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

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
Вариант разгерметизации	Масса легковоспламеняющейся жидкости, кг	^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».

Статья научная