Прогнозирование, предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций на Туймазинском газоперерабатывающем заводе

Прогнозирование, предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций на Туймазинском газоперерабатывающем заводе

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Прогнозирование, предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций на Туймазинском газоперерабатывающем заводе

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к выпускной квалификационной работе

Уфа 2007

СОДЕРЖАНИЕ

• РЕФЕРАТ
• СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
• 1.1 Применение сжиженных углеводородных газов
• 1.2 Физико-химические свойства сжиженных углеводородных газов, обуславливающие возникновение аварии
• 1.3 Переработка газа
• 1.4 Назначение газофракционирования в общей схеме переработки газа. Основы процесса ректификации
• 1.5 Технологическая схема газофракционирующей установки ГФУ-1
• 1.6 Особенности технологического процесса ректификации, обуславливающие его пожаровзрывоопасность
• 1.7 Статистика чрезвычайных ситуаций на предприятиях нефтегазового комплекса
• 1.8 Анализ пожаровзрывоопасности газоперерабатывающего производства
• 1.9 Анализ пожаровзрывоопасности предприятий газоперерабатывающей промышленности в аспектах экономики, экологии, этики и устойчивости в чрезвычайных ситуациях
• 1.10 Предотвращение взрывов и взрывозащита производственного оборудования, зданий, сооружений и технологических процессов предприятий нефтегазопереработки
• 2 АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ И ИХ РАЗВИТИЕ. ОЦЕНКА РИСКА ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ
• 2.1 Характеристика Туймазинского газоперерабатывающего завода
• 2.2 Численность населения, которая может пострадать в результате воздействия факторов ЧС
• 2.3 Оценка риска аварий на газофракционирующей установке
• 2.4 Разработка сценариев развития чрезвычайной ситуации методом построения дерева отказов
• 2.5 Краткое описание рассматриваемой чрезвычайной ситуации
• 3 ПОЖАРОВЗРЫВОЗАЩИТА ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ ТУЙМАЗИНСКОГО ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ЗАВОДА
• 3.1 Анализ производства по пожаровзрывоопасности. Характеристика используемых в производстве веществ и материалов попожаровзрывоопасности
• 3.2 Описание расчетного сценария аварии
• 3.3 Расчет показателей пожаровзрывоопасности газофракционирующей установки
• 3.3.1 Расчет параметров волны давления
• 3.3.2 Расчет размеров зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения (НКПР) газов
• 3.3.3 Расчет интенсивности теплового излучения при образовании «огненного шара»
• 3.3.4 Расчет интенсивности теплового излучения при пожаре пролива
• 3.4 Оценка индивидуального и социального риска
• 3.4.1 Оценка индивидуального риска
• 3.4.2 Оценка социального риска
• 3.5 Разработка мероприятий по предупреждению пожаров и взрывовна газофракционирующей установке
• 3.5.1 Молниезащита
• 3.5.2 Разработка автоматической системы пожаротушения
• 3.5.2.1 Огнетушащие средства, используемые при тушении сжиженных углеводородных газов
• 3.5.2.2 Автоматические стационарные установки пожаротушения
• 3.5.2.3 Расчет расхода раствора пенообразователя
• 3.5.2.4 Расчет расхода воды на охлаждение резервуаров
• 3.5.2.5 Расчет количества пенообразующих устройств
• 3.5.3 Системы автоматической пожарной сигнализации
• 3.6 Оценка возможного числа пострадавших
• 4 ПЛАНИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ И ДРУГИХ НЕОТЛОЖНЫХ РАБОТ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ НА ТУЙМАЗИНСКОМ ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕМ ЗАВОДЕ
• 4.1 Перечень превентивных мероприятий при авариях на пожаро- и взрывоопасных объектах
• 4.2 Планирование, технология выполнения аварийно-спасательных и других неотложных работ в зоне аварии
• 4.3 Районы расположения формирований и время их выдвижения в зону чрезвычайной ситуации
• 4.4 Организация разведки в зоне ЧС
• 4.5 Организация спасения людей, находящихся в завалах
• 4.5.1 Расчет параметров завалов, образующихся при полных и сильных разрушениях зданий
• 4.5.2 Способы деблокирования пострадавших из-под завалов
• 4.5.3 Расчет сил и средств для расчистки завалов и деблокирования пострадавших
• 4.6 Эвакуация пострадавших и персонала предприятия
• 4.7 Организация пожаротушения
• 4.7.1 Особенности тушения открытых технологических установок
