Сравнительный анализ пожарных рисков при железнодорожных перевозках нефтепродуктов в Российской Федерации и европейском Союзе

БЕЗОПАСНОСТЬ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНЫХ И ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОЖАРНЫХ РИСКОВ ПРИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПЕРЕВОЗКАХ НЕФТЕПРОДУКТОВ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И ЕВРОПЕЙСКОМ СОЮЗЕ

Л.А. Королева, кандидат технических наук, доцент; С.А. Головин;

Г.Б. Свидзинская, кандидат химических наук, доцент. Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России

Рассмотрена роль железнодорожного транспорта при доставке нефтепродуктов. Представлена структура перевозок. Проведен сравнительный анализ пожарных рисков при обращении нефтепродуктов в Российской Федерации и странах Европейского Союза. Обоснована необходимость взаимодействия между странами в области обеспечения пожарной безопасности при транспортировке нефтепродуктов железнодорожным транспортом.

Ключевые слова: нефть, нефтепродукты, железнодорожный транспорт, пожар, взрыв, пожарный риск, таксономический анализ

COMPARATIVE ANALYSIS OF FIRE RISKS IN RAIL TRANSPORT OF PETROLEUM PRODUCTS IN THE RUSSIAN FEDERATION AND THE EUROPEAN UNION

L.A. Koroleva; S.A. Golovin; G.B. Svidzinskaya.

Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia

The role of railway transport in the delivery of petroleum products is considered. The structure of transportation is presented. The comparative analysis of fire risks at the transformation of petroleum products in the Russian Federation and the countries of the European Union is carried out. The necessity of interaction between the countries in the field of fire safety during transportation of petroleum products by rail is justified.

Keywords: oil, petroleum products, railway transport, fire, explosion, fire risk, taxonomy analysis

Неотъемлемой частью современного мира является нефть и нефтепродукты, которые применяются в различных отраслях промышленности и на транспорте. Актуальными остаются вопросы, связанные с доставкой таких грузов.

Одним из основных видов транспорта при перемещении нефти и нефтепродуктов остается железнодорожный, что обеспечивается его всесезонностью, достаточной скоростью, широкой географией доставки и возможностью перевозки значительных количеств.

С вводом в действие ряда нефтепроводов и ограничением объемов добычи связано снижение перевозок нефти железнодорожным транспортом в 2010-2016 гг. [1]. Однако в 2017 г. ОАО «РЖД» за счет активных тарифных мер и работы с грузоотправителями удалось минимизировать сокращение погрузки нефтеналивных грузов [2].

Доля нефтяных грузов в структуре перевозки и доходов на сети ОАО «РЖД» представлена на рис. 1.

40,0% 35,0% 30,0%% 25,0% 20,0% 15,0% 10,0% 5,0% 0,0%

34,6 %

19,9 %

Доля нефтяных грузов в структуре перевозки Доля нефтяных грузов в структуре дохода

Рис. 1. Доля нефтяных грузов в структуре перевозки и доходов ОАО «РЖД» [1]

Структура перевозки нефти и нефтепродуктов ОАО «РЖД» представлена на рис. 2.

Рис. 2. Структура перевозки нефти и нефтепродуктов ОАО «РЖД» [1]

По технологии собственных поездных формирований (СПФ) доля нефтяных грузов составляет более 14,5 % от общего объема перевозок железнодорожным транспортом [3]. Основной объем перевозок по технологии СПФ производится на экспорт.

С перевозкой нефтепродуктов связаны риски. Обеспечение безопасности функционирования железнодорожного транспорта рассматривается как одна из основных задач его развития [4]. Нефтяные грузы включены в перечень опасных грузов, транспортируемых по железной дороге.

Из представленной на рис. 3 диаграммы видно, что в последние годы наблюдается уменьшение количества пожаров в ОАО «РЖД», однако этот показатель все еще остается высоким. Необходима разработка и осуществление мер, направленных на управление пожарным риском, в том числе и при транспортировке нефти и нефтепродуктов.

Статистика пожаров, предложенная ОАО «РЖД», не включает пожары по перевозкам СПФ [5].

теп

9ПП 1

1 пп Н ни |Ш Всего Подвижной состав

• ..........................

V пР ^ ь ^ ^ V пР V Л Л ^ Л Л ^ ^ ^ ^

Рис. 3. Динамика пожаров на ОАО «РЖД» за 2004-2017 гг.

Пожарный риск при обращении нефтепродуктов был рассмотрен в следующем аспекте. Из анализа статистических данных было выявлено, как часто, где, когда, по каким причинам возникают пожары при обращении нефти и нефтепродуктов, проведено сравнение указанных показателей между Россией и странами Европейского Союза (ЕС). Были проанализированы объекты нефтегазовой отрасли и определено количество возникновения пожаров и взрывов на железнодорожном транспорте.

Оценка пожарного риска была начата с определения уровня пожарной опасности объектов (таксономический анализ). Цели такого анализа представлены на рис. 4.

сравнение уровня комплекса с предельно-допустимым значением пожарного риска

принятие эффективных решений по разработке дополнительных мер, направленных на предотвращение пожаров

разработка проектной документации и проведение государственной экспертизы пожарной безопасности

Рис. 4. Цели таксономического анализа пожаров и взрывов

Исходя из имеющихся статистических данных, определены сценарии развития проанализированных пожаров и взрывов в процентном соотношении (рис. 5). С помощью метода таксономии сгруппированы техногенные риски от пожаров и взрывов при обращении нефтепродуктов по сценарию развития.

Рис. 5. Процентное соотношение сценариев развития пожаров и взрывов при обращении нефтепродуктов в России в период с 2006 по 2017 гг.

Первое место в процентном соотношении занимают пожары, связанные с проливом нефти и нефтепродуктов, что происходит на магистральных трубопроводах, при перекачке на производственных предприятиях, вследствие течи груза из железнодорожных цистерн.

Второе место среди сценариев принадлежит факельному горению струи нефти или газа, что характерно для газовых и газонефтяных возгораний, возникающих на нефтяных платформах и предприятиях по добыче и переработке газа. Эти пожары связаны со значительным материальным ущербом ввиду разветвленности сетей коммуникаций, а также с большим количеством объектов и установок, расположенных на прилегающей территории.

Менее распространенными сценариями развития пожаров, при обращении нефтепродуктов, являются «огненный шар» и «пожар-вспышка».

Первый представляет собой крупномасштабное диффузионное пламя сгорающей массы распыленного жидкого топлива или парового облака, поднимающегося над поверхностью земли, а «пожар-вспышка» характеризуется сгоранием облака предварительно перемешанной газо-паровоздушной смеси без возникновения волн давления, опасных для людей и окружающих объектов.

Для каждого конкретного объекта проводится более подробный таксономический анализ, при этом учитывается специфика его деятельности, технологические параметры, состояние производственного оборудования, температура окружающей среды и т.д.

Анализируя пожарную опасность при обращении нефтепродуктов, и учитывая специфику процессов, важно отметить, что пожары, происходящие на таких объектах, являются наиболее сложными и часто перерастают в чрезвычайные ситуации.

Взрывопожарная опасность при обращении нефтепродуктов обусловлена рядом факторов (рис. 6).

Ж

сложность транспортировки

Г

значительное количество легковоспламеня ющихся и горючих жидкостей, сжиженных горючих газов, твердых горючих материалов

сложность технологических линий на объектах инфраструктуры

высокая теплота сгорания и скорость выгорания обращающихся веществ и материалов

Рис. 6. Факторы, обуславливающие взрывопожарную опасность при обращении

нефтепродуктов

В научной литературе отмечается, что существующие факторы опасности усугубляются вследствие неудовлетворительного состояния основных производственных фондов и степени изношенности оборудования, подвижного состава.

