В Закладки

Главная
Официальная
Новости
Курсовые работы
Дипломные проекты
Лекции и конспекты
Рефераты
Софт
Ссылки
Справочник Студента
Гостевая

Почта


Поиск по сайту:

          


















Курсовая работа по морским и воднотранспортным сооружениям. Оценка риска аварий для участка нефтепродуктопровода.

Курсовая работа по морским и воднотранспортным сооружениям. Оценка риска аварий для участка нефтепродуктопровода.

Санкт-Петербургский государственный

политехнический университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра «Морские и воднотранспортные

сооружения»

Курсовая работа на тему:

Оценка риска аварий для

участка нефтепродуктопровода

Руководитель работы:

Проф., д.м.н. Лисовский И.В.

Исполнитель: Головина Е.В.

Санкт-Петербург

2004г.

1.ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

Авария - опасное техногенное происшествие, создающее на объекте, определенной территории или акватории угрозу их жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного или транспортного процесса, а также к нанесению ущерба окружающей природной среде

Безопасность - свойство промышленного объекта при нормальной эксплуатации и в случае аварии ограничивать воздействие опасных и вредных факторов на оборудование и сооружения предприятия, эксплуатационный персонал, население и окружающую среду установленными пределами.

Критерий безопасности - установленные нормативно-техническими документами и/или органами Государственного надзора и контроля значения параметров и /или характеристик последствий аварий, в соответствии с которыми обосновывается безопасность промышленного объекта.

Инцидент - отказ или повреждение технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, отклонение от режима технологического процесса, нарушение положений настоящего Федерального закона, других федеральных законов и иных нормативных правовых актов Российской Федерации, а также нормативных технических документов, устанавливающих правила ведения работ на опасном производственном объекте.

Риск - математическое ожидание ущерба, возникшего при авариях, катастрофах, опасных природных явлениях и экологических бедствиях. Произведение вероятности события на степень его тяжести.

Риск индивидуальный - вероятность поражающих воздействий определенного вида (смертельный исход, нетрудоспособность, серьезные травмы без потери трудоспособности, травмы средней тяжести и незначительные повреждения), возникающие при реализации определенных опасностей в определенной тоске пространства.

Риск социальный - зависимость вероятности нежелательных событий (или частоты их возникновения), заключающихся в поражении не менее определенного числа людей, которые подвергаются поражающим воздействиям определенного вида при реализации определенных опасностей, от этого числа людей.

Токсодоза - количественная характеристика токсичности вещества (отравляющего или сильнодействующего ядовитого), соответствующая определенному уровню поражения при его воздействии на живой организм.

Игналяционная токсодоза - произведение средней концентрации токсичного вещества, воздействующего через органы дыхания и времени пребывания человека в зараженном воздухе. Ингаляционные токсодозы измеряются в г.мин\м3 или г.с\м3. Для характеристики уровней токсичности при воздействии через органы дыхания основными являются следующие величины - средняя смертельная токсодоза; средняя выводящая из строя токсодоза; средняя пороговая токсодоза.

Средняя смертельная токсодоза - LCtx - ингаляционная токсодоза, вызывающая смертельный исход у Х% пораженных. Обычно рассматривают случаи Х=10%, Х=50% или Х=90%. С обозначает концентрацию, t - время экспозиции.

Средняя пороговая токсодоза - РCtx - ингаляционная токсодоза, вызывающая начальные симптомы поражения у Х% пораженных. Обычно рассматривают случаи Х=10%, Х=50% или Х=90%. С обозначает концентрацию, t - время экспозиции.

2.ВВЕДЕНИЕ.

Необходимость оценки риска аварий основана на положениях Закона Российской Федерации «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (от 20 июня 1997 года).

Положения указанного закона распространяются на все организации независимо от их организационно - правовых форм и форм собственности, осуществляющие деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов на территории Российской Федерации.

Законом устанавливается обязательность разработки декларации промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются вещества в количествах, указанных в приложении 2 к закону, а именно (в частности для нашего объекта) для горючих жидкостей, используемых при транспортировке по магистральному трубопроводу в количествах более 200 тонн.

Декларация безопасности является документом, определяющим возможный характер и масштабы чрезвычайных ситуаций на промышленном объекте и мероприятия по их предупреждению и ликвидации. Декларация характеризует безопасность промышленного объекта на этапах его ввода в эксплуатацию, эксплуатации и вывода из эксплуатации и должна содержать, в частности, анализ риска возникновения на промышленном объекте чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, включая определение источников опасности, оценку условий развития и возможных последствий чрезвычайных ситуаций, в том числе выбросов в окружающую среду вредных веществ.

В нормальных условиях эксплуатации нефтепровод не формирует существенных величин экологически неблагоприятных факторов. Основную опасность представляет возможность разливов нефтепродуктов, та же авария, сопровождающаяся возгоранием нефтепродуктов, выход нефтепродуктов при нарушении целостности трубопровода с загрязнением водоемов, пожары на нефтепроводах и хранилищах нефтепродуктов с токсическими и ожоговыми поражениями людей на прилегающей территории.

В связи с изложенным целью настоящей работы являлась оценка последствий аварии на участке нефтепродуктопроводной системы “Кириши - бухта Батарейая “ с определением вероятных последствий в категориях индивидуального и социального риска.

3. АВАРИИ НА НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДАХ.

Основной причиной аварийности на трубопроводном транспорте является высокий процент изношенности труб, невыполнение нормативных объемов планово-предупредительных ремонтов.

Опыт эксплуатации трубопроводов показывает, что наиболее характерными являются два вида отказов:

повреждения линейной части - достаточно редкие события, связанные с длительным (до нескольких суток) полным прекращением перекачки продукта по трубопроводу,

повреждения оборудования станций - сравнительно частые события, вызывающие кратковременные остановки станций, не вызывающие, как правило, полного прекращения перекачки.

Таким образом, при анализе безопасности проектируемого трубопровода, в качестве исходных событий, могущих привести к авариям с тяжелыми экологическими последствиями, могут рассматриваться как внутренне присущие дефекты различного рода, включая дефекты строительно-монтажных работ, так и внешние воздействия, определяемые геологическими катаклизмами, подвижками грунта, почвенной эрозией, стихийными бедствиями, а также механические повреждения, вызванные различными антропогенными воздействиями (повреждения механизмами, транспортными средствами, для подводных участков трубопровода - повреждения якорями, волокушами и т.п.).

4. НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОД “КИРИШИ-б.БАТАРЕЙНАЯ”. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ.

4.1 Назначение системы.

Основным назначением “Нефтепродуктопроводной системы “Кириши - бухта Батарейная” является доставка нефтепродуктов для экспорта на транспортно-технологический портовый комплекс, вновь проектируемый в бухте Батарейная на берегу Финского залива.

4.2. Характеристика нефтепродуктов.

Характеристика дизельного топлива летнего и зимнего, перекачиваемого по продуктопроводу приведена в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика дизельного топлива

№ Наименование

показателя Норма для марки п./п. летнее зимнее 1 2 3 4 1. Плотность при 20.С, кг/м3, не более 860 840 2. Цетановое число, не менее 45 45 3. Кинематическая вязкость при 20 С, мм2/с (сст) 3,0 - 6,0 1,8 - 5,0 4. Температура застывания, не выше С, для умеренной климатической зоны

- 10

- 35 5. Температура помутнения, не выше С, для умеренной климатической зоны

- 5

- 25 6. Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле С, не ниже: - для тепловозных и судовых дизелей и газовых турбин 62 40 - для дизелей общего назначения 40 35 7. Содержание механических примесей и воды отсутствие

Технологическое топливо (экспортное) имеет следующую усредненную характеристику:

плотность при 20 С, в кг/м3 965

кинематическая вязкость мм2/с (сст)

при 20 С 650

при 65 С 50

температура застывания, С, не выше + 15

температура вспышки, С, не ниже + 75

В настоящее время предусматривается перекачка дизельного топлива двух марок (летнего и зимнего) независимо от времени года.

4.3. Расчетная производительность

Учитывая различия в физических свойствах, большие объемы перекачиваемых нефтепродуктов, а также необходимость обеспечения надежной работы нефтепродуктопроводной системы проектируется прокладка двух самостоятельных продуктопроводов. Расчетная производительность каждого продуктопровода определяется объемом перекачки продукта при полном развитии нефтепродуктопроводной системы. Один трубопровод рассчитан на перекачку экспортного дизельного топлива в объеме 4,5 млн. тонн в год. Другой рассчитан на перекачку экспортного технологического топлива в объеме 7,35 млн. тонн в год.

Режим работы продуктопроводов предусматривается непрерывный, круглогодичный, 8400 часов в год.

Диаметр продуктопроводов выбран исходя из предварительного гидравлического расчета и составляет 500 мм.

На каждой насосной станции предусматривается установка регуляторов давления технологического топлива на выходе со станции.

Запорная арматура, устанавливаемая на насосных станциях - стальная на давление от 1,6 до 6,4 МПа.

Кроме того, головная и концевая перекачивающие станции оборудуются узлами учета нефтепродуктов, которые обеспечивают автоматическое измерение количества перекачиваемых нефтепродуктов, обработку и выдачу информации при учетно-расчетных операциях.

4.3. Основные технические решения.

Длина нефтепродуктопроводной системы Кириши-бухта Батарейная составляет 321 км. Длина резервной нитки двухниточного перехода через р. Волхов (включая переходы через р. Велию и р. Посолку, находящиеся в пойме р. Волхова) равна 7,5 м. Для сооружения продуктопроводов приняты стальные трубы диаметром 500 мм с пределом прочности К-52 с толщиной стенки 7 и 9 м. на рабочее давление 6,4 МПа.

Расчетный участок расположен между 2 и 3 промежуточной перекачивающими станциями. Длина участка составляет 65 км. Проходит через 3 района Ленинградской области - Гатчинский, Лужский и Волосовский. Ближайший населенный пункт, расположенный у трассы - поселок Репелка (непосредственно за территорией санитарной зоны). Участок трассы пересекает 2 водотока - реки Вруда и Лемовжа.

C целью охраны природы и сохранения физических, химических и биологических свойств рек, для увеличения надежности подводных переходов, при укладке в охранных зонах и руслах, а также на переходах через автомобильные и железные дороги предусмотрена прокладка трубопровода в защитных кожухах из стальных труб диаметром 720 мм и толщиной стенки 10 мм.

Концы защитных кожухов герметизируются специальными сальниковыми компенсаторами, что позволяет удерживать, в случае утечки продукта, давление в кожухе 6.4МПа. Контроль за наличием продукта в межтрубном пространстве осуществляется установкой арматуры.

