close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Булатов Владимир Сергеевич. Разработка мероприятий по повышению противопожарной безопасности на предприятии машиностроительного комплекса

код для вставки
1
2
3
4
АННОТАЦИЯ
Работа посвящена снижению рисков взрыва на предприятиях нефтегазового
комплекса на примере филиала «АО Газпром газораспределение Орёл», где
имеются склады с пропановыми и кислородными баллонами, в результате взрыва
которых могут пострадать как работающий персонал, так и жители близлежащих
домов. Поэтому целью данной работы является разработка организационно –
технических мероприятий по снижению рисков возникновения взрыва на
предприятии нефтегазовой промышленности.
В работе приведены описание района расположения
и территории
предприятия, приведён анализ хранящихся баллонов с пропаном и кислородом.
Рассчитаны вероятности возникновения и разгерметизации пропанового баллона
и
взрыва
газовоздушной
смеси,
рассчитаны
последствия
при
взрыве
газовоздушной смеси, содержащей пропан. Проведён выбор газоанализатора
пропана.
Ключевые слова: склад баллонов, пропановые и кислородные баллоны,
разгерметизация пропанового баллона, взрыв газовоздушной смеси, взрыв сосуда
под давлением, вероятность взрыва, расчётное давление взрыва, газоанализатор.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух разделов,
заключения, списка литературы из 25 наименований. Работа изложена на 59
страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков, 5 таблиц.
5
Содержание
Введение.9
1 Аналитическая часть…………………................................................................7
1.1 Природно-климатические и физико-географические особенности района
расположения объекта……………………………………………………………7
1.2
Анализ
технологического
процесса
на
предприятии
нефтегазовой
промышленности………………………………………………………………….8
1.3
Анализ
основных
источников
взрывопожароопасности
на
предприятии……………………………………………………………………...14
2. Расчётная часть…………………………………………………………..……24
2.1 Оценка вероятности разгерметизации пропанового баллона …..………..24
2.2 Оценка вероятных сценариев развития чрезвычайной ситуации при
разгерметизации пропановых баллонов………………………………………..28
2.3 Расчёт параметров взрыва газовоздушной смеси………………………….30
2.3.1. Взрыв газовоздушных смесей в открытом пространстве при детонационном
режиме
горения
в
результате
разгерметизации
пропанового
баллона
……………………………………………………………..……………30
2.3.2 Расчёт давления взрыва баллона, как сосуда под давлением…………..34
2.3.3 Расчёт последствий взрыва газовоздушной смеси при разгерметизации всех
пропановых баллонов …………………………………………………......37
2.4. Мероприятия по снижению взрывоопасной ситуации на филиале АО
«Газпром газораспределение Орел»………………………………………...….43
2.5. Оценка принятых мер …………………………………………………...…55
Заключение……………………………………………………………………....56
Список литературы…………………………………………………………...…57
Справка о наличие заимствований…………………………………………….60
6
Введение
В наши дни мировой научно-технический прогресс в определяющей
степени
способствует
росту
благосостояния
людей.
Но
при
этом
совершенствование технологических процессов сопровождается использованием
не современного оборудования, что может приводить к возникновению
различных чрезвычайных ситуаций.
Нефтегазовый комплекс остаётся одним из основных элементов народного
хозяйства страны, который включает в себя использование взрыво- и
пожароопасных веществ, как при транспортировке, так и при технологическом
процессе. Зачастую на предприятиях имеются запасы горючих веществ, что в
некоторых случаях может приводить к различным чрезвычайным ситуациям,
таким как пожар и взрыв.
Цель работы: разработка организационно – технических мероприятий по
снижению
рисков
возникновения
взрыва
на
предприятии
нефтегазовой
промышленности.
Исходя из вышесказанного для данной работы установлены следующие
задачи:
– провести анализ предприятия и вероятных ЧС, возникающих на нём;
– провести оценку причин и последствий чрезвычайной ситуации на предприятии
до разработки защитных мер;
– разработать защитные мероприятия по снижению вероятности возникновения
ЧС.
1.АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
7
1.1. Природно-климатические и физико-географические особенности
района расположения объекта
Орловская область — субъект Российской Федерации. Входит в состав и .
Граничит с областями: на севере с , на востоке с , на юге с , на западе с , на
северо-западе с .
Дата образования — . Численность населения — 747 247 (2018), доля
городского населения — 66,77 %.
Площадь территории составляет 24 652 км². Административный центр —
город . Область разделена на 24 муниципальных района и 3 городских округа.
Орловская область расположена на юго-западе Европейской части России, в
центральной части в . Протяженность территории с севера на юг более 150 км, с
запада на восток — свыше 200 км.
Орловская область является одним из самых маленьких субъектов РФ.
Разделена на 24 муниципальных района. Областным центром является
крупнейший город области — . Всего насчитывается 7 городов и 14 посёлков
городского
типа.
Основная
часть
занимаемой
площади
приходится
на
сельскохозяйственные угодья (2085,7 тыс. ), из которых 1662,7 тыс. га (79,7 %)
составляет [1].
Климат умеренно континентальный. Средняя температура января от −9 до
−11, июля +19…+18. Осадков за год выпадает от 500 до 600 мм.
Филиал АО «Газпром газораспределение Орел» располагается в городе
Орел. Город Орел находится в центральной части Среднерусской возвышенности
в пределах степной и лесостепной зон. Климат умеренно-холодный. В городе
Орел в течение года выпадает значительное количество осадков. В том числе и во
время засушливого месяца выпадает большое количество осадков. Средняя
температура воздуха в городе Орел является 3,6 C°. 540 мм - среднегодовая норма
осадков. По статистике июль является самым жарким месяцем, в это время
температура может подняться до +25 С°. А самым холодным месяцем является
январь, когда температура может опуститься до -10 С°. Средняя скорость ветра
8
достигает до 5 м/с в зимние месяцы, а в летние достигает до 5 м/с. Максимальная
скорость ветра может достигать до 7м/с. По отношению к предприятию АО
«Газпром
газораспределение
Орел»
роза
ветров
в
июле
направлена
преимущественно на запад, в январе на юго-восток. Максимальное количество
осадков приходится на месяц октябрь и достигает 6,5 мм, минимальное
количество приходится на январь, составляет 1мм[2].
1.2. Анализ технологического процесса на предприятии нефтегазовой
промышленности
Одним из представителей нефтегазовой промышленности города Орёл
является филиал ОАО «Газпром газораспределение Орел» (рис. 1 – 3), который
осуществляет комплекс мероприятий по техническому обслуживанию газовых
сетей, газового оборудования и обеспечения газоснабжения города, ремонт
газового оборудования. Данный филиал располагается по адресу . С юго-западной
стороны филиала располагается гаражный кооператив, с северо-запада находится
магазин «Универсам» и жилые здания, с юго-востока располагается ряд жилых
зданий, в которых проживает около трёхсот человек.
Основными задачами филиала АО «Газпром газораспределение Орел» в г.
Орле являются:
- безопасная и безаварийная эксплуатация систем газоснабжения;
- проведение технического обслуживания внутридомового и внутриквартирного
газового оборудования;
- выдача технических условий на газификацию предприятий и жилых домов в
соответствии с разработанной схемой газоснабжения;
- проведение строительного надзора за строительством систем газоснабжения;
- внедрение новой техники, направленной на повышение эффективности,
надежности и безопасности производственных процессов;
- инструктаж населения и пропаганда правил безопасности при пользовании
газом в быту.
9
Филиал АО «Газпром газораспределение Орел» в г. Орле обслуживает
газовые сети Орла, Орловского и Знаменского районов.
В настоящее время постоянно расширяется сфера услуг, оказываемых
потребителям по эксплуатации и ремонту газовых сетей и сооружений,
техническому
обслуживанию
внутридомового
проектированию и строительству газопроводов,
обслуживанию
домовладений,
газопроводов
и
газового
газового
оборудования,
монтажу и сервисному
оборудования
индивидуальных
жилых квартир и коммунально-бытовых объектов, где
применяется отечественное и импортное оборудование, по поверке и ремонту
газовых счетчиков и сигнализаторов загазованности.
Внедряются новые технологии: приобретено новое устройство «PERFECT3», которое позволяет выполнять работы по замене задвижек и отрезкам
газопроводов под избыточным давлением газа без отключения потребителей газа.
Внедрена
и
телеизмерения
развивается
система
газорегуляторных
телемеханики,
пунктов,
телесигнализации
обеспечивающая
и
локализацию
аварийных ситуаций в кратчайшие сроки. Проводится работа по замене
устаревшего оборудования станций катодной защиты.
В Филиале организован учебно-тренировочный полигон, на котором
работники эксплуатационных служб отрабатывают навыки ведения ремонтных
работ, обучаются приемам передовых технологий.
В целях соблюдения требований экологичности производства в Филиале
своевременно разрабатываются лимиты размещения отходов, образующихся на
предприятии за год, и мероприятия по организации сбора, хранения и утилизации
отходов.
Лимиты размещения отходов установлены на основании проекта
нормативов образования и лимитов размещения отходов, согласованного с
ЦГСЭН г. Орла заключения, утвержденного Комитетом природных ресурсов по
Орловской области[3].
10
Рисунок 1 – Филиал АО «Газпром газораспределение Орел»
Рисунок 2 – Схема расположения объекта на территории города Орла
11
Рисунок 3 – Расположение объекта на карте относительно других объектов
На производственной базе Филиала находятся (рис. 4):
-
административно
–
производственные
службы,
складские
и
бытовые
помещения;
- гараж и открытая стоянка машин;
- лаборатории по поверке и ремонту промышленных счетчиков и сигнализаторов
загазованности;
- заправка сжиженным газом автотранспорта Филиала;
- касса для приема платежей населения;
- спортивный городок, магазин газового оборудования. В Филиале действует
учебный класс, в котором имеется образцы оборудования и материалов,
контрольно-измерительных приборов, применяемых в газоснабжении.
12
Рисунок 4 – План территории предприятия: 1.1 – администрация и
абонентский отдел, 1.2 – комплексная служба газового оборудования (КСГО), 1.3
– механический отсек, 1.4 – склад оборудования, 2 – служба подземных
газопроводов, 3.1 - гараж, 3.2 – склад, 4 – технический блок, 5 – служба
межрегионгаз, 6 – магазин, 7 – электротрансформаторный блок, 8 – склад
стальных труб, 9 – склад пропановых баллонов, 10 – склад кислородных
баллонов, 11 – вход в бомбоубежище, 12 – склад с отработанным маслом, 13 –
крытый склад стальных труб, 14 – жилые дома.
Служба подземных газопроводов располагается отдельно ото всей
территории, но, тем не менее, является частью филиала. В гараже располагается
часть
автотранспорта,
принадлежащая
филиалу.
Служба
межрегионгаз
функционирует отдельно от всего филиала и не является его частью. Магазин
также не является частью филиала и функционирует отдельно от него. Склад
стальных труб, представляет собой небольшую территорию, ограждённую
13
решётчатым забором. Основным конструкционным материалом здания является
силикатный кирпич.
По периметру территория предприятия частично ограждена забором из
силикатного кирпича, имеющим два въезда/выезда в виде ворот, с северовосточной и северо-западной сторон и забором из цельных металлических листов
с юго-западной и юго-восточной сторон.
Склад стальных труб, представляет собой небольшую территорию,
ограждённую металлическим решётчатым забором.
На предприятии в течение рабочей смены находится 212 человек, среди
которых: в двухэтажном здании администрации - 45 человек, в двухэтажном
здании КСГО – 60, в механическом отделе (одноэтажная пристройка) –
10
человек, на двухэтажном складе оборудования – 15 человек, в двухэтажном
здании служба подземных газопроводов максимальная рабочая смена составит 40
человек, количество рабочих, находящихся в здании гараж - 15, а в смежном с
ним
здании склад, выстой 3 метра,
составляет 10 человек, а в соседнем
одноэтажном здании технический блок – 5 человек. Количество человек,
находящихся в здании магазин, высотой 3 метра – 2.
На остальной территории филиала, а именно открытой местности,
количество рабочих достигает 10-ти человек.
В гараже и на стояночных местах территории филиала АО «Газпром
газораспределение Орел» находится следующее количество техники: 2 грузовые
машины КАМАЗ, один с краном-манипулятором, второй с монтажной корзиной,
2 грузопассажирских автомобиля УАЗ-452 и 2 грузовых автомобиля УАЗ-452 с
кузовом, 3 грузовых автомобиля с кузовом ГАЗ-2705, 2 грузопассажирских
автомобиля ГАЗ-2705, 3 грузовых автомобиля ГАЗ 43-01 с закрытым кузовом для
перевозки газовых баллонов и газобаллонного оборудования к месту проведения
работ, один ПАЗ-32054.
Также в автопарке предприятия находится: 2 трактора со скребком –
лопатой, один трактор с ковшом-погрузчиком и лопатой – погрузчиком, один
экскаватор с ковшом – погрузчиком.
14
На территории филиала отсутствуют топливные цистерны, поэтому
транспорту пополняют топливо на заправочной станции.
Также на территории имеются 3 склада, где на одном из них хранится
отработанное машинное масло, на другом –38 кислородных баллонов объёмом 40
л, на третьем складе – 20 пропановых баллонов объёмом 50 л.
Склад отработанного масла находится в 1-м метре от входа в
бомбоубежище и на расстоянии 8,5 метров от склада кислородных баллонов.
Также, как и у большинства других зданий предприятия, конструкционным
материалом здания является кирпич. Внутри склад разделен кирпичной
перегородкой на 2 помещения. У склада имеются металлические двери с
накидным замком. Размеры склада (ширина, длина, высота): 3х10х2 метра.
Баллоны с кислородом – 38 штук хранятся на складе, который сделан из
однослойных цельнометаллических листов. В лицевых стенках склада имеются
круглые вентиляционные отверстия. Дверь склада также сделана из цельного
металла, закрытая на навесной замок. Основание склада расположено на стальных
опорах в виде труб. Размеры склада, который расположен на 1,5 м над уровнем
земли, составляют: 8х2,5х2 метра. Рядом, слева от склада, находится контейнер с
песком.
Склад с пропановыми баллонами представляет из себя постройку из
металлических листов с металлическими дверями, с вентиляционным отверстием
вверху. Замок на дверях накидной. Размеры склада: 3х6х3 метра.
1.3. Анализ основных источников взрывопожароопасности на
предприятии
Основными источника взрывопожароопасности на предприятии являются
баллоны кислородные и пропановые, а также отработанное масло. Но следует
отметить, что кислород и пропан хранится в баллонах под большим давлением,
поэтому возможны взрывы сосудов под давлением, а также взрыв газовоздушной
смеси (пропан-воздух) при разгерметизации пропановых баллонов.
15
Кислородные баллоны — профессиональная тара для транспортировки и
хранения кислородные (О2). Его применяют в сельском хозяйстве, энергетике,
строительстве, химической промышленности. А на предприятии кислород
применятся в газосварочном оборудовании. Но вне зависимости от использования
газообразного вещества оно должно храниться и перевозиться в специальных
баллонах.
Как было сказано выше, кислород хранится в баллонах ёмкостью по 40 л
(рис. 5). Баллоны выполнены в соответствии с ГОСТ 949-73 из материала марки –
сталь 45, весом 65 кг и размерами: диаметр – 219 мм, высота– 1400 мм. Кислород
находится в баллонах при рабочем давлении 14,7 МПА (147 атм).
Тара для транспортировки кислорода окрашивается в голубой цвет и
обязательно маркируется названием химического соединения черным шрифтом.
Каждое баллон комплектуется кольцом на горловину, предохранительным
колпачком, вентилем ГОСТ 9909-81 (рис. 6), двумя дополнительными кольцами
для удобной перевозки, опорным башмаком. Колпак изготовлен из алюминиевого
сплава[4].
