Прогнозирование последствий аварий при разгерметизации резервуарного оборудования

• Автор: Алексеев, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 191 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ .

1. ПОСЛЕДСТВИЯ, ПРИЧИНЫ, МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И

ПРОГНОЗИРОВАНИЯ АВАРИЙ, СВЯЗАННЫХ С РАЗГЕРМЕТИЗАЦИЕЙ ЕМКОСТНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

1.1 Анализ чрезвычайных ситуаций, вызванных разгерметизацией

технологического оборудования.

1.2 Анализ причин аварий, связанных с разгерметизацией

резервуарного оборудования

1.3 Особенности полной, квазимгновенной разгерметизации

технологического оборудования.

1.4 Анализ существующих моделей прогнозирования последствий
аварий, связанных с разгерметизацией резервуарного оборудования.
1.4.1 Анализ существующих моделей учеты убывания жидкости за
счет фильтрации в грунт.
1.4.2 Анализ существующих моделей учеты убывания жидкости за счет испарения
1.5 Выводы
2. ЭКСПЕРИМЕНТ А ЛЬН АЯ ЧАСТЬ.
2.1 Описание экспериментальной установки
2.2 Методика проведения эксперимента
2.3 Результаты эксперимента.
2.4 Погрешность эксперимента
2.5 Выводы
3. ДИНАМИКА ЖИДКОСТНЫХ ПОТОКОВ ПРИ
РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ РЕЗЕРВУАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
3.1 Фундаментальные уравнения движения жидкости.
3.2 Граничные условия.
3.2.1 Влияние убывания жидкости за счет фильтрации в грунт
3.2.2 Влияние убывания жидкости за счет испарения.
3.3 Вычислительный метод.
3.3.1 Описание алгоритма решения.
3.3.2 Обобщенное дифференциальное уравнение.
3.3.3 Расчет поля течения
3.4 Численное моделирования течения жидкости.
3.4.1 Построение расчетной области.
3.4.2 Задание физических свойств веществ и граничных условий
3.4.3 Выбор шага по времени.
3.5 Выводы
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И ОДЕНКИ
ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ ПРИ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ РЕЗЕРВУАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
4.1 Оценка адекватности модели течения жидкости при
разгерметизации резервуарного оборудования
4.1.1 Оценка адекватности модели на результатах модельного
эксперимента
4.1.2 Оценка адекватности модели на результатах полномасштабного
эксперимента
4.2 Исследование процесса растекания жидкости при полной,
квазимгновенной разгерметизации одиночного резервуара.
4.3 Исследование процесса растекания жидкости при аварии с
частичным разрушением стенок резервуара.
4.4 Оценка эффективности защитных сооружений
4.4.1 Оценка эффективности защитного сооружения ограждающая
стена с волоноотражающим козырьком
4.4.2 Оценка эффективности защитного сооружения дополнительная
защитная стена
4.4.3 Предложения по модернизации существующих защитных сооружений.
4.5 Методика оценки средств и сил для локализации и ликвидации
аварийных разливов химических веществ
4.5.1 Основные принципы проведения работ по локализации и ликвидации аварийных разливов химических веществ.
4.5.2 Методика расчета средств и сил для локализации разливов химических веществ.
4.5.3 Методика расчета средств и сил для ликвидации разливов химических веществ.
4.6 Выводы
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ.
5.2 Описание оборудования цеха
5.3 Свойства опасного вещества
5.4 Условия моделирования аварии
5.5 Результаты Моделирования
5.6 Выводы
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Согласно анализу аварий произошедших в стране в период с по г. Ошибка! Источник ссылки не найден. Ошибка! Источник ссылки не найден. Рис 1. К примеру: Одна из первых таких аварий, в результате которой погибло чел, отмечена в г. Башкирии при разрушении резервуара типа РВС- м3 с сырой нефтью. Резервуарный парк НПЗ состоял из 3 резервуарных групп, обвалованных земляной дамбой. При разрушении РВС № 4 произошел выброс нефти без ее воспламенения, а раскрывшийся корпус и крыша были отброшены на . 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. Тушение пожара продолжалось уже более часа, когда от высокой температуры разрушился РВС № 2, при этом горящей волной были повреждены два резервуара соседней группы, что привело к увеличению площади пожара до м2 (Рис 1. Таким образом, авария одного резервуара вовлекла в цепочку разрушений еще 5 резервуаров и вызвала реальную угрозу соседним объектам, гак как пожар распространился по фронту более чем на 1 км. Рис 1. Аналогичная авария возникла в г. Дудинка Красноярского края. Первичная авария и взрыв произошли в районе насосной станции. От воздействия взрывной ударной волны разрушился резервуар типа РВС- м в котором находилось т газового конденсата. Стенка резервуара оказалась оторванной наполовину от днища и в развернутом состоянии сместилась на гребень обвалования в сторону товарного парка. Кровля РВС была полностью оторвана от корпуса и смещена на м от днища на обвалование в сторону здания насосной. Образовавшийся поток горящей жидкости перехлестнул через обвалование, размыв на глубину 0,3. Дальнейший разлив жидкости продолжался с учетом уклона рельефа местности в сторону товарных резервуаров, насосной станции, здания манифольдной и далее по всей территории объекта с выходом за его пределы, что привело к крупном пожару с эффектом «домино» и гибели 2 чел. Рис 1. Общая площадь пожара разлива составила около 0 м2. Пожар продолжался ч, в ликвидации которого участвовало более 0 чел. Рис 1. Последствия разрушения РВС- с ^овым конденсатом на нефтебазе в г. I — аварийный резервуар типа РВС- м3; 2—4 — резервуары типа РВС- м3 каждый; 5—7 — резервуары типа РВС- м3 каждый; 8,9 — резервуары типа РВС- м3 каждый. Характерен случай аварийного разрушения резервуара типа РВС-0 м3 при проведении гидроиспытания в г. Невинномысской ГРЭС Ставропольского края. Внешнее защитное ограждение было выполнено из железобетонных плит, закрепленных с помощью сварки на опорных колоннах, заглубленных в грунт на 1,5 м, и располагалось на расстоянии м от РВС. Внутренние стены между резервуарами выполнены из бетонных блоков. При разрушении РВС № 2 образовавшийся поток воды развернул стенки резервуара, оторвав их от днища и кровли, и отбросил в сторону РВС №3 и внешнего ограждения. При этом конструкциями разрушившегося резервуара был поврежден, и сдвинут с фундамента на 1 м РВС № 3, стенка которого была оторвана от днища на длине ,3 м и сильно деформирована до уровня 6-го пояса с глубиной вмятины 1, м во 2-м поясе. Непосредственно волной прорыва и движущимися конструкциями резервуаров полностью разрушены внутренние стены резервуарного парка и на % — наружное ограждение. Полностью уничтожена эстакада технологических трубопроводов на протяжении более 0 м. Элементы ограждающих стен (плиты, колонны) отброшены на расстояние до м в сторону промышленной площадки. Поток воды с железобетонными элементами разрушенного ограждения сильно повредил соседний РВС № 1. Стенка оторвалась от днища на длине более м, а глубина вмятины на уровне 4-го пояса (6 м) достигала 2,5 м. Находившийся в резервуаре мазут (2,5 т) разлился по воде на площади до 0 м2, замазутил р. Барсучки и частично попал в р. Кубань, что привело к большому экологическому и материальному ущербам (Рис 1.