Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

ПУТИ УЛУЧШЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В РЕЗЕРВУАРАХ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ МАЗУТА НА КОТЕЛЬНОЙ

Авторы:
Город:
Ижевск
ВУЗ:
Дата:
05 декабря 2017г.

По данным статистики, за последние 35 лет произошло 318 пожаров и аварий на резервуарах, 65 из которых связаны с частичным или полным их разрушением. Из этих пожаров более половины случаев квалифицировались как крупные или катастрофические, т. е. каждый десятый пожар на резервуаре связан с его разрушением. Наиболее частому разрушению подвергаются резервуары типа РВС-5000. За последние годы произошло 13 случаев, что составляет 20% разрушений резервуаров большой емкости от 10 тыс.м 3 до 30 тыс.м3.

Исследование  данных, связанных с  разрушением  резервуаров, показало, ч то наиболее опасным фактором пожара, возникающего при этом, является гидродинамическое истечение горящей жидкости, хранимой в резервуаре. Характер истечения и взаимодействия возникающей в этом случае волны прорыва с защитной стенкой или обвалованием таков, что в 49% случаев разрушений резервуаров поток разрушал или промывал обвалование, а в 29% перехлестывал через него. Это объясняется тем, что нормативное обвалование рассчитывается на гидростатическое удерживание вылившейся жидкости, и оно не способно выполнять защитные функции при гидродинамическом истечении.

Основная производственная база, которой сегодня располагает нефтеперерабатывающая промышленность, была создана в период с 1950 по 1990 годы, новых резервуарных парков строится очень мало. Поэтому тысячи нефтебаз, расположенных в городской черте, представляют собой постоянную экологическую и социальную угрозу.

Особенно бедственную картину представляет собой техническое состояние резервуарных парков хранения нефтепродуктов. Сверхнормативные сроки эксплу атации резервуаров, нарушения при строительстве нефтебаз, при монтаже автоматических систем пожаротушения и правил их эксплуатации в период реформирования экономики привели к тому, что резервуары в настоящее время часто являются миной замедленного действия для окружающей среды.

За  последние  годы  существенно  увеличилось   количество  эксплуатирующихся резервуаров при постоянном росте их единичного объёма, в том числе непосредственно в черте городов и населенных пунктов. В связи с этим возникающие на резервуарах пожары и аварии все чаще имеют катастрофические последствия [71]. Нельзя не отметить и появившиеся в современном мире новые виды угроз безопасности. В последние годы нефтехранилища во всем мире стали объектами проявлений целенаправленного техногенного терроризма, недобросовестной конкуренции и мишенью в военных конфликтах.

Только в последнее время, в связи со строительством резервуаров большого объёма и участившимися случаями их разрушений при очевидной неэффективности нормативной защиты, стали применяться как в нашей стране, так и за рубежом специальные защитные стены с отбойным козырьком из монолитного железобетона или резервуары с двойными стенками.

Анализ аварий и пожаров на объектах показал, что наиболее опасная ситуация возникает при мгновенном разрушении вертикального стального  резервуара (РВС). Образующийся мощный поток жидкости – гидродинамическая волна – разрушает нормативное обвалование и выходит за пределы территории объекта, что часто приводит к катастрофическим последствиям. Площадь разлива нефтепродуктов достигает десятков и сотен гектар.

Применяемые в отечественной и мировой практике защитные сооружения в виде земляных обвалований или железобетонных стен рассчитываются только на гидростатическое давление вытекающего из поврежденного  резервуара нефтепродукта. Такие преграды не удерживают поток жидкости, образующийся при внезапном полном разрушении резервуара, который движется по законам гидродинамики.

Таким образом, для повышения безопасности персонала предприятия и сооружений объектов, которые могут оказаться в зоне опасного воздействия гидродинамической волны и сопутствующих ей опасных факторов пожара, необходимо применять специальные инженерные защитные сооружения.

Одно из наиболее эффективных и экономически целесообразных защитных сооружений – защитная стена с отбойным козырьком, способная не только удержать волну прорыва и весь объем разлившейся жидкости при разрушении резервуара в заданных границах, но и свести к  минимуму последствия гидродинамической аварии.

Параметрами, на основании которых производится проектирование  ограждающей  стены, являются ее высота и динамические нагрузки, возникающие при взаимодействии волны прорыва с ограждающей стеной.

Высоту  ограждающей  стены  определяют  по  номограмме    на  основании  расчетной  схемы, приведенной на рис. 1. При определении  оптимальной высоты стены исходят из особенностей планировочных решений резервуарного парка и необходимости устройства подслойного тушения в пространстве между ограждающей стеной и резервуаром.

Для наиболее неблагоприятного случая гидродинамического истечения конструкция ограждающей стены должна быть рассчитана на нагрузку, равную 150 тоннам на погонный метр.

Критерием эффективности защитного ограждения или системы преград является их способность воспринимать гидродинамические нагрузки волны прорыва (потока жидкости) и удерживать в заданных пределах весь объем вылившегося при разрушении РВС ЛВЖ или нефтепродукта. Одним из эффективных технических решений, способных предотвратить катастрофические последствия гидродинамической аварии на резервуаре, является защитная стена, имеющая отбойный козырек, который позволяет значительно уменьшить высоту ограждающей стены (рис. 1).


Выбор оптимальных параметров элементов ограждающей стены (угла наклона волноотражающего козырька к горизонту α, его ширины b, высоты защитной стены Нст), а также место ее установки относительно резервуара (резервуарного парка) производится с помощью следующей аппроксимационной зависимости:


где: а1   = f1(α), а2  = f2(b/Нр), а3  = f3(L/R) – переменные, зависящие от угла наклона отбойного козырька, его ширины и расстояния от преграды до стенки резервуара соответственно.

На рис. 2 показана принципиальная  схема определения параметров защитной преграды.




Результаты многовариантных расчетов на ПЭВМ позволили определять оптимальную высоту защитной преграды, угол наклона и ширину отбойного козырька, необходимых для 100 % удержан ия потока жидкости (гидродинамической волны) в заданных границах замкнутого контура обвалования.

Так, для РВС-500 м3, наиболее оптимальные параметры защитной стены с отбойным козырьком на расстоянии 15 м от резервуара составят:

- высота рабочей части преграды: 3,34 м;

- длина вылета  отбойного козырька: 0,9 м;

- угол наклона козырька: 45°.

На рис. 3 показан общий вид защитной стены.


Предлагаемая в работе защитная стена с отбойным козырьком позволяет удержать весь объем мазута при разрушении резервуара в пределах обвалования, и тем самым, предотвратить разлив мазута на большую площадь. По периметру защитного обвалования, с целью тушения возможного пожара разлива, предполагается оборудовать автоматическую систему пенного пожаротушения, способную в течение 10 минут (условно), с момента возникновения пожара, полностью его ликвидировать. Кроме этого, с целью предотвращения проникновения нефтепродукта в грунт, между резервуаром (резервуарами) и защитной стеной обустраивается непроницаемое покрытие из негорючих материалов.

Список литературы

 

1.                Богач А.А., Муйземнек А.Ю., Швырков С.А. Определение гидродинамических нагрузок воздействия волны прорыва, образующейся при квазимгновенном разрушении вертикального стального резервуара (РВС), на ограждающую стенку // Сборник трудов Шестой конференции пользователей программного обеспечения CAD-FEM GmbH (Москва, 20-21 апреля 2006 г.). / Под ред. А.С. Шадского. – М.: Полигон-пресс, 2006. – С. 48-54.

2.                Безбородова О. Е. Теория риска для управления качеством окружающей среды: учеб. пособие / О. Е. Безбородова. - Пенза: Изд-во  Пенз. гос. ун-та, 2004. - 96 с.

3.                Швырков  С.А.  Статистика  квазимгновенных  разрушений  резервуаров  для  хранения  нефти  и нефтепродуктов / С.А. Швырков, С.А. Горячев, В.П. Сорокоумов и др. // Пожаровзрывобезопасность. – 2007. – Т. 16. – № 6. – С. 48-52

4.                Швырков  С.А. Защита  окружающей среды  при разрушениях крупногабаритных резервуаров на морских нефтяных терминалах // Газовая промышленность. – 2008. – Вып. 619. – С. 34-37.