Исходя из этих предпосылок и принимая во внимание результаты анализа, представленного в предыдущем разделе, для последующего рассмотрения выделяются следующие сценарии возможных аварий.
Сценарий №1
Взрыв паров бензина в резервуаре № 16 РВС-2000 при минимальном уровне налития, его разрушение и развитие пожара в пределах обвалования.
Сценарий №2
Перелив или частичная разгерметизация резервуара № 5 РВС-2000, с распределением нефтепродукта (автомобильный бензин) в пределах обвалования, образование взрывоопасной паровоздушной смеси с последующим объемным взрывом. Повреждение ближайших резервуаров, их разгерметизация и развитие пожара разлития.
Сценарий №3
Перелив или частичная разгерметизация резервуара № 4 РВС-2000, с распределением нефтепродукта (автомобильный бензин) в пределах обвалования, образование взрывоопасной паровоздушной смеси с последующим объемным взрывом. Повреждение ближайших резервуаров, их разгерметизация и развитие пожара разлития.
Сценарий №4
Разгерметизация резервуара № 6 РВС-2000, с распределением нефтепродукта (дизельное топливо) в пределах обвалования, образование взрывоопасной паровоздушной смеси с последующим объемным взрывом. Повреждение ближайших резервуаров, их разгерметизация и развитие пожара разлития.
Сценарий №5
Разгерметизация резервуара № 11 РВС-2000, с распределением нефтепродукта (дизельное топливо) с образованием гидродинамической волны, разрушение обвалования и растекание нефтепродукта по береговому склону в сторону реки Вятка, загрязнение грунта и водного бассейна. Образование взрывоопасной паровоздушной смеси с последующим объемным взрывом и развитием пожара разлития.
Сценарий №6
Авария на наливной эстакаде светлых нефтепродуктов или разгерметизация автоцистерны. Локальное возгорание от случайного источника, (статическое электричество при нарушении заземления наконечников шлангов или автомашины)
Сценарий №7
Разгерметизация трубопровода на речном причале. Растекание нефтепродукта по акватории реки Вятка. Загрязнение воды и берега. Воспламенение паров нефтепродукта с развитием пожара разлития.
Сценарий №8.
Перелив или частичная разгерметизация резервуара № 10 РВС-2000, с распределением нефтепродукта (автомобильный бензин) в пределах обвалования, образование взрывоопасной паровоздушной смеси с последующим объемным взрывом и развитием пожара разлития.
Оценка количества опасных веществ, способных участвовать в аварии
В основу расчета количества опасных веществ, способных участвовать в аварии, положены конкретные условия разгерметизации оборудования по соответствующим сценариям, описанным в п. 2.
Сценарий №1
Максимальное количество нефтепродуктов (бензин),способных участвовать в аварии по данному сценарию определяется исходя из условия минимального уровня жидкой фазы, равной 0,3 м ("мертвый остаток") и максимальной взрывоопасной концентрации, равной верхнему пределу воспламенения (фНКПв, %).
Исходные данные:
Тип резервуара - РВС-2000;
Диаметр резервуара - d=15м;
Высота резервуара - Н=12 м;
Коэффициент заполнения - \|/=0,9;
Плотность паров бензина -
Р = М/[V0( 1 + 0,000367 t0)] [кг/м3];
Молекулярная масса - М=100 [кг/кмоль];
Мольный объем - V0 = 22,413 [м3/кмолъ];
Температура нефтепродукта (берется максимально возможная температура воздуха для данного региона) – t0=38°С;
m1 = 0?01* V0 * ayrgd *p [ru|rvjkm]$
В результате расчета получено - m1= 455,6 кг.
Сценарии № 2, 3, 4 и 8.
Врезультате аварий по перечисленным сценариям количество нефтепродукта, вышедшее из разгерметизированного оборудования принимается равным максимальной загрузке резервуара (коэффициент заполнения \|/=0,9).
Расчеты дают следующие значения:
m'2 = 1368000 кг.
m'э = 1281600 кг.
m'4 = 1467000 кг.
m/8= 1281600 кг.
Площадь разлива при этом по каждому из сценариев соответственно составит (согласно "Рекомендациям по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории") - F2,3,4,8= 9000 м2.
В результате испарения нефтепродуктов в воздухе в течение часа (расчетное время т = 3600 сек) образуется облако паров в количестве - mi = W* F* т [кг].
Давление насыщенных паров нефтепродуктов Рн для расчета интенсивности испарения W принимаются по данным лабораторного анализа и соответственно равно:
Рн2 = 59,85 кПа (бензин Аи-93),
Рнз,8 =51,3 кПа (бензин А-76),
Рн2 = 1,33 кПа (дизельное топливо).
Интенсивность испарения определяется по известной формуле [14, 15]:
W= 10-6n*Рн * М0'5 [кг/м2 с].
Здесь n - коэффициент, зависящий от подвижности воздуха. В данных расчетах принимается n = 1 (воздух неподвижен).
Полученные результаты расчетов количества паров нефтепродуктов, которые могут принять участие в аварии, представлены ниже (соответственно по сценариям № 2, 3, 4 и 8):
т2 = 19391 кг.
т3= 16621 кг.
т4 = 3110 кг.
т8 — 16621 кг.
Сценарий № 5
При разгерметизации резервуара № 11 с разрушением его по образующей со стороны р. Вятка, образуется гидродинамическая волна, которая размывает обвалование и нефтепродукт (дизельное топливо) по береговому склону стекает в сторону реки. В соответствии с "Рекомендациями..." [23] площадь разлива в этом случае составит F= 21600 м Максимальное количество разлившейся горючей жидкости будет равно m'5 — 1467000 кг.
Количество паров, образовавшихся в течение часа (3600с) составит m8 = 1495 кг.
Сценарий № 6
На сливо-наливной автомобильной эстакаде выброс нефтепродукта на территорию нефтебазы возможен в результате нарушения герметичности шлангирующего устройства, перелива автоцистерны и т.п. Количество разлившегося нефтепродукта может составить m6 = 1013 кг.
При площади разлива порядка 200м2 (в соответствии с рекомендациями НПБ107-97), в воздухе за расчетное время (3600с) может оказатьсят6 =359 кг нефтепродукта.
Сценарий № 7
В результате разгерметизации одного из трубопроводов, связывающих причал с резервуарным парком, в воду может попасть до 4000 кг нефтепродукта (см. п. 2.1.2.4). Площадь разлива по водной поверхности, с учетом применения боновых заграждений, составит F = 789 м2 .
Возможное количество паров при этом (учитывая уже приведенные формулы) составит т7= 1700 кг.
Оценка риска аварий ичрезвычайных ситуаций
Определение возможных последствий аварий и чрезвычайных ситуаций с учетом их вероятности
На настоящий момент, методические принципы, общие требования к процедуре и оформлению результатов анализа риска аварий на промышленных объектах, определяются РД 08-120-96 "Методические указания по проведению анализа риска опасных промышленных объектов", разработанные НТЦ "Промышленная безопасность" [51].
Согласно этому документу оценка риска аварий и чрезвычайных ситуаций включает в себя:
-анализ частоты аварий (вероятность возникновения);
-анализ последствий (масштабов аварий);
-Для анализа и оценки частоты аварий авторы "Методических указаний..." выделяют следующие, используемые в практике, подходы:
-использование статистических данных по аварийности инадежности технологических систем соответствующего типа объектов;
-использование логических методов анализа "деревьев событий" или "деревьев отказов";
-экспертная оценка путем учета мнения специалистов в данной области.
Вследствие недостатка статистических данных, наиболее приемлемым является метод экспертных оценок с использованием известных статистических данных.
Реализация описанных выше сценариев может привести, в первую очередь, к затоплению нефтепродуктами части территории нефтебазы и акватории реки Вятка.
Анализ статистических данных Центра управления в кризисных ситуациях (ЦУКС) МЧС России по аварийности на пожаровзрывоопасных объектах позволяет ориентировочно оценить частоту исходных событий таких аварий.
Описанные разливы нефти опасны не только замазучиванием территории и окружающей среды, но и возможностью взрыва и пожара, поскольку пары нефти могут воспламениться от случайного источника.
По опубликованным данным частота аварий резервуаров, характеризующихся разлитием нефтепродукта с последующим возникновением пожара, не превышает 10-5 – 10-6 в год [68].
Взрывы парогазовых облаков, образовавшихся при испарении нефтепродуктов с поверхности разлива, характеризующихся возникновением ударной волны, по тем же данным также не превышает по частоте величину 10-5 в год.
По классификации РД 08-120-96 такие события в целом можно охарактеризовать как "редкие".
Первопричинами этих событий могут быть, как уже отмечалось: коррозия металла резервуаров и трубопроводов, механическое повреждение резервуаров или трубопроводов (техногенного или природного характера - прямое воздействие на элементы конструкций инструментом или транспортными средствами, размыв или смещение грунта), нарушение герметичности фланцевых соединений, разрушение запорной арматуры, обрыв гибких шлангов, неисправность систем контроля за уровнем наполнения резервуаров, ошибки персонала (отсутствие контроля в процессе слива-налива, неправильная последовательность открытия/закрытия запорной арматуры и другие нарушения правил ведения работ с пожаровзрывоопасными жидкостями), несанкционированный доступ посторонних граждан к сооружениям объекта (например, к трубопроводам между причалом и резервуарным парком) и преднамеренное нарушение их целостности с целью незаконного приобретения нефтепродукта.
Оценка величины возможного ущерба физическим и юридическим лицам в случае аварии на нефтебазе