В рамках настоящего исследования установлено, что ключевыми объектами взрывов и пожаров на объектах обращения нефтепродуктов являются:

- нефтебазы;

- резервуары для хранения нефтепродуктов, расположенные на территории нефтеперерабатывающих заводов;

- резервуары для хранения нефтепродуктов, расположенные на территории промышленных предприятий;

- нефтепроводы;

- автомобильные и железнодорожные цистерны для перевозки нефтепродуктов;

- сливо-наливные эстакады для налива;

- склады горюче-смазочных материалов;

- автозаправочные станции.

Выявлено процентное соотношение взрывов и пожаров по объектам возникновения при обращении нефти и нефтепродуктов в Российской Федерации (рис. 7) и странах ЕС (рис. 8).

автозаправочные станции

склад горюче-смазочных материалов

сливо-наливные эстакады для налива нефтепродуктов

железнодорожные цистерны для перевозки нефтепродуктов

автомобильные цистерны для перевозки нефтепродуктов

нефтепроводы

резервуары на территории производственных предприятий

резервуары на территории нефтеперерабатывающих заводов

нефтебазы

11,3 %

I 1,5 % 3,0 % 3,0 % 5,2 %

10,8 % 8,8 %

22,4 %

34,0 %

Рис. 7. Процентное соотношение взрывов и аварий при обращении нефтепродуктов в Российской Федерации

нефтепроводы

заводы по переработке

хранилища

ж/д транспорт

13,0 %

27,0 %

40,0 %

20,0 %

Рис. 8. Процентное соотношение объектов возникновения пожаров и взрывов при обращении

нефтепродуктов в странах ЕС

Основными объектами возникновения пожаров при обращении нефтепродуктов в Российской Федерации являются резервуары нефтебаз (34 % от общего объема), наименьшая доля пожаров происходит на объектах железнодорожного транспорта

(3 % от общего объема). В странах ЕС наблюдается аналогичная динамика в отношении нефтебаз, однако на втором месте по объектам возникновения пожаров стоят объекты железнодорожного транспорта, что соответствует специфике развития нефтяной отрасли стран.

Такая динамика обусловлена небольшим количеством собственных мощностей по переработке нефти в большинстве стран ЕС, местом ЕС в нефтяной промышленности (в большинстве случае ЕС выступает как импортер нефтепродуктов) и спецификой доставки нефтепродуктов для конечного потребителя (в большинстве случае из морских стран в страны Центральной Европы железнодорожным транспортом).

Анализ взрывопожарной обстановки при обращении нефтепродуктов определяет необходимость выявления и ранжирования причин взрывов и пожаров. В Российской Федерации 67 % причин связано с воспламенением смеси паров нефтепродуктов с воздухом от источника зажигания; проведение ремонтных работ составляет 14 %; ошибки людей - 10 %, самовозгорание пирофорных отложений - 4 %; самовоспламенение паровоздушной смеси - 2 %; прочие причины - 1 %. Взрывопожарная ситуация при обороте нефтепродуктов в Российской Федерации осложняется несоблюдением требований в отношении обеспечения определенного расстояния между соседними наземными резервуарами или железнодорожными цистернами, а также непринятием своевременных мер, направленных на защиту от прогрева и выброса горящей нефти из резервуаров и цистерн.

Основные источники зажигания при обращении нефтепродуктов представлены на рис. 9.

электрические искры

тепловые проблемы

самовозгорание тртттгппг.р

прочие источн

разряды статического электричества

нагретые элементы, узлы и пр.

фрикционные искры

пирофорные отложения

искры металла

открытое пламя

искры топлив

Рис. 9. Процентное соотношение взрывов и пожаров при обращении нефтепродуктов

в зависимости от источников зажигания

Наиболее часто в качестве источников зажигания выступают разряды статического электричества, а также фрикционные и электрические искры и пирофорные отложения. Большая часть источников зажигания связана с осуществлением технического обслуживания или ремонтных работ (резервуаров, цистерн и пр.). Так, например, фрикционные искры, как правило, связаны с ремонтными работами, а возгорание пирофорных отложений осуществляется при контакте с кислородом воздуха при подготовке емкостей перед ремонтом.

Причины взрывов и пожаров при обращении нефтепродуктов в странах ЕС представлены на рис. 10.

В ЕС наиболее частой причиной возгорания и взрывов является возгорание паров, стихийные природные явления и человеческий фактор.

По результатам анализа взрывопожарной обстановки при обращении нефтепродуктов в Российской Федерации и ЕС важно отметить, что выявленные в Российской Федерации основные объекты возникновения взрывов и пожаров, а также причины их возникновения несколько отличаются от европейских. В современных условиях глобализации экономики это определяет необходимость развития взаимодействия между странами, направленного на обеспечение пожарной безопасности и гармонизацию законодательства, что в полной мере относится к транспортировке нефтепродуктов железнодорожным транспортом.

Литература

1. Савчук В.Б. Возможные направления привлечения грузов и повышения конкурентоспособности ЖД перевозок // Железнодорожные перевозки продукции нефте-и газопереработки: тр. VII Прак. конф. М., 2016. URL: http://www.ipem.ru/files/files/ other/savchuk_neft_15_06_2016_g_bs.pdf (дата обращения: 30.04.2018).

2. Транспортная отрасль России: Предварительные итоги 2017 года. Перспективы развития в 2018-2020 годах. URL: http://infoline.spb.ru/upload/iblock/c90/ c906ceed93eed2d25d86e6f4ccc60675.pdf (дата обращения: 03.05.2018).

природные катаклизмы

человеческий фактор

возгорание паров

избыточное давление

ненадлежащее обслуживание

Рис. 10. Причины взрывов и пожаров при обращении нефтепродуктов в ЕС

3. Перспективы перевозок нефтеналивных грузов железнодорожным транспортом: риски и перспективы. URL: http://www.logistika-prim.ru/press-releases/perspektivy-perevozok-neftenalivnyh-gruzov-zheleznodorozhnym-transportom-riski-i (дата обращения: 15.04.2018).

4. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года: Распоряжение Правительства Рос. Федерации от 17 июня 2008 г. № 877-р. URL: http://docs.cntd.ru/document/902111037 (дата обращения: 24.04.2018).

5. Анализ состояния пожарной безопасности на объектах и подвижном составе ОАО «РЖД» в 2017 году. М.: ОАО «РЖД», 2017. 18 с.

References

1. Savchuk V.B. Vozmozhnye napravlenija privlechenija gruzov i povyshenija konkurentosposobnosti ZhD perevozok // Zheleznodorozhnye perevozki produktsii nefte-i gazopererabotki: tr. VII prak. konf. M., 2016. URL: http://www.ipem.ru/files/ files/other/savchuk_neft_15_06_2016_g_bs.pdf (data obraschenija: 30.04. 2018).

2. Transportnaja otrasl' Rossii: Predvaritel'nye itogi 2017 goda. Perspektivy razvitija v 2018-2020 godah. URL: http://infoline.spb.ru/upload/iblock/c90/ c906ceed93eed2d25d86e6f4ccc60675.pdf (data obraschenija: 03.05.2018).

3. Perspektivy perevozok neftenalivnyh gruzov zheleznodorozhnym transportom: riski i perspektivy. URL: http://www.logistika-prim.ru/press-releases/perspektivy-perevozok-neftenalivnyh-gruzov-zheleznodorozhnym-transportom-riski-i (data obraschenija: 15.04.2018).

4. Strategija razvitija zheleznodorozhnogo transporta v Rossijskoj Federatsii do 2030 goda: Raspor. Pr-va RF ot 17.06.2008 g. № 877-r. URL: http://docs.cntd.ru/document/902111037 (data obraschenija: 24.04.2018).

5. Analiz sostojanija pozharnoj bezopasnosti na ob"ektah i podvizhnom sostave OAO «RZhD» v 2017 godu. M.: OAO «RZhD», 2017. 18 s.