Анализ пожарной опасности Объекта (стр. 2 )

скрытый текст

1- Общее время нахождения работника на территории Объекта (включая время до начала смены, продолжительность рабочей смены, время после рабочей смены), ч

Системы обеспечения пожарной безопасности зданий/помещений приведены в таблице 3.6

Таблица 3.6 - Оборудование зданий ТСПЗ

скрытый текст

Примечание: наличие в здании того или иного ТСПЗ, которым оно оборудовано, в таблице обозначено знаком «+»

3.1.2. Определение перечня пожароопасных аварийных ситуаций и параметров для каждого технологического процесса

Определение перечня пожароопасных аварийных ситуаций и параметров для каждого технологического процесса осуществлялось на основе анализа пожарной опасности каждого из технологических процессов, предусматривающего выбор ситуаций, при реализации которых возникает опасность для людей, находящихся в зоне поражения опасными факторами пожара, взрыва и сопутствующими проявлениями опасных факторов пожара.

Не рассматривались ситуации, в результате которых не возникает опасность для жизни и здоровья людей. Эти ситуации не учитывались при расчете пожарного риска.

Для выявления пожароопасных ситуаций осуществлялось деление технологического оборудования (технологических систем) на участки. Указанное деление выполнялось, исходя из возможности раздельной герметизации этих участков при возникновении аварии. Рассматривались пожароопасные ситуации, как на основном, так и вспомогательном технологическом оборудовании. Кроме этого, учитывалась также возможность возникновения пожара в зданиях, сооружениях и строениях (далее - здания) различного назначения, расположенных на территории Объекта.

В перечне пожароопасных ситуаций применительно к каждому участку, технологической установке, зданию Объекта выделялись группы пожароопасных ситуаций, которым соответствуют одинаковые модели процессов возникновения и развития.

Инициирующие пожароопасные ситуации:

При анализе пожароопасных ситуаций, связанных с разгерметизацией технологического оборудования, рассматривались утечки при различных диаметрах истечения (в том числе максимальные - при полном разрушении оборудования или подводящих/отводящих трубопроводов).

3.1.3. Определение перечня причин, возникновение которых позволяет характеризовать ситуацию как пожароопасную

Определение для каждого технологического процесса перечня причин, возникновение которых позволяет характеризовать ситуацию как пожароопасную.

Причины возникновения аварийных ситуаций на промышленном Объекте можно условно объединить в следующие взаимосвязанные группы:

1)  отказы (неполадки) оборудования;

2)  ошибочные действия персонала;

3)  внешние воздействия природного и техногенного характера.

Ниже рассматриваются возможные причины возникновения аварии на данном производстве и кратко анализируются возможные последствия.

Причины, связанные с отказами оборудования

К основным причинам, связанным с отказами оборудования, относятся:

1)  прекращение подачи энергоресурсов (электроэнергии, пара, газа и т. п.);

2)  коррозия оборудования и трубопроводов;

3) физический износ, механическое повреждение или температурная
деформация оборудования и трубопроводов;

4) причины, связанные с типовыми процессами.

Прекращение подачи энергоресурсов

Прекращение подачи энергоресурсов может привести к нарушению нормального режима работы установки, выходу параметров за критические значения и созданию аварийной ситуации.

Коррозия оборудования и трубопроводов

Коррозия оборудования и трубопроводов может стать причиной частичной разгерметизации оборудования. Исходя из анализа аварий на аналогичных установках можно сделать вывод, что коррозионное разрушение, при достаточной прочности конструкции оборудования или трубопроводов, чаще всего имеет локальный характер и не приводит к серьезным последствиям. Однако, при несвоевременной локализации, оно может привести к цепному развитию аварийной или чрезвычайной ситуации.

Физический износ, механическое повреждение или температурная деформация оборудования и трубопроводов

Физический износ, механические повреждения или температурная деформация оборудования и трубопроводов может привести как к частичному, так и к полному разрушению оборудования или трубопроводов и возникновению аварийной ситуации любого масштаба.

Причины, связанные с типовыми процессами

Причинами появления пожароопасных ситуаций в технологических процессах являются:

- образование горючей или взрывоопасной среды внутри технологического оборудования;

- выход горючих веществ наружу из технологического оборудования;

- возникновение источников зажигания;

- образование условий для распространения пожара.

Основными производственными источниками зажигания являются:

1) Открытый огонь:

- открытый огонь: огневые и электрогазосварочные работы, пламя горелок и паяльных ламп и др., используемые при производстве ремонтных работ;

- высоконагретые продукты горения: металлические выхлопные трубы топок и двигателей внутреннего сгорания;

- искры, возникающие при работе двигателей.

2) Тепловое проявление механической энергии:

- искры, образующиеся при ударах твердых тел;

- искры, образующиеся при ударах подвижных механизмов вентиляторов об их неподвижные части;

- перегрев подшипников машин и аппаратов;

- перегрев ременных приводов.

3) Тепловое проявление химических реакций – самовозгорание пирофорных отложений, обтирочных материалов, пропитанных маслом

4) Тепловое проявление электрической энергии:

- несоответствие электроустановок характеру технологической среды;

- несоблюдение правил эксплуатации электроустановок.;

- разряды статического электричества при движении жидкостей по трубопроводам;

Причины, связанные с ошибками персонала

При недостаточно высоком уровне автоматизации технологического процесса от обслуживающего персонала требуется высокая квалификация и повышенное внимание. Особую опасность представляют ошибки при пуске и остановке оборудования, ведении ремонтных, профилактических и других работ, связанных с неустойчивыми переходными режимами, с освобождением и заполнением оборудования опасными веществами. В случае неправильных действий персонала существует возможность разгерметизации системы и возникновения крупномасштабной аварии.

Причины, связанные с внешними воздействиями природного и техногенного характера

К внешним воздействиям природного и техногенного характера можно отнести грозовые разряды и разряды от статического электричества.

Внешние воздействия природного и техногенного характера могут привести к разгерметизации оборудования и трубопроводов и выходу обращающихся в них веществ наружу, а также могут служить источниками зажигания.

В соответствии с [3] наиболее вероятными событиями, которые могут являться причинами пожароопасных ситуаций на Объектах, считаются следующие события:

выход параметров технологических процессов за критические значения, который вызван нарушением технологического регламента (например, перелив жидкости при сливо-наливных операциях, разрушение оборудования вследствие превышения давления по технологическим причинам, появление источников зажигания в местах образования горючих газопаровоздушных смесей);

разгерметизация технологического оборудования, вызванная механическим (влияние повышенного или пониженного давления, динамических нагрузок и т. п.), температурным (влияние повышенных или пониженных температур) и агрессивным химическим (влияние кислородной, сероводородной, электрохимической и биохимической коррозии) воздействиями;

механическое повреждение оборудования в результате ошибок работника, падения предметов, некачественного проведения ремонтных и регламентных работ и т. п. (например, разгерметизация оборудования или выход из строя элементов его защиты в результате повреждения при ремонте или столкновения с железнодорожным или автомобильным транспортом).

При выделении пожароопасных ситуаций осуществляется деление технологического оборудования на участки. Указанное деление выполняется, исходя из возможности раздельной герметизации этих участков при возникновении аварии.

Основные участки включающие в себя технологическое оборудования и трубопроводы, содержащиеся в них вещества и параметры их обращения приведены в таблицах

Кроме этого, также учитывается возможность возникновения пожара в зданиях, сооружениях и строениях различного назначения, расположенных на территории Объекта.

3.1.4. Построение сценариев возникновения и развития пожаров, влекущих за собой гибель людей

Для определения возможных сценариев возникновения и развития пожаров использовался метод логических деревьев событий.

Метод логических деревьев событий позволяет определить развитие возможных пожароопасных ситуаций и пожаров, возникающих вследствие реализации инициирующих пожароопасную ситуацию событий.

При построении сценариев возникновения и развития пожаров учитывались следующие положения:

выбиралась пожароопасная ситуация, которая может повлечь за собой возникновение аварии с пожаром с дальнейшим его развитием;

развитие пожароопасной ситуации и пожара рассматривалось постадийно с учетом места ее возникновения на Объекте, уровня потенциальной опасности каждой стадии и возможности ее локализации и ликвидации;

переход с рассматриваемой стадии на новую определялся возможностью либо локализации пожароопасной ситуации или пожара на рассматриваемой стадии, либо развития пожара, связанного с вовлечением расположенных рядом технологического оборудования, помещений, зданий и т. п. в результате влияния на них опасных факторов пожара, возникших на рассматриваемой стадии;

для каждой стадии устанавливался уровень ее опасности, характеризующийся возможностью перехода пожароопасной ситуации или пожара на соседние с пожароопасным участки Объекта.

При построении сценариев возникновения и развития пожаров рассматривались различные метеорологические условия (температура окружающей среды, скорость и направление ветра и т. д.).

В приведенных выше сценариях возникновения и развития пожаров, влекущих за собой аварии соседнего технологического оборудования за счет воздействия на него опасных факторов пожара, эти аварии могут повлечь за собой образование огненного шара. Таким образом, возможно прогрессирующее развитие пожара с одного технологического оборудования на другое.

3.2.  Определение частоты реализации пожароопасных ситуаций

Сведения по частотам реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий для оборудования Объекта, частотам утечек из технологических трубопроводов, а также частотам возникновения пожаров в зданиях принимались в соответствии с [2] и приведены в таблицах

Таблица 3.9 - Частоты утечек из технологических трубопроводов

скрытый текст

Частота реализации сценариев, связанных с образованием огненного шара на емкостном оборудовании со сжиженными газами и ЛВЖ вследствие внешнего воздействия очага пожара, определялась на основе процедуры построения логических деревьев событий.

Таблица 3.10 - Частоты возникновения пожаров для некоторых зданий/помещений

скрытый текст

3.3.  Построение полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития

При построении полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития учитывались:

тепловое излучение при факельном горении, пожарах проливов горючих веществ на поверхность и огненных шарах;

избыточное давление и импульс волны давления при сгорании газопаровоздушной смеси в открытом пространстве;

избыточное давление и импульс волны давления при разрыве сосуда (резервуара) в результате воздействия на него очага пожара;

избыточное давление при сгорании газопаровоздушной смеси в помещении;

концентрация токсичных компонентов продуктов горения в помещении;

снижение концентрации кислорода в воздухе помещения;

задымление атмосферы помещения;

среднеобъемная температура в помещении;

осколки, образующиеся при взрывном разрушении элементов технологического оборудования;

расширяющиеся продукты сгорания при реализации пожара-вспышки.

Оценка величин указанных факторов проведена на основе анализа физических явлений, протекающих при пожароопасных ситуациях, пожарах, взрывах. При этом рассматривались следующие процессы, возникающие при реализации пожароопасных ситуаций и пожаров или являющиеся их последствиями (в зависимости от типа оборудования и обращающихся на Объекте горючих веществ):

- формирование зон загазованности

- сгорание газопаровоздушной смеси в открытом пространстве

- тепловое излучение от пожара пролива или огненного шара

- реализация пожара-вспышки

- образование и разлет осколков при разрушении элементов технологического оборудования

- образование газопаровоздушного облака (газы и пары тяжелее воздуха)

- образование газопаровоздушного облака (газы и пары тяжелее воздуха)

- сгорание газопаровоздушной смеси в технологическом оборудовании или помещении

- тепловое излучение горящего оборудования

Оценка опасных факторов пожара проводилась с помощью методов, приведенных в [3 - 5], следующим образом:

Максимальные размеры взрывоопасных зон

Радиус RНКПР (м) и высота ZНКПР (м) зоны, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (далее - НКПР), при неподвижной воздушной среде определяется по формулам:

для паров ЛВЖ:

; (3.1)

(3.2)

где mП - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время испарения по п. 6 настоящего приложения, кг;

ρП - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;

РН - давление насыщенных паров при расчетной температуре, кПа;

Т - продолжительность поступления паров в открытое пространство, с;

СНКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени паров, % об.

За начало отсчета горизонтального размера зоны принимаются внешние габаритные размеры пролива.

Определение параметров волны давления при сгорании

газопаровоздушного облака

Методика количественной оценки параметров воздушных волн давления при сгорании газопаровоздушного облака (далее - облако) распространяется на случаи выброса горючих газов или паров в атмосферу.

Основными структурными элементами алгоритма расчетов являются:

определение ожидаемого режима сгорания облака;

расчет максимального избыточного давления и импульса фазы сжатия воздушных волн давления для различных режимов;

определение дополнительных характеристик взрывной нагрузки;

оценка поражающего воздействия.

