План по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов на (стр. 28 из 92)
Рис. Принцип расчета гравитационного растекания «цилиндрического» слоя жидкости
Скорость гравитационного растекания нефти dL/dt при квазимгновенном разрушении резервуара связана с текущей толщиной "цилиндрического" слоя жидкости h(L) следующим соотношением;
(1)где g - сила тяжести; h 
- минимальная толщина "цилиндрического" слоя жидкости.
Текущее значение толщины слоя h(L) для данного объема растекающейся жидкости зависит от массы вещества, участвующего в аварии, его плотности при заданной температуре, текущего значения площади зеркала разлития и определяется из выражения
(2)где Q - масса вещества, участвующего в аварии; r- плотность вещества; L - радиус зеркала разлития.
Минимальная толщина "цилиндрического" слоя жидкости для многотонных разлитий определяется видом вещества, структурой и рельефом подстилающей поверхности и может составлять от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров, с учетом пропитки грунта.
Из выражений (1) и (2) определим время растекания жидкости t(L) до точки, расположенной на расстоянии L от аварийного резервуара
(3)где r - радиус аварийного резервуара; L 
- максимальный радиус зеркала разлития при полном растекании НП по подстилающей поверхности до минимальной толщины слоя жидкости, принятой 10 см.
Характер изменения времени t(L) и скорости dL/dt растекания гидродинамической волны прорыва НП до рассматриваемой точки территории для реальных параметров хранения НП и характеристик местности, показан на рис.:
Рис. Характер изменения времени t и скорости растекания v гидродинамической
волны прорыва НП до рассматриваемой точки территории.
Сценарий С-2. Развитие аварийной ситуации на топливопроводе, связанной с выбросом нефтепродукта из топливопровода в результате его полного раскрытия.
В данном сценарии рассматривается наиболее неблагоприятный вариант аварийной ситуации, связанный с полным разрывом трубопровода ("гильотинный разрыв").
Полная разгерметизация трубопровода возможна, как следствие сочетания усталостных явлений металла трубопровода и гидравлического удара.
Расчет массы нефтепродуктов, вылившихся из трубопровода, определяется как сумма массы пролива с момента повреждения до закрытия задвижек и массы пролива из трубопровода с момента закрытия задвижек до прекращения утечки.
Масса НП m, кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии определяется по формуле
m=q*t*r
q - расход НП, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры топливной среды и т.д., м3×с-1;
t- возможное время истечения нефтепродуктов – 5 мин (3 мин – время на реакцию оператора и до 2 мин время на истечение оставшегося нефтепродукта в трубе при длине отрезка трубопровода между задвижками не более 50 метров).
r - плотность НП, кг×м-3.
Исходные данные:q=0,036 м3×с-1 ; t=300 сек; rмазут=960 кг×м-3, m=10370 кг.
В результате аварийного разлития возможно значительное загрязнение территории ТЭЦ-3.
С целью своевременной локализации аварийного разлива нефтепродуктов на территории объекта необходимо предусмотреть соответствующие инженерно-технические мероприятия.
Например: иметь запас грунта, который при возникновении аварии или ее угрозе можно оперативно переместить бульдозером и спланировать поперек потока нефтепродуктов (при необходимости).
Сценарий С-2. Развитие аварийной ситуации на сливной эстакаде, связанной с выбросом нефтепродукта из железнодорожной цистерны в результате ее частичного или полного разрушения.
Сценарий С-2(1). Частичная разгерметизация цистерны из-за образования сквозной трещины или отверстия в нижней части одной из цистерн вследствие усталостных явлений и (или) коррозии в металле корпуса (или в сварном шве) цистерны. Количество пролитого продукта будет зависеть от:
периода времени с начала пролива до начала обнаружения и принятия мер (быстрое подключение к сливному прибору и отключение других цистерн, стоящих на сливе с параллельной заделкой отверстия);
вязкости продукта;
емкости ж/д цистерны (60 м3.).
При непринятии мер содержимое цистерны может полностью вылиться в количестве до 60 м3 с образованием площади разлива 270 м2.
В случае принятия мер выльется около 1,6 м3 нефтепродукта.
В этом случае в соответствии с Приказом МПР РФ № 156 от 3.03.03 г. разлив нефтепродуктов не относится к чрезвычайной ситуации.
Сценарий С-2(2). Менее вероятная авария - полная разгерметизация железнодорожной цистерны вследствие ее схода с рельсов, опрокидывания и разлома корпуса при ударе о землю.
Это может произойти при неправильных действиях машиниста тепловоза, составителя поезда или неисправном состоянии пути.
По последствиям сценарий аналогичен сценарию С-2(1), но произойдет по времени не более 2 минут. Площадь разлива составит 270 м2.
Сценарий С-2(3). Наименее вероятная, но наиболее опасная авария - внезапная разгерметизация половины состава (четыре цистерны) по аналогичным причинам сценария С-2(2). Количество пролитого нефтепродукта будет составлять 240 м3.
Половина пролитого нефтепродукта от общего количества в составе допускается Постановлением Правительства РФ от 15.04.2002г. № 240. Площадь разлива составит 1080 м2.
Сценарий С-2. Развитие аварийной ситуации на АЗС АТХ СП ТЭЦ-3.
Сценарий С-2 (4). Срыв шланга на эстакаде налива. Вероятная причина: выход из строя узла крепления шланга к стояку.
Наиболее вероятные причины: неисправность автоматической блокировки, отключающей насос при достижении предельного уровня, и отсутствие контроля со стороны водителя автозаправщика. Объем вылива составит около 2 м3.
Пролитый продукт по бетонному лотку сливается в нефтеловушку канализационной системы.
Сценарий С-2(5). Частичная разгерметизация цистерны автозаправщика.
Наиболее вероятные причины: образование сквозной трещины или отверстия вследствие усталостных явлений, последствий в результате вероятного ДТП или (и) коррозии в металле корпуса или в сварном шве цистерны.
В случае, если водитель будет рядом, пролив окажется незначительным - он даст команду на прекращение слива с цистерны, либо отключит насос сам.
Если же по каким-либо причинам это не будет сделано, то масштаб пролива может быть вплоть до оптимального объема, равного 6,5 м3.
Сценарий С-2(6). Разгерметизация цистерны автозаправщика вследствие повышения давления внутри цистерны при нарушении работы дыхательного клапана (например, в зимнее время при примерзании его к седлу). В этом случае может вылиться оптимальный объем 6,5 м3.
Фактическая площадь составит не более 20 м2, так как продукт с асфальтированной площадки поступит в бетонный лоток, а оттуда в нефтеловушку канализационной системы.
Образование горящего разлития.
При горении нефтепродуктов примерно 20% разлившейся массы выбрасывается в атмосферу в виде поллютантов.
Горение сопровождается весьма сильной задымленностью всей территории ТЭЦ-3 по направлению ветра.
Из анализа приведенных статистических данных и частот инициирующих событий следует, что с наибольшей вероятностью разливы нефтепродуктов на ТЭЦ-3 могут произойти по причинам: отказа регуляторов давления, разгерметизации насосов, дефектов труб и брака строительно-монтажных работ.
Статистические данные по вероятности возникновения сценариев развития возможных аварий на объектах топливно-энергетического комплекса:
| №№ п/п | Сценарий развития аварии | Вероятность |
| 1. | Факельное горение | 0,0574 |
| 2. | Образование огневого шара | 0,0287 |
| 3. | Горение пролива вытекшей среды | 0,7039 |
| 4. | Сгорание облака ТВС в детонационном режиме | 0,0119 |
| 5. | Сгорание облака ТВС в дефлаграционном режиме | 0,1689 |
| 6. | Безопасное рассеивание облака ТВС | 0,0292 |
(Материалы шестой Всероссийской научно-практической конференции «Управление рисками чрезвычайных ситуаций»).
Из данных, приведенных в таблице видно, что наибольшую частоту реализации могут иметь сценарии, связанные с горением разлития нефтепродуктов и сгорания облака ТВС в дефлаграционном режиме.
В случае образования облака ТВС вероятность дальнейших событий будет в значительной степени определяться направлением перемещения облака ТВС по территории ТЭЦ-3 и за ее пределами, что в свою очередь определяется розой господствующих ветров в районе размещения площадки объекта.
При неблагоприятном развитии ЧС возможно возникновения пожара, при этом объект может оказаться в зоне сильной задымленности.
Сценарий С-3: Разрушение оборудования, растекание нефтепродукта по территории с возгоранием.