Аварийные ситуации на АЗС: причины и способы устранения
Аварийные ситуации на АЗС: причины и способы устранения
АЗС - предприятие, напрямую работающее с горючесмазочными материалами. Очевидно, что в процессе работы с ними необходимо иметь представление об основных возможных опасностях, таких как пожары, взрывы и т.д.
Рассмотрим вначале основные понятие, требуемые для дальнейшего изучения опасностей, свойственных АЗС:
Температура вспышки - наименьшая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы способные вспыхивать в воздухе от внешнего источника зажигания; устойчивого горения вещества при этом не возникает.
Температура воспламенения - наименьшая температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары или газы с такой скоростью, что после воспламенения их от внешнего источника зажигания вещество
устойчиво горит.
Температура самовоспламенения - наименьшая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, приводящее к возникновению пламенного горения.
Температурный предел воспламенения паров в воздухе (нижний температурный предел воспламенения - НТПВ; верхний температурный предел воспламенения - ВТПВ) -температуры вещества, при которых его насыщенные пары образуют концентрации, равные соответственно нижнему или верхнему концентрационным пределам воспламенения.
Нижним
пределом взрывоопасной концентрации наз
Верхним пределом взрывоопасной концентрации называется такая концентрация паров нефтепродукта с воздухом, выше которой смесь взрываться не будет.
Зоной взрываемости или пределом воспламенения называется зона, лежащая в границах нижнего и верхнего пределов взрывоопасных концентраций смеси паров нефтепродуктов с воздухом
Горение - это сложный химический процесс, основой которого является быстро протекающая химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и света. Горение лежит в основе всех взрывов и пожаров. Скорость горения зависит от наличия горючего вещества и окислителя (кислорода воздуха), их определенной температуры и агрегатного состояния.
Показатели
огнеопасности и
Вид продукта • |
Температура вспышки, "С |
Пределы воспламенения |
Температура самовоспламенения, °С |
Температура воспламенения, °С | ||
концентрационные, % об. |
НТПВ °С |
ВТПВ °С | ||||
Бензины (различных марок) |
-39 --29 |
0,65-8,04 |
-30 |
до 10 |
350 - 440 |
-34 |
Дизельное топливо: Л 3 |
40-60 более 61 |
2,1-12 |
более 35 |
до 155 |
240-370 |
45-^65 |
Причины пожаров и взрывов
На автозаправочной станции производится прием светлых нефтепродуктов из бензовозов в подземные резервуары. Заправка автотранспортной техники и выдача нефтепродуктов в мелкую тару осуществляется через топливораздаточные колонки (ТРК) типа “Gilbarko”. Прием дизельного топлива и бензина в подземные резервуары производится самотеком или насосом из бензовозов через сливные фильтры, установленные на сливных трубопроводах. Заправка автомобильного транспорта топливом производится через топли-вораздаточные колонки оператором, управление заправкой осуществляется старшим оператором с пульта управления операторной.
Условия хранения :
- в подземных
резервуарах при нормальном
Условия эксплуатации АЗС :
- в холодное время года при температуре в среднем -10°С
- в теплое время года - +30°С, максимально - +41°С.
Количество подземных резервуаров :
-для бензина - 5шт. вместимостью по 25м 3 каждая,
-для дизтоплива - 1шт. вместимостью 25м 3 .
Количество топливо-раздаточных колонок - Зшт.
Загорание нефтепродуктов всегда начинается со вспышки или взрыва паров с воздухом.
Первоначальная вспышка паров переходит в воспламенение нефтепродуктов и создает условия для полного его сгорания.
По сравнению с бензином дизельное топливо испаряется значительно медленнее. Тем не менее взрыв смеси паров дизельного топлива с воздухом не уступает силе взрыва паро-воздушной смеси бензина. Основными причины возникновения аварий на АЗС можно классифицировать по следующим признакам: открытый огонь, искры, разряды статического электричества, грозовые разряды, самовоспламенение, самовозгорание, пирофорные отложения. Если рассматривать подробнее, то таблица градаций выглядит следующим образом:
1. Открытый огонь : зажженная спичка, лампа, брошенный окурок сигареты у хранилищ, у заправочной станции; проведение ремонтных работ с источником открытого огня;
2. Искра : выполнение работ стальным инструментом, из выхлопных труб машин, эксплуатация неисправного электрооборудования, всякая другая искра независимо от природы её происхождения;
3. Разряды статического электричества : нарушение системы защиты от статического электричества; плавающие на поверхности нефтепродуктов предметы могут накопить заряды статического электричества и, приблизившись к стенке резервуара, вызвать искровой разряд, который будет источником воспламенения смеси napde с воздухом; грозовые разряды, молния (при неисправности конструкции молниезащиты) могут вызвать пожары и взрывы;
4. Природные катаклизмы.
Наличие большого
количества дизельного топлива и
бензина в емкостном
При определенных условиях налива нефтепродуктов в ёмкости (при увеличении скорости налива) заряды статического электричества накапливаются быстрее, чем отводятся через заземление, т.к. бензин и дизтопливо относятся к диэлектрикам с очень слабой проводимостью электрического тока. В таких случаях с увеличением уровня налива топлива в ёмкости напряжение статического электричества будет возрастать и может достигнуть такого значения, при котором в момент приближения свободной поверхности топлива к стенкам заливной горловины (при наполнении емкости свыше 90% наполнения) вследствии разности потенциалов произойдет искровой разряд, способный вызвать воспламенение или взрыв смеси паров с воздухом и пожар. Так как давление в момент взрыва достигает 1470 кПа (1,5мПа), а температура взрыва колеблется в преде лах 1500-1800°С может произойти разгерметизация сосуда. Это в свою очередь обусловит доступ кислорода в разгерметизированный сосуд, развитие пожара или образование огненного шара, дальнейшее развитие аварии. При проведении операций наполнения и опорожнения резервуаров всегда существует вероятность образования в газовом пространстве над поверхностью жидкости смеси паров топлива с воздухом в области НКПВ и ВКПВ.
Опасность возникновения аварии и аварийной ситуации может возникнуть при вскрытии резервуаров для подготовки к проведению ремонтных и технологических работ и при проведении ремонтных работ в резервуарах. При этом особую опасность представляют собой пирофорные отложения железа, способные к самовоспламенению в присутствии кислорода воздуха при обычной температуре. Наиболее опасны пирофорные соединения в том случае, если они образовались под слоем нефтепродуктов. Быстрое освобождение емкости от нефтепродуктов создает благоприятные условия для интенсивного взаимодействия этих отложений с кислородом паро-воздушной смеси. При этом пирофорные отложения могут разогреться до температуры 500-700 °С и послужить источником воспламенения и загорания нефтепродуктов. Для предотвращения аварийной ситуации или аварии, вызываемой пирофорными отложениями, необходимо проводить своевременную зачистку резервуаров.
Эксплуатация неисправного оборудования, заземления, средств защиты от проявлений молнии, несоблюдение графика ППР, отсутствие квалификации у обслуживающего персонала, несоблюдение на территории АЗС "Правил пожарной безопасности на АЗС", применение неомедненного инструмента, метр-штока, способных вызвать искру - может привести к аварии.
В зависимости от характера разгерметизации, погодных и других условий аварии могут развиваться в виде проливов, пожаров проливов, взрывов, огненных шаров.
Взрывы и пожары
могут происходить при
Пары нефтепродуктов окисляются быстрее, жидкие - медленнее. Это связано с концентрацией окислителя (кислорода) в парогазовой и жидкой фазах нефтепродуктов. В парогазовой фазе кислорода значительно больше, чем у поверхности жидкой фазы и в жидкой фазе.[ 18,с. 18]
Скорость распространения пламени на поверхности зеркала бензина при обычных условиях 10-15 м /сек., в факеле распыленного форсункой дизельного топлива - превышает 150 - 160м/сек, скорость распространения пламени во взрывчатой смеси паров бензина с воздухом достигает 1500 - 1800 м/сек. (10). При такой скорости распространения пламени горение переходит во взрыв с большой разрушительной силой. Давление в момент взрыва превышает 1470 кПа (1,5 мПа), температура взрыва в пределах 1500 -1800 °С. Скорость распространения взрывной волны более 1500 м/сек.
Скорость выгорания жидкости (бензина) в объёме - 20-ЗОсм/ч, дизтоплива -18-20 см/ч.[18,с.18, 21]
ПДК бензина- 100 мг/м 3 , 4 класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76.
За пределами температурной зоны взрывоопасных концентраций, образующаяся смесь нефтепродуктов с воздухом не всегда взрывоопасна, но всегда огнеопасна, способна вспыхивать от любого источника открытого огня.
Бензины всех марок и некоторые виды дизтоплива относятся к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ), другие виды дизтоплива - к горючим жидкостям (ПК).
К ЛВЖ относятся горючие жидкости с температурой вспышки паров, не превышающей 61 °С в закрытом тигле.[ 18,с.20]
К ГЖ относятся нефтепродукты, температура вспышки паров которых выше 61°С в закрытом тигле.[18,с.20]
1.2. Основные
правила безопасной
1.2.1. В соответствии
с ГОСТ 12.3.00275 безопасность
Производственный
процесс приема, хранения и отпуска
нефтепродуктов на АЭС осуществляется
По непрерывной схеме в
Все резервуары с нефтепродуктами расположены на площадке АЭС под землей. Электрооборудование установлено во взрывозащищенном исполнении. Контроль и управление технологическим процессом осуществляется частично в ручном режиме, частично автоматически со щита управления операторной.
При наиболее опасных нарушениях технологического режима предусмотрена сигнализация. АЭС оснащена громко говорящей связью.
К работе на АЗС допускаются лица, прошедшие необходимую подготовку, сдавшие экзамен на допуск к самостоятельной работе.
В аварийных ситуациях действовать согласно рабочей инструкции по охране труда и оперативной части ПЛАСа.
В основу разработки мероприятий по безопасному ведению процесса положены действующие нормы и правила: ППБ79, НАОП 1.3.00-1.01-88 -ОПВХП 88, НАШ А.01.001-95 и др.
1.2.2 Основные
мероприятия, обеспечивающие
а) Поддерживать
параметры технологических
б) Обеспечивать систематический контроль давления, температуры, уровня нефтепродуктов в хранилищах, не допуская отклонений от установленных норм.
в) Перед пуском в работу необходимо проверить герметичность оборудования, арматуры, трубопроводов. При обнаружении пропусков немедленно принимать меры к их устранению.
г) Все запорные устройства должны содержаться в исправности и обеспечивать быстрое и надежное прекращение поступления или выхода продукта.
д) Категорически запрещается устранять пропуски на действующих трубопроводах, оборудовании без их отключения и освобождения.
е) Для всего технологического оборудования, где по условиям ведения технологического процесса возможно скопление воды, устанавливается периодичность дренирования регламентом.
ж) Эксплуатировать технически исправное оборудование с исправным заземлением.
з) Осуществлять постоянный контроль состояния оборудования, трубопроводов, запорной арматуры с записью в оперативном журнале.
и) Контролировать правильность работы приборов измерения параметров технологического режима.
к) Отражать в вахтенном журнале параметры технологического режима перекачивания и хранения нефтепродуктов с помощью приборов КИПиА, контролировать качество нефтепродуктов.
л) Соблюдать противопожарный режим АЭС: [15, с 118]
территория должна быть спланирована таким образом, чтобы исключить попадание разлитых нефтепродуктов за её пределы; автомобили, ожидающие очереди для заправки должны находиться возле въезда на территорию АЭС, вне зоны размещения резервуаров и колонок с нефтепродуктами;
запрещается курить, проводить ремонтные и другие работы, связанные с применением открытого огня как в пределах АЭС, так и за её пределами на расстоянии не менее 20 м;
на АЭС должны быть вывешены на видных местах плакаты, содержащие перечень обязанностей водителей во время заправки автотранспорта, а также инструкции о мерах пожарной безопасности; места заправки и слива нефтепродуктов должны быть освещены в ночное время суток;
АЭС должна быть оснащена телефонной и громко говорящей связью и другие требования "Правил пожарной безопасности в Украине", м) Выполнять требования по безопасной эксплуатации АЭС согласно отраслевого нормативного акта "Правила технической эксплуатации и охраны труда на стационарных, контейнерных и передвижных АЗС". н) Контролировать состояние воздушной среды на содержание взрывоопасных концентраций паров нефтепродуктов в смотровых колодцах, о) Производить своевременную зачистку резервуаров от пирофорных отложений.
п) Соблюдать чистоту на территории АЗС.
р) О производственных неполадках и принятых мерах старший оператор сообщает начальнику АЗС.
З.Сценарий возникновения и развития возможных аварий. Анализ причин и условий возникновения и развитии аварий.
События, способные привести к возникновению аварии (нарушение герметичности технологической системы, выход опасного вещества в окружающее пространство) могут быть разделены на две основные группы:
События 1-ой группы
- события, которые могут привести
к нарушению нормального технол
События 2 -ой группы - аварийные ситуации нарушения нормального технологического режима или состояния оборудования, приводящие к тому, что герметичность технологической системы может быть нарушена. Например: переполнение резервуаров, баков автотранспорта; эксплуатация негерметичного насоса топливораздаточной колонки; включение в работу негерметичных участков трубопровода; работы с искрящим инструментом и т.д.
Эти события предшествуют
разгерметизации
АВАРИЯ уровня А - авария, развитие которой не выходит за пределы рассматриваемого технологического блока.
АВАРИЯ уровня Б - авария, развитие которой выходит за пределы рассматриваемого технологического блока, но ограничена территорией АЭС.
АВАРИЯ уровня В - авария, развитие которой выходит за пределы, ограниченной территорией АЭС.
Сценарии возникновения
и развития возможных аварий приведены
в карточках опасности
Главная задача обслуживающего персонала на первой стадии - предупредить аварию, т.е. выявить опасное событие, идентифицировать причину и потенциальную опасность, выполнить в необходимой последовательности в минимально возможные сроки действия по переводу технологической системы в устойчивое и безопасное состояние. При своевременных и правильных действиях обслуживающего персонала и срабатывании систем защиты авария может быть предотвращена. Перевод системы в безопасное состояние может осуществляться:
1). Без остановки технологического процесса:
-с использованием резерва;
-с ручным
регулированием отдельных
- с изменением производительности АЗС.
2). С остановкой технологического процесса :
- с остановкой
отдельных функциональных
- полная остановка в нормальном или аварийном режиме. f На второй стадии, при нарушении герметичности системы, перед обслуживающим персоналом стоит двойная задача:
-Для уменьшения
количества опасного вещества
в выбросе - оперативно отключить
поврежденный участок (
-Выполнить необходимые
действия по сохранению
10
Дальнейшее развитие аварии в зависимости от состава, количества и места аварии может идти таким образом:
1. При разгерметизации с выбросом жидкой фазы может сопровождаться:
• возникновением пожара пролива при наличии источника зажигания в непосредственной близости от места разгерметизации;
• испарением жидкости и образованием пожаровзрывоопасного облака с последующим продвижением его по территории предприятия (АЭС), горением при встрече с источником зажигания, взрывом;
• образованием токсичного облака из исходных продуктов и продуктов горения.
2. Разрушением
оборудования, сооружений, зданий при
попадании их в зону действия
поражающих факторов и
3. Взрыв паро-воздушной
среды или самовозгорание
Для АЭС характерны следующие виды аварий:
-Пожар пролива - горение проливов жидких продуктов - диффузионное горение паров ЛВЖ и ГЖ в воздухе над поверхностью жидкости.
-Огненный шар - диффузионное горение плотных, слабо смешанных с воздухом парогазовых облаков с поверхности облаков в открытом пространстве.
-Взрыв - детонационное горение - сгорание предварительно перемешанных газо- или паро-воздушных облаков со сверхзвуковыми скоростями в открытом пространстве или в замкнутом объеме.
-Хлопок - вспышка, волна пламени, сгорание предварительно перемешанных газо- или паро-воздушных облаков с дозвуковыми скоростями в открытом или замкнутом пространстве.
Наибольшую опасность для людей и материальных ценностей представляют поражающие факторы взрыва и огненных шаров:
- загорание автомобиля
у топливораздаточной колонки;
взрыв бензобака автомобиля; загорание
топливораздаточной колонки;
1.4.Оценка поражающих факторов опасности АЭС.
К поражающим факторам при авариях на АЭС относятся:
- поражающий фактор избыточного давления на фронте падающей ударной вголны при взрывах;
- интенсивность теплового излучения пожара пролива и огненных шаров;
- воздействие
токсичных продуктов горения. 1.4.1.
Энергетические показатели
- Общий энергетический потенциал АЭС - (Е), характеризующийся суммой энергий адиабатического расширения парогазовой.. фазы, полного сгорания имеющихся и образующихся из жидкости паров за счет внутренней и внешней энергии при аварийном раскрытии оборудовании, кДж.
- Общая масса горючих паров взрывоопасного парогазового облака (т) приведенная к единой удельной энергии сгорания, кг.
- Относительный
энергетический потенциал
гического блока. <•
На АЭС из суммы энергий основное значение имеет энергия сгорания парогазовой фазы - ПГФ, образующаяся из пролитой на твердую поверхность жидкой фазы (ЖФ), за счет теплоотдачи от окружающей среды.
E=G-q, кДж
где:
Е - энергия сгорания парогазовой фазы, кДж;
G - масса ЖФ, испарившаяся
за счет теплопередачи от
q - удельная теплота сгорания ПГФ, кДж/кг.
О=т„-Р ж -т„, кг где:
т и - интенсивность испарения, кг/(с-м 2 ); Р ж - площадь испаряющейся жидкости, м 2 ;
т и - время контакта жидкости с поверхностью розлива принимаемое в расчет, сек.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ. [3, с. 63]
Наименование блока |
Энергетический потенциал, Е,МДж |
Приведенная критическая масса, кг |
Относительный энергетический, потенци- |
Категория опасности |
Радиус возможных зон разрушения в блоках, м |
|
|
|
ал, qb |
|
|
Блок №1 Бензовоз |
20175,6 |
438,6 |
16,46 |
Щ |
8,74 |
Блок №2 |
|
|
|
|
|
Резервуары с нефтепродуктами |
2709 |
58,89 |
8,43 |
ш |
2,39 |
Блок №3 |
|
|
|
|
|
Топливораздаточ-ные колонки |
7740 |
168,3 |
11,96 |
ш |
4,37 |
12
В результате расчетов критериев опасности все блоки АЭС относятся к III категории опасности с приведенными в таблице радиусами возможных зон разрушений в блоках.
1.4.2. Критериями
поражающих факторов пожаров
пролива и огненных шаров
где: f
E f - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м ;
F q - угловой коэффициент облученности;
т - коэффициент пропускания атмосферы.
Степень травмирования
(степень воздействия
г=Кл/Р п
где:
г - расстояние от фронта пламени до объекта, м;
R - коэффициент
зависящий от критической
пламени; F n - площадь пожара, м 2 .
Поражение людей тепловым излучением.
Степень травмирования |
Интенсивность теплового ния q KD , кВт/м 2 |
излуче- |
Ожоги III степени |
49 | |
Ожоги II степени |
27,4 | |
Ожоги I степени |
9,6 | |
Болевой порог (болезненные ощущения на коже и слизистой оболочке) |
1,4 ? |
1.4.3. Опасными
факторами пожара, воздействующими
на людей, также являются токси
13 1.5 РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ОПАСНОСТИ АЗС.
Технологическая схема АЗС состоит из трех стадий :
стадии приема нефтепродуктов из бензовозов в подземные резервуары;
стадии хранения нефтепродуктов в резервуарах до момента их перекачивания через топливораздаточные колонки для заправки авто-транспортно^ техники;
стадии заправки нефтепродуктами из подземных резервуаров автотранспортной техники через тошшвораздаточные колонки. Для выполнения расчетов критериев поражающих факторов опасности АЗС
технологическую схему АЗС можно разделить на три функциональных блока,
каждый из которых отвечает соответствующей стадии
БЛОК № 1 - бензовоз, площадь поддона - 40,5м 2 .
БЛОК № 2 - подземные резервуары, площадь поддонов - 25м 2 каждого.
БЛОК № 3 - топливораздаточные колонки 3 шт. - площадь свободного разлития.
В качестве опасных значений поражающих факторов для АЗС принимаются: избыточное давление на фронте падающей ударной волны в результате взрыва, интенсивность теплового излучения пожара пролива и огненного шара.
1. ДЛЯ ВЗРЫВОВ.
1.1.Для оценки
возможных разрушений
1.2.Для оценки возможных разрушений зданий на территории АЗС избыточное давление на фронте падающей ударной волны более 40 кПа, вызывающей сильные разрушения, которые могут привести к травмированию находящихся в них людей.
КЗ.Для оценки
поражения людей при
волны - избыточное давление на фронте
падающей ударной волны более 20
кПа, вызывающие легкую травму и контузию.
*
1.4.Для оценки
возможности разрушения
1.5.Для оценки
возможности разрушения остекле
2.Для пожаров
2.1. Для оценки
возможности травмирования
2.2. Для оценки воздействия на оборудование - площадь очага горения и время горения (для свободного разлива на поверхности слоем 5 см.), диаметр и время горения огненного шара, т.к. объекты, попадающие непосредственно в зону горения, как правило, получают сильные повреждения.
Результаты расчетов зон воздействия поражающих факторов для наиболее неблагоприятных вариантов аварии по всем технологическим блокам приведены в таблицах.
Таблица 1.2; таблица 1.3; таблица 1.4: таблица 1.5; таблица 1.6, рисунки (приложение № 1);
Характеристика взрывов
№ блока |
Оборудование и место разгерметизации |
м, (кг) ПГФ |
Радиус изобар (м) избыточного давления на фронте падающей ударной волны | |||||
100 кПа |
бОкПа |
40кПа |
20кПа |
ЮкПа |
5кПа | |||
1 |
Бензовоз |
118,1 |
3,42 |
5,9 |
7,61 |
18,09 |
33,57 |
44,1 |
2 |
Резервуары с нефтепродуктами |
63 |
2,39 |
4,13 |
5,33 |
12,66 |
23,5 |
30,87 |
3 |
Топливоразда-точные колонки |
180 |
4,37 |
7,53 |
9,73 |
23,12 |
42,9 |
56,35 |
Примечание: |
- Авотономная загрузка путецй провода
- АВС - анализ, XYZ – анализ
- Автобиография Бенджамина Франклина. Контент-анализ
- Автобусный туризм в России
- Автокредит
- Автокредит как банковский продукт в ОАО «Сбербанк»
- Автокредитование
- А.Байтұрсыновтың тілді оқыту әдістемесіне қосқан үлесі
- Аббревиальная лексика
- Аббревиация как способ словообразования во французском языке (на материале языка современной прессы)
- Абсолютно-безусловные виды освобождения от уголовного наказания и проблемы их совершенствования
- Абсолютно-безусловные виды освобождения от уголовного наказания и проблемы их совершенствования
- Абсорбция сероводородосодержащих газов 13%ым раствором моноэтаноламина
- Абсурд в понимании Эжена Ионеско