Рисунок 5 – баллон кислородный
16
Рисунок 6 – Вентиль баллонный кислородный ВК-20: 1 – клапан; 2 – шпиндель; 3
– кольцо упорное; 4 – корпус вентиля; 5 – гайка; 6 – прокладка маховичка; 7 –
маховичок; 8 – прокладка; 9 – кольцо 009-012-19 ГОСТ 9833-73; 10 – винт М4х12
ГОСТ 1491-70; 11 – шайба 4.01.05 ГОСТ 6958-68; 12 – шайба 4 65Г ГОСТ 6402;
13 – заглушка G3/4; 14 – заглушка коническая[5].
Доля кислорода в сосуде обычно составляет свыше 95 процентов от его
объема. Конструкция цилиндрической формы имеет особенное сферическое дно.
Башмак потребуется для установки баллона в транспорте в вертикальном
состоянии.
Подобный
необходимости
можно
вариант
перевозки
попробовать
установить между ними перегородки.
не
устойчиво
рекомендуется,
расположить
но
баллоны
при
и
17
Окраска тары для кислорода может выполняться с помощью эмалевых и
масляных материалов. Голубой цвет и черная маркировка — не единственные
требования к внешнему виду кислородных баллонов (рис. 7,8). На сферическом
дне должно присутствовать клеймо со всей важной информацией технического
содержания. Это своеобразный «паспорт» изделия. Он включает:
- серийный номер;
- дату освидетельствования;
- показатели пробного и рабочего давления;
- объем и массу;
- товарный знак компании-производителя;
- вместимость и номер стандарта[6].
Рисунок 7 – Маркировка основных данных баллона
18
Рисунок 8 – Маркировка основных данных на верхней сферической части
баллона[7]
На производственных предприятиях баллоны клеймят в соответствии с
основными
требованиями
ГОСТ.
Недопустимо
отсутствие
каких-то
характеристик на кислородной емкости. Оно может свидетельствовать о
нарушении нормативов при изготовлении емкостей для перевозки кислорода. На
наружной и внутренней поверхности баллонов не должно быть никаких вмятин,
трещин и других малозаметных повреждений. Эти дефекты могут говорить о
нарушении правил безопасности эксплуатации емкостей для транспортировки и
хранения кислорода в газообразном состоянии[8].
Вмятины, трещины, раковины, износ резьбы горловины — все это
недопустимо, если речь идет о кислородных баллонах. Их внешнему осмотру
всегда уделяется особенное внимание. Забракованная продукция эксплуатации не
подлежит, как и тара с не полностью обозначенными техническими данными.
Перед началом работы с кислородными баллонами специалист должен
внимательно изучить правила техники безопасности и убедиться в наличии
технических данных на днище емкости с газом. Соблюдая основные требования
безопасности, следует:
- установить оборудование с кислородом таким образом, чтобы на него не
воздействовали прямые солнечные лучи;
19
- убедиться в исправном состоянии и полной укомплектованности баллона с
кислородом;
- получить подробный инструктаж по выполнению основных манипуляций;
- ликвидировать с рабочего места все предметы, которые могут помешать
эксплуатации баллонов с кислородным содержимым;
- надеть специально подготовленную обувь и одежду;
- внимательно проверить исправность полученного оборудования;
- обо всех дефектах и обнаруженных недочетах незамедлительно сообщить
руководству;
- до подключения редуктора к баллону обязательно проверить исправность
входного штуцера и убедиться в наличии уплотняющей прокладки[9].
Хранение кислородных баллонов на складе предприятия выполняется в
вертикальном положении как показано на рисунке 9.
Рисунок 9 – Хранение кислородных баллонов
Другим источником пожаровзрывоопасности являются пропановые
баллоны.
20
Пропан является органическим топливом. Это вещество без запаха и цвета.
Пропан находится в составе попутных и природных нефтяных газов. Еще его
получают при переработке нефти. Благодаря
своим химико-физическим
свойствам он завоевал широкую популярность в производстве и быту. Его
используют и при проведении строительных работ.
Главное предназначение пропановых баллонов – это газопламенная
обработка металлов. Данный вид газа подойдёт идеально, использовать его
удобно, безопасно и экономично. Резка, распил металла происходит за счёт
взаимодействия кислорода и пропана под высоким давлением. Пропан-бутановое
вещество позволяет заменить ацетилен, что позволяет повысить уровень тепла во
время работы. За счёт этого сфера применения намного больше, работать удобнее.
Так, можно провести процесс газопламенной сварки в таких направлениях: для
изготовления и заготовки различных элементов в заводских условиях, проведение
сварочных работ, для резки и изменения формы металлического лома.
Пропан хранится в баллонах типа 3-50 ГОСТ 15860 объёмом 50 л с рабочим
давлением 1,6 МПа (16 атм). Масса заполненного баллона составляет 43,5 кг, где
масса газа составляет 21,5 кг. Материалом, из которого изготовлен баллон,
является сталь В Ст.3 сп.
Сфера
применения: баллон
предназначен
для
транспортирования
и
хранения пропана.
Сжиженный газ имеет высокий коэффициент объемного расширения. По
этой причине баллоны наполняют с тем расчетом, чтобы в них оставалось
достаточно воздуха способного поглотить жидкость, которая во время нагрева
будет расширяться[10].
21
Рисунок 10 – баллон пропановый
Рисунок 11 – устройство 50 – литрового баллона СУГ: 1- вентиль; 2 – колпак; 3 –
табличка; 4 – обечайка; 5 – нижнее днище; 6 – башмак; 7 – верхнее днищ[11].
22
Габаритные размеры: диаметр обечайки (диаметр баллона без учета
защитных колец), мм 299, высота, мм 980, толщина стенок, мм 3. Типом
запорного устройства является вентиль ГОСТ 21804-94 (рис. Х).
Пропановый баллон 50 л оборудуют вентилем, а также защитными
кольцами и предохранительным колпаком. Снаружи каждую емкость окрашивают
атмосфероустойчивой краской. Она всегда имеет красный цвет[12].
Рисунок 12 – Устройство вентиля пропанового баллона
На рис. 12 показан пример хранения кислородных баллонов на складе
предприятия.
23
Рисунок 13 – Хранение пропановых баллонов
Так как пропан является горючим газом, то при разгерметизации баллона
создается
опасность
Разгерметизация
образования
бплона
возможна
взрвоопасной
по
газовоздушной
различным
причинам,
смеси.
которые
подразделяютс на эксплуатационные и причины заводского брака. Так же при
перегреве
баллона
возможен
взрыв
сосуда
под
давлением.
24
2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Оценка вероятности разгерметизации пропанового баллона
Каждый год в нашей стране происходит около трех сотен несчастных
случаев, вызванных взрывом емкостей с горючими газами. По статистике
гораздо чаще подобные происшествия происходят в холодное время года изза заправки при низкой температуре и последующем переносе баллона в
теплое помещение.
Среди самых распространенных причин взрыва статистика выделяет
следующие:
- баллоны не проходили освидетельствование (испытания и опрессовку).
- заправка на таких газозаправочных станциях (ГЗС), которые оценивают
наполнение баллона по давлению в нем, а не по весу наполняемой емкости.
- размещение баллонов газа в жилых помещениях или иных помещениях,
находящихся в общем пользовании[13].
Рисунок 14 – Статистика взрывов баллонов СУГ (сжиженные
углеводородные газы)[14]
25
К наиболее вероятным источникам возникновения чрезвычайных
ситуаций
техногенного
характера
на
предприятиях
нефтегазовой
промышленности относятся пожары, взрывы ёмкостей, содержащих опасные
вещества.
Основные причины возникновения чрезвычайных ситуаций:
- размещение и хранение опасных веществ в непредназначенных для них
местах;
- недостаток контроля за состоянием потенциально небезопасных объектов;
-
по злому умыслу, которому можно отнести: действия суицидального
характера, диверсии и преступные действия;
-
изношенность,
несоответствие
требованием
норм
оборудования,
используемого для проведения работ на производстве;
- увеличение, превышение объёмов хранения, применения опасных или
вредоносных веществ и материалов.
Так как на филиале АО «Газпром газораспределение Орел» находятся
склады с кислородными и пропановыми баллонами, но пропан обладает
горючестью, большим температурным коэффициентом расширения, большей
частотой использования, в сравнении с кислородом, поэтому более вероятен
взрыв пропана в результате разгерметизации баллона. Данный процесс может
быть вызван рядом следующих причин:
1) эксплуатационные причины;
2) причины изначального брака баллонов;
3) по причине злого умысла.
К эксплуатационным причинам разгерметизации относятся:
- повреждение корпуса и вентиля баллонов в результате ударного
воздействия при транспортировке и использовании;
- неплотно закрытый вентиль в результате ошибок обслуживающего
персонала и износа внутривентильных элементов;
- коррозионное разрушение корпуса в результате износа лакокрасочного
оборудования и действия влаги и температурных перепадов;
26
- избыточное давление газа в баллоне, которое может создаваться при
нарушениях правил заправки баллонов газом.
Согласно правилам безопасности при эксплуатации пропановых
баллонов баллоны с неисправностями не допускаются к эксплуатации, но
существуют неисправности, которые сразу не выявляются и могут привести к
возникновению процесса разгерметизации баллона. К ним следует отнести
неисправности, возникающие в результате нарушений и ошибок в
технологическом процессе изготовления баллонов. К этим неисправностям
относятся:
1) неисправный вентиль, по причинам: несправного клапана, брака
резьбового соединения и брака соединения вентиля с корпусом баллона;
2) неисправный корпус баллона может быть по причинам: некачественного
сварного шва в местах соединения основной части корпуса баллона с
верхним и нижним днищами; использования некачественных материалов для
изготовления корпуса баллонов в результате ошибок на этапе приёмки сырья
и при термической обработке; некачественная окраска поверхности,
наблюдаемая при сбое покрасочного оборудования и при ошибке на этапе
приёмки готовых газовых баллонов[15].
На рисунке 15 показаны причины возникновения разгерметизации
баллона с пропаном. Так же на рисунке 15 представлены вероятности
каждого
отказа
согласно
статистическим
данным
и
материалам
экспериментальных исследований.
Так как в случае каждого отказа возможна разгерметизация баллона, то
отказы действуют как параллельное соединение.
27
Разгерметизация
пропанового
баллона
2,35∙ 10-6
Заводской брак
баллонов
5,98 ∙ 10-7
Злой умысел
10-9
Неисправный
вентиль
7,8 ∙ 10-8
Неисправный
клапан
8 ∙ 10−9
Брак резьбы
2 ∙ 10−8
Брак соединений
вентиля с баллоном
5∙10-8
Неисправный
корпус
5,2 ∙ 10-7
Некачественный
сварной шов
10-13
Использование
некачественных
материалов для
резервуаров
10-16
Недокрашенная
поверхность
5,2 ∙ 10−7
Эксплуатационные
причины
1,75 ∙ 10-6
Ударное
воздействие
4,7∙10-7
Неплотно закрытый
вентиль
2,8∙10-7
Коррозия
10-9
Избыточное
давление
10-6
Рисунок 15 – Причины возникновения разгерметизации баллона с пропаном
28
По следующей формуле определяем вероятность разгерметизации
пропанового баллона:
′ = 1 − ∏=1(1 − ′  )(1)
где
′ 
′
– вероятность возникновения разгерметизации баллон;
- вероятность возникновения каждой причины разгерметизации баллона
Подставив соответствующие значения в формулу 1, получаем:
Вероятность разгерметизации баллона по совокупности причин составляет
′ = 2,35 ∙ 10−6;
вероятность разгерметизации баллона по причине злого умысла
–
вероятность разгерметизации баллона по причине заводского
1′ = 10−9 ;
брака – 2′ = 5,98 ∙ 10−7; по эксплуатационным причинам – 3′ = 1,75 ∙ 10−6.
′
2.1
= 7,8 ∙ 10−8
′
2.2
= 5,2 ∙ 10−7
2.2 Оценка вероятных сценариев развития чрезвычайной ситуации при
разгерметизации пропановых баллонов
Оценку вероятных сценариев развития чрезвычайной ситуации при
разгерметизации пропановых баллонов можно представить в виде дерева
событий (рисунок 16).
Дерево событий - алгоритм построения последовательности событий,
исходящих из основного события (аварийной ситуации). Используется для
анализа развития аварийной ситуации. Частота каждого сценария развития
аварийной ситуации рассчитывается путем умножения частоты основного
события на условную вероятность конечного события.
Дерево
событий
рассматривает возможные пути развития последствий аварии (сценарии
развития событий).
Все события, которые могут произойти после произошедшего
инцидента, соединены причинно-следственными связями, в зависимости от
срабатывания или отказа элементов защиты системы[16].
29
Разгерметизация баллона
2,35∙10-6
Отсутствие
обнаружения
разегерметизации
0,82
Отсутствие
воспламенения
0,05
Приостановление
техн. процесса и
ликвидация
опасностей
9,6∙10-8
Обнаружение
разгерметизации
0,18
Вослпламенение
газовоздушной смеси
0,95
Предотвращение ЧС
1
Взрыв
1
Продолжение
производственного
процесса
4,2∙10-7
Полное разрушение
конструкций на
предприятии
0,1
Частичное
разрушение
конструкций
0,75
Отсутствие
разрушений
0,15
Остановка
производства
1,8∙10-7
Остановка
производства
1,4∙10-6
Ликвидация
последствий
1
Продолжение
производственного
процесса
2,7∙10-7
Рисунок 16 – Дерево событий
30
Вероятность событий рассчитывается по формуле:
 = П=1 
(2)
1 = 9,6 ∙ 10−8
2 = 1,8 ∙ 10−7
3 = 1,4 ∙ 10−6
4 = 2,7 ∙ 10−7
5 = 4,2 ∙ 10−7
Исходя из полученных расчетов, наиболее вероятным событием
является
остановка
производства
вследствие
частичных
разрушений
конструкций.
Исходя из анализа дерева отказов и дерева событий можно сделать
вывод, что наибольшее последствие взрыва будет по причине злого умысла,
когда возможна полная разгерметизация всех баллонов в результате
инициирующего взрыва и дальнейшего взрыва разгерметизированных
баллонов, либо при полном открытии вентилей всех баллонов.
Для предотвращения подобных последствий необходимо раннее
обнаружение разгерметизации баллонов.
2.3 Расчёт параметров взрыва газовоздушной смеси
2.3.1. Взрыв газовоздушных смесей в открытом пространстве при
детонационном режиме горения в результате разгерметизации пропанового
баллона
Согласно дереву событий, возможно воспламенение смеси пропан –
воздух в двух вариантах при инициирующем взрыве и при взрыве
газовоздушной смеси, вышедшей из всех баллонов.
Принимая, что при полном открытии вентиля пропанового баллона
расход газа v составит
34,2 ∙ 10−5 кг⁄с,
а нижний концентрационный предел
распространения пламени НКПР составляет 0,053 кг/м3, то время
о
заполнения ближнего пространства объёмом V3 около 3 м3 определяется по
следующему выражению:
31
о =
Откудао =
НКПР ∙ 3
(3)

0,053 ∙ 3
= 465, с = 7,75мин.
34,2 ∙ 10−5
Принимаем, что взрывоопасная концентрация, с учётом растекания
газа, создастся за 10 минут, то количество газа, вышедшего из баллона,
составит 0,207 кг.
Время, за которое пропан полностью выйдет из баллона, с учётом
постоянного расхода газа, составит более 17,5 ч, масса пропана – 1 баллон –
21,5 кг, 20 баллонов – 430 кг.
Определим давление взрыва в радиусе 6 м (склад размером 6х3 м), с
учётом того, что вышло 0,207 кг газа.
Для этого проведём расчёт по следующим формулам.
Радиус зоны действия детонационной волны
3
⋅
,
 ⋅
 ≈ 10 ⋅ √
м,
(4)
где: k – коэффициент, учитывающий долю активного газа, принимаем
 = 1;
C – стехиометрическая концентрация газа по объёму, %, для пропана
 = 4,03,;
mk – молярная масса газа, для пропана –  = 44.
Подставив значения в выражения (4), получаем
3
0 = 10 ∙ √
0,2 ∙ 1
= 1,04, м
44 ∙ 4,03
32
Давление во фронте ударной волны Рф зависит от расстояния до
центра взрыва, которое можно определить по таблице 1 исходя из
соотношения
Рф = f (r / r0),
(5)
где r - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки, r = 6 м.