Исходными данными для расчета параметров волн давления при сгорании облака являются:

вид горючего вещества, содержащегося в облаке;

концентрация горючего вещества в смеси СГ;

стехиометрическая концентрация горючего вещества с воздухом ССТ;

масса горючего вещества, содержащегося в облаке МТ, с концентрацией между нижним и верхним концентрационным пределом распространения пламени. Допускается величину МТ принимать равной массе горючего вещества, содержащегося в облаке, с учетом коэффициента Z участия горючего вещества во взрыве. При отсутствии данных коэффициент Z может быть принят равным 0,1.

удельная теплота сгорания горючего вещества ЕУД;

скорость звука в воздухе С0 (обычно принимается равной 340 м/с);

информация о степени загроможденности окружающего пространства;

эффективный энергозапас горючей смеси Е, который определяется по формуле:

. (3.3)

При расчете параметров сгорания облака, расположенного на поверхности земли, величина эффективного энергозапаса удваивалась.

Интенсивность теплового излучения

В настоящем разделе приводятся методы расчета интенсивности теплового излучения от пожара пролива на поверхность, огненного шара, а также радиуса воздействия продуктов сгорания паровоздушного облака в случае пожара-вспышки.

Пожар пролива

Интенсивность теплового излучения q (кВт/м2) для пожара пролива определяется по формуле:

(3.4)

где - среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени, кВт/м2;

- угловой коэффициент облученности;

t - коэффициент пропускания атмосферы.

Значение принимается на основе имеющихся экспериментальных данных или по таблице 3.11. При отсутствии данных для нефтепродуктов принимаутся равной 40 кВт/м2.

Таблица 3.11 - Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив [3]

скрытый текст

Примечание: для диаметров очага менее 10 м или более 50 м Еf принималась такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно.

Угловой коэффициент облученности Fq определяется по формуле:

, (3.5)

где FV, FH - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, которые определяются по формулам:

(3.6)

(3.7)

; (3.8)

; (3.9)

; (3.10)

; (3.11)

; (3.12)

; (3.13)

; (3.14)

; (3.15)

где X - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого Объекта, м;

d - эффективный диаметр пролива, м;

L - длина пламени, м.

- угол отклонения пламени от вертикали под действием ветра.

Эффективный диаметр пролива d (м) рассчитывается по формуле:

, (3.16)

где F - площадь пролива, м2.

Длина пламени L (м) определяется по формулам:

при

, (3.17)

при

, (3.18)

где:

, (3.19)

- удельная массовая скорость выгорания топлива, ;

- плотность окружающего воздуха, ;

- плотность насыщенных паров топлива при температуре кипения, ;

- скорость ветра, м/с (принимать по исходным данным);

g - ускорение свободного падения (9,81 ).

Угол отклонения пламени от вертикали под действием ветра рассчитывается по формуле:

. (3.20)

Коэффициент пропускания атмосферы t для пожара пролива определяется по формуле:

. (3.21)

Огненный шар

Интенсивность теплового излучения q(кВт/м2) для огненного шара определяется по формуле (3.29).

Величина определяется на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать равной 350 кВт/м2.

Значение Fq определяется по формуле:

, (3.22)

где Н - высота центра огненного шара, м;

DS - эффективный диаметр огненного шара, м;

r - расстояние от облучаемого Объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром огненного шара, м.

Эффективный диаметр огненного шара DS (м) определяется по формуле:

(3.23)

где m - масса продукта, поступившего в окружающее пространство, кг.

Величину Н допускается принимать равной DS/2.

Время существования огненного шара tS (с) определяется по формуле:

. (3.24)

Коэффициент пропускания атмосферы t для огненного шара рассчитывается по формуле:

. (3.25)

Определение радиуса воздействия продуктов сгорания паровоздушного облака в случае пожара-вспышки

В случае образования паровоздушной смеси в незагроможденном технологическим оборудованием пространстве и его зажигании относительно слабым источником (например, искрой) сгорание этой смеси происходит, как правило, с небольшими видимыми скоростями пламени. При этом амплитуды волны давления малы и могут не приниматься во внимание при оценке поражающего воздействия. В этом случае реализуется так называемый пожар-вспышка, при котором зона поражения высокотемпературными продуктами сгорания паровоздушной смеси практически совпадает с максимальным размером облака продуктов сгорания (т. е. поражаются в основном Объекты, попадающие в это облако). Радиус воздействия высокотемпературных продуктов сгорания паровоздушного облака при пожаре-вспышке RF определяется формулой:

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5