XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

ВВЕДЕНИЕ

Линейная производственно-диспетчерская станция (ЛПДС) являются потенциально опасными в экологическом отношении объектом, нефтепроводы и резервуарные парки хранения нефти несут в себе явные и скрытые отказы, в виде физико-химических и человеческих факторов, что в итоге, может привести к аварийным ситуациям и негативно воздействовать на основные компоненты окружающей среды.

Противоречие - ЛПДС важная составная часть в процессе работы магистрального нефтепровода, но является пожаровзрывоопасным объектом.

Проблема состоит в том, чтобы выявить, какой будет риск внешне средового воздействия на аварийные ситуации на ЛПДС?

Актуальность работы состоит в том, что при создании модели можно определить, какой будет риск внешне средового воздействия на аварийные ситуации на ЛПДС.

Объектом исследования курсовой работы является аварийные ситуации на линейной производственно-диспетчерской станции.

Предмет исследования данной темы – главные и фоновые факторы, способствующие авариям на линейной производственно-диспетчерской станции.

Целью курсовой работы является: теоретическое обоснование и описание, главных и фоновых внешне средовых факторов, влияющих на аварийные ситуации на ЛПДС, создание модели состава системы и взаимосвязи элементов.

Гипотеза:

Линейная производственно-диспетчерская станция (ЛПДС) является потенциально опасным в экологическом отношении объектом

если провести теоретическое обоснование факторов, которые способствуют авариям на ЛПДС, то можно создать модель и выявить внешне средовое воздействие.

Задачи:

1 провести литературный анализ и теоретически обосновать влияние на аварийные ситуации внешне средовых факторов на ЛПДС;

2 построить модель внешне средовых факторов, влияющих на аварийные ситуации на ЛПДС, показать в виде модели состава системы и взаимосвязи элементов;

3 предложить рекомендации по уменьшению аварийных ситуаций на ЛПДС, вызванных внешне средовыми факторами.

Методы исследования: Теоретические (анализ, классификация, описание, обобщение. Практические (Материальное моделирование – схема).

Значение работы:

1 Теоретическое. Теоретическое обоснование внешне средового воздействия на возникновение аварийных ситуаций на ЛПДС.

2 Практическое. Построение модели, с целью определения главных и фоновых факторов, приводящих к аварийным ситуациям на ЛПДС.

Структура работы. Работа состоит из содержания, введения, основной части, представленной четырьмя главами (все главы, кроме четвертой состоят из двух под глав), заключения, списка литературы из 3 источников (наименований) и из 28 интернет-ресурсов, двух схем.

1 Нормативно-правовая база

1.1. Нормативные документы федерального уровня (законы)

При изучении темы и написания курсовой работы были использованы следующие нормативные документы федерального уровня (законы):

Федеральный Закон "О промышленной безопасности опасных промышленных объектов" (Статья 2. Опасные производственные объекты);

Федеральный Закон "Об охране окружающей среды ", N 7-ФЗ | Статья 46 Требования в области охраны окружающей среды при размещении, проектировании, строительстве, реконструкции, вводе в эксплуатацию и эксплуатации объектов нефтегазодобывающих производств, объектов переработки, транспортировки, хранения и реализации нефти, газа и продуктов их переработки.

1.2. Нормативная подзаконная (региональная) база

Из нормативной подзаконной (региональной) базы, в работе были использованы следующие документы:

ГОСТ Р 55435-2013 Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Эксплуатация и техническое обслуживание. Основные положения;

ГОСТ Р 51858-2002 «Нефть. Общие технические условия»;

РД 153-39.4-114-01 Правила ликвидации аварий и повреждений на магистральных нефтепроводах;

РД 153-112-016-97 «Инструкция по техническому расследованию, учету аварий и повреждений объектов магистральных нефтепродуктопроводов и списанию безвозвратных потерь нефтепродуктов»;

РД 39-110-91 Инструкция по ликвидации аварий и повреждений на магистральных нефтепроводах (2.1 Виды аварий и повреждений);

РД 153-39.4-041-99 «Правила технической эксплуатации магистральных нефтепродуктопроводов»;

РД 153-39.4-078-01 «Правила технической эксплуатации резервуаров магистральных нефтепроводов и нефтебаз» (1 Общие положения; 4 Техническое обслуживание и текущий ремонт резервуаров и резервуарных парков);

РД 153-112-014-97 «Инструкция по ликвидации аварий и повреждений на магистральных нефтепродуктопроводах»;

РД 09-364-00 Типовая инструкция по организации безопасного проведения огневых работ на взрывоопасных, взрывопожароопасных объектах. (4. Проведение огневых работ);

РД 153-39.4-113-01 Нормы технологического проектирования магистральных нефтепроводов. (5.1 Основные технологические параметры магистральных нефтепроводов; 7.1 Нефтеперекачивающие и наливные станции; 7.2 Резервуарные парки);

ГОСТ Р 22.0.05-94 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации (3 Техногенные чрезвычайные ситуации; 3.4.7 Авария на трубопроводе);

ПОТ РО 112-002-98 «Правила по охране труда при эксплуатации магистральных нефтепродуктопроводов»;

ГОСТ Р 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии;

ГОСТ Р 22.0.05-94 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации (3.4.7 авария на магистральном трубопроводе)

2 Оценка и описание системы

2.1. Характеристика объекта исследования

Линейная производственно-диспетчерская станция (ЛПДС) является производственным подразделением предприятия и обеспечивает бесперебойную работу оборудования. Кроме того, линейная производственно-диспетчерская станция осуществляет хозяйственную деятельность двух и больше перекачивающих станций, участков нефтепродуктов, которые закреплены за ней.

Линейная производственно-диспетчерская станция (ЛПДС) объединяет две и более нефтеперекачивающих станций, представляет собой комплекс сооружений и объектов для осуществления приема, учета, определение качества и перекачки нефти по магистральному нефтепроводу. Обслуживает несколько участков нефтепроводов.

Задачей ЛПДС служит обеспечение бесперебойной, безаварийной перекачки нефти на закрепленном участке нефтепроводов [16].

ЛПДС подразделяются на головные нефтеперекачивающие станции (ГНПС) и промежуточные (ПНПС).

На головных нефтеперекачивающих станциях осуществляются следующие технологические операции: прием и учет нефти; определение качества перекачиваемой нефти по нефтепроводам; краткосрочное хранение нефти в резервуарах, внутристанционные перекачки нефти (из резервуара в резервуар); закачка нефти в магистральный трубопровод; пуск в магистральный трубопровод очистных и диагностических устройств и их прием с предшествующих станций. На ГНПС может производиться подкачка нефти из других источников поступления, например, из других нефтепроводов или попутных нефтепромыслов.

В состав технологических сооружений головной перекачивающей станции входят: резервуарный парк, подпорная насосная, узел учета, магистральная насосная, узел регулирования давления, фильтры-грязеуловители, узлы с предохранительными устройствами, а также технологические трубопроводы.

На промежуточных нефтеперекачивающих станциях (ПНПС) происходит повышение напора транспортируемой нефти с целью обеспечения ее дальнейшей перекачки. Промежуточная нефтеперекачивающая станция (НПС) имеет в основном тот же состав зданий и сооружений, что и ГНПС, за исключением резервуарного парка. Иногда на НПС сооружают несколько резервуаров для выравнивания неравномерности подачи предыдущей и последующей станций, а также для замеров количества перекачиваемого продукта. Эти резервуары используют и для приема нефти в случае аварии на магистрали.

В состав технологических сооружений промежуточной станции без емкости входят: магистральная насосная, фильтры-грязеуловители, узел регулирования давления, ССВД (системы сглаживания волн давления), а также технологические трубопроводы. Состав технологических сооружений промежуточных НПС с емкостью аналогичен головной перекачивающей станции [21].

На территории ЛПДС размещено следующее основное технологическое оборудование, вспомогательные здания и сооружения:

- технологический блок перекачки нефтепродуктов (насосные станции магистральных и подпорных насосов, камеры приема и пуска шаровых разделителей, площадки фильтров грязеуловителей, сборники утечек нефтепродуктов, насосы откачки утечек, узел регулирования давления, технологические трубопроводы, узлы задвижек и обратных клапанов магистральных и подпорных насосных и т.д.);

- резервуарный парк - комплекс взаимосвязанных резервуаров для выполнения технологических операций приема, хранения и откачки нефти. Главная задача - надежная и бесперебойная перекачка нефти по магистральному нефтепроводу;

-административное здание - аппарат управления, осуществляет руководство и общий контроль деятельности;

-эколого-аналитическая лаборатория - производит лабораторные замеры и исследования проб грунта, воды и воздуха для определения отклонений фактических значений выбросов вредных веществ, установленным по нормативам;

- химико-аналитическая лаборатория производит замеры и исследования проб нефти для определения основных качественных показателей перекачиваемой нефти и ее соответствия установленным стандартам;

- котельная;

- пожарная часть;

- цех технологического транспорта обеспечивает все структурные подразделения транспортом и спецтехникой;

- центральная ремонтная служба занимается комплексом профилактических, диагностических, аварийно-восстановительных и ремонтных работ на линейной части магистральных нефтепроводов;

- база производственного обслуживания представляют собой основную часть всех вспомогательных производств;

- гаражи, склады, центральный диспетчерский пункт (ЦДП), и другие вспомогательные здания и сооружения.

Также, на ЛПДС имеется система инженерных коммуникаций, обеспечивающих водоснабжение, теплоснабжение, вентиляцию, канализацию, электроснабжение в зданиях и сооружениях [18].

Линейная производственно-диспетчерская станция (ЛПДС) в экологическом отношении, является потенциально опасным производственным объектом. Так как на объекте, осуществляется круглосуточная перекачка и хранение легковоспламеняющейся жидкости - нефти. При аварийной ситуации на таком пожаровзрывоопасном объекте, например, внезапное повреждение, разрушение нефтепровода, его систем, устройств, резервуаров и другого оборудования, может привести к разливам, воспламенению нефти или взрыву её паров, к пожарам, и вследствие чего приводит к загрязнению окружающей среды и человеческим жертвам [9].

