Обеспечение безопасности прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации (стр. 6 из 28)
- разрушение аппарата или трубопровода со смешанными газами или жидкостями;
- потеря герметичности трубопроводов (разрыв сварного шва, прокладки, отрыв штуцера);
- образование или выброс горючей пыли.
В этом случае газо-, паро-, пылевоздушная смесь займет частично или полностью весь объем помещения. Затем этот объем заменяется расчетной сферой (в отличии от полусферы в открытом пространстве), радиус которой определяется с учетом объема помещения, типа и массы опасной смеси. При прогнозировании последствий считают, что процесс в помещении развивается в режиме детонации.
1.13 Оценка риска возникновения чрезвычайных ситуаций на компрессорной станции «Сергиевского ЛПУМГ»
Практика эксплуатации газовых сетей и сооружений показывает, что при повреждении отдельных элементов системы вытекающий газ может легко воспламениться, после чего начинается его интенсивное горение. Газ загорается, но взрывов при этом не бывает. Объясняется это тем, что взрывоопасен не сам газ, а его смесь с воздухом, так называемая газовоздушная смесь, и притом в строго определенной пропорции. Если в воздухе содержится газа меньше нижнего предела, то смесь не способна ни взрываться, ни гореть [4].
Учитывая причины аварии рассмотренные в пункте 1.9 данного раздела работы построена блок-схема развития различных аварийных ситуаций на магистральном газопроводе «Сергиевского ЛПУМГ» (рисунок 1.5), на основании блок-схемы, построено дерево событий (рисунок 1.6).
 |
Рисунок 1.5 – Схема развития аварии на магистральном газопроводе
Рисунок 1.6 – Дерево событий разрыва магистрального газопровода
Вероятность возникновения инициирующего события – разрушение газопровода, принята равной 1.
Значение частоты возникновения отдельного события или сценария пересчитывается путем умножения частоты возникновения инициирующего события на условную вероятность развития аварии по конкретному сценарию.
1 – разрыв газопровода;
2 – «вырывание» концов разрушенного газопровода из грунта на поверхность («в слабонесущих» грунтах) с разлетом осколков трубы;
3 – образование котлована в грунте (в «твердых» грунтах) с разлетом осколков трубы;
4 – истечение газа из газопровода в виде двух независимых высокоскоростных струй с одновременным образованием ударной воздушной волны;
5 – образование газовоздушного облака;
6 – истечение газа из котлована в виде «колонного» шлейфа с одновременным образованием ударной воздушной волны;
7 – воспламенение истекающего газа с образованием двух настильных струй пламени;
8 – рассеивание истекающего газа без воспламенения;
9 – рассеивание облака;
10 – взрыв газовоздушной смеси;
11 – рассеивание истекающего газа;
12 – воспламенение истекающего газа с образованием «столба» пламени.
Значение частоты возникновения сценария аварийной ситуации при разрыве газопровода, с воспламенением истекающего газа и образованием двух настильных струй пламени равно:
Рн.стр.пл = Р1· Р12 · Р24 · Р47 = 1·0,7·0,7·0,2= 9,8·10-2. (1.1)
Вероятность возникновения взрыва газовоздушной смеси:
Рвзр = Р1·Р13·Р35·Р510 = 1·0,3·0,05·0,01= 1,5·10-4. (1.2)
Вероятность возникновения «столба» пламени:
Рст.п. = Р1·Р13·Р36·Р612 =1·0,3·0,25·0,1= 7,5·10-3. (1.3)
Вероятность возникновения взрыва и пожара:
Рвзр пож= Р7+Р10+Р12= Р1· Р12 · Р24 · Р47 + Р1·Р13·Р35·Р510 + Р1·Р13·Р36·Р612= =1·0,7·0,7·0,2+1·0,3·0,05·0,01+1·0,3·0,25·0,1= 9,8·10-2+1,5·10-4 +7,5·10-3 =0,105(1.4)
Таким образом, наиболее вероятным сценарием развития аварии является разрушение газопровода без воспламенения, но, учитывая статистику ЧС, связанных с разрушением газопровода, наибольшие разрушающие последствия имеют разрывы с образованием опасной газовоздушной смеси c последующим разрушением зданий, поэтому будет рассматриваться именно этот сценарий ЧС.
1.14 Разработка сценариев развития чрезвычайной ситуации
Результаты расследования ранее произошедших аварий позволяют предположить возможность трех типов техногенных аварий, которые могут произойти на компрессорной станции.
Группа сценариев С1 (наиболее опасное): Разгерметизация соединительного газопровода, от блока пылеуловителей до электроприводного газоперекачивающего агрегата в блоке компримирования газа в замкнутом пространстве (помещении), вследствие резкого увеличения давления ® выброс газа ® образование взрывоопасной ГВС в замкнутом пространстве ® взрыв ГВС от источника инициирования (источником инициирования взрыва явилось соударение металлических предметов при выбросе из трубопровода газа, либо, стало результатом взаимодействия (трения) частиц вещества и металлических конструкций трубопровода) ® поражение оборудования и персонала ударной волной, осколками оборудования.
Группа сценариев С2 (наиболее вероятное): Разгерметизация нагнетательного газопровода с природным газом в блоке компримирования газа в здании компрессорной станции, в результате нарушения целостности сварного шва ® выброс газа в пределах помещения ® воспламенение от источника зажигания (источником воспламенения послужила электрическая искра от неисправного оборудования) ® термическое поражение оборудования и персонала.
Группа сценариев С3 (максимально негативное воздействие на окружающую среду): Разгерметизация трубопровода с природным газом на открытом пространстве, вследствие дефекта сварного шва ® выброс газа в открытое пространство ® образование переобогащенной ГВС ® сгорание ГВС по модели «огненный шар» при наличии источника инициирования (источником инициирования послужил разряд молнии) ® прямое огневое воздействие на окружающую среду ® термическое воздействие на окружающую среду.
Взрывоопасные облака топливно-воздушной смеси, как правило, воспламеняются через некоторое время после их образования. Это позволяет оповестить персонал предприятия о необходимости включения устройств защиты (паровые или водяные завесы для его рассеивания) и принять меры по предотвращению возможных взрывов на соседних объектах. Таким образом, весьма актуальным является обнаружение загазованности воздушной среды территории предприятий на ранних стадиях аварии.
Для расчета вероятности возникновения ЧС необходимо построить дерево отказов для каждого сценария.
1.15 Расчет вероятности возникновения ЧС, вызванной разгерметизацией газопровода в здании компрессорной станции
Моделирование аварийной ситуации представлено на дереве событий.
Дерево отказов - это графическое представление связей между отказами оборудования и аварийными ситуациями. Одним из достоинств метода является систематическое логически обоснованное построение множества отказов элементов системы, которые могут привести к аварии. В соответствии с формулами 1.5 и 1.6 проведем расчет вероятности возникновения взрыва в парке высокого давления.
; (1.5) 
. (1.6)На рисунке 1.6 приведено дерево отказов для наиболее вероятного сценария, разгерметизация газопровода в здании компрессорной станции с последующим воспламенением истекающего газа.
Рисунок 1.6 – Дерево отказов для наиболее вероятного сценария развития ЧС
В таблице 1.7 приведены значения вероятности возникновения конечных событий для нежелательного события – разгерметизация нагнетательного газопровода ГПА в блоке компримирования газа в здании компрессорной станции с последующим воспламенением истекающего газа.
Таблица 1.7 – Исходные события «дерева отказов»
| Событие или состояние модели | Вероятность события Pi |
| Отказ предохранительных клапанов | 0,04 |
| Отказ автоматических отсекающих задвижек | 0,03 |
| Дефект сварного шва | 0,06 |
| Коррозионный износ сварного шва газопровода | 0,07 |
| Механическое повреждение газопровода | 0,08 |
Значение для события Х, по формуле 1.5
Рx=
=1-(1-0,0738)∙(1-0,08)=0,1478;Для события Y, по формуле 1.5:
Рy=
=1-(1-0,0041)∙(1-0,07)=0,0738;Для события Z, по формуле 1.6:
РZ=РA∙РВ=0,06∙0,0688=0,0041;
Для события В:
РВ=
1-(1-0,04)∙(1-0,03)=0,0688.В соответствии с данными таблицы 1.5 ЧС, вызванная разгерметизацией газопровода, с дальнейшим воспламенением от источника зажигания, является редкой.
В таблице 1.8 приведены значения вероятности возникновения конечных событий для нежелательного события – разгерметизация подземного газопровода в открытом пространстве с последующим воспламенением.
Таблица 1.8 – Вероятность возникновения события
| № | Событие | Вероятность | |
| 1 | 2 | 3 | |
| 1 | Недостаточный материал изоляции | 1,3∙10-4 | |
| 2 | Механические повреждения изоляции при ремонте и строительстве МГ | 2,3∙10-3 | |
| 3 | Неудовлетворительное нанесение покрытия | 3,6∙10-3 | |
| 4 | Неудовлетворительный контроль состояния изоляции | 1∙10-2 | |
| 5 | Недостаток работы катодной защиты | 3,6∙10-3 | |
| 6 | Высокая коррозионная активность грунта | 9∙10-3 | |
| 7 | Низкое качество работы сварщика | 9∙10-2 | |
| 8 | Некачественный контроль швов | 1,5∙10-4 | |
| 9 | Дефекты при строительстве и ремонте | 2,9∙10-2 | |
| 10 | Дефекты при транспортировке труб | 3,6∙10-3 | |
| 11 | Проведение ремонтных работ в охранной зоне | 1∙10-3 | |
| 12 | Трасса МГ не обозначена | 10-4 | |
| 13 | Неосведомленность строительных организаций о наличии МГ | 10-3 | |
| 14 | Оползень | 0,14 | |
| 15 | Паводок | 10-4 | |
| 16 | Разряд молнии | 1∙10-2 | |
| 17 | Селевой поток | 10-3 | |
| 18 | Дефекты заводского продольного шва трубы | 1,3∙10-4 | |
| 19 | Низкое качество металла трубы | 1,5∙10-4 | |
Значение для события Y(по формуле 1.5):