3.2.2. Определение возможных сценариев возникновения и развития аварийных ситуаций

Вишнево – Полянское месторождение связано с повышенным уровнем вероятности возникновения аварийных ситуаций. Основные факторы аварийности :

• техногенные

• природные

• «человеческий»

Техногенные факторы аварийности

Основной причиной аварий и чрезвычайных ситуаций служат отказы элементов оборудования. Причинами отказов элементов оборудования являются: ошибки проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации, а так же оборудование или установка находящиеся под воздействием сероводородсодержащих сред, что приводит к коррозионным износам стенок, сульфидному коррозионному растрескивание металла под напряжением (СКРН) и водород индуцированному растрескивание (ВИР). Причем СКРН и ВИР вызывают скрытые внутри стенки дефекты, способные повлечь за собой внезапный отказ (разрушение) оборудования или установки. На рисунке 2 показано «Причинно - следственные связи исправного и неисправного состояния, отказов, аварий и чрезвычайных ситуаций оборудования или установки».

Отказы можно предупредить при условии своевременного, выявления повреждений и других дефектов в элементах оборудования, оценки опасности эксплуатации повреждённых элементов и принятия соответствующих предупредительных мер.

Рис. 2. Причинно - следственные связи исправного и неисправного состояния, отказов, аварий и чрезвычайных ситуаций оборудования или установки

Расчет вероятных зон действия поражающих факторов

Основными поражающими факторами, воздействующими на людей в результате вероятных аварийных ситуаций на декларируемом объекте, являются:

• ударная волна, во фронте которой давление превышает допустимое значение;

• обрушивающиеся конструкции, оборудование, коммуникации, здания и сооружения и их разлетающиеся части;

• тепловое излучение пламени при пожаре (при сгорании ЛВЖ, ГЖ и открытого пожара на оборудовании);

• токсичные продукты горения, образовавшиеся при взрыве и пожаре и (или) выделившиеся из поврежденного оборудования вредные вещества, содержание которых в воздухе рабочей зоны превышает предельно-допустимые концентрации.

Определение вероятных параметров ударной волны при взрыве газо-воздушной смеси.

Под взрывом принято понимать широкий круг явлений, связанных с выделением за очень короткий промежуток времени большого количества энергии в ограниченном пространстве. На практике чаще других встречаются следующие типы взрывов: свободный воздушный взрыв, наземный взрыв, взрыв внутри помещения, а также взрывы больших газообразных облаков в атмосфере.

На рисунке 3 обозначено:

1 – зона детонационной волны;

2 – зона ударной волны;

RСПЛ – радиус зоны смертельного поражения людей;

RБУ – радиус безопасного удаления;

RПДВК – радиус предельно-допустимой взрывобезопасной

концентрации;

R1 – радиус зоны детонационной волны (м);

r2 и r3 – расстояние от центра до элемента предприятия в

зоне ударной волны.

ДНС

Rспл

2

RБУ

1

К

Rпдвк

r2

Рис.3. «Взрыв газо-воздушной смеси»

Оценим физическую устойчивость Вишнево – Полянского нефтяного месторождения к поражающим факторам чрезвычайных ситуаций мирного времени.

При аварии в резервуарном парке с нефтью количество газа Q (т) берётся 20% от объема наибольшего резервуара с нефтью. Величина дрейфа газо-воздушного облака принимается равной 300 м в сторону предприятия.

При взрыве газо-воздушной смеси выделяют зону детанационной волны с радиусом R1  и зону ударной волны. Определяется также: радиус зоны смертельного поражения людей (Rспл); радиус безопасного удаления (Rбу), радиус предельно допустимой взрывобезопасной концентрации пара, газа (RПДВК).

На ДНС в резервуарном парке находится 135 т нефти. Следовательно, количество газа 20%.   Q = 135 х 0,2 = 27 т.

1. Радиус зоны детонационной волны определяется по уравнению:

R1 = 18,5 х √Q = 18,5 x √27 = 55,5 м.

2. Давление во фронте ударной волны РФ1 и РФ2 в зоне ударной волны определяют по таблице 3.

r2/R1= 100/55,5=1,8

r3/R1=80/55,5=1,4

Давление на фронте ударной волны Таблица 3.

Рф1 кПа	Значение Рф2 на расстояниях от центра взрыва в долях от (r2/R1)
	1	1.05	1.1	1.2	1.4	1.6	2.0	3.0	4.0	6.0	8.0	10	12	15	20	30
900	900	486	279	207	162	99	86	45	26	14	9	7	5	4.5	2.7	1.8

Рф1=93 кПа Рф2=162 кПа

3) Радиус зоны смертельного поражения людей определяем по уравнению

Rсм = 30 х √ Q = 30 x √ 27 = 90 м.

Rпдвк - не определяется, так как ядовитых веществ нет.

Составляем сводную таблицу 4.

Таблица 4.

Наименование объекта	r (м)	Краткая характеристика	Степень огнеопасности	Сгораемые материалы	Категория здания	Класс пожароопасности	Степень разрушения
К	100	контора	4	документация	А		93 кПа сильное
ДНС	80	Помещение с легко воспламеняющейся жидкостью	1	нефть	А		162 кПа сильное

Вывод: степень разрушения при избыточных давлениях РФ АБК = 93 кПа и РФ ДНС  = 162 кПа сильная. Если на ДНС находятся люди, то возможно их смертельное поражение, т.к. Rсм = 90 м.

В настоящее время существуют два основных направления минимизации вероятности возникновения и последствий чрезвычайных ситуаций на нефтяном объекте. Первое направление заключается в разработке технических и организационных мероприятий, уменьшающих вероятность реализации опасного поражающего потенциала современных технических систем. В рамках этого направления технические системы снабжают защитными устройствами - средствами взрыво- и пожаро- защиты технологического оборудования, электро- и молнитезащиты, локализации и тушения пожаров.

    

Второе направление заключается в подготовке объекта, обслуживающего персонала, служб гражданской обороны и населения к действиям в условиях чрезвычайных ситуаций. Основой второго направления является формирование планов действий в чрезвычайных ситуаций, для создания которых нужны деятельные разработки сценариев возможных аварий и катастроф на конкретных объектах. Для этого необходимо располагать экспериментальными и статическими данными о физических и химических явлениях, составляющих возможную аварию; прогнозировать размеры и степень поражения объекта при воздействии на него поражающих факторов различных видов.