Особенности расчетного определения величины индивидуального пожарного риска для персонала нефтеналивного резервуарного парка Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

РИСКОЛОГИЯ RISKOLOGY

а

Оригинальная статья / Original article УДК 614.8

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ПОЖАРНОГО РИСКА ДЛЯ ПЕРСОНАЛА НЕФТЕНАЛИВНОГО РЕЗЕРВУАРНОГО ПАРКА

© Д.В. Седов1,

Восточно-Сибирский институт МВД РФ, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 110.

РЕЗЮМЕ. ВВЕДЕНИЕ. Достаточно распространенными являются случаи, когда на производственном объекте обязательные требования пожарной безопасности выполнены в полном объеме, но имеются отступления от требований нормативных документов. Поэтому для обеспечения пожарной безопасности объекта необходимо проводить оценку пожарного риска. В работе рассмотрен нормативный алгоритм расчета величины индивидуального пожарного риска на примере нефтеналивного резервуарного парка. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ. Рассмотрены статистические данные о пожарах и авариях, особенности различных сценариев их развития, определены вероятности реализации опасных исходов аварий и проведена оценка их последствий. РЕЗУЛЬТАТЫ. Индивидуальный пожарный риск для персонала представляет собой вероятность гибели человека в результате воздействия на него опасных факторов пожара или взрыва и учитывает вероятность присутствия человека в той или иной точке. Для этого необходимо знать распределение времени присутствия персонала по территории. Данное распределение можно получить из режима обслуживания оборудования, графиков обхода территории и т.д. Так, зона, расположенная около каждого резервуара, характеризуется временем нахождения персонала 20 мин в неделю (0,048 ч). Следовательно, в зоне резервуарного парка персонал находится с вероятностью 210-3 в сутки. На остальной территории (вне зданий) время нахождения персонала составляет 5 мин в сутки, то есть вероятность нахождения персонала составляет 8,310-2 в сутки. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Таким образом, при оценке индивидуального пожарного риска на территории нефтеналивного резервуарного парка установлено, что значительную опасность представляют пожары и взрывы, которые могут произойти после разрушения резервуаров с проливом нефти в обвалование. Сценарии данной аварии сводятся к двум исходам: пожар и взрыв (пожар-вспышка). Получено, что, в целом, индивидуальный пожарный риск для персонала не превышает нормативного и пожарная безопасность объекта является обеспеченной.

Ключевые слова: резервуарный парк, методика оценки пожарного риска, сценарий развития аварии, оценка риска.

Формат цитирования: Седов Д.В. Особенности расчетного определения величины индивидуального пожарного риска для персонала нефтеналивного резервуарного парка // XXI век. Техносферная безопасность. 2016. Т. 1. № 3. С. 114-125.

SPECIFICS OF DETERMINING THE VALUE OF AN INDIVIDUAL FIRE RISK FOR THE STAFF OF AN OIL-TANKER RESERVOIR PARK D.V. Sedov

East-Siberian Institute of Ministry of Internal Affairs of the Russian Federation, 110 Lermontov st., Irkutsk, 664074, Russia.

ABSTRACT. INTRODUCTION. The situations when fire safety requirements are carried out, but there are some deviations from normative documents are rather widespread. For this reason, fire risk assessment for an object is obligatory to provide fire safety. The article deals with a normative algorithm for determining the value of an individual fire risk using an oil-tanker reservoir park as an example. MATERIALS AND METHODS. The statistics data on fires and accidents, specifics of different accident and fire development scenarios have been analyzed, the probabilities of dangerous accident outcomes have been determined, their consequences have been assessed. RESULTS. An individual fire risk for the staff is a probable human death caused by dangerous fire or explosion factors. It takes into account the probability of the physical presence of a human in a specific place. To determine it, one should know the presence time distribution for the staff

Седов Дмитрий Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры автотехнической экспертизы и автоподготовки ВСИ МВД, e-mail: sedov_irk@list.ru

