В статье рассматриваются особенности развития аварийных ситуаций на мобильной установке подготовки нефти, рассмотрен процесс разгерметизации нефтегазосепаратора, определены направления для разработки профилактических мероприятий.
Ключевые слова: аварийные ситуации, разгерметизация оборудования, поражающие факторы, сценарии развития.
Процессы подготовки и транспорта нефти и попутного нефтяного газа являются взрывопожароопасными. Разгерметизация оборудования и трубопроводов ведет к выбросу легковоспламеняющихся жидкостей и воспламеняющихся газов в производственные помещения и на территорию промышленного объекта с возможностью последующего воспламенения или взрыва от источника воспламенения.
Причины возникновения аварий условно можно объединить в три группы:
– разрушение (разгерметизация) технологического оборудования, трубопроводов и арматуры, и отказы систем противоаварийной защиты объекта;
– ошибки, запаздывание, бездействие персонала в штатных и нештатных ситуациях, несанкционированные действия персонала;
– внешние воздействия природного и техногенного характера [1].
Причины, связанные с разрушением (разгерметизацией) оборудования и трубопроводов и отказами систем противоаварийной защиты (ПАЗ) объекта.
К основным причинам, приводящим к разрушениям и отказам оборудования и трубопроводов и систем ПАЗ, относятся:
– нарушение прочности технологического оборудования и трубопроводов;
– внешнее механическое повреждение оборудования и трубопроводов;
– причины, связанные с типовыми процессами;
– неправильные действия персонала при прекращении подачи энергоресурсов (электроэнергии) [1].
Разгерметизация оборудования приводит к аварийному процессу, при котором опасные вещества (нефть, попутный нефтяной газ и др.) вовлекаются в не предусматриваемые технологическим регламентом процессы, как физические — неконтролируемый выброс опасных веществ и загрязнение окружающей природной среды (ОПС), так и физико-химические — взрывы и пожары с последующим образованием поражающих факторов физико-химических процессов — образование тепловых нагрузок при пожарах проливов и избыточного давления ударной волны при взрывах топливно-воздушных смесей (ТВС) для материальных ценностей на объекте (оборудование, здания и сооружения), персонала объекта, населения и окружающей среды [2].
Схемы развития приведенных сценариев аварий представлены в таблице 1.
Таблица 1
Схемы развития типовых сценариев аварий
|
№ сценария |
Схема развития сценария |
|
С1 Выброс опасных веществ без возгорания |
Разгерметизация оборудования (трубопровода) пролив пожароопасного вещества на подстилающую поверхность и/или выброс попутного нефтяного газа и его распространение в окружающем пространстве (в том числе выделение попутного газа из пластовой сырой нефти) загрязнение промплощадки или окружающей среды, образование зоны пожароопасных концентрации углеводородов в атмосфере. |
|
С2 Пожар разлития ГЖ на открытой площадке |
Разгерметизация оборудования (трубопровода) выброс пожароопасного вещества на подстилающую поверхность и его растекание в пределах средств локализации (ж/б ограждение/отбортовка) и/или на ландшафт (в случае отсутствия средств локализации или при переполнении/перехлесте жидкости через отбортовку/ж/б ограждение) воспламенение пролива при условии наличия источника инициирования пожар разлития → термическое поражение людей, сооружений и оборудования, загрязнение атмосферы продуктами горения. |
|
С3 Взрыв (дефлаграционное горение) ТВС в открытом пространстве |
Разгерметизация оборудования (трубопровода) с газом/двухфазной смесью выброс попутного нефтяного газа, в том числе выделение попутного нефтяного газа из пластовой сырой нефти реализация погодных условий способствующих образованию облака ГВС взрывопожароопасной концентрации, диффузионное разбавление газа воздухом с образованием газовоздушной смеси взрывопожароопасной концентрации воспламенение ГВС при условии наличия источника инициирования дефлаграционное сгорание смеси барическое и термическое поражение при сгорании облака людей, сооружений и оборудования, загрязнение окружающей среды переход к сценарию С2 при наличии пролива. |
