К вопросу о пожароопасных ситуациях, связанных с разливом нефти

Автор: Киселева Е.А., Аксенов С.Г.

Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal

Рубрика: Технические науки

Статья в выпуске: 11-2 (74), 2022 года.

Бесплатный доступ

В статье рассмотрена одна из проблем в области пожарной безопасности на примере аварийной утечки нефти и нефтепродуктов, сопровождающихся пожарами и взрывами, анализируются причины возникновения пожаров и их последствия, определены способы обеспечения пожарной безопасности и минимизации последствий аварий на объектах нефтяной промышленности.

Пожары, возгорание, огонь, аварийная утечка нефти, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, пожарная безопасность

Короткий адрес: https://sciup.org/170196766

IDR: 170196766   |   DOI: 10.24412/2500-1000-2022-11-2-99-102

Текст научной статьи К вопросу о пожароопасных ситуациях, связанных с разливом нефти

Топливно-энергетический комплекс, включая предприятия по добыче и переработке нефти, которые являются крупнейшими в промышленности источниками загрязнения окружающей среды, приводит к возникновению пожаровзрывоопасных ситуаций.

Тем не менее, несмотря на совершенствование мер пожарной и промышленной безопасности в нефтехимическом комплексе, аварии на резервуарах для хранения нефти и нефтепродуктов и магистральных нефтепроводах происходят и имеют растущую тенденцию.

На территории Российской Федерации значение средней частоты пожаров в рассматриваемой отрасли составляет более десятков пожаров в год, где разлив углеводородов в результате аварии представляет серьезную угрозу. Пожары, развивающиеся в результате такого рода техногенных аварий, труднотушимы, влекут за собой значительные экологический и экономический ущербы [1].

Пожароопасная ситуация на объектах хранения углеводородов возможна в случае утечки:

  • -    при сливно-наливных операциях сжиженных углеводородов;

  • -    при ремонте участков магистральных нефтепродуктопроводов и трубопроводной арматуры;

  • -    при эксплуатировании насосного оборудования [2].

Однако в результате аварийной утечки легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающую среду могут произойти такие сценарии развития пожароопасной ситуации: пожар - вспышка парового облака; огневой шар; струйное горение; пожар разлития.

Основной характеристикой легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в случае аварии является возможность к возгоранию на достаточно большой территории. К их главным признакам относят: низкие величины нижних концентрационных пределов распространения пламени; способность образовывать взрывоопасные смеси; высокая плотность, вследствие чего горючая воздушная смесь локализуется около земной поверхности, образуя взрывоопасное облако.

Следует отметить, что различают 4 типа пожароопасных ситуаций, обусловленных физико-химическими свойствами легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, способами их транспортировки и хранения. Основные типы представлены в таблице 1.

Таблица 1. Типы пожароопасных ситуаций

Тип

Пожароопасная ситуация

I

С образованием только первичного облака

II

С образованием пролива, первичного и вторичного облаков

III

С образованием пролива и только вторичного облака

IV

С загрязнением территории (грунта, воды)

Ситуация первого типа возникает при разгерметизации емкостей хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и насосного оборудования, в данном случае формируется парогазовое облако, пролива жидкой фазы углеводородов не происходит за счет быстрого испарения.

Ситуации второго типа характеризуется образованием первичного и вторичного облака, которое сформировалось в результате испарения жидкости с поверхности земли или площадки. В ситуации данного типа происходит загрязнение почвогрунта, поверхностных и подземных водных источников.

При масштабных авариях разлива нефтепродуктов на земную поверхность и их испарения, вследствие чего образуется вторичное паровое облако, которое при благоприятных метеорологических показателях рассеивается в атмосфере на большие расстояния от места аварийного разлива. Описанная ситуация характеризует третий тип пожароопасных ситуаций.

Ситуация четвертого типа происходит при аварийной утечке углеводородов, которая приводит к значительному антропогенному воздействию на окружающую среду. Вторичное облако не образуется [3].

Масштаб аварии в результате пролива нефти коррелирует с классификацией основного оборудования, его параметров и величины повреждения. На опасном производственном объекте нефтехимического комплекса в наибольшей степени возможны пожароопасные ситуации, в результате разгерметизации технологических трубопроводов и арматуры. По данным Ростехнадзора показатель износа технологического оборудования нефтехимических предприятий за предыдущие семь лет составляет около 52%, а показатель обновления – 6,3%. Изношенные в результате экс- плуатации технические устройства и сооружения требуют ремонта, своевременного обслуживания, замены и модернизации [2].

Так в марте 2021 года на подводном участке трубопровода предприятия «СибурТюменьГаз» в Нижневартовском районе ХМАО произошла авария с возгоранием широкой фракции легких углеводородов. Площадь пожара составила 1000 квадратных метров в акватории реки Обь, крупной водной артерии Западной Сибири.

В результате данного инцидента нанесен ущерб водному объекту, атмосферному воздуху и сохранности биоресурсов, и биоразнообразию. Возгорание произошло в результате скопления подо льдом газообразных нефтепродуктов. Причиной образования газовой подушки по данным Ростехнадзора является дефект сварного шва продуктопровода. Вместе с тем, Федеральная служба отметила, кроме предприятия-владельца магистрального трубопровода ответственность за данную аварию несет ряд других организаций, осуществляющих строительство и ремонт, а также мониторинг технического состояния и экспертизу промышленной безопасности [4].

За последние 20 лет произошло большое количество аварий как в Российской Федерации, так и во всем мире, на участках хранения и транспортировки углеводородов с возгоранием в резервуарах, резервуарных парков и на нефтетрубопрово-дах. Эксплуатирующим опасные объекты организациям необходимо соблюдать меры в области пожарной и промышленной безопасности и руководствоваться нормативными документами. Согласно Федеральному закону №123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» производственный объект должен иметь систему обеспечения пожарной безопасности, состоящую из системы, исключающую возможность возникновения и продолжения горения; системы противопожарной защиты, ряда организационнотехнических мероприятий по поддержанию пожарной безопасности [5].

Изучение и прогнозирование возможного риска в результате аварийной разгерметизации, приводящей к пожароопасной ситуации, на нефтегазовых предприятиях, а также разработка плана мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий на опасных объектах являются главными направлениями обеспечения безопасности [6].

Парк хранения нефти можно рассматривать как систему взаимосвязанных элементов. Ввиду этого на основе ориентированных графов воздействие различных факторов, оказывающих разрушающее действие на РВС и приводящих к аварии [7].

Температура

1еустойчиво(

Старение

Атмосферные

Коррозионный

Разрыв стенки

Удар молнии

Заводской брак

Разрушающее

Ветровая нагрузка

Нарушение правил •ксплуатацищ

Образование горючей iapo воздушно!

Примерзание тарелок

Непроектный вакуум

Теологические \ процессы ,

;зервуарною парка Л

Рис. 1. Взвешенный орграф для резервуарного парка

Кроме основных причин возникновения аварий немаловажное значение имеет оценка их последствий. Для данной оценки существуют методы эффекта домино и эффекта BLEVE, которые позволяют прогнозировать вероятность развития аварии по наиболее опасному сценарию [7].

«Дерево отказов» – это логиковероятностная модель, на основе которой можно представить и проанализировать развитие аварии. Данная модель является частью прогнозирования и мониторинга возникновения пожаоопасной ситуации.

При аварии на участке нефтепровода для оценки развития пожара используется «дерево событий», которое покажет возможные сценарии развития ситуации:

  • 1)    причиной аварийной ситуации может быть ряд событий: разгерметизации, утечка нефтепродукта, разрушение грунта.

  • 2)    допустимое рабочее давление в нефтепроводе больше давления атмосферного, поэтому возможен струйный характер истечения углеводородов в окружающую среду.

  • 3)    пары вытекших нефтепродуктов провоцирует пожар пролития.

  • 4)    в случае если воспламенение не произошло мгновенно, пары разлитой нефти формируют парогазовое облако.

  • 5)    образовавшееся парогазовое облако влечет за собой взрыв [8].

Таким образом, для обеспечения промышленной и пожарной безопасности и минимизации последствий аварий на объектах нефтяной промышленности необхо- димо совершенствование прогнозирования, оценки пожарной обстановки и си- стемы мониторинга пожаров и чрезвычайных ситуаций, также следует вести учет опасных и сопутствующих факторов пожара, образующихся при воспламенении углеводородов, посредством логико- вероятностных и детерминированных моделей развития пожаров для минимизации коллективного риска и экономического ущерба.

Список литературы К вопросу о пожароопасных ситуациях, связанных с разливом нефти

  • Кокорин, В.В. Анализ наиболее опасных пожаров (аварий) на резервуарах и трубопроводах в период с 2009 по 2013 гг. / В.В. Кокорин, А.В. Красильников, В.С. Пашута, В.Д. Халиков // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций / Уральский институт ГПС МЧС России. - Екатеринбург, 2013.
  • Ширяев Е.В. Анализ пожароопасных ситуаций, связанных с локальными проливами нефтепродуктов на объектах нефтегазовой отрасли // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. - 2017. - №8.
  • Обеспечение пожарной безопасности установок по ликвидации аварийных проливов нефти и нефтепродуктов. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://pozhproekt.ru/nsis/Rd/Rekom/rek-obesp-pb-ustanovok-likvidacii-prolivov-nefti.htm (дата обращения: 05.12.2021).
  • Ростехнадзор назвал причину аварии на продуктопроводе "СИБУРа" в ХМАО. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.interfax.ru/russia/76936 (дата обращения: 28.11.2021).
  • Федеральный закон от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 30.04.2021) "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности". - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.consultant.ru (дата обращения: 14.12.2021).
  • Статистика пожаров на объектах нефтегазовой отрасли. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://scienceforum.ru/2017/article/2017030219 (дата обращения: 28.11.2021).
  • Аксенов, С.Г. Развитие методических основ оценки риска ЧС в резервуарных парках с использованием методов системного анализа / А.Н. Елизарьев, Г.М. Манякова, Р.Р. Габдулхаков, Л.Ю. Кияшко, В.В. Акшенцев // Успехи современного естествознания. - 2016. - №2. - С. 131-136.
  • Машнин, М.С. О сценариях развития пожара на магистральных нефтепроводах / М.С. Машнин, Е.В. Ширяев, С.А. Сырбу // Современные пожаробезопасные материалы и технологии - 2020: материалы IV Международной научно-практической конференции, посвященной 30-й годовщине МЧС России. - Иваново, 2020 - С. 237-240.
Еще
Статья научная