Методи проектування монтажних плат

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. А.Н. ТУПОЛЕВА-КАИ»

Кафедра промышленной и экологической безопасности

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Организация и ведение аварийно-спасательных работ»

Специальность: «Защита в ЧС» Учебная группа: 3543

Тема работы: «Предупреждение и ликвидация последствий взрыва облака паровоздушной смеси и пожара пролива на Туймазинском газоперерабатывающем заводе»

Студент: Гилязев Р.Р.

Преподаватель: Муравьев Г.Б.

Казань 2014г.

Содержание

Введение

.Характеристика Туймазинского газоперерабатывающего завода

.1Численность населения, которая может пострадать в результате воздействия факторов ЧС

.Наиболее вероятный сценарий развития аварии на газофракционирующей установке

.1Краткое описание рассматриваемой чрезвычайной ситуации

.Расчет показателей пожаровзрывоопасности газофракционирующей установки

.1Расчет параметров волны давления

.2Расчет размеров зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения (НКПР) газов

.3Расчет интенсивности теплового излучения при образовании «огненного шара».

.Разработка мероприятий по предупреждению пожаров и взрывов на газофракционирующей установке

.1Молниезащита

.2Разработка автоматической системы пожаротушения

.3Автоматические стационарные установки пожаротушения

.Планирование и технология выполнения аварийно-спасательных и других неотложных работ при ликвидации последствий взрыв облака паровоздушной смеси и пожар пролива на Туймазинском газоперерабатывающем заводе

.1Планирование, технология выполнения аварийно-спасательных и других неотложных работ в зоне аварии

.2Оценка возможного числа пострадавших

.3Районы расположения формирований и время их выдвижения в зону чрезвычайной ситуации

.4Организация разведки в зоне ЧС

.5Организация спасения людей, находящихся в завалах

.6Эвакуация пострадавших и персонала предприятия

.7Организация пожаротушения

.8Расчет сил для локализации аварий на коммунально-энергетических сетях

Заключение

Литература

Введение

Актуальность работы обусловлена тем, что ущерб от пожаров и взрывов на предприятиях нефтепереработки имеет колоссальные размеры и тенденцию постоянного роста. По мере повышения уровня технической оснащенности производства, повышается и его пожароопасность. Пожары являются составной частью большинства чрезвычайных ситуаций на объектах хранения и переработки углеводородных газов, что обуславливает необходимость разработки мер, направленных на их предупреждение.

Объектом исследования является газофракционирующая установка Туймазинского газоперерабатывающего завода, предназначенная для ректификации широкой фракции легких углеводородов.

Цель работы - обеспечение безопасности, прогнозирование чрезвычайной ситуации и разработка мероприятий по проведению аварийно-спасательных и других неотложных работ на Туймазинском газоперерабатывающем заводе.

Произведена оценка промышленной безопасности газофракционирующей установки. Рассмотрены вероятности возникновения различных вариантов аварий со взрывом и последующим пожаром пролива на территории установки. Приведен прогноз возможных потерь среди персонала предприятия. Рассчитано количество и состав спасательных формирований привлекаемых к ведению аварийно-спасательных и других неотложных работ. Проведен анализ причин возникновения аварийных ситуаций на объекте исследования и приведен перечень мероприятий позволяющих снизить пожарную опасность производства.

.Характеристика Туймазинского газоперерабатывающего завода

Туймазинский газоперерабатывающий завод (Туймазинское производство) - филиал открытого акционерного общества «Акционерная нефтяная компания «Башнефть».

Туймазинский газоперерабатывающий завод (ТГПЗ) предназначен для переработки попутного нефтяного газа с месторождений Республик Башкортостан и Татарстан и поступающей по трубопроводам широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) от Оренбургского газового комплекса и месторождений Сибири.

Завод осуществляет прием и переработку ШФЛУ, поступающей в железнодорожных цистернах от других поставщиков.

Основными товарными продуктами завода являются:

газы углеводородные (пропан-бутановые фракции) сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления;

изобутановая фракция;

фракция нормального бутана;

гексановая фракция;

бензин газовый.

Опасный производственный объект отнесен к декларируемым объектам по наличию воспламеняющихся газов 805,1 т и горючих жидкостей, находящихся в технологическом процессе 396,6 т [1].

ТГПЗ расположен в Туймазинском районе на удалении 7 км к северо-западу г.Туймазы.

Площадь ТГПЗ 27 га, в т.ч. технологические установки - 11.4 га, товарно-сырьевой парк - 16.4 га.

Климат района - умеренно-континентальный. Рельеф местности относительно ровный с редкими лесопосадками. Балки, овраги, естественные и искусственные водоемы отсутствуют. Территория объекта незатопляемая. Землетрясения, сели, лавины, карстовые явления на месте расположения объекта не наблюдались. Территория объекта не является сейсмически опасной [1].

ТГПЗ имеет ограждение по всему периметру. Круглосуточно территория объекта охраняется вневедомственной военизированной охраной.

1.1Численность населения, которая может пострадать в результате воздействия факторов ЧС

пожар взрыв газофракционирующий установка

В соответствии с санитарными нормами СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01 ТГПЗ относится к предприятиям 2 класса, нормативная санитарно-защитная зона для которых установлена 500 м. Нормативная и фактическая санитарно-защитная зона для ТГПЗ 500 м. В пределах санитарно-защитной зоны жилые застройки отсутствуют.

Ближайшие объекты от Туймазинского газоперерабатывающего завода расположены на расстоянии:

Газонаполнительная станция (ГНС) «Туймазы-Газ» - 200 м к северо-западу;

Туймазинский участок Октябрьского филиала «СГ-Транс» - 250 м к северо-западу;

Автозаправочная станция - 300 м к востоку - 1;

Туймазинский завод технического углерода - 400 м к востоку - 2;

Туймазинский участок хранения химреагентов Октябрьской базы Башнефтеснаба - 800 м к юго-востоку - 3;

ЗАО «Торговый дом» Туймазинское медстекло - 1100 м к востоку - 4;

ДООО «Железобетон» - 1200 м к северо-востоку - 5;

ПЧ-147 - 200 м к западу [1].

На Туймазинском газоперерабатывающем заводе общая численность персонала составляет 228 человек, наибольшей рабочей смены - 130 человек, средняя численность - 114 человек, таблица 2.1.

Таблица 2.1 - Сведения об общей численности персонала и численности наибольшей рабочей смены

Составляющие декларируемого объектаЧисленность, челСредняя сменаНаибольшая сменакомпрессорная станция917эстакада813лаборатория49заводоуправление3636участок переработки газа1728товарно-сырьевой парк68ремонтно-механическая мастерская1132Контрольно-измерительные приборы и аппараты616электроцех714лаборатория наладки и измерения25участок водоснабжения37котельная46экологическая лаборатория13транспортный участок919медицинский пункт11газоспасательный пункт510

Перечень крупных близлежащих организаций и населенных пунктов, которые могут оказаться в зонах действия поражающих факторов аварии, представлены в таблице 2.2 [1].

Таблица 2.2 - Перечень близлежащих организаций и населенных пунктов, которые могут оказаться в зонах действия поражающих факторов аварии

Наименование организацииМаксимальная численность смены, чел.Газонаполнительная станция (ГНС) «Туймазы-Газ»11Туймазинский участок Октябрьского филиала «СГ-Транс»21ЧП «Ахмитдинов»15Специализированное строительно-монтажное управление (ССМУ)6Туймазинский завод технического углерода139Автозаправочная станция3Туймазинский участок хранения химреагентов Октябрьской базы Башнефтеснаба4 ЗАО «Торговый дом» Туймазинское медстекло60ООО «Железобетон»197ПЧ-14732г.ТуймазыБолее 60 тыс.

.Наиболее вероятный сценарий развития аварии на газофракционирующей установке

Наиболее вероятным сценарием развития аварии является факельное горение при длительном истечении продукта, но, учитывая статистику ЧС, связанных с разрушением резервуаров, наибольшие разрушающие последствия имеют залповые выбросы больших объемов продукта (мгновенная разгерметизация) с последующим взрывом, поэтому будет рассматриваться именно этот сценарий.[1]

2.1Краткое описание рассматриваемой чрезвычайной ситуации

Анализ имеющихся данных, природно-климатических сведений о районе расположения завода показал, что наиболее опасным вариантом развития аварии будет полная разгерметизация емкости орошения с пропаном объемом 16 м3 на открытой площадке.

Сжиженный пропан в емкости орошения находится под давлением 1,6 МПа, при температуре 50 0С. Причиной разгерметизации емкости орошения послужили нарушение технологического процесса (прекращение подачи воды оборотного водоснабжения привело к прекращению конденсации паров продуктов в конденсаторах-холодильниках, это привело к повышению давления в емкости орошения), нарушение герметичности аппарата (коррозия сварного шва) и отказ предохранительного клапана.

Произошел залповый выброс сжиженного пропана, часть пропана мгновенно испарилась, образовав облако паровоздушной смеси, жидкая фаза вылилась на подстилающую поверхность, образовав зеркало пролива.

Источником воспламенения послужила искра, созданная падающими конструкциями разрушенной емкости. При воздействии источника воспламенения произошел взрыв облака паровоздушной смеси и пожар пролива.

Авария произошла летом, месяц - июль, в 15.30, смена находится на рабочих местах и воздействию опасных факторов подвержено максимальное количество людей, скорость ветра - 1 м/с. Вследствие воздействия поражающих факторов взрыва, здания на различном расстоянии от центра взрыва будут подвержены полным, сильным, средним и слабым разрушениям. Люди, находящиеся на открытых площадках, в зданиях и сооружениях получат смертельные и травмирующие поражения.

Температура воздуха - 20 0С. Происходит взрыв образовавшегося облака взрывоопасной смеси и пожар пролива. Объем емкости Vе= 16 м3, степень заполнения емкости 80%, давление в емкости p=1,6 МПа, температура в емкости 50 0С, плотность пропана при давлении 1,6 МПа и температуре 50 0С ?е=450 кг/м3.Масса пропана, находящегося в емкости m=0,8· Vе· ?е= 0,8·16·450 = 5760 кг

Будем считать, что при мгновенной разгерметизации емкости с пропаном, вся масса пропана выйдет в окружающее пространство, при этом часть пропана мгновенно испарится, а другая часть выльется на подстилающую поверхность.

При 50 0С доля мгновенно испарившегося пропана будет составлять 0,4 от общей массы пропана. Так как происходит мгновенное воспламенение, именно эта часть будет участвовать в образовании взрыва или огненного шара, остальная часть образует пожар пролива.

Таким образом, во взрыве примет участие 2304 кг пропана, а в пожаре пролива 3456 кг.

.Расчет показателей пожаровзрывоопасности газофракционирующей установки

.1Расчет параметров волны давления

Избыточное давление ?p, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле:

, (3.1)

где рo - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);- расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;пр - приведенная масса газа или пара, кг, рассчитанная по формуле:

пр = (Qсг / Q0)mг,п Z, (3.2)

где Qсг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг;коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,1;- константа, равная 4,52 · 106 Дж/кг;г,п - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

Импульс волны давления i, Па · с, рассчитывают по формуле

, (3.3)

Расчет:

Удельная теплота сгорания пропана 4,6 · 107 Дж/кг [11].

Находим приведенную массу mпр по формуле (3.2):

пр = (Qсг / Q0)mг,п Z = (4,6 · 107/4,52 · 106) · 2304· 0,1 = 2344 кг.

Находим избыточное давление ?p на расстоянии 30 м по формуле (3.1)= 101·[0,8 ·23440,33 / 30 + 3 ·2344 0,66 / 302 + 5·2344 /303] = 135 кПа.

Находим импульс волны давления i по формуле (3.3):= 123 · (2344)0,66 / 30 = 687 Па · с.

Зависимость избыточного давления на фронте ударной волны и импульса волны давления от расстояния до центра взрыва представлена в таблице 3.3, и в соответствии с ГОСТ Р 12.3.047-98 выделяются следующие зоны разрушений:

Таблица 3.3 - Степень разрушения зданий при воздействии избыточного давления

Степень пораженияИзбыточное давление, кПаРасстояние до центра взрыва, мИмпульс волны давления, Па · сПолное разрушение зданий1003559750 %-ное разрушение зданий5350423Средние повреждения зданий2871290Умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.)12130156Нижний порог повреждения человека волной давления4,625082Малые повреждения (разбита часть остекления)2,840045

3.2Расчет размеров зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения (НКПР) газов

При испарении пропана образуется взрывоопасная зона. Для определения ее максимальных размеров используется нижеприведенная методика.

Расстояния XНКПР, YНКПР и ZНКПР, м, для горючих газов, ограничивающие область концентраций, превышающих НКПР, рассчитывают по формулам:

, (3.4)

, (3.5)

где mг - масса поступившего в открытое пространство горючего газа при аварийной ситуации, кг;г - плотность горючего газа при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м3;

СНКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени горючего газа, % (об.) [11].

Расчет:

Для пропана СНКПР = 2,3 % об, масса пропана mг=2304 кг.

= 146 = 116 м,

= 0,33 = 2,6 м.

?г - плотность паров СУГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м3, которая рассчитывается по формуле:

?г = М/(V0· (1+0,00367· tp)), (3.6)

где М - молярная масса, кг/моль, равна 44 кг/кмоль для пропана;- мольный объем, равный 22,413 м3/кмоль;- расчетная температура, 0С, равная 20 0С;

?r = 44/(22,4· (1+0,00367·20)) = 1,83 кг/м3;

Радиус Rб, м, и высоту Zб, м, зоны, ограниченной НКПР газов и паров, вычисляют исходя из значений HНКПР, YHKHP и ZНКПР.

При этом Rб > ХНКПР, Rб > YНКПР и Zб > h + Rб (h =2 м - высота емкости, м).

Для горючих газов геометрически зона, ограниченная НКПР газов, будет представлять цилиндр с основанием радиусом Rб и высотой hб = 2Rб при hб = h + Rб при Rб > h, внутри которого расположен источник возможного выделения горючих газов.

Цилиндр, внутри которого располагается источник возможного выделения горючих газов, будет иметь следующие параметры: радиус Rб= 116 м, высота hб = 118 м. В пределах этой зоны создается взрывоопасная среда.

3.3Расчет интенсивности теплового излучения при образовании «огненного шара»

Облако пара или топливовоздушной смеси, переобогащенное топливом, и не способное поэтому объемно детонировать, начинает гореть вокруг своей внешней оболочки, образуя огневой шар. Такие шары, вызванные горением углеводородов, светятся и излучают тепло, что может причинить смертельные ожоги и вызвать возгорание горючих веществ.

Расчет интенсивности теплового излучения «огненного шара» q, кВт/м2, проводят по формуле:

= Ef · Fq · t, (3.7)

где Ef - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м2;- угловой коэффициент облученности;- коэффициент пропускания атмосферы.определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать Ef равным 450 кВт/м2 [11].рассчитывают по формуле:

, (3.8)

где Н- высота центра «огненного шара», м;- эффективный диаметр «огненного шара», м;- расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м.

Эффективный диаметр «огненного шара» Ds рассчитывают по формуле:

=5,33 m 0,327, (3.9)

где m - масса горючего вещества, кг.определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать H равной Ds/2.

Время существования «огненного шара» ts, с, рассчитывают по формуле:

= 0,92 m 0,303 , (3.10)

Коэффициент пропускания атмосферы t рассчитывают по формуле:

= ехр [-7,0 · 10-4 (- Ds / 2)] , (3.11)

Доза теплового излучения воздействующего на людей определяется по формуле:

= q · ts. , (3.12)

Данные для расчета:

Расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара» 50 м.

Расчет:

По формуле (3.9) определяем эффективный диаметр «огневого шара» Ds= 5,33 · (2304)0,327 = 66 м.

По формуле (3.8), принимая H = Ds /2 = 33 м, находим угловой коэффициент облученности Fq= 0,126.

По формуле (3.11) находим коэффициент пропускания атмосферы t:= ехр [-7,0 · 10-4 ( - 66 / 2 )] = 0,98.

По формуле (3.7), принимая Ef = 450 кВт/м2, находим интенсивность теплового излучения q= 450 · 0,126 · 0,98 = 55 кВт/м2.

По формуле (3.10) определяем время существования «огненного шара» ts:= 0,92 · 23040,303 = 9,6 с.

По формуле (3.12), определяем дозу теплового излучения воздействующего на людей от «огненного шара»:

= q · ts = 55 · 9,6 = 5,2 · 105 Дж/м2.

За время существования огневого шара (9,6 сек.) люди получат ожоги различной степени тяжести[13]

4.Разработка мероприятий по предупреждению пожаров и взрывов на газофракционирующей установке

Взрывобезопасность - состояние производственного процесса, предприятия или его отдельных участков, при котором исключена возможность взрыва, предотвращения воздействия на людей опасных и вредных факторов в случае его возникновения, которое обеспечивает сохранение материальных ценностей - зданий, сооружений, производственного оборудования, сырья и готовой продукции.

Для обеспечения защиты людей и материальных ценностей при возникновении взрыва должны быть предусмотрены меры, предотвращающие воздействие следующих опасных факторов взрыва:

пламени и высокотемпературных продуктов горения;

давления взрыва;

высокоскоростных газовоздушных потоков;

ударных волн;

обрушившихся конструкций зданий и сооружений и разлетающихся элементов строительных конструкций, производственного оборудования и коммуникаций.

4.1Молниезащита

В соответствии с назначением зданий и сооружений необходимость выполнения молниезащиты, ее категория, а при использовании стержневых и тросовых молниеотводов - тип зоны защиты определяются по таблице 3.8 в зависимости от ожидаемого количества поражений здания или сооружения молнией в год.