|
С4 Сгорание облака ТВС без образования избыточного давления — «пожар вспышка» в открытом пространстве |
Разгерметизация оборудования (трубопровода) с газом/двухфазной смесью выброс попутного нефтяного газа, в том числе выделение попутного газа из пластовой сырой нефти реализация погодных условий способствующих образованию облака ГВС пожароопасной концентрации, диффузионное разбавление газа воздухом с образованием газовоздушной смеси пожароопасной концентрации воспламенение ГВС при условии наличия источника инициирования сгорание облака ГВС по модели «пожар-вспышка» (без образования ударной воздушной волны) → термическое поражение людей, сооружений и оборудования, загрязнение окружающей среды переход к сценарию С2 при наличии пролива. |
|
С5 Пожар в ограниченном пространстве |
Разгерметизация оборудования (трубопровода) с ГЖ или ЛВЖ в помещении пролив и ограниченное растекание жидкости в пределах помещения испарение продукта воспламенение пролива при условии наличия источника инициирования (фрикционные искры, разряд статического электричества, механический удар, огневые работы) воспламенение паров и диффузионное горение ГЖ термическое поражение оборудования и персонала, поступление токсичных продуктов сгорания в атмосферу. |
|
С6 Взрыв ТВС в замкнутом / в ограниченном пространстве |
Разгерметизация оборудования (трубопровода) с ГЖ или ЛВЖ в помещении пролив и ограниченное растекание жидкости в пределах помещения образование взрывоопасной ПВС при испарении с поверхности пролива взрыв ПВС (дефлаграционное сгорание) при наличии источника инициирования разрушение остекления, повреждение УВВ элементов конструкции здания распространение ударной волны за пределы аварийного помещения поражение оборудования и персонала ударной волной, осколками стекол и частями строительных конструкций переход к сценарию С5 при наличии пролива. |
|
С7 Струевое горение шлейфа попутного нефтяного газа |
Разгерметизация оборудования (трубопровода) с попутным нефтяным газом истечение газа из трубопровода воспламенение газа при появлении источника воспламенения струевое горение шлейфа попутного нефтяного газа термическое поражение персонала и оборудования |
Согласно декларации промышленной безопасности объекта [2] самым вероятным сценарием развития аварийной ситуации является разгерметизация нефтегазосепаратора с вероятностью 5,6 × 10– 7 1/год.
Таблица 2
Данные о возможном ущербе
|
Вид ущерба |
Величина ущерба, тыс. руб. |
|
Сценарий С1. Разгерметизация НГС-1. Выброс горючих веществ без воспламенения |
|
|
Прямой ущерб |
68,8 |
|
Расходы на ликвидацию последствий аварий |
6,88 |
|
Косвенный ущерб |
0,0 |
|
Социально-экономические потери |
200,0 |
|
Потери от выбытия трудовых ресурсов |
0,0 |
|
Экологический ущерб |
0,0 |
|
Итого |
275,68 |
Таким образом, при развитии аварии по самому вероятному сценарию № С1 общий ущерб составит 275680 рублей.
Стоит отметить, если время на ликвидацию последствий данной аварии будет упущено, возможно развитие сценария аварии № С3А — это взрыв ГВС в открытом пространстве, и тогда ущерб составит уже 52 895 200 рублей.
Поэтому необходимо проводить профилактические мероприятия:
– контроль за параметрами технологической эксплуатации;
– контроль за наличием (состоянием) антикоррозионного покрытия;
– контроль над качеством работоспособности системы противоаварийной защиты;
– формирование и обучение аварийно-спасательной службы.
Литература:
- Технологический регламент «Временная мобильная установка подготовки нефти (МУПН) в режиме комплексного опробования» № П1–01.05 ТР-4490 ЮЛ-416. — Тюмень, 2021. — 156 с.
2. Декларация промышленной безопасности. «Временная мобильная установка подготовки нефти (МУПН) в режиме комплексного опробования». — Тюмень, 2021. — 280 с.
