Расчет геометрических параметров пожарной опасности разлива ЛВЖ при полном разрушении РВС

Наибольшую опасность для населения и территории представляют случаи полного разрушения резервуаров с ЛВЖ. Разрушения вертикальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, хотя и редко, но случаются. Каждый случай - это серьезное событие, угрожающее жизни людей и экологической катастрофой и, по меньшей мере, значительным экономическим ущербом: нужно учесть, что стоимость храняще­гося продукта значительно превышает стоимость самого резер­вуара.

Здесь в настоящей работе отрабатываются метод расчета геометрических параметров аварийного разлива ЛВЖ при полном разрушении РВС, предусмотренный нормативным документом по пожарной безопасности: «Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории».

Основой для разработки данного нормативного документа послужили результаты исследований пожарной опасности резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов, выполненные в Академии ГПС МЧС России.

1. Записать название работы, а также содержание задачи, на решение которой направлено выполнение данной работы.

2. Изучить и изложить методы определения геометрических параметров аварийного разлива ЛВЖ на случай полного разрушения резервуара.

3. Произвести расчеты геометрических параметров разлива ЛВЖ на случай полного разрушения резервуара.

4. На основании анализа характерных пожаров и полученных результатов расчета сделать выводы о характере пожарной опасности аварийного разлива ЛВЖ в случае полного разрушения резервуара.

5. Изучить требования пожарной безопасности, обеспечивающие защиту от аварийного разлива ЛВЖ, изложенные в приложении Б: Требования пожарной безопасности, направленные на повышение устойчивости к пожару объектов хранения больших масс ЛВЖ и ГЖ. Извлечения из «Рекомендаций по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории»

6. По указанию преподавателя разработать схему и описание технического решения (см. способы и приемы снижения пожарной опасности), обеспечивающего снижение пожарной опасности аварийного разлива ЛВЖ.

Основные положения.Анализ хрупких разрушений резервуаров представляет значи­тельный научный интерес. Разрушение начинается с появления в корпусе трещины. Образование трещин зависит от очень большого числа факторов (технологических, конструктивных, климатических и др.). Результаты исследований причин хрупких разрушений резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов приведено в монографии Розенштейна И.М. «Аварии и надежность стальных резервуа­ров» (М.: Недра, 1995, -253 с.). Причинами нарушения прочности корпуса являются:

o дефек­ты сварочно-монтажных работ;

o хрупкость металла;

o перепады температур и т. д.

Результаты обследования частичного разру­шения резервуаров показывают, что из 262 случаев трещинообразования, происшедших в 115 резервуарах, 238 приходятся на сварные швы, что составляет 91%, 20 (7,6%) — на уторные уголки, и 4 (1,4%)—на основной металл. В 14 случаях из 37 полного разрушения резервуаров очагом разрушения был сварной шов, в двух случаях — уторный уголок и в одном — зона термического влияния.

Исследование материалов, связанных с авариями на резервуарах, показали, что наиболее опасным фактором возникающего при разрушении резервуара является гидродинамическое истечение (волна прорыва) ЛВЖ из резервуара. Причем, как правило, волна прорыва или разрушала (промывала) обвалование или перехлестывала через него. При этом нормативное обвалование, а также вид жидкости в резервуаре и характеристика грунта практически не оказывают влияния на площадь затопления.

Об этом свидетельствуют случаи полного разрушения резервуаров. Особый интерес представляет случай разрушения резервуара вместимостью 10000 м³ во время гидравлического испытания, в расследовании которого принимали участие специалисты Академии ГПС МЧС России.

Диаметр резервуара - 28,5 м, высота - 18 м. Его смонтировали из трех рулонов. Разрушение резервуара случилось через 13 ч после до­стижения уровня налива воды 17,6 м. При осмотре места аварии резервуара было установлено, что реактивной силой излившейся воды стенка оторвана от днища, частично - от крыши, развёрнута и отброшена на расстояние 25,032 м. Трещина разорвала стенку, затем днище по около­шовной зоне внутреннего уторного шва, а крышу - по зоне примыкания к стенке. Центральная часть днища осталась на фундаменте. Волной излившейся из разрушенного резервуара воды были повреждены и сдвинуты со своих фундаментов на 6-14 м еще три соседних резервуара, так как обвалование вокруг всех четырех резервуаров отсутствовало.

Монтажный кран ДЭК-251, находившийся в момент аварии в 10 м от разрушившегося резервуара, был опрокинут.

Ситуация, сложившаяся после ава­рии, представлена на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Ситуационный план

после разрушения РВС-10000:

1 - подпорная ж/б стенка;

2 - разрушенный участок подпорной стенки;

3 - участок разрушенного забора;

4 - водоем;

5 - крыша разрушившегося резер­вуара № 3;

6 - шахтная лестница резервуара № 3;

7 - стенка резервуара № 4, сдвинутого с фундамента;

8 - днище резервуара № 3;

9 - опрокинутый кран ДЭК

Пожары при полном разрушении резервуара следует рассматривать, как чрезвычайную ситуацию. Например, на Каменской нефтебазе в Ростовской области вследствие полного разрушения резервуара вместимостью 700 м³ с бензином произошел пожар с катастрофическими последствиями. Пожар охватил все строения и часть резервуарного парка нефтебазы и по разлившемуся продукту распространился на жилые дома, находящиеся за территорией на расстоянии 60 м. Погиб 61 человек.

Особую опасность представляют случаи полного разрушения резервуаров в период тушения пожара. В 1976 г. в Азербайджане на нефтебазе горело 4 резервуара с нефтепродуктами. При разрушении от взрыва РВС‑700 осветительный керосин в количестве 120 тонн разлился на площади 3000 м². Разрушение сопровождалось отрывом корпуса от днища и полетом на расстояние до 25 метров.