Влияние испарения нефтепродуктов при осуществлении сливо-наливных операций в резервуарах хранения на величины пожарных рисков

очищающие средства. Мази по своему назначению делятся на две группы:

1) для защиты от жиров и масел, нефтепродуктов, растворителей, лаков, смол, различных углеводородов и органических веществ;

2) для защиты от воды, водомасляных эмульсий, водных растворов кислот, щелочей, солей и других веществ.

Мази первой группы - гидрофильные вещества, легко смачиваемые водой и растворимые в ней. К ним относятся: паста ХИОТ-6, мазь Селисского, пленкообразующие гидрофильные мази («невидимые перчатки»), паста ИЭР-1 института им. Эрисмана, мазь «Миколан».

Мази второй группы содержат в основном гидрофобные вещества и защищают кожу от водных растворов вредных различных веществ. К ним относятся: цинкостеаратная мазь № 1 Селисского и ее модификация - мазь № 2, паста Чумакова, паста ИЭР-2, кашалотная мазь, защитный силиконовый крем для рук.

Применяются также синтетические моющие вещества (детергенты), имеющие ряд преимуществ перед мылом. Они отличаются высокими смачивающими, эмульгирующими и моющими свойствами и устойчивостью к кислотам и жесткой воде.

Очистка кожи от органических красителей и пигментов производится специальными составами.

Таким образом, на всех работах, связанных с пребыванием в условиях с повышенными концентрациями загрязняющих веществ, а также в случаях, вызываемых соображениями общественной гигиены, рабочим выдаются за счет предприятия специальная одежда и средства индивидуальной защиты (СИЗ).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гражданкин А.И. Особенности обеспечения промышленной безопасности при эксплуатации опасных производственных объектов в современных условиях. Безопасность труда в промышленности. 2007. №2. С. 12-27.

2. Гринин А.С. Экологическая безопасность. Защита территории и населения в чрезвычайных ситуациях - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. - 336 с.

3. Колесников Е.Ю., Теляков Э.Ш. О роли методологии анализа риска в управлении пожарной и промышленной безопасностью // Вестник Казанского технологического университета. — 2015. — Т. 18. — № 1. — С. 285-287.

4. Петров С.В. Опасные ситуации техногенного характера и защита от них: учеб. пособие / С.В. Петров, В.А. Макашев. - М.: ЭНАС, 2008. - 224 с.

УДК 614.841.2.001.5

С.А. Шевцов, Д.В. Каргашилов, В.С. Цаценко

Воронежский институт - филиал ФГБОУ ВО Ивановской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России.

ВЛИЯНИЕ ИСПАРЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ СЛИВО-НАЛИВНЫХ ОПЕРАЦИЙ В РЕЗЕРВУАРАХ ХРАНЕНИЯ НА ВЕЛИЧИНЫ ПОЖАРНЫХ РИСКОВ

В статье приводится обоснование высокой пожарной опасности сливо-наливных операций в резервуарах хранения нефтепродуктов из-за их испаряемости. Рассматриваются примеры пожаров на производственных объектах, причиной которых стало нарушение требований пожарной безопасности при осуществлении «больших дыханий» резервуаров с нефтепродуктом. Изучен поход к анализу пожарной опасности резервуара хранения

нефтепродуктов на действующих производственных объектах при расчете величин пожарного риска. Предложено дерево событий возникновения и развития пожароопасных ситуаций на резервуаре с нефтепродуктом, отвечающее реальным производственным условиям работы. Сделан вывод о необходимости учета пожароопасных ситуаций, связанных с «большими дыханиями» резервуаров для получения корректных расчетных значений пожарного риска.

Ключевые слова: пожарная безопасность, «большое дыхание», резервуар с нефтепродуктом, пожарная опасность сливо-наливных операций, дерево событий, пожарный риск.

S.A. Shevtsov, D.V. Kargashilov, V.S. Tsatsenko

THE IMPACT OF EVAPORATION OF OIL PRODUCTS AT IMPLEMENTATION OF DRAIN AND BULK OPERATIONS IN STORAGE TANKS AT SIZES OF FIRE RISKS

In article are given justification of high fire hazard of drain and bulk operations in tanks of storage of oil products because of their evaporability. Examples of the fires on production objects which reason was a violation of fire safety requirements at implementation of "big breath" of tanks with oil product are reviewed. The campaign to the analysis of fire hazard of the tank of storage of oil products on the operating production objects when calculating sizes of fire risk is studied. The tree of events of emergence and development of fire-dangerous situations on the tank with oil product answering to real working conditions of work is offered. The conclusion on need of accounting of the fire-dangerous situations connected with "big breath " of tanks for receiving correct calculated values of fire risk is drawn.

