XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Темпы развития нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей отраслей продолжают расти, несмотря на множество проблем, оказывающих влияние на развитие России, поскольку без нефтегазопродуктов жизнедеятельность современного человека невозможна.

При обращении с нефтегазопродуктами необходим тщательный контроль за безопасностью. Их основная опасность заключается в их токсичности и пожароопасности, как в штатном режиме, так и в аварийном, как для окружающей среды, так и для населения. Особое место в функционировании предприятий нефтегазопереработки и нефтегазообеспечения занимает хранение. Одним из основных сооружений, обеспечивающих рациональное хранение нефтегазопродуктов, являются резервуарные парки [1].

Резервуарный парк представляет собой группу резервуаров разных типов или однотипных. Он состоит из целого комплекса связанных между собой резервуаров и ёмкостей, которые используются для хранения нефтегазопродуктов.

Резервуарами, как правило, называют стационарные сосуды, герметично закрываемые или открытые, наполняемые жидкими или газообразными веществами. Группы резервуаров в обязательном порядке оснащают комплексами автоматизации, защитными системами, насосным оборудованием, запорными устройствами и системами экономии топлива. Каждая группа наземных резервуаров или отдельно стоящих резервуаров должны быть ограждены сплошным земляным валом или стеной, рассчитанными на гидростатическое давление разлившейся жидкости из резервуара [1].

При эксплуатации резервуарных парков проводится комплекс мер и процессов, направленный на обеспечение нормального приёма и сдачи нефти, нормальной работоспособности парка, его ремонт, диагностирование и обслуживание, однако, резервуарный парк по-прежнему остаётся достаточно сложным и опасным объектом [2].

При крупномасштабных пожарах в резервуарных парках объектах хранения нефтегазопродуктов, за время прибытия, боевого развёртывания, локализации и тушения, соседние резервуары, находящиеся в непосредственной близости от геометрического центра пожара пролива подвержены высоким значениям теплового излучения, что может вызвать эффект BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) и привести к возникновению вторичных очагов поражения. Так, например, можно отметить две аварии, наиболее широко описанных в литературе [3].

На терминале СУГ PEMEX в Мехико-Сити (Мексика, 1984) произошел большой пожар и серия взрывов. В первой фазе аварии произошла утечка СУГ. С последним взрывом и обширным пожаром через 5 минут произошло первое явление BLEVE, а через 1 минуту, еще одно из самых обширных (на одном из сферических резервуаров с меньшим объемом) с образованием огненного шара. Из огненного шара падали капли СУГ, которые покрыли территорию слоем СУГ. В течение последующего часа произошло еще 15 взрывов. Явление BLEVE притом настало на всех четырех сферических резервуарах с меньшим объемом и на множестве цилиндрических резервуарах. Образовалось большое множество фрагментов. Цилиндрические резервуары весом 20 т были отброшены взрывом на расстояние около 100 м, один даже на расстояние 1200 м. Фрагменты нанесли ущерб, как своей кинетической энергией, так и высокой температурой [4].

На ЛПДС «Конда» в Югре (Россия, 2009) произошел крупный пожар: в результате попадания молнии произошел взрыв в паровоздушном пространстве РВС, что привело к разрушению и смещению крыши резервуара. Вследствие этого происходит явление BLEVE на расположенном рядом РВС с образованием огненного шара, который сопровождался разлетом осколков по всей территории ЛПДС, что привело к выбросу и розливу на большую территорию горящей нефти. В результате пожара были полностью разрушены три РВС, также имеются три резервуара, которые получили значительные повреждения, два резервуара остались без повреждений. Максимальная площадь пожара составила 40 000 м² [5].

BLEVE происходит при катастрофическом отказе (разрыве, поломке) резервуара, содер­жащего жидкость, сильно перегретую выше своей нормальной атмосферной точки кипения, а также распространяется на резервуары, содержащие сжиженный газ под давлением или жидкость под давлением. За этим эффектом следует, как правило, разлет (разброс) частей. Если вещество воспламеняемо, аэрозоль из смеси вещества и воздуха может не­замедлительно воспламениться. Фронт пламени быстро распространяется от точки воспламенения, образуя огнен­ный шар (столб), температура которого чрезвычайно высока, что вызывает значительную тепловую радиацию [6].

Анализ литературных и статистических данных позволил определить вероятные последствия таких аварий с эффектом BLEVE приведённых на рисунке 1.

Рисунок 1 – Возможные последствия аварии, % [6]

Как видно из рисунка 1, при авариях на резервуарах с эффектом BLEVE вероятнее всего будет наблюдаться огненный шар с разлетом осколков, что увеличивает угрозу дальнейшего развития ЧС. Поэтому наиболее опасны взрывы этого типа при пожарах рядом с сосудами, содержащими сжиженные газы. В этом случае действует несколько факторов, направленных на взрыв:

сжиженный газ уже при комнатной температуре находится в перегретом состоянии, его нагрев только повышает степень перегрева и вызывает рост давления в сосуде;

слой газа над жидкостью снижает теплоотвод от стенки и способствует её большему нагреву и снижению прочности;

облако, вышедшее из сосуда может быть сразу подожжено огнём или нагретыми предметами [7].

Для обеспечения пожарной безопасности существует множество способов предотвращения опасности взрыва. Одним из таких способов является использование предохранительного клапана, которым обычно оснащают сосуды и который позволяет постепенно стравливать давление в сосуде, сохраняя при этом контроль над кипением жидкости, до того, как корпус разрушится из-за избыточного давления. Однако известны случаи засорения и замерзания предохранительного клапана, что сказывается на его работоспособности и увеличивает вероятность отказа, в следствии чего увеличивается вероятность возникновения BLEVE.

Таким образом, возникновение эффекта BLEVE является одним из наихудших сценариев развития аварии в резервуарных парках, в связи с этим встаёт острая необходимость прогнозирования возможности данного эффекта, а также его последствий.

Библиографический список

Резервуары для хранения нефти. Резервуарные парки. URL: http://refleader.ru/jgeotrrnaqas.html (дата обращения: 30.03.2018)

Радоуцкий В.Ю. и др. Опасные технологии производства. Учебное пособие. – Белгород: БГТУ, 2008. – 202 с. 

Тараканов Д.А., Гапонов В.М. Разработка технических решений, направленных на предотвращение возникновения эффекта BLEVE в резервуарных парках объектах хранения нефтепродуктов // В сб.: Мавлютовские чтения: материалы XI Всероссийской молодежной науч. конф. Уфа: Уфимский государственный авиационный технический университет, 2017. С. 292-294.

Павел ДАНИГЕЛКА, Анализ и менеджмент рисков: общая часть / Павел ДАНИГЕЛКА. – Чешская Республика - Молдавия: ВШБ - Технический Университет Острава, 2014/15. – 52 с.

Пожар и взрыв на ЛПДС «Конда». URL: http://travmatizma.net/pozhar-i-vzryv-na-lpds-konda(дата обращения: 30.03.2018)

ГОСТ Р 54141-2010: Менеджмент рисков. Руководство по применению организационных мер безопасности и оценки рисков. Эталонные сценарии инцидентов. – Введ. 2010-21-12. — М.: Изд-во стандартов, 2010. — N 890-ст.

Опасные производственные факторы. URL: https://vuzlit.ru/138019/kakoe_oborudovanie_vashem_predpriyatii_rabotaet_davleniem_nazovite_osnovnye_prichiny_vzryvov_sosudov (дата обращения: 30.03.2018)

Код для цитирования: Скопировать