Дополнительные защитные преграды для снижения пожарной опасности разлива нефти и нефтепродуктов при разрушениях вертикальных стальных резервуаров

• Автор: Воробьев, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 204 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПОСЛЕДСТВИЙ РАЗРУШЕНИЙ РВС И СИСТЕМ ЗАЩИТЫ ОТ РАСТЕКАНИЯ

НЕФТЕПРОДУКТОВ

1.1. Разрушение РВС как причина гидродинамической аварии

с тяжелыми последствиями

1.1.1. Анализ статистических данных о разрушениях РВС.

1.1.2. Примеры аварий и пожаров при разрушениях РВС.

1.2. Требования нормативных документов по защите

от растекания нефтепродуктов при разрушениях РВС

1.3. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ВОЛНЫ ПРОРЫВА
И ЕЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ПРЕГРАДАМИ
2.1. Сведения об исследованиях по ограничению
разлива нефтепродуктов при полных разрушениях РВС
2.2. Теоретическое обоснование метода решения задачи.
2.3. Примеры расчетов взаимодействия волны прорыва
с защитной преградой.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
СИСТЕМЫ НОРМАТИВНОЕ ОГРАЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЗАЩИТНАЯ ПРЕГРАДА.
3.1. Определение критериев моделирования процессов
взаимодействия волны прорыва с защитными преградами.
3.2. Разработка лабораторных стендов
и методик проведения экспериментов
3.3. Проведение экспериментов на лабораторных стендах.
3.3.1. Определение степени перелива
жидкости через защитную преграду
3.3.2. Определение максимальных расстояний, на которые обрушится волна, и параметров
дополнительных защитных преград.
3.4. Оценка погрешности эксперимента.
ГЛАВА 4. РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ И ОБСУЖДЕНИЕ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.
4.1. Факторное моделирование
результатов исследований.
4.1.1. Анализ результатов
теоретического исследования
4.1.2. Анализ результатов
экспериментального исследования.
4.2. Сравнение результатов теоретического
и экспериментального исследований
4.3. Натурный эксперимент по разрушению РВС
4.4. Методические указания по расчетному определению параметров
дополнительных защитных преград для локализации разливов нефти и нефтепродуктов при квазимгновенных разрушениях вертикальных стальных резервуаров
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


По статистике общий материальный ущерб от таких аварий резервуаров превышает в 0 и более раз первичные затраты на их сооружение [7]. Ниже приведены результаты анализа статистических данных по квазимг-новенным разрушениям резервуаров. Разбиение общей совокупности производилось по таким существенным количественным и атрибутивным признакам, как ведомственная принадлежность объекта, номинальная емкость резервуара и вид продукта в аварийном резервуаре (табл. Таблица 1. Таблица 1. Таблица 1. Примерно половина всех аварий, связанных с разрушением резервуаров, квалифицировались как крупные или катастрофические, из которых привели к гибели человек. Наиболее часто (в ,8% рассмотренных случаев) квазимгновенные разрушения резервуаров происходили при низких температурах окружающего воздуха и сильном ветре, что характерно, в основном, для объектов, находящихся в районах Крайнего Севера, Западной Сибири и Урала. В некоторых случаях отмечены разрушения даже частично заполненных РВС, которые происходили при взрыве паровоздушной смеси внутри РВС. Характер взаимодействия волны прорыва, образовавшейся при разрушении РВС, с защитной стеной, выполненной из бетона, кирпичной или каменной кладки, а также с земляным обвалованием таков, что в ,0% случаев аварий поток разрушал стену или размывал обвалование, выходя за пределы территории объекта, что приводило к катастрофическим последствиям с большим материальным ущербом (в 6 случаях отмечено нанесение значительного вреда водным объектам). В ,6% случаев разрушений РВС поток продукта только промывал земляные дамбы или перехлестывал через них, не разливаясь за пределы территории производственного объекта. Как правило, такие гидродинамические аварии происходили при разрушении резервуаров небольших объемов (до м3) или при частичном (до 2/3 высоты) заполнении РВС больших объемов. Остальные ,4% случаев приходятся на разлив продукта в каре защитного обвалования, при небольшом уровне заполнения (менее 1/5 высоты) РВС, разрушившихся, как правило, при взрыве паровоздушной смеси в резервуаре. От воздействия волны прорыва и движущихся конструкций РВС было полностью разрушено и повреждено соседних резервуара различной вместимости. В ,9% случаев аварий РВС наблюдались сильные повреждения зданий, сооружений, технологических трубопроводов как на территории производственных объектов, так и за их пределами. Наиболее серьезные последствия отмечены при авариях на нефтебазах, расположенных непосредственно в черте плотной застройки населенных пунктов. В ,3% случаев аварий возникали чрезвычайные ситуации, при которых производилась эвакуация населения, с привлечением значительного количества личного состава, пожарной и другой техники. Статистика разрушений РВС свидетельствует, что, несмотря на определенный прогресс, достигнутый в последние годы в резсрвуаростроении, гидродинамические аварии в резервуарных парках продолжают иметь место. В связи с этим есть основания считать, что вопросы обеспечения конструктивной надежности резервуаров остаются нерешенными. Кроме того, нормативные ограждения не способны удержать продукт в пределах защищаемой территории при квазимгновенном разрушении РВС. Поэтому при размещении резервуаров, нефтебаз или терминалов в населенных пунктах, морских и речных портах, около объектов федерального значения, возникает острая необходимость в разработке мер защиты этих территорий от разлива продуктов в случае разрушения РВС. Башкирской АССР (г. Черняховск) произошла авария в резервуарном парке с катастрофическими последствиями. Резервуарный парк НПЗ состоял из трех резервуарных групп, обвалованных земляной дамбой. При разрушении РВС №4 произошел выброс нефти без ее воспламенения, а раскрывшийся корпус и крыша были отброшены на - м в сторону соседнего РВС №5, который был также полностью заполнен нефтью. От удара конструкциями разрушенного резервуара по РВС №5 последовало его полное разрушение по сварному вертикальному шву. Вышедшая из резервуаров нефть воспламенилась и, растекаясь за пределами парка в сторону производственных зданий, создала угрозу железнодорожному мосту и нефтеналивной эстакаде.