Теоретический анализ воздействия опасных факторов пожара на персонал и технологическое оборудование автозаправочных станций Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Таблица 2

Статистика проданных автомобилей на российском рынке

Группа автомобилей Год выпуска

2008 2009 2010

Иностранные Российские Китайские 31 290 41 303 7344 2749 14 566 52 5752 15 818 182

Исключение составляют китайские автомобили, так как потребности рынка в послекризисный период сориентированы в сторону более качественного продукта. Именно поэтому наблюдают стагнацию рынка продаж китайских автомобилей.

Помимо низкого качества китайских автомобилей, нет необходимой поддержки автопарка со стороны производителя в период эксплуатации:

• сервисное обслуживание (наличие дилерских предприятий);

• гарантийное покрытие (наличие представителей производителя);

• отсутствие запасных частей;

• отсутствие дилерской сети по регионам. Приведенные данные позволяют сделать вывод о том, что успешный выход бренда на россий-

ский рынок грузовых автомобилей обусловлен наличием надежного сервисного обслуживания и его поддержкой за весь период эксплуатации.

Без надежного сервисного обслуживания клиенты вынуждены нести дополнительные затраты времени и средств на поиск и приобретение запасных частей, организацию сервисного обслуживания, содержания склада запасных частей. Это негативно сказывается на имидже производителя и ведет к упущенным продажам в будущем.

Список литературы

1. Автомобильный рынок России 2011 г. Комплексное исследование российского автомобильного рынка по состоянию на начало 2011 года. — М.: Автостат, 2011. — 208 с.

2. Автомобильный рынок России 2010 г. Комплексное исследование российского автомобильного рынка по состоянию на начало 2010 года. — М.: Автостат, 2010. — 220 с.

3. Автомобильный рынок России 2009 г. Комплексное исследование российского автомобильного рынка по состоянию на начало 2009 года. — М.: Автостат, 2009. — 212 с.

4. Автомобильный рынок России 2008 г. Комплексное исследование российского автомобильного рынка по состоянию на начало 2008 года. — М.: Автостат, 2008. — 208 с.

УДК 614.8

С.А. Усанович

Е.Г. Лумисте, канд. техн. наук

Брянская государственная сельскохозяйственная академия

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА НА ПЕРСОНАЛ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ АВТОЗАПРАВОЧНЫХ СТАНЦИЙ

Нефтепродукты широко применяются в промышленности, сельском хозяйстве, транспорте, строительстве, медицине, в быту и многих других отраслях. Особую роль нефтепродуктообеспе-чение занимает в агропромышленном комплексе (АПК). Ныне существующие технологии сельскохозяйственного производства в АПК немыслимы без работы машинно-тракторного парка и автомобильного транспорта. Поэтому очень важно организовать своевременное и бесперебойное обеспечение сельхозпредприятий в частности и АПК в целом необходимым количеством качественного топлива и топливосмазочных материалов (ТСМ), особенно в период посевных и уборочных кампаний.

Основной канал поступления ТСМ на предприятия АПК — это приобретение нефтепродуктов на территориальных автозаправочных станциях

64

(АЗС) и автозаправочных комплексах (АЗК), расположенных в непосредственной близости от них. Некоторые сельхозпредприятия имеют топливозаправочные пункты, т. е. АЗС, расположенные непосредственно на территории хозяйств.

АЗС являются конечным звеном системы неф-тепродуктообеспечения и представляют собой комплекс зданий с оборудованием, предназначенным для приема, хранения и выдачи нефтепродуктов транспортным средствам, продажи масел, консистентных смазок, а в некоторых случаях запасных частей, принадлежностей к транспортным средствам и оказания услуг владельцам транспортных средств.

Согласно действующему законодательству, объекты АЗС категорируются как взрывопожароопасные объекты, на которых используются легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, что при

условии наличия источника инициирования аварии может являться причиной возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) на АЗС.

Статистический анализ аварийных ситуаций (по данным Ростехнадзора) показал, что почти 60 % всех зарегистрированных пожаров и возгораний на АЗС связаны с выходом в окружающее пространство нефтепродуктов при разгерметизации оборудования АЗС или разрушения автоцистерны (АЦ) во время проведения основных технологических операций.