• 4.7.2 Выбор способов прекращения горения и огнетушащих веществ
• 4.7.2.1 Водоснабжение
• 4.7.2.2 Расчет сил и средств пожаротушения
• 4.8 Расчет сил для локализации аварий на коммунально-энергетических сетях
• 4.9 Подбор комплекта и комплекса спасательной техники для выполнения работ в зоне чрезвычайной ситуации
• 4.9.1 Теоретические основы отбора дорожных машин для механизации работ в зоне ЧС
• 4.9.2 Теоретические основы отбора подъемно-транспортных машин для механизации аварийно-спасательных работ
• 4.9.3 Основы отбора экскаваторов для выполнения работ при ведении аварийно-спасательных работ
• 4.10 Завершение аварийно-спасательных и других неотложных работ
• 5 Организация управления ликвидацией ЧС
• 5.1 Оповещение и сбор руководящего состава при возникновении чрезвычайной ситуации на Туймазинском газоперерабатывающем заводе
• 5.2 Структура управления ликвидацией чрезвычайной ситуации на Туймазинском газоперерабатывающем заводе
• 5.3 Решение председателя комиссии по чрезвычайным ситуациям и обеспечению пожарной безопасности - директора ТГПЗ при ликвидации чрезвычайной ситуации
• 5.4 Организация взаимодействия сил ликвидации чрезвычайной ситуации
• 6 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ И ДРУГИХ НЕОТЛОЖНЫХ РАБОТ
• 6.1 Идентификация и анализ поражающих, опасных и вредных факторов в зоне чрезвычайной ситуации
• 6.2 Меры безопасности при работах по тушению пожаров на объектах нефтегазоперерабатывающей отрасли
• 6.3 Меры безопасности при проведении работ в завалах
• 6.4 Меры безопасности при работах в условиях плохой видимости
• 6.5 Выбор методов и средств индивидуальной защиты спасателей
• 6.6 Защита труда спасателя: страховые гарантии, оплата труда, социальная защита членов семей
• 7 Обеспечение медицинской помощи и психологической устойчивости при возникновении чрезвычайной ситуации на Туймазинском газоперерабатывающем заводе
• 7.1 Организация обеспечения медицинской помощи
• 7.2 Анализ воздействия поражающих, опасных и вредных факторов, возникающих при взрыве и пожаре пролива на Туймазинском газоперерабатывающем заводе, на организм человека
• 7.3 Оказание первой медицинской помощи
• 7.3.1 Первая медицинская помощь при терминальных состояниях
• 7.3.2 Первая медицинская помощь при механических травмах
• 7.3.3 Первая медицинская помощь при синдроме длительного сдавления
• 7.3.4 Первая медицинская помощь при ожогах
• 7.3.5 Первая медицинская помощь при отравлении продуктами горения
• 7.3.6 Первая медицинская помощь при электротравмах
• 7.3.7 Психологическая устойчивость в чрезвычайных ситуациях
• 8 МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ФОРМИРОВАНИЙ рсчс ПРИ ЛИКВИДации ЧС на туймазинском газоперерабатывающем заводе
• 8.1 Материально-техническое обеспечение формирований РСЧС в зоне ЧС (основные принципы и требования)
• 8.1.1 Обеспечение формирований водой
• 8.1.2 Обеспечение продуктами питания
• 8.1.3 Обеспечение предметами первой необходимости
• 8.1.4 Расчет расхода топлива и горюче-смазочных материалов для спасательной техники
• 8.1.4.1 Расчет нормативного расхода топлива для бортовых грузовых автомобилей
• 8.1.4.2 Расчет расхода топлива для автобусов, машин скорой и специальной помощи
• 8.1.4.3 Нормы расхода топлива на работу специального оборудования установленного на автомобилях
• 8.1.4.4 Расчет расхода топлива для техники на базе тракторов
• 8.1.4.5 Нормы расхода смазочных материалов
• 8.1.5 Обеспечение ремонта спасательной техники, участвующей в работах в зоне ЧС
• 9 Оценка экономического ущерба при возникновении чрезвычайной ситуации на ТУЙМАЗИНСКОМ ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕМ ЗАВОДЕ
• 9.1 Расчет затрат на локализацию аварии и ликвидацию ее последствий
• 9.1.1 Затраты на питание ликвидаторов аварии
• 9.1.2 Расчет затрат на оплату труда ликвидаторов аварии
• 9.1.3 Расчет затрат на организацию стационарного и амбулаторного лечения пострадавших
• 9.1.4 Расчет затрат на топливо и горюче-смазочные материалы
• 9.1.5 Расчет затрат на амортизацию используемого оборудования и технических средств
• 9.2 Расчет величины социального ущерба
• 9.3 Определение величины экономического ущерба
• ВЫВОДЫ
• Приложение А
• Приложение Б
• Список литературы

РЕФЕРАТ

ЧРЕЗВЫЧАЙНАЯ СИТУАЦИЯ, ВЗРЫВ, ПОЖАР, АНАЛИЗ, РИСК, ЕМКОСТЬ ОРОШЕНИЯ, СЖИЖЕННЫЙ УГЛЕВОДОРОДНЫЙ ГАЗ, ПРОПАН, УЩЕРБ, ПОЖАРОВЗРЫВОЗАЩИТА.

Актуальность работы обусловлена тем, что ущерб от пожаров и взрывов на предприятиях нефтепереработки имеет колоссальные размеры и тенденцию постоянного роста. По мере повышения уровня технической оснащенности производства, повышается и его пожароопасность. Пожары являются составной частью большинства чрезвычайных ситуаций на объектах хранения и переработки углеводородных газов, что обуславливает необходимость разработки мер, направленных на их предупреждение.

Объектом исследования является газофракционирующая установка Туймазинского газоперерабатывающего завода, предназначенная для ректификации широкой фракции легких углеводородов.

Цель работы - обеспечение безопасности, прогнозирование чрезвычайной ситуации и разработка мероприятий по проведению аварийно-спасательных и других неотложных работ на Туймазинском газоперерабатывающем заводе

Произведена оценка промышленной безопасности газофракционирующей установки. Рассмотрены вероятности возникновения различных вариантов аварий со взрывом и последующим пожаром пролива на территории установки. Приведен прогноз возможных потерь среди персонала предприятия. Предложен комплекс спасательной техники, используемой при ликвидации последствий аварии. Рассчитано количество и состав спасательных формирований привлекаемых к ведению аварийно-спасательных и других неотложных работ.

Приведены расчеты возможного экономического ущерба от аварии, рассчитан экологический ущерб окружающей среде, а также социальный ущерб при гибели сотрудников предприятия.

Проведен анализ причин возникновения аварийных ситуаций на объекте исследования и приведен перечень мероприятий позволяющих снизить пожарную опасность производства.

Пояснительная записка на ___ листах, количество иллюстраций ___, таблиц ___, источников ___.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ЧС - чрезвычайная ситуация

АСДНР - аварийно-спасательные и другие неотложные работы

ТГПЗ - Туймазинский газоперерабатывающий завод

СУГ - сжиженные углеводородные газы

ЛВЖ - легковоспламеняющиеся жидкости

ГГ - горючие газы

НКПВ - нижний концентрационный предел взрываемости

КИП и А - контрольно-измерительные приборы и аппараты

РТП - руководитель тушения пожара

ГСМ - горюче-смазочные материалы

ПЧ - пожарная часть

ГЗСО - газоспасательный отряд

КЭС - коммунально-энергетические сети

МТО - материально-техническое обеспечение

СИЗ - средства индивидуальной защиты

ВВЕДЕНИЕ

Чрезвычайные ситуации, связанные с применением сжиженных углеводородных газов в настоящее время происходят все чаще, в связи с нарастанием объемов производства. Актуальность работы обусловлена тем, что ущерб от пожаров и взрывов в промышленно развитых странах имеет колоссальные размеры и тенденцию постоянного роста. По мере повышения уровня технической оснащенности производства, повышается и его пожаровзрывоопасность. Пожары и взрывы являются составной частью большинства чрезвычайных ситуаций на предприятиях нефтегазопереработки, что обуславливает необходимость и актуальность разработки мер, направленных на их предупреждение.

Целью дипломной работы является обеспечение безопасности, прогнозирование чрезвычайной ситуации и разработка мероприятий по проведению аварийно-спасательных и других неотложных работ на Туймазинском газоперерабатывающем заводе.

Для реализации поставленной цели, в работе решаются следующие задачи:

- проведен анализ аварийности на данном и аналогичных производствах, выявлены возможные причины и разработаны сценарии возникновения развития аварийной ситуации на объекте методом построения дерева отказов;

- произведен расчет масштабов воздействия поражающих факторов ЧС;

- предложен комплекс мероприятий по проведению аварийно - спасательных и других неотложных работ в зоне поражения;

- изучена система управления за промышленной безопасностью на объекте и порядок взаимодействия формирований при ликвидации аварии;

- разработаны мероприятия по обеспечению безопасности при работе формирований в зоне поражения и оказанию медицинской помощи пострадавшим;

- рассчитан экономический ущерб от аварии;

Решение этих задач позволит повысить безопасность функционирования предприятия и его устойчивость к возникновению чрезвычайных ситуации, путем предложения комплекса мероприятий по снижению рисков возникновения аварий.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

В разделе проводятся краткий анализ аварийности объектов нефтегазового комплекса в России и за рубежом, анализ в аспектах экологии, экономики, этики и устойчивости в ЧС, рассматриваются возможные аварийные ситуации на предприятиях газоперерабатывающей отрасли на основе информации из литературных источников, приводится краткая физико-химическая характеристика сжиженных углеводородных газов. Выяснив особенности технологических процессов, причины аварий и условия их возникновения, можно спрогнозировать ЧС и определить последствия воздействия поражающих факторов.

1.1 Применение сжиженных углеводородных газов

Сжиженные газы широко применяют в качестве сырья для нефтехимической промышленности, используют как моторное топливо, а также бытовое топливо для газификации населенных пунктов, предприятий, животноводческих ферм и т.д.

Основной потребитель сжиженных газов в настоящее время - это нефтехимические производства. Этан, пропан, н-бутан, а также газовый бензин и гексан служат сырьем для производства этилена, из которого получают этиловый спирт, глицерин, этиленгликоль, дихлорэтан, хлористый этил и др. При дальнейшей переработке этих веществ получают лаки, растворители, красители, моющие средства, синтетический каучук, полиэтилен, полипропилен [1].

В промышленности сжиженные углеводородные газы используются для термической обработки и резки черных металлов, для сварки и пайки цветных металлов, для поверхностной закалки и сушки. Применение газа для технологических нужд промышленности снижает стоимость топлива, способствует повышению производительности и улучшению качественных показателей работы агрегатов, а в химической промышленности улучшает технико-экономические показатели производства и позволяет уменьшить использование других веществ.

Сжиженные газы получают из попутного нефтяного газа, который добывается вместе с нефтью на нефтяных месторождениях. Добытый на месторождениях нефтяной газ представляет собой смесь различных углеводородов, водяных паров, азота, а иногда и кислых компонентов: углекислоты и сероводорода. Транспортировать такой газ по трубопроводам на относительно большие расстояния и под давлением выше 0,7 МПа практически невозможно, так как водяные пары и тяжелые углеводороды при понижении температуры конденсируются, образуя жидкостные, ледяные и гидратные пробки, поэтому нефтяной газ подвергается переработке на газоперерабатывающих заводах [3].

При больших масштабах производства и переработки углеводородного сырья возрастают вероятность и степень опасности взрывов и пожаров. Размеры ежегодного материального ущерба от пожаров и взрывов во всех технически развитых странах имеют тенденцию к неуклонному росту. При этом увеличиваются размеры материального ущерба от каждого отдельного случая взрыва или пожара, так как с непрерывным ростом масштабов производства увеличиваются единичная мощность установок и концентрация на производственных площадях горючих и взрывоопасных продуктов и, прежде всего, сжиженных углеводородных газов. Наибольшее число крупных пожаров и взрывов на складах и открытых площадках обусловлено утечкой ЛВЖ и сжиженных углеводородных газов. Для выявления причин аварий на предприятиях газоперерабатывающей отрасли необходимо рассмотреть физико-химические свойства газа, особенности технологических процессов, статистику характерных чрезвычайных ситуаций в России и в мире [4].

1.2 Физико-химические свойства сжиженных углеводородных газов, обуславливающие возникновение аварии

Давление паровой фазы. Пары сжиженных углеводородных газов обладают значительной упругостью (давлением), которая возрастает с повышением температуры. Для жидкой фазы углеводородов характерен высокий коэффициент объемного расширения, она может охлаждаться до отрицательных температур. Паровая фаза имеет плотность, значительно превышающую плотность воздуха, обладает медленной диффузией, способна накапливаться в низких местах и колодцах, особенно при отрицательных температурах воздуха, в отличие от других газов имеет низкую температуру воспламенения и низкие значения пределов взрываемости (воспламеняемости) в воздухе, способна образовывать конденсат при низких температурах воздуха или при повышении давления.

Сжиженные углеводородные газы в закрытых сосудах и газопроводах находятся под давлением, которое соответствует упругости их паров при данной температуре. Давление в сосудах изменяется пропорционально температуре [5].

Обеспечение герметичности сосудов, газопроводов, запорной и регулирующей арматуры, а также их соединений является условием полной безопасности и безаварийности при хранении, розливе и транспортировке сжиженных газов. При заполнении сосудов сжиженными газами сверхдопустимого возможно повышение давления, приводящее к аварии, поэтому резервуары и баллоны полностью не заполняют, а оставляют некоторый объем, занимаемый парами сжиженных газов. Степень заполнения резервуаров и баллонов принимается в зависимости от марки газа, разности его температур во время заполнения и при последующем хранении. При разности температуры до 40 °С степень заполнения принимается 85%, а при большей разности она должна соответственно снижаться [5].

Конденсатообразование. Нагрев жидкой фазы вызывает ее испарение, увеличение массы насыщенных паров при одновременном повышении их температуры и давления (упругости). При охлаждении паровой фазы возникает обратный процесс - конденсатообразование. В связи с периодическими понижениями и повышениями температуры окружающей среды (воздуха, земли) в течение суток и года, а также в результате отбора паровой фазы в резервуарах и баллонах, заполненных сжиженными углеводородными газами, непрерывно происходит процесс тепломассообмена между жидкой и паровой фазами. Он более интенсивен, если жидкая и паровая фазы находятся в различных температурных условиях (например, подземные резервуары групповых установок в зимнее время находятся в зоне более высоких температур, чем выходящие из земли газопроводы). В установках сжиженного газа, смонтированных без учета процесса конденсатообразования в паровой фазе, газоснабжение нарушается и возникают аварии [5].

Для предупреждения указанных нарушений необходимо резервуары и трубопроводы насыщенных паров располагать в зоне одинаковых температур, предусматривать возможность беспрепятственного стока конденсата из газопроводов обратно в резервуар. Значительную опасность представляет конденсат, образующийся в трубопроводах паровой фазы перед компрессорами, Для предотвращения попадания конденсата в компрессоры предусматривается обязательная установка конденсатоотводчиков на всасывающих трубопроводах смеси углеводородов. Насыщенные пары конденсируются при понижении температуры или повышении давления, поэтому они не могут транспортироваться по трубопроводам без постоянного отвода конденсата или дополнительного подогрева.

Для предотвращения конденсатообразования входы в здания должны быть наружными, цокольными, утепленными. Подземные газопроводы от резервуарных установок с искусственным испарением, оборудованные нагревателями-регазификаторами, необходимо прокладывать ниже глубины промерзания или с тепловым спутником, обеспечивающим положительную температуру сжиженного газа [5].

Охлаждающее действие сжиженных газов. В зимнее время сжиженные углеводороды могут охлаждаться до температур ниже точки кипения и сохранять при этом свойства жидкости. Это объясняется тем, что пропан отвердевает при -189°С, а н-бутан при -135°С. Переохлажденные жидкости в испарение сжиженных углеводородов сопровождается отбором тепла из окружающей среды, что служит дополнительной причиной глубоких обмораживаний. Одной из особенностей сжиженных углеводородных газов является значительное понижение температуры при испарении жидкой фазы в летнее время.

Пожаро- и взрывоопасностъ. Пожароопасность сжиженных газов характеризуется следующими свойствами: высокой температурой горения, значительной теплотой, выделяющейся при сгорании газовоздушной смеси, низкими пределами воспламеняемости (взрываемости) и температурой воспламенения паровой фазы, потребностью большого количества воздуха при горении [6].

Под концентрационными пределами воспламеняемости понимается минимальное (нижний предел) и максимальное (верхний предел) содержание в воздухе горючих газов, за пределами которого их воспламенение любыми источниками огня невозможно. Пределы воспламеняемости выражаются в процентах по объему при нормальных условиях газовоздушной смеси. С увеличением температуры газовоздушной смеси пределы воспламеняемости расширяются.

При горении углеводородных газов в большом количестве образуются продукты сгорания, которые содержат мало кислорода, необходимого для дыхания человека. Сжиженные углеводородные газы тяжелее воздуха и при утечках распространяются по земле, заполняя низкие места (впадины, колодцы, приямки и другие подземные коммуникации). Таким образом, газ может распространиться на значительные расстояния (до нескольких сотен метров).

Большую опасность представляют хранилища газа в наземных резервуарах и баллонах. При пожарах в случае возгорания газов характерны быстрое развитие огня, высокая интенсивность тепловыделения, возможность взрывов баллонов и резервуаров, малая эффективность обычных средств пожаротушения.

Часто пожару предшествует взрыв, возникающий в результате воспламенения и горения газовоздушной смеси в ограниченном объеме: производственном помещении, подвале, канале, колодце, резервуаре, топке котла или печи. Горение в этом случае сопровождается нагревом и расширением газов, что приводит к быстрому повышению давления, влекущему за собой разрушение строительных конструкций [6].

Для газоснабжения согласно ГОСТ 20448-90 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления» используют сжиженные углеводородные газы нескольких марок: СПБТЗ - смесь пропана и бутана технических зимняя, СПБТЛ - смесь пропана и бутана технических летняя и БТ - бутан технический (табл. 1 Приложения А).

Страницы: 1, 2