Таблица 1 – давление во фронте ударной волны в зависимости от
расстояния до центра взрыва.
r/r0
Рф, кПа
r/r0
Рф, кПа
0-1
1700
3
80
1,01
1232
4
50
1,04
814
5
40
1,08
568
6
30
1,2
400
8
20
1,4
300
12
10
1,8
200
20
5
2,7
100
-
Давление взрыва, воздействующее на склад

6
( ) =
= 5,8
0
1,04
при

= 5,8, согласнотаблице1∆ф = 30, кПа
0
Определим степень разрушения здания путем сопоставления давлений,
характеризующих
прочность
зданий
и
давлений,
характеризующих
воздействие взрыва.
Таблица 2 – степени разрушения зданий от избыточного давления при
взрывах взрывчатых веществ и горючих смесей
Типы зданий
Степени разрушения и избыточные
давления, кПа
слабые средние сильные полные
33
Кирпичные и каменные:
малоэтажные
многоэтажные
Железобетонные крупнопанельные:
малоэтажные
многоэтажные
Железобетонные монолитные:
многоэтажные
повышенной этажности
Железобетонные крупнопанельные
с железобетонным и металлическим
каркасом и крановым оборудованием
грузоподъемностью, в тоннах:
до 50
от 50 до 100
Здания со стенами типа " Сэндвич "
и крановым оборудованием
грузоподъемностью до 20 тонн.
Складские помещения с
металлическим каркасом и стенами из
листового металла.
8 - 20
8 - 15
20 - 35
15 - 30
35 - 50
30 - 45
50 - 70
45 - 60
10 - 30
8 - 25
30 - 45
25 - 40
45 - 70
40 - 60
70 - 90
60 - 80
25 - 50
25 - 45
50 - 115 115 - 180 180 - 250
45 - 105 105 - 170 170 - 215
5 - 30
15 - 45
30 - 45
45 - 60
45 - 75
60 - 90
75 - 120
90 - 135
10 - 30
30 - 50
50 - 65
65 - 105
5 - 10
10 - 20
20 - 35
35 - 45
В таблице 2 приведены интервалы давлений, вызывающих ту или иную
степень разрушения жилых, общественных и производственных зданий при
взрывах ВВ и горючих смесей.
Склад пропановых баллонов является зданием складского типа. При
воздействии давлением взрыва
∆ф2 = 30, кПа,
здание получит сильные
разрушения, что приведёт к разбросу газовых баллонов, сильному ударному
воздействию на корпус баллона, возможному срыву вентилей баллонов и, как
следствие, к их разгерметизации, при этом за короткий промежуток времени
на территории предприятия может образоваться газовоздушная смесь,
содержащая около 430 кг пропана.
Также имеет значение, какие повреждения получит склад кислородных
баллонов при взрыве газовоздушной смеси, содержащей 0,207 кг пропана.
Склад кислородных баллонов находится на расстоянии 10 метров от точки
34
взрыва, и, согласно формуле (4) и таблице 3, давление во фронте ударной
волны ∆ф10 составит 20 кПа.
Данное давление взрыва ударной волны также приведёт к средним
разрушениям и возможно к механическим повреждениям кислородных
баллонов, что приведёт к выходу в воздух большого количества кислорода.
Т.к. данные склады находятся на расстоянии в полуметре друг от друга,
вышедшие газы смешаются с большой вероятностью, создав взрывную
смесь,
которая
воспламенится
и
взорвётся.
Также
возможен,
при
механических повреждениях кислородным баллонов, их взрыв как сосудов
под давлением, что в дальнейшем вызовет их взрыв, давление которого
рассчитано ниже.
2.3.2 Расчёт давления взрыва баллона, как сосуда под давлением
Так как на предприятии хранятся кислородные и пропановые баллоны
при
повышенном давлении, необходимо рассчитать последствия взрыва
сосудов под давление. Расчет ведем по выражениям, приведенным ниже.
Энергия взрыва баллона определяем по выражению
−1

г ∙ 0
0
=
[1 − ( )
−1
г
] , (6)
где: V0 – объём ёмкости, м3;
Р0 – атмосферное давление, Па, принимаем Р0 = 105 Па;
Рг – давление газа (пара) в ёмкости, Па;

– показатель адиабаты.
Объём кислородного баллона – 40 л (0,04 м3), объём пропанового
баллона – 50 л (0,05 м3); давление газов в кислородном баллоне – 14,71 ∙ 106 , Па,
35
давление газа в пропановом баллоне – 1,6∙ 106 Па; показтели адиабаты для
кислорода – 1,4, для пропана – 1,13.
Подставив значение в формулу (6), получаем:
для кислорода Eк
14,71 ∙ 106 ∙ 0,04
105
К =
[1 − (
)
1,4 − 1
14,71 ∙ 106
1,4−1
1,4
] = 1,12 ∙ 106 , Дж
для пропана Еп
1,6 ∙ 106 ∙ 0,05
105
п =
[1 − (
)
1,13 − 1
1,6 ∙ 106
1,13−1
1,13
] = 1,67 ∙ 105 , Дж
Избыточное давление взрыва баллонов рассчитываем по следующей
формуле
∆ф = 95 ∙ (
3
√ ′

) + 390 (
3
√ ′2
2
′
) + 1300 (3 ),
(7)
где R – расстояние от центра взрыва до объекта, м, принимаем расстояние R
при взрыве кислородного баллона – 10 м, при взрыве пропанового баллона –
6 м;
′
- масса эквивалентного заряда, кг, находим по выражению:
′ =
0,6∙
,
тнт
где тнт – удельная теплота взрыва тринитротолуола, Дж/кг, Qтнт = 4,52∙106
Дж/кг;
Е – энергия взрыва баллона.
Откуда для кислородного баллона
для кислородного баллона
к′ =
0,6 ∙ 1,12 ∙ 106
= 0,15, кг,
4,52 ∙ 106
(8)
36
для пропанового баллона
п′
0,6 ∙ 1,67 ∙ 105
=
= 0,02кг.
4,52 ∙ 106
Подставив значения в формулу (7) получаем:
для кислородного баллона
3
∆фк
3
√0,152
√0,15
0,15
= 95 ∙ (
) + 390 (
) + 1300 ( 3 ) = 6,3, кПа,
2
10
10
10
для пропанового баллона
3
∆фп = 95 ∙ (
3
√0,022
0,02
√0,02
) + 1300 ( 3 ) = 5,2, кПа.
) + 390 (
2
6
6
6
Расчёты показывают, что при взрыве кислородного баллона, как сосуда
под давлением, разрушение склада пропановых баллонов будет слабым, но
может к дальнейшим взрывам остальных кислородных баллонов. Взрыве
пропанового баллона также приведёт к слабым разрушениям склада
пропановых баллонов и с малой вероятностью вызовет разгерметизацию
пропановых баллонов.
2.3.3. Расчёт последствий взрыва газовоздушной смеси при разгерметизации
всех пропановых баллонов
Как было написано выше, при разгерметизации всех пропановых
баллонов может образоваться газовоздушная смесь, содержащая 430 кг
пропана.
При этом радиус детонационной волны r0 430, согласно выражению (4)
составит:
37
3
0430 = 10 ∙ √
Определим
газовоздушной
давления
смеси
на
во
430 ∙ 1
= 13,4, м
44 ∙ 4,03
фронте
ударной
расстояниях,
волны
при
соответствующих
взрыве
средним
расстояниям от склада до: 1 – здания комплексной службы газового
оборудования, r1 = 38 м; 2 – здания технического блока, r2 = 58 м; 3 – здания
администрации и абонентского отдела, r3 = 82 м. В зону r1 входят следующие
сооружения:
комплексная
служба
газового
оборудования
и
склад
оборудования; в зону r2 – механический отсек, служба подземных
газопроводов, гараж, электротрансформаторный блок, технический блок; в
зону r3 - администрация и абонентский отдел, склад, служба межрегионгаз
газ, магазин, жилые дома.
Давления во фронте ударной волны при взрыве газовоздушной смеси
определяем согласно выражению (5) и таблице 1, результаты расчётов
сведены в таблицу 3 и показаны на рисунке 15.
Давление взрыва, воздействующее на здания в первой зоне:

38
1 ( ) =
= 2,8,
0
13,4
при

= 2,8, согласнотаблице1∆ф201 = 94, кПа.
0
Давление взрыва, воздействующее на здания во второй зоне:

58
2 ( ) =
= 4,3,
0
13,4
при

= 4,3, согласнотаблице1∆ф202 = 50, кПа.
0
Давление взрыва, воздействующее на здания в третьей зоне:
38

82
3 ( ) =
= 6,2,
0
13,4
при

= 6, согласнотаблице1∆ф203 = 30, кПа
0
Таблица 3 – результаты расчётов давления во фронте ударной волны в
зонах r1, r2, r3.
Номер
зоны
Расстояние,
Радиус
м
детонационной
волны, м
Отношение
ri/r0 430
Давление во
фронте ударной
волны
∆ф
r1
r2
r3
38
58
82
2,8
4,3
6,2
13,4
94
50
30
Определим степени разрушения зданий путем сопоставления давлений,
характеризующих
прочность
зданий
и
давлений,
воздействие взрыва в соответствии с таблицей 2.
характеризующих
39
Рисунок 17 – Радиусы зон поражения при взрыве газовоздушной смеси,
содержащей 430 кг пропана
Здания:
комплексная
служба
газового
оборудования
и
склад
оборудования относятся к кирпичному и каменному типу. При воздействии
давлением взрыва ∆ф201 = 100, кПа здания получат полные разрушения.
Здания: механический отсек, служба подземных газопроводов, гараж,
электротрансформаторный блок, технический блок, жилые дома относятся к
кирпичному и каменному типу. При воздействии давлением взрыва
50, кПа
здания получат сильные разрушения.
∆ф202 =
40
Здания:
администрация
и
абонентский
отдел,
склад,
служба
межрегионгаз газ, магазин, жилые дома (в которых может находиться до 600
человек) относятся к кирпичному и каменному типу. При воздействии
давлением взрыва ∆ф203 = 30, кПа здания получат средние разрушения.
Исходя из логики событий, все прочие постройки, находящиеся вне
радиуса 3-го круга, получат слабые, либо вовсе не получат разрушений.
Узнаем людские потери среди персонала и населения ближайших
жилых задний.
При
взрывах
на
объектах
люди
поражаются
непосредственно
воздействием ударной волны, осколками остекления и обломками зданий,
получивших полные и сильные разрушения, значительная часть людей может
оказаться в завалах.
На основании анализа материалов случившихся аварий основным
фактором, определяющим потери, является степень повреждения зданий.
Принимается, что: 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.
Максимальное количество людей, вышедших из строя в зданиях
рассчитаем по следующей формуле
Nоб.зд. = Nпол.р + 0,6 Nсил.р + 0,15 Nср.р,
(9)
где Nпол.р, Nсил.р, Nср.р - количество людей, находящихся в зданиях,
получивших соответственно полные, сильные и средние разрушения.
41
Общее число вышедших из строя людей, размещенных на открытой
местности
Nоб.откр = d PiFi ,
(10)
где d - доля людей, которые в момент взрыва могут оказаться в опасной зоне
вне зданий (при отсутствии данных величина d может быть принята равной
0,05);
 - плотность людей, чел./км2;
Fi - площадь территории объекта, где воздействует ВУВ с давлением
Рф,i
Площадь Fi вычисляется путем поочередного вычитания из площади
зоны поражения с давлением Рф,i площади зоны поражения с давлением
Рф,i+1.;
Рi - вероятность выхода из строя персонала, находящегося в i - ой зоне
воздействия ударной волны взрыва (таблица 4)[17].
Таблица 4 – Вероятность выхода из строя персонала в i-той зоне
Рф , кПа
< 13
13 - 35
35 - 65
65 - 120
120 - 400
400
Рi
0
0,75
0,35
0,13
0,05
0
Подставив значения согласно рисунку 17, таблице 4 и количеству
персонала, получим
об.откр. = 0,05 ∙ 16154 ∙ (0,13 ∙ 0,004 + 0,35 ∙ 0,004 + 0,75 ∙ 0,005) = 5, чел.
Общие потери людей определим по формуле (11)
42
Nоб. = Nоб.зд + Nоб.откр.
(11)
Подставив значения в формулу – получим
об. = 115 + 18 + 98 = 231, чел
Безвозвратные потери людей рассчитаем по формуле (12)
Nб = 0,6Nоб,
(12)
Подставим в формулу соответствующие значения
б = 0,6 ∙ 223 = 139, чел
Санитарные потери определим по формуле (13)
Nс = Nоб – Nб.
(13)
Вставим значения в формулу
с = 231 − 139 = 92, чел
Число пострадавших, оказавшихся в завалах определим по следующей
формуле
Nзав = Nпол.р + 0,3Nсил.р.
Подставив значения в формулу – получим
зав = 115 + 18 = 133, чел
(14)
43
В результате взрыва газовоздушной смеси среди работающего
персонала и жителей близлежащих домов ожидаются следующие людские
потери: общие потери – 231 человек, безвозвратные потери – 139 человек,
санитарные потери – 92 человек. Также, число людей, оказавшихся под
завалами, будет составлять 133 человека.
2.4. Мероприятия по снижению взрывоопасной ситуации на филиале АО
«Газпром газораспределение Орел»
Во
избежание
возникновения
взрыв
газовоздушной
смеси
на
территории филиала, можно принять следующие меры:
- установка стационарных газоанализаторов
- укрепление каркаса боковых стенок склада
- регулярная проверка состояния газовых баллонов
- совершенствование вентиляции.
Создание
взрывоопасной
концентрации
пропана
определяется
расходом газа из баллона и временем, в течении которого не была
обнаружена утечка, что приводит к необходимости установки контрольноизмерительный прибора концентрации пропана (газоанализатора).
При выборе газоанализатора необходимо учитывать следующие
параметры:
- чувствительность прибора;
- время срабатывания;
- способ индикации;
- массогабаритные характеристики.
Так как склад установлен на территории предприятия и нахождение
людей там бывает периодическое и кратковременное, то необходимо
выбирать газоанализаторы непрерывного контроля с пределом измерения
концентрации пропана от 0 до значений не менее 4,03 %.
На рынке РФ можно найти следующие газоанализаторы пропана:
44
- газоанализаторы серии ХОББИТ-Т;
- газоанализаторы типа ОКА;
- газоанализаторы типа БПС 21-М[20].
Среди
множества
газоанализаторов
газоанализаторы пропана «Хоббит-Т-C3H8»,
серии
которые
«Хоббит-Т»
сигнализируют
есть
об
опасной загазованности пропаном воздуха рабочей зоны:
- стационарные газоанализаторы пропана с настенным креплением;
- стационарные газоанализаторы пропана с креплением на DIN-рейку;
- переносные газоанализаторы пропана с выносным блоком датчиков (длина
кабеля от 6 до 30 метров);
- переносные газоанализаторы пропана с встроенным блоком датчиков;
- переносные газоанализаторы пропана с беспроводным выносным блоком
датчиков (связь блока индикации с блоком датчиков поддерживается по
технологии Bluetooth™).
Приборы серии «Хоббит-Т» и газоанализатор пропана в том числе
характеризуются высокой надежностью, ремонтопригодностью, низкой
ценой и максимально возможным межповерочным интервалом.
Газоанализаторы пропана «Хоббит-Т-C3H8» успешно используются во
многих
областях
промышленности,
где
возможны
аварийные
выбросы пропана.
Газоанализаторы серии «Хоббит-Т» выпускаются в стационарном и
переносном исполнении, которые в свою очередь могут быть:
Переносные газоанализаторы могут содержать до пяти каналов
измерения различных газов (кислород, горючие газы (метан CH4, пропан
C3H8, водород H2, угарный газ во взрывоопасных концентрациях CO),
токсичные газы (угарный газ, хлор, аммиак, диоксид серы, сероводород,
углекислый газ и др.)).
Стационарные газоанализаторы могут содержать до шестнадцати
каналов измерения одного или нескольких газов.
45
Стационарные и переносные газоанализаторы с цифровой индикацией
отображают концентрацию пропана на жидкокристаллическом дисплее. Все
газоанализаторы имеют встроенную световую и звуковую сигнализацию.
Применение газоанализаторов типа ХОББИТ – Т соответствуют требованиям
ПБ
12-529-03
«Правила
безопасности
систем
газораспределения
и
газопотребления»[21].
На рисунках 18 – 26 представлены внешний вид, габаритные размеры и
основные элементы газоанализатора.
Рис 18 – Внешний вид газоанализатора ХОББИТ – Т
46
Рис 19 – Блок индикации в исполнении И21
Блок индикации размещен в металлическом корпусе с двумя
кронштейнами для крепления к щиту или стене. Для соединения с другими
блоками газоанализатора и внешними устройствами на боковых панелях
блока установлены разъёмы. Блок индикации изготовлен в малогабаритном
корпусе с устройствами крепления на DIN-рейку.
Рис 20 – Блок индикации в исполнении И22
47
Рис 21 – Блок сенсоров (взрывозащищенный)
Рис 22 – Блок датчиков с разъёмом DB-9
Рис 23 – Блок датчиков с разъёмом PASS 5746
48
Рис 24 – Блок коммутации БР10
Блок
коммутации
предназначен
для
управления
внешними
исполнительными устройствами, например, пускателями моторов приточной
и вытяжной вентиляции, включаемой при достижении установленного
нормами порога загазованности. Блоки коммутации БР10 позволяют задавать
включения реле по условиям, определяемым заказчиком. Например:
возможно задать включение реле №3 блока коммутации БР10 №2 по
превышению порога 1 в каналах №1, №7 и №16 и т.п.
Рис 25 – Универсальная монтажная коробка МКУ
49
Состоит из монтажной коробки «Tyco-67049», в которую установлена
печатная плата с клеммными зажимами.
Рис 26 – Монтажная коробка малая (МКБ)
Газоанализаторы ОКА-92МТ предназначены для контроля кислорода,
горючих и токсичных газов в воздухе рабочей зоны. Возможно управление
внешними устройствами – включение аварийной вентиляции, сирены,
клапана и т.п.
Конструкция удовлетворяет требованиям ГОСТ 13320-81. Безопасность
конструкции удовлетворяет требованиям ГОСТ 12.2.007.0-75[22].
Газоанализатор ОКА-92МТ выпускается в следующих исполнениях:
ОКА-92МТ с креплением на DINрейку
 С цифровой индикацией
ОКА-92МТ Стационарный
 Без цифровой индикации
 С цифровой индикацией
 Быстрый монтаж/демонтаж
 Без цифровой индикации
50
Газоанализатор ОКА-92МТ может включать в себя:
 жк – дисплей на лицевой панели (для исполнений с цифровой
индикацией);
 высококонтрастный oled дисплей (для персонального исполнения);
 релейные выходы (для стационарных исполнений);
 токовые выходы по запросу (0–5ма или 4–20ма) (для стационарных
исполнений);
 встроенная световая и звуковая сигнализация.
Особенности газоанализатора являются:
 наличие множества исполнений;
 электронная установка нуля;
 суммарное количество датчиков до 16 в любых сочетаниях (для
стационарного исполнения);
 комплектуется
блоками
реле
для
коммутации
исполнительных
устройств;
 связь
с
компьютером
(интерфейс
rs-232)
(для
стационарных
исполнений);
 возможность соединения блоков датчиков с блоком индикации
“звездой” и “гирляндой” (для стационарных исполнений);
 возможно
взрывозащищенное
исполнение
блоков
датчиков,
с
маркировкой взрывозащиты exibiibt6;
 возможно исполнение блоков датчиков, устойчивых к влажной и
агрессивной среде;
 особенно удобны, когда в ходе эксплуатации необходим оперативный
монтаж/демонтаж блоков газоанализатора[23].
51
Рисунок 26 – Внешний вид газоанализатора ОКА – Т
Газоанализатор
взрывоопасных
газов
СИГМА-1М
и
паров
многоканальный стационарный предназначены для измерения довзрывных
концентраций взрывоопасных газов и паров (метана, пропана, паров бензина
и других горючих веществ) в атмосферном воздухе, а также паров бензина в
атмосфере азота.
СИГМА-1М может применяться для измерений и подачи аварийной
сигнализации
при
превышении
заданного
уровня
концентрации
взрывоопасных веществ в атмосфере взрывоопасных зон, производственных
помещений класса B-I, B-Iа и наружных установок класса B-Iг.
Рисунок – 27 – Внешний вид газоанализаторов СИГМА-1М
52
Газоанализатор СИГМА-1М представляет собой микропроцессорный
телеметрический прибор с восемью совмещенными каналами питания и
передачи данных. Датчики соединяются с информационным пультом
двухпроводными линиями связи длиной до 2000 метров, по которым они
получают питание от пульта и осуществляют передачу измерительной
информации в пульт в виде непрерывного электрического сигнала с плавно
изменяющейся частотой, пропорциональной концентрации взрывоопасных
веществ в месте установки датчиков. Информационный пульт обеспечивает
поочерёдный приём и обработку поступающих от датчиков частотных
сигналов, отображение результатов измерения на цифровом табло и передачу
их в ПЭВМ, а также формирует рабочие и аварийные световые, звуковые и
релейные сигналы. В датчиках метана, пропана, паров бензина и других
горючих газов в атмосферном воздухе применяется термокаталитический
сенсор ТКС-1, ТКС-5 или ДТК1-3,0, в датчиках паров бензина в атмосфере
азота – полупроводниковый сенсор ПГС-1. Принцип работы датчиков с
термокаталитическим сенсором основан на изменении электрического
сопротивления материала сенсора датчика вследствие его нагрева за счет
тепла, выделяющегося при протекании термохимической реакции горения
газа в присутствии катализатора. Компенсация влияния температуры
окружающей среды достигается применением в конструкции сенсора
пассивного
сравнительного
элемента,
включаемого
в
мостовую
измерительную схему. Датчики с полупроводниковым сенсором относятся к
термосорбционным и способны работать как в воздухе, так и при полном
отсутствии кислорода – в инертном газе[24].
Газоанализатор
СИГМА-1М вырабатывает
световые
и
звуковые
сигналы оповещения, а также релейные сигналы управления отключающей
аппаратурой.
Для
сигнализации
подключения
датчиков
к
каналам
предназначены восемь зелёных светодиодов «Работа» на передней панели
прибора, каждый из которых может находиться в одном из трёх состояний:
 горит непрерывно – к соответствующему каналу подключен датчик;
53
 мигает – в соответствующем используемом канале датчик отсутствует или
неисправен;
 не горит – в соответствующем канале датчик отсутствует или неисправен,
а сам канал не используется.
Для сигнализации превышения установленных пороговых значений
концентрации в каналах предназначены восемь красных светодиодов
«Тревога» на передней панели прибора, каждый из которых может
находиться в одном из трёх состояний:
 не горит – концентрация, регистрируемая датчиком в соответствующем
канале, меньше значения "Порог 1" (предупреждения);
 горит
непрерывно
–
концентрация,
регистрируемая
датчиком
в
соответствующем канале, больше значения "Порог 1" (предупреждения),
но меньше значения "Порог 2" (срабатывания);
 мигает – концентрация, регистрируемая датчиком в соответствующем
канале, больше значения "Порог 2" (срабатывания).
Каждое
изменение
состояния
датчиков,
подключенных
к
используемым каналам, сопровождается серией звуковых сигналов. Для
управления внешней аппаратурой газоанализатор СИГМА-1М имеет восемь
силовых реле (по одному на канал) с переключающими контактами,
выведенными на разъём «Отключающая аппаратура». Контакты замыкаются
(размыкаются), если концентрация контролируемого вещества превышает
установленное значение "Порог 2" (срабатывания) или по другим событиям.
Датчики
для
газоанализатора
СИГМА-1М выпускаются
в
пластмассовых или силуминовых корпусах в нескольких конструктивных
исполнениях:
 датчик метана, пропана, паров бензина в атмосферном воздухе;
 датчик паров бензина в атмосфере азота с фланцем для установки на
резервуаре;
54
 датчик паров бензина в атмосфере азота с фланцем для установки вдали от
резервуара[25].
В таблице 5 приведены сравнительные характеристики рассмотренных
газоанализаторов.
Таблица 5 – Сравнительные характеристики газоанализаторов
Сравнительные
характеристики
Газоанализаторы
«Хоббит-Т-
ОКА-92МТ
СИГМА-1М
2
3
4
0,09 – 0,85
0 – 0,85
0 – 0,5
C3H8»
1
Диапазон
измерения
пропана, об. %
Наличие
сигнализации о
превышении
Присутствует
порогового
значения
Тип установки
Стационарная
Максимальное
количество
обслуживаемых
16
16
8
10
10
8
-40 – +50
- 40 – +40
+5 – +40
каналов, шт.
Средний срок
службы, лет
Рабочая
температура
воздуха, ºС
55
Способ индикация и
Цифровая,
сигнализации
звуковая,
световая
Цифровая,
световая и
Световая и
звуковая
звуковая
сигнализация
Продолжение таблицы 5
1
2
3
4
Погрешность измерений
25%
1%
±5%
20% НКПР
17% НКПР
% 20 НКПР
0,9
0,9
0,9
Пороги срабатывания
сигнализации по пропану
Вероятность
срабатывания
сигнализации при
достижении порога
концентрации
На основании таблицы 5 выбираем газоанализатор типа ОКА – 92МТ,
так как он соответствует может работать в условиях окружающей среды,
свойственных
складу
пропановых
баллонов,
обладает
наименьшей
погрешностью измерений, достаточным сроком службы, а также имеется
световая и звуковая сигнализация о превышении допустимых порогов
срабатывания.
2.5. Оценка принятых мер
После установки газоанализатора ОКА – 92МТ резко повышается
вероятность обнаружения пропана в воздухе складского помещения, которая
составляет, согласно паспорту газоанализатора, 0,9. Поэтому вероятность
отсутствия
обнаружения
Следовательно,
согласно
разгерметизации
баллона
дереву
(рис.
событий
составит
16)
0,1.
вероятности
56
воспламенения газовоздушной смеси и взрыва, полного разрушения,
частичного разрушения конструкция предприятия, согласно формуле (2),
составит, соответственно, 2,23∙10-7, 2,23∙10-8, 1,67∙10-7. Вероятности этих
событий после установки газоанализатора ОКА– 92МТ в 8,3 станут меньше,
чем без использования газоанализатора.
Заключение
Филиал
АО
«Газпром
газораспределение
Орёл»
относится
к
предприятиям нефтегазового комплекса, где хранятся баллоны с пропаном и
кислородом,
которые
являются
потенциально
опасными
объектами.
Следовательно одним из наиболее вероятных ЧС на предприятии является
взрыв и пожар либо в результате воспламенения газовоздушной смеси, либо
взрыва сосудов под давлением.
Взрыв газовоздушной смеси возможен в результате разгерметизации
баллона по причинам злого умысла, эксплуатационным причинам и
заводского брака баллонов. Но, как правило, более тяжёлые последствия
будут в случае злого умысла, так как возможна полная разгерметизация всех
двадцати хранящихся на филиале баллонов с пропаном, содержащих 430 кг
газа. Вероятность разгерметизации баллона составляет 2,35 ∙ 10-6. При этом
вероятность полных разрушений конструкций на предприятии составляет
1,8∙10-7. При взрыве 430 кг пропана в радиусе 38 м следует полное
разрушение зданий, в радиусе 58 м – сильные разрушения, 82 м – средние
разрушения. Количество пострадавших на территории предприятия и на
прилегающей территории составит 231 человек, из которых 139 – со
смертельным исходом.
Для снижения последствий взрыва необходимо применить следующие
мероприятия: установка стационарных газоанализаторов, укрепление каркаса
боковых
стенок
склада,
проверка
состояния
газовых
баллонов,
совершенствование вентиляции. Установка стационарного газоанализатора
типа ОКА – 92МТ позволит снизить вероятность взрыва газовоздушной
57
смеси, содержащий пропан, в 8,3 раза за счёт более раннего обнаружения
разгерметизации баллона по концентрации пропана в воздухе склада.
Список литературы
1. Доклад об экологической ситуации в Орловской области в 2016 году/
Правительство Орловской области. Управление экологической безопасности
и природопользования Орловской области (Орелоблэконадзор); Иванов И.
Ф., Внуков Н. М., И ДР. – Орел, 2017. -152 с. – Дата доступа 26.04.2018.
2. Архив погоды в Орле [Электронный ресурс]. – Режим доступа: –
Дата доступа 27.04.2018.
3. Филиал АО «Газпром газораспределение Орел» [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: – Дата доступа 30.04.2018.
4. «Свифт» производственно – коммерческая фирма. Кислородные
баллоны. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: – Дата доступа 1.05.2018.
5. ВЭП Волгаэнергопром. Вентиль баллонный кислородный ВК-20.
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: – Дата доступа 2.05.2018.
6. Использование и устройство кислородных баллонов для сварки.
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: – Дата доступа 2.05.2018.
7. Маркировка баллонов. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: –
Дата доступа 6.05.2018.
8. Техническое освидетельствование и ремонт кислородных баллонов.
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: – Дата доступа 6.05.2018.
9. . [Электронный ресурс]. – Режим доступа: – Дата доступа 6.05.2018.
10. Пропан 24. Баллона пропана – вес, давление, объём. [Электронный
ресурс] – Режим доступа: – Дата доступа 8.05.2018.
58
11. Энциклопедия строительства и ремонта. Газоснабжение СУГ.
[Электронный ресурс] – Режим доступа: – Дата доступа 8.05.2018.
12. ООО ТД «Технова». Баллон пропановый. [Электронный ресурс] –
Режим доступа: – Дата доступа 8.05.2018.
13. Из-за чего происходят взрывы газовых баллонов. Статистика
взрывов газовых баллонов. [Электронный ресурс] – Режим доступа: – Дата
доступа 10.05.2018.
14. Взрывы газа, взрывы газовых баллонов. [Электронный ресурс] –
Режим доступа: – Дата доступа 11.05.2018.
15. Газовые баллоны – правила эксплуатации. [Электронный ресурс] –
Режим доступа: – Дата доступа 12.05.2018.
16.
Надёжность
технических
систем
и
техногенный
риск.
[Электронный ресурс] – Режим доступа: – Дата доступа 13.05.2018.
17. Лумисте Е.Г. Безопасность жизнедеятельности в примерах и
задачах [Текст] / Е.Г. Лумисте. – Брянск: Издательство Брянской ГСХА,
2010. – 535 с.
18. РФ Федеральный закон. Технический регламент о безопасности
зданий и сооружений. – 2013. – 32с.
19. ОСТ 153-39.1-003-00. Баллоны стальные сварные для сжиженных
углеводородных газов. – 2001. – 16с.
20.
Стационарные
многоканальные
газоанализаторы.
Хоббит-Т
газоанализатор стационарный многоканальный. [Электронный ресурс] –
Режим доступа: – Дата доступа 15.05.2018.
21. Комплексные поставки оборудования КИПиА. Газоанализатор
Хоббит-Т с цифровой индикацией. [Электронный ресурс] – Режим доступа:
– Дата доступа 15.05.2018.
22. Газоанализаторы ОКА. [Электронный ресурс] – Режим доступа: –
Дата доступа 16.05.2018.
59
23. ОКА газоанализатор стационарный многоканальный. [Электронный
ресурс] – Режим доступа: – Дата доступа 16.05.2018.
24.
Сигма-1М
газоанализатор
взрывоопасных
газов
и
паров.
[Электронный ресурс] – Режим доступа: – Дата доступа 18.05.2018.
25. Газоанализатор взрывоопасных газов и паров СИГМА-1М.
[Электронный ресурс] – Режим доступа: – Дата доступа 18.05.2018.
60
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа