Проект издательского дома «МедиаПро»
Получать дайджест новостей

Статьи

Назад к списку статей
Безопасность производства

Оценка экологических и профессиональных рисков возникновения аварийных ситуаций на установке гидроочистки

• Что может привести к возникновению аварийных ситуаций?
• Какие возникают риски и последствия при авариях?
• Какие риски для обслуживающего персонала?

Установка гидроочистки, предназначенная для удаления органических сернистых соединений из нефтяных фракций, является одной из наиболее опасных на нефтеперерабатывающих заводах.

Это связано с возможностью разгерметизации оборудования: колонн и реакторов, в которых находятся в большом количестве взрывопожароопасные и токсичные вещества при высокой температуре до 425 0С и давлении до 6,0 МПа. Данная установка также относится к категории опасных производственных объектов и поднадзорна органам Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору.

Для обеспечения безопасной эксплуатации данной установки, создания планов ликвидации аварий, разделов по промышленной безопасности, предотвращения аварий или уменьшения их вредного воздействия как на окружающую природную среду, так и на персонал, а также эффективной ликвидации последствий аварий проведены:
анализ опасностей и оценки риска техногенных аварий;
оценка зон поражения и их характеристика при различных видах аварий.

События, способные привести к возникновению и развитию аварий и аварийных ситуаций на данной установке, условно можно разделить на 3 группы (схема 1).

Схема 1
Группы событий, способных привести к возникновению аварий

В зависимости от характера разгерметизации, погодных и других условий аварийные ситуации на установке гидроочистки могут реализоваться в следующих видах аварий (схема 2)

Схема 2
Виды аварий на установке гидроочистки

Оборудование, в котором сосредоточена основная масса водородсодержащего газа и дизельного топлива (колонны и реакторы), расположено на открытых площадках, поэтому при расчете последствий аварий рассматривались взрывы газо- и паровоздушных облаков, огненные шары и пожары на открытых площадках.

При составлении сценариев возникновения и развития аварий анализировались возможные отклонения параметров технологического процесса, отказы оборудования, средств контроля и управления, которые могут послужить как причиной возникновения аварийной ситуации, так и способствовать ее неблагоприятному развитию.

В таблице 1 приведены результаты расчета риска возникновения аварий.

Таблица 1
Расчет риска

№ п/п

Аварийная ситуация

Риск

1

Выброс опасного вещества при разгерметизации реакторного блока

1,00 ´ 10-6

2

Выброс опасного вещества при разгерметизации колонны

2,00 ´ 10-6

3

Переход утечки в крупную аварию

3,00 ´ 10-7

Таблица 2
Анализ последствий

№ п/п

Оборудование

Характеристика выброса

М, т

Последствия

1

Реактор

Выброс среды при разгерметизации реакторного блока

ПГФ — 7

взрыв, огненный шар

2

Сепаратор

Выброс среды при разгерметизации сепаратора

ЖФ — 7
ПГФ — 5

пожар пролива, взрыв, огненный шар

3

Колонна

Выброс среды при разгерметизации колонны К-1

ЖФ — 9
ПГФ — 4

пожар пролива, взрыв, огненный шар

Примечание. М — масса вещества, участвующего в аварии; ЖФ, ПГФ — количество жидкой и парогазовой  фазы, вышедшей из оборудования, соответственно.

 

Рассмотрим результаты оценки зоны поражения при взрывах ПГФ и огненных шарах в таблицах 3 и 4.

 

Таблица 3
Характеристика взрывов

№ п/п

Оборудование
и место разгерметизации

М, т
ПГФ

D, м

Радиус изобар (м) избыточного давления во фронте ударной волны

100 кПа

40 кПа

20 кПа

10 кПа

5 кПа

1

Разгерметизация реактора

7

5,6

45

75

125

210

380

2

Разгерметизация сепаратора

5

47

40

65

105

185

330

3

Разгерметизация колонны

4

45

35

60

90

160

285

Примечание. М — масса опасного вещества, участвующего в аварии, D — диаметр газовоздушного облака для стехиометрического соотношения.

 

Взрывы смесей водородсодержащего газа и паров дизельного топлива с воздухом на открытой площадке представляют значительную опасность.

 

Поражающее действие ударной волны таково, что при любых вариантах аварии возможно разрушение оборудования (DР = 100 кПа) и развитие аварии по принципу «домино».

Управление процессом при крупных авариях может быть полностью нарушено, т. к. воздействие ударной волны на здание, в котором располагается пульт управления и обслуживающий персонал, может привести к сильным повреждениям.

Травмирование персонала возможно на территории установки и за ее пределами в радиусе до 125 м от эпицентра взрыва.

Огненный шар, согласно данным таблицы 4, представляет опасность как для персонала на территории установки, так и за ее пределами.

Таблица 4
Характеристика огненных шаров

№ п/п

Оборудование
и место разгерметизации

М, т

D, м

Т, сек

Ожоги и болевой порог на расстоянии, м

3 ст

1 ст

БП

1

Разгерметизация реактора

7

97

13

130

235

420

2

Разгерметизация сепаратора

5

84

12

110

205

370

3

Разгерметизация колонны

4

78

11

105

190

340

Примечание. М — масса опасного вещества, участвующего в аварии, D — диаметр огненного шара, T — время горения огненного шара.

 

В таблице 5 приведена характеристика пожаров пролива. Пожары проливов дизельного топлива не выйдут за пределы установки и представляют опасность только для персонала, попавшего в очаг пожара или на расстояние до 20 м от границы очага. Развитие пожара по принципу «домино» является маловероятным.

 

Таблица 5
Характеристика пожаров пролива

№ п/п

Разгерметизация оборудования

М, т

t, мин

Н, м

S, м2

Граница (м) ожогов от края очага пожара

1 ст.

болевой порог

1

Разгерметизация сепаратора

7

18

19

160

10

25

2

Разгерметизация колонны

9

18

21

210

12

30

Примечание. М — масса опасного вещества, участвующего в аварии, Н — высота пламени, t — время горения пролива, S — площадь горящего пролива.

 

Расчет полей (зон) риска проводился для аварий, связанных с образованием при выбросе опасных веществ ударных волн детонации (взрыв) или огненных шаров (файербол). Риск разгерметизации и массы опасных веществ, участвующих в аварии, принятые при расчете, приведены в таблице 6.

 

Таблица 6
Исходные данные, принятые при расчете полей территориального риска


п/п

Вид аварии

Риск возникновения аварии

Масса выброса, т

1

Выброс опасного вещества в результате разгерметизации реактора

1,00 ´ 10-5

4

2

Выброс опасного вещества в результате разгерметизации колонны

2,67 ´ 10-6

7

 

Как видно из результатов, максимальный риск, возникающий при авариях, соответствует величине 10-4–10-5. Эта зона практически ограничена территорией установки. За территорией значение риска не превышает величины 10-6.

 

Максимальное количество персонала (из числа постоянно работающих, без учета случайно оказавшихся в зоне в момент аварии), попадающего в различные зоны риска при расчете по верхней оценке значения вероятности, приведено в таблице 7.

Таблица 7
Количество людей, попадающих в зоны различного уровня риска

№ п/п

Тип риска

Количество людей в зоне риска

10-4–10-5

>10-6

>10-7

 

Взрывы, огненные шары

4

13

39

 

В качестве нижней границы зон повышенного риска при расчете была выбрана величина 10-7 и далее по нарастающей с шагом в один порядок до величины 10-3.

 

ВАЖНО!
Помимо объективных факторов (например, значительная изношенность оборудования) причинами возникновения аварий на подобных объектах также является и субъективный (человеческий) фактор.

Вероятность ошибок обслуживающего персонала (технологического и ремонтного) определялась на основе анализа статистических данных за 5 лет. Средние значения риска ошибок обслуживающего и ремонтного персонала составили: 5,3 ´ 10-3, 1,75 ´ 10-3, соответственно. Т. е. риск возникновения крупных аварий с учетом действующих систем защиты и предусмотренных организационных мероприятий не превышает величины 2,6 ´ 10-6.

Значение территориального риска, полученное в результате моделирования, не соответствует величине 10-4–10-5, эта зона практически ограничена территорией установки.

Уровень территориального риска за пределами территории предприятия не превышает 10-6.

Таким образом, риск возникновения крупных аварий с серьезными экологическими последствиями на установке гидроочистки можно признать приемлемым. Данные результаты могут быть использованы при создании планов ликвидации аварий и разделов по промышленной безопасности в регламентах и других документах.

Автор: Ирина Сумарченкова, к.х.н., доцент кафедры «Безопасность жизнедеятельности» ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»

Источник: «Журнал главного инженера» №8, 2018

Убедитесь, что вы подписаны на журнал и вся необходимая информация — под рукой!

Читайте также

Подписаться на рассылку