Хранение и транспортировка сырой нефти, природного газа, жидких нефтепродуктов и других химических веществ

Контроль источников возгорания

После удаления максимально возможного количества продукта из резервуара через стационарную систему труб, и до открытия линий откачки воды и взятия проб, все возможные источники возгорания необходимо удалить из прилегающего участка до тех пор пока резервуар не будет объявлен свободным от паров. Вакуумные тележки, компрессоры, насосы и другое оборудование, которое работает на электрической или моторной тяге, необходимо расположит с наветренной стороны, на дамбе или вне ее, и, если все-таки внутри дамбы, по крайней мере, на расстоянии не менее 20 метров от резервуара или другого источника легковоспламеняющихся паров. Во время электрических штормов, работы по подготовке резервуара, вентилировании или очистке должны быть прекращены.

Удаление остатков

Следующим шагом является удаление как можно большего количества оставшегося материала или остатков резервуара через линии продуктопровода и линии откачки воды. Может быть выпущено разрешение на проведение работ, оговаривающее меры безопасности. Вода или разбавленное топливо могут быть закачены в резервуар через стационарные линии, чтобы помочь вымыть продукт. Остатки, удаленные из резервуаров, содержащих высокосернистую нефть, необходимо держать влажными до отправки на утилизацию, для избежания самопроизвольного возгорания.

После того как весь доступный продукт был удален через стационарную систему труб, все трубы, подсоединенные к резервуару, включая линии закачки и откачки продуктов, линии извлечения паров, трубы подачи пены, линии отбора проб и т.д., должны быть отключены путем закрытия всех ближайших к резервуару задвижек и установки в трубах между резервуаром и задвижками заглушек для предотвращения попадания паров из труб в резервуар. Часть труб между заглушками и резервуаром должна быть промыта, а затем осушена. Заглушки, находящиеся за пределами дамбы необходимо закрыть и запереть или пометить знаками предупреждения. Должны быть отключены, разряжены, отсоединены от источников питания и промаркированы насосы резервуара, внутренние смесители, катодные защитные системы, электронные системы измерений и определения уровня продукта и т.д.

Удаление паров

Теперь из резервуара можно удалить пары. Во время вентиляции резервуара необходимо ограничить работы на участке и проводить периодическое или постоянное тестирование резервуара на пары. Естественная вентиляция путем открытия резервуара атмосфере не является предпочтительным методом, так как этот метод не так быстр и безопасен как принудительная вентиляция. Существует целый ряд методов вентиляции резервуаров с помощью механизмов, выбор которых основывается на размерах, конструкции, состоянии и внутренней конфигурации резервуара. Один из методов, используемых при удалении паров из резервуара с конической крышей, заключается в установке аэратора (портативного вентилятора) на люке вершины резервуара. Следует включить малую скорость, одновременно открывая люк на днище резервуара, а затем установить высокую скорость, чтобы вытеснить воздух и пары из резервуара.

Должно быть выдано разрешение на проведение горячих работ или допуск безопасности, охватывающий все операции по вентилированию резервуара. Все воздуходувки и аэраторы должны иметь надежную связь с корпусом резервуара для предотвращения электростатического возгорания. В целях обеспечения безопасности, воздуходувки и аэраторы по возможности должны работать на сжатом воздухе; однако можно использовать электрические или тепловые двигатели, имеющие противовзрывную защиту. При вентиляции резервуаров с внутренней плавающей крышей может потребоваться отдельная вентиляция частей резервуара, находящихся ниже и выше плавающей крыши. Если пары удаляют через нижний люк, необходима установка вертикальной трубы, выступающей, по крайней мере, на 4 метра над поверхностью земли. Высота трубы не должна быть ниже высоты дамбы, окружающей резервуар. Это необходимо для предотвращения накопление паров на нижних уровнях или достижения парами источников возгорания, до того как пары рассеются. При необходимости пары можно направлять в систему извлечения паров нефтепарка.

По мере осуществления вентилирования, оставшиеся остатки можно смыть и удалить через открытый донный люк с помощью водных и засасывающих шлангов, которые должны иметь связь с корпусом резервуара для предотвращения электростатического возгорания. Резервуары, которые содержали высокосернистую нефть и высокосернистые остаточные продукты, могут генерировать самопроизвольное тепло и загореться, по мере осушения в течение процесса вентиляции. Этого следует избежать, увлажнением внутренностей резервуара водой для создания барьера между воздухом и остатками для предотвращения повышения температуры. Остатки сульфида железа необходимо удалить с открытого люка для предотвращения возгорания во время вентилирования. Рабочие, осуществляющие промывку, удаление остатков и поддержание влажности в резервуаре должны носить соответствующие индивидуальные средства защиты, в том числе и респираторные.

Первоначальное вхождение, инспекция и сертификация резервуара

Подтверждение положительных сдвигов в процессе удаления паров из резервуара можно получить посредством мониторинга паров в точке вывода паров в течение вентилирования. Как только будет определено, что уровень легковоспламеняющихся паров ниже установленного нормативными документами или политикой компании, можно войти в резервуар для инспекции и тестирования. Во время инспекции необходимо проверить наличие препятствий, упавших частей крыши, слабых опор, дыр в полу и других физических факторов риска.

Очистка, техническое обслуживание и ремонт

По мере осуществления вентилирования и падения уровня паров в резервуаре, можно выдать разрешение на вход в резервуар рабочим, использующим соответствующие индивидуальные средства защиты, в том числе респираторные, если это необходимо для начала работы по очистке резервуара. Необходимо продолжать мониторинг на содержание кислорода, легковоспламеняющихся паров и токсичности воздуха и, если их уровень в резервуаре окажется выше установленного, разрешение автоматически теряет силу, и вошедшие должны немедленно покинуть резервуар, пока не будет снова достигнут безопасный уровень и заново выдано разрешение. Вентиляция должна продолжаться в течение операций по очистке до тех пор, пока в резервуаре остаются остатки или отложения. Во время инспекции и очистки разрешается использовать только низковольтное освещение или фонари установленного образца.

После очистки или осушки резервуара, необходимо провести окончательную инспекцию и тестирование перед началом работ по техническому обслуживанию, ремонту или модернизации. Тщательные проверки отстойников, колодцев, покрытия полов, понтонов плавающих крыш, опор и колонн необходима для того, чтобы убедиться в отсутствии вероятной утечки, из-за которой продукт может проникнуть в перечисленные части резервуара или просочиться на пол. Также необходимо проверить промежутки между пенными уплотнителями и противопожарными щитами или вторичной защитной оболочкой и провести тесты на пары. Если в резервуаре ранее находился бензин, содержащий свинец, и не доступна учетная документация о подобном содержании, необходимо провести тест на наличие свинца в воздухе. До выдачи разрешения не рекомендуется работать в резервуаре без оборудования подачи воздуха для сертификации резервуара как свободного от свинца.

Разрешение на проведение горячих работ необходимо выдавать для сварочных работ, резки или иных горячих работ, а также допуск безопасности должен выдаваться для проведения других видов работ по ремонту и техническому обслуживанию. Сварочные или горячие работы могут привести к созданию токсичных или ядовитых паров внутри резервуара, поэтому необходимы мониторинг, использование средств защиты органов дыхания и непрерывная вентиляция. Когда резервуар модернизируется для установки двойных днищ или внутренних плавающих крыш, часто возникает необходимость вырезать большую дыру в стенке резервуара для обеспечения доступа в резервуар, а также чтобы избежать необходимости использования требований, предъявляемых при получении разрешения на вход в замкнутое пространство.

После внутренней очистки резервуара обычно следует пескоструйная очистка и окраска наружной поверхности резервуара, которая должна быть завершена до возвращения резервуара в эксплуатацию. Эта работа, вместе с очисткой и окраской системы труб нефтяного парка, может воспламеняться параллельно с эксплуатацией резервуаров и системы труб, при условии применения предписанных процедур безопасности, таких как проведение мониторинга на пары углерода и остановку работ по пескоструйной очистке когда близлежащие резервуары принимает горючие жидкие продукты. Пескоструйная очистка, использующая песок, имеет такой фактор риска, как воздействие кремнеземом; поэтому во многих странах правительственные органы и компании требуют использования специальных нетоксичных материалов при струйной очистке или абразива, который можно собрать, очистить и заново использовать. Чтобы избежать заражения при очистке краски, содержащей свинец, с резервуаров и труб, можно использовать специальные струйные очищающие устройства вакуумного сбора. После струйной очистке, также места корпуса резервуара и труб, где можно ожидать утечек и просачивания, необходимо протестировать и отремонтировать до начала работ по покраске.

Возвращение резервуара в эксплуатацию

В процессе подготовки сдачи резервуара в эксплуатацию после завершения очистки, инспекции, технического обслуживания и ремонта, люки необходимо закрыть, все заглушки сняты, и систему труб заново подсоединить к резервуару. С задвижек нужно снять запоры, их нужно открыть и отрегулировать, а электрические и механические устройства активировать. Во многих страна правительственные органы и компании требуют проведения гидростатических тестов на выявление утечек перед сдачей резервуара в эксплуатацию. Так как для достижения необходимой величины гидростатического давления необходимо значительное количество воды при проведении точного теста, часто используется подпорка давления воды дизельным топливом. После завершения теста, резервуар освобождают от воды и готовят для приема продукта и за истекший период релаксации,

стойки плавающих крыш резервуара заново устанавливают в нижнее положение.

Защита и предотвращение пожара

Если углеводород присутствует в закрытых емкостях, таких как резервуары нефтеперерабатывающих заводов, терминалов и нефтебаз, существует потенциальная опасность выброса жидкостей и паров. Пары могут смешаться с воздухом, создав легковоспламеняющийся состав, и при достижении источника возгорания может вызвать взрыв или пожар. Независимости от мощности противопожарной системы и возможностей персонала, ключевым фактором борьбы с пожарами являются меры по их предотвращению. Необходимо исключить попадание продуктов, оказавшихся вне емкостей в результате выброса, в дренажные и канализационные системы небольшие количества пролитых продуктов необходимо покрыть полотном, а большие лужи обработать пеной, чтобы предотвратить утечку паров и смешивания их с воздухом. Источники возгорания на участках возможного присутствия углерода необходимо ликвидировать или контролировать на машинах обслуживания и в стратегических пунктах территории необходимо установить портативные огнетушители.

На предприятии необходимо разработать и применять методы и процедуры безопасной работы, такие как система разрешений для проведения как горячих, так и относительно безопасных (холодных) работ, процедуры выдачи допуска для проведения электрических работ в зависимости от сложности, отсоединения/процедуры отключения, а также программы обучения и тренировки персонала предприятия и подрядчиков, что является решающим фактором в предотвращении пожара. На предприятиях необходимо разработать планы чрезвычайных мероприятий на случай пожара, а персонал должен знать свои обязанности в отношении подчиненности и действий в случае пожара и эвакуации. Телефонные номера ответственных лиц и органов, которые должны уведомляться в случае чрезвычайных происшествий, должны находиться в подразделениях предприятия, а также необходимо обеспечить их средствами связи. Кроме того, противопожарные станции, службы срочного реагирования, организации общественной безопасности и взаимопомощи должны знать об этих процедурах и быть знакомы с предприятием и факторами риска.

Методы или их комбинация, позволяющие контролировать пожары, вызываемые углеродом, следующие:

Отсечка поступления топлива. Один из самых эффективных и легко осуществимых методов контроля и ликвидации горения углерода состоит в отсечке источника поступления топлива закрытием задвижки, направлением потока топлива по другому маршруту или, если речь идет о небольших количествах топлива, контролировать степень воздействия, позволяя топливу выгореть. Можно также использовать пену для покрытия пролитого углерода, чтобы предотвратить эмиссию паров и их смешения с воздухом.

Отсечка поступления кислорода. Другой метод состоит в отсечке поступления воздуха или кислорода, сбиванием пламени пеной, водяным туманом, а также используя двуокись углерода или азот для вытеснения воздуха в закрытых пространствах.

Охлаждение. Водяной туман, водяные пары или спрей, а также двуокись углерода можно использовать для тушения определенных нефтепродуктов посредством снижения температуры огня ниже температуры горения продукта, а также предотвращения попадания паров в воздух и смешение с ним.

Прерывание операции горения. Химические вещества, такие как сухие порошки и галогены ликвидируют огонь, прерывая химическую реакцию горения.

Противопожарная защита резервуаров

Защита резервуаров от пожара и методика предотвращения пожаров представляют собой научную дисциплину, которая рассматривает: связь между типом резервуара, состоянием и размером и продуктом и количеством, загруженным в резервуар; расположение резервуара на рельефе местности, окружение дамбами и дренаж; противопожарные мощности и средства предотвращения пожаров; стороння помощь; философия компании, отраслевые стандарты и нормативные документы. Контроль и ликвидация пожара на резервуарах зависит в основном от раннего обнаружения возгорания. Следует обратиться к ряду рекомендуемых стандартов и методов, разработанных такими организациями как Американский Институт Бензина (АИБ) и Национальная Ассоциация Борьбы с Пожарами (НАБП), которые очень подробно рассматривают вопросы предотвращения и защиты резервуаров от огня.

Если имеет место резервуар с плавающей крышей открытого типа не сферической формы, или если уплотнители сработались или неплотно прилегают к корпусу резервуара, пары могут просочиться и смешаться с воздухом, образуя воспламеняющую смесь. В такой ситуации при ударе молнии может вспыхнуть огонь в точке, в которой уплотнители крыши примыкают к корпусу резервуара. При раннем обнаружении несильное возгорание уплотнителей можно ликвидировать ручным огнетушителем, работающем на поршне с порошком или пеной, поступающей из шланга и системы.

Если огонь на уплотнителях не удается потушить ручным огнетушителем или потоком пены из шланга, или если пожар разрастается, пену можно подать на крышу через стационарную или полуфиксированную систему или крупными пенными гидромониторами. Необходимо принять меры предосторожности при подаче пены на крышу резервуара с плавающей крышей. Если к крыше будет приложена слишком большая весовая нагрузка, она может наклониться или опуститься вниз, расширив таким образом участок распространения пожара и количество горящего продукта. Пенные перемычки используют на резервуарах с плавающими крышами для удержания пены между уплотнителями и корпусом резервуара. Когда пена уляжется, вода выведется наружу под пенными перемычками, ее необходимо удалить посредством системы дренажа крыши резервуара для того, чтобы весовая нагрузка на крышу не допустила погружение крыши.

В зависимости от нормативных документов и политики компании, резервуары могут быть оборудованы фиксированными и полуфиксированными системами подачи пены, которые состоят из труб, подведенных к резервуару, пенных стояков и пенных камер на резервуарах, подземной сети труб инжекторов и форсунок, внутри днища резервуара, и распределительных гидрантов и пенных перемычек на крыше резервуара. В фиксированных системах водно-пенные растворы генерируют их на расположенных в центре территории предприятиях станциях и подают через сеть труб к резервуарам. Полуфиксированные системы, как правило, используют нормативные танки с пеной, пенные генераторы и насосы, которые необходимо подтащить к резервуару, подсоединить к системе подачи воды и подключить к трубам системы подачи пены в резервуар.

Водопенные растворы могут также производиться централизованно и подаваться по трубам и гидрантам распределительной системы; для соединения полуфиксированной подачи пены резервуара к ближайшему гидранту можно использовать шланги. Если резервуары не оснащены фиксированными или полуфиксированными системами подачи пены, пену можно применить, предварительно доставив на вершину резервуара с помощью пенных мониторов, пожарных шлангов и форсунок. Вне зависимости от применяемого метода для борьбы с полномасштабным пожаром на резервуаре необходимо применить определенный объем пены, используя специальную технологию, специальную концентрацию и скорость подачи за минимальное время; эти параметры в основном зависят от размеров резервуара, типа продукта и величины зоны распространения огня. При нехватке пенного концентрата для выполнения требуемых критериев, возможность контролировать или ликвидировать пожар будет сведена к минимуму.

Только обученным и опытным пожарным разрешается использовать воду для борьбы с горящими жидкими нефтепродуктами резервуара. Внезапные извержения или выбросы кипящей жидкости могут иметь место при превращении воды в пар, при прямой подаче воды на пламя, вызываемое горением сырой нефти или тяжелых нефтепродуктов в резервуаре. Так как вода тяжелее, чем большинство углеродных видов топлива, она опускается на дно резервуара и, если подается в достаточном объеме, наполняет резервуар и выталкивает горящий продукт вверх и через вершину резервуара. Воду обычно используют для контроля и ликвидации выплеснувшегося огня на участке вокруг резервуара так, чтобы можно было работать с задвижками, управляя потоком продукта, охлаждать резервуары для предотвращения взрывов горящей жидкости - расширяющихся паров (ВГЖРП - см. ниже раздел 2 факторы риска при возгорании СНГов) и снизить степень воздействия жара и недопущение распространения пламени на прилегающие резервуары и оборудование. В виду нехватки обученного персонала, специальных материалов и оборудования на многих терминалах и нефтебазах существует практика, которая состоит скорее в удалении максимально возможного количества продукта, защите прилегающих сооружений от жара и пламени, в то время как оставшийся в резервуаре продукт продолжает выгорать, в контролируемой ситуации, а не в попытках ликвидировать пожар собственными силами.

Проблемы безопасности и здоровья на терминалах и нефтебазах

С целью предотвращения потерь или порчи продукта фундаменты, опоры и системы труб резервуаров необходимо регулярно инспектировать для выявления коррозии, эрозии, усадки и других, визуально выявляемых повреждений. Необходимо также в соответствии с графиком инспектировать, проводить тестирование, техническое обслуживание клапанов давление/вакуум, уплотнителей и щитков, вентиляционных каналов, камер для пены, дренажных труб крыши, задвижек отвода воды и устройств обнаружения переполнения резервуаров, а также удаления льда зимой. Если пламегасители установлены в вентиляционных каналах или на линиях извлечения паров, их необходимо регулярно проверять и очищать, а также в зимнее время предохранять от замораживания для обеспечения бесперебойной работы. Клапаны на выходах резервуара, которые закрываются автоматически в случае пожара или падения давления, необходимо проверять на работоспособность. Поверхности дамб должны иметь дренажи или уклоны для удаления продуктов, выбрасываемых резервуарами, насосами или трубами в безопасную зону. Стены дамбы необходимо поддерживать в хорошем состоянии; задвижки дренажной системы должны быть закрыты, за исключением случаев, когда осуществляется отвод воды или в зоне дамбы идут земляные работы по поддержанию проектной мощности дамбы. Лестничные проходы, мостки, лестницы, помосты и рельсовые пути к загрузочной эстакаде, дамбам и резервуарам необходимо содержать в состоянии, обеспечивающем безопасную работу, свободными ото льда, снега и масла. Корпус резервуаров и трубы, допускающие утечку необходимо ремонтировать как можно быстрее. Использование виктолитных или подобных соединений труб внутри участка дамбы, которые могут подвергнуться воздействию высокой температуры, не должно поощряться, так как такие трубные соединения могут открыться во время пожара.

Необходимо разработать и применять безопасные методы работы и выполнять правила техники безопасности, чтобы операторы терминалов и нефтебаз персонал служб технического обслуживания, водители автоцистерн и персонал подрядчиков могли работать, не подвергаясь опасности. Как минимум, необходимо обеспечить базисную информацию о причинах возможного возгорания углеродных продуктов, способах контроля и ликвидации пожаров, факторах риска и средствах защиты от воздействия токсических веществ, таких как сульфид водорода и полиядерных ароматических соединений, содержащихся в сырой нефти, остаточных нефтепродуктах, бензоле, содержащемся в бензине, а также присадок, таких как тетраэтилсвинец и метил-tert-бутил эфир (МТБЭ), немедленных действиях в случае возникновения аварии, а также о физических и климатических факторах риска, связанных с выполняемой ими работой в обычных условиях.

Асбест и другие изоляционные материалы используются для защиты резервуаров и труб. Необходимо разработать и выполнять меры охраны труда и защиты персонала при обращении, удалении и утилизации таких материалов.

Защита окружающей среды

Операторы и персонал терминалов должны знать и выполнять положения нормативных документов и политики компании по вопросам защиты окружающей среды в отношении заражения подземных и поверхностных вод, почвы и воздуха парами и жидкими нефтепродуктами, также обращения и удаления опасных отработанных материалов и продуктов.

Заражение воды. Многие терминалы имеют сепараторы типа масло/вода для обработки загрязненной воды, поступающей из зоны локализации терминала, загрузочных эстакад и участков парковки, а также воды, поступающей по дренажным системам резервуаров и крыш резервуаров открытого типа. Терминалы обязаны выполнять установленные стандарты качества и получать разрешения перед выводом вод со своей территории.

Загрязнение воздуха. Меры по предотвращению загрязнения воздуха включают сведение к минимуму утечки паров через клапаны и вентиляционные каналы. Оборудование извлечения паров осуществляет сбор паров, поступающих от загрузочных эстакад и морских причалов, даже когда резервуары подвергаются вентиляции до начала закачки продуктов. Эти пары или перерабатываются и возвращаются в емкости для хранения продуктов в виде жидкости или сжигаются.

Пролитие продуктов на почву и в воду. Правительственные органы и компании могут потребовать, чтобы на предприятиях, имеющих мощности для хранения нефтепродуктов и нефти имели схемы предотвращения утечек и клапаны контрмер, а также потребовать, чтобы персонал был обучен и знал о факторах риска, процедуре уведомления и о мерах, которые необходимо предпринять при обнаружении утечки или выбросе продукта. Кроме обучения мерам обращения с пролитым продуктом на территории предприятия, персонал часто обучают и обеспечивают оборудованием для ликвидации аварий вне своей территории, например, при переворачивании автоцистерны при подъезде к предприятию.

Канализационные и опасные отходы. Терминалы могут обязать соблюдать и получать разрешения на спуск канализационных и масляных отходов в общественные или частные очистные сооружения. Кроме того, нормативные требования и инструкции компании регулируют хранение на территории и работу с опасными отходами, такими как асбестовая изоляция, остатки продуктов, полученными в результате очистки резервуара, а также загрязненные продукты. Рабочие должны пройти обучение таким операциям и знать о потенциальных опасностях возможного воздействия.

Хранение и обращение с СНГ. Резервуары хранения

СНГ хранится в крупных резервуарах производственных предприятий (нефтегазопромыслы, газовые установки и нефтеперерабатывающие заводы), а также на распределительных предприятиях, работающих с потребителями (терминалы и нефтебазы). Наиболее распространенными методами хранения СНГ являются:

Под высоким давлением и обычной температуре. СНГ хранится в стальных резервуарах высокого давления (1,6 до 1,8 мРа) или в герметичных подземных скальных или соленых формациях.

Под давлением близком к атмосферному при низкой температуре. СНГ хранится в тонкостенных, теплоизолированных стальных резервуарах; в резервуарах из специального бетона, как подземных так и наземных, а также в подземных криогенных резервуарах. Давление поддерживается на величине близкой к атмосферной (0.005 до 0.007 мРа) и температуре - для хранения СНГ в криогенных подземных резервуарах.

Емкости для хранения СНГ часто имеют или цилиндрическую (пулевую) форму для горизонтально установленных резервуаров (вместимостью от 40 до ) или сферическую форму (до ). Хранение с использованием охлаждения типично для емкостей, вместимость которых превышает . Как горизонтальные резервуары, которые изготавливают на заводах, а затем доставляют к месту использования, так и сферические, которые изготавливают на месте, проектируются и изготавливаются в соответствии с жесткими спецификациями, формами и стандартами.

Величина давления в резервуарах не должна быть меньше чем давление паров СНГ, подлежащих хранению при максимальной рабочей температуре. Резервуары для хранения пропан-бутановых соединений должны иметь проектное давление, соответствующее давлению паров 100% пропана. Необходимо учитывать дополнительное давление, вызываемое гидростатическим давлением продукта при максимальном заполнении резервуара и частичное давление неконденсируемых газов в области парообразования. В идеале, резервуары для хранения сжиженных углеводородных газов должны проектироваться под полный вакуум. Если полный вакуум не обеспечивается, необходимо устанавливать предохранительные клапаны. Проектные решения должны так же включать предохранительные устройства регулировки давления, датчики уровня жидкости, датчики давления и температуры, внутренние отсечные задвижки, предохранители обратного тока жидкости и запорных клапанов превышения потоков жидкости. На резервуаре также могут быть установлены аварийные задвижки - отсечки при сбое оборудования и сигналы высокого уровня.

Горизонтальные резервуары размещают на поверхности и на возвышенностях, или закапывают в землю, обычно с подветренной стороны от существующих и предполагаемых источников возгорания. Если днище резервуара разорвется из-за превышения давления, корпус резервуара будет двигаться в противоположном взрыву направлении. Следовательно, желательно предусмотреть размещение наземного резервуара таким образом, чтобы его горизонталь шла параллельно важным объектам (а также, чтобы концевые точки не были направлены на важные объекты или оборудование). Другими факторами при установке резервуара является рельеф участка, доступность и возможности защиты и предотвращение от огня. Нормативные документы и кодексы определяют минимальные расстояния по горизонтали между резервуарами для хранения сжатых сжиженных углеводородных газов и прилегающими объектами, резервуарами и важными структурами, а также потенциальными источниками возгорания, включая обрабатывающие цеха, факелы, нагреватели, двигатели внутреннего сгорания и газовые турбины.

Дренаж и локализация пролитых продуктов являются важными соображениями в проектировании и эксплуатации зон расположения резервуаров для хранения жидких углеводородных газов, в отношении вывода пролитых продуктов на участки, где они будут представлять минимальную опасность для сооружений и окружающей среды. Дамбы и стоки могут быть использованы там, где пролитые продукты представляют потенциальную опасность другим резервуарам и населению. Резервуарные парки обычно не используют дамбы, но землю необходимо подготовить таким образом, чтобы пары и жидкости не накапливались под и вокруг резервуаров, и не подожгли резервуар в случае возгорания.

Баллоны

СНГ для использования на бытовые нужды населения, как СНГ, так и СПГ хранятся в баллонах при температуре выше температуры горения, при нормальной температуре и давлении. Все типы баллонов СНГ и СПГ оборудованы защитными втулками, предохранительными и запорными колпачками. Основные используемые типы баллонов потребительского газа следующие:

Баллоны с выводом паров (1/2 до 50 кг), используемые населением; большие баллоны обычно заряжаются или продаются на основе замены использованного на полный

Баллоны вывода жидкости для зарядки малых потребительских, принадлежащих клиенту, перезаряжаемых баллонов

Топливные баки транспортных средств, включая баллоны (40 кг), стационарно установленные как топливные баки на моторных транспортных средствах и используемые в горизонтальном положении, и промышленные грузовые баллоны, предназначенные для хранения, заполнения и обращения с ними в вертикальном положении, но работающие в горизонтальном положении.

Свойства углеводородных газов

Согласно определению НТНА, воспламеняющимися горючими газами называются также газы, которые горят при нормальной концентрации кислорода в воздухе. Горение воспламеняющихся газов сходно с горением паров воспламеняющихся углеводородных жидкостей в том отношении, что обеим необходима температура углевозгорания определенной величины, а также в том, что оба продукта горят только в определенном диапазоне соотношения газ-воздух. Воспламеняющиеся жидкости имеют точку горения, которая является температурной величиной (всегда ниже температуры кипения жидкости), при которой жидкость испускает достаточное для возгорания количество паров. Для воспламеняющихся газов нет определенных точек горения, так как их нормальная температура выше точек кипения, даже в сжиженном состоянии, и, следовательно, они всегда имеют температуру сильно превышающую температуру точки горения.

НТНА (1976) дала также определение сжатым и сжиженным газам:

"Сжатыми газами являются также те, которые при нормальной атмосферной температуре внутри своих контейнеров, под давлением существуют только в газообразном состоянии".

"Сжиженными газами являются те, которые внутри своих контейнеров находятся частично в жидком, частично в газообразном состояниях, а также находятся под давлением столь долго, сколь долго содержится в контейнере".

Основным фактором, определяющим давление внутри емкости, является температура хранящейся внутренней жидкости. При контакте с атмосферным воздухом сжиженный газ очень быстро переходит в парообразное состояние, растекаясь по поверхности земли или воды, если только не рассеивается в атмосфере силой ветра или движением воздуха, вызываемого механизмами. При нормальной атмосферной температуре, примерно одна треть жидкости в контейнере обратиться в пар. Факторы риска СПГ и СНГ

Опасные свойства, присущие всем видам СПГ связаны с воспламеняемостью, химической реактивностью, температурой и давлением. Самым опасным фактором риска, связанным с СПГ является непредумышленный выброс газа из контейнеров (баллонов и резервуаров) и контакт с источниками возгорания. Причиной выброса может стать неправильная работа контейнеров или клапанов, вызванная самыми различными причинами, такими как переполнение контейнера или избыточное давление в вентиляционных каналах во время расширения газа при нагревании.

Жидкая фаза СНГ имеет высокий коэффициент расширения; жидкий пропан расширяется в 16 раз, а бутан в 11 больше, чем вода при том же самом подъеме температуры. Это свойство необходимо принимать в расчет при заполнении контейнеров, оставляя пространство для парообразной фазы. Правильное количество подлежащее заполнению определяется рядом переменных, включая физико-химический состав, температуру на момент заполнения и ожидаемую температуру хранения, размер, тип (с теплоизоляцией или на поверхности). Нормативные документы и кодексы установили допускаемые количества, известные как "плотность наполнения", для отдельных газов или семейств газов со сходными свойствами. Плотность наполнения может быть дана в единицах веса и быть абсолютной или быть выражена объемом жидкости, который должен корректироваться в зависимости от температуры.

Максимальный объем резервуара СНГ высокого давления, которое можно заполнить жидкостью составляет 85% мощности резервуара при температуре (менее при более высокой температуре). Так как СПГ хранят при низких температурах, емкости можно заполнять жидкостью на 90-95%. На всех емкостях устанавливаются предохранительные капаны сверхдавления, которые активизируются при величинах давления, связанных с температурой жидкости, превышающей нормальную атмосферную температуру. Если клапаны не могут снизить внутреннее давление до атмосферного, жидкость всегда будет иметь температуру выше точки кипения. Чистые сжатые и сжиженные углеводородные газы не коррозивны для стали и большинства жидких сплавов. Однако коррозия может быть серьезной проблемой, если газ имеет серные компоненты и примеси.

СНГ в 1,5-2 раза тяжелее воздуха, и при попадании в воздух имеет тенденцию быстро рассеиваться вдоль поверхности земли или воды и собирается в низинах. Однако, как только газ будет разбавлен воздухом и образует воспламеняющуюся смесь, ее плотность, как правило, равна плотности воздуха, и она рассеивается в пространстве. Ветер значительно снижает расстояние рассеивания любых объемов утечки. Реакция СПГ на смешение с воздухом отличается от реакции СНГ. Так как природный газ имеет низкую плотность паров (0,6), он будет быстрее смешиваться и рассеиваться в открытом воздухе, снижая вероятность формирования воспламеняющейся смеси с воздухом. Природный газ скапливается в закрытых пространствах и образует облако пара, которое может воспламениться. На рис. 102.17 показано, как облако пара сжиженного природного газа распространяется по ветру в различных ситуациях при выбросах.

Несмотря на то, что СПГ бесцветен, при утечке в воздух его пары различимы из-за конденсации и замерзания водяных паров, содержащихся в атмосфере, в которую попали пары газа. Это может не произойти, если пары имеют температуру близкую к температуре окружающего воздуха, а давление относительно низкое. Имеются приборы, которые способны обнаружить наличие утечки СПГ и подать сигнал тревоги уже на довольно низких уровнях в 15-20% от нижней границы воспламеняемости (НГВ). Эти приборы могут также блокировать все операции и активировать системы гашения, если концентрация газа в жидкости достигает 40-50% (сжиженное жидкое топливо). Некоторые промышленные предприятия используют принудительную вентиляцию для того, чтобы держать концентрацию утечки топливо-воздух ниже нижней границы воспламеняемости. Котельные и печные форсунки также могут иметь устройства автоматического прекращения подачи газа, если пламя потухло.

Утечки СПГ из емкостей и резервуаров можно свести к минимуму применением устройств контроля и ограничения потока газа. При компрессии и утечке СПГ будет вытекать из емкости при низком отрицательном давлении и низкой температуре, поэтому при выборе материалов для изготовления емкостей и задвижек, необходимо учитывать температуру самоохлаждения продукта. При низком давлении для того, чтобы предотвратить снижение прочности металла под воздействием низких температур, которое может повлечь разрыв корпуса и сбои в работе задвижек.

СПГ может содержать воду как в своей жидкой, так и в газообразной фазе. Водяные пары могут насытить газ в строго определенных количествах при данных температуре и давлении. При изменении температуры и давления, или если содержание водных паров превышает границу парообразования, вода конденсируется. Это может вызвать создание ледяных пробок в клапанах и регуляторах, и также сформировать кристаллы углеводородных гидратов в трубопроводах, устройствах и другом оборудовании. Эти гидраты можно разрушить подогревом газа, снижением давления газа или вводом продукта, такого как метанол, который сжижает давление водяных паров.

Существуют различия в характеристиках сжатых и сжиженных газов, которые необходимо принимать во внимание при решении вопросов безопасности, здоровья и противопожарной защиты. В качестве примера в таблице 102.12 приводятся различия в характеристиках газа и СПГ. Потенциальные опасности для здоровья, связанные с СУГ (Сжиженными углеводородными газами)

Основным профессиональным повреждением при обращении СУГ является опасность обморожения кожного покрова и глаз при контакте с жидкостью во время операций обработки и хранения, включая взятие проб, проведения замеров, закачку, прием и отгрузку. Также как и другие топливные газы при нарушении технологии сжигания, сжатые и сжиженные углеводородные газы выделяют нежелательные объемы окиси углерода.

При атмосферном давлении и низкой концентрации, сжатые и сжиженные углеводородные газы, как правило, не токсичны, но они являясь асфиксиантами - вытесняют кислород (воздуха), попадая в закрытые и ограниченные пространства. Если сжатые или сжиженные углеводородные газы содержат сернистые соединения, особенно гидроген сульфид, они могут быть токсичными. Так как СУГ не имеют цвета и запаха, защитные меры для облегчения обнаружения утечек включают добавление одорантов, таких как меркаптан, в потребительский топливный газ. Необходимо выполнять правила техники безопасности для защиты рабочих от воздействия меркаптанов и других присадок при их хранении и впрыскивании. Воздействия паров СНГ в концентрациях, равных или выше уровня ГУВ может вызвать депрессию общей центральной нервной системы, сходную с воздействием анестезирующих газов или интоксикантов.

Пожарная опасность СУГ

Сбой в работе емкости, содержащей сжиженные газы (СПГ и СНГ) представляет собой более серьезную опасность, чем отказ в работе контейнеров, содержащих сжатый газ, так как при выбросе вытекает большее количество газа. Сжиженные газы реагируют на нагрев иначе, чем сжатые, потому что они являются двухфазовыми (жидкость-пар) продуктами. Во время поднятия температуры давление пара жидкости увеличивается, что приводит к росту давления внутри контейнера. Сначала расширяется паровая фаза, затем следует расширение жидкости, которая сжимает пар. Проектное давление резервуаров СУГ, следовательно, принимается близким к давлению газа при максимально возможной температуре окружающей среды.

При воздействии огня на резервуар со сжиженным газом, может возникнуть серьезная ситуация, если позволить нагреться металлу в пространстве, занимаемом паром. В отличие от жидкой фазы паровая фаза адсорбирует немного тепла. Это позволяет металлу быстро нагреваться до достижения кристаллической точки, при которой произойдет мгновенное, катастрофическое разрушение резервуара взрывом. Это явление известно как БЛИВ. Величина БЛИВа зависит от объема обращенной в пар при разрушении резервуара жидкости, размеров фрагментов резервуара, расстояние, которое они пролетели и от зоны поражения. Резервуары СНГ, не имеющие теплоизоляции можно защитить от БЛИВа применением водяного охлаждения к тем частям резервуара, где газ находится в паровой фазе (но не в контакте с СНГ).

Другие более распространенные факторы риска, связанные со сжатыми и сжиженными углеводородными газами, включают разряды электростатического электричества, взрывы при сгорании газа внутри резервуара, мощные взрывы в открытом воздухе и небольшие утечки из уплотнителей насосов, резервуаров, клапанов, труб, шлангов и соединений.

Электростатические заряды могут генерироваться во время прохождения СУГ по трубам, при загрузке и разгрузке, при смешении и фильтрации, а также во время очистки резервуара.

Внутренние тепловые взрывы возникают в результате утечки газа или пара в замкнутые пространства или сооружения, когда при смешивании с воздухом образуется воспламеняющаяся смесь. Когда воспламеняющиеся смеси входят в контакт с источником возгорания, они горят моментально и быстро, производя экстремальную температуру. Очень горячий воздух быстро расширяется, вызывая значительное повышение давления. Если пространство или структура не достаточно прочны, чтобы сдержать давление, возникает внутренний тепловой взрыв.

Возгорание происходит, когда отсутствует удержание выходящих газов и паров, или возгорание происходит, когда произошел выход небольших количеств газа.

Мощные взрывы вне резервуаров происходят, когда крупная авария на резервуаре приводит к выбросу большого облака паров газа, которое воспламеняется, не успев рассеяться.

Контроль источников возгорания в опасных зонах является важным условием безопасного обращения со сжатыми и сжиженными углеводородными газами. Этого можно достичь, внедрив систему выдачи разрешений на проведение и контроль горячих работ, выделением мест для курения, регламентируя работы моторных транспортных средств, двигателей внутреннего сгорания иного назначения, а также использования открытого огня в зонах транспортировки, хранения или работы со сжатыми и сжиженными углеводородными газами. Другие меры защиты включают использование сертифицированного электрического оборудования и систем заземления, рассеивания и нейтрализации от электростатического электричества.

Лучшим средством уменьшения риска возгорания вытекающих сжатых или сжиженных углеводородных газов является остановка утечки или откачка поступления продукта, если это возможно. Несмотря на то, что большинство СНГ превращается в пар при контакте в воздухе, СНГ с низкой величиной давления парообразования, такие как бутан, и даже некоторые СНГ с высокой величиной давления парообразования, такие как пропан, не будут рассеиваться, если низка температура окружающей среды. Нельзя подавать воду на скопления этих газов, так как это создаст турбулентность и увеличит скорость парообразования. Парообразование скопления вытекшего газа можно контролировать обработкой пеной. Вода, если ее правильно направить на пропускающую задвижку или на небольшой разрыв в корпусе резервуара, может замерзнуть при контакте с холодным СНГ и блокировать утечку. Предотвращение возгорания СНГ требует охлаждения резервуаров и емкостей водой, чтобы не допустить их нагревания. В то время как горение сжатых и сжиженных углеводородных газов можно ликвидировать с помощью огнетушителей, распыления воды или сухого порошка, часто бывает более рационально позволить продукту выгореть, контролируя этот процесс таким образом, чтобы не сформировалось горючее взрывоопасное облако пара и не произошло повторное возгорание, если утечка газа продолжается уже после ликвидации пожара.

Размещено на Allbest.ru