары нефти. Нефть относится к первому классу. Классы взрывоопасности приведены в таблице 4.1.2.

Режим взрывного превращения облака ТВС равен 2, таблица 4.1.3.

Таблица 4.1.2 Классификация взрывоопасных веществ

Таблица 4.1.3: Режимы взрывного превращения облаков ТВС.

Оценка последствий аварии

В соответствии с выбранным режимом взрывного превращения, а также в зависимости от массы топлива содержащегося в облаке интересующегося расстояния по графикам, определены границы полных, сильных, средних и слабых степеней разрушения сооружений, рис. 4.1.2.

Рисунок 4.1.2 График зависимости степеней разрушения

Согласно графику разрушений, рис. 4.1.2, для нефти граница полной степени разрушения составляет 70 метров, граница сильных разрушений составляет 200 метров, граница средних разрушений составляет 250 метров, граница слабых сооружений составляет 700м.