Sedov Dmitry, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor of Auto-motive expertise and auto-training department of the East-Siberian Institute of Ministry of Internal Affairs, e-mail: sedov_irk@list.ru

M

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

РИСКОЛОГИЯ RISKOLOGY

а

in the territory of an object by analyzing equipment maintenance modes, patrol schedules, etc. For example, zones located near each reservoir are characterized by the presence of the staff for 20 minutes a week (0,048 h). Consequently, in these zones workers are present with a probability of 210-3 per day. In other zones (outside the buildings), the staff presence time is 5 minutes per day, i.e. the probability of the staff presence is 8,310-2 per day. CONCLUSION. Having assessed the individual fire risks in the territory of an oil-tanker reservoir park, we have found out that fires and explosions after the destruction of reservoirs accompanied by oil spilling are significant dangers. Accident development scenarios are as follows: fires and explosions (fire-flames). In general, the individual fire risk complies with a regulatory risk and the object is protected from fires.

Key words: reservoir park, assessment methods for fire risks, accident development scenario, risk assessment

For citation: Sedov D.V. Specifics of determining the value of an individual fire risk for the staff of an oil-tanker reservoir. XXI century. Technosphere safety. 2016, vol. 1, no. 3, pp. 114-125. (In Russian)

Введение

Согласно ст. 62 (с учетом изменений3'4), пожарную безопасность объекта можно считать обеспеченной при выполнении требовании пожарной безопасности, установленных обязательными техническими регламентами и нормативными документами (добровольного применения).

Достаточно распространенными являются случаи, когда на производственном объекте обязательные требования пожарной безопасности выполнены в полном объеме, но имеются отступления от требований нормативных документов. Поэтому для обеспечения пожарной безопасности

объекта необходимо проводить оценку пожарного риска. Расчеты по определению величин пожарного риска проводятся в соответствии с методикой5 (с учетом изменений6). Однако методики расчета пожарных рисков имеют ряд существенных недостатков, прежде всего при оценке индивидуальных пожарных рисков резервуарных парков. В настоящей работе предпринята попытка оценить особенности расчета индивидуального пожарного риска на территории нефтеналивного резервуарного парка [1].

Федеральный закон РФ от 22.07.2008 № 123-Ф3. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности.

Tekhnicheskii reglament o trebovaniyakh pozharnoi bezopasnosti [Technical regulations on fire safety requirements]. Federal'nyi zakon RF ot 22.07.2008 № 123-FZ [Federal Act of the Russian Federation from 7/22/2008 No. 123-FZ].

3O vnesenii izmenenii v Federal'nyi zakon «Tekhnicheskii reglament o trebovaniyakh pozharnoi bezopasnosti» [On the amendments to the Federal Act "Technical regulations on fire safety requirements"]. The Federal Act of the Russian Federation from 27.06.2012.

4O tekhnicheskom regulirovanii [On the technical regulation]. Federal'nyi zakon ot 27.12.2002 № 184-FZ s izm. i dop. na 2012 g. [Federal Act no. 184-FZ from 12/27/2002 amended in 2012].

5Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах. Утв. пр. МЧС России от 30.06.2009, № 404.

Metodika opredeleniya raschetnykh velichin pozharnogo riska na proizvodstvennykh ob"ektakh. Utv. pr. MChS Rossii ot 30.06.2009 № 404. Methods for determining fire risk values at industrial objects. Approved by the Ministry of Emergency Situations of Russia from 6/30/2009, no. 404.

6О внесении изменений в Приказ МЧС России от 10.07.2009 № 404. Заголовок: Приказ МЧС РФ от 14.12.2010, № 649.

O vnesenii izmenenii v Prikaz MChS Rossii ot 10.07.2009 № 404. Zagolovok: Prikaz MChS RF ot 14.12.2010 № 649. [On the amendments to the Order of the Ministry for Emergency Situations of Russia from 7/10/2009 No. 404. Heading: The order of the Ministry of Emergency Situations of the Russian Federation from 12/14/2010, no. 649].

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

РИСКОЛОГИЯ RISKOLOGY

Объекты и методы исследования

а

Объектом исследования являлся склад нефти с резервуарным парком, размещенным на территории с обвалованием. Парк разделен на две части: в первой, площадью 5280 м2, находятся 3 резервуара РВС-1000, во второй части, площадью 2016 м2, - 1 резервуар РВС-1000. Вертикальные стальные резервуары РВС-1000 имеют объем 1000 м3, диаметр 10,43 м, высоту 12 м, площадь основания 85,4 м2. Степень заполнения нефтью составляет 0,7. На резервуарах установлены дыхательные клапаны КДМ и КДС со встроенными огнепре-градителями.

Резервуары не оборудованы автоматической пожарной сигнализацией. Для формирования сигнала «Пожар» в резер-вуарном парке предусмотрены ручные пожарные извещатели. Система оповещения о пожаре 1-го типа - размещенные на стойках звуковые оповещатели. Резервуары нефти оборудованы полустационарной неавтоматической системой подслойного пенного пожаротушения на основе пеноге-нераторов низкой кратности. Для защиты

от нагрева во время пожара резервуары оборудованы полустационарной установкой водяного охлаждения. Вода подается к кольцу орошения в верхнем поясе резервуара. На площадке предусмотрено также 2 поста для наружного пожаротушения с помощью техники.

Комплекс причин повреждения резервуаров, насосов, трубопроводов связан с тем, что данные аппараты работают в сложном напряженно-деформационном состоянии, вызываемом перепадами рабочих давлений и температур, ветровой и снеговой нагрузками, сейсмическими явлениями, неравномерными осадками, агрессивным воздействием на стенки нефти, атмосферных осадков, почвенных вод.

Климат района резервуарного парка резко континентальный, с продолжительной сухой зимой и теплым коротким летом. Разность минимальной и максимальной температуры достигает 90°С. Максимальная температура достигает + 36°С (в июле), доля штилей - 20%7.

Результаты и их обсуждение

Из теории риска следует, что существует две главных характеристики риска неблагоприятной ситуации: вероятность ее реализации и размер ущерба. Пожарный риск для производственного объекта предполагает учет опасности для персонала и людей, находящихся за границами объекта. Поэтому в качестве ущерба рассматривается гибель человека. Для определения вероятности аварии в резервуарном парке используются соответствующие статистические данные [2, 3].

За 20 последних лет в России

наибольшее количество пожаров происходило на распределительных нефтебазах (48,3%). На нефтеперерабатывающих заводах произошло 27,7% пожаров, на нефтепромыслах - 14%, на насосных станциях - 10%. В основном пожары на складах нефти происходили на наземных резервуарах (93,3%). 32,4% пожаров произошло на резервуарах с сырой нефтью, 53,8% - с бензином, 13,8% - с мазутом, керосином, дизельным топливом, маслом и др. нефтепродуктами. Основными источниками зажигания являлись: огневые и ремонтные ра-

7СНиП 23-01-99. Строительная климатология. М.: Издательство стандартов, 2001.

Stroitel'naya klimatologiya [Construction climatology]. Moscow, Izdatel'stvo standartov Publ., 2001. (In Russian)

M

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

РИСКОЛОГИЯ RISKOLOGY

боты (23,5%); самовозгорания пирофорных отложений (18%); искры электроустановок (14,7%); неосторожное обращение с огнем при ремонте (11,8%); проявления атмосферного электричества (9,2%); разряды статистического электричества (9,7%), другие причины (13,1%).

Пожары в резервуарных парках по характеру развития можно разделить на 3 группы:

1. На нормально работающих резервуарах.

2. На резервуарах при подготовке к ремонтным работам.

3. При проведении ремонтных работ.

Указанные виды пожаров не представляют серьезной опасности для персонала, так как люди обычно находятся на уровне земли, где критические факторы возникают чрезвычайно редко.

Опасность для персонала может появиться лишь в нескольких случаях. Во-первых, примерно через 60 мин после начала горения в результате вскипания горящей нефти либо в начальный период подачи пены на поверхность нефти может произойти ее выбрасывание из резервуара. Но, в любом случае, к моменту выброса персонал успеет удалиться на безопасное расстояние. Во-вторых, возможен перелив вспенившейся горящей нефти через борт резервуара. Это, кроме того, увеличивает опасность деформации стенок и переброса огня на соседние сооружения. Однако из-за малого количества переливающейся нефти угроза для персонала будет ничтожной. В-третьих, опасные факторы для персонала могут возникнуть в результате вскипания подтоварной воды с выделением большого количества пара, который выбрасывает горящую жидкость из резервуара. Исследования показывают, что для резервуара РВС-1000 выброс нефти в результате вскипания подтоварной воды может произойти через 20 ч после начала горения. В-четвертых, опасные факторы для персона-

ла могут возникнуть из-за потери несущей способности стенок, что влечет разрушение резервуара и пролив горящего продукта.

Устойчивость резервуара зависит от организации действий по его охлаждению. При отсутствии охлаждения стенки деформируются в течение 5-15 мин до уровня взлива, и нефть начинает выливаться в обвалование. Выливание происходит постепенно, что также делает данный вариант малоопасным для персонала.

Учитывая вышеизложенное, можно заключить, что пожары резервуаров не представляют значительной опасности для персонала. Более серьезная угроза может возникнуть при аварии, а именно при разгерметизации или разрушении резервуара с последующим выбросом нефти в обвалование. При пожаре в обваловании после 10-15 мин воздействия пламени выходят из строя узлы управления коренными задвижками и хлопушами, происходит разгерметизация фланцевых соединений, нарушается целостность конструкции резервуара, а затем может случиться взрыв.

Развитие аварии зависит от времени и места появления источника зажигания и климатических условий. При сценарии А1 происходит мгновенное воспламенение нефти в месте выброса, что приводит к пожару разлива. Опасным фактором данного сценария является тепловое излучение.

При сценарии А2 мгновенного воспламенения в месте выброса не происходит, нефть испаряется с поверхности пролива, и при штиле формируется паровоздушное облако, которое воспламеняется и взрывообразно сгорает. Опасными факторами являются: взрывная волна и высокотемпературные продукты сгорания.

По сценарию А3 мгновенного воспламенения не происходит; при штиле формируется паровоздушное облако, в результате последующего воспламенения оно сгорает, но из-за неравномерного перемешивания паров с воздухом взрывная

И

щ

117

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

РИСКОЛОГИЯ RISKOLOGY

волна не образуется. Опасные факторы -высокотемпературные продукты сгорания (реализуется пожар-вспышка).

По сценарию А4 мгновенного воспламенения не происходит; при штиле формируется паровоздушное облако, источник зажигания не возникает, и опасные факторы отсутствуют.

При сценарии А5 мгновенного воспламенения не наблюдается. Из-за наличия ветра пары рассеиваются, паровоздушное облако не формируется, до последующего появления источника зажигания с возникновением пожара пролива. Опасным фактором при этом является тепловое излучение.

Сценарий А6: мгновенного воспламенения нет; из-за ветра паровоздушное облако не образуется; источник зажигания не появляется; опасные факторы отсутствуют.

Определение вероятности аварийных сценариев проводится с помощью метода логических схем развития аварий. Авария, связанная с разгерметизацией или разрушением резервуара и выходом нефти в обвалование, происходит с вероятностью Q = 510-6 в год. Так как с данной вероятностью совершается авария на одном резервуаре, то вероятность аварии в парке в целом будет выше. Так, резервуарный парк разделен на две группы: в первой находятся 3 резервуара, и авария на любом из них приведет к аналогичным последствиям, так как все 3 резервуара имеют общее обвалование; во второй находится 1 резервуар, и последствия аварии здесь будут меньше. Вероятность аварии в первой группе составит Q(ав.1) = 3Q = 1,5-10-5 в год, во второй группе Q(ав.2) = Q = 510-6 в год.

Условную вероятность образования паровоздушного облака возможно определить, зная, что повторяемость штилей составляет 20% времени, то есть условную вероятность образования облака можно принять равной 0,2. Необходимо учесть, что, так как нефть является многокомпо-

нентной жидкостью, то ее опасность следует учитывать по наиболее опасному компоненту - бензину, температура вспышки которого составляет 36°С. Для жидкостей, температура вспышки которых менее 28°С, значения условной вероятности воспламенения должны браться как для двухфазной смеси.

На рис. 1 представлена логическая схема развития аварии. Наиболее опасными сценариями являются А1, А2, А3 и А5, так как они приводят к образованию опасных факторов пожара и взрыва. С помощью схемы определено, с какой вероятностью происходит реализация сценариев аварии в первой группе:

Q(А1) = 1,510-50,2 = 3-10-6 в год;

Q(А2) = 1,510-50'80'2 0,24 0,6 = = 3,5-10-7 в год;

Q(А3) = 1,510-50'80'2 0,24 0,4 = = 2,3-10-7 в год;

Q(А5) = 1,510-5 0'8 0'8 0'24 = 2,3-10-6 в год.

Остальные сценарии (А4 и А6) не сопровождаются образованием опасных факторов пожара (взрыва) и не рассматриваются. Таким образом, вероятность пожара при аварийном разливе нефти из резервуаров составит:

Q(пож.) = Q(А1) + Q(А5) = 5,310-6 в год.

Заметим, что при взрыве паровоздушных смесей, образующихся из паров углеводородов и воздуха, избыточное давление взрыва невелико и опасности для людей не представляет. Однако при каждом подобном взрыве, как и при пожаре-вспышке, образуется большое количество раскаленных продуктов горения, поэтому при попадании в данную зону человек гарантированно погибает. То есть опасность взрыва и пожара-вспышки для человека будет одинаковой, так как обусловливается только раскаленными продуктами горения.

Z73

118,1 I

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

РИСКОЛОГИЯ RISKOLOGY

Следовательно, данные исходы можно рассматривать как один и тот же сценарий. Тогда вероятность взрыва паровоздушного облака или пожара-вспышки составит:

0(взр.) = 0(А2) + 0(А3) = 5,8-10-7 в год.

Вероятность возникновения аварии на одном резервуаре составляет 0 = 510-6 в год. Поэтому для второй группы, состоящей из одного резервуара, вероятность реализации сценариев А1, А2, А3 и А5 составит:

0(А1) = 510-6 0,2 = 10-6 в год;

0(А2) = 5-10-60,8-0,2-0,24 0,6 = = 1,1 -10-7 в год;

0(А3) = 5 10-6-0,8-0,2-0,24 0,4 = = 7,7-10-8 в год;

0(А5) = 510-6-0,8-0,8-0,24 = 7,7-10-7 в год.

Сценарии А4 и А6 не сопровождаются образованием опасных факторов пожара или взрыва и не рассматриваются.

Таким образом, вероятность пожара при аварийном разливе нефти во второй группе составит:

0(пож.) = 0(А1) + 0(А5) = 1,8-10-6 в год.

Вероятность возникновения взрыва или пожара-вспышки во второй группе будет равна:

0(взр.) = 0(А2) + 0(А3) = 1,9-10-7 в год.

Расчеты по определению параметров горючей смеси, образующейся при аварии, показали, что в первой группе площадь пролива (без учета площади, занятой резервуарами) составит 5024 м2, во второй - 1931 м2. Масса паров углеводородов при аварии в первой группе равна 7200 кг, во второй - 2880 кг. Эффективный энергозапас паровоздушного облака при аварии в первой группе равен 1,3-1010 Дж, во второй - 5,3 -109 Дж.

Рис. 1. Логическая схема развития аварии на резервуаре с нефтью Fig. 1. Logical scheme of accident development on oil tanks

Ш

..119 ,,

т^м

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

РИСКОЛОГИЯ RISKOLOGY

а

Оценка последствий взрыва (пожара-вспышки) показала, что для случая аварии резервуаров в первой группе расстояние от края пролива (обвалования) до границы взрывоопасного облака составит 164,2 м, во второй группе - 121,2 м. При аварии в первой группе зона поражения высокотемпературными продуктами горения находится на расстоянии 223 м, при аварии во второй группе - 174 м от эпицентра. При попадании в данные зоны человек погибает в результате воздействия на него раскаленных продуктов горения с вероятностью, равной 1. Другими словами, человек гарантированно погибнет, если при аварии в первой группе окажется ближе 223 м, либо при аварии во второй группе окажется ближе 174 м от эпицентра аварии (рис. 2).

Оценка последствий пожара, а он

может произойти в результате аварии любого из резервуаров, показала, что площадь горения будет равна одному из двух значений: при аварии в первой группе -5024 м2, во второй - 1931 м2.

При удалении от фронта пламени опасность теплового излучения снижается. Человек гарантированно погибает только при попадании в зону горения. Для аварии в первой группе эффективный диаметр пролива составил 80 м, во второй - 49,6 м. Удельную массовую скорость выгорания, согласно нормативу, допускается принимать для многокомпонентных жидкостей по компоненту с максимальной скоростью. То есть для нефти ее можно принять равной как для бензина: 0,06 кг/(м2 с). Поэтому длина пламени при аварии в первой группе получилась равной 72,9 м, во второй группе - 45,2 м.

Рис. 2. Границы опасных зон, образующиеся при пожаре-вспышке, и значения условной вероятности поражения человека (центральная окружность - авария резервуара второй группы; удаленная зона - авария резервуаров первой группы) Fig. 2. The borders of dangerous zones fire flash ^ond'tons and values of conditional probability of a human injury (the central circle - second group tank failures;

a remote zone - first group tank failurse)

120,

M

Том 1 № 3 2016 Vol. 1 no. 3 2016

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

Vs

РИСКОЛОГИЯ RISKOLOGY

а

Среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени принята по бензину: 25 кВт/м2. На рис. 3 показа-

но, как изменяется интенсивность теплового излучения от фронта пламени при удалении от эпицентра аварии [4, 5].

Рэсстоити or iftmitxTpJ марой, ы

Рис. 3. Зависимость интенсивности теплового излучения фронта пламени от расстояния: ближняя к эпицентру линия - авария резервуара второй группы; дальняя - авария резервуаров первой группы Fig. 3. Dependence of the intensity of thermal radiations of the flame front from a distance: line which is near the epicenter - second group tank accidents; distant line - first group tank accidents

-Авария резервуара второй грулгь

-Авар»« резервуаров первой грулы

t» --

П

|м

ж я ж

I"

с

Л

I

• »«<««9 1«

?ксти.и it wwntw juc« ы

Рис. 4. Зависимость условной вероятности поражения человека тепловым излучением фронта пламени от расстояния: ближняя к эпицентру линия - авария резервуара второй группы; дальняя - авария резервуаров первой группы Fig. 4. Dependence of conditional probabilities of human injuries by thermal radiations of the flame front from a distance: a line which is near the epicenter - second group tank accidents; a distant line - first group

tank accidents

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

РИСКОЛОГИЯ RISKOLOGY

При аварии в первой группе безопасное расстояние от эпицентра аварии (интенсивность теплового излучения 4 кВт/м2) составило 136 м. При аварии во второй группе безопасное расстояние составляет 67 м. Определена условная вероятность поражения человека тепловым излучением. На рис. 4 показано, как уменьшается условная вероятность поражения при удалении от эпицентра аварии. Она равна 1 в пределах обвалования (в зоне горения) и резко снижается при удалении от него. В частности, при аварии в первой группе условная вероятность поражения равна 10-7 на расстоянии 88 м, во второй группе - 10-7 на расстоянии 62 м от эпицентра. Зоны поражения человека тепловым излучением от фронта пламени и границы, между которыми значения условной вероятности поражения меняются от 1 до 10-7,

показаны на рис. 5.

Для расчета потенциального пожарного риска (характеризует опасность каждой точки территории без учета времени нахождения человека) необходимы данные о вероятностях сценариев развития аварии и их последствиях, которые были определены выше. В частности, при аварии в первой группе вероятность взрыва (пожара-вспышки) Q(взр.) = 5,810-7 в год; условная вероятность поражения Qd = 1 на расстоянии ближе 223 м от эпицентра аварии. Вероятность возникновения пожара Q(пож.) = 5,3-10-6 в год; условная вероятность поражения Qd = 1 в пределах обвалования. Значение Qd = 10-7 отмечается на

с

расстоянии 88 м, 10 - на расстоянии 79 м, 10-2 - 59 м, 10-1 - на расстоянии 49 м от эпицентра аварии.

Рис. 5. Границы опасных зон, образующиеся при пожаре, и значения условной вероятности поражения человека: внутренняя зона - авария резервуара второй группы; внешняя - авария резервуаров первой

группы

Fig. 5. The borders of dangerous zones which in fire conditions and values of conditional probability of human injuries: internal zone - a second group tank failure; external - a first group tank failure

122,

M

Том 1 № 3 2016 Vol. 1 no. 3 2016

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

Vs

РИСКОЛОГИЯ RISKOLOGY

При аварии во второй группе вероятность взрыва (пожара-вспышки) Q(взр.) = 1,9-10-7 в год, условная вероятность поражения Qd = 1 на расстоянии ближе 174 м от эпицентра аварии. Вероятность пожара составила Q(пож.) = 1,8-10-6 в год, условная вероятность поражения Qd = 1 в пределах обвалования; 10-7 - на расстоянии 62 м; 10-5 - на расстоянии 53 м; 10-2 - на расстоянии 35 м; 10-1 - на расстоянии 28 м от эпицентра аварии.

Первая группа, состоящая из резервуаров Р-1, Р-2, Р3, создает потенциальный пожарный риск, максимальное значение которого отмечается в зоне обвалования, где могут возникнуть и опасные факторы пожара, и опасные факторы взрыва (пожара-вспышки):

Р = Q(взр.)Qd + Q(пож.)Qd = 5,8-10-7-1 + + 5,3-10-6-1 = 5,9-10-6 в год.

Минимальное значение потенциального пожарного риска для первой группы резервуаров отмечается в зоне, где возникают только опасные факторы взрыва (пожара-вспышки):

Р = Q(взр.)Qd = 5,8-10-1 = 5,8

Аналогичные расчеты были проведены для второй группы, состоящей из одного резервуара. Максимальное значение потенциального пожарного риска отмечается в зоне обвалования:

Р = Q(взр.)Qd + Q(пож.)Qd = 1,9-10-7-1 + + 1,8-10-6-1 = 2,0-10-6 в год.

Минимальное значение потенциального пожарного риска равно:

Р = Q(взр.) Qd = 1,9-10-7 в год.

Для нахождения результирующего распределения потенциального пожарного риска, создаваемого резервуарным парком в целом, поля распределения потенциального пожарного риска для каждой группы резервуаров должны быть объединены по формулам объединения вероятностей. Результирующее распределение потенциального пожарного риска представлено на рис. 6.

•10"7 в год.

Рис. 6. Потенциальный пожарный риск, создаваемый резервуарным парком (в год) Fig. 6. Potential fire risk in a reservoir park (per year)

Том 1 № 3 2016 Vol. 1 no. 3 2016

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

РИСКОЛОГИЯ RISKOLOGY

а

Индивидуальный пожарный риск для персонала представляет собой вероятность гибели человека в результате воздействия на него опасных факторов пожара или взрыва и учитывает вероятность присутствия человека в той или иной точке. Для его определения необходимо знать распределение времени присутствия персонала по территории. Данное распределение можно получить из режима обслуживания оборудования, графиков обхода территории и т.д. Так, зона, расположенная около каждого резервуара, характеризуется временем нахождения персонала 20 мин в неделю (0,048 ч). Следовательно, в зоне резервуарного парка персонал находится с вероятностью 2■ 10-3 в сутки. На остальной территории (вне зданий) время нахождения

персонала составляет 5 мин в сутки, то есть вероятность нахождения персонала составляет 8,310-2 в сутки.

На основе данных о потенциальном пожарном риске и вероятности присутствия людей рассчитан индивидуальный пожарный риск для персонала (рис. 7). Максимальное значение индивидуального пожарного риска составило 2,3-10-7 в год и отмечается вблизи обвалования второй группы, где угрозу представляют опасные факторы пожара и взрыва (пожара-вспышки) от обеих групп резервуаров. Таким образом, максимальное значение индивидуального пожарного риска для персонала резервуарного парка не превышает нормативного, равного 10-6 в год, поэтому является допустимыми.

Рис. 7. Индивидуальный пожарный риск для персонала объекта (в год) Fig. 7. Individual fire risk for the personnel of an object (per year)

Выводы

Таким образом, при оценке индивидуального пожарного риска на территории нефтеналивного резервуарного парка уста-

новлено, что значительную опасность представляют пожары и взрывы, которые могут произойти после разрушения резер-

124,i I

Ш

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

РИСКОЛОГИЯ RISKOLOGY

а

вуаров с проливом нефти в обвалование. Сценарии данной аварии сводятся к двум исходам: пожар и взрыв (пожар-вспышка). Получено, что, в целом, индивидуальный пожарный риск для персонала не превы-

шает нормативного (значение, равное 10 в год). Учитывая вышеизложенное, можно заключить: пожарная безопасность объекта является обеспеченной.

Библиографический список

1. Тимофеева С.С., Хамидуллина Е.А. Основы теории риска. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012. 128 с.

2. Статистика пожаров на нефтебазах [Электронный ресурс]. URL: http://ros-pipe.ru/clauses/statis-ti ka_poz ha rov_n a_n efte bazakh (15.08.2016).

3. ЧП на нефтеперерабатывающих заводах в России в 2008-2013 гг. [Электронный ресурс]. URL: http://ria.ru/spravka/20130822/957868347.html

(15.08.2016).

4. Рекомендации по тушению пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах. М.: ВНИИПО, 1991. 48 с.

5. Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. М.: ГУГПС-ВНИИПО-МИПБ, 1999. 92 с.

References

1. Timofeeva S.S., Khamidullina E.A. Osnovy teorii riska [Bases of risk theory]. Irkutsk, IrGTU Publ., 2012, 128 p. (In Russian)

2. Statistika pozharov na neftebazakh [Statistics of fires on oil depots]. Available at: http://ros-pipe.ru/cl auses/stati sti ka_pozh a rov_n a_n efte bazakh (accessed 15 August 2016).

3. ChP na neftepererabatyvayushchikh zavodakh v Rossii v 2008-2013 gg. [Emergencies at oil refineries in Russia in 2008-2013] Available at: http://ria.ru/sprav-ka/20130822/957868347.html. (accessed 15 August

2016).

4. Rekomendatsii po tusheniyu pozharov nefti i nefte-produktov v re-zervuarakh [Recommendations on oil and oil products fire extinguishment in tanks]. Moscow, VNIIPO Publ., 1991, 48 p. (In Russian)

5. Rukovodstvo po tusheniyu nefti i nefteproduktov v rezervuarakh i rezervuarnykh parkakh [Guide to oil and oil products extinguishing in tanks and reservoir parks]. Moscow, GUGPS-VNIIPO-MIPB Publ., 1999, 92 p. (In Russian)

Критерии авторства

Седов Д.В. обладает авторскими правами на статью и несет ответственность за плагиат.

Authorship criteria

Sedov D.V. has authors' rights and responsibility for plagiarism.

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Conflict of interests

The author declares no conflict of interests.

Статья поступила 12.08.2016 г.

The article was received 12 August 2016

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY