Рейтинг@Mail.ru
Характеристика пожарной опасности технологических процессов, используемых на линейном объекте | ПТО

Рубрики

Характеристика пожарной опасности технологических процессов, используемых на линейном объекте

Анализ пожарной опасности
В технологическом процессе на проектируемом участке трубопровода заполняющей жид-костью является нефть, которая способна возгораться от источника зажигания, и самостоятельно гореть после его удаления.
Основным источником опасности рассматриваемого объекта является авария, в результате которой может произойти поступление нефти в окружающую среду.
Причины возникновения аварии можно объединить в две группы:

– внешние;
– внутренние.
К внешним относятся причины, связанные с производственно-хозяйственной деятельностью человека (производство земляных или строительных работ рядом с нефтепроводом), или же обусловленные природными условиями – эрозии, оползни, стихийные бедствия (землетрясения, ураганы, штормы).
Внутренние причины отказов обусловлены различными процессами, происходящими в конструкциях нефтепровода. К ним относятся коррозионные процессы на внутренней стороне стенок труб, динамические процессы в материале стенок, а также гидравлические процессы, сопровождающиеся возникновением волн давления при изменении режимов работы нефтепровода.
При наличии потенциально опасных мест, таких как дефектные участки сварных швов, усталостные трещины стенок или коррозионные повреждения, возможно разрушение стенок нефтепровода в этих местах.
Причем в начальные моменты времени эти повреждения проявляются в виде небольших трещин и свищей. Затем, при продолжении перекачки, размеры повреждения увеличиваются и могут достичь величин, сопоставимых с диаметром трубы.
При определении сценариев возможных аварий использовались результаты расследования ранее произошедших аварий, анализа неполадок и инцидентов на подобных объектах. Результаты расследования ранее произошедших аварий позволяют предположить возможность нескольких типов аварий, которые могут произойти на проектируемых участках МН при их эксплуатации.
Основными опасностями для линейной части проектируемого объекта являются возможность разгерметизации участка трубопровода с последующей утечкой нефти и попаданием в окружающую природную среду, а также возможное воспламенение ларов пролитой нефти с образованием пожаров, с возможным развитием избыточного давления при сгорании топливовоздушной смеси (ТВС) и загрязнением окружающей природной среды продуктами горения.
Разгерметизация участка МН с образованием дефектного отверстия характерного размера является событием, инициирующим процесс развития аварии.
Сразу после разгерметизации нефть начинает вытекать из трубопровода, просачиваться сквозь изоляцию, а также сквозь толщу грунта, и разливаться по территории, прилегающей к месту утечки с образованием пролива на поверхности.
Следует отметить, что свободное истечения нефти в виде струи при разгерметизации МН маловероятно, так как на пути струи существует препятствия в виде изоляции, а также толща грунта вокруг подземных участков нефтепровода.
Поскольку нефть и ее пары обладают способностью к воспламенению, существует вероятность ее воспламенения на месте аварии. Паровоздушные смеси взрывоопасной концентрации при проливах нефти на открытой поверхности образуются в приземном слое, непосредственно над зеркалом разлива и могут послужить для инициирования воспламенения (взрыва) разлитой нефти при наличии источника зажигания.
В случае образования ТВС в незагроможденном технологическим оборудованием пространстве и его зажигании слабым источником (например, искрой) сгорание этой смеси происходит, как правило, с небольшими видимыми скоростями пламени. В этом случае реализуется так называемый “пожар-вспышка”, при котором зона поражения высокотемпературными продуктами сгорания людей практически совпадает с максимальным размером облака продуктов сгорания. При появлении источника зажигания в области, загазованной парами нефти происходит их воспламенение и проскок пламени по шлейфу облака к месту пролива с последующим возгоранием пролива. При зажигании непосредственно пролива также возможен проскок пламени по шлейфу. Попадание в зону облака, где возможно горение может привести к поражению открытым пламенем и высокотемпературными продуктами сгорания.
В отдельных случаях возможно сгорание облака ТВС с развитием избыточного давления, при этом амплитуды волн сжатия, образующихся при сгорании облака ТВС на открытых пространствах незначительны по величине и не вызывают смертельного поражения незащищенных людей на открытой местности.
Интенсивное испарение пролитой нефти с формированием облаков ТВС возможно только при благоприятных погодных условиях. Среднегодовая температура поверхности грунта в районе размещения проектируемого объекта составляет 0 °С, температура поверхности грунта превышающая плюс 4 °С (минимальная температура поверхности при которой происходит испарение нефти, согласно “Методике определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах”) может возникнуть в течение теплого периода. Повторяемость штилей в указанный период составляет 8-16 %. Таким образом, сценарии возможных аварий с “пожаром-вспышкой”, а также сгоранием облаков ТВС с развитием избыточного давления возможны лишь в указанный период времени года, в остальное время количества паров нефти, будет достаточно только для инициирования пожара пролива нефти.
Для стабильной нефти, которая транспортируется по магистральному трубопроводу, не рассматриваются также факельное горение струи жидкости по следующим причинам:
– свободное истечение нефти в виде струи из подземного трубопровода маловероятно;
– факельное горения вероятнее всего может возникнуть при истечении сжатых газов и двухфазных сред. Для возникновения факельного горения жидкости, необходимо получить распыленную струю жидкости в виде мелких капель в потоке окислителя (в промышленности для этих целей используют специальные устройства – форсунки);
– маловероятность аварий на линейной части МН со сгоранием струи нефти в виде направленного факела (факельного горения) и с взрывами паров нефти подтверждается также отсутствием статистических данных Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзора) о подобных авариях на линейной части МН, которые публикуются в ежегодном информационном бюллетене НТЦ “Промышленная безопасность”.
Таким образом, основными опасностями для МН являются возможность разгерметизации участка трубопровода с последующей утечкой нефти и попаданием в окружающую природную среду, а также возможное воспламенение пролитой нефти с образованием пожаров и загрязнением окружающей природной среды продуктами горения.
Наиболее вероятные сценарии возникновения и развития аварий, связанных с разрушением нефтепровода, а также утечкой нефти, могут быть представлены в виде последовательности следующих событий:
– разгерметизация нефтепровода в силу внешних или внутренних причин;
– поступление нефти на территорию расположения нефтепровода и близлежащую территорию. При аварии на нефтепроводах развитие аварии может происходить по одному из четырех наиболее вероятных сценариев.
Сценарий №1 – разлив нефти по поверхности земли или воды, без воспламенения нефти.
Сценарий №2 – разлив нефти по поверхности земли или воды сопровождающийся пожаром на поверхности разлива.
Сценарий №3 – разлив нефти по поверхности земли или воды сопровождающийся образованием паровоздушной смеси и ее последующим взрывом.
Сценарий №4 – разлив нефти по поверхности земли или воды сопровождающийся образованием паровоздушной смеси и возникновением “пожара-вспышки”.
Развитие аварии по сценарию №1 наиболее вероятно и представляет опасность, главным образом, для природной среды. При аварийном разливе может произойти загрязнение основных компонентов окружающей среды в значительных масштабах. Непосредственная угроза жизни населения невелика, в связи с тем, что пары нефти обладают малой токсичностью и не могут привести к летальным последствиям.
Развитие аварий по сценарию №2, №3 и №4 менее вероятно, но угроза жизни населению возрастает ввиду высокой токсичности продуктов горения нефти, поступающих в атмосферу, а также термического воздействия пожара и действия ударной волны. Опасность загрязнения при-родной среды также высока продуктами сгорания нефти.
На проектируемом объекте присутствуют наружные установки: узлы задвижек, вантузы и технологические колодцы. В соответствии с требованиями нормативных документов эти установки имеют:
– категория по пожарной опасности – АН;
– класс взрывопожароопасных зон согласно ПУЭ – В-1г, согласно ФЗ-123 – 2;
– категория и группа взрывопожароопасной смеси – IIА-ТЗ.
Проектируемые блок-контейнеры ПКУ имеют категорию Д.
Уровень взрывозащиты используемого оборудования должен соответствовать ПУЭ (издание 6, 7), а вид взрывозащиты – категории и группе взрывоопасных смесей. Электрооборудование, не имеющее знаков взрывозащиты, к установке и эксплуатации не допускаются.
Проектируемый объект предназначен для транспортировки нефти, которая находится в жидком состоянии под давлением.
Нефть обладает пожаро взрывоопасностью. При испарении нефти выделяются легкие фракции, концентрация паров которых не должна превышать 300 мг/м3. Именно в связи с взрыво-пожароопасными свойствами нефти и связана одна из наиболее распространенных причин пожаров – нарушение герметичности оборудования и арматуры и последующее возгорание нефти от постороннего источника зажигания. Продукт с такими свойствами требует повышенного внимания к выполнению требований пожарной безопасности.
Нефть – легковоспламеняющаяся жидкость, представляющая собой смесь углеводородов с различными соединениями (сернистыми, азотистыми, кислородными). В воде практически не растворяется. Сырые нефти способны при горении прогреваться в глубину, образуя все возрастающий гомотермический слой.
Нефть относят к легковоспламеняющимся жидкостям 3-го класса по ГОСТ 19433-88*.

Категория взрывоопасности и группа взрывоопасных смесей паров нефти с воздухом – IIА-ТЗ по ГОСТ 30852.11-2002.
Группа горючести нефти согласно ст.12 [1] – горючее вещество.
Группа технологической среды согласно ст.16 [1] – пожаровзрывоопасная.
Класс взрывоопасной зоны согласно ст.19 [1] – 2-й класс.

При работе с грунтовкой необходимо соблюдать общие правила противопожарной безопасности, применяемые при работе с легковоспламеняющимися жидкостями. В случае загорания грунтовки пригодны все средства пожаротушения (химическая и воздушно-механическая пена, пенные огнетушители, песок, кошма и др.), за исключением воды. Температура вспышки грунтовки не ниже 225°С.
Лента полимерно-битумная является горючим материалом; лента медленно горит в открытом пламени с выделением токсичных продуктов окислительной деструкции. При горении ленты для тушения пожара следует применять кошму, песок, порошковые и углекислотные огнетушители.
Обертка полимерная относится к группе пожароопасных материалов. Температура воспламенения около 260°С, температура самовоспламенения около 400°С. При загорании ленты следует применять углекислотные огнетушители, распыленную воду, пену, песок, асбестовое полотно.
Строительная конструкция (трубопровод, задвижка) согласно ст.36 [1] относится к классу пожарной опасности К0 (непожароопасные).
При реконструкции нефтепровода на площадке проведения работ наиболее вероятен по-жар с участием жидких веществ.
Класс возможного пожара по ГОСТ 27331-87 – А, В.
Подкласс пожара по ГОСТ 27331-87 – А1, А2, В1.

Комментарии запрещены.

ГРУППА ВК

Уважаемые коллеги, давайте создадим нормальное сообщество, для решения вопросов и обмена инфой.