Keywords: fire safety, "big breath", the tank with oil product, fire hazard of drain and bulk operations, a tree of events, fire risk.

Известный факт, что одной из ключевых причин возникновения взрывопожароопасных ситуаций на предприятиях хранения и переработки нефтепродуктов является воспламенение нефтепаровоздушных взрывоопасных концентраций (ВОК), образующихся в результате испаряемости нефти [1, 2].

Многочисленные статистические данные о пожарах на резервуарах хранения, как на нефтебазах, так и на АЗС, показывают, что одной из основных причин возгораний является нарушение правил безопасности при осуществлении сливо-наливных операций, когда нефтепродукт находится в движении, а смесь паров бензина и воздуха приобретает взрывопожароопасные концентрации [3].

При длительном хранении нефтепродукта в резервуарах устанавливается термодинамическое равновесие, при котором концентрация паров, как правило, находится на уровне выше верхнего концентрационного передела распространения пламени. Потери бензина и незначительное изменение концентрации паров нефтепродукта будут связаны лишь с «малыми дыханиями» резервуара из-за суточных колебаний температуры окружающей среды, но, как правило, это не приводит к пожароопасным ситуациям (рис. 1а).

а)

длительное хранение

нефтепродукта, жидкость находится в состоянии покоя, взрывоопасной зоны не образуется

б)

Заполнение пустого

резервуара, образование взрывоопасной зоны снаружи резервуара

в)

Опорожнение резервуара, образование взрывоопасной зоны внутри резервуара

Рис. 1. Пожарная опасность резервуара для хранения нефтепродукта при его нормальной

эксплуатации

В этих условиях к пожару может привести, например, локальная разгерметизация резервуара, его полное разрушение или внешнее воздействие от эскалации пожара на соседнем оборудовании, но это уже не является штатной ситуацией.

Ситуация кардинальным образом меняется при движении нефтепродукта -осуществлении сливо-наливных операций. «Большое дыхание» резервуара приведет к быстрому образованию горючей среды, а наличие прочих условий зажигания вызовет взрыв или пожар.

Заполнение пустого резервуара типа РВС инициирует многократное увеличение эмиссии паров бензина через дыхательную арматуру в окружающее пространство. С учетом интенсивного наполнения резервуара этот процесс можно рассматривать как моментальный выброс паровоздушной смеси. В результате вблизи резервуара при соответствующих погодных условиях может образоваться облако взрывопожароопасной концентрации, а наличие источника зажигания приведет к неминуемому взрыву или пожару (рис. 1б) [4, 5].

Опорожнение резервуара с нефтепродуктом сопровождается заполнением его свободный объем воздухом, поступающим извне через дыхательный клапан. Это может привести к снижению концентрации паровоздушной смеси внутри резервуара ниже верхнего концентрационного предела распространения пламени и воспламенению взрывоопасной концентрации от случайного источника зажигания. В результате произойдет подрыв крыши и горение жидкости по всей поверхности резервуара (рис. 1в) [5].

Один из последних пожаров произошел на нефтебазе в Усть-Куте в августе 2017 года, где загорелся резервуар с пятью тоннами нефти. Причиной пожара явилось нарушение правил безопасности при откачке топлива из резервуара. Существовала вероятность распространения пожара на другие резервуары. Благодаря автоматически сработавшей системе орошения и оперативным действиям спасателей огонь удалось остановить. В результате пожара пострадали 3 работника предприятия. Для ликвидации пожара привлекались 16 человек личного состава и 4 единицы техники (рис. 2) [6].

Рис. 2. Пожар на нефтебазе в Усть-Куте. 11 августа 2017 года

22 марта 2017 года в г. Камне-на-Оби Алтайского края произошел пожар на автозаправочной станции. Хронология событий была следующей (рис. 3) [7].

На автозаправку прибыл большой бензовоз с бензином емкостью более 52000 литров, и встал под разгрузку. Начался слив топлива, который проводили водитель бензовоза и рабочий автозаправки. Рядом находилось еще два представителя АЗС.

При сливе бензина из автоцистерны в резервуар произошло возгорание топлива. Работники объекта пытались воспользоваться первичными средствами тушения, но раздался взрыв раскаленного топлива. Взрывной волной четверых человек, находящихся рядом, отбросило от эпицентра взрыва в разные стороны. Одного из рабочих, получившего сильные ожоги увезла карета скорой помощи. После взрыва пламя охватило бензовоз и растекшийся бензин.

Рис. 3. Тушение и последствия пожара на АЗС в г. Камне-на-Оби Алтайского края,

22.03.2017

В результате пожара бензовоз сгорел полностью. Кроме того, горел расположенный на территории АЗС гараж, т. к. в него попали розливы бензина. Сгорели два находившихся в гараже частных легковых автомобиля. Серьезно пострадал один человек.

Одной из очевидных версий случившегося ЧП является нарушение требований пожарной безопасности при сливе (наливе) ГСМ.

Примеры пожаров и факты пожарной опасности «больших дыханий» резервуаров, показывают на то, что они должны быть обязательно учтены при анализе пожарной опасности подобных объектов.

Важнейшим условием эксплуатации объекта защиты является соответствие пожарных рисков допустимым значениям, установленных Федеральным законом РФ от 10.06.2012г. № 123-Ф3 [8].

При этом расчетное значение пожарного риска должно учитывать все возможные

сценарии возникновения и развития пожаров, влекущих за собой гибель людей, т.к. это будет оказывать существенное влияние на достоверность результатов расчета, а значит и на подход к обеспечению пожарной безопасности хранилищ нефтепродуктов и предприятий по переработке углеводородов.

Кроме того, методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах (приказ МЧС России от 10.07.2009 № 404) предусматривает проведение анализа и определение перечня пожароопасных аварийных ситуаций и параметров для каждого технологического процесса [9].

Вызывает интерес, как учитываются пожароопасные ситуации, связанные с «большим дыханием» резервуара, при расчете пожарного риска.

Так, например, в одном из изданий, на котором базируются многие современные расчеты пожарного риска для реальных объектов [10], приводится типовое дерево событий возникновения и развития пожароопасной ситуации на технологическом оборудовании 1 -го аппарата с ЛВЖ (рис. 4). Мы видим, что здесь, учитываются только те сценарии возникновения и развития пожаров, которые связаны с образованием локальных отверстий и полным разрушением резервуара, т.е. разгерметизацией резервуара.

Рис. 4. Типовое дерево событий возникновения и развития пожароопасной ситуации на технологическом оборудовании (1-ом резервуаре) с ЛВЖ

В качестве рекомендации для полного описания сценариев, добавляется лишь внешнее воздействие очага пожара, как представлено на дереве событий, рассмотренного в другой работе [11] (рис. 5).

Qk

25 100 КР

бмгн

11

1 6

0сд

2 7 12

0шт

Qca

QlJOCJl 3 8 13

QMCH 0шт

4 9 14

бпосл

5 10 15

Q»

16

Рис. 5. Логические деревья событий с указанием номеров сценариев возникновения и развития пожароопасных ситуаций, связанных с разгерметизацией резервуара с бензином и

вследствие внешнего воздействия очага пожара: Qab - частота разгерметизации резервуара с последующим проливом бензина; QMra -условная вероятность мгновенного воспламенения бензина; Qnoc.- условная вероятность последующего воспламенения бензина при отсутствии мгновенного воспламенения; QmT-максимальная повторяемость штиля на территории расположения объекта; Qo^ - условная вероятность сгорания облака с образованием избыточного давления при образовании взрывоопасной зоны и ее последующего воспламенения; QB030m - частота внешнего воздействия опасных факторов пожара, приводящего к реализации огненного шара; Q -условная вероятность обратного события; 25 - сценарии, связанные с аварией резервуара с образованием отверстия истечения 25 мм; 100 - сценарии, связанные с аварией резервуара с образованием отверстия истечения 100 мм; КР - сценарии, связанные с квазимгновенным

разрушением резервуара

Рис. 6. Логические деревья событий возникновения и развития пожароопасных ситуаций на резервуаре с нефтепродуктом, эксплуатируемого в составе действующего предприятия: Qab - частота разгерметизации резервуара с последующим проливом нефтепродукта; QMrH - условная вероятность мгновенного воспламенения нефтепродукта; Qnoc.n - условная вероятность последующего воспламенения нефтепродукта при отсутствии мгновенного воспламенения; Q^ - максимальная повторяемость штиля на территории расположения объекта; Q^ - условная вероятность сгорания облака с образованием избыточного давления при создании взрывоопасной зоны и ее последующим воспламенением; QB03.crn - частота внешнего воздействия опасных факторов пожара, приводящего к реализации огненного шара; QBbrnP - условная вероятность выброса паровоздушной смеси из резервуара с нефтепродуктом, приводящего к образованию ВОК; QroCH - условная вероятность возникновения источника зажигания снаружи резервуара с нефтепродуктом; QB3P - условная вероятность взрыва облака паровоздушной смеси; QBcn - условная вероятность сгорания паровоздушного облака в режиме пожара-вспышки; QBCKBH - условная вероятность образования ВОК внутри резервуара с нефтепродуктом; Qro™ - условная вероятность возникновения источника зажигания внутри резервуара с нефтепродуктом; Q - условная вероятность обратного события; 25 - сценарии, связанные с аварией резервуара с образованием отверстия истечения 25 мм; 100 - сценарии, связанные с аварией резервуара с образованием отверстия истечения 100 мм; ПР - сценарии, связанные с полным

разрушением резервуара

Такую же закономерность можно проследить и в большинстве работ, посвященных анализу возникновения пожароопасных ситуаций на резервуарах для хранения нефтепродуктов.

Но такой подход, может быть, применим только для резервуаров, нефтепродукты в

которых хранятся стационарно в течение достаточно длительного времени (более года), что при современных режимах работы нефтебаз или автозаправочных станций представляется маловероятным. В реальных условиях пожароопасные ситуации, возникающие в результате сливо-наливных операций на резервуарах с нефтепродуктами, могут представлять наибольшую опасность, в сравнении с пожароопасными ситуациями, связанными с разгерметизацией резервуаров.

Для устранения вышеуказанных противоречий нами было предложено дерево событий возникновения и развития пожароопасной ситуации на резервуаре с нефтепродуктом, отвечающее реальным производственным условиям работы в рамках действующего предприятия (рис. 6) [12].

Помимо событий, приводящих к пожароопасным ситуациям, связанных с разгерметизацией резервуара и воздействию на него внешнего очага пожара, нами добавлено:

- дерево событий, которое соответствуют возникновению пожароопасных ситуаций из-за наполнения резервуара,

- и дерево событий, которое соответствуют возникновению пожароопасных ситуаций из-за опорожнения резервуара.

Мы видим, что итогом этих событий, может стать взрыв паровоздушного облака или пожар вспышка и подрыв крыши, с последующим горением всей поверхности жидкости в резервуаре.

Для продолжения исследования влияния сливо-наливных операций на пожарную опасность резервуара с нефтепродуктом, используя данные деревья событий, нами было посчитано значение индивидуального пожарного риска для оператора резервуарного парка, обслуживающего резервуар РВС-3000 на действующей нефтебазе [13].

Результаты расчетов показали, что пожароопасные сценарии, связанные с «большими дыханиями» резервуара составляют приблизительно 68 % от общей величины пожарного риска.

Столь высокая составляющая этих сценариев в общей доли пожарного риска, доказывает многочисленные статистические данные о пожарах и подтверждает высокую пожарную опасность сливо-наливных операций на резервуарах с нефтепродуктом.

Игнорирование этих сценариев, может влиять на попадание расчетного значения пожарного риска в область допустимых значений. Это приведет к тому, что объект будет считаться соответствующим требованиям пожарной безопасности не правомерно. Должны быть учтены ВСЕ аварийные ситуации или параметры технологических процессов, приводящие к пожарам и взрывам. Только в этом случае расчет пожарного риска можно считать корректным, а выводы о соответствии объекта защиты требованиям пожарной безопасности законными.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шевцов С.А., Каргашилов Д.В., Потеха С.В., Быков И.А. Оценка пожарной опасности «больших дыханий» наземных резервуаров для хранения нефтепродуктов численными методами [Текст] // Пожаровзрывобезопасность. - 2017. № 1 - С. 43-51.

2. Шевцов С.А., Каргашилов Д.В., Потеха С.В. Об экономической целесообразности применения современных средств обеспечения пожарной и промышленной безопасности объектов хранения нефтепродуктов [Текст] // Актуальные вопросы совершенствования инженерных систем обеспечения пожарной безопасности объектов: материалы IV Всероссийской научно-практической конференции, посвященной Году гражданской обороны, Иваново, 18 апреля 2017 г. - Иваново: ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, - 2017. - С. 265-270.

3. Тимофеева С.С., Фурманова С.С. Анализ пожарной опасности на

автозаправочных станциях России и Иркутской области [Текст] // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2012. № 8 - С. 55-60.

4. Шевцов С.А., Каргашилов Д.В., Потеха С.В., Быков И.А. Оценка пожарной опасности «больших дыханий» наземных резервуаров для хранения нефтепродуктов численными методами [Текст] // Пожаровзрывобезопасность. - 2017. № 1 - С. 43-51.

5. Шевцов С.А., Каргашилов Д.В., Еськова Н.В., Балтабаев Д.Р. Комплексный анализ возникновения и развития пожароопасных ситуаций для резервуара хранения светлых нефтепродуктов на действующей нефтебазе [Текст] // Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций: материалы VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 20 декекабря 2018 г.-Воронежский институт - филиал ФГБОУ ВО Ивановской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России. - Воронеж, 2018. - С. 780-783.

6. Пожар в г. Усть-Куте [Электронный ресурс] / Главное управление МЧС России по Иркутской области. Доступ от 01.04.2019 г. [URL: http://38.mchs.gov.ru/operationalpage/operational/item/5697485/].

7. В Камне-на-Оби ликвидирован пожар на АЗС. Подробности. Последствия. [Электронный ресурс] / Информационный портал Каменского района. Доступ от 01.04.2019 г. [URL: http://izvestiy-kamen.ru/2017/03/23/v-kamne-na-obi-likvidirovan-pozhar-na-azs-podrobnosti-posledstviya-foto/].

8. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности [Электронный ресурс]: Федер. закон Рос. Федерации от 22 июля 2008 г. № 123-Ф3: принят Гос. Думой Федер. Собр. Рос. Федерации 4 июля 2008 г.: одобр. Советом Федерации Собр. Рос. Федерации 11 июля 2008 г. (в ред. Федер. законов от 10.07.2012 N 117-ФЗ, от 02.07.2013 N 185-ФЗ, от 23.06.2014 N 160-ФЗ, от 13.07.2015 N 234-ФЗ. Доступ из справ.-правовой системы «Консультант Плюс».

9. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах [Электронный ресурс]: утв. Приказом МЧС России от 10 июля 2009 № 404: зарегистрировано в Минюсте России 17 авг. 2009 г. № 14541 (в ред. приказа МЧС России от 14.12.2010 N 649). Доступ из справ.-правовой системы «Консультант Плюс».

10. Гордиенко Д.М., Шебеко Ю.Н., Шебеко А.Ю. и др. Пособие по определению расчетных величин пожарного риска для производственных объектов. - М.: ВНИИПО, 2012. - 242 с.

11. Шевцов С.А., Каргашилов Д.В., Быков И.А. Анализ пожарного риска модульной автозаправочной станции [Электронный ресурс] // Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России, - 2017. - № 1. - С. 46-52. URL: http://vestnik.igps.ru/wp-content/uploads/V91/6.pdf (дата обращение: 01.04.2019).

12. Шевцов С.А., Гунько Я.Н., Хижниченко А.С., Быков И.А. Анализ пожароопасных ситуаций в резервуарах для хранения светлых нефтепродуктов [Текст] // Пожарная безопасность. - 2018. № 2 - С. 31-37.

13. ШевцовС.А., Быков И.А., Еськова Н.В., Владимиров Д.И., Балтабаев Д.Р. Оценка потенциального пожарного риска для оператора резервуарного парка от воздействия опасных факторов пожара [Текст] // Вестник Воронежского института ГПС МЧС России. 2018. № 2 (27). -С. 82-88.

Н.С. Шимон

КУВО «Гражданская оборона, защита населения и пожарная безопасность Воронежской области»

ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПРИ ПРОГНОЗИРОВАНИИ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИИ ЧС В ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