Введение к работе
Актуальность работы
Вторая половина двадцатого века стала временем активного развития пожарной и промышленной безопасности. В первую очередь это связано с ростом промышленного производства, повышением его концентрации, усложнением технологий, использованием широкой номенклатуры новых видов веществ, участвующих в технологических процессах, и др. Все это привело к тому, что происходящие техногенные аварии стали носить все более катастрофический характер, оказывая пагубное воздействие на здоровье людей и окружающую природную среду.
Авариям на предприятиях нефтегазовой отрасли характерны большие объемы выброса взрывопожароопасных веществ, образующие облака топливно-воздушных смесей, разливы нефтепродуктов и как следствие -пожары, взрывы, разрушение аппаратов и целых установок.
Наибольшая аварийность в данное время наблюдается на узлах первичной подготовки нефти. Связана она, прежде всего, с достаточно быстрым износом технологического оборудования (преимущественно его коррозией) под воздействием сернистых соединений, которые в больших количествах присутствуют в нефти Башкортостана, Татарстана и других регионов Российской Федерации. Основным технологическим оборудованием на первичных узлах подготовки нефти являются сосуды, работающие под давлением. При аварийной разгерметизации данного вида оборудования высока вероятность взрывных превращений при контакте с источником зажигания.
Анализ статистической информации об авариях, связанных со взрывами, показал, что такие аварии чреваты тяжелыми последствиями, сопровождающимися поражением людей и разрушением окружающих промышленных объектов.
На сегодняшний день остаются слабо освещенными вопросы, относящиеся к практическому расчету и прогнозированию последствий аварий, приведших к
взрывам топливовоздушных смесей при разгерметизации сосудов под давлением, путем определения расчетных величин пожарного риска. Текущая ситуация обусловлена отсутствием формул, учитывающих температуру или давление технологического процесса, оказывающих влияние на мощность взрыва, а так же отсутствием расчетных формул для определения параметров пожарного риска при взрывах топливовоздушных смесей при разгерметизации сосудов под давлением, находящихся внутри зданий.
В связи с вышеизложенным, разработка методики оценки величин пожарных рисков при взрывах сосудов под давлением на объектах нефтегазовой отрасли является актуальной.
Цель работы - разработка методов определения состояния защищенности от действия ударной взрывной волны при взрывах топливовоздушных смесей при контакте с источником зажигания, образованных при разгерметизации сосудов под давлением путем, совершенствования методов оценки величин пожарных рисков и показателей пожарной безопасности на опасных производственных объектах.
На основании вышеизложенного, были определены основные задачи исследования:
выделить основные параметры и их граничные значения, влияющие на вероятность возникновения взрывов топливовоздушных смесей, образованных в результате разгерметизации сосудов под давлением;
получить экспериментальные данные по давлению насыщенных паров различных видов нефти в зависимости от температуры технологического процесса;
установить зависимость между концентрацией горючего вещества в смеси, температурой технологического процесса и нижним концентрационным пределом воспламеняемости вещества;
с целью повышения достоверности получаемых в ходе расчета величин пожарного риска результатов, а так же для уменьшения трудозатрат на
нахождение вероятности поражения людей от ударной взрывной волны, выявить основной детерминированный критерий поражения при взрывах топливовоз душных смесей. Найти зависимость между детерминированным критерием и вероятностью поражения;
для прогнозирования аварийных взрывов топливовоздушных смесей в помещениях, разработать алгоритм нахождения пожарных рисков для сосудов под давлением, находящихся внутри зданий;
для прогнозирования последствий аварийных взрывов на объектах первичной подготовки нефти разработать методику расчета величин пожарных рисков при взрывах сосудов под давлением.
Методы исследования
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследований: методы, базирующиеся на сборе актуальной информации на объектах нефтегазовой отрасли; экспериментальный метод определения свойств нефтепродуктов, в том числе взрывопожароопасных; эвристические методы, основанные на экспертных оценках специалистов; методы математической статистики; методы расчета пожарных рисков.
Основные защищаемые положения
1 Алгоритм определения расчетных величин пожарных рисков при
взрывах сосудов под давлением, находящихся внутри зданий.
2 Метод определения концентрации горючего вещества во взрывоопасной
топливовоздушной смеси с учетом температуры технологического процесса.
Научная новизна
-
Разработана методика определения величин пожарного риска при взрывах сосудов под давлением.
-
Получена зависимость между концентрацией горючего компонента в облаке газопаровоздушной смеси (более 0,5 % об.), температурой технологического процесса и нижним концентрационным пределом воспламеняемости вещества, находящегося в сосуде под давлением.
Практическая значимость работы
Разработанная методика использовалась для оценки величин пожарных рисков при взрывах сосудов под давлением, находящихся в помещениях цеха №6 ОАО «Мелеузовские минеральные удобрения». Также результаты работы внедрены в учебный процесс при выполнении контрольных и практических работ по дисциплине «Пожарная безопасность в строительстве» для подготовки инженеров специальности 280104 «Пожарная безопасность» (направление 280100 «Безопасность жизнедеятельности»).
Апробация результатов работы
Основные результаты работы докладывались на:
II Всероссийской с международным участием научно-практической конференции «Пожарная безопасность: проблемы и перспективы» (Воронеж, 2011г.);
61-й, 62-й и 63-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 2010-2012 гг.).
Публикации
Основное содержание работы изложено в 7 публикациях, из них 3 статьи опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах, вошедших в перечень ВАК РФ.
Объем и структура работы