Подобные виды аварий на АЗС влекут за собой воспламенение и быстрый перенос опасных факторов пожара по растекающемуся топливу [1]. При этом АЦ нередко оказываются непосредственно в очаге пожара, что в большинстве случаев приводит к ее взрыву и (или) образованию «огненного шара» с последующими катастрофическими последствиями для персонала и окружающей среды. Данные виды аварийных ситуаций приводят к травмам и гибели людей, сопровождаясь, как правило, значительным материальным ущербом.

К возможным причинам ЧС при операциях с нефтепродуктами на АЗС — приеме (сливе), хранении в резервуарах, перекачке между технологическими объектами по трубопроводам, выдаче (отпуске) — заправке автомобильного транспорта через топливораздаточные колонки (ТРК), учете количества нефтепродуктов относятся нарушения и отклонения в технологии этих операций, а также грубейшие нарушения правил безопасности [2].

ЧС возможны при переливе топлива в процессе заполнения резервуара; возникновении взрывоопасной среды в технологической системе АЗС при ее эксплуатации и ремонте; появлении источника зажигания в местах образования горючих паровоздушных смесей; механическом повреждении технологического оборудования АЗС с последующей его разгерметизацией; разгерметизации топливной системы транспортного средства; противоправных действиях людей, диверсионных и террористических актах.

К возможным источникам разливов нефтепродуктов на территории АЗС относятся: резервуарный парк АЗС; технологическое оборудование АЗС (технологические трубопроводы, ТРК); сельскохозяйственные и транспортные машины; автотранспорт, заправляемый на АЗС, а также АЦ, используемые для доставки нефтепродуктов.

На территории АЗС можно выделить основные объекты с точки зрения взрывопожароопасности. К ним относятся: 1) разгрузочная площадка; 2) заглубленный склад топливосмазочных материалов (ТСМ); 3) заправочная площадка.

Предварительный анализ аварийности на АЗС показывает, что к наиболее вероятным сценариям развития ЧС, вызванных проливами нефтепродуктов, относятся пожары проливов на разгрузочной и заправочной площадках, а к наиболее опасным — взрыв АЦ на разгрузочной площадке с последующим образованием «огненного шара».

В табл. 1 приведены наиболее вероятные и опасные источники техногенных ЧС на территории АЗС [3], а также степень их влияния на персонал объекта и окружающую среду. В качестве опасного вещества, участвующего в аварийных ситуациях, принимается наиболее распространенный вид топлива — бензин.

Развитие аварий по данным сценариям описано в табл. 2.

Анализ реализации различных сценариев развития аварийных ситуаций на объектах нефте-продуктообеспечения, сопровождающихся проливами нефтепродуктов и формированием опасных концентраций ТВС его паров, показал [4], что в 50 % случаев подобных аварийных ситуаций пары бензина рассеиваются в атмосфере без пожара или взрыва. На долю же пожаров проливов приходится 20 %, а на образование «огненного шара» — 10 % случаев реализации сценариев аварий. Учитывая, что вероятность образования «огненного шара» крайне низкая, а из сценариев пожаров наиболее опасным является пожар пролива на разгрузочной площадке, оценка воздействия

Таблица 1

Возможные источники техногенных ЧС на территории АЗС и степень их влияния на окружающую среду

Сценарий Источники ЧС Степень влияния на персонал и окружающую среду

С1 Пожар пролива бензина на разгрузочной площадке при полной разгерметизации автоцистерны Термическое поражение персонала объекта, возгорание АЦ и прочих объектов АЗС из-за действия теплового излучения пожара пролива

С2 Образование «огненного шара» на разгрузочной площадке при разгерметизации полной АЦ с бензином Термическое поражение персонала объекта, возгорание АЦ и прочих объектов АЗС из-за действия теплового излучения пожара пролива «огненного шара»

С3 Пожар пролива бензина на заправочной площадке Термическое поражение персонала объекта, водителей автотранспортных средств и пассажиров, возгорание топливораздаточных колонок, автомобилей и прочих объектов АЗС из-за действия теплового излучения пожара пролива нефтепродуктов

Таблица 2

Развитие аварий по сценариям

Сценарий Наименование ЧС Описание

С1 Пожар пролива бензина на разгрузочной площадке Частичное или полное разрушение цистерны с бензином, расположенной на разгрузочной площадке ^ утечка бензина на подстилающую поверхность разгрузочной площадки ^ испарение паров бензина с образованием топливовоздушной смеси (ТВС) ^ концентрация ТВС и образование облака ТВС ^ попадание облака ТВС в зону нахождения источника зажигания ^ возгорание и (или) взрыв паров и возможное последующее горение пролива ^ пожар ^ попадание в зону опасных факторов пожара оборудования (резервуаров) ^ воздействие открытого пламени и теплового излучения на людей и близлежащие объекты ^ последующее развитие аварии в случае, если вовлеченное в аварию оборудование содержит опасные вещества

С2 Образование «огненного шара» на разгрузочной площадке Частичное или полное разрушение цистерны с бензином ^ утечка бензина на подстилающую поверхность разгрузочной площадки ^ испарение паров бензина с образованием ТВС ^ концентрация ТВС и образование облака ТВС ^ попадание облака ТВС в зону нахождения источника зажигания ^ возгорание и (или) взрыв паров и возможное последующее горение пролива ^ пожар ^ попадание в зону опасных факторов пожара АЦ ^ образование «огненного шара» под воздействием теплового излучения пожара на АЦ ^ воздействие открытого пламени и теплового излучения «огненного шара» на людей и близлежащие объекты ^ последующее развитие аварии в случае, если вовлеченное в аварию оборудование содержит опасные вещества

С3 Пожар пролива бензина на заправочной площадке Разгерметизация топливозаправочного оборудования, перелив бензина ^ утечка бензина на подстилающую поверхность заправочной площадки ^ испарение паров бензина с образованием ТВС ^ концентрация ТВС и образование облака ТВС ^ попадание облака ТВС в зону нахождения источника зажигания ^ возгорание и (или) взрыв паров и возможное последующее горение пролива ^ пожар ^ попадание в зону опасных факторов пожара оборудования АЗС (ТРК), автомобилей ^ воздействие открытого пламени и теплового излучения на людей и близлежащие объекты ^ последующее развитие аварии в случае, если вовлеченное в аварию оборудование содержит опасные вещества

опасных факторов пожара на персонал и технологическое оборудование АЗС осуществляется для сценария С1.

В качестве зон действия поражающих факторов для теплового излучения горящего пролива принимается зона в виде замкнутой кривой по периметру от кромки пролива. Масса опасного вещества, способного участвовать в идентифицированных сценариях аварий, оценивается на основе анализа технологии и режимных параметров обращения с бензином на АЗС [5]. При этом при расчетах выбирался наиболее неблагоприятный вариант аварии или период работы технологического оборудования, при котором в аварии участвует наибольшее количество веществ.

При определении количества бензина, принимающего участие в создании поражающих факторов, было сделано следующие допущение: масса опасного вещества, участвующего в создании поражающих факторов пожара пролива, принималась равной массе бензина, поступившей к месту аварии из АЦ, заполненной с учетом коэффициента заполнения (0,8).

Критерии, определяющие развитие аварийной ситуации, представлены в табл. 3.

Расчет границ зон поражения по сценарию С1 осуществлялся в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения при пожарах проливов ЛВЖ и ГЖ [5].

Результаты промежуточных расчетов по определению границ зон действия опасных факторов пожара по сценарию С1 приведены в табл. 4.

Границы зон действия поражающих факторов пожара пролива в зависимости от степени поражения и интенсивности теплового излучения представлены в табл. 5.

Определение условной вероятности поражения (гибели) человека вследствие воздействия теплового излучения пожара пролива определяется согласно методикам [2] и [5]. На основании данных методик разработано программное обеспечение, позволяющее реализовать алгоритм расчета опре-

Таблица 3

Критерии, определяющие развитие аварийной ситуации

Параметр Единица измерения Значение

Сценарий аварийной ситуации - С1

Объем опасного вещества м3 10

АЦ на базе — КамАЗ- 65115

Вид опасного вещества - Бензин

Марка опасного вещества — Аи-92

Плотность опасного вещества т/м3 0,735

Коэффициент заполнения — 0,8

Масса утечки т 6,68

Площадь пролива м2 768

Таблица 4

Результаты промежуточных расчетов по определению границ зон действия опасных факторов пожара по сценарию С1

Параметр Единица измерения Значение

Сценарий - С1

Площадь пролива бензина, 5 м2 768

Удельная массовая скорость выгорания топлива т кг/(м-с) 0,1

Плотность окружающего воздуха Рв кг/м3 1,2

Ускорение свободного падения g м/с2 9,81

Эффективный диаметр пролива d м 31,3

Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени Е (таблица В.1 [5]) кВт/м2 35

Высота пламени, Н м 35,2

к = 2H/d - 2,3

"*3 2 - 1,02

А = (к2 + 5\2 + 1) / (25) - 3,5

В = (1 + 512) / (251) - 1,0

Ру - 0,4

Рн - 0,43

Угловой коэффициент облученности, - 0,608

Коэффициент пропускания атмосферы, t - 1,0

деления вероятности поражения (гибели) человека с автоматизацией определения вероятных зон поражения, посредством использования табулированных значений «пробит-функции», Рг, на основе интеграла Гаусса (традиционно называемым «функцией ошибок») для смертельных, тяжелых и легких поражений полем теплового излучения пожара пролива, а также границы зон устойчивого возгорания и воспламенения конструкционных материалов.

Зоны поражения при термическом воздействии показаны на примере развития аварии по сценарию С1 (табл. 6).

Анализ таблиц позволяет заключить, что при развитии аварийной ситуации по сценарию С1 — пожар пролива на разгрузочной площадке, при расчетном количестве опасного вещества (бензин АИ-92) в зоне горения площадью 768 м2 формируется факел пламени с высотой 35,2 м и образуются опасные зоны термическо-

го действия: непосредственно место горения (очаг пожара), ограниченное кромкой пожара и в 3,5 м от него — зона безусловной гибели со 100 %-й вероятностью смертельных поражений; на удалении от кромки пожара 3,5 м до 8,9 м — зона безусловного тяжелого поражения; на удалении от кромки пожара 8,9 до 16,6 м — зона безусловного легкого поражения. На удалении более 31,9 м от кромки пожара может быть установлена граница безопасной зоны с возможностью получения легких поражений с условной вероятностью менее 1 %. На расстоянии 91,18 м от кромки пожара напряженность теплового поля достигает 1,26 кВт/м2, где человек без специальных средств защиты не будет испытывать болевые ощущения продолжительное время. На расстоянии 26,32 м плотность теплового потока достигает 10,5 кВт/м2, что является порогом болевых ощущений через 3.. .5 с. Одноэтажные и двухэтажные здания и сооружения с крышей из мягкой (рулонной) кровли, расположенные ближе 18,3 м при действии факела пламени пожара в течение 15 мин, находятся в зоне устойчивого возгорания и распространения очага пожара. Пожарные автомобили и другая колесная техника должна размещаться не ближе 20,7 м от кромки пожара. Размещение на более близкой дистанции в течение 15 мин может привести к возгоранию шин колес и резинотехнических изделий, находящихся под прямым воздействием теплового потока.

Вероятность возникновения пожара пролива бензина на разгрузочной площадке при разгерметизации АЦ равна 6,6 • 10-7 год-1, по данным [6], что

Таблица 5

Границы зон действия поражающих факторов пожара пролива

Степень поражения Интенсивность теплового излучения, кВт/м2 Глубина предельных опасных зон от геометрического центра пролива

Сценарий - С1

Без негативных последствий в течение длительного времени 1,4 37,2

Безопасно для человека в брезентовой одежде 4,2 17,6

Непереносимая боль через 20...30 с Ожог 1-й степени через 15.20 с Ожог 2-й степени через 30.40 с Воспламенение хлопка-волокна через 15 мин 7,0 10,5

Непереносимая боль через 3.5 с Ожог 1-й степени через 6.8 с Ожог 2-й степени через 12.16 с 10,5 5,8

Воспламенение древесины с шероховатой поверхностью (влажность 12 %) при длительности облучения 15 мин 12,9 3,8

Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской по строганой поверхности; воспламенение фанеры 17,0 1,5

Таблица 6

Характеристика зон поражения при термическом воздействии по сценарию С1

Опасная зона Структура потерь Вероятность поражения, % Внешние признаки (характер поражения)

100 50 30 1

Глубина зоны, м

Тепловое излучение, кВт/м2

1 2 3 4 5 6 7

Безусловно смертельное поражение Гибель 3,5 93,4 Ожоги IV степени

Безусловно тяжелое поражение Тяжелые поражения, 8,9 40,7 — — — Ожоги IV, ШБ и ША степени (с преобладанием 111Б), возможна гибель

В том числе гибель 3,5 93,4 5,8 61,3 6,3 56,7 89 40,7

Безусловно легкое поражение Легкие поражения 16,6 19,8 — — — Ожоги ША степени (с преобладанием II)

В том числе тяжелые поражения 8,9 40,7 12,4 28,3 132 26,4 16,6 19,8

Легкое поражение Легкие поражения 16,6 19,8 23,7 12,2 25.2 11.2 31,9 7,8 Ожоги II и I степени (с преобладанием I)

в соответствии с критериями приемлемого риска согласно [5] является допустимой величиной, поскольку индивидуальный риск не превышает значение 10-6 год-1.

Теоретический анализ воздействия опасных факторов пожара на персонал и технологическое оборудование АЗС показал, что заблаговременное определение расчетных величин зон поражения при образовании подобных аварийных ситуаций, определение сценариев развития данных аварий и их анализ позволят уменьшить возможные гуманитарные и материальные потери вслед-

ствие аварии; снизить риск образования возможных ЧС подобного характера; спланировать пути безопасной эвакуации людей с территории рассматриваемого объекта; определить безопасные расстояния как для эвакуируемого персонала, так и для аварийноспасательных формирований, осуществляющих локализацию и ликвидацию ЧС.

Список литературы

1. Экологическая безопасность применения нефтепродуктов в сельскохозяйственном производстве / С.В. Пирогов [и др.]. — Брянск: Клинцовская городская типография, 2003. — 592 с.

2. НПБ 111-98. Автозаправочные станции. Требования пожарной безопасности: офиц. текст. — М.: Гос. предпр. «Центр проектной продукции массового применения», 2001. — 32 с.

3. Белов, П.Г. Системный анализ и моделирование опасных процессов

в техносфере / П.Г. Белов. — М.: Академия, 2003. — 248 с.

4. Брушлинский, Н.Н. Моделирование пожаров и взрывов / Н.Н. Брушлинский, А.Я. Корольченко. — М.: Ассоциация «Пожнаука», 2000. — 484 с.

5. ГОСТ Р 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля: офиц. текст. — М.: ИПК Изд-во стандартов, 1998. — 84 с.

6. Колесников, Е.Ю. Практика разработки паспортов безопасности (на примере паспорта безопасности автомобильной заправочной станции) / Е.Ю. Колесников // Проблемы анализа риска. — 2007. — Т. 4. — № 2. — С. 106-128.

УДК 631.31.07

С.Л. Саакян, канд. техн. наук

Государственный аграрный университет Армении, г. Ереван

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ СЕМЯН ПОДПОЧВЕННО-РАЗБРОСНОГО ПОСЕВА

Равномерное распределение семян по площади питания создает предпосылки для улучшения условий развития растений, повышения их урожайности и качества продукции [1].

В настоящее время наибольшее распространение получил рядовой способ посева зерновых с междурядьями 12,5 и 15 см, в основном производимый двухдисковыми сошниками. При таких междурядьях не обеспечивается рациональ-

68

ная площадь питания, она имеет прямоугольную форму со сторонами 1.1,5 см между растениями в рядке и 12,5.15 см в рядах. При рядовом посеве культурные растения занимают всего 1/3 площади посева.

Существенными недостатками этого способа посева являются неравномерное распределение семян по площади поля и значительный разброс семян по глубине заделки.