Комплекс мероприятий по обеспечению безопасности технологических объектов

КОМПЛЕКС МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Содержание

Введение

. Описание технологического процесса

. Анализ возможных причин и условий самопроизвольного возникновения горения и зажигания горючих смесей

. Определение возможных причин и условий для распределения пожара

. Разработка мероприятий и технических решений по обеспечению пожарной безопасности технологических процессов

Выводы

Список литературы

Введение

В настоящее время, на территории Российской Федерации функционируют более 150 нефтеперерабатывающих предприятий, являющиеся опасным производственные объектам. Используемые в качестве сырья нефтепродукты являются легковоспламеняющимися жидкостями, а смеси их паров с воздухом взрывоопасны и токсичны. Нефтеперерабатывающие предприятия представляют собой, наиболее сложные в инженерном отношении объекты нефтяной промышленности.

Они подвержены большому числу рисков и сами представляют собой потенциальную угрозу персоналу, населению и окружающей среде.

Опасность эксплуатации нефтеперерабатывающих предприятий, обусловлена их спецификой, как сложных по структуре объектов, использующие в своих производственных циклах в качестве сырья взрывопожароопасные вещества под высоким рабочим давлением, с применением сложных конструктивных схем и технологий.

При возникновении нерасчетных режимов существует вероятность возникновения аварийных ситуаций с негативными последствиями, которые при неблагоприятных событиях (метеорологические условия, возникновение инициирующего фактора) переходят в чрезвычайную ситуацию.

Целью данной работы является анализ комплекса мероприятий по обеспечению безопасности технологических процессов, на примере установки переработки нефти. Для достижения поставленной цели, необходимо решение следующих задач: - описание технологического процесса; - анализ возможных причин и условий самопроизвольного возникновения горения и зажигания горючих смесей;

определение возможных причин и условий для распределения пожара; - разработка мероприятий и технических решений по обеспечению пожарной безопасности технологических процессов.

1. Описание технологического процесса

Нефть это сложная смесь углеводородов различного молекулярного веса и температуры кипения. Различают первичные и вторичные методы переработки нефти.

К первичной относятся процессы разделения нефти на фракции, когда для извлечения требуемых продуктов применяют физические методы выделения, а химический состав нефти в основном не изменяется.

Ко вторичным методам относятся процессы деструктивной переработки нефти.

На установках первичной переработки нефти осуществляются следующие основные процессы:

предварительный подогрев сырья - производится в теплообменниках - регенераторах тепла;

основной подогрев сырья в трубчатой печи;

отделение паров от жидкости и их ректификации в колоннах;

конденсация, охлаждение продуктов перегонки в конденсаторах и холодильниках.

При этом химический состав н/продуктов в основном не изменяется. Поэтому, для того, чтобы перегонка продолжалась, следует повышать температуру оставшейся нефти или понижать давление в системе.

По мере нагревания в нефти из нее будут испаряться все новые более тяжелые и высококипящие углеводороды. Пары, выделяющиеся из нефти, состоят не из одного какого-либо углеводорода, а из смеси углеводородов, близких друг к другу по температуре кипения.

Путем простой перегонки нефтепродуктов нельзя добиться разделения их на фракции определенного состава. Поэтому разделение сложных жидких смесей на отдельные фракции производится путем многократного испарения и конденсации, носящего название ректификации. Для создания разности температур между верхом и низом колонны необходимо в низ колонны подавать тепло, а на верху - отводить его. Первое достигается применением подогревателей, второе - подачей холодного орошения на верх колонны.

Четкость ректификации зависит от множества факторов. Главными из которых являются количество и конструкция тарелок.

Принципиальная технологическая схема установки первичной перегонки нефти (АТ) приведена на рисунке 1.

а)

б)

а - принципиальная технологическая схема; б - план установки

Рисунок 1 - Процесс первичной перегонки нефти

Обессоленная и обезвоженная нефть прямым питанием поступает на прием сырьевых.

Рисунок 2 - Схема установки АТ

Первый поток нефти проходит последовательно через три теплообменника (теплоноситель - циркуляционное орошение) (рисунок 2).

Второй поток нефти проходит последовательно: четыре теплообменника.

Третий поток нефти проходит последовательно: через три теплообменника.

2. Анализ возможных причин и условий самопроизвольного возникновения горения и зажигания горючих смесей

К основным причинам и факторам возникновения возможных аварийных ситуаций, связанным с отказами технологического оборудования, относятся:

опасности, связанные с нерегламентированными процессами (гидравлические удары, вибрация, превышение давления);

образование взрывоопасных топливовоздушных смесей при потере герметичности оборудования;

заводские дефекты труб и оборудования;

физический износ, механические повреждения или температурная деформация трубопроводов, аппаратов и оборудования, которые могут привести как к частичному, так и к полному разрушению оборудования, аппаратов или трубопроводов и возникновению аварийной ситуации любого масштаба.

Факторами опасности и риска, связанными с типовыми процессами являются:

значительное количество опасных веществ в технологии в целом и в единичных аппаратах;

обращающееся в технологическом процессе сырье находится в газонасыщенном состоянии, что обусловливает возможность выделения парогазовой фазы при аварийной разгерметизации аппаратов и развитие аварийной ситуации по механизмам взрыва ГВС;

высокие давления в технологических трубопроводах, аппаратах и емкостях, высокое напряжение и температура;

технологические процессы подготовки и транспорта сырья и продукции протекают при повышенных давлениях.

Все указанные факторы опасности и риска характеризуют нефтехимические предприятия как опасные объекты, количественные показатели представленных величин характеризует степень опасности процессов, блоков и установок.

Конструкция емкостей и устанавливаемое на них оборудование, арматура и приборы обеспечивают безопасную эксплуатацию емкостей. Скорость наполнения (опорожнения) емкостей не превышает суммарной пропускной способности установленных дыхательных устройств. Поддержание давления в емкостях осуществляется при помощи дыхательной и предохранительной арматуры. Трубопроводная обвязка резервуаров и насосной обеспечивает возможность перекачки нефтепродуктов из одной емкости в другую в случае аварийной ситуации. Емкости установлены на опорах высотой 0,7...1 м для обеспечения осмотров. Но емкости находятся под воздействием климатических факторов. Технологией производства предусмотрены процессы перекачки используемых веществ, как при приеме и сливе, так и при процессах производства, что является потенциально опасным.

Процессы перекачки включают в себя транспортирование продуктов по трубопроводам при помощи насосов.

Нарушение режимов эксплуатации насосного оборудования, связанное с увеличением скорости наполнения и опорожнения, может привести к гидравлическому разрыву емкости, переполнению и переливу перекачиваемых продуктов.

Наиболее вероятным является выход из строя запорной арматуры, прокладок и фланцев, они подвержены всестороннему износу и являются наиболее уязвимыми участками трубопровода на предприятиях нефтехимической промышленности.

. Определение возможных причин и условий для распределения пожара

На основе анализа статистических данных установлено, что источниками, инициирующими взрыв (пожар) на нефтеперерабатывающих предприятиях, как правило, являются:

разряды молнии;

искры при проведении ремонтных работ, в том числе с применением открытого огня;

механические искры при отборе проб из резервуаров через верхний замерный люк неисправным инструментом или при отсутствии защитных прокладок.

тепловое воздействие пожара на соседнем резервуаре;

искры, возникающие в неисправном оборудовании.

Распределение случаев возникновения пожаров в резервуарах в зависимости от источника зажигания и причин, приведены в диаграмме на рисунке 3.

Рисунок 3 - Распределение случаев возникновения пожаров в зависимости от источника зажигания и других причин

пожарный безопасность технологический горючий

Как видно из рисунка 3, наиболее частой причиной пожаров в резервуарных парках являются открытый огонь и искры, возникающие при ремонтных работах или применении неискробезопасного оборудования.

При более детальном исследовании установлено, что причины возникновения техногенных катастроф можно условно разделить на технические и организационные.

К техническим причинам возникновения аварии относят:

недостаточное знание технологического процесса или характеристики безопасности вещества; - отсутствие автоматизации опасной операции, механизаций трудоемких действий;

нарушения технологических процессов, предусмотренных проектом;

нарушение регламентов ревизий, обслуживаний или ремонтов технических устройств;

неэффективный входной контроль сырья или материала;

использование в техническом устройстве конструкционного материала или части, не соответствующей проектным требованиям.

Вторая группа причин - это организационные причины. К таковым относятся:

неверная организация работы;

неэффективный производственный контроль соблюдения требований по безопасности;

умышленные отключения, вывод из строя средств защиты, сигнализаций или связей с исполнителем работы;

низкие уровни знания требований безопасности проведения работ;

нарушения технологической дисциплины, неосторожное или несанкционированное действие исполнителя работы.

При эксплуатации установки АТ возможны следующие опасности:

. Возникновение пожара и взрыва в случае разгерметизации оборудования, трубопроводов или при нарушении режима работы оборудования.

. Отравление работающих парами углеводородов и сероводородом.

. Ожоги работающих паром и при соприкосновении с горячими частями оборудования и трубопроводов.

. Травмирование вращающимися частями насосов, не защищенных ограждениями.

. Поражение электрическим током в случае выхода из строя заземления токоведущих частей электрооборудования или пробоя электроизоляции.

. Возможность падения при обслуживании аппаратов, расположенных на высоте, в случае отсутствия или неисправности ограждения.

4. Разработка мероприятий и технических решений по обеспечению пожарной безопасности технологических процессов

Аварии на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности приводят к большим материальным и человеческим потерям. Предотвратить возникновение ЧС или снизить уровень ее негативных последствий возможно при помощи разработки и проведении заблаговременных мероприятий, а также совершенствования действующих методов направленных на снижение риска возникновения пожара.

При хранении значительных объемов прожаровзрывоопасных продуктов и высоком рабочем давлении на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности необходимо обеспечивать надежность и предупреждение аварий, способных приводить к пожарам, что возможно достичь путем внедрения новых инженерно-технических устройств, методов и способов ведения работ.

Предупреждение пожаров направленно на решение следующих задач:

предотвращение возникновения пожаров на объектах экономики;

снижение тяжести их последствий в случае возникновения.

Одним из мероприятий по предупреждению ЧС является разработка комплекса заблаговременных (превентивных) мер по снижению уровня возникновения поражающих факторов ЧС.

Одним из мероприятий по защите установки АТ от пожаров является использование теплозащитных экранов, применяемых для локализации лучистой теплоты, уменьшения облученности на рабочих местах. Ослабление теплового потока за экраном обусловлено его поглотительной и отражательной способности. Классификация теплозащитных экранов по степени прозрачности и по способу защиты от лучистой теплоты предоставлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Классификация теплозащитных экранов по степени прозрачности и по способу защиты от лучистой теплоты

В соответствии с представленной классификацией, вододисперсная завеса относится к прозрачному теплоотводящему теплозащитному экрану. Преимущество экранов данного типа является отвод тепла и прозрачность, что дает возможность ведения работ по тушению пожара.

Предложенная пожарная вышка оборудована оросительным устройством для защиты работающего ствольщика от лучистой энергии. Оросительные устройства создают вододисперсную завесу в виде теплопоглощающего экрана, эффективность экрана данного типа определяется дисперсность капель завесы. Также актуальным является проведения повышения огнестойкости зданий расположенных в непосредственной близости от установки АТ. Под огнестойкостью элементов строительных конструкций принимается их способность сохранять в условиях пожара заданные эксплуатационные качества. Огнезащита строительных конструкций осуществляется при помощи использования следующих методов повышения огнестойкости материалов:

покрытие материалов антипиренами;

покрытие поверхностей огнезащитными красками (толщиной до 200 мкм);

обмазка поверхностей огнезащитными пастами (огнестойкой мастикой и герметиками) толщиной до 2см;

покрытие огнестойкими стеклообоями;

защита конструкции жесткими экранами - огнестойкими листами, плитами, панелями, гипсокартонном, кирпичами.

Огнезащитная краска - смесь связующего пигмента и наполнителя, которая способна с самопроизвольному затвердеванию. Огнезащитные краски чаще всего готовятся с использованием калиевого жидкого стекла K₂OnSiO₂.

Огнезащитные пасты и штукатурки наносятся на строительные конструкции путем обмазки или напылением. Толщина слоя огнезащитных паст не должна превышать 0,5…1 см, штукатурок - 2…4 см. Огнезащитные пасты и штукатурные растворы готовят на основе жидкого стекла, строительного песка, глиноземистого цемента, пуццолановых цементов, с использованием в качестве заполнителя вспученный (или невспученный) вермикулит, перлит, кермазит.

Антипрены при воздействию на них высоких температур начинаются либо плавиться, покрывая поверхности нагретой древесины стекловиной пленкой, задерживающей доступ к ней кислорода, либо разлагаться, образуя возле поверхности нагретого дерева значительное количество инертных газов, которые также служат препятствием для проникновения в дерево кислорода воздуха.

С целью защиты стен зданий при воздействии на него пламени пожара пролива нефтепродуктов и недопущения снижения несущей способности предлагается проведение пропитки зданий попадающих в зону теплового излучения, способную привести к разрушению этих строений, специальным огнезащитным раствором или покраска огнезащитной краской.

Выводы

На основании противопожарного обследования установки первичной перегонки нефти проведен анализ пожарной опасности технологического процесса.

На основе анализа литературных источников рассмотрена специфика нефтеперерабатывающего производства, анализ этапов развития пожаров на взрывопожароопасных объектах, рассмотрена характеристика объекта исследования.

Разработаны предложения по снижению риска возникновения пожара и повышению инженерной устойчивости функционирования установки АТ. На основании анализа пожарной опасности технологического процесса, с учетом режимов работы технологического оборудования проведены пожарно-профилактические мероприятия.

Список литературы

1. Иванов Е.Н. Пожарная защита открытых технологических установок. М., «Химия» 1985 г 78-92 с.

. РД 03-418-01. «Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов».3. ГОСТ-12.1.0044-89. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов.

. Ройтман, В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий / В.М. Ройтман. - Москва: Пожарная безопасность и наука, 2001 г. - 382 с.

. Воробьев Ю.Л., Акимов В.А., Соколов Ю.И. Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. - М.: Ин-октаво, 2005. - 368 с.6. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования.

. Мартынюк В.Ф., Суворова В.В. Категорирование опасных состояний эрготехнической системы в многомерном фазовом пространстве М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. - 2007. - с. 464.

. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования.

. ППБ-79 «Правила пожарной безопасности при эксплуатации нефтеперерабатывающих предприятий» М.: 1979.

. Опасные ситуации техногенного характера и защита от них. Учеб. пособие / В. А. Макашев, С. В. Петров.-Москва: Стройиздат, 2003. -105с

. Основы технологии, процессов и аппаратов пожаровзрывоопасных производств. Учеб. пособие / С.А. Горячев, Москва: Академия ГПС МЧС России, 2003. -65с.НПБ 105-95 Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. М. 1995.

. Лебедев, В.С. Справочник инженера пожарной охраны / И.Е. Лебедев. - Москва: Инфра-Инженерия, 2005. - 768 с.