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.