Риски при эксплуатации газоконденсатного месторождения (стр. 7 )

Дерево отказов и вероятности аварийных ситуаций на ГРС

«Дерево отказов» наглядно демонстрирует наиболее уязвимые места в системе технологического оборудования. Например, ясно, к каким последствиям приводит поломка трубопровода.
С другой стороны, становится ясно, что большие емкости-хранилища сохраняют свою целостность не только из-за надежности их конструкций, но и из-за надежности защитных устройств и правильности эксплуатации резервуаров. В этом случае подход в виде «дерева отказов» является наиболее оправданным.

Инициирующие события условно разделяют на следующие основные категории:

– природные воздействия, столкновение с транспортным средством, пожар на внешних объектах, вызывающий повреждение и разрушение емкости, взрыв углеводородной фракции внутри емкости и другие внешние факторы;

– сбои и нарушения в работе механизмов, механические повреждения и отказы структурных элементов технологической системы.

Таким образом, существует реальная возможность нарушения целостности резервуаров и выхода сжиженных газов, взрыва парогазового облака. Зоной разрушения и возможного травмирования персонала считается площадь с границами, определяемыми радиусом (R), с принятым для расчета центром взрыва. Границы каждой зоны характеризуются значениями избыточных давлений по фронту ударной волны (АР) и, соответственно, безразмерным коэффициентом (К). План-схема уровней разрушения с эпи-центром на установке ГРС с тротиловым эквивалентом, равным 154,8 т, для завода топливно-нефтехимического профиля приведена на рис. 8.8.

По значениям избыточных давлений расчетным путем можно определить уровень возможных разрушений.

Класс зоны 1 (R = 204 м, ΔР = 100 кПа). Сильные повреждения всех зданий (насосных, электроподстанции, бытового корпуса, весовой, автоматической компрессорной станции), а также резервуарного парка, цистерн железнодорожной эстакады и автозаправочной станции ГРС.

Класс зоны 2 (R = 301 м, ΔР = 70 кПа). Средние повреждения зданий с массивными стенами (склады технологического оборудования), а также резервуаров, заполненных жидким топливом, и автотранспорта, находящегося на территории заправочной станции ГРС. Сильные повреждения промышленных зданий со стальным и железобетонным каркасом, разрушение кирпичных стен в 1,5 кирпича.

План-схема анализа уровней разрушения с эпицентром,

находящимся на установке ГРС (М 1 : 2000). Класс зоны 1: R = 204 м, ΔР = 100 кПа; зоны 2: R = 301 м, ΔР = 70 кПа; зоны 3: R = 516 м,

ΔР = 28 кПа [1]

 

Класс зоны 3 (R = 516 м, ΔР = 28 кПа). Средние повреждения промышленных кирпичных зданий (склады кирпичного технологического оборудования, сухие градирни установки ЛЧ-35-11/1000) повреждение линий связи, электропередач. Незначительные повреждения автотранспорта вблизи автодороги, разрушение шлакоблочных стен подсобных помещений.

Класс зоны 4 (R = 1503 м, ΔР = 14 кПа). Легкие повреждения заводских труб, радио и телефона. Разрушение оконных рам, дверей, перегородок, среднее повреждение технологических коммуникаций.

Класс зоны 5 (R = 3007 м, ΔР = 2 кПа). Полное и частичное разрушение остекления, повреждение штукатурки, оконных и дверных рам.

Таким образом, при взрыве облаков ТВС зоны избыточных давлений выходят за пределы предприятия и могут нанести ущерб как соседним промышленным объектам, так и прилегающим жилым районам.

Установка каталитического крекинга Г-43-107. Промышленная, комбинированная установка каталитического крекинга системы «Флюид» – Г-43-107 предназначена для переработки вакуумного дистиллята (~ 16% масс. фр. до 350°С) по топливному варианту с целью получения компонентов высокооктанового бензина и сжиженных газов. При разработке технологии и проектировании установки в основу положены следующие процессы: гидроочистка сырья (секция 100), каталитический крекинг и ректификация (секция 200), абсорбция и газофракционирование (секция 300), утилизация тепла и теплоснабжение (секция 400), очистка дымовых газов от катализаторной пыли (секция 500).

Расчет энергетического потенциала. При расчете энергопотенциалов был выбран наиболее неблагоприятный сценарий аварии, при котором происходит неконтролируемое нарушение целостности и герметичности элементов оборудования технологической системы, приводящее к возникновению взрыва и выбросу горючих сред в атмосферу.

В качестве примера приведены расчеты энергетических потенциалов с применением программы «Справочно-расчетная система по пожаровзрывобезопасности “Техно-Софт”» (Свидетельство Госгортехнадзора РФ № 04-35/238), позволяющей определить массу и состав ПГФ на основе физико-химических свойств нефтепродуктов в данном технологическом блоке.

Энергетический потенциал, тротиловый эквивалент и радиусы разрушения

технологических блоков установки Г-43-107

№ блока	Масса ПГФ, кг	Суммарная энергия, кДж	Тротиловый эквивалент, кг	Радиусы разрушения, м	Категория взрывоопасности
R1	R2	R3	R4	R5
1/1 Блок подогрева сырья	13259	6,3 · 108	6687	69,2	102,0	174,8	509,9	1019,8	I
1/2 Реакторный блок	39 653	1,70 · 109	18 045	99,2	146,1	250,5	730,7	1461,4	I
1/3 Ректификация	2640	1,14 · 108	1210	28,7	42,3	72,5	211,4	422,8	II
1/4 Печь П-102	4056	1,75-108	1858	37,2	54,8	93,9	274,0	548,0	II
1/5 Очистка газов	3955	1,78-108	1889	37,6	55,3	94,9	276,7	553,4	II
2/1 Реакторный блок крекинга	6963	3,00 · 108	3184	49,8	73,4	125,9	367,1	734,2	I
2/2 Ректификация	429 138	1,85 · 1010	196 375	220,9	325,5	558,0	1627,4	3254,9	I

3/1 Компрессорная блока абсорбции	4288	1,92 · 108	2038	39,2	57,8	99,1	289,0	578,0	II
3/2-1 Десорбция	5352	1,79 · 108	1900	37,7	55,5	95,2	277,6	555,2	I
3/2-2 Абсорбция	2574	1,14 · 108	1210	28,7	42,3	72,5	211,4	422,8	II
3/3 Стабилизация	10 507	4,69 · 108	4978	61,3	90,3	154,8	451,6	903,2	I
3/4 Разделение газовой головки	11 074	5,78 · 108	6135	66,9	98,5	168,9	492,7	985,3	I

Профилактические мероприятия

Приведенные сведения позволяют наметить пути экологически безопасной эксплуатации предприятия. В случае крупной аварии с утечкой УВ или разрывом резервуара-хранилища важно не допустить распространения взрывоопасного облака до потенциального источника загорания и воздействия на другие объекты с возникновением цепной последовательности аварий (эффекта «домино»). Меры повышения уровня безопасности функционирования резервуаров включают:

·  замену ручных (механических) вентилей на входах в емкости, приемных линиях к насосам, продуктопроводах и другой запорной арматуре на автоматические;

·  замену существующих шлангов на более надежные;

·  улучшение защиты от пожара помещения насосной установлением дистанционно управляемой арматуры;

·  специальную подготовку персонала для повышения уровня обслуживания ГРС;

·  установку эффективных защитных систем пожаротушения и рассеивания газовых облаков.

Меры по защите наземных хранилищ жидких конденсированных газов, локализующие возможные аварии и сводящие к минимуму их последствия, включают:

r  земляную обваловку вокруг резервуаров-хранилищ;

r  рвы-сборники около хранилищ; безопасные расстояния между отдельными резервуарами, другими объектами, установками, источниками загорания и т. д.;

r  создание систем эффективного охлаждения резервуаров;

r  покрытие поверхности резервуаров изолирующими термостойкими покрытиями; установку систем рассеивания образовавшегося паровоздушного облака;

r  горизонтальная защита от распространения паровоздушных облаков с помощью их разбавления паровоздушной смесью;

r  уменьшения выбросов УВ в атмосферу за счет:

·  оснащения резервуаров плавающими крышами и понтонами;

·  объединения резервуаров для хранения однотипных продуктов газоуравнительными линиями с применением гидрокомпрессорного метода ликвидации испарений;

·  осуществления дожига, в том числе каталитического;

·  регулярного контроля за герметизацией аппаратуры;

·  сокращения выбросов факельных систем – внедрение сбора факельных газов в газгольдеры переменной вместимости; внедрение методов, уменьшающих подачу продувного газа на свечи;

·  использования прогрессивных конструкций горелок;

r  прочие мероприятия.

Контрольные вопросы

1.  Каковы специфические особенности экологических рисков в нефтегазовой отрасли?

2.  Приведите краткую характеристику экологических рисков на геолого-разведочной стадии. Каким образом можно добиться их снижения?

3.  Дайте краткую характеристику экологических рисков при эксплуатации месторождений углеводородов. Приведите примеры.

4.  Приведите примеры количественной оценки экологических рисков при внутреннем транспорте углеводородного сырья.

5.  Приведите примеры количественной оценки экологических рисков при внешнем транспорте углеводородного сырья.

6.  Какие экологические риски характерны для объектов хранения углеводородов?

7.  Приведите примеры экологических рисков, характерных для объектов переработки углеводородов.

8.  Каким образом проводится количественная оценка экологических рисков на объектах нефтепереработки?

9.  Приведите примеры подходов к минимизации рисков на объектах нефтепереработки.

10.  Дайте характеристику стадийности аварий на объектах переработки углеводородов.