Ожидаемое количество поражений молнией в год зданий и сооружений определяется по формуле:

N = 9? hзд2 n?10-6,

где hзд - наибольшая высота здания или сооружения (резервуара), м принимается 21,4 м высоту самой высокой колонны на установке;- среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности в месте расположения сооружения, для Республики Башкортостан n = 4.= 9·3,14·21,42·4·10-6 =0,0518.

Полученное значение показывает, что поражение молнией резервуара происходит один раз в 20 лет. Согласно таблице 3.8 газофракционирующая установка относится ко II категории молниезащиты

Таблица 3.8 - Тип зоны защиты при использовании стержневых и тросовых молниеотводов при ожидаемом количестве поражений молнией в год здания или сооружения

Здания и сооружения (класс)МестоположениеТип зоны защиты при использовании стерж. и тросовых молниеотводовКате- гория молние- защиты1234Здания и сооружения или их части, которые согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) относятся к зонам классов В-I и В-IIНа всей территории России Зона А IЗдания и сооружения или их части, которые согласно ПУЭ относятся к зонам классов В-Iа, В-Iб, В-IIаВ местностях со средней продол- жительностью гроз 10 ч/годПри ожидаемом кол-ве пораж. мол- нией в год при N>1 -зона А, N?1 - В IIНаружные установки, создаю-щие согласно ПУЭ зону класса В-IгНа всей территории России Зона БIIЗдания и сооружения или их части, которые согласно ПУЭ относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIаВ местн. со средн. продолжительн. гроз 20 ч/год и болееДля зд. и сооруж. I и II ст. огнестойкос. при 0,1<N?2 и для III, IV, V ст. огнест. при 0,02<N?2 зона Б; при N>2 - А IIIНаружные установки и откры-тые склады, создающие согласно ПУЭ зону класса П-III>>При 0,1<N?2 - зона Б, при N>2 - АIIIЗдания и сооружения III, IV, V степени огнестойкости (в том числе здания из легких металлоконструкций с покрытием, имеющим сгораемый утеплитель), в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов>> При 0,1<N?2-зона Б; при N>2 - А IIIЗдания вычислительных центров>>Зона БII

4.2Разработка автоматической системы пожаротушения

Системы пожаротушения предназначены для предотвращения, ограничения развития, тушения пожара, а также защиты от пожара людей и материальных ценностей. Одним из самых надежных средств для решения этих задач являются системы автоматического пожаротушения, которые в отличие от систем ручного пожаротушения и систем, управляемых оператором, приводятся в действие пожарной автоматикой по объективным показаниям и обеспечивают оперативное тушение очага возгорания без участия человека.

.3Автоматические стационарные установки пожаротушения

Для тушения пожаров сжиженных газов целесообразней использовать автоматические установки водяного и пенного пожаротушения [2,3]

В случае если система пожарной защиты полностью автоматизирована, ее пуск осуществляется от пожарных датчиков. Полуавтоматические установки пожаротушения могут включаться вручную. Для включения системы или установки должны применяться задвижки, управляемые дистанционно.

В качестве пожарных датчиков используются приборы обнаружения оптического излучения пламени, так как они являются наиболее чувствительными и быстродействующими [4].

.Планирование и технология выполнения аварийно-спасательных и других неотложных работ при ликвидации последствий взрыв облака паровоздушной смеси и пожар пролива на Туймазинском газоперерабатывающем заводе

Планирование АСДНР на газофракционирующей установке ТГПЗ осуществляется на основе расчетов:

полному разрушению подверглось здание технологической насосной блока №1, здание материального склада №1 подверглось средней степени разрушения;

площадь пожара пролива S = 692 м2;

На основании этих данных производится планирование АСДНР. При планировании ведения АСДНР при ликвидации ЧС на ТГПЗ основными задачами являются:

анализ сложившейся обстановки;

определение характера разрушений;

планирование и технология ведения аварийно-восстановительных работ;

расчет необходимых сил и средств для проведения мероприятий.

.1Планирование, технология выполнения аварийно-спасательных и других неотложных работ в зоне аварии

Аварийно - спасательные и другие неотложные работы (в дальнейшем - АСДНР) при взрыве и пожаре пролива на газофракционирующей установке ТГПЗ включают в себя следующие мероприятия:

разведка зоны ЧС (инженерная, пожарная, медицинская);

ввод сил и средств АСС, АСФ в зону ЧС;

отключение коммунально-энергетических систем (КЭС);-

тушение пожаров;

поисково-спасательные работы в зоне ЧС;

оказание медицинской помощи пострадавшим;

эвакуация пострадавших и материальных ценностей в зоне ЧС;

подача воздуха в заваленные помещения;

организация управления и связи в зоне ЧС;

обеспечение общественного порядка в зоне ЧС;

проведение аварийно-спасательных работ связанных с тушением пожаров в зоне ЧС;

разборка завалов, расчистка маршрутов и устройство проездов в завалах;

укрепление или обрушение поврежденных и грозящих обвалом конструкций зданий, сооружений на путях движения и в местах работ;

восстановление отдельных участков энергетических и водопроводных сетей для обеспечения противопожарного водоснабжения;

работы по инженерной и организационной подготовке участков спасательных работ и рабочих мест в зоне ЧС (расчистка площадок, установка на площадках техники, ограждений и предупредительных знаков, освещение рабочих мест);

ликвидация аварий на коммунально-энергетических сетях в зоне ЧС;

газоспасательные работы;

ликвидация (локализация) ЧС, связанных с разгерметизацией систем, оборудования, выбросом в окружающую среду взрывоопасных и токсичных продуктов [5].

.2Оценка возможного числа пострадавших

Сценарий аварии предполагает возникновение взрыва и пожара пролива на газофракционирующей установке. Основными поражающими факторами при данном сценарии аварии будут тепловое излучение пожара пролива и избыточное давление ударной волны при взрыве. Основная часть людей во время возникновения ЧС находится внутри зданий и сооружений, т.е. воздействие теплового излучения многократно ослабляется, основным поражающим фактором при определении числа пострадавших будем считать избыточное давление во фронте ударной волны.

Найдем возможное число пострадавших от взрыва пропана на газофракционирующей установке.

Определим количество пострадавших людей в зданиях, получивших различную степень разрушения (таблица 3.9):

в полностью разрушенных зданиях выходит из строя 100 % находящихся в них людей, при этом полагают, что все пострадавшие находятся в завалах;

в сильно разрушенных зданиях выходит из строя до 60 % находящихся в них людей, при этом считают, что 50 % из числа вышедших из строя может оказаться в завале, остальные поражаются обломками, стеклами и давлением в волне;

в зданиях, получивших средние разрушения, может выйти из строя до 10 - 15 % находящихся в них людей.

Таблица 3.9 - Количество пострадавших людей в зданиях, получивших различную степень разрушения

ЗданиеТип зданияРасстояние от центра взрыва, мВеличина избыточного давления, кПаСтепень разрушения зданияКоличество людей, находящихся в зданияхКоличество людей, вышедших из строяТехноло-гическая насосная 1 блокаКирпич-ное одно-этажное26130полная33Компрес-сорная станцияКирпич-ное двух-этажное5050сильная96Здание мате-риального склада №1Железо-бетонное крупно-панельное одно-этажное7030средняя32Здание заводоуп-равленияКирпич-ное трех-этажное7530сильная3219Итого4730

Остальные здания получат слабую степень разрушения. Радиус разрушений зданий слабой степени составит 250 м, в этой зоне находятся 87 человек.

Таким образом, общее количество пострадавших составит 87 человек, 30 из них погибнут, остальные 57 человек, получат травмы различной степени тяжести.

.3Районы расположения формирований и время их выдвижения в зону чрезвычайной ситуации

После получения сигнала об аварии на ТГПЗ первым эшелоном в зону ЧС выдвигаются силы постоянной готовности - объектовые, находящиеся на территории ТГПЗ - газоспасательный отряд, пожарная часть ПЧ-147, медицинские формирования (3 санитарных поста). Время их готовности, после получения сигнала от дежурного диспетчера предприятия о возникновении ЧС составляет 5 минут [6].

Вторым эшелоном, по решению руководителя ликвидации ЧС, для наращивания основных сил и средств выдвигается пожарная часть ПЧ-48, расположенная на расстоянии 5,3 км и ПЧ-146, расположенная на расстоянии 6,2 км. Для оказания медицинской помощи пострадавшим и эвакуации их в лечебные учреждения в зону ЧС выдвигается бригада скорой медицинской помощи, сформированная на базе больницы №1 г.Туймазы, находящейся на расстоянии 7 км. Для спасения пострадавших из-под завалов прибывает спасательные формирования аварийно-спасательной службы г.Туймазы, находящейся на расстоянии 5,0 км.

Время выдвижения формирований из мест дислокации в зону ЧС определяется по формуле:

= tд.с. + tсб + tсл + tб.р, , (5.1)

где tд.с. - время до сообщения о пожаре, мин. Равно времени от начала возникновения пожара до сообщения о нем в пожарную часть. Принимается равным 5 минутам;сб - время обработки информации и сбора личного состава по тревоге (принимается не более 1 мин.);сл - время следования на пожар, мин. Определяется практически при наибольшей интенсивности движения транспорта или по формуле:

сл = L ґ 60 / Vсл, (5.2)

где L - расстояние от места дислокации формирования до объекта, км,;сл - средняя скорость движения автомобиля, км/ч.сл=40 км/ч для пожарных машин, Vсл=80 км/ч для машин скорой помощи и машин аварийно-спасательной службы.

Время следования ПЧ-48 до объекта: t = 5,3ґ 60 / 40 = 7 мин.

Время следования ПЧ-146 до объекта: t = 6,2ґ 60 / 40 = 8 мин.

Время следования БСМП до объекта: t =7 ґ 60 / 80 = 5 мин.

Время следования АСФ до объекта: : t =5 ґ 60 / 80 = 4 минб.р. - время боевого развертывания, которое принимается от 3 до 5 мин.

Подставляя данные значения в формулу (5.2) получаем общее время выдвижения:

ПЧ-48 до объекта: tсв = 5 + 1 + 7 + 4 = 17 мин.

ПЧ-146 до объекта: tсв = 5 + 1 + 8 + 4 = 18 мин.

БСМП до объекта: tсв = 5 + 1 + 5 + 4 = 15 мин.

АСФ до объекта: tсв=5+1+4+4=14 мин.

Данные о времени прибытия формирований РСЧС в зону бедствия позволяют повысить эффективность и точность планирования аварийно-спасательных работ.

.4Организация разведки в зоне ЧС

Разведка зоны ЧС, где планируется проведение АСДНР, включает в себя инженерную, пожарную и медицинскую разведку.

Первичная разведка производится разведывательной группой в составе 2 расчетов из 3 человек, сформированной на основе газоспасательного отряда объекта экономики.

Время следования к месту пожара определим по формулам (5.1) - (5.2):

сл = L ґ 60 / Vсл, (5.2)

где L =0,2 км- расстояние от места дислокации формирования до места ЧС;сл =20 км/ч- средняя скорость движения автомобиля на объекте экономики.

сл = L ґ 60 / Vсл=0,2ґ60/20=1 мин

Время следования газоспасательного отряда к месту ЧС:= 2 + 1 + 1 + 2 = 5 мин.

Зоной разведки является квадрат зоны средних разрушений со стороной примерно 100 м , при разведке объект разбивается на 2 участка шириной 50 м и длиной L = 100 км, скорость движения разведчиков принимается 2 км/ч, тогда время проведения первичной разведки равно:

р= 2 ґLґ60/ Vр = 2·0,1·60/2=6 мин

Расчет оснащается средствами связи и индивидуальной защиты, шанцевым инструментом, средствами обозначения мест нахождения пострадавших, средствами оказания первой медицинской помощи.

О результатах разведки командиры разведывательных дозоров докладывают выславшим их командирам (штабам).

.5Организация спасения людей, находящихся в завалах

Поиск пострадавших производится силами специально подготовленных поисковых подразделений спасателей (групп, звеньев, расчетов) после проведения рекогносцировки, инженерной разведки очага поражения и объекта работ.

В зависимости от наличия соответствующих сил и средств поисковые работы могут вестись следующими способами:

сплошным визуальным обследованием участка спасательных работ (объекта, здания);

с использованием специальных приборов поиска (технический способ).

.5.1Расчет сил и средств для расчистки завалов и деблокирования пострадавших

Для извлечения пострадавших из-под завалов на ТГПЗ создаются спасательные механизированные группы, а также звенья ручной разборки завалов.

Количество личного состава для комплектования механизированных групп может быть определено по следующей зависимости:

, чел (5.6)

где Nсмг - численность личного состава, необходимого для комплектования спасательных механизированных групп;- объем завала разрушенных зданий и сооружений (218 м3);

Пз - трудоемкость по разборке завала, чел.ч/м3, принимается равная 1,8 чел.ч/м3;

Т- общее время выполнения спасательных работ в часах (2 ч);

Кз - коэффициент, учитывающий структуры завала (Кз=0,2) ;

Кс - коэффициент, учитывающий снижение производительности в темное время суток, принимается равным 1,5;

Кп - коэффициент, учитывающий погодные условия (Кп=1)

Если известно количество людей, находящихся в завале, то объем завала для извлечения пострадавших можно определить по формуле

, м3, (5.7)

где Nзав - количество людей, находящихся в завале, чел;зав - высота завала, м;зав - объем завала, который необходимо разобрать для извлечения пострадших.

Находим объем завала для извлечения пострадавших:зав= 1,25·(3·0,62+9·1,06+3·0,71·+32·1,30)=68,9 м3

Данная зависимость предполагает, что для извлечения одного пострадавшего требуется устроить в завале шахту (колодец) на всю высоту завала и размером в плане 1х1 м. Коэффициент 1,25 учитывает увеличение объема разбираемого завала за счет невозможности оборудования шахты указанных размеров (осыпание завала, извлечение крупных обломков, наклона шахты и т.п.смг =0,15 · (68,9· 1,8/2) · 0,2 · 1,5 · 1 = 9 чел

Приведенная зависимость по определению личного состава для комплектования механизированных групп применима при условии, если неизвестно количество людей, находящихся в завале. Поэтому коэффициент 0,15 предполагает (по опыту) долю разбираемого завала от его общего объема.

Для определения количества формируемых спасательных механизированных групп необходимо общую численность личного состава разделить на численность одной группы:смг = 9/23 = 1 группа

Общее количество спасательных звеньев (nр.з) ручной разборки, при этом составит:

, ед (5.9)

где n - количество смен в сутки при выполнении спасательных работ (1 смена);

к - коэффициент, учитывающий соотношение между механизированными группами и звеньями ручной разборки в зависимости от структуры завала (к=8).р.з = 1·8·1 = 8 ед.

Количество личного состава для укомплектования звеньев ручной разборки (Nрз), в этом случае, определяется как произведение их количества на численность:рз = 7·8 = 56 чел

Для проведения поисково-спасательных работ при аварии на газофракционирующей установке необходимы 1 группа механизированной разборки завала и 8 групп ручной разборки общей численностью 79 человек, формируемых на основе газоспасательного отряда объекта и аварийно-спасательных формирований АСС г.Туймазы.

.6Эвакуация пострадавших и персонала предприятия

Эвакуация - основное мероприятие по защите людей. При возникновении крупномасштабной ЧС на территории Туймазинского газоперерабатывающего завода, при развитии опасной обстановки в зоне аварии особенно важными являются вопросы своевременной эвакуации персонала.

Персонал получивший, травмы различной степени тяжести и нуждающийся в госпитализации, направляют в больницу №1 г.Туймазы, остальные сотрудники эвакуируются по месту жительства.

Пункт погрузки пострадавших для эвакуации организуется на площадке, где останавливаются служебные автобусы. Рабочая смена на момент возникновения аварии, составляет 114 человек, из них 27 человек не подверглись воздействию поражающих факторов и эвакуируются по месту жительства с помощью 2 автомобилей ПАЗ - 3205, имеющихся в автомобильном парке завода, количество мест в каждом равно 21 человек. 57 человек получат травмы различной степени тяжести и подлежат эвакуации в медицинские учреждения при помощи машин скорой помощи ГАЗ-27057 (10 автомобилей) и УАЗ-452А (4 автомобиля) [6].

5.7Организация пожаротушения

Под организацией тушения пожара понимают комплекс мероприятий, связанных с подготовкой боевых действий пожарных подразделений.

Старшим руководителем тушения пожара является начальник противопожарной службы города, прибывшей на объект. В зависимости от поставленной задачи и сложившейся обстановки старший руководитель тушения пожара ставит задачи подчиненным подразделениям и выделяет им участки работ. Руководят борьбой с пожарами непосредственно на местах командиры противопожарных формирований. [7].

.7.1Особенности тушения открытых технологических установок

Первые действия подразделений пожарной охраны должны быть направлены на:

. Прекращение растекания горючих жидкостей и газов.

. Охлаждение соседних аппаратов и установок, попадающих в зону интенсивного теплового излучения

. Тушение разлившейся жидкости и факела из неисправного аппарата, не прекращая при этом охлаждения и аппаратов и установок, находящихся в зоне интенсивного теплового излучения.

. При организации штаба пожаротушения, предусмотреть создание двух боевых участков: БУ-1 - охлаждение горящего резервуара и соседних аппаратов; БУ-2-тушение разлившейся жидкости из неисправного аппарата [8].

.7.2Водоснабжение

На территории завода проложены 2 кольцевых противопожарных водопровода диаметрами 150 и 250 мм, на которых установлены 54 пожарных гидранта. Вода в сеть подается от общего заводского водозабора, насосами из реки Ик, расположенной в районе деревни Ильчимбетово, на расстоянии 12,5 км от завода, по двум водопроводам диаметрами 300мм.

Общая производительность насосов 1200 м3/час. На территории завода имеется 6 пожарных водоема, 4 из которых объемом 200 м3,1 -100 м3,1 - 800 м3. Для забора воды из водоемов, возле них имеются манифольдные колодцы [9].

5.7.3Расчет расхода раствора пенообразователя

Расчет расхода раствора пенообразователя на тушение пожара определяется исходя из интенсивности подачи раствора пенообразователя на 1 м2 расчетной площади тушения и времени тушения.

Расчетную площадь тушения принимают равной площади горизонтального сечения резервуара.

S = ?D2/4,

где D - диаметр резервуара,м.

Диаметр резервуара D=2 м. Расчетная площадь тушения равна 3,14 м2.

Расход раствора пенообразователя Woв на тушение пожара определяется по формуле:

в = Io S ?Кз,

где Io- оптимальный удельный расход (интенсивность подачи) раствора пенообразователя, для сжиженного пропана - 0,08 л/(м2?с);-расчетная площадь пожара, м2;

?-расчетная продолжительность работы средств АПЗ, с;

Кз-коэффициент запаса (принимается 1,2).

Расчетное время тушения пожара для систем автоматического пенного пожаротушения - 10 мин [4].

Расход раствора пенообразователя на тушение пожара при горении резервуара с сжиженным пропаном составит:в. = 0,08·3,14·600·1,2 = 181 л;

Таким образом, по проведенным расчетам расход раствора пенообразователя на тушение пожара автоматической системой пенного пожаротушения при горении резервуара с сжиженным пропаном составит 181 л.

5.7.4Расчет расхода воды на охлаждение резервуаров

Для предотвращения взрыва горящего резервуара и возгорания соседних резервуаров применяют охлаждение их водой. Каждый резервуар оборудуется распылителем воды.

Расход воды на охлаждение горящего и смежных резервуаров определяется по следующей формуле:

в = ? ·(Ігв·Dгр + 0,5 ·Ісмв·Dсмр ·n),

где Ігв- расход воды на 1м длины окружности горящего резервуара, принимаемый равным 0,5 л/(м2·с);

Ісмв- расход воды на 1м длины окружности смежного резервуара, принимаемый равным 0,2 л/(м2·с);гр ,Dсмр- диаметры горящего и смежных резервуаров, м;число смежных резервуаров;

Тогда получим:в=3,14· (0,5·2+0,5·0,2·2·2)=5,18 л/с.

Следовательно, расход воды для охлаждения горящего и соседних с ним резервуаров составит - 5,18 л/с.

.7.5Расчет количества пенообразующих устройств

В качестве пенообразующих устройств, для пенной системы пожаротушения применяют пеногенераторы.

Число потребных для защиты резервуара пеногенераторов nг определяется по формуле:

г=0,785D2p·Ip/qгp,

где Dp- диаметр резервура, м;удельный расход раствора, л/(м2·с), для сжиженного пропана - 0,08 л/(м2?с);гp- производительность генератора пены по раствору, л/с, принимается равным для пеногенератора ГВП 2 л/с [3]. Тогда получим:г= 0,785·22·0,08/2=1

Следовательно, количество пенообразующих устройств (пеногенераторов) на один резервуар составит 1 штуку.

5.7.6Расчет сил и средств пожаротушения

Согласно расчетам площадь пролива равна 692 м2.

Для тушения пожара пролива понадобится раствор пенообразователя средней кратности (к=100) [9]:

р.п.=S·Iрп, (5.11)

Где S - площадь пожара (равна площади пролива), Iрп - интенсивность подачи раствора пенообразователя. Iрп= 0,08 л/с·м2 для ГПС-600.р.п =692·0,08=48 л/с.

Определим необходимое количество стволов ГПС-600 для тушения пожара пролива:

ГПС= Qр.п / QГПС (5.12)

Где Qр.п - количество пенообразователя, необходимое для тушения пожара, л/с,ГПС - производительность одного ГПС. QГПС=6 л/с для ГПС-600.ГПС = 48/6=8 шт ГПС-600.

Необходимо подать 8 стволов ГПС-600 с противоположных сторон.

Расход воды на охлаждение горящего резервуара:

р=Sр·JП (5.13)

Где Sр - площадь резервуара, м2,П - интенсивность подачи воды на тушение, л/с. JП = 0,3 л/с для лафетных стволов.

р = 8·0,3=2,4 л/с

Необходимо лафетных стволов:

л.с.= Qр /Qл.с. (5.14)

Где Qл.с= 21 - производительность одного лафетного ствола, л/сл.с =2,4/21=0,11

Принимаем один лафетный ствол для охлаждения горящего резервуара.

Расход воды на охлаждение соседних колонн:

оск= (Sk·Jo)/2 (5.15)

Где Sk - площадь колонны, м2, Jo - интенсивность подачи воды на охлаждение, л/соск = (110·0,2)/2= 11 л/с.

Количество лафетных стволов, которые понадобятся для охлаждения:

л.с.= Qоск./Qл.с.=11/21=0,53 (5.16)

Принимаем по одному лафетному стволу на каждую соседнюю колонну.

Таким образом, для локализации и тушения пожара, необходимы 3 лафетных ствола для охлаждения аппаратов и 8 ГПС-600 для тушения пожара пролива.

Определим общий расход воды на тушение и охлаждение:

в= NГПС · QГПС + NЛС · QЛС = 8·6+3·21=111 л/с (5.17)

Определяем пропускную способность трубопровода. При напоре в сети 80 м и диаметре трубопровода 150 мм, пропускная способность 140 л\с. Следовательно, трубопровод обеспечивает потребности на тушение пожара, защиту и охлаждение оборудования.

Для работы с лафетными стволами необходимо на каждый ствол одно отделение, всего 3. Для подачи пены с помощью ГПС-600 с четырех направлений - 4 отделения. Одно отделение состоит из 1 машины АЦ-5-40 и 5 человек. Таким образом, для тушения пожара потребуется 7 машин АЦ-5-40 и 35 человек личного состава.

.8Расчет сил для локализации аварий на коммунально-энергетических сетях

На Туймазинском газоперерабатывающем заводе имеется водопроводная сеть. Определим площадь расчистки подъездных путей из расчета 0,6 км заваленных маршрутов на 1 км2 разрушенной части города по следующей формуле:

пп = 0,6?Sраз , км, (5.18)

раз - площадь зоны сильных разрушений

раз=??R2=3.14·352=3846 м2=0,0038 км2,

Где R -радиус зоны сильных разрушений

пп = 0,6?Sраз= 0,6?0,0038 = 0,002 м2.

Определим численность личного состава для расчистки подъездных путей по формуле:

(5.19)

пп - протяженность заваленных подъездных путей, км;пп - численность личного состава, участвующего в расчистке

подъездных путей, человек;- количество смен работы в сутки, ед.

= 2 человека

Расчистить подъездные пути требуется в кратчайшие сроки (1 час), так как это необходимо для ввода механизированных формирований в зону ЧС.

Определим количество аварий на КЭС из 8 аварий на 1 км2 разрушений по следующей формуле:

Ккэс = 8? Sразр, ед, (5.20)

Ккэс = 8?0,0038=1 ед

Численность личного состава для ликвидации аварий на КЭС 8 человек.

Количество и наименование основной инженерной техники, привлекаемой для проведения непосредственно спасательных работ, определяется оснащением спасательных механизированных групп из расчета, что каждая группа укомплектовывается бульдозером, экскаватором, автокраном и компрессором.

Количество бульдозеров для расчистки подъездных путей 1 ед.

Инженерная техника для оснащения аварийно-технических команд определяется потребностью в укомплектовании аварийно-технических команд из расчета по одному бульдозеру, экскаватору и автокрану в каждую команду.

Потребное количество инженерной техники для ликвидации аварий на КЭС 5 ед.

Для охраны общественного порядка привлекается ведомственная охрана объекта в количестве 32 человек.

Общее количество сил и средств, необходимых для проведения АСДНР представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Состав сил для проведения аварийно-спасательных работ

Наименование работКоличество отрядовСпециальностьКоличество человекПервая медицинская помощь1Врач5Средний медперсонал30Тушение пожара7Пожарный35Аварийные работы на КЭС1Участник ликвидации ЧС8Расчистка подъездных путей1Участник ликвидации ЧС2Охрана общественного порядка1Вневедомственная охрана32Разборка завалов (механизированная группа разборки) 1 Командир группы1Крановщик1Стропальщик2Экскаваторщик1Бульдозерист2Компрессорщик2Газосварщик2Разборка завалов (звено ручной разборки)8Спасатель разведчик24Спасатель24Спасатель-командир звена8ИтогВрачи, спасатели107Участники ликвидации72Итого179

Таким образом, в ходе планирования АСДНР:

Разработана технология и порядок проведения аварийно- спасательных и других неотложных работ в зоне чрезвычайной ситуации.

Рассчитано необходимое количество сил и средств для локализации и ликвидации аварии.

Заключение

На основании проведенного анализа литературных источников и статистических данных показано, что количество аварий связанных с пожарами на объектах нефтепереработки имеет тенденцию к росту. В результате проведенной работы проанализированы характеристики показателей пожаровзрывоопасности объекта - количество пожаров и различных причин их возникновения.

Установлено, что основными причинами взрывов и пожаров на установке газофракционирования являются выход параметров технологического процесса за критические значения, отказ в работе приборов контроля, нарушение герметичности оборудования. В связи с этим, рассмотрены вопросы обеспечения пожарной безопасности технологических процессов на газофракционирующей установке Туймазинского газоперерабатывающего завода.

Установлено, что возникновение и развитие аварийных ситуаций на газофракционирующей установке повлечет за собой ущерб здоровью и жизни людей, потери материальных ценностей.

Произведена количественная оценка возможного ущерба и потерь: при наиболее неблагоприятном сценарии (взрыв, пожар) от поражающего воздействия ударной волны взрыва погибнет 30 человек, 57 человек получат травмы и ожоги различных степеней тяжести, произойдут разрушения зданий и сооружений.

Для уменьшения масштабов аварии и числа потерь в зоне ЧС составлен план организации аварийно-спасательных и других неотложных работ. В ходе выполнения работы был определен состав сил и средств ликвидации возможной аварии и их количество. Всего привлекается 179 человек личного состава формирований и 52 единицы техники.

Рассмотрены вопросы обеспечения пожаровзрывозащиты газофракционирующей установки. Определены критерии пожаровзрывоопасности: интенсивности теплового излучения пожара пролива, рассчитаны радиусы зон опасных значений теплового излучения пожара, в случае горения смеси по дефлаграционному режиму.

По результатам каждого этапа исследований, выполненных в ходе выполнения работы предложены мероприятия, выполнение которых позволит улучшить обстановку с взрывами и пожарами в Республике Башкортостан, повысить безопасность функционирования объекта.

Список литературы

1.Декларация промышленной безопасности Туймазинского газоперерабатывающего завода ОАО «АНК Башнефть». - Туймазы: 2002

.Иванов Е.Н. Основы пожарной защиты нефтеперерабатывающих заводов. - М.: Химия, 1977. - 145 с.

.Э.Д. Хешти, X. Кумамото. Надежность технических систем и оценка риска. М.: Машиностроение, 1984 г.

.В.Г. Жиряков «Органическая химия», М.: Химия, 1974 г.

.Хомяков Н.Н., Чурсин В.Ф. Средства тушения пожаров на промышленных объектах //Пожарное дело. 2003, №3, 56 с.

.ППБ 01-93. Правила пожарной безопасности в РФ.

.ГОСТ 12.1.004 - 91. Пожарная безопасность. Общие требования.

.ГОСТ 12.1.010-76. Взрывобезопасность. Общие требования.

.ГОСТ 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов.

.ВСН 25-09.67-85. Автоматические установки пожаротушения.

.СНиП 21-01-97 Пожарная безопасность зданий и сооружений. -М: 1999 г.

.«Гражданская защита», изд. 1-12, 2001-2005 гг.

13.<http://refoteka.ru/r-196608.html>

Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Больше работ по теме: