ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ МАССЫ ПРОЛИВА НЕФТЕПРОДУКТОВ НА НЕФТЕПЕРЕКАЧИВАЮЩЕЙ СТАНЦИИ НПС «КАЛЕЙКИНО»

DETERMINATION OF THE TOTAL MASS OF THE SPILL OF PETROLEUM PRODUCTS AT THE OIL PUMPING STATION OF THE KALEIKINO OIL REFINERY

Ruslan Khasanov

student of the Institute of Distance and Distance Learning, Saint Petersburg State University of the Ministry of Emergency Situations of Russia,

Russia, St. Petersburg

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются основные формулы и методика определения массы пролива на нефтеперекачивающей станции НПС «Калейкино», которая расположена в г. Альметьевск Республики Татарстан.

ABSTRACT

The article discusses the basic formulas and methods for determining the mass of the strait at the Kaleikino oil pumping station, which is located in Almetyevsk, Republic of Tatarstan.

Ключевые слова: нефтепродукты, масса, ликвидация, расчет, основные формулы.

Keywords: petroleum products, mass, liquidation, calculation, basic formulas.

Нефтеперекачивающая станция НПС «Калейкино» введена в эксплуатацию в 1971 году, является структурным подразделением Ромашкинского районного нефтепроводного управления (РРНУ) АО «Транснефть-Прикамье» (далее – НПС) и представляет собой комплекс сооружений и устройств для приема, накопления и перекачки нефти [40].

Основным направлением деятельности НПС является эксплуатация резервуарного парка, насосных по перекачке нефти, магистрального трубопроводного транспорта, транспортировка, компаундирование и хранение нефти. Производственная площадка НПС расположена около г. Альметьевск Республика Татарстан.

НПС состоит из резервуарного парка. Резервуарный парк состоит из 48 вертикальных стальных наземных резервуаров, в которых хранятся нефтепродукты для перекачки.

В резервуарах храниться высокосернистая нефть (содержание серы 3,5%).

Рисунок 6. НПС «Калейкино»

Сценарии аварийных розливов нефтепродуктов для НПС, которые могут привести к наиболее тяжким последствиям:

Сценарий 1. Аварийный разлив нефтепродукта в результате разгерметизации РГС-100 с маслом на площадке хранения технических масел;

Сценарий 2. Аварийный разлив нефтепродукта на площадке слива в результате разгерметизации автоцистерны с бензином на территории НПС;

Сценарий 3. Аварийный разлив нефтепродукта в результате разгерметизации РВС-1000 с высокосернистой нефтью (основной вид нефтепродукта НПС).

Рассчитаем массу пролившегося нефтепродукта для Сценария 1. Как установили выше произошел аварийный разлив нефтепродукта в результате разгерметизации РГС-100 с маслом на площадке хранения технических масел.

В результате аварийного пролива произошел пролив масла одного из РГС-100. Происходит загрязнение грунта. Резервуар на момент пролива был заполнен на 100%. Объем вылившегося масла составил 100 м³ (равен объему резервуара). Толщина слоя разлившихся нефтепродуктов составит 0,033 м на площади 955 м².

Максимальная масса нефтепродукта (Мм, т), который может разлиться при Сценарии 1, рассчитывается по объему нефтепродукта и максимальной плотности нефтепродукта (масло = 0,910 [2]) по формуле:

                                                                        (1)

где: – Q_м максимальный объем пролива масла (м³);

р– плотность масла (т/м³). 

Рассчитаем массу пролива масла по Сценарию 1:

 тонна.

В соответствии с расчетом масса масла, который может разлиться при Сценарии 1 составляет 91 тонну.

Рассчитаем массу пролившегося нефтепродукта для Сценария 2. Произошел аварийный разлив нефтепродукта на площадке слива в результате разгерметизации автоцистерны с бензином на территории НПС.

В результате аварийного пролива произошел пролив бензина. В автоцистерне находился бензин марки АИ-92. Происходит загрязнение грунта. Автоцистерна на момент пролива был заполнена на 100%. Объем вылившегося бензина составил 25 м³ (равен объему автоцистерны). Толщина слоя разлитых нефтепродуктов составит 0,021 м на площади 300 м².

Максимальная масса нефтепродукта (Мм, т), который может разлиться при Сценарии 2, рассчитывается по объему нефтепродукта и максимальной плотности нефтепродукта (бензин = 0,71 [3]) по формуле (1).

Рассчитаем массу пролива бензина АИ-92 по Сценарию 2:

 тонн.

В соответствии с расчетом масса бензина, который может разлиться при Сценарии 2 составляет 17,75 тонн.

Рассчитаем массу пролившегося нефтепродукта для Сценария 3. Произошел аварийный разлив нефтепродукта в результате разгерметизации РВС-1000 с высокосернистой нефтью.

В результате аварийного пролива произошел пролив высокосернистой нефти. В резервуаре хранилась высокосернистая нефть. Происходит загрязнение грунта. Резервуар на момент пролива был заполнен на 100%. Объем вылившейся нефти составил 1000 м³ (равен объему резервуара). Толщина слоя разлитых нефтепродуктов составит 0,034 м на площади 1550 м².

Максимальная масса нефтепродукта (Мм, т), который может разлиться при Сценарии 3, рассчитывается по объему нефтепродукта и максимальной плотности нефтепродукта (нефть = 0,73 [3]) по формуле (1).

Рассчитаем массу пролива высокосернистой нефти по Сценарию 3:

 тонн.

В соответствии с расчетом масса высокосернистой нефти, который может разлиться при Сценарии 3 составляет 730 тонн.

Исходя из расчетов выбираем наиболее опасный сценарий пролива нефтепродукта. Учитывая массу разлитого нефтепродукта, выбираем наиболее опасным Сценарий 3.

Авария в результате пожара по наиболее опасному сценарию. Для расчета выбираем Сценарий 3.

В процессе испарения, разлитого нефтепродуктов, образуется облако топливно-воздушной смеси (далее - ТВС). Наличие источника зажигания в пределах облака ТВС может повлечь за собой воспламенение или воспламенение и взрыв облака ТВС.

Зоны опасных концентраций определяются на основании [3].

В соответствии с [4], горизонтальные размеры зоны, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени, вычисляются по формуле:

                                              (2)

                                                                  (3)

где: mп – масса паров нефтепродуктов, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;

Рн – давление насыщенных паров нефтепродуктов при расчетной температуре и атмосферном давлении, кПа;

К – коэффициент, принимаемый равным К = Т / 3600;

Т – продолжительность поступления паров нефтепродуктов в открытое пространство, с;

Снкпр – нижний концентрационный предел распространения пламени паров нефтепродуктов, %;

М – молярная масса, кг^.кмоль^-1;

V0 – мольный объем, равный 22,413 м³/кмоль;

tp – расчетная температура, °С.

В качестве расчетной температуры на основании п. 44 [4] принимается максимально возможная температура воздуха в соответствующей климатической зоне, которая в данной климатической зоне равна +38,0 ºС.

За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешний край разлива нефтепродуктов, но не менее 0,3 м.

Для определения давления насыщенных паров нефтепродукта Р_н, в соответствии с [3], используется формула:

                                                (4)

где: t_всп – температура вспышки нефтепродукта, ⁰С;

t_н – температура нефтепродукта, ⁰С.

В соответствии с расчетом, радиус облака ТВС для высокосернистой нефти составит 52,3 м по сценарию 3.

Масса углеводородов, испарившихся с поверхности пролива, в соответствии с [4], определяется по формуле:

                                                                 (5)

где: W – интенсивность испарения, кг^.с^-1.м^-2;

F_H – площадь испарения, м².

Интенсивность испарения W определяется по формуле:

                                                            (6)

где: – молярная масса, кг∙кмоль^-1; М

Рн – давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кПа.

В соответствии с формулой (6), масса углеводородов, испарившихся с поверхности разлива в течение первого часа, составит по Сценарию 3 – 21,53 кг.

По Сценарию 3 пролив нефти произошел из резервуара № 47 (рис. 2).

Наибольшая опасность при проливе нефти является ее испарение и дальнейшее образование и взрыва парогазовоздушного облака.

Исходя из местоположения резервуара определим максимальные размеры зон поражения:

• радиус зоны возможных смертельных поражений – 38,23 м;
• радиус зоны возможных санитарных потерь – 52,3 м (по определенному радиусу облака взрыва).

Рисунок 2. Границы зон поражений при проливе и последующем взрыве

При определении границ зон ЧС с учетом результатов оценки риска разливов нефти выполнено следующее:

• рассчитан радиус облака ТВС для высокосернистой нефти;
• рассчитана масса углеводородов, испарившихся с поверхности разлива в течение первого часа;
• определены возможные зоны поражения в результате наиболее опасных аварийных ситуаций проливов нефти при Сценарии 3.

Зная массу пролившейся нефти для четырех сценарием и зная возможные зоны поражения в результате пролива и последующего взрыва, разработаем методику ликвидации последствий аварийных проливов нефтепродуктов на НПС «Калейкино».

Список литературы:

1. Федеральный Закон Российской Федерации от 21 декабря 1994 года № 69-ФЗ «О пожарной безопасности».
2. Бадагуев, Б.Т. Пожарная безопасность на предприятии: Приказы, акты, инструкции, журналы, положения. - М.: Альфа-Пресс, 2018. – 488 с.
3. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов, и средства их тушения. / Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. Справочник. Том 1 и 2 – 2004 г. – 357.
4. СП 12.13130.2009. «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности».