Прогнозирование негативных последствий аварийной разгерметизации нефтегазосборных трубопроводов
Автор: Каримова И.О.
Журнал: Форум молодых ученых @forum-nauka
Статья в выпуске: 11-1 (27), 2018 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматривается оценка риска и прогнозирование опасных последствий аварийного прорыва трубопровода на наиболее опасных участках. Рассматриваемые участки выбираются согласно наибольшей опасности и ущербу окружающей среде и населению.
Анализ опасности и риска, опасный производственный объект, трубопровод, авария
Короткий адрес: https://sciup.org/140280398
IDR: 140280398
Forecasting the negative consequences of emergency destruction of oil and gas pipelines
The article discusses the risk assessment and prediction of the dangerous consequences of an emergency pipeline breakthrough in the most dangerous sections. Considered areas are selected according to the greatest danger and damage to the environment and population.
Текст научной статьи Прогнозирование негативных последствий аварийной разгерметизации нефтегазосборных трубопроводов
В настоящее время в России интенсивно растут темпы добычи нефти и газа. Системы сбора нефти и газа являются опасными производственными объектами. Для опасных производственных объектов для прохождения государственной экспертизы требуется разработка декларации промышленной безопасности, для оценки риска аварий на проектируемых и существующих системах. Причинами аварий на ОПО могут быть: неполадки в технологическом процессе и оборудовании, человеческий фактор, природные воздействия и пр. В результате аварии образуются проливы, утечки взрывопожароопасных веществ в атмосферу, водные объекты, насыщение нефтью земель, что приводит к материальному и социальному ущербам. Разработка деклараций промышленной безопасности позволяет снизить показатели риска и минимизировать последствия действия поражающих факторов при аварии. Для оценки риска аварий на опасных производственных объектах применяют моделирование аварийных ситуаций с помощью программных комплексов.
В данной работе произведена оценка риска аварий для 3-х наиболее участков прохождения трассы нефтегазосборных трубопроводов, которые приведены ниже:
-
- участок системы нефтегазосборных трубопроводов возле населенного пункта;
-
- участок системы нефтегазосборных трубопроводов при параллельном следовании с автодорогой;
-
- участок системы нефтегазосборных трубопроводов при переходе через водные преграды.
Развитие аварийной ситуации на рассматриваемых объектах может происходить по одному из следующих наиболее вероятных сценариев:
-
1) разлив нефти по поверхности площадки (рельефу) без воспламенения нефти;
-
2) разлив нефти по поверхности площадки (рельефу) с выделением в атмосферу свободного попутного газа с последующим возгоранием от энергетического источника - пожаром на поверхности разлива;
-
3) разлив нефти по поверхности площадки (рельефу), с выделением в атмосферу свободного попутного газа, сопровождающийся взрывом образовавшейся парогазовоздушной смеси.
При помощи программного обеспечения произведен расчет массы опасного вещества, участвующего в аварии и создании поражающих факторов.
Расчет размеров пожаровзрывоопасных зон для ненагретых паров ЛВЖ выполнен в соответствии с законодательством Российской Федерации, приведен в таблице 1 [3, 4].
Таблица 1 – Радиусы пожаровзрывоопасных зон
|
Вариант разгерметизации |
Масса легковоспламеняющейся жидкости, кг |
Размеры пожаровзрывоопасной зоны, м |
|
|
A нкпр |
z_™ нкпр |
||
|
участок нефтегазосборного трубопровода в районе населенного пункта Н. |
102,08 |
273,43 |
9,114 |
|
участок нефтегазосборного трубопровода при параллельном следовании с автомобильной дорогой переправа - населенный пункт Н. |
77,32 |
45,52 |
1,42 |
|
участок нефтегазосборного трубопровода на пересечении с водной преградой |
48,63 |
7,982 |
0,27 |
Зона термического воздействия определяется в зависимости от величины критического теплового потока, при котором возможно возгорание веществ.
При взрыве поражающим фактором является избыточное давление во фронте ударной волны, вызванное объемным взрывом паровоздушной смеси [5]. Результаты расчетов зон действия поражающих факторов приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Данные о размерах вероятных зон действия поражающих факторов
|
Параметр поражения |
Номера сценариев |
||
|
Пожар пролива [4,5] |
|||
|
Уровни поражения излучением, м |
С1.2 |
С2.2 |
С3.2 |
|
Максимальная площадь пожара, м2 (берег/водная поверхность) |
152,51 |
261,01 |
16,415/10943 |
|
Радиус зоны с q=1,4 кВт/м2 (Без негативных последствий в течение длительного времени) |
45 |
41,34 |
15,65/93,72 |
|
Радиус зоны с q=4,2 кВт/м2 (безопасно для человека в брезентовой одежде) |
23,67 |
21,79 |
8,83/48,19 |
|
Радиус зоны с q=7,0 кВт/м2 (непереносимая боль через 20-30 с, ожог 1-й степени через 15-20 с, ожог 2-й степени через 30-40 с) |
16,22 |
14,98 |
6,22/34,71 |
|
Радиус зоны с q=10,5 кВт/м2 (непереносимая боль через 3-5 с, ожог 1-й степени через 6-8 с, ожог 2-й степени через 12-16 с) |
11,73 |
10,77 |
4,38/25,4 |
|
Взрыв топливно-воздушной смеси [5] |
|||
|
Уровни поражения ударной волной, м |
С1.2 |
С2.2 |
С3.2 |
|
Полное разрушение зданий (зона смертельного поражения человека), (ΔP≥100 кПа), м |
0 |
0 |
0 |
|
50 %-ное разрушение зданий (ΔP=53 кПа), м |
0 |
0 |
0 |
|
Среднее повреждение зданий (ΔP=28 кПа), м |
0 |
0 |
0 |
|
Умеренное повреждение зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.) (ΔP=12 кПа), м |
0 |
0 |
0 |
|
Нижний порог повреждения человека волной давления (ΔP=5 кПа), м |
34,07 |
27,2 |
0 |
|
Малые повреждения (разбита часть остекления), (ΔP=3 кПа), м |
64,11 |
52,49 |
0 |
Список литературы Прогнозирование негативных последствий аварийной разгерметизации нефтегазосборных трубопроводов
- О промышленной безопасности опасных производственных объектов: [федер. Закон принят Гос. Думой 20 июня 1997 г.: по состоянию на 20 октября 2018 г.] - [Электронный ресурс]. - URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_15234 (дата обращения 20.01.2018).
- 2.Клёнина, Н.С., Савицкая Т.В. Моделирование сценариев развития аварий и анализ риска на опасных производственных объектах с использованием программного комплекса TOXI RISK//Успехи в химии и химической технологии. Том XXX. 2016. № 4, С. 77-79.
- Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах, утвержденный приказом МЧС РФ от 10 июля 2009 г. №404
- О внесении изменений в Приказ МЧС России от 10.07.2009 №404, утвержденный приказом МЧС РФ от 14 декабря 2010 г. №649
- ГОСТ Р 12.3.047-2012 «Пожарная безопасность технологических процессов».