Способ прокладки продуктопроводов - наземный.

Переходы крупных рек, в целях сохранения экологии и сокращения сроков строительства осуществляются методом наклонно-направленного бурения, что существенно влияет на сохранность рыбных запасов и охрану рек.

На линейной части нефтепродуктопроводов, а также на резервных нитках предусматривается установка стальной электроприводной запорной арматуры с концами под приварку на давление 7.5-8.0 МПа.

В аварийных ситуациях превышающих по продолжительности 30 часов для вытеснения мазута из трубопровода предусматриваются перемычки диаметром 150 мм, с обратными клапанами от трубопровода, транспортирующего дизельное топливо. Устанавливаются перемычки у линейных задвижек через одну. Сливные патрубки с задвижками Ду=150 мм предусматриваются до и после каждой линейной задвижки, у которых размещаются емкости или амбары.

5. Последствия полного нарушения герметичности нефтепродуктопровода.

Количество вылившегося при аварии трубопровода нефтепродукта зависит от размеров образовавшейся неплотности и времени срабатывания отсекающих аварийный участок задвижек. При наиболее тяжелом случае аварии с полным разрывом трубопровода и с учетом среднесуточной пропускной способности трубопровода при максимальной перекачке нефтепродуктов (полное развитие) количество поступившего в окружающую среду технологического топлива может составить около _____ т, при расстоянии между ближайшими к месту аварии задвижками _____ км (время срабатывания задвижек принято ____ часа).

Одними из самых опасных вариантов аварий, которые способны нанести наибольший ущерб явлется разрыв трубы с выходом нефтепродуктов на поверхность почвы, с последующим возгоранием.

5.1. Оценка возможных объемов выхода нефтепродуктов при полном разрыве трубы.

При расчете мы будем исходить из того, что при полном разрыве трубопровода весь нефтепродукт, находящийся на участке между двумя запорными арматурами, при расстоянии между ними равном ___ км., под действием давления будет изливаться в окружающую среду.

В результате разрыва давление в трубе резко падает, и запорная арматура срабатывает практически мгновенно. За время, в которое происходит срабатывание затворов условно принимаем потерю ещё 2% нефтепродукта.

Объем вылившегося нефтепродукта определяется по простой формуле:

V=Sсеч.тр*Lуч; (1)

где Lуч- длина участка между затворами;

Sсеч.тр - диаметр трубы.

V=0.196*___ =_____ м3;

Учитывая 2% потерь, получаем V= _________ _____ м3.

5.2. Оценка возможных последствий возгорания нефтепродуктов.

5.2.1. Определение интенсивности теплового излучения при пожаре на объекте.

Интенсивность теплового излучения - количество энергии, излучаемое с 1см2 поверхности абсолютно черного тела за 1 секунду и пропорциональное четвертой степени его температуры.

Для оценки величины используется также зависимость:

J=?q/(R/R*)2 ; (2)

где q-теплота пожара, дж/м2с, q для диз. топлива =1,3 Дж/м2с; ?=0.02-коэффициент объемности источника горения (в нашем случае источник горения плоский); R - расстояние от очага пожара; R* - средний радиус очага горения.

При возможном пожаре на объекте образуется очаг поражения, представляющий собой территорию, на которой вследствие действия высоких температур, токсичности распространяющихся продуктов полного и неполного сгорания, нехватки кислорода и т.д. гибнут или получают ожоги и отравления люди, а также загораются здания, сооружения и леса.

Для определения очага поражения при пожаре необходимо знать параметры поражающих факторов пожара на различных расстояниях от очага, критерии поражения тепловым излучением и СДЯВ людей, животных и других объектов и учитывать погодные условия.

В нашем случае мы ограничимся определением радиуса поражения исходя из критерия возможного поражения человека.

В нашей стране в качестве предельно безопасного критерия теплового воздействия на человека при пожарах приняты следующие значения интенсивности теплового излучения (таблица ____):

Таблица ____. Зависимость степени воздействия пожара на человека от интенсивности излучения.

Степень воздействия Интенсивность излучения J кдж/м2с; 1.Пороговое (болевое ощущение)

2.Предельно допустимое(ожог)

3.Возгорание древесины 1,26

4,2

21,0

5.2.2 Определение радиуса воздействия при пожаре.

Исходя из формулы определения интенсивности воздействия расстояния от очага горения определяется как:

R=R*(? q/J*)1/2; (3)

Итак , при полном разрыве трубы на поверхность земли изливается около ____ м3 нефтепродукта . Для территории Ленинградской области представляющей из себя в основном равнинную местность принимаем коэффициент подстилающей поверхности равным 1. Исходя из этого при разливе дизельного топлива слоем толщиной 0,03 м площадь растекания будет следующей:

Для дизельного топлива:

S=V/hслоя= _____ м2 = ____ га;

Радиус очага горения :

1.Для диз. топлива:

R* = (S/?)1/2 = ________ ?;

Предельно-допустимые и пороговые расстояния от очага поражения:

1.Пороговое расстояние :

R= _______ м;

2.Предельно-допустимое расстояние:

R= ______ м;

Полученные данные сведены в таблицу _____.

Таблица______. Радиусы поражения при пожаре.

Наименование продукта Площадь разлива, м2 Радиус очага горения, м Расстояния пороговые ,м Расстояния предельные ,м Диз.топливо

5.3. Оценка масштабов заражения местности продуктами горения

При горении нефтепродуктов могут образовываться токсичные вещества, представляющие опасность массовых поражений людей (таблица _____).

Таблица ___. Характеристики СДЯВ

Наименование СДЯВ

Плотн.

т/м3.

Класс опасности

ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3 Величина токсодозы, г.мин\м3 Пороговая Смертельная Ri=0,5 Ri=0,9 Ri=0,5 Ri=0,9 Сероводород 1,55 2 10,0 1,0 1,5 1,4 2,1 Диоксид азота 1,49 2 5,0 1,5 2,1 7,8 13,2 Формальдегид 0,84 2 0,5 0,6 1,1 9,5 16,7 Диокс.серы 1,46 3 10,0 1,8 2,4 20,0 37,0 Окись углерода 4 20,0 12,0 18,1 60,0 107,0

Чтобы оценить опасность аварии необходимо произвести расчет выбросов вредных веществ в атмосферу при свободном горении нефтепродуктов:

Основная формула расчета выброса вредного вещества в атмосферу имеет вид:

Пi=Ki Mj Ssp 10-3, т/ч, (4)

где Пi - количество i-го вредного вещества, выброшенного в атмосферу при сгорании конкретного j-го нефтепродукта в единицу времени; Ki- удельный выброс конкретного вредного вещества на единицу массы сгоревшего нефтепродукта, кгi/кгj (см. табл. ____); Mj- скорость выгорания нефтепродукта, кг/м2час (см. табл. ____); Ssp- средняя поверхность зеркала жидкости, м2;

Предполагая полное выгорание дизельного топлива и зная скорость выгорания - 78 кг/м2час определяем время полного выгорания продукта ( ____ мин).

Ниже приведена таблица (____) с расчетами выбросов основных СДЯВ, образующихся при горении дизельного топлива.

Таблица ____. Параметры горения дизельного топлива.

СДЯВ Ki

Удельный выброс , кг/кг Мj

Скорость выгорания кг/м2час Пi

Выброс СДЯВ т/ч Пi

т/сек Выброс за время полного сгорания, т 1. Оксид углерода

2. Диоксид азота

3. Сероводород

4. Диоксид серы

5. Формальдегид

6. Орг кислота 0,0071

0,00261

0,001

0,004

0,001

0,0036 78

78

78

78

78

78

Примечание : Расчет производился на случай горения только дизельного топлива, так как в данной ситуации мы имеем возможность развития более неблагоприятных последствий чем в случае с горением мазута в связи с тем, что токсические характеристики продуктов горения дизельного топлива более опасны .

5.3.1. Глубина зон химического заражения

Глубину зоны возможного химического заражения можно определить по формуле:

Гм=34,2(М/К2VпD)2/3/K1, (5)

где Vп -скорость приземного ветра, Vп=1 м./c.; K1- коэффициент , учитывающий влияние рельефа местности, (на открытой местности К1=1, в городских условиях К1=3,5); К2 - учитывает степень вертикальной устойчивости атмосферы, равный при инверсии-1; изометрии- 1,5; конвекции-2; М-количество СДЯВ, вышедшего в атмосферу, кг; D- токсодоза СДЯВ, мг. мин /л.

Метеоусловия оказывают большое влияние на степень химического заражения. В данном случае степень вертикальной устойчивости является ведущей характеристикой метеоусловий и характеризует вертикальное перемешивание воздуха в приземном слое атмосферы высотой до 100 м, а также скорость ветра.

Инверсия- самая неблагоприятная для данного случая ситуация, она характеризует такое состояние среды при котором почва и прилегающие к ней слои воздуха холодные и температура воздуха возрастает с увеличением высоты. Инверсия препятствует рассеиванию СДЯВ и сохраняет их высокие концентрации у поверхности земли. Инверсия наблюдается ночью и утром в ясную погоду. При инверсии скорость ветра меньше 1 м/с.

Изотермия характеризуется примерно одинаковой температурой воздуха по высоте. Она наиболее типична для пасмурной погоды, имеет место в утренние и вечерние часы при устойчивой погоде. Изотермия определяет средние условия распространения СДЯВ. При ней возможна любая скорость приземного ветра

Конвекция характеризуется большой вертикальной неустойчивостью в атмосфере, обусловленной резким перепадом температуры по высоте и сильным прогревом почвы. Восходящие потоки воздуха вызывают сильное рассеивание примесей, что способствует максимальному уменьшению глубины распространения СДЯВ. Конвекция наблюдается обычно в летние ясные дни при скорости ветра не менее 4 м/с.

В настоящее время принято в качестве количественной меры токсичности СДЯВ использовать величины их концентрации и доз вещества. Причем наиболее часто пользуются такими характеристиками, как пороговая концентрация, значения токсических доз, смертельная концентрация, соответствующих определенному эффекту поражения.

Под пороговой понимается минимальная концентрация, при которой возникает ощутимый физиологический эффект и наблюдаются первые признаки поражения. Токсическая доза выражается количеством вещества, вызывающим определенный токсический эффект, например, гибель.

Исходя из сказанного определим глубины зон воздействия для различных СДЯВ. Расчет представлен в табличной форме - таблица ____.

Таблица ____. Глубины зон воздействия для различных СДЯВ, с вероятностью эффекта Ri=0.5.

СДЯВ Выброс СДЯВ,т Г инверс Г изотер Г конв Порог. Смерт. Порог. Смерт. Порог. Смерт. 1.Оксид углерода

2.Диокс. Азота

3.Сероводород

4.Ангидр серы

5.Формальдегид

Из данных таблицы ____ следует, что максимальную глубину зоны порогового воздействия имеет _______, а максимальную глубину зоны смертельного поражения - _________. Максимальные размеры зон наблюдаются при инверсии.

Табдица ____. Глубины зон воздействия для СДЯВ при инверсии, с вероятностью эффекта Ri= 0,9.

СДЯВ ВыбросСДЯВ,т Г инверс Г изотер Г конв Порог. Смерт. Порог. Смерт. Порог. Смерт. 1.Оксид углерода

2.Диокс. Азота

3.Сероводород

4.Ангидр серы

5.Формальдегид

Как следует из данных таблицы радиусы зон воздействия с вероятностью эффекта 0,9 меньше в _____ раза чем для вероятности эффекта равной 0,5.

Далее необходимо определить ширину зоны химического заражения и высоту облака. Данные значения найдем для условий инверсии так как они наиболее высокие.

5.3.2. Определение размеров облака

А) Ширина зоны химического заражения для инверсии определяется по формуле:

В=В0+2?В; (6)

где В0-ширина зоны горения, В0= ____ м; ?В=0,1Гинв;

Б)высота подъема облака:

Hоб=0,01Гинв; (7)

Таблица ____. Размеры облака для условий инверсии и вероятности эффекта Ri=0,5.

СДЯВ Глубина , м Ширина , м Высота , м Порог. Смерт. Порог. Смерт. Порог. Смерт. 1.Оксид углерод

2.Диокс Азота

3.Сероводород

4.Ангидр серы

5.Формальдегид

Таблица ____. Размеры облака для условий инверсии и вероятности эффекта Ri=0,9.

СДЯВ Глубина,м Ширина, м Высота, м Порог. Смерт. Порог. Смерт. Порог. Смерт. 1. Оксид углерода

2. Диоксид азота

3. Сероводород

4. Ангидр S

5. Формальдегид

По данным результатам в последующем будет произведена оценка риска для населенного, находящегося в непосредственной близости от трассы трубопровода.

5.3.3. Площадь зоны возможного химического заражения облаком СДЯВ

Площадь определяется по формуле:

Sb= 8.72-3 Гм2 *?; (8)

где Гм- глубина зоны возможного химического заражения, км; ?- угловые размеры зон возможного химического заражения, град;

Величина ? при скорости ветра (0,6-1,0) м/с равна 1800.

Величины Sb при действии на открытой местности приведены в таблице _____.

Таблица ____. Площадь заражения местности для различных СДЯВ

СДЯВ Г инверсия, м. Площадь Sb, км2 Пороговая Смертельная Пороговая Смертельная Оксид углерода

Диоксид азота

Сероводород

Ангидрид сернистый

Формальдегид

Так как в составе выброса присутствует несколько СДЯВ то, в принципе необходима оценка суммарного эффекта, которая представляет из себя достаточно сложную задачу, поскольку результат комбинированного воздействия нескольких СДЯВ может быть не равным сумме эффектов раздельного действия. При анализе и оценке возможной химической обстановки целесообразно исходить из условия:

D1/PC1+D2/PC2+...+Dn/PCn ?1, (9)

где D-ожидаемые дозы СДЯВ при ингаляционном воздействии, PC- величины токсодоз. В данном случае, учитывая крайне малое время экспозиции и значительные величины вероятности реализации эффектов Ri (0,5 и 0,9) учет возможного суммирования действия различных СДЯВ был нецелесообразен.

5.4.Вероятностная оценка ущерба, наносимого при аварии. Определение результирующих уровней риска.

Риск ухудшения здоровья и снижения жизнедеятельности людей, а так же смертельных поражений, обусловленных техногенным воздействием, если не учитывать вероятность возникновения аварии, определяется как произведение вероятности формирования определенного уровня физического поля или величины дозы вредного вещества на вероятность нанесения того или иного ущерба здоровью нынешнего поколения потомкам.

R=P(Y,D)*P(эф/Y,D). (10)

Здесь P(Y,D) - вероятность формирования в рассматриваемой точке определенного уровня физического поля или дозы вредного вещества; P(эф/Y,D)-вероятность возникновения определенного уровня вредного эффекта при условии, что в данной точке будет иметь место уровень физического поля, обладающего поражающим действием, Y или доза воздействия вредного вещества, равная D.

При оценке вероятности возникновения того или иного эффекта (например, заболевания, смертельного поражения, снижения иммунитета к определенным заболеваниям и т.п.), обусловленного дозовыми нагрузками, необходимо исходить из конкретного механизма воздействия данного вредного вещества на человека, с учетом всех возможных путей его поступления в организм. Сложность в проведении расчетов во многих случаях обусловлена тем, что далеко не для всех происходящих в организме под действием вредных веществ процессов могут быть получены модели их количественной интерпретации.

Завершающим этапом расчетов по оценке риска является :

* определение результирующих уровней риска для определенных, представляющих интерес территорий, районов и объектов и сопоставление их с научно обоснованными, приемлемыми в социально-экономическом отношении уровнями риска;

* определение хон и территорий, где уровни риска достигают или превышают значения, при которых необходимо ужесточение контроля или принятие мер защиты для персонала аварийного объекта и населения.

Графическая интерпретация результатов оценки риска на объекте достаточно проста. Интересующая нас территория (населенный пункт), изображенный на карте, с применением соответствующих условных обозначений разбивается на квадраты с определенным значением уровней риска. Степень детализации обстановки по риску, а, следовательно, и размеры квадратов, выбираются исходя из необходимой точности представления информации.

В нашем случае мы производим расчет индивидуального риска для жителей населенного пункта, расположенного вблизи трассы продуктопровода.

Показателями, которые будут изменять величину риска в нашем случае являются:

различные плотности населения;

вероятности реализации возможного эффекта Ri (т.е. вероятности поражения равные 0,5 и 0,9).

Задача состоит в расчете риска для населенного пункта с численностью населения 10000 человек. Средняя плотность населения составляет 2700 человек на квадратный километр. Разбиваем условно населенный пункт на 2 равносторонних квадрата - “ОКРАИНА” с плотностью населения 2500 чел/км2 и “ЦЕНТР” с плотностью населения 4000 чел/км2. Площадь городской территории составляет 4 км2. Населенный пункт расположен севернее нефтепродуктопровода, по одну сторону от него. Начало городской застройки находится в 50 м от трассы, начало застройки “ЦЕНТРА” находится в 250 м от трассы (см. рисунок).

Рисунок.

(должен быть выполнен в виде схемы с указанием масштаба, условных обозначений и цветовым выделением различных зон)

Как уже говорилось, вероятность рассматриваемой аварии составляет 10-3.

Обозначим условно все направления ветра от населенного пункта как южные, а все направления ветра в сторону поселка, как северные. Следовательно, вероятность прохождения облака через населенный пункт равна 0,5.

Определим индивидуальный риск для жителей центра и окраин населенного пункта, который равен произведению вероятности аварии на вероятность северного направления ветра и на отношение возможного числа погибших в данной части населенного пункта к числу жителей данной части населенного пункта.

Мы опускаем вариант наложения эффектов от действия нескольких СДЯВ, и определяем риск для населения при воздействии отравляющего вещества с наибольшим радиусом поражения, т.е. для ______________.

Таблица ____. Наибольшие размеры зон поражения при различных вероятностях реализации эффекта.

Вероятность реализации Ri=0,5 Вероятность реализации Ri=0,9 Глубина, м Ширина, м Глубина, м Ширина, м Порог. Смерт. Порог. Смерт. Порог. Смерт. Порог. Смерт.

В случае рассматриваемой авариии вероятность смертельного поражения для всего центра населенного пункта Ri= _____ (поскольку все население центра населенного пункта проживает в пределах ____ км, а расчетная глубина зоны поражения с вероятностью Ri=0,9 составляет ____, с вероятностью Ri=0,5 составляет ____ (табл. ____). В этой части населенного пункта с площадью ____ км2 проживает ____ чел. В зону поражения с площадью приблизительно равной ____ км2 попадает ___ человек. Следовательно, в центре населенного пункта в случае рассматриваемой аварии возможна гибель ____ человек.

Риск для жителей центра населенного пункта равен:

R=0.5*10-3 _____ = _______год -1; (Зона с ___________ риском).

На окраине населенного пункта с площадью, равной ____ км2 проживает ____ человека. В данном районе зона возможного поражения с риском Ri, равным 0,9 занимает площадь около ____ км2. При плотности населения 2500 чел/км2 в этой зоне окажется ___ человек. Возможна гибель _____ человек. Зона с величиной риска гибели Ri, равной 0,5 занимает площадь около ____ км2. На этой территории проживает ____ человек. Из них возможна гибель ____ человек. В конечном счете, с учетом Ri, равным 0,9 и Ri, равной 0,5, на окраине населенного пункта возможна гибель ___ человек.

Средний риск для жителей окраины в пределах ____ м от места аварии равен:

R=0.5*10-3*____ = ______ год -1; (Зона __________ риска).

В населенном пункте в целом возможна гибель:

Х= ______ человека.

Следовательно, индивидуальный риск для населения населенного пункта составляет:

R=0,5*10-3_____ =_______год -1; (Зона ______________ риска).

Индивидуальный риск для населения Ленинградской области составляет:

R=0.5*10-3*_____ = ______год -1; (_________________ риск).

С учетом полученных результатов по оценке вероятности летальных исходов для населения в случае аварии нефтепродуктопровода с разливом и возгоранием нефтепродуктов в пределах населенного пункта, получаем следующие величины промышленного риска по критерию вероятности гибели:

для населения населенного пункта - _____ год-1 (индивидуальный).

для населения Ленинградской области - _____ год-1;

Сведем полученные данные в таблицу (см.табл._____).

Таблица _____. Величины риска для населения от возможной аварии.

Риск для населения центра населенного пункта, год-1 Риск для населения окраин населенного пункта, год-1 Риск для населения населенного пункта в целом, год-1 Риск для населения Лен. области, год-1.

В соответствии с классификацией промышленных аварий и катастроф, установленной постановлением Правительства Российской Федерации от 23.09.96 № 1094 рассматриваемая авария может быть определена как ___________________, так как _______________________.

Очевидно, что промышленная безопасность рассматриваемого объекта - участка нефтепродуктопровода “Кириши - б.Батарейная” (и нефтепродуктопровода в целом) может (или не может ?) считаться удовлетворительной. С одной стороны (вместе с тем ?), необходимы иные, более современные технологические решения, использование современных автоматизированных средств постоянного контроля целостности труб, с другой - неприемлемо размещение линейной части трубопровода на расстоянии менее, чем ___ м от зон жилой застройки.

6.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе для участка нефтепровода Кириши- бухта ‘’ Батарейная’’ выполнена оценка риска наиболее крупных аварий, могущих иметь катастрофические последствия для населения в районе размещения рассматриваемого промышленного объекта.

Проектируемый трубопровод является потенциально опасным (или безопасным ?) для людей, занимающихся его эксплуатацией, а так же для населения, сопрягаемых объектов и окружающей природной среды.

При составлении декларации были проведены следующие расчеты:

Объема выбросов НП:

При полном разрыве объем выхода составляет _____ м3.

Радиусов поражения при пожаре:

Предельные допустимые расстояния от очага горения составляют:

Для диз. топлива ____ м.

Радиусов поражения при воздействии продуктами горения:

Максимальное предельно допустимое расстояние от очага горения определяется воздействием _________________ и составляет при вероятности реализации Ri=0,5 величину, равную _____ м.

Максимальное пороговое расстояние определяется воздействием ______________ и составляет ______ м.

Мероприятия по обеспечению экологической безопасности, направленные на защиту от воздействия опасных и вредных факторов населения, сопрягаемых объектов и рациональное использование природных ресурсов характеризуется достижением следующих критериев и показателей:

Население.

Таблица ___ . Величины риска для населения от возможной аварии.

Риск для населения центра населенного пункта, год-1 Риск для населения окраин населенного пункта, год-1 Риск для населения населенного пункта в целом, год-1 Риск для населения Лен. области, год-1.

Таким образом, с использованием любых подходов к оценке допустимости величины техногенного риска, как отечественных, так и зарубежных, промышленная безопасность рассматриваемого объекта - участка нефтепродуктопровода “Кириши - б.Батарейная” (и нефтепродуктопровода в целом) не может (или может ?) считаться удовлетворительной. Необходимы (вместе с тем целесообразны ?) иные, более современные технологические решения, использование современных автоматизированных средств постоянного контроля целостности труб. Неприемлемым (или вполне приемлемым ?) представляется размещение линейной части трубопровода на расстоянии менее, чем ____ от зон жилой застройки.

??

??

??

??

15

15

Декларация безопасности участка нефтепродуктопровода.

Курсовая работа по морским и воднотранспортным сооружениям. Оценка риска аварий для участка нефтепродуктопровода.

Санкт-Петербургский государственный

политехнический университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра «Морские и воднотранспортные

сооружения»

Курсовая работа на тему:

Оценка риска аварий для

участка нефтепродуктопровода

Руководитель работы:

Проф., д.м.н. Лисовский И.В.

Исполнитель: ______________

Санкт-Петербург

1999

Содержание

Стр.

1.ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

Авария - опасное техногенное происшествие, создающее на объекте, определенной территории или акватории угрозу их жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного или транспортного процесса, а также к нанесению ущерба окружающей природной среде

Безопасность - свойство промышленного объекта при нормальной эксплуатации и в случае аварии ограничивать воздействие опасных и вредных факторов на оборудование и сооружения предприятия, эксплуатационный персонал, население и окружающую среду установленными пределами.

Критерий безопасности - установленные нормативно-техническими документами и/или органами Государственного надзора и контроля значения параметров и /или характеристик последствий аварий, в соответствии с которыми обосновывается безопасность промышленного объекта.

Инцидент - отказ или повреждение технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, отклонение от режима технологического процесса, нарушение положений настоящего Федерального закона, других федеральных законов и иных нормативных правовых актов Российской Федерации, а также нормативных технических документов, устанавливающих правила ведения работ на опасном производственном объекте.

Риск - математическое ожидание ущерба, возникшего при авариях, катастрофах, опасных природных явлениях и экологических бедствиях. Произведение вероятности события на степень его тяжести.

Риск индивидуальный - вероятность поражающих воздействий определенного вида (смертельный исход, нетрудоспособность, серьезные травмы без потери трудоспособности, травмы средней тяжести и незначительные повреждения), возникающие при реализации определенных опасностей в определенной тоске пространства.

Риск социальный - зависимость вероятности нежелательных событий (или частоты их возникновения), заключающихся в поражении не менее определенного числа людей, которые подвергаются поражающим воздействиям определенного вида при реализации определенных опасностей, от этого числа людей.

Токсодоза - количественная характеристика токсичности вещества (отравляющего или сильнодействующего ядовитого), соответствующая определенному уровню поражения при его воздействии на живой организм.

Игналяционная токсодоза - произведение средней концентрации токсичного вещества, воздействующего через органы дыхания и времени пребывания человека в зараженном воздухе. Ингаляционные токсодозы измеряются в г.мин\м3 или г.с\м3. Для характеристики уровней токсичности при воздействии через органы дыхания основными являются следующие величины - средняя смертельная токсодоза; средняя выводящая из строя токсодоза; средняя пороговая токсодоза.

Средняя смертельная токсодоза - LCtx - ингаляционная токсодоза, вызывающая смертельный исход у Х% пораженных. Обычно рассматривают случаи Х=10%, Х=50% или Х=90%. С обозначает концентрацию, t - время экспозиции.

Средняя пороговая токсодоза - РCtx - ингаляционная токсодоза, вызывающая начальные симптомы поражения у Х% пораженных. Обычно рассматривают случаи Х=10%, Х=50% или Х=90%. С обозначает концентрацию, t - время экспозиции.

2.ВВЕДЕНИЕ.

Необходимость оценки риска аварий основана на положениях Закона Российской Федерации «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (от 20 июня 1997 года).

Положения указанного закона распространяются на все организации независимо от их организационно - правовых форм и форм собственности, осуществляющие деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов на территории Российской Федерации.

Законом устанавливается обязательность разработки декларации промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются вещества в количествах, указанных в приложении 2 к закону, а именно (в частности для нашего объекта) для горючих жидкостей, используемых при транспортировке по магистральному трубопроводу в количествах более 200 тонн.

Декларация безопасности является документом, определяющим возможный характер и масштабы чрезвычайных ситуаций на промышленном объекте и мероприятия по их предупреждению и ликвидации. Декларация характеризует безопасность промышленного объекта на этапах его ввода в эксплуатацию, эксплуатации и вывода из эксплуатации и должна содержать, в частности, анализ риска возникновения на промышленном объекте чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, включая определение источников опасности, оценку условий развития и возможных последствий чрезвычайных ситуаций, в том числе выбросов в окружающую среду вредных веществ.

В нормальных условиях эксплуатации нефтепровод не формирует существенных величин экологически неблагоприятных факторов. Основную опасность представляет возможность разливов нефтепродуктов, та же авария, сопровождающаяся возгоранием нефтепродуктов, выход нефтепродуктов при нарушении целостности трубопровода с загрязнением водоемов, пожары на нефтепроводах и хранилищах нефтепродуктов с токсическими и ожоговыми поражениями людей на прилегающей территории.

В связи с изложенным целью настоящей работы являлась оценка последствий аварии на участке нефтепродуктопроводной системы “Кириши - бухта Батарейая “ с определением вероятных последствий в категориях индивидуального и социального риска.

3. АВАРИИ НА НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДАХ.

Основной причиной аварийности на трубопроводном транспорте является высокий процент изношенности труб, невыполнение нормативных объемов планово-предупредительных ремонтов.

Опыт эксплуатации трубопроводов показывает, что наиболее характерными являются два вида отказов:

повреждения линейной части - достаточно редкие события, связанные с длительным (до нескольких суток) полным прекращением перекачки продукта по трубопроводу,

повреждения оборудования станций - сравнительно частые события, вызывающие кратковременные остановки станций, не вызывающие, как правило, полного прекращения перекачки.

Таким образом, при анализе безопасности проектируемого трубопровода, в качестве исходных событий, могущих привести к авариям с тяжелыми экологическими последствиями, могут рассматриваться как внутренне присущие дефекты различного рода, включая дефекты строительно-монтажных работ, так и внешние воздействия, определяемые геологическими катаклизмами, подвижками грунта, почвенной эрозией, стихийными бедствиями, а также механические повреждения, вызванные различными антропогенными воздействиями (повреждения механизмами, транспортными средствами, для подводных участков трубопровода - повреждения якорями, волокушами и т.п.).

4. НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОД “КИРИШИ-б.БАТАРЕЙНАЯ”. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ.

4.1 Назначение системы.

Основным назначением “Нефтепродуктопроводной системы “Кириши - бухта Батарейная” является доставка нефтепродуктов для экспорта на транспортно-технологический портовый комплекс, вновь проектируемый в бухте Батарейная на берегу Финского залива.

4.2. Характеристика нефтепродуктов.

Характеристика дизельного топлива летнего и зимнего, перекачиваемого по продуктопроводу приведена в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика дизельного топлива

№ Наименование Норма для марки п./п. показателя летнее зимнее 1 2 3 4 1. Плотность при 20.С, кг/м3, не более 860 840 2. Цетановое число, не менее 45 45 3. Кинематическая вязкость при 20 С, мм2/с (сст)

3,0 - 6,0

1,8 - 5,0 4. Температура застывания, не выше С, для умеренной климатической зоны

- 10

- 35 5. Температура помутнения, не выше С, для умеренной климатической зоны

- 5

- 25 6. Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле С, не ниже: - для тепловозных и судовых дизелей и газовых турбин

62

40 - для дизелей общего назначения 40 35 7. Содержание механических примесей и воды

отсутствие

Технологическое топливо (экспортное) имеет следующую усредненную характеристику:

плотность при 20 С, в кг/м3 965

кинематическая вязкость мм2/с (сст)

при 20 С 650

при 65 С 50

температура застывания, С, не выше + 15

температура вспышки, С, не ниже + 75

В настоящее время предусматривается перекачка дизельного топлива двух марок (летнего и зимнего) независимо от времени года.

4.3. Расчетная производительность

Учитывая различия в физических свойствах, большие объемы перекачиваемых нефтепродуктов, а также необходимость обеспечения надежной работы нефтепродуктопроводной системы проектируется прокладка двух самостоятельных продуктопроводов. Расчетная производительность каждого продуктопровода определяется объемом перекачки продукта при полном развитии нефтепродуктопроводной системы. Один трубопровод рассчитан на перекачку экспортного дизельного топлива в объеме 4,5 млн. тонн в год. Другой рассчитан на перекачку экспортного технологического топлива в объеме 7,35 млн. тонн в год.

Режим работы продуктопроводов предусматривается непрерывный, круглогодичный, 8400 часов в год.

Диаметр продуктопроводов выбран исходя из предварительного гидравлического расчета и составляет 500 мм.

На каждой насосной станции предусматривается установка регуляторов давления технологического топлива на выходе со станции.

Запорная арматура, устанавливаемая на насосных станциях - стальная на давление от 1,6 до 6,4 МПа.

Кроме того, головная и концевая перекачивающие станции оборудуются узлами учета нефтепродуктов, которые обеспечивают автоматическое измерение количества перекачиваемых нефтепродуктов, обработку и выдачу информации при учетно-расчетных операциях.

4.3. Основные технические решения.

Длина нефтепродуктопроводной системы Кириши-бухта Батарейная составляет 321 км. Длина резервной нитки двухниточного перехода через р. Волхов (включая переходы через р. Велию и р. Посолку, находящиеся в пойме р. Волхова) равна 7,5 м. Для сооружения продуктопроводов приняты стальные трубы диаметром 500 мм с пределом прочности К-52 с толщиной стенки 7 и 9 м. на рабочее давление 6,4 МПа.

Расчетный участок расположен между 2 и 3 промежуточной перекачивающими станциями. Длина участка составляет 65 км. Проходит через 3 района Ленинградской области - Гатчинский, Лужский и Волосовский. Ближайший населенный пункт, расположенный у трассы - поселок Репелка (непосредственно за территорией санитарной зоны). Участок трассы пересекает 2 водотока - реки Вруда и Лемовжа.

C целью охраны природы и сохраниения физических, химических и биологических свойств рек, для увеличения надежности подводных переходов, при укладке в охранных зонах и руслах, а также на переходах через автомобильные и железные дороги предусмотрена прокладка трубопровода в защитных кожухах из стальных труб диаметром 720 мм и толщиной стенки 10 мм.

Концы защитных кожухов герметизируются специальными сальниковыми компенсаторами, что позволяет удерживать, в случае утечки продукта, давление в кожухе 6.4МПа. Контроль за наличием продукта в межтрубном пространстве осуществляется установкой арматуры.

Способ прокладки продуктопроводов - наземный.

Переходы крупных рек, в целях сохранения экологии и сокращения сроков строительства осуществляются методом наклонно-направленного бурения, что существенно влияет на сохранность рыбных запасов и охрану рек.

На линейной части нефтепродуктопроводов, а также на резервных нитках предусматривается установка стальной электроприводной запорной арматуры с концами под приварку на давление 7.5-8.0 МПа.

В аварийных ситуациях превышающих по продолжительности 30 часов для вытеснения мазута из трубопровода предусматриваются перемычки диаметром 150 мм, с обратными клапанами от трубопровода, транспортирующего дизельное топливо. Устанавливаются перемычки у линейных задвижек через одну. Сливные патрубки с задвижками Ду=150 мм предусматриваются до и после каждой линейной задвижки, у которых размещаются емкости или амбары.

5. Последствия полного нарушения герметичности нефтепродуктопровода.

Количество вылившегося при аварии трубопровода нефтепродукта зависит от размеров образовавшейся неплотности и времени срабатывания отсекающих аварийный участок задвижек. При наиболее тяжелом случае аварии с полным разрывом трубопровода и с учетом среднесуточной пропускной способности трубопровода при максимальной перекачке нефтепродуктов (полное развитие) количество поступившего в окружающую среду технологического топлива может составить около _____ т, при расстоянии между ближайшими к месту аварии задвижками _____ км (время срабатывания задвижек принято ____ часа).

Одними из самых опасных вариантов аварий, которые способны нанести наибольший ущерб явлется разрыв трубы с выходом нефтепродуктов на поверхность почвы, с последующим возгоранием.

5.1. Оценка возможных объемов выхода нефтепродуктов при полном разрыве трубы.

При расчете мы будем исходить из того, что при полном разрыве трубопровода весь нефтепродукт, находящийся на участке между двумя запорными арматурами, при расстоянии между ними равном ___ км., под действием давления будет изливаться в окружающую среду.

В результате разрыва давление в трубе резко падает, и запорная арматура срабатывает практически мгновенно. За время, в которое происходит срабатывание затворов условно принимаем потерю ещё 2% нефтепродукта.

Объем вылившегося нефтепродукта определяется по простой формуле:

V=Sсеч.тр*Lуч; (1)

где Lуч- длина участка между затворами;

Sсеч.тр - диаметр трубы.

V=0.196*___ =_____ м3;

Учитывая 2% потерь, получаем V= _________ _____ м3.

5.2. Оценка возможных последствий возгорания нефтепродуктов.

5.2.1. Определение интенсивности теплового излучения при пожаре на объекте.

Интенсивность теплового излучения - количество энергии, излучаемое с 1см2 поверхности абсолютно черного тела за 1 секунду и пропорциональное четвертой степени его температуры.

Для оценки величины используется также зависимость:

J=?q/(R/R*)2 ; (2)

где q-теплота пожара, дж/м2с, q для диз. топлива =1,3 Дж/м2с; ?=0.02-коэффициент объемности источника горения (в нашем случае источник горения плоский); R - расстояние от очага пожара; R* - средний радиус очага горения.

При возможном пожаре на объекте образуется очаг поражения, представляющий собой территорию, на которой вследствие действия высоких температур, токсичности распространяющихся продуктов полного и неполного сгорания, нехватки кислорода и т.д. гибнут или получают ожоги и отравления люди, а также загораются здания, сооружения и леса.

Для определения очага поражения при пожаре необходимо знать параметры поражающих факторов пожара на различных расстояниях от очага, критерии поражения тепловым излучением и СДЯВ людей, животных и других объектов и учитывать погодные условия.

В нашем случае мы ограничимся определением радиуса поражения исходя из критерия возможного поражения человека.

В нашей стране в качестве предельно безопасного критерия теплового воздействия на человека при пожарах приняты следующие значения интенсивности теплового излучения (таблица ____):

Таблица ____. Зависимость степени воздействия пожара на человека от интенсивности излучения.

Степень воздействия Интенсивность излучения J кдж/м2с; 1.Пороговое (болевое ощущение)

2.Предельно допустимое(ожог)

3.Возгорание древесины 1,26

4,2

21,0

5.2.2 Определение радиуса воздействия при пожаре.

Исходя из формулы определения интенсивности воздействия расстояния от очага горения определяется как:

R=R*(? q/J*)1/2; (3)

Итак , при полном разрыве трубы на поверхность земли изливается около ____ м3 нефтепродукта . Для территории Ленинградской области представляющей из себя в основном равнинную местность принимаем коэффициент подстилающей поверхности равным 1. Исходя из этого при разливе дизельного топлива слоем толщиной 0,03 м площадь растекания будет следующей:

Для дизельного топлива:

S=V/hслоя= _____ м2 = ____ га;

Радиус очага горения :

1.Для диз. топлива:

R* = (S/?)1/2 = ________ ?;

Предельно-допустимые и пороговые расстояния от очага поражения:

1.Пороговое расстояние :

R= _______ м;

2.Предельно-допустимое расстояние:

R= ______ м;

Полученные данные сведены в таблицу _____.

Таблица______. Радиусы поражения при пожаре.

Наименование продукта Площадь разлива, м2 Радиус очага горения, м Расстояния пороговые ,м Расстояния предельные ,м Диз.топливо

5.3. Оценка масштабов заражения местности продуктами горения

При горении нефтепродуктов могут образовываться токсичные вещества, представляющие опасность массовых поражений людей (таблица _____).

Таблица ___. Характеристики СДЯВ

Наименование СДЯВ

Плотн.

т/м3.

Класс опасности ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3

Величина токсодозы, г.мин\м3

Пороговая Смертельная Ri=0,5 Ri=0,9 Ri=0,5 Ri=0,9 Сероводород 1,55 2 10,0 1,0 1,5 1,4 2,1 Диоксид азота 1,49 2 5,0 1,5 2,1 7,8 13,2 Формальдегид 0,84 2 0,5 0,6 1,1 9,5 16,7 Диокс.серы 1,46 3 10,0 1,8 2,4 20,0 37,0 Окись углерода 4 20,0 12,0 18,1 60,0 107,0

Чтобы оценить опасность аварии необходимо произвести расчет выбросов вредных веществ в атмосферу при свободном горении нефтепродуктов:

Основная формула расчета выброса вредного вещества в атмосферу имеет вид:

Пi=Ki Mj Ssp 10-3, т/ч, (4)

где Пi - количество i-го вредного вещества, выброшенного в атмосферу при сгорании конкретного j-го нефтепродукта в единицу времени; Ki- удельный выброс конкретного вредного вещества на единицу массы сгоревшего нефтепродукта, кгi/кгj (см. табл. ____); Mj- скорость выгорания нефтепродукта, кг/м2час (см. табл. ____); Ssp- средняя поверхность зеркала жидкости, м2;

Предполагая полное выгорание дизельного топлива и зная скорость выгорания - 78 кг/м2час определяем время полного выгорания продукта ( ____ мин).

Ниже приведена таблица (____) с расчетами выбросов основных СДЯВ, образующихся при горении дизельного топлива.

Таблица ____. Параметры горения дизельного топлива.

СДЯВ Ki

Удельный выброс , кг/кг Мj

Скорость выгорания кг/м2час Пi

Выброс СДЯВ

т/ч Пi

т/сек Выброс за время полного сгорания,

т 1. Оксид углерода

2. Диоксид азота

3. Сероводород

4. Диоксид серы

5. Формальдегид

6. Орг кислота 0,0071

0,00261

0,001

0,004

0,001

0,0036 78

78

78

78

78

78

Примечание : Расчет производился на случай горения только дизельного топлива, так как в данной ситуации мы имеем возможность развития более неблагоприятных последствий чем в случае с горением мазута в связи с тем, что токсические характеристики продуктов горения дизельного топлива более опасны .

5.3.1. Глубина зон химического заражения

Глубину зоны возможного химического заражения можно определить по формуле:

Гм=34,2(М/К2VпD)2/3/K1, (5)

где Vп -скорость приземного ветра, Vп=1 м./c.; K1- коэффициент , учитывающий влияние рельефа местности, (на открытой местности К1=1, в городских условиях К1=3,5); К2 - учитывает степень вертикальной устойчивости атмосферы, равный при инверсии-1; изометрии- 1,5; конвекции-2; М-количество СДЯВ, вышедшего в атмосферу, кг; D- токсодоза СДЯВ, мг. мин /л.

Метеоусловия оказывают большое влияние на степень химического заражения. В данном случае степень вертикальной устойчивости является ведущей характеристикой метеоусловий и характеризует вертикальное перемешивание воздуха в приземном слое атмосферы высотой до 100 м, а также скорость ветра.

Инверсия- самая неблагоприятная для данного случая ситуация, она характеризует такое состояние среды при котором почва и прилегающие к ней слои воздуха холодные и температура воздуха возрастает с увеличением высоты. Инверсия препятствует рассеиванию СДЯВ и сохраняет их высокие концентрации у поверхности земли. Инверсия наблюдается ночью и утром в ясную погоду. При инверсии скорость ветра меньше 1 м/с.

Изотермия характеризуется примерно одинаковой температурой воздуха по высоте. Она наиболее типична для пасмурной погоды, имеет место в утренние и вечерние часы при устойчивой погоде. Изотермия определяет средние условия распространения СДЯВ. При ней возможна любая скорость приземного ветра

Конвекция характеризуется большой вертикальной неустойчивостью в атмосфере, обусловленной резким перепадом температуры по высоте и сильным прогревом почвы. Восходящие потоки воздуха вызывают сильное рассеивание примесей, что способствует максимальному уменьшению глубины распространения СДЯВ. Конвекция наблюдается обычно в летние ясные дни при скорости ветра не менее 4 м/с.

В настоящее время принято в качестве количественной меры токсичности СДЯВ использовать величины их концентрации и доз вещества. Причем наиболее часто пользуются такими характеристиками, как пороговая концентрация, значения токсических доз, смертельная концентрация, соответствующих определенному эффекту поражения.

Под пороговой понимается минимальная концентрация, при которой возникает ощутимый физиологический эффект и наблюдаются первые признаки поражения. Токсическая доза выражается количеством вещества, вызывающим определенный токсический эффект, например, гибель.

Исходя из сказанного определим глубины зон воздействия для различных СДЯВ. Расчет представлен в табличной форме - таблица ____.

Таблица ____. Глубины зон воздействия для различных СДЯВ, с вероятностью эффекта Ri=0.5.

СДЯВ Выброс СДЯВ,т Г инверс Г изотер

Г конв

Порог. Смерт. Порог. Смерт. Порог. Смерт. 1.Оксид углерода

2.Диокс. Азота

3.Сероводород

4.Ангидр серы

5.Формальдегид

Из данных таблицы ____ следует, что максимальную глубину зоны порогового воздействия имеет _______, а максимальную глубину зоны смертельного поражения - _________. Максимальные размеры зон наблюдаются при инверсии.

Табдица ____. Глубины зон воздействия для СДЯВ при инверсии, с вероятностью эффекта Ri= 0,9.

СДЯВ ВыбросСДЯВ,т Г инверс Г изотер

Г конв

Порог. Смерт. Порог. Смерт. Порог. Смерт. 1.Оксид углерода

2.Диокс. Азота

3.Сероводород

4.Ангидр серы

5.Формальдегид

Как следует из данных таблицы радиусы зон воздействия с вероятностью эффекта 0,9 меньше в _____ раза чем для вероятности эффекта равной 0,5.

Далее необходимо определить ширину зоны химического заражения и высоту облака. Данные значения найдем для условий инверсии так как они наиболее высокие.

5.3.2. Определение размеров облака

А) Ширина зоны химического заражения для инверсии определяется по формуле:

В=В0+2?В; (6)

где В0-ширина зоны горения, В0= ____ м; ?В=0,1Гинв;

Б)высота подъема облака:

Hоб=0,01Гинв; (7)

Таблица ____. Размеры облака для условий инверсии и вероятности эффекта Ri=0,5.

СДЯВ Глубина , м Ширина , м Высота , м Порог. Смерт. Порог. Смерт. Порог. Смерт. 1.Оксид углерод

2.Диокс Азота

3.Сероводород

4.Ангидр серы

5.Формальдегид

Таблица ____. Размеры облака для условий инверсии и вероятности эффекта Ri=0,9.

СДЯВ Глубина,м Ширина, м Высота, м Порог. Смерт. Порог. Смерт. Порог. Смерт. 1. Оксид углерода

2. Диоксид азота

3. Сероводород

4. Ангидр S

5. Формальдегид

По данным результатам в последующем будет произведена оценка риска для населенного, находящегося в непосредственной близости от трассы трубопровода.

5.3.3. Площадь зоны возможного химического заражения облаком СДЯВ

Площадь определяется по формуле:

Sb= 8.72-3 Гм2 *?; (8)

где Гм- глубина зоны возможного химического заражения, км; ?- угловые размеры зон возможного химического заражения, град;

Величина ? при скорости ветра (0,6-1,0) м/с равна 1800.

Величины Sb при действии на открытой местности приведены в таблице _____.

Таблица ____. Площадь заражения местности для различных СДЯВ

СДЯВ Г инверсия, м. Площадь Sb, км2 Пороговая Смертельная Пороговая Смертельная Оксид углерода

Диоксид азота

Сероводород

Ангидрид сернистый

Формальдегид

Так как в составе выброса присутствует несколько СДЯВ то, в принципе необходима оценка суммарного эффекта, которая представляет из себя достаточно сложную задачу, поскольку результат комбинированного воздействия нескольких СДЯВ может быть не равным сумме эффектов раздельного действия. При анализе и оценке возможной химической обстановки целесообразно исходить из условия:

D1/PC1+D2/PC2+...+Dn/PCn ?1, (9)

где D-ожидаемые дозы СДЯВ при ингаляционном воздействии, PC- величины токсодоз. В данном случае, учитывая крайне малое время экспозиции и значительные величины вероятности реализации эффектов Ri (0,5 и 0,9) учет возможного суммирования действия различных СДЯВ был нецелесообразен.

5.4.Вероятностная оценка ущерба, наносимого при аварии. Определение результирующих уровней риска.

Риск ухудшения здоровья и снижения жизнедеятельности людей, а так же смертельных поражений, обусловленных техногенным воздействием, если не учитывать вероятность возникновения аварии, определяется как произведение вероятности формирования определенного уровня физического поля или величины дозы вредного вещества на вероятность нанесения того или иного ущерба здоровью нынешнего поколения потомкам.

R=P(Y,D)*P(эф/Y,D). (10)

Здесь P(Y,D) - вероятность формирования в рассматриваемой точке определенного уровня физического поля или дозы вредного вещества; P(эф/Y,D)-вероятность возникновения определенного уровня вредного эффекта при условии, что в данной точке будет иметь место уровень физического поля, обладающего поражающим действием, Y или доза воздействия вредного вещества, равная D.

При оценке вероятности возникновения того или иного эффекта (например, заболевания, смертельного поражения, снижения иммунитета к определенным заболеваниям и т.п.), обусловленного дозовыми нагрузками, необходимо исходить из конкретного механизма воздействия данного вредного вещества на человека, с учетом всех возможных путей его поступления в организм. Сложность в проведении расчетов во многих случаях обусловлена тем, что далеко не для всех происходящих в организме под действием вредных веществ процессов могут быть получены модели их количественной интерпретации.

Завершающим этапом расчетов по оценке риска является :

* определение результирующих уровней риска для определенных, представляющих интерес территорий, районов и объектов и сопоставление их с научно обоснованными, приемлемыми в социально-экономическом отношении уровнями риска;

* определение хон и территорий, где уровни риска достигают или превышают значения, при которых необходимо ужесточение контроля или принятие мер защиты для персонала аварийного объекта и населения.

Графическая интерпретация результатов оценки риска на объекте достаточно проста. Интересующая нас территория (населенный пункт), изображенный на карте, с применением соответствующих условных обозначений разбивается на квадраты с определенным значением уровней риска. Степень детализации обстановки по риску, а, следовательно, и размеры квадратов, выбираются исходя из необходимой точности представления информации.

В нашем случае мы производим расчет индивидуального риска для жителей населенного пункта, расположенного вблизи трассы продуктопровода.

Показателями, которые будут изменять величину риска в нашем случае являются:

различные плотности населения;

вероятности реализации возможного эффекта Ri (т.е. вероятности поражения равные 0,5 и 0,9).

Задача состоит в расчете риска для населенного пункта с численностью населения 10000 человек. Средняя плотность населения составляет 2700 человек на квадратный километр. Разбиваем условно населенный пункт на 2 равносторонних квадрата - “ОКРАИНА” с плотностью населения 2500 чел/км2 и “ЦЕНТР” с плотностью населения 4000 чел/км2. Площадь городской территории составляет 4 км2. Населенный пункт расположен севернее нефтепродуктопровода, по одну сторону от него. Начало городской застройки находится в 50 м от трассы, начало застройки “ЦЕНТРА” находится в 250 м от трассы (см. рисунок).

Рисунок.

(должен быть выполнен в виде схемы с указанием масштаба, условных обозначений и цветовым выделением различных зон)

Как уже говорилось, вероятность рассматриваемой аварии составляет 10-3.

Обозначим условно все направления ветра от населенного пункта как южные, а все направления ветра в сторону поселка, как северные. Следовательно, вероятность прохождения облака через населенный пункт равна 0,5.

Определим индивидуальный риск для жителей центра и окраин населенного пункта, который равен произведению вероятности аварии на вероятность северного направления ветра и на отношение возможного числа погибших в данной части населенного пункта к числу жителей данной части населенного пункта.

Мы опускаем вариант наложения эффектов от действия нескольких СДЯВ, и определяем риск для населения при воздействии отравляющего вещества с наибольшим радиусом поражения, т.е. для ______________.

Таблица ____. Наибольшие размеры зон поражения при различных вероятностях реализации эффекта.

Вероятность реализации Ri=0,5 Вероятность реализации Ri=0,9 Глубина, м Ширина, м Глубина, м Ширина, м Порог. Смерт. Порог. Смерт. Порог. Смерт. Порог. Смерт.

В случае рассматриваемой авариии вероятность смертельного поражения для всего центра населенного пункта Ri= _____ (поскольку все население центра населенного пункта проживает в пределах ____ км, а расчетная глубина зоны поражения с вероятностью Ri=0,9 составляет ____, с вероятностью Ri=0,5 составляет ____ (табл. ____). В этой части населенного пункта с площадью ____ км2 проживает ____ чел. В зону поражения с площадью приблизительно равной ____ км2 попадает ___ человек. Следовательно, в центре населенного пункта в случае рассматриваемой аварии возможна гибель ____ человек.

Риск для жителей центра населенного пункта равен:

R=0.5*10-3 _____ = _______год -1; (Зона с ___________ риском).

На окраине населенного пункта с площадью, равной ____ км2 проживает ____ человека. В данном районе зона возможного поражения с риском Ri, равным 0,9 занимает площадь около ____ км2. При плотности населения 2500 чел/км2 в этой зоне окажется ___ человек. Возможна гибель _____ человек. Зона с величиной риска гибели Ri, равной 0,5 занимает площадь около ____ км2. На этой территории проживает ____ человек. Из них возможна гибель ____ человек. В конечном счете, с учетом Ri, равным 0,9 и Ri, равной 0,5, на окраине населенного пункта возможна гибель ___ человек.

Средний риск для жителей окраины в пределах ____ м от места аварии равен:

R=0.5*10-3*____ = ______ год -1; (Зона __________ риска).

В населенном пункте в целом возможна гибель:

Х= ______ человека.

Следовательно, индивидуальный риск для населения населенного пункта составляет:

R=0,5*10-3_____ =_______год -1; (Зона ______________ риска).

Индивидуальный риск для населения Ленинградской области составляет:

R=0.5*10-3*_____ = ______год -1; (_________________ риск).

С учетом полученных результатов по оценке вероятности летальных исходов для населения в случае аварии нефтепродуктопровода с разливом и возгоранием нефтепродуктов в пределах населенного пункта, получаем следующие величины промышленного риска по критерию вероятности гибели:

для населения населенного пункта - _____ год-1 (индивидуальный).

для населения Ленинградской области - _____ год-1;

Сведем полученные данные в таблицу (см.табл._____).

Таблица _____. Величины риска для населения от возможной аварии.

Риск для населения центра населенного пункта, год-1 Риск для населения окраин населенного пункта, год-1 Риск для населения населенного пункта в целом, год-1 Риск для населения Лен. области, год-1.

В соответствии с классификацией промышленных аварий и катастроф, установленной постановлением Правительства Российской Федерации от 23.09.96 № 1094 рассматриваемая авария может быть определена как ___________________, так как _______________________.

Очевидно, что промышленная безопасность рассматриваемого объекта - участка нефтепродуктопровода “Кириши - б.Батарейная” (и нефтепродуктопровода в целом) может (или не может ?) считаться удовлетворительной. С одной стороны (вместе с тем ?), необходимы иные, более современные технологические решения, использование современных автоматизированных средств постоянного контроля целостности труб, с другой - неприемлемо размещение линейной части трубопровода на расстоянии менее, чем ___ м от зон жилой застройки.

6.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе для участка нефтепровода Кириши- бухта ‘’ Батарейная’’ выполнена оценка риска наиболее крупных аварий, могущих иметь катастрофические последствия для населения в районе размещения рассматриваемого промышленного объекта.

Проектируемый трубопровод является потенциально опасным (или безопасным ?) для людей, занимающихся его эксплуатацией, а так же для населения, сопрягаемых объектов и окружающей природной среды.

При составлении декларации были проведены следующие расчеты:

Объема выбросов НП:

При полном разрыве объем выхода составляет _____ м3.

Радиусов поражения при пожаре:

Предельные допустимые расстояния от очага горения составляют:

Для диз. топлива ____ м.

Радиусов поражения при воздействии продуктами горения:

Максимальное предельно допустимое расстояние от очага горения определяется воздействием _________________ и составляет при вероятности реализации Ri=0,5 величину, равную _____ м.

Максимальное пороговое расстояние определяется воздействием ______________ и составляет ______ м.

Мероприятия по обеспечению экологической безопасности, направленные на защиту от воздействия опасных и вредных факторов населения, сопрягаемых объектов и рациональное использование природных ресурсов характеризуется достижением следующих критериев и показателей:

Население.

Таблица ___ . Величины риска для населения от возможной аварии.

Риск для населения центра населенного пункта, год-1 Риск для населения окраин населенного пункта, год-1 Риск для населения населенного пункта в целом, год-1 Риск для населения Лен. области, год-1.

Таким образом, с использованием любых подходов к оценке допустимости величины техногенного риска, как отечественных, так и зарубежных, промышленная безопасность рассматриваемого объекта - участка нефтепродуктопровода “Кириши - б.Батарейная” (и нефтепродуктопровода в целом) не может (или может ?) считаться удовлетворительной. Необходимы (вместе с тем целесообразны ?) иные, более современные технологические решения, использование современных автоматизированных средств постоянного контроля целостности труб. Неприемлемым (или вполне приемлемым ?) представляется размещение линейной части трубопровода на расстоянии менее, чем ____ от зон жилой застройки.

??

??

??

??

18

18

Декларация безопасности участка нефтепродуктопровода.

Курсовая работа по морским и воднотранспортным сооружениям. Оценка риска аварий для участка нефтепродуктопровода.

Санкт-Петербургский Государственный

Политехнический Университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра «Морские и воднотранспортные

сооружения»

Курсовая работа на тему:

Оценка риска максимальной проектной аварии для

участка нефтепродуктопровода

Руководитель работы:

профессор, д.м.н. Лисовский И.В.

Исполнитель: Головина Е.В.

Санкт-Петербург

2004г.

Содержание

Раздел Стр. Термины и определения 3 Введение 4 1. Максимальная проектная авария на участке нефтепродуктопровода 5 2. Нефтепродуктопровод. Основные технические решения 5 3. Последствия полного нарушения герметичности нефтепродуктопровода 5 3.1 Оценка возможных объемов выхода нефтепродуктов при полном разрыве трубы 5 3.2. Оценка масштабов выброса продуктов горения 5 3.3 Радиусы зон поражения 6 4. Оценка техногенного риска 8 Заключение 9

Термины и определения

Авария - опасное техногенное происшествие, создающее на объекте, определенной территории или акватории угрозу их жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного или транспортного процесса, а также к нанесению ущерба окружающей природной среде.

Авария проектная - авария, для которой проектом определены исходные и конечные состояния и предусмотрены системы безопасности, обеспечивающие ограничение последствий аварий установленными пределами

Авария проектная максимальная - техногенное происшествие с максимально возможными неблагоприятными последствиями

Безопасность - свойство промышленного объекта при нормальной эксплуатации и в случае аварии ограничивать воздействие опасных и вредных факторов на оборудование и сооружения предприятия, эксплуатационный персонал, население и окружающую среду установленными пределами.

Зона   риска – территория, на которой существует опасность воздействия поражающих факторов от потенциального источника чрезвычайной ситуации

Риск - математическое ожидание ущерба, возникшего при авариях, катастрофах, опасных природных явлениях и экологических бедствиях. Произведение вероятности события на степень его тяжести.

Токсодоза - количественная характеристика токсичности вещества (отравляющего или сильнодействующего ядовитого), соответствующая определенному уровню поражения при его воздействии на живой организм.

Игналяционная токсодоза - произведение средней концентрации токсичного вещества, воздействующего через органы дыхания и времени пребывания человека в зараженном воздухе. Ингаляционные токсодозы измеряются в г*мин\м3 или г*с\м3. Для характеристики уровней токсичности при воздействии через органы дыхания основными являются следующие величины - средняя смертельная токсодоза; средняя выводящая из строя токсодоза; средняя пороговая токсодоза.

Средняя смертельная токсодоза - LCtx - ингаляционная токсодоза, вызывающая смертельный исход у Х% пораженных. Обычно рассматривают случаи Х=10%, Х=50% или Х=90%. С обозначает концентрацию, t - время экспозиции.

Средняя пороговая токсодоза - РCtx - ингаляционная токсодоза, вызывающая начальные симптомы поражения у Х% пораженных. Обычно рассматривают случаи Х=10%, Х=50% или Х=90%. С обозначает концентрацию, t - время экспозиции.

Чрезвычайная ситуация - состояние, при котором, в результате возникновения источника чрезвычайной ситуации на объекте, определенной территории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде.

Введение

Необходимость оценки риска аварий основана на положениях Федерального закона1 и требованиях Правительства Российской Федерации2.

Указанные требования распространяются на все организации независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, осуществляющие деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов на территории Российской Федерации.

Устанавливается обязательность разработки декларации промышленной безопасности для объектов, на которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются вещества в количествах, указанных в приложении 2 к федеральному закону о промышленной безопасности, в частности для нашего объекта – для горючих жидкостей, используемых при транспортировке по магистральному трубопроводу в количествах более 200 тонн.

Декларация характеризует безопасность промышленного объекта на этапах его ввода в эксплуатацию, эксплуатации и вывода из эксплуатации и должна содержать, в частности, анализ риска возникновения на промышленном объекте чрезвычайных ситуаций, включая определение источников опасности, оценку условий развития и возможных последствий техногенных аварий.

В нормальных условиях эксплуатации нефтепродуктопровод не формирует существенных величин экологически неблагоприятных факторов. Основную опасность представляет возможность разлива нефтепродуктов, сопровождающаяся их возгоранием с токсическими поражениями людей на прилегающей территории продуктами горения.

Целью настоящей работы являлась оценка последствий максимальной проектной аварии на участке нефтепродуктопроводной системы с определением вероятных последствий в категориях техногенного риска.

1. Максимальная проектная авария на участке нефтепродуктопровода

При анализе безопасности проектируемого трубопровода, в качестве максимальной проектной аварии (МПА) рассмотрена авария с полным нарушением герметичности трубопровода (т.н. «разрыв»), последующим разливом и возгоранием нефтепродуктов.

2. Нефтепродуктопровод. Основные технические решения

Для сооружения нефтепродуктопровода приняты стальные трубы диаметром 500 мм.

Способ прокладки – наземный.

На линейной части нефтепродуктопровода предусматривается установка стальной электроприводной запорной арматуры на давление 7.5-8.0 МПа.

3. Последствия полного нарушения герметичности нефтепродуктопровода

Количество вылившегося при «разрыве» трубопровода нефтепродукта зависит от среднесуточной пропускной способности трубопровода и времени срабатывания отсекающих аварийный участок задвижек. При заданных условиях (расстояние между задвижками 3000 м, время срабатывания – 0,5 часа) объем вылившихся нефтепродуктов V составит 599,76м3.

3.1 Оценка возможных объемов выхода нефтепродуктов при полном разрыве трубы

При «разрыве» трубопровода все нефтепродукты, находящиеся на участке между двумя задвижками под действием давления поступят в окружающую среду.

Объем вылившегося нефтепродукта определяется по простой формуле:

V=Sсеч.тр*Lуч + Vдоп., м3

V=0,196*3000 + 0,2*(0,196*3000)=599,76., м3

где Lуч – длина участка между затворами, м;

Sсеч.тр –площадь поперечного сечения трубы, м;

Vдоп. – объем, поступающий до срабатывания задвижек, м3, условно принимаем равной ещё 2%, поступившего объема нефтепродукта.

3.2. Оценка масштабов выброса продуктов горения

Разлив нефтепродуктов при МПА сопровождается возгоранием. При горении образуются токсичные вещества, представляющие опасность для населения (таблица 1).

Таблица 1. Характеристики продуктов горения (токсических веществ – ТВ)

Наименование ТВ

Плотн.

т/м3

Класс опасности ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3 Величина токсодозы, г*мин\м3 пороговая смертельная Ri=0,5 Ri=0,9 Ri=0,5 Ri=0,9 Сероводород 1,55 2 10,0 1,0 1,5 1,4 2,1 Диоксид азота 1,49 2 5,0 1,5 2,1 7,8 13,2 Формальдегид 0,84 2 0,5 0,6 1,1 9,5 16,7 Диоксид серы 1,46 3 10,0 1,8 2,4 20,0 37,0 Окись углерода 4 20,0 12,0 18,1 60,0 107,0

Чтобы оценить опасность аварии необходимо произвести расчет выбросов токсических веществ в атмосферу при свободном горении нефтепродуктов:

Основная формула расчета выброса вредного вещества в атмосферу имеет вид:

Пi=Ki*Mj*Ssp*10–3, т/ч

где:

Пi - количество i-го вредного вещества, выброшенного в атмосферу при сгорании конкретного j-го нефтепродукта в единицу времени;

Ki - удельный выброс конкретного вредного вещества на единицу массы сгоревшего нефтепродукта, кгi/кгj (табл. 2);

Mj - скорость выгорания нефтепродукта, кг/м2час (табл. 2);

Ssp – площадь разлива, м2, определяется как Ssp = V/hслоя = V/0,03 (для дизельного топлива hслоя составляет 0,03 м).

Ssp = 559Б76/0,03=19992м2

Предполагая полное выгорание нефтепродукта и зная скорость выгорания - 78 кг/м2час определяем время полного выгорания (22,27 мин).

Таблица 2. Параметры горения

ТВ Ki

Удельный выброс , кг/кг Мj

Скорость выгорания кг/м2час Пi

Выброс ТВ

т/ч Выброс за время полного сгорания,

т Оксид углерода

Диоксид азота

Сероводород

Диоксид серы

Формальдегид

Орг. кислота 0,0071

0,00261

0,001

0,004

0,001

0,0036 78

78

78

78

78

78 11,07

4,069

1,559

6,238

1,559

5,614 4,109

1,51

0,579

2,315

0,579

2,084

Примечание.: Расчет производится для горения дизельного топлива в связи с тем, что токсические характеристики продуктов горения дизельного топлива наиболее опасны.

3.3 Радиусы зон поражения

Радиус зоны поражения можно определить по формуле3:

R = 34,2(М/К1*Vп*D)2/3

где Vп - скорость приземного ветра, Vп=1 м/c; К1 - учитывает степень вертикальной устойчивости атмосферы, равный при инверсии 1; М – количество ТВ, вышедшего в атмосферу, кг; D - токсодоза ТВ, мг*мин/л.

Метеоусловия оказывают большое влияние на характер выброса. Инверсия - самая неблагоприятная для данного случая ситуация, она характеризует такое состояние среды при котором почва и прилегающие к ней слои воздуха холодные и температура воздуха возрастает с увеличением высоты. Инверсия препятствует рассеиванию ТВ и сохраняет их высокие концентрации у поверхности земли. Инверсия наблюдается ночью и утром в ясную погоду. При инверсии скорость ветра меньше 1 м/с.

В качестве количественной меры токсичности токсических веществ принято использовать величины их концентрации. Наиболее часто пользуются такими характеристиками, как пороговая концентрация, смертельная концентрация, соответствующих определенному эффекту поражения.

Исходя из сказанного определим глубины зон воздействия для различных ТВ. Расчет представлен в таблице 3.

Таблица 3. Радиусы зон поражения для различных ТВ, при инверсии, с вероятностью эффекта P=0,5, м

ТВ Выброс, т Пороговое воздействие, м Смертельное воздействие, м Оксид углерода 4,109 1673,9 572,5 Диоксид азота 1,51 3435,2 1144,5 Сероводород 0,579 2375.8 1898,4 Ангидрид серы 2.315 4044,6 812,3 Формальдегид 0,579 3339,7 529,7

Таблица 4. Радиусы зон поражения для различных ТВ, при инверсии, с вероятностью эффекта P= 0,9, м

ТВ Выброс, т Пороговое воздействие, м Смертельное воздействие, м Оксид углерода 4,109 1272,7 389.3 Диоксид азота 1,51 2744.9 805,9 Сероводород 0,579 1813,1 1448.8 Ангидрид серы 2.315 3338.8 539,0 Формальдегид 0,579 2229,5 363.6

Из данных таблиц 3 и 4 следует, что максимальный радиус порогового воздействия имеет Ангидрид серы, смертельного поражения – Сероводород.

По данным таблиц 3 и 4 выполнена оценка риска для населения поселка, находящегося в непосредственной близости от трассы трубопровода.

4. Оценка техногенного риска

Целью анализа риска является определение величины риска для территории и сопоставление его с приемлемыми уровнями риска.

Производим расчет техногенного риска (Risk) для жителей поселка, расположенного вблизи трассы продуктопровода.

Показателями, которые будут изменять величину риска в нашем случае являются:

* различные плотности населения на различных участках территории;

* вероятности реализации возможного эффекта Р (т.е. вероятности поражения равные 0,5 и 0,9).

Задача состоит в расчете риска для поселка с численностью населения 10000 человек. Разбиваем условно поселок на 2 равносторонних квадрата – «окраина» с плотностью населения 2452,4 чел/км2 и «центр» с плотностью населения 4000 чел/км2. Площадь территории поселка составляет 4 км2, площадь территории «центра» составляет 0,123 км2, а «окраины» соответственно 3,877км2. Поселок расположен севернее трубопровода, по одну сторону от него. Начало жилой застройки «окраины» находится в 50 м от трассы, начало жилой застройки «центра» находится в 250 м от трассы (см. рисунок).

Определим техногенный риск для жителей «центра» и «окраины» поселка, который равен произведению вероятности аварии Ра=1*10–3 год-1 на вероятность наиболее неблагоприятного (северного) направления ветра Рв=0,5 и на отношение возможного числа погибших к числу жителей в данной части поселка.

Опускаем вариант наложения эффектов от действия нескольких ТВ, и определяем риск для населения при воздействии токсического вещества с наибольшим радиусом поражения, т.е. для сероводорода.

Для определения площади зоны риска глубина зоны принимается равной радиусу поражения R при данной вероятности (Р=0,5 или Р=0,9), а ширина – половине величины радиуса R.

В случае рассматриваемой аварии (МПА) из Nцентр жителей «центра» поселка для части жителей, проживающих на площади 123000 м2, вероятность смертельного поражения составляет Р=0,9, т.е. в пределах этой площади могут погибнуть n1=492 человек. Для жителей «центра» поселка, проживающих на площади 123000 м2, вероятность смертельного поражения составляет Р=0,5, т.е. в пределах этой площади могут погибнуть n2=492 человек. Всего, таким образом, в пределах «центра» поселка могут погибнуть n1 + (n2 – n1) = nцентр 492 человек.

Риск для жителей «центра» поселка равен:

Risk = 0.5*10–3 * nцентр /Nцентр = 0.5*10–3 год–1; (зона ___________ риска).

На «окраине» поселка с площадью, равной 3,877 км2 проживает Nокраина 9508 человек. В случае рассматриваемой аварии (МПА) из Nокраина жителей «окраины» поселка для части жителей, проживающих на площади 926954,87 м2, вероятность смертельного поражения составляет Р=0,9, т.е. в пределах этой площади могут погибнуть n3=2274 человек. Для жителей «окраины» поселка, проживающих на площади 1678116.6 м2, вероятность смертельного поражения составляет Р=0,5, т.е. в пределах этой площади могут погибнуть n4=4116 человек. Всего, таким образом, в пределах «окраины» поселка могут погибнуть n3+ (n4 – n3) = nокраина 4116 человек.

Риск для жителей «окраины» равен:

Risk =0.5*10–3* nокраина /Nокраина = 0,22*10–3 год–1; (зона __________ риска).

В поселке в целом возможна гибель:

nпоселок = nцентр + nокраина = 492+4116=4608 человек.

Риск для населения Nпоселок поселка в целом составляет:

Risk = 0,5*10–3* nпоселок/Nпоселок =0,23*10–3 год–1; (зона ______________ риска).

Риск для населения Ленинградской области составляет:

Risk = 0.5*10–3* nпоселок/NЛенобласть =0,002*10–3 (_________________ риск).

NЛенобласть принимали = 1 500 000 человек.

Сведем полученные данные в таблицу (табл. 6).

Таблица 6. Риск МПА для населения, год–1

Риск для населения «центра» поселка, Риск для населения «окраины» поселка Риск для населения поселка в целом Риск для населения Ленобласти 0.5*10–3 0,22*10–3 0,23*10–3 0,002*10–3

Заключение

В настоящей работе для участка нефтепродуктопровода выполнена оценка риска максимальной проектной аварии для населения в районе размещения трубопровода.

Были проведены следующие расчеты:

Объем выброса нефтепродуктов:

При полном разрыве трубопровода V составляет _599,76 м3.

Радиусы поражения при воздействии продуктами горения:

Поражающее воздействие определяется сероводородом, при вероятности реализации Р=0,5 радиус зоны риска R составляет 1898,4 м, при P=0,9 – R = 1448,8 м.

Максимальный радиус зоны риска порогового воздействия R определяется Ангидридом серы и составляет 4044,6 м.

Рассмотренная максимальная проектная авария может привести к формированию _____________ чрезвычайной ситуации4. Риск для населения поселка составляет 0,23*10–3 год–1 – ____________ риск.

Следовательно, технологическая безопасность рассматриваемого объекта – участка нефтепродуктопровода должна считаться _________________. Размещение трубопровода на расстоянии менее, чем ____ м от зоны жилой застройки представляется недопустимым.

«окраина»

«центр»

Р=0,9

Р=0,5

трубопровод

Рисунок. Радиусы воздействия поражающих факторов продуктов горения при максимальной проектной аварии на участке трубопровода

1 Закон РФ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля.1997 г. № 116-ФЗ (в ред. от 07 августа 2000 г. № 112-ФЗ)

2 Постановление Правительства Российской Федерации от 11 мая 1999 г. № 526 «Об утверждении правил представления декларации промышленной безопасности опасных производственных объектов».

3 Оценка очага поражения при аварии на химическом предприятии. Изд. СПбГТУ .1997

4 Постановление Правительства Российской Федерации от 23 сентября 1996 года № 1094 «О классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»

??

??

??

??

4

3