5. 3 Определение возможных сценариев возникновения и развития аварийных ситуаций

Анализ возможных причин возникновения аварий на аналогичных опасных объектах и свойств опасных веществ позволил выявить следующие возможные сценарии развития аварийных ситуаций на установке подготовки нефти и пластовой воды.

Сценарии аварий, приводящие к взрыву облака ТВС:

Полное (частичное) разрушение оборудования  истечение опасного вещества (нефти, нефтепродукта, воспламеняющегося газа)  (испарение горючей жидкости)  образование облака ТВС  распространение облака ТВС + источник зажигания  взрыв облака ТВС, (для горючих жидкостей возможно образование пожара разлития)  барическое и термическое поражение людей, сооружений и оборудования, загрязнение окружающей среды.

Сценарии аварий, приводящие к образованию пожара разлития:

Полное (частичное) разрушение оборудования  истечение опасного вещества (нефти, нефтепродукта, реагента) + источник зажигания  образование пожара разлития  термическое поражение людей, сооружений и оборудования, загрязнение окружающей среды.

Сценарии аварий, приводящие к возгоранию внутри оборудования:

Источник зажигания  внутреннее возгорание попутного нефтяного газа, паров нефтепродукта  образование пожара по площади зеркала нефтепродукта с частичным или полным (эскалация) выгоранием  термическое поражение людей, оборудования  образование и распространение облака продуктов сгорания, загрязнение окружающей среды.

Сценарии аварий, приводящие к образованию факельного горения:

Частичное разр ушение соединительного трубопровода компрессора → истечение опасного вещества (попутного нефтяного газа) + источник зажигания → образование факельного горения → термическое поражение людей, сооружений и оборудования, загрязнение окружающей среды.

Сценарии аварий, приводящие к экологическому загрязнению:

Полное (частичное) разрушение оборудования  истечение опасного вещества  загрязнение окружающей среды.

Название сценария формируется следующим образом:

- название сценария состоит из шести позиций – А-Б-В-Г-Д-Е;

- позиции отделяются друг от друга дефисами («-»);

- первая позиция – «сценарий» (всегда стоит «С»);

- вторая позиция – вид оборудования («ЕВ» - емкостное оборудование с избыточным давлением, «ЕА» - емкостное оборудование без избыточного давления, «РВС» - резервуары вертикальные стальные, «ТО» - теплообменные аппараты, «П» - печи, «Н» - насосы, «К» - компрессоры);

- третья позиция - вид вещества, обращающегося в оборудовании («Н» - нефть и нефтепродукт, «Р» - реагент, «Г» - попутный нефтяной газ);

- четвёртая позиция – вид разгерметизации оборудования («П» - полная, «Ч» - частичная, «Х» - без разгерметизации);

- пятая позиция – характер воспламенения («М» - мгновенное, «О» - отложенное, «В» - внутреннее, «Х» - без воспламенения);

- шестая позиция – виды аварии («В» - взрыв, «П» - пожар, «Ф» - факельное горение струи, «Э» - экологическое загрязнение);

- седьмая позиция – развитие эскалации аварии («0» – не происходит, «1» – происходит).

5.4 Определение вероятности реализации аварийных ситуаций

Любой сценарий начинается с инициирующего события (утечки различной интенсивности), которое может возникнуть с некоторой частотой. При оценке частот инициирующих событий

- проводилась статистическая оценка неполадок и аварийных случаев по видам оборудования (краткая выборка приведена в таблице ниже);

- учитывалась возможность инициирования аварии от внешних причин (удары молний, аварии на соседних объектах и др.).

Выбросы из оборудования могут произойти по следующим причинам: разрывы или нарушения герметичности, выбросы, вызванные пожарами, поломками оборудования, предумышленными или преднамеренными действиями, выбросы, происходящие в результате переполнения оборудования, включая неадекватные действия операторов, выбросы из-за отказа загрузочных устройств или неисправностей в соединительных устройствах и т.п.

Основываясь на анализе имеющейся статистической информации, а также использовании логических схем возникновения аварий (построение «деревьев отказов» и «деревьев событий») ниже представлены характерные вероятности возможных событий таблица 5.2.