2.2. Характеристика аварийных факторов

Рассмотрим факторы, которые способствуют аварийным ситуациям на двух потенциально опасных объектах, которые находятся на территории ЛПДС – резервуарный парк и собственно сам обслуживаемый нефтепровод. Каждый из них представляет собой объект повышенной опасности для персонала предприятий, населения, соседних сооружений и окружающей среды, в связи с взрывопожароопасностью транспортируемого и хранимого продукта, больших размеров резервуаров и связанной с этим большой длиной сварных швов.

Одни из наиболее основных причин, приводящих к аварийным ситуациям на нефтепроводе и в парках хранения нефти на ЛПДС, можно классифицировать на физико-химический фактор и человеческий фактор.

Физико-химический фактор проявляется в изменении химических реакций и физических процессов. К физико-химическим факторам, приводящим к аварийным ситуациям на нефтепроводе и в резервуаре относится: динамические нагрузки, коррозионный износ, естественное старение металла (износ), отказы (неполадки) оборудования, неоднородная осадка основания

Человеческий фактор - это потенциальная возможность того, что в той или иной ситуации человек примет алогичное, ошибочное, неверное решение в конкретных ситуациях.

В рассматриваемой системе, к человеческому фактору будет относиться: динамические нагрузки, механическое повреждение, строительно-монтажный брак работ, нарушение правил при эксплуатации и ремонте, выполнение огневых работ, несанкционированные врезки.

Также следует отдельно отметить стихийные явления, которые относятся к природному фактору внешнего воздействия.

Для детального анализа факторов, приводящих к авариям на нефтепроводе и резервуарном парке, рассмотрим каждую причину отдельно.

Динамические нагрузки - гидроудары, перепады давления и вибрации являются причинами разрыва трубопроводов, при общей динамики аварийности они составляют 60% случаев.

В течение всего срока эксплуатации трубопроводы испытывают динамические нагрузки (пульсации давления и связанные с ними вибрации, гидроудары и т.д.). Динамические нагрузки могут появляться сами по себе и также из-за воздействия человека. Они возникают при работе нагнетательных установок, при срабатывании запорной трубопроводной арматуры, случайно возникают при ошибочных действиях обслуживающего персонала, при отключении или изменениях режима перекачки, неправильного переключения задвижек, при включении и выключении насосных агрегатов, аварийных отключениях электропитания, ложных срабатываниях технологических защит, а также образования в трубопроводе воздушных пробок, которые могут вызвать толчки давления, подобные гидравлическому удару. Гидроудар это кратковременный, но существенный скачок давления в наполненной жидкостью системе. Последствия регулярных гидродинамических ударов могут быть непредсказуемыми, увеличивается темп износа трубопроводных систем и самое распространенный итог среди них – прорыв и утечка нефтепродуктов в ОС [26].

Строительно-монтажный брак работ, в том числе брак сварки.

Отказы и аварии любого оборудования происходят в начальный период эксплуатации, по причине дефектов монтажа. Анализ аварий по причине брака строительно-монтажных работ показывает, что основная причина вызвана отступлением от проектных решений при строительстве, несоблюдением технологии сварки, низким уровнем пооперационного контроля качества со стороны должностных лиц, недостаточным техническим надзором за строительством, различные нарушения в технологии изготовления сварных соединений, а также охрупчивание металла в процессе его длительной эксплуатации. Все это оказывает существенное влияние на безопасность, надежность и уровень аварийности нефтепровода и резервуаров [6].

В результате это приводит к трещинам в сварных швах труб, в сварных соединениях резервуара, к трещинам по основному металлу труб и резервуара; к разрывам по монтажным кольцевым стыкам, к разрывам по целому металлу труб, к разрывам по заводским сварным швам; к разрыву трубопровода; к повреждениям на запорной арматуре; к дефектам формы резервуара.

33,7%– разрывы по монтажным кольцевым стыкам, 20%– разрывы по целому металлу труб и 5% – разрывы по заводским сварным швам [7].

Коррозионный износ - это разрушение металлических поверхностей под влиянием химического или электрохимического воздействия окружающей среды. Анализ отказов и разрушений на отечественных металлических нефтепроводах показывает, что процент отказов из-за наружной коррозии составляет 30 - 35 % от общего их числа. Коррозия - одна из главный причин образования свищей и разрушения нефтепровода и его оборудования.

Подземные нефтепроводы могут подвергаться коррозии под воздействием почвы, блуждающих токов и переменного тока электрифицированного транспорта. Почвенная коррозия подразделяется на химическую и электрохимическую. Химическая коррозия - действие на металл различных газов и жидких неэлектролитов. Эти химические соединения, образуют на поверхности металла пленку, состоящую из продуктов коррозии. При химической коррозии толщина стенки нефтепровода уменьшается равномерно (практически нет сквозных повреждений труб), больше этому подвержены внутренние стенки нефтепровода.

В условиях магистральных трубопроводов наиболее распространена электрохимическая коррозия - окисление металлов в электропроводных средах, сопровождающееся образованием электрического тока.

Процесс коррозии начинается с поверхности металлического сооружения и распространяется вглубь его. Под действием электрохимической коррозии в теле трубы образуются местные каверны и сквозные отверстия. Поэтому этот вид коррозии является более опасным, чем химическая коррозия.

Разрушение стальных резервуаров в результате коррозии является основной причиной их аварий. Коррозионный износ происходит у днища и нижней части первого пояса, может привести к разгерметизации резервуара, далее образование пролива нефтепродукта с последующим воспламенением, далее воздействие пожара пролива на соседние резервуары. Наиболее вероятный сценарий аварии [14].

Механическое повреждение – приводит к образованию поверхностных вмятин, трещин, трещин во вмятинах, разрывов в сварных швах и по телу трубы. Механическое повреждение, является основной из причин отказов.

Наиболее распространены механические повреждения, в результате возможных нагрузок при проведении ремонтных или строительных работ в непосредственной близости от действующего трубопровода, наезды тяжелого транспорта, без согласования с эксплуатирующими организациями, что нередко приводит к аварии [10].

Естественное старение металла (моральный или физический износ) - после 15-20 лет эксплуатации количество отказов, аварийных ситуаций резко возрастает вследствие накопления повреждений, возникших при эксплуатации нефтепровода. Техническое состояние эксплуатируемых по 20-30 лет нефтепроводных систем оставляет желать лучшего. Замена изношенного оборудования и трубопроводой арматуры в последние 10 лет ведется крайне низкими темпами. Именно поэтому наблюдается устойчивая тенденция увеличения аварийности на трубопроводном транспорте на 7-9% в год. Ежегодно до 35- 40 тыс. инцидентов, сопровождающихся разрывами и выбросами нефти, в том числе в водоемы, их число увеличивается, а значительная часть инцидентов преднамеренно скрывается от учета и расследования [8].

Что касается резервуаров, то с каждым годом количество аварий возрастает в связи с тем, что больший процент из них выработал свой проектный ресурс. Износ эксплуатируемых вертикальных стальных резервуаров (РВС) составляет 60-80%. В системе трубопроводного транспорта, например, более 3000 РВС находятся в эксплуатации более 50 лет, свыше 1000 РВС – от 40 до 50 лет. Интенсивность возникновения зарегистрированных аварий за последние 10 лет составляет от 2 до 11 разрушений резервуаров в год [5].

Отказы (неполадки) оборудования – их можно разделить на:

1 - технологические отказы, обусловленные нарушением норм технологического режима производства или отдельного технологического процесса; 2 - механические отказы, вызванные частичным или полным разрушением, износом технологического оборудования или отдельных его деталей; 3 - отказ приборов контроля и сигнализации, систем управления; 4 - отказ электрооборудования и его отключение.

Отказы могут влиять на работу нефтепровода и резервуара и создавать аварийные ситуации с различным исходом событий от нарушений работы отдельных систем и процессов, до масштабных последствий на весь процесс работы [15].

Природные явления – по оценкам экспертов составляют 15% случаев разрыва нефтепроводов при общей динамики аварийности.

Большую опасность для нефтепроводов несут такие природные явления, как: ураганы, удары молний, оползни, паводки, лавины, сели, наводнения, карстовые явления, ураганные ветры, землетрясения, создающие сверхнормативные нагрузки на нефтепровод или вызывающие его перемещение [27].

Серьезную опасность для нефтепроводов представляют оползневые процессы, особенно часто наблюдаемые на береговых участках подводных переходов. Перемещение грунта, особенно если оно идет под углом к оси трубопровода, вызывает оползневое давление — пассивное давление в пределах высоты трубы. Следствием этого является изгиб трубопровода в плане, повреждение изоляции и при достижении предельных деформаций разрушение и разрыв.

В резервуарных парках грозовой разряд может стать причиной взрыва и возгорания, даже при исправной системе молниезащиты на момент аварии и при обеспечении требуемого уровня защиты [11].

Нарушение правил при эксплуатации и ремонте – одной из самой распространенных причин аварий являются халатность, не соблюдение правил, техники безопасности, необдуманные действия или же бездействия, обслуживающего персонала подрядной организации, работников и начальства.

Например, сюда входят отказы по вине эксплуатационного персонала в связи с нарушением сроков и качества технического обслуживания и ремонта, несоблюдение правил техники безопасности при обслуживании и ремонте нефтепроводов. Производство ремонтных работ без соблюдения необходимых организационно- технических мероприятий; нарушение правил промышленной безопасности при сдаче резервуаров в эксплуатацию, при эксплуатации резервуаров, при освобождении от продукта и зачистке резервуаров, при ремонте резервуаров. Очень часто игнорирование элементарной защиты металлов антикоррозийными средствами ведет к крупным авариям [24].

Выполнение огневых работ – к огневым работам относятся производственные операции, связанные с применением открытого огня, искрообразованием и нагреванием до температур, способных вызвать воспламенение материалов и конструкций (электросварка, электрорезка, бензорезка, газорезка, применение взрывных технологий, паяльные работы, абразивная очистка, механическая обработка металла в выделением искр, термическая сварка).

Условием возгорания (взрыва) является формирование паровоздушной смеси, концентрация которой достаточна для горения или взрыва при наличии стороннего источника энергии или при повышении температуры смеси до значений, превосходящих температуру ее самовоспламенения.

К взрыву, возгоранию и пожарам на резервуарных парках при выполнении огневых работ, может привести несоблюдение и нарушение техники безопасности, мероприятий по безопасному проведению огневых работ и необеспечение их безопасного выполнения. Отсутствие анализа контроля воздушной среды и тщательного вентилирования резервуара, отсутствие у сварщика допуска на проведение огневых работ, отсутствие лица, ответственного за производство огневых работ [3].

Неоднородная осадка основания – Фундаменты под резервуары являются наиболее ответственной частью всего сооружения, вопросам их устойчивости должно уделяться большое внимание, т.к. они принимают на себя гидростатическое давление нефтепродукта в резервуаре. Неправильно спроектированный фундамент или основание может быть причиной значительной или неравномерной осадки резервуара, которые приводят к появлению дополнительных напряжений в конструкции резервуара, вследствие чего в корпусе и днище появляются трещины, иногда это приводит к деформациям корпуса, а в некоторых случаях и к полной разгерметизации резервуара. Далее происходит пролив нефтепродукта, его испарение, образование парогазового облака, взрыв парогазового облака, пожар пролива [2].

Нелегальная врезка в нефтепровод — способ хищения нефти, для дальнейшей нелегальной переработки и продажи нефти и нефтепродуктов. Преступление, имеет масштаб острой государственной проблемой, часто практикуемое в России и ряде других стран мира.

Для вскрытия нефтепровода выбирается участок вдали от населенных пунктов и автотрасс. Чтобы устранить повреждения часто приходится останавливать перекачку нефтепродуктов [19].

Вместе с хищениями, умышленные повреждения нефтепроводов часто осуществляются для дестабилизации политической ситуации в определенном регионе посредством совершения разных терактов. Опасность нелегальных врезок не только в огромном материальном ущербе, но и в негативном воздействии на окружающую среду, в случае возникновения аварий при утечках, диверсиях и подрывах, пожарах, взрывах в зоне повреждений, что также приводит и к человеческим жертвам [30].

Вывод: рассматриваемая система, относится к пятому уровню системы, так как факторы, способствующие авариям, которые в дальнейшем воздействуют на окружающую среду, создаются человеческим и физико-химическими факторами.

Глава 3 Результаты построения моделей и их описание

3.1. Схема модели состава системы и взаимосвязи элементов

1 Модель состава системы

А варийные ситуации на ЛПДС

1 Нефтепроводы		2 Резервуарные парки хранения нефти
Факторы, способствующие авариям	Общие факторы, способствующие авариям	Факторы, способствующие авариям
- динамические нагрузки - механическое повреждение - нелегальная врезка	- нарушение правил при эксплуатации и ремонте - стихийные явления - коррозионный износ - износ металла (старение) - отказы (неполадки) оборудования - строительно-монтажный брак работ	- выполнение огневых работ - неоднородная осадка основания

В арианты развития факторов

Утечка нефти (разливы) Взрывы Пожары

З агрязнение окружающей среды

Почва водоемы (подземные, поверхностные воды) атмосфера

2

Фоновые факторы

- природные явления

 

Модель взаимосвязи элементов

 

Последствия на окружающую среду

Главные факторы

- динамические нагрузки

- строительно-монтажный брак работ

- нарушение правил при эксплуатации и ремонте

- коррозионный износ

- механическое повреждение

- естественное старение металла (износ)

- отказы (неполадки) оборудования

- нелегальная врезка

 

атмосфера

 

Нефтепроводы

 

водоемы

 

Общие факторы воздействия

 

почва

Главные факторы

- нарушение правил при эксплуатации и ремонте

- коррозионный износ

- механическое повреждение

- естественное старение металла (износ)

- отказы (неполадки) оборудования

 

Парки хранения нефти

 

Фоновые факторы

- выполнение огневых работ

- неоднородная осадка основания

- природные явления

Описание модели состава системы и взаимосвязи элементов

В модели состава системы рассмотрены аварийные ситуации на двух потенциально опасных объектах на ЛПДС, это резервуарный парк и нефтепровод. Были выделены факторы, которые могут способствовать образованию аварийных ситуаций, на каждом объекте отдельно, также рассмотрены общие факторы, возникновение которых возможно, как на одном объекте, так и на другом. В ходе теоретического изучения факторов, были предположены возможные варианты развития аварийной ситуации, при воздействии каждого фактора, и рассмотрено воздействие на окружающую среду, при возникновении аварии.

