Автореферат (Нормирование требований пожарной безопасности к геометрическим параметрам ограждений резервуаров типа стакан в стакане)

На правах рукописиШВЫРКОВАлександр СергеевичНОРМИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИК ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ ОГРАЖДЕНИЙРЕЗЕРВУАРОВ ТИПА «СТАКАН В СТАКАНЕ»Специальность: 05.26.03 – Пожарная и промышленная безопасность(нефтегазовая отрасль, технические науки)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2019Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службыМЧС России на кафедре пожарной безопасности технологических процессовНаучный руководитель:кандидат технических наук, доцентГорячев Станислав АнатольевичОфициальные оппоненты:Лурье Михаил Владимирович,доктор технических наук, профессор,ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа(НИУ) имени И.М.

Губкина»,профессор кафедры проектированияи эксплуатации нефтегазопроводовДемехин Феликс Владимирович,доктор технических наук,ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургскийуниверситет государственнойпротивопожарной службы МЧС России»,профессор кафедры пожарной безопасноститехнологических процессов и производствВедущая организация:ФГБУ «Всероссийский ордена «Знак Почета»научно-исследовательский институтпротивопожарной обороны МЧС России»Защита состоится «17» марта 2020 г. в 11 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 205.002.02 в Академии государственной противопожарнойслужбы МЧС России по адресу: 129366, Москва, ул. Б.

Галушкина, 4.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии ГПС МЧС Россиии на сайте:https://academygps.ru/upload/iblock/c48/c48e2bed59edc15b49e7fa4fef4caad2.pdfАвтореферат разослан «15» января 2020 г.Ученый секретарьдиссертационного советаСивенков Андрей Борисович2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования.

Для хранения нефти и нефтепродуктов на объектах нефтегазовой отрасли (НГО) как в России, так и за рубежом,наибольшее распространение получили резервуары вертикальные стальныецилиндрические (РВС), что обусловлено, прежде всего, наименьшим расходомметалла на изготовление таких форм РВС по сравнению с расходом на изготовление резервуаров другой формы. Однако, несмотря на более чем столетнийопыт проектирования, строительства и эксплуатации РВС, включая разработкуи внедрение систем противопожарной защиты, время от времени на них происходят деструктивные события, связанные с авариями, взрывами и пожарами.При этом статистика отмечает, что особенно опасная обстановка возникала приполных разрушениях РВС. Образующаяся в этом случае часто горящая волнанефтепродукта разрушала нормативные ограждения в виде земляных обвалований или ограждающих стен и, разливаясь на значительной территории, неоднократно приводила к каскадному, а иногда и к катастрофическому развитию аварии.

Так, из зафиксированных за период с 1951 по 2010 гг. 150 случаев разрушений РВС на объектах НГО СССР, СНГ и России более 50 % характеризовались как крупномасштабные аварии, 32 из которых привели к гибели 126 человек, а 40 % аварий сопровождались каскадным развитием и травмами людей.Важно отметить, что аналогичные аварии РВС неоднократно происходилии за рубежом, при этом общая тенденция аварий РВС сохраняется и сегодня.К одной из основных причин каскадного развития аварий в резервуарныхпарках следует отнести невозможность удержания потока жидкости, образующегося при разрушении РВС, нормативными ограждениями, которые рассчитываются на гидростатическое давление разлившейся жидкости. Поэтому,наряду с актуальными вопросами обеспечения надежности РВС, не менее актуальны и разработки технических решений, направленных на гарантированноеограничение возможного разлива жидкости при аварии РВС.Одним из перспективных конструктивных решений по ограничениювозможного пожара разлива нефти или нефтепродукта в резервуарных паркахявляется сооружение РВС с защитной стенкой типа «стакан в стакане» (далееРВСЗС).

Такие резервуары состоят из внутреннего (основного) РВС для хранения нефти или нефтепродукта, и наружного резервуара (защитной стенки) дляудержания продукта в случае нарушения герметичности внутреннего РВС.В настоящее время требования к проектированию, монтажу и эксплуатации РВСЗС предъявляются в трех одновременно действующих нормативныхдокументах в области обеспечения промышленной безопасности:- ГОСТ 31385-2016 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальныедля нефти и нефтепродуктов.

Общие технические условия» (далее ГОСТ);- СТО-СА-03-002-2009 «Правила проектирования, изготовления и монтажавертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов» с изменениями и дополнениями от 2011 г. (далее СТО);3- «Руководство по безопасности вертикальных цилиндрических стальныхрезервуаров для нефти и нефтепродуктов» (далее Руководство);Анализ требований, содержащихся в этих нормативных документах, показал,что между ними имеется ряд существенных несоответствий, непосредственновлияющих на обеспечение безопасности РВСЗС. В частности, во всех указанныхдокументах отмечается, что высота защитной стенки должна составлять не менее80 % от высоты стенки основного РВС при ширине межстенного пространстване менее 1,8 м, при этом не устанавливаются требования к максимальной ширинеэтого пространства, непосредственно влияющего на высоту защитной стенки.Помимо этого, ГОСТ и СТО не предусматривают обустройство монолитнойжелезобетонной стенки, рассчитанной на гидродинамическое воздействие волныпри полном разрушении основного резервуара, а рекомендуют обычное ограждение для гидростатического удержания и отвода растекающейся жидкости,при этом в Руководстве отсутствуют требования к обустройству дополнительных ограждений РВСЗС.

Необходимо также отметить, что в соответствиис требованиями выше указанных документов установка РВСЗС в резервуарныхпарках, их взаимное расположение и обустройство системами противопожарнойзащиты должны соответствовать требованиям СП 155.13130.2014 «Складынефти и нефтепродуктов. Требования пожарной безопасности». Однако в этомсводе правил указано, что содержащиеся в нем требования не распространяютсяна склады нефти и нефтепродуктов с применением РВСЗС, при этом иныенормативные документы, регламентирующие требования пожарной безопасности к таким типам резервуаров, в настоящее время отсутствуют.Таким образом, выявленные несоответствия в требованиях нормативныхдокументов в области обеспечения промышленной безопасности, а такжеотсутствие нормативных документов, регламентирующих требования пожарнойбезопасности к РВСЗС, обуславливают актуальность проведения исследований,направленных на обеспечение пожарной безопасности таких типов резервуаров,и, в первую очередь, на нормирование требований к геометрическим параметрамзащитной стенки, разработке которых и посвящена настоящая работа.Степень разработанности темы исследования.

Непосредственноразработке РВСЗС посвящены работы О.В. Дидковского, Э.Я. Еленицкого,А.А. Катанова, С.Г. Иванцова, Б.Ф. Беляева, Х.И. Ханухова, И.С. Ломкова и др.Важно отметить, что результаты этих работ использованы при разработке вышеуказанных нормативов, а также документации на проектирование и строительство РВСЗС различного номинального объема в резервуарных парках ОАОРПК-Высоцк «ЛУКОЙЛ-II» (Ленинградская область), ООО «РН-ТуапсинскийНПЗ» (Краснодарский край), ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез» (Ленинградская область), ОАО «Мозырский НПЗ» (Республика Беларусь) и др.Анализ этих работ показал, что в них недостаточно уделено вниманиявопросам обоснования геометрических параметров ограждений РВСЗС, приэтом какие-либо результаты экспериментальных исследований в этой областив литературных источниках отсутствуют.4Вопросам разработки ограждений для РВС, в том числе определенияих геометрических и прочностных характеристик, а также оценки доли жидкости,которая может через них перелиться при разрушении РВС, посвящены работыА.Ф.

Притулы, З.О. Ляндреса, Д.М. Гордиенко, Ю.Н. Шебеко, И.А. Болодьяна,И.М. Смолина, Л.Н. Лебедевой, М.В. Лурье, С.А. Горячева, В.В. Воробьева,С.В. Батманова, А.А. Богача, H.P. Greenspane, R.E. Young и др.Однако результаты этих исследований невозможно распространить нарассматриваемые РВСЗС, что обусловлено конструктивными особенностямиобустройства для них ограждений, сочетающих в себе систему, состоящую иззащитной стенки и дополнительного ограждения в виде земляного обвалованияили ограждающей стены, что и вызывает необходимость продолжения исследований в этой области. Важно также отметить, что в последнее время, в литературных источниках стали появляться статьи о подходах к проблеме тушенияРВСЗС, в частности, работы Ф.В.

Демехина, А.А. Таранцева, А.А. Цоя.Таким образом, целью диссертационной работы являлась разработкарекомендаций по определению геометрических параметров ограждений РВСЗС,необходимых для полной локализации возможного разлива нефти или нефтепродукта при разрушении основного (внутреннего) резервуара.Для достижения цели в работе ставились и решались следующие задачи:- проведение анализа нормативных требований к геометрическимпараметрам РВСЗС для обеспечения пожарной и промышленной безопасностипри полном разрушении внутреннего (основного) резервуара;- разработка лабораторного стенда и методик проведения экспериментовпо определению геометрических параметров защитной стенки и дополнительногоограждения;- экспериментальное нахождение минимальной высоты защитной стенкив зависимости от ее расстояния до основного резервуара, обеспечивающейполную локализацию потока жидкости при разрушении основного резервуара;получение эмпирической зависимости для определения доли жидкости,перелившейся через защитную стенку, от ее высоты; экспериментальноеопределение геометрических параметров дополнительного ограждения;- разработка рекомендаций по определению геометрических параметровограждений РВСЗС, необходимых для предотвращения каскадного развитияаварии в резервуарном парке.Объектом исследования являлись ограждения РВСЗС в виде защитнойстенки (основное) и вертикальной ограждающей стены или земляного обвалования(дополнительное).