5.2. Анализ опасности и риск возникновения аварии (чс)

Все виды аварий опасны для людей, водных объектов, атмосферы, почвы.

Наиболее опасной возможной аварийной ситуацией является обрушение здания. Риск возникновения данной аварийной ситуацией минимален и связан с технической надежностью конструкций здания. Безопасность достигается введением определенных показателей надежности, составляющих 0,99 для несущих конструкций и 0,95 для вспомогательных конструкций.

Другой аварийной ситуацией может явиться пожар. Здание планируется оснастить эффективной системой оповещения о пожаре и подручными средствами пожаротушения. Месторасположение объекта характеризуется наличием удобных подъездов для пожарных машин. Вероятность такой аварийной ситуации чрезвычайно мала и не превышает 1 % в год.

Для защиты сооружений АЗС от ударов молнии и статического электричества предусмотрена установка двух молниеприемников высотой 20 м, укладка молниеприемной сетки на крыше здания ,устройство заземления.

Авария –( ст. 1 Федерального закона от 27. 07. 1997г. № 116 – ФЗ « О промышленной безопасности опасных производственных объектов ») – разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемый взрыв и (или) выброс опасных веществ.

Под « сценарием аварии » понимается описание последовательности её возникновения и развития, учитывающее наиболее вероятные (прогнозные) направления протекания процессов, создающих реальную опасность для жизни людей и наносящих вред окружающей среде.

Другими словами, описать сценарий аварии – это, значит, определить множество вариантов (частных реализаций) последовательности ее возникновения и развития, имеющих одинаковый характер и объединенных на основе общности присущих им закономерностей.

Автозаправочные станции (АЗС) предназначены для заправки транспортных средств (кроме гусеничного транспорта) нефтепродуктами. 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.

Технологическая схема АЗС состоит из трех стадий:

1. стадия приема нефтепродуктов из бензовозов в подземные резервуары;

2. стадия хранения нефтепродуктов в резервуарах до момента их перекачивания через топливораздаточные колонки для заправки автотранспортной техники;

3. стадия заправки нефтепродуктами из подземных резервуаров автотранспортной техники через топливораздаточные колонки.

Бензины всех марок и некоторые виды дизельного топлива относятся к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ), другие виды дизельного топлива – к горючим жидкостям (ГЖ). Наличие их большого количества в емкостном оборудовании создает опасность возникновения пожара, в случае утеки топлива и наличия источника воспламенения.

Для АЗС характерны следующие виды аварий:

1. Пожар пролива - горение проливов жидких продуктов - диффузионное горение паров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ) в воздухе над поверхностью жидкости.

2. Огненный шар - диффузионное горение плотных, слабо смешанных с воздухом парогазовых облаков с поверхности облаков в открытом пространстве.

3. Взрыв - детонационное горение - сгорание предварительно перемешанных газо- или паровоздушных облаков со сверхзвуковыми скоростями в открытом пространстве или в замкнутом объеме.

4. Хлопок - вспышка, волна пламени, сгорание предварительно перемешанных газо- или паровоздушных облаков с дозвуковыми скоростями в открытом или замкнутом пространстве.

Причинами пожаров и взрывов на АЗС могут быть открытый огонь, искры, разряды статического электричества, грозовые разряды, самовоспламенение, самовозгорание, пирофорные отложения.

Начальным событием аварии на АЗС является утечка пожаровзрывоопасного продукта, что может произойти вследствие:

1. разгерметизации емкости (резервуара);

2. разгерметизации автоцистерны;

3. разгерметизации элемента наливной эстакады (гибкого шланга).

Выделим два типовых сценария развития аварии на АЗС.

Первый сценарий предусматривает полное разрушение емкости с полным высвобождением хранимого в нем пожаровзрывоопасного вещества. Причинами разрушения емкости могут быть различные инициирующие события, вызванные как внутренними, так и внешними факторами, например, землетрясение и подвижки земной поверхности, падение самолета и других летательных аппаратов, диверсии и террористические акты, тепловой удар и гидравлический разрыв.

Согласно европейской статистике вероятность этих событий является величиной порядка 10^-8, поэтому данный сценарий аварии в дальнейшем не рассматривается.

Второй сценарий предусматривает локальное разрушение установок с ЛВЖ или ГЖ. Расчет производится для трех вариантов:

-пожар-вспышка при локальном выходе продукта из емкости;

-пожар пролива ЛВЖ или ГЖ;

-"огненный шар" при разрыве емкости с веществом под давлением.

На рисунке 22 представлено «дерево событий» аварийной ситуации для количественного анализа сценария аварии на АЗС. Цифры рядом с наименованием события показывают условную вероятность возникновения этого события, при этом вероятность инициирующего события (локального разрушения) принята равной 1, согласно [1,3].

Рисунок 22 – «Дерево событий» аварий на АЗС.

Для проведения анализа последствий аварийных ситуаций требуется определить количество и площадь разлива вещества, массу парогазового облака, параметры взрывного воздействия на окружающие объекты, теплового воздействия пожара пролива и огненного шара. Результаты расчета зон поражения ударной волной, пожаром пролива и огненным шаром для рассматриваемых типов аварий приведены в таблицах.

Таблица № 7

Зоны поражения ударной волной

Источник выброса	Масса вещества, кг	Радиус зоны полных разрушений(100 кПа)	Радиус зоны сильных разрушений (53 кПа)	Радиус зоны средних разрушений (28 кПа)	Радиус зоны слабых разрушений (12 кПа)
Автоцистерны
Бензин А-72	11479,5	13,56	18,97	27,79	49,51
Бензин АИ-93	11568	13,67	19,11	28,00	49,89
Диз. топливо	11535	13,60	19,06	27,92	49,75
Гибкие шланги
Бензин А-72	344,39	5,89	8,25	12,08	21,53
Бензин АИ-93	347,04	5,94	8,31	12,17	21,69
Диз. топливо	346,05	5,91	8,29	12,14	21,63

Таблица № 8

Зоны поражения пожаром пролива

Источник выброса	Масса вещества, кг	Диаметр пролива, м	Высота пламени, м	Интенсивность теплового излучения
Автоцистерны
Бензин А-72	11479,5	53,622	3,336	18,34
Бензин АИ-93	11568	53,703	3,447	18,34
Диз. топливо	11535	53,673	3,405	17,32
Гибкие шланги
Бензин А-72	344,39	9,273	1,119	0,02
Бензин АИ-93	347,04	9,354	1,201	0,02
Диз. топливо	346,05	9,323	1,175	0,34

Таблица № 9

Зоны поражения огненным шаром

Источник выброса	Масса вещества, кг	Эффективный радиус огненного шара	Время существования огненного шара	Интенсивность теплового излучения
Гибкие шланги
Бензин А-72	344,39	11,39	3,51	20,86
Бензин АИ-93	347,04	11,35	3,48	20,70
Диз. Топливо	346,05	2,28	0,78	0,28
Автоцистерны
Бензин А-72	11479,5	35,83	10,15	186,07
Бензин АИ-93	11568	35,72	10,08	185,40
Диз. топливо	11535	7,16	2,27	7,74

Анализ данных результатов показывает, что наиболее опасным поражающим фактором является ударная волна, а наиболее опасным источником аварий – автоцистерны (вследствие больших объемов веществ подземные резервуары представляют наибольшую опасность).

Индивидуальный риск, рассчитанный по методике [2], для ударной волны составляет 1,3*10^-5, для огненного шара – 4,3*10^-6.

Ударная волна практически 100%-но поражает людей в радиусе до 20 м (ΔР=50 кПа). Поражающий фактор огненного шара резко ослабевает при удалении от границы, очерчиваемой его эффективным радиусом, и для людей находящихся на поверхности даже непосредственно под огненным шаром поражение редко бывает 100%-ым. Вместе с тем опасность огненного шара заключается в возможности аварии с образованием эффекта Домино.

Газонаполнительные станции ( ГНС, АГЗС) – распространенные опасные производственные объекты, предназначенные для приема, хранения и снабжения населения сжиженными углеводородными газами (СУГ) – пропаном, бутаном и их смесями в баллонах, а также для поставки газа в автоцистернах в качестве заправочного топлива для автомобилей. Основные технологические операции, проводимые на ГНС, - сливно – наливные, связанные с приемкой и отпуском СУГ потребителям.

Наличие значительных (до нескольких сотен тонн) запасов СУГ на АГЗС и высокая потенциальная опасность СУГ (СУГ легко переходит в газовую фазу, которая при смешении с воздухом образует взрывоопасные смеси) позволяют отнести АГЗС к производственным объектам, которые могут представлять опасность не только для персонала, но и для населения.

На таких объектах, как АГЗС, можно выделить три взаимосвязанные группы причин, способствующих возникновению и развитию аварий:

          отказы оборудования (коррозия, физический износ, механические повреждения, ошибки при проектировании и изготовлении - раковины, дефекты в сварных соединениях; усталостные дефекты металла, не выявленные при освидетельствовании; нарушение режимов эксплуатации - переполнение емкостей, несоблюдение скорости перекачки СУГ, превышение давления);

          ошибки персонала (при приеме СУГ из железнодорожных цистерн, отпуске СУГ потребителям - наполнении автоцистерн, заправке газобаллонных автомобилей; наполнении бытовых баллонов, их погрузке, операциях слива переполненных и отбракованных баллонов; отборе проб СУГ из резервуаров; подготовке оборудования к ремонту, проведении ремонтных и профилактических работ; пуске и останове оборудования; локализации аварийных ситуаций);

          нерасчетные внешние воздействия природного и техногенного характера (штормовые ветры и ураганы, снежные заносы, ливневые дожди, грозовые разряды, механические повреждения, диверсии).

          Основные аварийные ситуации на рассматриваемом объекте связаны с разрушением (полным или частичным) емкостного оборудования, трубопроводов или насосов, поэтому именно эти варианты аварий и выбираются в качестве типовых сценариев.