В модели взаимосвязи элементов, в центре сосредоточены, рассматриваемые два объекта - нефтепроводы и резервуарные парки хранения нефти. В ходе анализа причин аварийных ситуаций, для каждого объекта рассмотрены и выделены главные и фоновые факторы, приводящие к аварийным ситуациям, показана взаимосвязь действия главных, фоновых и общих факторов на объекты, далее из этого вытекающие последствия на окружающую среду, на почву, водоемы, атмосферу.

3.2. Сценарии возможного воздействия главных и фоновых факторов на окружающую среду

Анализ основных физико-химических и человеческих факторов, приводящих к аварийным ситуациям на нефтепроводе и резервуарном парке, показывает, что каждое из рассматриваемых событий, способно спровоцировать возникновение аварийной ситуации и даже привести к крупной аварии.

Аварией считается опасное техногенное происшествие, создающее на объекте угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного или транспортного процесса, а также к нанесению ущерба окружающей природной среде [4].

Авария на нефтепроводе и в резервуарном парке - это внезапный вылив или истечение нефтепродукта, в результате полного разрушения, или частичного повреждения нефтепровода, резервуара, его элементов, оборудования и устройств, сопровождаемое одним или несколькими из следующих событий:

- объем утечки нефтепродукта составляет более 10 м³;

- воспламенение нефти (нефтепродукта) или взрыв ее паров;

- загрязнением любого водотока, реки, озера, водохранилища или любого другого водоема сверх пределов, установленных стандартом на качество воды;

- травматизмом со смертельным исходом или с потерей трудоспособности пострадавших [17].

Самый вероятный исход развития всех рассмотренных внешне средовых факторов, приводящих к авариям на нефтепроводе – (утечка) разливы нефти и нефтепродуктов.

Возможные вероятные исходы развития внешне средовых факторов, приводящих к авариям в резервуарном парке - пролив нефти (нефтепродукта) из резервуара без образования пожара; образование пролива нефтепродукта с последующим воспламенением (пожар); испарение паров нефтепродуктов; взрыв паров нефти (нефтепродуктов) с последующим воспламенением (пожаром).

Пожар, происходит в основном по схемам: взрыв-пожар и пожар-взрыв, поражающими факторами в первом случае выступают - воздушная ударная волна взрыва (первичный поражающий фактор) и тепловое излучение пожара (вторичный поражающий фактор); во втором случае наоборот [25].

Все перечисленные исходы аварийных ситуаций на нефтепроводе и в резервуарном парке могут приводить к негативному воздействию на окружающую среду - почва, растительный покров, атмосфера, водоемы (подземные, поверхностные воды).

После разлива, как правило, сначала загрязняется органо-минеральный слой почвы, нефть обволакивает структурные единицы почвы пленкой, нарушая водный обмен, перенос активных соединений. Нефть оказывает влияние на весь комплекс свойств почвы, характеризующих ее плодородие: ухудшаются морфологические, физические, физико-химические, микробиологические свойства. Иногда происходит существенная перестройка всего почвенного профиля, что приводит к потере загрязненными почвами плодородия, к сильному спаду продуктивности земель [23].

Растительный покров быстро деградирует, при концентрации свыше 2 г на 1 кг почвы происходит необратимое угнетение растений. Изменяется химический состав растений, в них происходит накопление органических и неорганических загрязняющих веществ. Результат – погибель растений.

Особенно чувствительна к нефтяным разливам болотная растительность, из арктических растений - мхи и лишайники, их ещё используют, как биологический индикатор, при загрязнении нефтью они сразу погибают [12].

Загрязнение приземного слоя атмосферы в результате испарения паров, пожаров и взрывов нефти и нефтепродуктов, можно отнести к кратковременному, импульсному, локальному воздействию, так как характеризуется значительно меньшим периодом воздействия, и быстрым рассеиванием под воздействием воздушных потоков.

При повреждении нефтепроводов выделяются различные токсичные вещества. Основными загрязнителями атмосферы являются природный газ, продукты испарения нефти и нефтепродуктов, аммиак, этилен, ацетилен, а также продукты сгорания перекачиваемых углеводородных смесей при пожаре.

Загрязнение приземного слоя атмосферы оказывает существенное отрицательное влияние на человека и растительность вследствие общетоксического действия перечисленных ингредиентов. Особую опасность представляет загрязнение воздуха вблизи населенных пунктов.

В резервуарных парках, в результате сливно-наливных операций, а также суточных колебаний температуры происходит достаточно интенсивное выделение продуктов испарения в приземной слой атмосферы. В результате только одного большого "дыхания" потери нефти из резервуара объемом 5000 м³, могут достигать 3,5 тонн [13].

Пожары в резервуарах характеризуются сложными процессами развития, носят затяжной характер и требуют для их ликвидации большого количества сил и средств. Наряду с токсичными и вредными продуктами горения загрязнение окружающей среды может быть вызвано огнетушащими веществами, используемыми в пожаротушении.

