Разработка инженерных решений по обеспечению пожарной безопасности технологии хранения нефтепродуктов на нефтебазе ООО «АНП – Центр» в

Нефтебаза обеспечена молниезащитой: от прямых ударов молнии,  защитой РВС, технологических трубопроводов и зданий от статического электричества и вторичных воздействий молнии – отдельно стоящими стержневыми молниеотводами, заземлением трубопроводов и др. оборудования через 50 метров в двух местах на вводах в здания и местах ответвления и другими мероприятиями. Установленное оборудование  нефтебазы выполнено в соответствии с проектом.

5. Оперативно - тактическая характеристика нефтебазы

Филиал №1 Екатеринбургской нефтебазы, располагаясь в Чкаловском районе, является объектом повышенной пожарной опасности. Она охраняется Огороженная территория нефтебазы, по периметру забором имеет два въезда, один из которых центральный. Нефтебаза охраняется круглосуточно собственным подразделением службы безопасности в составе из 8 человек. На нефтебазе действует ДПД из числа работников предприятия  численностью 24 человека.

Нефтебаза имеет собственную  пожарную насосную станцию с двумя  насосами марки 8НДВх1 с производительностью 300м³/ч, один из них с электроприводом, другой с дизелем 3Д6 производительностью 300м³/ч и напором 120м.

В настоящее  время решается вопрос о замене данного  пенообразователя (По-6К) на биологически «мягкий», в связи с прекращением его применения, ввиду несоответствия требованиям экологических параметров и нормам загрязнения окружающей среды, согласно инструкции [31] с 1 января 1998 года.

Согласно оперативного плана пожаротушения на нефтебазе  и плана привлечения сил и  средств, в случае возникновения  крупного пожара на нефтебазе, утвержденных и согласованных с руководителями предприятий и организаций, возможно привлечение по 3 номеру вызова:

- 2 АЦ - ПЧ-97, 2 АЦ- ПЧ-105, 2 АЦ - ПЧ-9, АЦ – ПЧ-8, 2 АЦ – ПЧ-2, АЦ – ПЧ-3, АЦ – ПЧ-1, АЦ – ПЧ-5, АЦ – ПЧ-19, 2 АЦ – УЦПО;

- АЛ - ПЧ-2, АЛ – ПЧ – 8, АЛ – ПЧ – 74, АЛ – ПЧ – 3, АЛ – ПЧ – 6; АКП – ПЧ – 4;

- АГ – ПЧ – 2, АГ – ПЧ – 4;

- АВ – ПЧ – 105;

- АСО – ПЧ – 4;

- ПНС – ПЧ – 8, АР - ПЧ – 8.

 

3. АНАЛИЗ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ПРОЦЕССА ХРАНЕНИЯ 
НЕФТЕПРОДУКТОВ В СТАЛЬНЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ (РВС)

 

Резервуары являются пожаровзрывоопасным оборудованием. Прежде всего, пожарная опасность стальных вертикальных  наземных резервуаров определяется пожаровзрывоопасными свойствами обращающихся в них веществ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов определяется в свою очередь показателями, выбор которых зависит от агрегатного состояния вещества и условий его применения.

Для легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих (ГЖ) жидкостей характерными являются следующие показатели, согласно ГОСТ [10] и [11]:

• группа горючести;
• температура воспламенения;
• температура вспышки;
• температура самовоспламенения;
• минимальная энергия зажигания;
• нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения);
• нормальная скорость распространения пламени;
• способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, с кислородом воздуха и другими веществами;
• скорость выгорания;
• максимальное давление взрыва;
• минимальная флегматезирующая  концентрация флегматизатора;
• минимальное взрывоопасное содержание кислорода.

Определение показателей пожаровзрывоопасности является обязательным для включения в технические условия ТУ и стандарты на вещества, подготовки продукции, сертификации и выходу на отечественные и зарубежные рынки  проводятся в соответствии с требованиями ГОСТ [10] и [12]. Метод экспериментального определения показателей пожаровзрывоопасности предпочтителен и является обязательным, если отсутствует апробированный расчетный метод, который бы удовлетворял экспериментальным данным.