Таблица 5.2 - Оценка частот выбросов для различного оборудования

Оборудование	Степень аварийности (частота)	Размер утечки
Емкостное оборудование с избыточным давлением	1х10-6 год-1	Мгновенный выброс всего содержимого
	1х10-5 год-1	Выброс через отверстие в 25 мм за время перекрытия потока
Емкостное оборудование без избыточного давления, РВС	1х10-5 год-1	Мгновенный выброс всего содержимого
	1х10-4 год-1	Выброс через отверстие в 25 мм за время перекрытия потока
РВС	1х10-5 год-1	Полное разрушение резервуара
	1х10-4 год-1	Выброс через отверстие в 25 мм за время перекрытия потока
	1х10-4 год-1	Возникновение вспышки внутри РВС
Теплообменные аппараты	5х10-5 год-1	Полный разрыв одной и более трубок
	1х10-4 год-1	Утечка через отверстие размером 10% от номинального диаметра, но не более 50 мм
Печи	1х10-4 год-1	Полный разрыв змеевика печи
	1х10-3 год-1	Утечка через отверстие размером 10% от номинального диаметра змеевика печи, но не более 50 мм
Насосы, компрессоры	1х10-4 год-1	Разрыв на полное сечение соединительного трубопровода максимального диаметра
	5х10-4 год-1	Утечка через торцевое уплотнение или отверстие размером 10% от номинального диаметра соединительного трубопровода максимального диаметра, но не более 50 мм

Вероятность отказа систем автоматики - 1х10^-6 в год. При выбросе опасного вещества в результате разгерметизации оборудования полагалось, что:

1. Вероятность возникновения источника воспламенения – 0,9.

2. Вероятность горения пролива – 0,05.

3. Вероятность образования облака ТВС на открытом пространстве будет составлять в среднем за год – 0,065 (величина зависит от температуры воздуха и скорости ветра).

4. Вероятность взрывного превращения облака (после его образования) при мгновенном воспламенении – 0,5, при отложенном – 0,1.

5. Вероятность образования факельного горения – 0,05.

С учетом вышеизложенного определены вероятности возникновения наиболее опасных и вероятных сценариев аварий в каждом технологическом блоке.

Блок № 1 «Узел предварительного отбора газа»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-ЕВ-НГ-Ч-Х-Э-0 - частичная разгерметизация устройства предварительного отбора газа УПОГ-20-1 без возгорания - составляет 9,55х10^-6 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-ЕВ-НГ-П-О-ВПЭ-0 – взрыв ТВС с возникновением пожара разлития при полной разгерметизации устройства предварительного отбора газа УПОГ-20-1 и отложенном воспламенении - составляет 5,85х10^-9 1/год.

Блок № 2 «Блок сепарации»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-ЕВ-НГ-Ч-Х-Э-0 – частичная разгерметизация одного из сепараторов С-20-1-1,2 без возгорания - составляет 9,55х10^-6 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-ЕВ-НГ-П-О-ВПЭ-0 – взрыв ТВС с возникновением пожара разлития при полной разгерметизации одного из сепараторов С-20-1-1,2 и отложенном воспламенении - составляет 5,85х10^-9 1/год.

Блок № 3 «Блок предварительного сброса воды»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-ЕВ-НГ-Ч-Х-Э-0 - частичная разгерметизация одного из сепараторов-водоотделителей НГСВ-20-1-1-4 без возгорания - составляет 9,55х10^-6 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-ЕВ-НГ-П-О-ВПЭ-0 – взрыв ТВС с возникновением пожара разлития при полной разгерметизации одного из сепараторов-водоотделителей НГСВ-20-1-1-4 и отложенном воспламенении - составляет 5,85х10^-9 1/год.

Блок № 4 «Блок нагрева нефти»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-П-Н-Ч-М-ПЭ-0 - пожар разлития при прогаре змеевика печи П-20-1-1,2 и мгновенном воспламенении - составляет 7,00х10^-4 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-ТО-Н-П-О-ВПЭ-0 – взрыв ТВС с возникновением пожара разлития при полной разгерметизации одног о из теплообменников ТО-20-1-1-3 и отложенном воспламенении - составляет 2,93х10^-7 1/год.

Блок № 5 «Блок глубокого обессоливания и обезвоживания нефти»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-Н-Н-Ч-Х-Э-0 - частичная разгерметизация торцевого уплотнения одного из насосов Н-20-1-1,2,3 без возгорания - составляет 4,75х10^-4 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-ЕВ-НГ-П-О-ВПЭ-0 – взрыв ТВС с возникновением пожара разлития при полной разгерметизации одного из сепараторов-водоотделителей НГСВ-20-2-1,2 и отложенном воспламенении - составляет 5,85х10^-9 1/год.

Блок № 6 «Установка очистки нефти от сероводорода»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-Н-Н-Ч-Х-Э-0 - частичная разгерметизация торцевого уплотнения одного из насосов Н-31-5-1-4 без возгорания - составляет 4,75х10^-4 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-Н-Н-П-О-ВПЭ-0 – взрыв ТВС с возникновением пожара разлития при полной разгерметизации соединительного трубопровода одного из насосов Н-31-5-1-4 и отложенном воспламенении - составляет 5,85х10^-7 1/год.

Блок № 7 «Узел учета нефти с блоком качества»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-ЕВ-НГ-Х-В-ПЭ-0 - внутреннее возгорание одной из дренажных емкостей Е-32-10, Е-32-13 с частичным выгоранием нефти - составляет 8,00х10^-5 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-ЕВ-НГ-Х-В-ПЭ-1 - внутреннее возгорание одной из дренажных емкостей Е-32-10, Е-32-13 с полным выгоранием нефти - составляет 2,00х10^-5 1/год.

Блок № 8 «Установка подготовки пластовой воды»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-Н-Н-Ч-Х-Э-0 - частичная разгерметизация торцевого уплотнения одного из насосов Н-46-1-1, 2,3 без возгорания - составляет 5,00х10^-4 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-РВС-НГ-П-М-ВПЭ-0 – взрыв ТВС с возникновением пожара разлития при полной разгерметизации одного из резервуаров Р-46-1-1,2 и мгновенном воспламенении - составляет 2,93х10^-6 1/год.

Блок № 9 «Резервуарный парк»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-РВС-НГ-Ч-Х-Э-0 - частичная разгерметизация одного из резервуаров Р-27-1,2 без возгорания - составляет 9,49х10^-5 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-РВС-НГ-П-О-ВПЭ-0 – взрыв ТВС с возникновением пожара разлития при полной разгерметизации одного из резервуаров Р-27-1,2 и отложенном воспламенении - составляет 5,85х10^-8 1/год.

Блок № 10 «Установка улавливания легких фракций»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-Н-Н-Ч-Х-Э-0 - частичная разгерметизация торцевого уплотнения насоса Н-44-1 без возгорания - составляет 4,75х10^-4 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-К-Г-П-М-ВЭ-0 – взрыв ТВС при полной разгерметизации соединительного трубопровода одного из компрессоров КМ-44-1,2 и мгновенном воспламенении - составляет 2,93х10^-6 1/год.

Блок № 11 «Насосная внешнего транспорта»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-Н-Н-Ч-Х-Э-0 - частичная разгерметизация торцевого уплотнения одного из насосов Н-30-4-1,2,3 без возгорания - составляет 4,75х10^-4 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-Н-Н-П-О-ВПЭ-0 – взрыв ТВС с возникновением пожара разлития при полной разгерметизации соединительного трубопровода одного из насосов Н-30-4-1,2,3 и отложенном восп ламенении - составляет 5,85х10^-7 1/год.

Блок № 12 «Компрессорная станция низкого давления»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-К-Г-Ч-Х-Э-0 - частичная разгерметизация торцевого уплотнения одного из компрессоров КУ-33-1-4 без возгорания - составляет 4,63х10^-4 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-К-Г-П-М-ВЭ-0 – взрыв ТВС при полной разгерметизации соединительного трубопровода одного из компрессоров КУ-33-1-4 и мгновенном воспламенении - составляет 2,93х10^-6 1/год.

Блок № 13 «Факельные системы»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-ЕВ-НГ-Ч-Х-Э-0 - частичная разгерметизация одного из сепараторов Сф-38-1, Сф-40-2 без возгорания - составляет 9,55х10^-6 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-ЕВ-НГ-П-О-ВПЭ-0 – взрыв ТВС с возникновением пожара разлития при полной разгерметизации сепаратора Сф-40-2 и отложенном воспламенении - составляет 5,85х10^-9 1/год.

Блок № 14 «Дренажная система»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-ЕВ-НГ-Х-В-ПЭ-0 - внутреннее возгорание одной из дренажных емкостей Е-20-2, Е-20-3, Е-20-4, Еф-20-4, Е-20-5, Е-23-1, Е-27-6, Е-27-11, Е-30-8 с частичным выгоранием нефти - составляет 8,00х10^-5 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-ЕВ-НГ-Х-В-ПЭ-1 - внутреннее возгорание одной из дренажных емкостей Е-20-3, Е-20-4, Е-30-8 с полным выгоранием нефти - составляет 2,00х10^-5 1/год.

Блок № 15 «Реагентное хозяйство»

Частота возникновения наиболее вероятного сценария С-Н-Р-Ч-Х-Э-0 - частичная разгерметизация торцевого уплотнения одного из шестеренных насосов без возгорания - составляет 1,43х10^-4 1/год.

Частота возникновения наиболее опасного сценария С-ЕА-Р-П-М-ПЭ-0 – пожар разлития при полной разгерметизации емкости с нейтрализатором сероводорода НSW82677 и мгновенном воспламенении - составляет 4,50х10^-7 1/год.

Блок № 16 «Система снабжения сжатым воздухом и азотом» в расчетах не рассматривается, поскольку не является взрывопожароопасным.