Локализация аварий при эксплуатации резервуарови трубопроводов с сжиженным углеводородным газом

Локализация аварий при эксплуатации резервуаров и трубопроводов с сжиженным углеводородным газом Калинин П. В.1, Силантьев С. П.2, Бяхтыгареев Р. Г.3

1Калинин Павел Владимирович /Kalinin Pavel Vladimirovich - руководитель экспертного

центра, начальник отдела;

2Силантьев Сергей Петрович /Silant'ev Sergej Petrovich - начальник лаборатории неразрушающего контроля, заместитель начальника отдела, отдел технической экспертизы и неразрушающего контроля;

3Бяхтыгареев Ринат Галимдженович /Bjahtygareev Rinat Galimdzhenovich - инженер-эксперт,

ЗАО «Промсервис», г. Димитровград

Аннотация: выявлены источники аварийных ситуаций на объектах с сжиженным углеводородным газом. Разработаны предложения по организации средств подавления распространения топливно-воздушной смеси на основе завес различных типов.

Ключевые слова: сжиженный углеводородный газ, завесы.

В настоящее время продолжает возрастать применение сжиженных углеводородных газов (далее СУГ) в различных областях технологического производства. Необходимо отметить, что использование СУГ при обустройстве систем газоснабжения ведет к экстенциональному росту опасных производственных объектов (далее ОПО). Одним из преимуществ в пользу выбора его использования является и менее вредные выбросы для окружающей среды при сжигании.

В соответствии с федеральными нормами и правилами [1] СУГ - это технологическая среда, включающая углеводородный газ, который при температуре окружающей среды ниже 20 °C или давлении выше 100 кПа, или при совместном действии этих условий обращается в жидкость.

Ранее отечественными специалистами отмечено, что по уровню пожаровзрывоопасности сжиженные углеводородные топлива превосходят обычные (бензин, керосин) в несколько десятков раз [2]. В работах отмечено, что при аварийных разливах и выбросах сжиженных и криогенных горючих газов появляются дополнительные по сравнению с легко воспламеняющимися жидкостями опасные явления, которые связанны в первую очередь с образованием топливовоздушной смеси (далее ТВС). В свою очередь вероятное образование ТВС может привести к возникновению на ОПО опасных поражающих факторов, таких как: интенсивность теплового излучения от пожара-вспышки и огненного шара, поражение ударной волны или к их комбинации. Кроме того, из-за эксплуатации СУГ под избыточным давлением 1,6 МПа, аварии на ОПО могут сопровождаться образованием факелов при струйном горении.

Поэтому, как показывает практика, в большинстве случаев для локализации и ликвидации последствий аварий требуется привлечение большого достаточного количества сил и средств. Согласно рекомендациям [3], основной трудностью при тушении пожаров сжиженных газов является борьба с загазованностью и повторным воспламенением. Однако средства пожаротушения не устраняют опасности образования пожаровзрывоопасных облаков и повторного воспламенения. Образование загазованных зон опасно и тем, что облако ТВС может перемещаться по территории ОПО, а вероятность повторного воспламенения тем самым подвергает опасности силы и средства для локализации аварии (личный состав и технику АСФ и ПЧ).

Исходя из вышесказанного тушение горящего СУГ допускается при следующих условиях [4]:

- создалась критическая обстановка, при которой продолжение горения может привести к катастрофе и стихийному характеру развития пожара;

- обеспечены меры безопасности, исключающие образование зон взрывоопасных концентраций паров продукта с воздухом и повторное воспламенение.

Следовательно, одной из главных задач при ликвидации аварии при разрушении или частичной разгерметизации резервуаров и трубопроводов с сжиженным углеводородным газом является локализация облака ТВС.

Однако, как показывает, практика, для этого используются либо стволы с насадками-распылителями, либо специально переоборудованные брандспойты, либо турбинные и веерные распылители. При этом в рассмотренных литературных источниках отсутствуют данные по экспериментальным исследованиям эффективности применения этих средств для борьбы с распространением ТВС.

Одним из средств, снижающих негативные последствия выброса и испарения сжиженных токсичных и пожаровзрывоопасных газов в атмосферу, является установка на пути их распространения специальных устройств, создающих завесы различных типов.

Например, механизм действия водяной завесы основан на следующих принципах. При взаимодействии водяных струйных завес с парогазовоздушным облаком сжиженного газа имеет место сложный многофазный процесс рассеивания:

- за счет разбавления парогазовой смеси воздухом, захватываемым водяными струями;

- за счет изменения направления движения облака потоком захватываемого воздуха и струями воды и перемещения его на высоту, превышающую вертикальные размеры завесы;

- за счет нагрева парового облака;

- за счет частичного поглощения (связывания) парогазовой фазы путем ее растворения в мелкодисперсных каплях.

В результате экспериментальных исследований установлены следующие параметры водяной завесы, оптимальной для подавления распространения и воздействия поражающих факторов воспламенившейся ТВС.

Рассмотрим механизм защиты тепловой завесы, который состоит из комплексного воздействия нескольких факторов:

• теплый воздух, нагнетаемый снизу в верх, нагревает холодное и тяжелое облако опасного вещества, понижая его плотность и усиливая способность к смешению с воздухом;

• восходящий поток воздуха поднимает к верху опасное вещество, освобождая приземное пространство от его присутствия;

• наконец, обладая высокими параметрами турбулентности, воздушный напор интенсивно смешивает токсичную примесь с окружающим воздухом, понижая концентрацию опасного вещества до безопасных пределов.

Применение завес различных типов при правильном их расположении на объектах, использующих сжиженные углеводородные газы, позволяет существенно повысить безопасность объектов и локализовать утечки СУГ до образования взрывоопасных концентраций ТВС.

Литература

1. «Руководства по безопасности для складов сжиженных углеводородных газов и легковоспламеняющихся жидкостей под давлением» утв. Приказом Ростехнадзора от 26.12.2012 N 778.

2. Безопасность труда в промышленности. - 1998, № 11. - С. 22-24.

3. Рекомендации по проектированию стационарных установок пожарной защиты технологического оборудования газоперерабатывающих заводов. М., ВНИИПО, 1977, 18 с.

4. Временные рекомендации по тушению пожаров на объектах переработки и хранения сжиженных газов с помощью передвижной пожарной техники. М., ВНИИПО, 1975, 33 с.

Показатели надежности восстанавливаемых и невосстанавливаемых элементов паровых котлов и котлового оборудования

12 3

Бородай Е. В. , Авилов М. Ю. , Спорыхин Н. Д.

1Бородай Евгений Владимирович /Borodaj Evgenij У1аЖт1гоу1ск - инженер-испытатель,

испытательная лаборатория;

2Авилов Михаил Юрьевич /ауноу Млай Yur'evich - заместитель начальника, управление прочностных исследований и технической диагностики;

3Спорыхин Николай Дмитриевич /Sporyhin №Ыа] Dmitrievich - начальник лаборатории, лаборатория неразрушающего контроля и технической диагностики, Межрегиональное общественное учреждение Институт инженерной физики, г. Серпухов, Московская область

Аннотация: в статье рассмотрены вопросы, связанные с анализом технического состояния и показателей надежности конструктивных элементов паровых котлов и котлового оборудования. Формирование условий и разработка комплекса мероприятий для обеспечения промышленной безопасности технологических процессов с использованием паровых котлов и элементов котлового оборудования представляется приоритетной и актуальной задачей.

Ключевые слова: показатели надежности, паровые котлы и оборудование, техническая система, отказ технической системы, вероятность отказа, аварийные факторы.

Современная котельная установка является сложным технологическим сооружением (системой), в которой производится процесс формирования пара (значение давления пара выше атмосферного) или горячей воды методом сжигания твердого и жидкого топлива [1].

Наиболее важными объектами народного хозяйства (промышленности), в которых применяются паровые котлы, являются энергоблоки тепловых электрических станций (ТЭС) и теплоцентрали промышленных предприятий.

Паровые котлы и котловое оборудование ТЭС (комплекс оборудования, система оборудования или составной элемент системы оборудования), установленное для производства заданных технологических процессов, характеризуется особенностями, присущими сложным техническим системам [2]:

- наличием единой цели (эффективность и безопасность производства установленных технологических процессов);

- управляемостью системы, имеющей иерархическую структуру;

- взаимосвязью подсистем, имеющих в своей структуре значительное количество взаимодействующих элементов;

- наличием интенсивных потоков информации;

- уязвимостью при воздействии случайных факторов и наличием черт самоорганизации, т.е. способности за счет изменения своих свойств вернуться из нарушенного состояния в устойчивое положение.

Основным критерием функционирования (эксплуатации) паровых котлов и котлового оборудования любой конструктивной реализации является «надежность» — это свойство рассматриваемого технического устройства сохранять в