Резервуары и резервуарные парки с нефтепродуктами, как уже отмечалось, относятся к объектам повышенной пожарной опасности: в них хранится большое количество горючих веществ, где при определенных условиях в них образуется горючая паровоздушная смесь; во время «больших» и «малых» дыханий из них выходит большое количество горючих веществ; пожар, возникший в одном из резервуаров, может охватить весь резервуарный парк. Конструктивные особенности исполнения резервуаров связаны с обращающимися в них свойствами веществ. Принципиальная схема резервуара и оборудования приведена на рисунке 3.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.1. Схема резервуара для нефтепродуктов.

1 - Приемо - раздаточные патрубки; 2 - Корпус; 3 - Световой люк; 4 - Предохранительный клапан; 5- Патрубок вентиляционный; 6 - Дыхательный клапан; 7 - Огнепреградитель; 8 - Люк замерный; 9 - Прибор для замера уровня; 10 - Лестница; 11 - Кран сифонный; 12 - Люк лаз.

3.1. Анализ пожаровзрывоопасных  свойств веществ, обращающихся  в производстве.

Проанализируем свойства пожаровзрывоопасных веществ, обращающихся на нефтебазе п. Шабры. Хранение всех видов веществ, находящихся на территории нефтебазы и операции с этим связанные производятся в строгом соблюдении технологического регламента. Поступающие, хранимые и реализуемые вещества, здесь, несколько видов (марок) бензинов, дизельное топливо.

Их показатели следующие:

БЕНЗИНЫ - бесцветные легковоспламеняющиеся жидкости, представляющие собой смеси легких углеводородов с температурой начала и конца кипения соответственно 35-40 и 180-185 ⁰С. Бензины при горении прогреваются в глубину, образуя все возрастающий гомотермический слой. Скорость нарастания прогретого слоя 0,7м/ч, температура прогретого слоя 80-100 ⁰С, скорость выгорания 0,2-0,3 м/ч, температура пламени 1200 ⁰С. Однако при горении в больших промышленных резервуарах бензин в глубину не прогревается [7].

Другие показатели хранимых веществ  сведены в таблицу 3.1

 Характеристика  нефтепродуктов 

На  нефтебазе предусмотрена возможность хранения и отпуска потребителям четырех марок бензина А-76 (ГОСТ 2084), АИ-92 (ТУ 38.001165-97), АИ-95 (ТУ 38.1011279-89) и АИ-98 (ТУ 38.401-58-122-95) и одной марки дизельного топлива по ГОСТ 305. Для расчетов приняты следующие характеристики нефтепродуктов

 

 Таблица 3.1.

Свойства  веществ хранимых на нефтебазе.

Показатели	Нефтепродукты
	А-76	Аи-92	Д.С. ГОСТ 305-82
Плотность, кг/м3	-	730	832
Молекулярная масса	-	95,3	-
Группа горючести	ЛВЖ	ЛВЖ	ГЖ
Температура вспышки, tвсп	-35	-36	92
Температура самовоспламенения, tсвм	375	310	231
Нижний температурный  предел распространения пламени (tнтпрп), 0С	-35	-37	76
Верхний температурный предел распространения пламени (tвтпрп), 0С	17	10	146
Нижний концентрационный предел распространения пламени, φнкпрп, % об	0,76	0,76	0,60
Верхний концентрационный  предел распространения пламени, φвкпрп, % об	5,16	5,16	-

 

Помимо выше перечисленных  показателей, дать наиболее полно и  качественно оценку пожаровзрывоопасности обращающихся на нефтебазе горючих и легковоспламеняющихся веществ, позволяют и другие свойства.

Данные вещества склонны к образованию  пирофорных  самовозгорающихся соединений. Самовозгорание пирофорных отложений (сульфидов железа) - одна из причин пожаров и взрывов. Пирофорные отложения, способные к самовозгоранию, образуются при хранении сернистых нефтей и нефтепродуктов в резервуарах или других металлических емкостях. Эти отложения состоят в основном из сернистого железа и образуются под воздействием на железо и его окислы сероводорода, содержащегося в парах нефтепродуктов, и элементарной серы и растворенного сероводорода, содержащихся в нефтепродукте. Образовавшиеся в резервуарах пирофорные отложения при доступе воздуха окисляются кислородом воздуха с выделением тепла, в результате чего они могут нагреться до свечения и быть причиной пожара или взрыва. Самовозгорание пирофорных отложений возможно при любой температуре воздуха. Чтобы исключить образование сульфидов, резервуары внутри окрашивают. Защищают какими-либо покрытиями, исключающими коррозию (цементное или лакокрасочное, металлизация), или изготовляют их из материалов, не способных к образованию пирофорных отложений (алюминия, пластмассы).

Как и все жидкости, нефтепродукты способны увеличивать свой объем при нагревании.

Несмотря на то, что  нефтепродукты не электропроводны  и являются диэлектриками, например, бензин – способен накапливать потенциал и образовывать искры статического электричества, при интенсивном взаимодействии слоев жидкости друг о друга при трении, а в некоторых случаях возгораться по этой причине имея незначительную минимальную энергию зажигания – 0,3 мДж. Об этом уже упоминалось ранее. Вызвать возгорание бензина может искра, образованная при работе ударным инструментом, от электрооборудования, упавшая капля горючего металла при сварочных работах. Оценку зажигательной способности искры произведем в одном из следующих разделов дипломного проекта.

Нефтепродуктам свойственно  переходить в парообразное состояние  из жидкого, тем интенсивнее, чем  выше их температура, естественно до определенного предельного состояния  – температуры самовоспламенения, Тсв. Пары нефтепродукта помимо пожароопасных обладают и взрывоопасными свойствами. Они могут концентрироваться в безветренную погоду в складках местности неподалеку от хранилища, и тем самым создавать дополнительно пожароопасные участки. Данное свойство присуще легколетучим жидкостям типа бензинов различных марок. Масла и мазут, к примеру,  не являются легколетучими, они более вязкие вещества и пожароопасность их свойств отличается индивидуальностью.

При хранении ЛВЖ пожарная опасность зависит также от образования так называемых «блуждающих паров». Дело в том, что пары нефтепродуктов из-за своей плотности (особенно бензин) способны какое-то время продвигаться по направлению движения воздуха, не смешиваясь с ним, и создавать опасность воспламенения от источника огня. Другая опасность «блуждающих паров» в том, что они, продвигаясь по ветру и будучи тяжелее воздуха, стелются по поверхности земли и, встретив на своем пути какие-либо углубления (колодцы, траншеи), затекают в них, смешиваются с воздухом и образуют горючие или взрывоопасные смеси [13].

В дальнейшем, оценку пожаровзрывоопасности в резервуарных парках, горючести среды технологии хранения будем проводить по бензину марки А-92, хранящегося на нефтебазе в стальных вертикальных резервуарах (РВС) наземного расположения объемом 1000 м³, так как его пожаровзрывоопасные свойства наиболее выражены, по отношению к другим хранимым, и его количество сосредоточено в большом объеме в одном месте.

Таким образом, зная свойства горючего обращающегося в технологическом  процессе, даже физические, можно оценить их пожаровзрывоопасность, в какой-то мере и на основании этого некоторые из профилактических мероприятий, снижающих пожарную опасность, предложить на первых этапах анализа, в частности:

• устройства, ограничивающие свободный выход горючей паровоздушной смеси наружу;
• необходимость предусмотрения свободного объема в стальных вертикальных резервуарах из-за свойства нефтепродукта к расширению;
• размещать резервуары на ровных площадках;
• соблюдать осторожность при интенсивном прогреве РВС с наличием там воды (температура кипения которой ниже, чем у бензина) способной вскипать, находясь под слоем нефтепродукта, и «выбрасывать» его из резервуара на значительные расстояния, угрожая соседним стальным вертикальным  наземным резервуарам, оборудованию и территории разливом, новыми очагами пожара и т.д.

 

3.2. Оценка горючести  среды внутри резервуара без  выхода паров наружу

 

Для обеспечения пожарной безопасности резервуара любой конструкции  решающее значение имеет предотвращение образования горючей паровоздушной смеси.  

Для резервуаров с  нефтепродуктом, а именно с бензином, выбор методики будет зависеть от насыщенности горючей паровоздушной  смесью свободного не занятого жидкостью  пространства, что зависит от условий  хранения. При неподвижном хранении нефтепродукта в РВС длительное время, газовое пространство постепенно насыщается его парами, и концентрация выходит из области воспламенения. На процесс насыщения влияют: