Разработка технических решений обеспечивающих пожарную безопасность технологического процесса резервуарного парка

Стенка резервуара выше уровня нефти (горючей жидкости) под воздействием теплоты пожара сильно раскаляется и через 15-20 мин от начала пожара деформируется, если не принять меры к ее охлаждению. Под действием теплового потока от горящего резервуара, а при ветре и за счет непосредственного воздействия пламени, будет нагреваться стенка, крыша, дыхательная и другая арматура на соседних резервуарах. Нагрев дыхательной арматуры опасен тем, что прогретый до высоких температур огнепреградитель, перестает выполнять свои защитные  функции, и при наличии взрывоопасной смеси внутри резервуара приводит к проскоку пламени внутрь резервуара, воспламенению смеси и взрыву. Если в резервуаре концентрация паров выше верхнего предела распространения пламени, то образующееся при нагреве стенок избыточное давление приводит к выходу паровоздушной смеси через дыхательную арматуру и воспламенению ее. Горение факела паров над арматурой будет дополнительно подогревать арматуру и конструкции резервуара в связи с чем может произойти деформация конструкции. Нагрев стенок при пожаре соседнего с горящим резервуара, имеющего концентрацию паров ниже φ_нпрп, может привести к интенсивному испарению нефти в соседнем с горящим резервуаре и повышению концентрации паров до φ_нпрп. При этом пламя, проскочив внутрь резервуара, вызовет его взрыв.

 

3.6. Источники зажигания

 

Характерными источниками  зажигания для резервуарного  парка могут являться:

1. Самовозгорание сернистых отложений (парофоров) в резервуарах с нефтью;

2. Механические искры при:

- ручном замере уровня жидкости  в резервуаре и отборе проб  нефти;

- использовании стальных  инструментов (молотков, зубил, стальных  скребков, лопат) при проведении  ремонтных работ; ударах ключей  о металл в момент подтягивания  гаек; падении металлических инструментов;

3. Удары молнии и  ее вторичные проявления;

4. Теплота при перегреве сальников уплотнений насосов, подшипников и электродвигателей;

5. Искры на контактах  неисправных магнитных пускателей  электрозадвижек и насосов;

6. Разряды статического  электричества при перемещении  нефти по трубопроводам;

7. Искры и дуги при проведении электросварочных, газосварочных, газорезательных работ, использовании открытого пламени паяльной лампы, факелов для отогрева замерзших труб, задвижек, разогрева битума и т.д..

При замере уровня взлива нефти в резервуарах образование  искр наиболее вероятно при ударах о корпус резервуара замерных приспособлений, ремонтного инструмента при высоте их падения более 2-х метров.

Снижение пожаровзрывоопасности  при замере уровня и отборе проб обеспечивается установкой на резервуарах  безопасных дистанционных устройств замера уровня и сниженных пробоотборников, а также соблюдением правил пожарной безопасности, учитывающих особенности накопления статического электричества при перекачке нефти.

Так, для предотвращения опасного разряда статического электричества целесообразно отбирать пробы и замерять уровни нефти только через некоторое время после прекращения перекачки жидкости, когда произойдет естественное рассеивание накопленных зарядов. Для предотвращения создания разности потенциалов между поверхностью наэлектризованной жидкости и пробоотборником, которые приобретают заряды разноименных знаков, целесообразно устраивать перфорированную замерную трубку, устраняющую накопление электрического заряда в массе жидкости внутри резервуара и вблизи ее наружной поверхности.

При наличии в резервуарах  сернистых отложений железа следует  производить очистку оборудования от этих отложений, постепенное окисление образовавшихся в резервуаре самовозгорающихся отложений при очистке резервуаров (добавление небольших количеств воздуха к водяному пару, подаваемому на продувку, или постепенное заполнение водой и постепенное снижение ее уровня).

Перегревы подшипников  и сальников насосов и электродвигателей могут возникнуть при нарушении смазки рабочих поверхностей, перекосах, чрезмерной затяжке подшипников, загрязнении их поверхностей, работе агрегатов при отключенной системе смазки.

Для исключения разогрева  подшипников до высоких температур должно быть предусмотрено применение подшипников качения. Должна быть предусмотрена система смазки подшипников с использованием того сорта масла и в том количестве, которое установлено правилами эксплуатации для данного подшипника. Необходим постоянный контроль за температурой подшипника и очистка его корпуса от грязи и пыли.

Кроме того, необходимо устройство автоматики, предотвращающее пуск агрегатов при срабатывании агрегатных и общестанционных систем защиты.

Для предотвращения возникновения  пожаров от разрядов атмосферного электричества, все резервуары, здание насосной и другие объекты резервуарного парка оборудованы молниезащитой.

 

3.7. Пути распространения пожара

 

Возникшие пожары в резервуарных парках принимают большие размеры, если имеются пути распространения пожара.

Путями распространения  пожара в резервуарном парке могут  быть:

1. Дверные, оконные и технологические проемы в помещении насосной;

2. Воздуховоды систем  вентиляции;

3. Поверхность разлившейся  нефти при повреждении резервуаров,  трубопроводов, по которым перекачивается нефть и т.п.;

4. Паровоздушные облака  взрывоопасных концентраций, образующиеся при больших и малых дыханиях резервуаров;

5. Трубопроводы систем  промышленной канализации;

6. Дыхательные и предохранительные  клапаны и патрубки резервуаров  при неисправности или отсутствии  огнепреградителей.

Условиями способствующими  распространению пожара, могут быть:

1. Наличие большого  количества жидкостей в резервуарах  и концентрация этих емкостей на небольших площадях;

2. Сравнительно небольшие  противопожарные разрывы между  резервуарами, что увеличивает действие лучистой энергии пламени, конвективных потоков искр при пожаре одного из резервуаров;

3. Взрывы резервуаров;

4. Отсутствие автоматических  установок пожаротушения;

5. Полное разрушение  резервуаров; 

6. Выбросы нефти из  горящего резервуара;

7. Отсутствие или неисправность  обвалования резервуаров, предотвращающего разлив горящей жидкости по территории парка;

8. Размещение резервуаров  без учета рельефа местности,  что может привести при аварии к розливу нефти в направлении смежных объектов и населенных пунктов.

Для предотвращения распространения пожара резервуары с нефтью (РВС-10000) разделены на группы. Первая группа резервуаров по периметру имеет замкнутое обвалование из негорючих материалов (бетонные плиты). Обвалование рассчитано на гидростатическое давление разлившейся нефти. Во второй группе резервуары также имеют обвалование в виде стенок. Высота оградительных стен соответствует требованиям п. 3.6 СНиП 2.11.03-93. Объем между ограждающими стенами резервуаров не менее емкости одного резервуара.

С целью предотвращения выхода нефти при повреждении трубопроводов предусмотрено устройство на них скоростных клапанов-прерывателей потока нефти, срабатывающих при разрыве трубопровода.

Для предотвращения выхода разлившейся нефти из помещений  насосной в дверных проемах выполнены пороги. Кроме того, целесообразно предусмотреть устройство аварийного слива нефти из помещений насосной в подземный резервуар, расположенный за пределами помещения насосной.

Для предотвращения распространения  пожара по системе промышленной канализации необходимо наличие в ней гидравлических затворов.

Перед дыхательными клапанами  резервуаров, сообщающих паровоздушное пространство над поверхностью нефти в резервуаре с окружающей средой, предусмотрена установка кассетных огнепреградителей.

Для обеспечения пожарной безопасности на ЦППН предусмотрены следующие мероприятия:

- для предотвращения  выделения взрывоопасных паров  и газов в атмосферу и производственные  помещения предусмотрена герметизированная  система подготовки и транспорта  нефти, газа и воды;

- помещения со взрыво  и пожароопасными производствами изолируются от помещений, в которых этих выделений нет;

- с целью предотвращения  разлива нефти, резервуары с  нефтью, пластовыми и сточными  водами имеют обвалования и  ограждения, а площадки наружных  технологических установок имеют бордюрное ограждение;

- насосные установки  применяются с герметичными сальниковыми  уплотнениями;

- трубопроводы свариваются;

- для проезда механизированных  средств пожаротушения на территории  ЦППН обеспечен кольцевой проезд вокруг УПН и резервуарного парка;

- для въезда в обвалования  резервуаров в местах, разрешенных  руководством, по согласованию с  органами Госпожнадзора РФ оборудованы переезды через обвалования;

- площадки внутри обвалования  резервуаров спланированы и утрамбованы;

- коммуникации трубопроводов в резервуарном парке позволяют в случае аварии резервуара производить перекачку нефти из одного РВС в другой;

- установлены гидравлические  затворы на выпускных линиях  от каждого резервуара;

- применена дыхательная  арматура на резервуарах;

- применена закрытая сеть производственной канализации (она выполнена из несгораемых материалов и предусматривает защиту труб и сооружений от коррозии);

- смотровые колодцы  канализации постоянно закрыты  крышками и засыпаны песком  слоем не менее 10 см;

- канализационные колодцы и другие подземные сооружения, расположенные на территории ЦППН, проверяются на загазованность не реже 3-х раз в год газоанализатором, результаты заносятся в журнал;

- на линиях промканализации  до нефтеловушки и после нее  установлены гидравлические затворы;

- на площадке резервуарного  парка предусмотрен кольцевой  противопожарный водовод, на котором  установлены пожарные гидранты  через каждые 100м;

- по периметру предусмотрено  размещение пожарных водоемов;

- для тушения пожаров  в нефтяных резервуарах, предусмотрена система стационарного автоматического пожаротушения (в качестве огнегасящего средства в стационарных установках применяется пена средней кратности);

- для получения пенообразующего  раствора применяется пенообразователь  ПО-6К;

- в качестве пенообразующих устройств приняты пеногенераторы средней кратности ГПСС-2000 установленные на резервуарах для нефти.

 

4. Разработка технических решений обеспечивающих пожарную безопасность технологического процесса резервуарного парка

 

Из приведенного анализа пожарной опасности технологического процесса предприятия видно, что данный процесс имеет повышенную пожарную опасность. Это объясняется наличием большого количества нефти и нефтяных паров. Большая пожарная опасность резервуарного парка обуславливается возможностью образования взрывоопасных концентраций паров нефти вследствии больших дыханий резервуаров и испарения вытекающей нефти при переливах резервуаров, утечек через сальники магистральных насосов и т.п.

При выходе нефти, нагретой выше температуры вспышки равной 
-16°С÷-18°С, в результате повреждения резервуаров, насосов или трубопроводов может происходить образование горючих концентраций паров с воздухом. При этом в насосной могут образовываться не только местные, но и во всем объеме помещения взрывоопасные концентрации. На территории резервуарного парка может образовываться газовое облако взрывоопасной концентрации.

Из анализа пожарной опасности следует, что технологический  процесс резервуарного парка  не в полной мере соответствует требованиям  пожарной безопасности, в связи с чем для его противопожарной защиты предлагаются следующие технические решения:

4.1. Определить расчетом категорию помещения нефтенасосной по взрывопожарной и пожарной опасности.

4.2. Провести проверочный расчет гасящего диаметра отверстий кассетного огнепреградителя, установленного на дыхательной линии технологического РВС-10000.

4.3. Провести обоснование и расчет системы аварийного слива нефти из помещения нефтенасосной.

4.4. Провести расчет защиты от разлива нефти при мгновенном разрушении резервуара.

4.5. Расчитать экономический  ущерб от загрязнения окружающей природной среды при пожаре разлива нефти.

4.6. Дать технико-экономическое обоснование вариантов защитных ограждений для резервуарного парка ЦППН.

 

4.1. Расчетное определение категории помещения насосной резервуарного парка по взрывопожарной и пожарной опасности.