Наиболее опасной аварией при хранении и транспортировки нефтепродуктов - взрыв паровоздушной смеси, т.е. смеси паров нефтепродукта с воздухом, она может образоваться как внутри резервуара, так и в открытом пространстве около резервуара. В последнем случае сформированное облако при определенных метеоусловиях способно мигрировать и взрываться (воспламеняться) через некоторое время после образования [31].

Водоемы (подземные, поверхностные воды). Нефть является продуктом длительного распада, она быстро покрывает поверхность вод, плотным слоем нефтяной пленки, препятствуя доступу воздуха и света. Известно, что через 10 минут после того, как в воде оказалась одна тонна нефти, образуется нефтяное пятно, толщиной 10 мм. С течением времени толщина пленки уменьшается (до менее 1 миллиметра), а пятно расширяется. Одна тонна нефти способна покрыть площадь до 12 квадратных километров.

От подобных разливов нефти страдают мелкие живые организмы, флора, птицы (разрушает оперение, спутывает перья, вызывает раздражение глаз) и многие морские млекопитающие. Рыбы подвергаются воздействию разливов нефти в воде при употреблении загрязненной пищи и воды, а также при соприкосновении с нефтью во время движения икры. Почти летальный эффект нефть оказывает на сердце, изменяет дыхание, увеличивает печень, замедляет рост, разрушает плавники, приводит к различным биологическим и клеточным изменениям, влияет на поведение [1].

К числу наиболее опасных относится нефтяное загрязнение грунтовых вод в ходе аварийных утечек и проливов. При пористой почве и низком уровне грунтовых вод, нефть может быстро распространяться на значительные территории, выходить на земную поверхность и попадать в поверхностные водотоки и водоемы. Движение нефтепродуктов по водоносным системам представляет большую экологическую опасность: один литр бензина может сделать некондиционными 2 млн л питьевых вод [20].

Глава 4 Рекомендации и предложения по уменьшению аварийных ситуаций на нефтепроводах и резервуарных парках

Рассмотрим основные рекомендации и предложения, которые позволят уменьшить, а главное предупредить дальнейшее появление аварийных ситуаций на нефтепроводах и в резервуарных парках:

- Качественно и эффективно организовать процесс, по усилению профилактической работы, для предупреждения повреждений трубопроводов, при проведении землеройных работ, по предотвращению разграблений надземного оборудования и криминального подсоединения к трубопроводам.

- Оснащение трубопроводных систем эффективными средствами гашения вынужденных колебаний давления и гидравлических ударов.

- Совершенствовать и развивать диагностику технического состояния трубопроводов, это аэрокосмические методы, внутритрубные магнитные и ультразвуковые дефектоскопы нового поколения. Широкое применение начинают получать геоинформационные системы и системы глобального географического и геодезического позиционирования, для построения электронных (цифровых) карт с нанесением на них действительного положения трубопровода, арматуры, трубных деталей, а также дефектов, выявленных внутритрубной диагностикой. По данным комплексной диагностики будут определяться уровень риска и остаточного ресурса трубопроводов, также стратегия выборочного ремонта [28].

- Повысить эффективность планирования диагностических и ремонтных работ в части своевременного выявления и устранения опасных дефектов трубопроводов на участках, где возможны аварии с тяжелыми последствиями.

- Вывести из эксплуатации объекты, отслужившие больше положенного срока. Это поспособствует сокращению количества изношенного оборудования и трубопроводов, а, значит, снижает риск и количество экологических аварий и инцидентов. Так, при усредненном допустимом сроке службы нефтепроводов 20 лет в настоящее время у нас 12 процентов их находится в эксплуатации 35 лет и более, 32 процента – свыше 20 лет, 46 процентов – около 20 [22].

- Для предупреждения аварийности по причине ошибочных действий персонала, также при отступлении от проектных решений, нарушении норм, правил, техники безопасности необходимо реализовать комплекс мер по усилению контроля, по ужесточению дисциплинарной ответственности, и по совершенствованию систем управления в компаниях, осуществляющих эксплуатацию опасных производственных объектов магистрального трубопроводного транспорта.

- К работам по эксплуатации, строительству и ремонту, привлекать подрядные организации с высокой культурой поддержания качества и безопасности выполнения работ.

- Развивать независимый профессиональный технический надзор за соблюдением проектных решений и качеством строительства, ремонта и реконструкции опасных производственных объектов магистральных трубопроводов.

- Совершенствовать комплекс мероприятий и систем управления по обеспечению пожарной и экологической безопасности, с учетом современных технологий и достижений в данной области знаний, которые позволят минимизировать экологические риски на объектах магистральных нефтепроводов, особенного это касается резервуарных парков [29].

Заключение

1 Теоретический анализ основных внешне средовых факторов, показывает, что каждый фактор может спровоцировать возникновение аварийных ситуаций и даже привести к крупной аварии, на нефтепроводе и в резервуарных парках хранения нефти на ЛПДС. По своему происхождению их можно классифицировать на физико-химический фактор и человеческий фактор. Также факторы можно разделить на главные, которые являются частыми и распространенными событиями в системе магистрального нефтепровода, приводящие к образованию аварийных ситуаций, и фоновые, второстепенные, вероятность возникновения которых, значительно ниже и реже.

2 В ходе теоретического обоснования внешне средового воздействия на возникновение аварийных ситуаций на ЛПДС были построены две модели (модель состава системы и модель взаимосвязи элементов), с помощью которых, были определены: отдельные для каждого объекта и общие факторы, способствующие аварийным ситуациям; главные и фоновые факторы для каждого объекта; рассмотрена взаимосвязь действия главных, фоновых и общих факторов на объекты, и последствия на окружающую среду.

3 Рекомендации и предложения по уменьшению аварийных ситуаций на нефтепроводах и резервуарных парках: усилить процесс, по предупреждению повреждений трубопроводов, по разграблению надземного оборудования, по криминальному подсоединению; оснащение эффективными средствами гашения колебаний давления и гидравлических ударов; совершенствовать диагностику технического состояния трубопроводов; эффективное планирование диагностических и ремонтных работ; вывести из эксплуатации отслужившие объекты; реализовать меры по усилению контроля, дисциплинарной ответственности, и по совершенствованию систем управления в компаниях; привлекать подрядные организации с высокой культурой безопасности выполнения работ; развивать независимый профессиональный технический надзор; совершенствовать пожарную, экологическую безопасность.

Список использованной литературы

1 Гольдберг В.М., Зверев В.П. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия - М: Недра, 2001г.- 150 с.

2 Котляревский В.А., Шаталов А.А., Безопасность резервуаров и трубопроводов – М.: Экономика и информатика, 2000. – 555 с.

3 Ханухов Х.М. Анализ причин аварий стальных резервуаров и повышение безопасности их эксплуатации/ Химическое и нефтегазовое машиностроение №10 - М.: Учебное издание, 2003. – 49-52 с.

4 Авария (разрушение) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://dic.academic.ru/ дата обращения: 20.05.18

5 Анализ аварий резервуаров [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://otherreferats.allbest.ru/ дата обращения: 20.05.18

6 Аварии на магистральных трубопроводах [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.protown.ru/ дата обращения: 20.05.18

7 Аварии на магистральных нефтепроводах [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.bestreferat.ru/ дата обращения: 20.05.18

8 Аварии на трубопроводах [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ronl.ru/ дата обращения: 20.05.18

9 Анализ пожарной опасности объектов нефтеперекачивающей станции [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://allbest.ru/дата обращения: 20.05.18

10 Аварии при эксплуатации нефтепроводов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://present5.com/ дата обращения: 20.05.18

11 Взаимовлияние систем трубопроводного транспорта и природных систем [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://baumanki.net/дата обращения: 20.05.18

12 Влияние нефтезагрязнения на почву и растительность [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://revolution.allbest.ru/дата обращения: 20.05.18

13 Загрязнение атмосферы при эксплуатации магистральных трубопроводов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://studbooks.net/ дата обращения: 20.05.18

14 Защита сооружений магистральных трубопроводов от коррозии. Виды коррозии [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.bestreferat.ru/ дата обращения: 20.05.18

15 Классификация и характеристики отказов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://studfiles.net/ дата обращения: 20.05.18

16 Книга нефти: термины [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://kniganefti.ru/ дата обращения: 20.05.18

17 Классификация аварий и отказов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://studfiles.net/ дата обращения: 20.05.18

18 Назначение и состав нефтеперекачивающих станций [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://oilgazinfo.ru/ дата обращения: 20.05.18

19 Нелегальная врезка в нефтепровод [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://cyclowiki.org/wiki/ дата обращения: 20.05.18

20 Нефтяное загрязнение подземных вод [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://studfiles.net/ дата обращения: 20.05.18

21 Нефтеперекачивающие станции (ГНПС, ПНПС) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://studopedia.org/ дата обращения: 20.05.18

22 Повышение экологической безопасности магистральных трубопроводов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://masters.donntu.org/ дата обращения: 20.05.18

23 Последствия действия нефти на почву [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://studbooks.net/ дата обращения: 20.05.18

24 Причины аварий и повреждений на нефтепроводах [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.refsru.com/ дата обращения: 20.05.18

25 Причины возникновения пожаров и взрывов в резервуарном парке [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://studfiles.net/ дата обращения: 20.05.18

26 Проблема аварийности трубопроводов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.volnotex.ru/ дата обращения: 20.05.18

27 Разливы нефти: природные факторы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://xrl.ru/ дата обращения: 20.05.18

28 Разработка мероприятий по устранению и предупреждению отступлений от требований промышленной безопасности [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://snip1.ru/ дата обращения: 20.05.18

29 Совершенствование методов обеспечения безопасности эксплуатации магистральных трубопроводов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.dslib.net/ дата обращения: 20.05.18

30 Хищение нефти и нефтепродуктов как преступление [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://knowledge.allbest.ru/ дата обращения: 20.05.18

31 Экологические последствия пожаров нефти и нефтепродуктов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://knowledge.allbest.ru/ дата обращения: 20.05.18

Код для цитирования: Скопировать