2. Анализ пожарной опасности склада нефти и нефтепродуктов
2.5. Анализ возможности появления характерных
Источники зажигания, характерные для резервуаров и резервуарных парков, а также для железнодорожных эстакад, насосных станций и других объектов склада нефти и нефтепродуктов по происхождению можно условно разделить на естественные, производственные и огневые.
Происхождение естественных источников не зависит от людей и не связано с работой технологического оборудования (например, прямые удары молнии и вторичные проявления атмосферного электричества) происхождение производственных источников связано с работой технологического оборудования и действиями людей по ведению технологических процессов (например, нарушение в электроустановках, статическое электричество, самовозгорание пирофоров, механические искры). К огневым источникам могут быть отнесены временные огневые ремонтные работы (сварка, резка), неосторожное обращение с огнем (курение), умышленный поджог, а также пожар или взрыв на соседнем сооружении или на прилегающей местности.
По месту возникновения и опасного проявления источники зажигания можно разделить на внутренние и внешние в зависимости от расположения рассматриваемой точки внутри или снаружи резервуара.
При этом местом опасного проявления считается место поджигания горючей смеси. Места происхождения и опасного проявления источника нередко совпадают, но некоторые источники, внешне по происхождению, по месту опасного проявления могут быть как внешними так и внутренними. Например, мощный прямой удар молнии может поджечь горючую смесь в окресности или в газовом пространстве резервуара.
Некоторые источники опасно проявляются на самой границе раздела внешней и внутренней среды (например, нагрев стенки резервуара от внешнего пожара), в связи с чем они могут быть как внешними так и внутренними в зависимости от места образования горючей смеси – внутри или снаружи резервуара.
При выяснении возможности появление технологических источников зажигания необходимо:
1)Установить, имеются ли на данном производстве аппараты, работы которых связаны с использованием открытого огня. Рассмотреть, как они расположены по отношению к соседним аппаратам, предусмотрены ли меры, исключающих контакт горючих веществ с факелами пламени при авариях на установке.
2)Установить, есть ли аппараты у которых температура поверхности превышает 80% температуры самовоспламенения веществ, обращающихся в производстве.
3)Установить, может ли иметь место тепловое проявление химических реакций;
4)Установить наличие в аппаратах веществ, нагретых до температуры, превышающих температуру их самовоспламенения;
5)Установить наличие веществ, способных самовозгораться при соприкосновении с воздухом, а также способных самовоспламеняться при взаимодействий с воздухом или водой;
6)Установить возможность появления источника зажигания от теплового проявления электрической энергии;
7)Установить возможность образования источников зажигания от теплового проявления механической энергии.
2.5.1. Оценка опасности первичных и вторичных проявлений атмосферного электричества.
Основными источниками зажигания при хранении нефтепродукта на складе являются теплота прямых ударов молнии, разрядов статического электричества, искр механического происхождения, самовозгорание пиро- форных отложений, а также искр пусковой, регулирующей аппаратуры электроприводов задвижек и другого электрооборудования.
Более 80% пожаров от молний со взрывом в газовом пространстве резервуаров с нефтепродуктами происходит в июне – июле на данного рода складах.
Для защиты резервуаров от ударов молнии на них предусмотрены молниеприемники. Однако при устройстве молниезащиты надо учитывать, что опасность воспламенения горючей смеси внутри резервуара может на- ступить гораздо раньше (до проплавления металла), когда стальной лист крыши резервуара прогреется до температуры самовоспламенения.
Подземные резервуары (класс зоны В – 1 Г) от прямых ударов молнии защещены отдельно стоящими молниеотводами. В зону их защиты включается пространство, ограниченное параллепипедом высотой 5 м над дыхательными клапанами с основанием, отстоящим от стенок крайнего резервуара на 40 м в каждую сторону, а высота зоны равна высоте газоотводной трубы плюс 5 м.
Значительное число пожаров на резервуарах с нефтепродуктами
атмосферного электричества. Индуцированные заряды в непосредственной близости от места прямого удара могут достигать опасного градиента потенциалов, сопоставимого с градиентом прямого удара.
Опасность разрядов атмосферного электричества на железнодорож- ной эстакаде предупреждается полным прекращением процессов слива и налива нефтепродуктов во время грозы с последующим герметичным закрытием люков вагонов – цистерн, находящихся на путях железнодорожной эстакаде.
2.5.2. Оценка опасности образования статического электричества.
Наполнение резервуаров является наиболее опасной операцией, при которой в результате интенсивного перемешивания поступающего резервуара нефтепродукта потенциал образующихся зарядов статического электричества может достигать максимального значения. Поэтому наполняют резервуары под слой жидкости с применением устройства обеспечивающих одностороннее направленное горизонтальное вращение нефтепродукта (для снижения турбулентности), ограничивают скорость закачки.
Устройства для ручного замера уровня и отбор проб осуществляют через определенное время после закачки, когда пройдет естественное рассеивание (релаксация) накопившихся в жидкости зарядов.
Например: при удельном электрическом сопротивлении поступающей в резервуар жидкости более 1011Ом.м, то названные выше ручные операции проводят не менее, чем через 20 минут после закачки при неподвижном уровне жидкости в резервуаре.
Для уменьшения электризации жидкости при ее движении по наполнительному трубопроводу необходимо использовать релаксационные емкости, представляющие собой расширенные участки трубопроводов, внутри которых для увеличения электропроводимости движущейся массы жидкости в продольном направлении установлены заземленные металлические пластины и натянутые струны.
На железнодорожной эстакаде нижний слив и особенно нижний налив снижает опасность образования зарядов статического электричества.
При верхнем наливе (если нижний невозможен) наконечник шланга опускают до дна цистерны так, чтобы налив с самого начала осуществлялся под слой жидкости без образования падающей струи. На величину электростатического потенциала большое влияние оказывают условия транспортирования нефтепродукта, в частности скорость
движения и материал трубопровода. В связи с этим положительный результат дает ограничение скорости жвижения жидкости.
Для предупреждения накапливания зарядов статического электриче- ства все технологическое оборудование необходимо заземлить. Резиновые сливо-наливные шланги с металлическими наконечниками заземлены проволокой или металлическим тросиком, обвивающим шланг по всей длине. Для улучшения отвода электрических зарядов необходимо использовать сливо-наливные рукава с внутренним слоем из маслобензостойкой резиной с повышенной электропроводимостью.
2.5.3. Оценка опасности образования искр механического происхождения.
Предупреждение опасности источников зажигания, связанных с работой тепловозов, обеспечивают ограничением их маневров на территории железнодорожной эстакады. Во время слива-налива нефтепродукта недопускаются маневровые работы и подача другого маршрута на свободный путь эстакады.
Для предупреждения образования искр механических ударов и трение цистерны под слив, и налив необходимо подавать и отводить плавно, без толчков и рывков. На территории эстакады для торможения и фиксации цистерн применяют деревянные прокладки из меди. Не допускать удары при подключении (отключении) сливоналивных приборов цистерн и сливо-наливным установкам эстакады, при закрытии крышек люков цистерн (они снабжены деревянными подушками с потайными болтами) и других операциях.
Для предупреждения механических искр, образующихся при выполнении ручных операций, например, при погрузке и разгрузке жидкостей в таре, ремонте оборудования, замере уровня и отбора проб нефтепродукта из резервуара и т.п., необходимо пользоваться искробезопасным инструментом и приспособлениями.
Загорание нефтепродукта вышедшего из технологического оборудования может произойти при соприкасании с высоконагретыми поверхностями насосов, поэтому необходимо оценить температуру поверхности подшипника.
Температуру подшипника при работе с перегрузкой и недостаточном охлаждении определяем по формуле:
Tn=Tв+Qтр/αF
Тв – температура окружающей среды, С
Qтр -мощность сил трения при работе подшипника, Вт Qтр=f*N*d*ω/2, или Qтр=π*f*N*d*n/60 Qтр=3.14*0.15*120*0.035*2950/60=97.26
f=0.15 (сталь-сталь) – коэффициент трения движения на сухо f=0,05-0,1 со смазкой
N-радиальная сила, действующая на подшипник, Н d-диаметр шейки вала, м
F- поверхность корпуса подшипника, м
α – коэффициент теплообмена между поверхностью подшипника и средой, Вт/(м*С)
n- число оборотов вала об/мин Тn =20+ 97,26/(35,24*0,007)=414,3 С
Определяем мощность сил трения со смазкой:
Qтр=3,14*0,1*120*0,035*2950/60=64,841 Вт.
Тn =20+64,841/(35,24*0,007)=282,85 С
Температура подшипника больше температуры самовоспламенения обращаемых в производстве веществ, значит возможно воспламенение горючей среды при отсутствии смазки подшипника.
2.5.4 Оценка опасности образования пирофорных соединений.
Самовозгорание сульфидов железа – одна из характерных причин пожаров промысловых резервуаров с теплыми бензинными дистилятами.
Сульфиды образуются в местах контакта нефтепродукта с металлическими (стальными) конструкциями, то есть внутри резервуаров. Поэтому пожар от самовозгорания сульфидов железа, как правило, начинается со взрыва внутри резервуара. После подрыва крыши окислении сульфида железа ускоряется, и он становится довольно мощным источником зажигания.
Сернистые соединения железа образуются в результате химического взаимодействия сероводорода или свободной серы со стальными стенками резервуаров. Наиболее активным по склонности к самовозгораниям является закисный сульфид железа окисление сульфидов начинается с того, что подсыхающая поверхность соприкасается с кислородом воздуха, при этом температура постепенно повышается, появляется голубой дымок, а затем небольшое синее пламя. В результате этого отложения способны разогреться до температуры 600 – 7000 С, это
достаточно для воспламенения горючей смеси в газовом пространстве резервуара.
На основании исследования процессов образования и самовозгорания сульфидов железа разработаны соответствующие правила безопасности для работ по очистке резервуара от сульфидов и подготовке к ремонту резервуаров из под нефтепродуктов.
2.5.5. Оценка опасности образование искр электрооборудования.
Технический прогресс складов нефти и нефтепродуктов идет по пути увеличения объема резервуаров, диаметра труб, скоростей перекачки, интенсификации всех технологических процессов и вспомогательных операций. Для повышения производительности труда и исключения опасных ручных операций в соответствии со СНиПом 2.11.03 – 93
“Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы” на складе предусмотрена механизация и частичная автоматизация технологических процессов. В частности, применяют электропроводные задвижки с дистанционным управлением из операторской, дистанционные уровнемеры с установкой вторичных приборов.
Механизация и автоматизация технологических процессов склада связана с насыщением резервуарных парков электроустановками различного назначения и исполнения. Если предусматриваемые меры безопасности недостаточны, то это приводит к увеличению возможности образования горючей среды и появлению дополнительных источников зажигания внутри технологического оборудования и на территории резервуарного парка.
Поэтому необходимо следить за правильностью выбора и монтажа электроустановок.