Оптимизация условий ликвидации аварий на технологических трубопроводах нефтеперерабатывающего завода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оптимизация условий ликвидации аварий на технологических трубопроводах нефтеперерабатывающего завода

Тамонников Д. А., Видищева Г. Г. ТОГУ, г. Хабаровск, Россия

Абстракт

В статье приводится оценка аварийности технологических трубопроводов на особо опасном промышленном объекте - нефтеперерабатывающем заводе. В ходе исследований проанализированы статистика аварий технологических трубопроводов на данном предприятии и причины возникновения подобных чрезвычайных ситуаций. Обозначены экологические и экономические последствия разрушений технологических трубопроводов. Предложены мероприятия, направленные на сокращение времени реагирования при локализации и ликвидации разлива нефти и нефтепродуктов при порывах данных коммуникаций. Описано программное приложение Disaster v.1.0, разработанное для определения последствий аварий на технологических трубопроводах нефтеперерабатывающего завода.

Ключевые слова: нефтеперерабатывающий завод, технологический трубопровод, авария, чрезвычайная ситуация, разлив нефти.

аварийность нефтеперерабатывающий завод

Abstract

Optimization of conditions of accidents elimination on the technological pipelines of oil refinery

Tamonnikov D. A., Vidishcheva G. G. PNU, Khabarovsk, Russia

The article presents an evaluation of the accident rate of technological pipelines on especially hazardous industrial facilities - oil refinery. The studies analyzed the statistics of technological pipelines' accidents at the enterprise and the causes of such emergencies. Environmental and economic consequences of the technological pipelines destruction are illuminated. The measures aimed at reducing the response time in the localization and liquidation of oil and oil products spills (when there is a breakthrough of the communications) are developed. Disaster v.1.0 software application developed to determine the consequences of oil pipelines accidents is described.

Key words: oil refinery, technological pipeline, accident, emergency, oil spill.

1.Анализ причин возникновения аварий на технологических трубопроводах нефтеперерабатывающего завода

1. В качестве объекта исследования был выбран нефтеперерабатывающий завод ООО «PH-Комсомольский НПЗ» (далее - Нефтеперерабатывающий завод). Объект расположен в городе Комсомольск-на-Амуре. Мощность предприятия составляет 8 миллионов тонн нефти в год. Предприятие специализируется на выпуске высококачественных автомобильных бензинов, топлива для реактивных двигателей, дизельного топлива, мазута, вакуумного газойля, гудрона, кокса нефтяного, сжиженного газа. Нефтеперерабатывающий завод является одним из основных поставщиков нефтепродуктов на рынок Дальнего Востока.

Технологические трубопроводы - трубопроводы, предназначенные для транспортирования в пределах промышленного предприятия или группы этих предприятий различных веществ (сырья, полуфабрикатов, реагентов, а также промежуточных и конечных продуктов, полученных или используемых в технологическом процессе и др.), необходимых для ведения технологического процесса или эксплуатации оборудования [1, прил.2]. Нефтеперерабатывающие заводы имеют на своей территории несколько систем технологических трубопроводов, соединяющих в единый цикл производства различные цеха и объекты. Чрезвычайные ситуации, возникающие на технологических трубопроводах, в частности, аварии, приводят к перерывам и сбоям в технологических процессах производства; кроме того, разрушения технологических трубопроводов влекут за собой аварийные разливы нефти и нефтепродуктов, что причиняет экологический вред почве и атмосферному воздуху, экономический ущерб предприятию, и, кроме того, создает вероятность возникновения пожаров и взрывов, что несет потенциальную опасность не только для материальных объектов предприятия, но и для жизни и здоровья персонала.

На исследуемом Нефтеперерабатывающем заводе в период с 1993 по 2009 годы производился статистический анализ количества и причин возникновения аварий на технологических трубопроводах. На рисунке 1 показано количественное соотношение различных причин, вызвавших аварии на технологических трубопроводах за описываемый период.

Наиболее распространенной причиной аварии на технологических трубопроводах (71,4% от общего количества) является их разгерметизация. В таблице 1 представлены характеристики некоторых аварий, связанных с разгерметизацией технологических трубопроводов на предприятии.

Таблица 1 - Характеристика аварий, связанных с разгерметизацией технологических трубопроводов

Причины возникновения аварийных ситуаций на нефтеперерабатывающем заводе можно условно разделить на следующие группы:

1) отказы (неполадки) оборудования, включая разгерметизацию трубопроводов и износ оборудования;

2) ошибочные действия персонала, в том числе нарушения правил техники безопасности;

3) внешние воздействия природного и техногенного характера.

Более детальный анализ причин возникновения аварийных ситуаций первой группы позволяет выделить следующие отказы и нарушения при эксплуатации трубопроводов и технологического оборудования:

остаточные напряжения материала в сочетании с напряжениями, возникающими при монтаже и ремонте;

- разрушения под воздействием температурных деформаций;

повышение давления выше предельно допустимых значений;

- коррозия и эрозия материала трубопроводов и оборудования;

- причины, связанные с нарушением технологического процесса;

отказ приборов контроля и автоматики, предохранительных устройств;

- прекращение подачи энергоресурсов.

Анализ последствий аварий, представленных в таблице 1, показывает, что аварии технологических трубопроводов на Нефтеперерабатывающем заводе имели в качестве последствий разлив углеводородов, в том числе, на незащищенную территорию, с дальнейшим попаданием нефтепродуктов в водные объекты. Загрязнение нефтью и нефтепродуктами почв и водных объектов является довольно устойчивым и влечет за собой долговременные негативные последствия для экологической обстановки за счет токсичности отдельных фракций нефти и нефтепродуктов, их накопления и длительного нахождения в донных отложениях водных объектов и в почве, а также за счет значительного снижения количества растворенного кислорода в воде водоемов. Локализация и ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов являются дорогостоящими мероприятиями, которые, помимо платежей за сверхнормативное загрязнение окружающей среды, влекут значительный экономический ущерб для предприятия.

2.Применение программного приложения «Disaster v.1.0»

2. При возникновении чрезвычайной ситуации на Нефтеперерабатывающем заводе важнейшим фактором для локализации аварии и минимизации экономических и экологических потерь является минимальное количество времени, затраченное на расчёт сил и средств, необходимых для проведения мероприятий по ликвидации аварии. Для достижения данных целей разработано программное приложение Disaster v.1.0, позволяющее точно и в кратчайшие сроки рассчитать объем разлива нефти и нефтепродуктов из повреждённого участка нефтепровода [2].

Данное программное приложение обладает интуитивным интерфейсом (рис. 2), функцией ввода исходных данных, сопровождающихся расчетами, и последующим выводом полученных результатов.

Под интуитивным интерфейсом понимается эргономичность компоновки всех элементов программы, которые помогают пользователю легко ориентироваться в данном приложении, и минимизирует вероятность ошибок, влекущих за собой в итоге полного расчёта неправильный результат. При разработке алгоритма программного продукта использована методика расчета количества нефти, вытекшей при аварии нефтепровода [3]. Состав исходных данных, необходимых для расчета, включает параметры транспортируемой по трубопроводу среды, геометрические характеристики трубопровода и образовавшегося отверстия, геодезические отметки на участках трассы трубопровода, параметры режима работы запорно-ре- гулирующей арматуры.

Рисунок 2. Интерфейс программного приложения

Результаты расчетов, полученные при использовании программного приложения «Disaster v.1.0», позволяют в кратчайшие сроки, на основе точных данных, производить следующие мероприятия по предупреждению, локализации и ликвидации последствий аварий на технологических трубопроводах Нефтеперерабатывающего завода:

1) определение необходимых сил и средств для локализации и ликвидации аварий;

2) определение размеров экологического и экономического ущерба;

2) разработка деклараций промышленной безопасности опасных промышленных объектов.

3. Мероприятия, направленные на снижение негативных последствий аварий на технологических трубопроводах. При возникновении чрезвычайной ситуации на технологических трубопроводах Нефтеперерабатывающего завода важнейшим фактором для скорейшей локализации и ликвидации аварии и минимизации экономического и экологического ущерба является минимальное количество времени, затраченное на расчёт сил и средств. Для этого требуется алгоритм, который позволит произвести расчет количества нефти и нефтепродуктов, вылившихся из конкретного участка нефтепровода при аварии. Для достижения данной цели предлагается внедрить программное обеспечение «Disaster у. 1.0», позволяющее своевременно рассчитать объем разлива нефти и нефтепродуктов из повреждённого участка нефтепровода, учитывая конкретные местные условия (параметры транспортируемой среды, трубопровода, рельефа и технологического режима). При этом достигаются результаты расчета, максимально приближенные к реальным масштабам аварии.

Заключение

Большинство аварий на технологических трубопроводах нефтеперерабатывающих заводов связаны с разгерметизацией данных коммуникаций, что, в свою очередь, может привести к возникновению чрезвычайной ситуации. Последствия подобных аварий выражаются в значительном экологическом и экономическом ущербе от загрязнения земель, атмосферы, водных объектов, от работ по восстановлению поврежденных производственных объектов, а также могут привести к угрозам жизни и здоровью людей.

Внедрение программного приложения «Disaster v.1.0» приведет к повышению надежности функционирования нефтеперерабатывающего завода, позволив в кратчайшее время производить расчет сил и средств для локализации и ликвидации чрезвычайных ситуаций на технологических трубопроводах.

Список использованных источников и литературы

1. РД 09-167-97. Методические указания по организации и осуществлению надзора за конструированием и изготовлением оборудования для опасных производственных объектов в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. [Электронный ресурс] / 1997. URL: http://docs.cntd.ru/ (дата обращения 01.12.2016).

2. Носенко М.О., Мичученко Н.О., Оспельников М.Н., Тамонников Д.А. Применение программы «Disaster» для расчета разлива нефти и нефтепродуктов из магистральных нефтепроводов при аварии // Дальний Восток: проблемы развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплекса: материалы Международной научно-практической конференции. - Хабаровск: Изд-во Тихо- океан. гос. ун-та, 2014. - Вып. 14. - 586 с. - (Научные чтения памяти профессора М. П. Даниловского). С. 541-545.

3. Методика определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах (утв. Минтопэнерго РФ 1 ноября 1995 г.). [Электронный ресурс] / 1995. URL: http://aquagroup.ru/ (дата обращения 01.12.2016).

Размещено на Allbest.ru