Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

52 страницы

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Руководство содержит рекомендации к обоснованию взрывоустойчивости зданий и сооружений при взрывах топливно-воздушных смесей, образующихся в атмосфере при промышленных авариях на опасных производственных объектах.

  Скачать PDF

Действие завершено 03.06.2016

Оглавление

I. Общие положения

II. Общие рекомендации по обоснованию взрывоустойчивости

III. Основные показатели взрывоопасности

IV. Метод количественной оценки риска взрыва

Приложение № 1. Сокращения

Приложение № 2. Термины и определения

Приложение № 3

Приложение № 4

Приложение № 5. Пример расчета зон разрушения при взрыве на установке

Приложение № 6. Примеры расчета показателей риска разрушения для обоснования взрывоустойчивости зданий

Показать даты введения Admin

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

Нормативные документы в сфере деятельности
Федеральной службы по экологическому,
технологическому и атомному надзору

Серия 27

Декларирование промышленной
безопасности и оценка риска

Выпуск 13

РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ
«МЕТОДЫ ОБОСНОВАНИЯ ВЗРЫВОУСТОЙЧИВОСТИ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ПРИ ВЗРЫВАХ
ТОПЛИВНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ
НА ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ»

Москва
ЗАО НТЦ ПБ
2015

Руководство по безопасности «Методы обоснования взрывоустойчивости зданий и сооружений при взрывах топливно-воздушных смесей на опасных производственных объектах» разработано в целях содействия соблюдению требований федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств» и «Общие требования к обоснованию безопасности опасного производственного объекта».

В разработке Руководства принимали участие С.Г. Радионова, Б.А. Красных, С.А. Жулина, В.В. Козельский, Г.М. Селезнев, И.С. Ясинский (Ростехнадзор), А.С. Печеркин, М.В. Лисанов, А.А. Агапов, Д.В. Дегтярев, А.С. Софьин, А.В. Савина (ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности»), С.И. Сумской (Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»), А.А. Швыряев (МГУ им. М.В. Ломоносова).

Руководство содержит рекомендации к обоснованию взрывоустойчивости зданий и сооружений при взрывах топливно-воздушных смесей, образующихся в атмосфере при промышленных авариях на опасных производственных объектах.

СОДЕРЖАНИЕ

I. Общие положения. 2

II. Общие рекомендации по обоснованию взрывоустойчивости. 3

III. Основные показатели взрывоопасности. 5

IV. Метод количественной оценки риска взрыва. 5

Приложение № 1. Сокращения. 14

Приложение № 2. Термины и определения. 16

Приложение № 3. 17

Приложение № 4. 18

Приложение № 5. Пример расчета зон разрушения при взрыве на установке. 19

Приложение № 6. Примеры расчета показателей риска разрушения для обоснования взрывоустойчивости зданий. 19

 

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ,
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ
(РОСТЕХНАДЗОР)

ПРИКАЗ

13 мая 2015 г.

№ 189

Москва

Об утверждении Руководства по безопасности
«Методы обоснования взрывоустойчивости зданий и сооружений
при взрывах топливно-воздушных смесей на опасных
производственных объектах»

В целях реализации Положения о Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 30 июля 2004 г. № 401, приказываю:

Утвердить прилагаемое Руководство по безопасности «Методы обоснования взрывоустойчивости зданий и сооружений при взрывах топливно-воздушных смесей на опасных производственных объектах».

Руководитель

А.В. Алёшин

 

УТВЕРЖДЕНО
приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 13 мая 2015 г. № 189

РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ
«МЕТОДЫ ОБОСНОВАНИЯ ВЗРЫВОУСТОЙЧИВОСТИ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ПРИ ВЗРЫВАХ
ТОПЛИВНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ НА ОПАСНЫХ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ»

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Руководство по безопасности «Методы обоснования взрывоустойчивости зданий и сооружений при взрывах топливно-воздушных смесей на опасных производственных объектах» (далее - Руководство) разработано в целях содействия соблюдению требований Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», утвержденных приказом Ростехнадзора от 11 марта 2013 г. № 96 (зарегистрирован Минюстом России 16 апреля 2013 г., регистрационный № 28138) (далее - Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств»), и требований Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие требования к обоснованию безопасности опасного производственного объекта», утвержденных приказом Ростехнадзора от 15 июля 2013 г. № 306 (зарегистрирован Минюстом России 20 августа 2013 г., регистрационный № 29581) (далее - Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Общие требования к обоснованию безопасности опасного производственного объекта»).

2. Настоящее Руководство содержит рекомендации к обоснованию взрывоустойчивости зданий и сооружений при взрывах ТВС, образующихся в атмосфере при промышленных авариях на ОПО.

3. Руководство рекомендуется применять для определения зоны ударно-волнового воздействия и показателя риска разрушения зданий и сооружений при авариях со взрывами облаков ТВС.

4. Руководство рекомендуется применять при обеспечении требований промышленной безопасности при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, техническом перевооружении, реконструкции, эксплуатации, консервации и ликвидации ОПО, в том числе при:

обосновании устойчивости зданий и сооружений к УВ в соответствии с требованиями промышленной безопасности;

разработке декларации промышленной безопасности ОПО;

разработке специальных технических условий на проектирование и строительство ОПО;

иных работах, связанных с проведением количественного анализа риска аварийных взрывов.

5. Настоящее Руководство не распространяется на оценку опасностей внутренних взрывов в помещениях и аппаратах (химических реакторах).

6. Организации, осуществляющие работы по обоснованию взрывоустойчивости зданий и сооружений на ОПО, могут использовать иные обоснованные способы и методы, чем те, которые указаны в настоящем Руководстве.

7. В Руководстве применяются сокращения, а также термины и определения, приведенные в приложениях № 1 и 2 к настоящему Руководству.

II. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБОСНОВАНИЮ
ВЗРЫВОУСТОЙЧИВОСТИ

8. Общие рекомендации по обоснованию взрывоустойчивости зданий и сооружений основаны на методах:

а) моделирования и расчета аварийного истечения и распространения ОВ при всех возможных сценариях аварийной разгерметизации оборудования и воспламенении облаков ТВС;

б) расчета зон разрушения при воздействии УВ при аварийных взрывах ТВС;

в) расчета показателей риска взрыва ТВС, включающих оценку частоты превышения амплитуды давления на фронте падающей УВ для каждого (при необходимости) здания, сооружения на территории размещения ОПО;

г) применения обоснованных критериев допустимого риска разрушения зданий с учетом их типа (конструктивного исполнения).

9. Основные положения настоящего Руководства соответствуют рекомендациям:

Руководства по безопасности «Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ», утвержденного приказом Ростехнадзора от 20 апреля 2015 г. № 158 (далее - Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ);

Руководства по безопасности «Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах», утвержденного приказом Ростехнадзора от 13 мая 2015 г. № 188 (далее - Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах);

Руководства по безопасности «Методика оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности», утвержденного приказом Ростехнадзора от 27 декабря 2013 г. № 646 (далее - Методика оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности).

10. При оценке последствий взрывов рекомендуется учитывать основные механизмы развития взрывных явлений, таких, как дрейф облака ТВС, режим взрывного превращения (дефлаграция (детонация), воздействие взрыва для зданий и сооружений, в соответствии с Руководством по безопасности «Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей», утвержденным приказом Ростехнадзора от 20 апреля 2105 г. № 159 (далее - Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей).

11. Основным показателем взрывоустойчивости зданий, сооружений, технических устройств или иных материальных объектов (далее - здания) является величина предельного давления во фронте падающей УВ Рпр, которую могут воспринять конструкции здания без потери ими несущей способности или пригодности к дальнейшей эксплуатации. Для зданий рекомендуется определять Рпр по данным проектирования или эксплуатации, а для сооружений и технических устройств - согласно приложению № 3 к Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», Методическим основам по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах или другим нормативным или методическим документам.

12. Рекомендуется принимать, что взрывоустойчивость здания по критерию максимально возможной взрывной нагрузки при внешнем взрыве обеспечивается, если выполняется условие, при котором здание находится вне максимальной возможной зоны действия УВ с амплитудой давления на фронте УВ, превышающей проектное давление:

Pпр k > max(ΔPф n),

(1)

где Pпр k - предельное (проектное) давление во фронте УВ, на которое рассчитано k-е здание (k = 1, 2, …);

ΔPф n - давление во фронте падающей на здание УВ;

n - номер сценария (n = 1, 2, …, N);

N - число сценариев со взрывом.

В случае невозможности выполнения условия (1) для обоснования взрывоустойчивости рекомендуется использовать результаты количественного анализа риска взрыва и вероятностный критерий, согласно которому частота разрушения здания Rр k в течение года не должна превышать допустимую величину Rдоп:

Pр k < Rдоп.

(2)

С учетом критериев допустимого пожарного риска для взрывопожароопасных производственных объектов и данных по условной вероятности гибели людей в разрушенных зданиях, приведенных в Федеральных нормах и правилах в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», рекомендуемая величина допустимой частоты воздействия взрыва на здание Rдоп не должна превышать 10-4 год-1.

13. Для расчетов зон разрушения рекомендуется использовать:

Методику моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ (расчет рассеяния и дрейфа облаков ТВС);

Методику оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей (расчет параметров УВ).

Пример расчета зон разрушения при взрыве на установке приведен в приложении № 5 к настоящему Руководству.

14. Для расчета последствий аварии с выбросом ОВ и взрывом облака ТВС в помещениях рекомендуется использовать методы вычислительной гидродинамики.

III. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЗРЫВООПАСНОСТИ

15. Для обоснования взрывоустойчивости зданий рекомендуется использовать показатели взрывоопасности для обоснования взрывоустойчивости зданий, приведенные в таблице № 3-1 приложения № 3 к настоящему Руководству.

Набор показателей рекомендуется определять в соответствии с целями работы, выбором методов и критериев, применяемых для обоснования взрывоустойчивости. Примеры расчетов зон разрушения при взрыве на установке и показателей риска разрушения для обоснования взрывоустойчивости зданий приведены в приложениях № 5 и 6 к настоящему Руководству.

Метод количественной оценки риска взрыва, рекомендуемый для обоснования взрывоустойчивости зданий, приведен в разделе IV настоящего Руководства.

IV. МЕТОД КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ РИСКА ВЗРЫВА

16. Процедура обоснования взрывоустойчивости, основанная на количественной оценке риска взрыва, учитывает:

вероятность и последствия всех возможных сценариев выброса опасных (горючих) веществ, приводящих к взрыву и воздействию избыточного давления УВ на здания;

тип зданий (устойчивость к УВ);

допустимую частоту Rдоп воздействия взрыва, приводящего к нарушению устойчивости (повреждению, разрушению) здания;

вероятностный критерий взрывоустойчивости здания - выполнение условия (2).

Основные этапы количественной оценки риска взрыва для обоснования взрывоустойчивости зданий и сооружений отображены на блок-схеме (рис. 1).

Рис. 1. Основные этапы количественной оценки риска взрыва

17. Планирование и организация работ по анализу риска осуществляются в соответствии с разделом IV Методических основ по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах и требованиями заказчика. Для проведения работ по анализу риска рекомендуется привлекать специалистов, аттестованных в области промышленной безопасности и имеющих опыт экспертизы декларации промышленной безопасности ОПО.

18. При идентификации опасностей рекомендуется использовать следующие закономерности возникновения и развития аварий с выбросом ОВ.

18.1. Возникновение и развитие аварии обусловлено свойствами ОВ, условиями их содержания и характером выброса ОВ, объемом веществ, окружающими условиями и своевременностью мер по локализации аварии. Следует также учитывать возможность каскадного развития аварий, различные стадии которой могут быть не связаны со взрывом, в соответствии с Методическими основами по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах.

Условно можно выделить два типа аварий, которые могут существенно отличаться вероятностями их возникновения:

аварии с полным разрушением оборудования, содержащего сжиженный газ или газ под давлением;

аварии, связанные с неполным разрушением оборудования, то есть с истечением вещества через образовавшееся дефектное отверстие.

Из аварий первого типа наиболее часто встречающиеся - это разрывы сосудов, содержащих газ под давлением. Также часто из аварий первого типа встречаются разрушения сосудов, содержащих жидкие углеводороды или сжиженные газы. Такие разрывы происходят обычно под действием внешнего нагрева емкости в результате пожара, например, пролитого горючего. В этом случае авария может пойти по сценарию с образованием огненного шара (в иностранных источниках такой сценарий обычно обозначается BLEVE - вскипание паров кипящей, перегретой жидкости) или газового взрыва. Условная вероятность образования огненного тара (то есть вероятность его возникновения при попадании емкости в пожар) определяется на основе статистических данных, а при их отсутствии может приниматься равной 0,7.

Второй тип аварии - истечение вещества через образовавшееся отверстие - наиболее вероятный. Он включает и разрывы трубопроводов, и истечение через неисправные вентили, и потери герметичности в результате внешнего воздействия, коррозии или превышения эксплуатационных норм. Многообразие сценариев определяется различием физических явлений для различного фазового состояния истекающего вещества. Анализ аварий показывает, что примерно 90 % аварий на трубопроводах происходит путем истечения вещества через отверстие, трещины и 10 % - путем полного разрыва (на полное сечение) или образованием протяженной трещины. Так, при выбросе горючей жидкости из резервуара при наличии источника воспламенения возможно ее мгновенное воспламенение (в том числе с образованием горящей струи) или воспламенение после образования разлитой лужи горючего вещества (пожар пролива). В этом случае вероятностью барического воздействия на здания вне струи можно пренебречь.

18.2. Рекомендуется рассматривать следующие основные факторы и причины возникновения аварий с выбросом и образованием ТВС:

изменение гидравлического сопротивления рабочих каналов (секций) технологического оборудования или соединительных трубопроводов, например, вследствие гидратообразования, парафино- и солеотложений, пенообразования газожидкостных потоков или залповых выбросов жидкости;

полная закупорка трубопроводов и арматуры ледяными и кристаллогидратными пробками;

эрозионный или коррозионный износ стенок проточной части оборудования, трубопроводов;

нарушение технологического режима работы оборудования, например неоправданное изменение термобарических параметров эксплуатации;

дефекты изготовления или монтажа оборудования;

наличие значительного числа переходов подземных трубопроводов в надземные, являющихся местами повышенной коррозионной активности и концентрации напряжений;

наличие большого числа арматуры, тройников, переходников, фасонных частей, то есть мест с усложненной технологией проведения строительно-монтажных работ, ухудшенным контролем качества сварных швов, повышенной концентрацией напряжений;

сложная пространственная стержневая конструкция надземных трубопроводов;

обвязки технологических аппаратов с большим числом жестких и скользящих опор, испытывающие значительные переменные температурные и газодинамические нагрузки;

ошибки на стадии проектных решений;

недостаточно качественный диагностический контроль и несвоевременное выполнение ремонтных работ по обеспечению герметичности трубопроводов, сосудов, аппаратов;

ошибки персонала при выполнении регламентных или ремонтных работ;

ошибочные действия операторов на стадиях пуска или аварийной остановки технологических линий;

вандализм, диверсии и другие умышленные действия;

случайное повреждение оборудования транспортными средствами или летательными аппаратами;

недостатки в организации систематической работы по обучению и проверке знаний персонала по технике безопасности со стороны эксплуатирующей организации.

Анализ сценариев возникновения аварийных ситуаций и оценку вероятности аварий, обусловленных указанными факторами и причинами, рекомендуется проводить с помощью методов деревьев отказов.

18.3. В качестве основных источников выброса ОВ и образования ТВС рекомендуется рассматривать в том числе следующие технические устройства и сооружения:

а) сепарационное и емкостное оборудование:

нарушение герметичности оборудования вследствие его коррозии, эрозии, износа уплотнительных элементов фланцевых соединений;

забивание твердыми частицами фильтрующих или сепарационных элементов, приводящее к увеличению гидравлического сопротивления соответствующих секций и нарушению гидрозатвора в системе слива отсепарированной жидкости;

чрезмерное (бесконтрольное) увеличение гидравлического сопротивления отдельных секций аппаратов, приводящее к их деформации и поломке;

нарушение крепления внутренних перегородок аппаратов вследствие отсутствия контровки крепежных соединений;

нарушение работоспособности предохранительных клапанов, деформация и обрыв патрубков их крепления;

отказ средств контроля и регулирования;

б) теплообменное оборудование:

парафино- и солеотложения в трубном (межтрубном) пространстве, отложения кристаллогидратов и льда в рабочих полостях и каналах, приводящие к снижению проходного сечения или закупорке каналов;

нарушение герметичности фланцевых соединений вследствие износа уплотнительных прокладок или коррозии фланцев;

нерасчетное изменение угла наклона лопастей вентилятора АВО;

в) турбодетандерные агрегаты:

дефекты изготовления и сборки, не выявленные в процессе испытаний;

ошибки эксплуатационного персонала: несоблюдение регламента на эксплуатацию ТДА при пусках, остановках или переключениях оборудования, несвоевременное реагирование на нерасчетные отклонения в режиме работы;

усиливающаяся или внезапная вибрация агрегата, причинами которой могут быть:

резонансные колебания деталей ротора;

солеотложения и усталостные разрушения деталей;

нарушение контровки крепежных соединений;

неравномерные по окружности зазоры в уплотнениях и подшипниках;

деформация фундаментных оснований при растеплении грунта;

дисбаланс ротора вследствие эрозионного износа деталей ротора и уплотнений;

г) насосно-компрессорное оборудование:

износ манжетных уплотнений и штоков дозировочных насосов вследствие загрязнения механическими примесями перекачиваемой жидкости;

износ торцевых уплотнений и рабочих колес, приводящий к потере герметичности и вибрации ротора;

износ или разрушение уплотнения диска колеса центробежного насоса;

пробой изоляции обмоток электродвигателя;

усталостное разрушение сепараторов подшипников качения;

износ упругих элементов соединительных муфт;

д) печи огневой регенерации:

солеотложения и коррозия поверхностей змеевиков, приводящие к прожогам;

е) запорная и регулирующая арматура:

коррозия и эрозия уплотнительной пары клиновых задвижек, приводящие к потере их герметичности;

эрозионный износ седел и конусов регулирующих клапанов вследствие наличия в рабочих потоках твердых примесей;

износ деталей сальникового уплотнения штока регулирующих клапанов;

разрыв мембраны пневмоприводных регулирующих клапанов;

потеря упругости или разрушение пружин пневмоприводных регулирующих клапанов и предохранительных клапанов;

отказы электромеханических клиновых задвижек вследствие люфтов в зубчатой передаче редуктора, износа подшипников, кулачков и уплотняющих поверхностей.

В качестве основных причин аварий с разгерметизацией и возгоранием в зданиях производственных цехов с размещенными в них блоками сепарационного и емкостного оборудования рекомендуется рассматривать:

неисправность или отсутствие предохранительных устройств;

ошибки персонала;

утечки газа или газового конденсата по местам уплотнения регуляторов расхода, фланцевым соединениям арматуры на линиях обвязки регуляторов расхода или датчиков измерения уровня жидкости;

утечки газа или газового конденсата при проведении ремонтных работ (например, при замене негерметичных задвижек и кранов);

коррозия и эрозия стенок трубопроводов и аппаратов вследствие наличия в газе твердых и жидких примесей.

18.4. При определении сценариев аварии рекомендуется определить возможные физические проявления аварий на различных опасных составляющих, технологических блоках, единицах оборудования, участках трубопроводов, содержащих ОВ, ОПО, а затем на основе их анализа выявить наиболее характерные пути развития аварий и сформировать расчетные сценарии.

Возможные физические проявления аварий на составляющих ОПО определяются прежде всего взрыво- и (или) пожароопасностью обращаемых OB. С учетом этого основными физическими проявлениями аварий и сопровождающими их поражающими факторами на ОПО являются следующие:

разрыв технологического трубопровода или разрушение емкости, аппарата, установки с газом (жидкостью) под давлением с выбросом (истечением) и воспламенением газа и образованием струевых пламен или колонного пожара с распространением вблизи места аварии поражающих факторов:

осколков (фрагментов трубы);

воздушной волны сжатия, образующейся в начальные моменты истечения сжатого газа в атмосферу;

скоростного напора струи газа, прямого воздействия пламени, теплового излучения от пламени;

разрыв технологического газопровода или разрушение емкости, аппарата, установки истечением природного газа в атмосферу, его рассеиванием, образованием зоны загазованности и последующим задержанным воспламенением и дефлаграционным сгоранием газовоздушной смеси;

утечка газа (жидкости) внутри производственного помещения с образованием взрывоопасной газовоздушной смеси, воспламенением смеси и ее взрывное превращение по дефлаграционному типу с образованием волны сжатия и пожара колонного типа в загроможденном пространстве;

взрыв ТВС в емкостях с газовым конденсатом, метанолом, дизельным топливом, бензином с последующим разливом и воспламенением горючих жидкостей и горением в виде пожара разлития с распространением вблизи места аварии поражающих факторов: осколков емкостей, воздушной волны сжатия, прямого воздействия пламени и теплового излучения от пламени;

утечка горючей термодинамически стабильной жидкости (стабильного газового конденсата, дизельного топлива, турбинного масла, бензина, метанола) из емкости, резервуара, технологического трубопровода с образованием лужи разлития и испарением жидкости с поверхности разлива;

воспламенение паров жидкости от какого-либо источника зажигания, находящегося вблизи лужи разлития с возникновением воздушной волны сжатия, образующейся при взрывном сгорании смеси, прямого воздействия пламени при сгорании облака ТВС и теплового излучения от пламени пожара разлития;

утечка термодинамически нестабильной жидкости (газового конденсата, хладагента (пропана, пропан-бутана) из технологического трубопровода, емкости, резервуара, насоса с образованием лужи разлития с интенсивным испарением легких фракций с поверхности разлития с образованием, рассеиванием и переносом паров продукта (тяжелее воздуха) вблизи поверхности земли по направлению ветра;

воспламенение взрывопожароопасного облака от источника зажигания (автомобиля с работающим двигателем, неисправного электрооборудования или открытого источника огня) как на территории промплощадки, так и вне ее с возникновением воздушной волны сжатия, образующейся при сгорании ТВС, прямого воздействия пламени при сгорании облака ТВС и от пожара разлития, теплового излучения от пламени пожара разлития.

Факторы, определяющие сценарии развития и последствия аварии, приведены в таблице № 4-1 приложения № 4 к настоящему Руководству.

18.5. Процедуру формирования расчетных сценариев для каждой заранее выделенной составляющей на объекте рекомендуется выполнять с использованием метода построения деревьев событий согласно Методическим основам по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах и Методике оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности. Исходным событием каждого дерева должно быть событие А - разгерметизация (разрыв) элемента (единицы оборудования) опасной составляющей (для технологических трубопроводов - m-го участка), которое (событие А) может иметь дальнейшее развитие в зависимости от типа рассматриваемой составляющей групп сценариев. При этом каждый узел (разветвление) дерева событий должен отражать «вмешательство» в ход событий одного из учитываемых влияющих («задающих») факторов. После учета при построении дерева всех заранее заданных влияющих факторов получившееся на выходе дерева общее число конечных ветвей соответствует общему числу I×J расчетных сценариев аварии на m-м элементе n-й составляющей, образующих полную группу несовместных событий.

19. Оценка риска взрыва включает оценку последствий различных сценариев аварий с выбросом ОВ, включая оценку массы ОВ, и расчет показателей риска разрушения зданий при взрыве ТВС (рис. 2).

Рис. 2. Алгоритм оценки риска взрыва

19.1. Исходные данные по частотам выброса ОВ при разгерметизации оборудования, условной вероятности воспламенения ТВС приведены в Методических основах по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах.

19.2. Для оценки последствий взрывных процессов рекомендуется учитывать не только его тип (горение(детонация) и массу топлива во взрывоопасных пределах, но и расстояние дрейфа, на котором в облаке могут сохраняться взрывоопасные концентрации.

Рис. 3 соответствует ситуации дрейфа первичного и вторичного облаков при аварийном выбросе вскипающих жидкостей, в том числе сжиженного газа. Рис. 4 соответствует выбросу, образованию пролива стабильных жидкостей (нефть, бензин, дизельное топливо), при испарении которых реально образуется только вторичное облако.

Рис. 3. Схема распространения первичного и вторичного облаков
ТВС при аварийном выбросе вскипающих жидкостей:

1 - источник выброса ОВ; 2 - источник инициирования взрывного
превращения; L - максимальная дальность дрейфа облака ТВС в
направлении ветра; L_ - максимальное расстояние распространения
облака ТВС в направлении против ветра; Lʹ - расстояние от места
выброса, на котором достигается максимальная ширина облака;
r - полуширина облака ТВС; R - граница зоны избыточного давления
при взрыве ТВС; RL1 - максимальный размер (от источника выброса) зоны
поражения при взрыве с учетом дрейфа облака ТВС

Рис. 4. Схема распространения вторичного облака ТВС при аварийном
выбросе и испарении из пролива стабильных жидкостей:

1 - источник выброса ОВ; 2 - источник инициирования ТВС;
L - максимальная дальность дрейфа облака ТВС в направлении ветра;
l - размер пролива в направлении ветра; Lʹ - расстояние, на котором
достигается максимальная ширина облака; r - полуширина облака ТВС;
R - граница зоны избыточного давления при взрыве ТВС;
RL2 - максимальный размер зоны поражения при взрыве с учетом дрейфа
облака ТВС (от источника выброса)

19.3. При оценке количества ОВ, участвующих в аварии, необходимо учитывать, что размеры зон поражения существенно зависят от массы выброшенного вещества (массы, участвующей в аварии) Q и массы, участвующей в создании поражающего фактора - взрыва Qвз.

В случае аварии со взрывом в величину массы, участвующей в создании поражающего фактора, входит масса вещества (горючего газа) Мг, которое непосредственно участвует во взрывном процессе и генерации волн. Эта масса газа Мг может задаваться в качестве исходного параметра или определяться исходя из условий развития аварий согласно Методике моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ.

Масса выброса OB Q в случае полного разрушения единицы оборудования принимается с учетом момента времени обнаружения выброса, срабатывания противоаварийной защиты и массы ОВ, поступивших в окружающее пространство от смежных единиц оборудования (участков), технологических блоков согласно Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», Методике оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности и Методике оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей.

Масса вещества, участвующего в аварии в случае частичного разрушения оборудования, определяется путем интегрирования интенсивности выброса по времени от момента начала выброса до момента его завершения.

Учет метеорологических факторов и прошедшего с начала аварии времени t0 наиболее актуален для дрейфа облака в атмосфере.

При выбросе в атмосферу масса Мг будет меняться в зависимости от прошедшего с начала аварии времени t0 соответственно и в зависимости от расстояния от места выброса при движении выброса в поле ветра. В этом случае необходим учет метеорологических факторов, которые и будут определять Мг.

Расчет массы Мг проводится согласно Методике оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей.

19.4. Расчет параметров УВ и зон разрушения проводится согласно Методике оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей.

19.5. Для расчета показателей риска взрыва рекомендуется использовать следующие соотношения.

Условные вероятности Р(Сn|А) реализации сценариев Сn аварии при разгерметизации n-й с возгоранием и дрейфом облаков ТВС на рассматриваемом объекте следует рассчитывать по формуле (3):

Р(Сn|А) = P(Gs|A)P(UψφP(Sev)P(КУ|UψφP(Sev)PдефP(И|A),

(3)

где P(Gs|A) - относительная частота реализации утечки продукта с интенсивностью Gs, находящейся в s-м из возможных диапазонов интенсивности истечения и зависящей от давления и размера отверстия разгерметизации (А - авария);

P(Uψφ) - относительная частота повторяемости в году скорости ветра Uψφ в ψ-м диапазоне скоростей и φ-м географическом направлении (общее количество и размеры диапазонов скорости ветра, а также число учитываемых направлений ветра (румбов) задаются пользователем);

(Sev) - относительная частота реализуемости сезона Sev, в течение года Р(Sev) = 1;

P(КУ|UψφP(Sev) - относительная частота реализуемости данного класса устойчивости (КУ) атмосферы по Паскуиллу при скорости ветра в s-м диапазоне в v-й сезон Sev;

Pдеф - условная вероятность сгорания с образованием избыточного давления при последующем воспламенении, Pдеф = fп.вfдефл;

fп.в - условная вероятность отложенного воспламенения;

fдефл - условная вероятность взрыва;

P(И|A) - условная вероятность зажигания облака (И) от источников зажигания, находящихся в пределах облака ТВС (в тех или иных ячейках расчетной области), ограниченного изолинией концентрации паров С = СВКПР и С = СНКПР, достигшего максимально возможного размера при заданных интенсивности истечения, метеопараметрах, сезоне.

Частоту сценария Сn при разгерметизации выбранной единицы оборудования определяют по формуле

λСn = Р(Сn|АA.

(4)

Относительную частоту P(Uψφ) следует определять на основе статистических данных по повторяемости характерных скоростей ветра с учетом их географических направлений в течение года в районе расположения объекта как относительную частоту реализации ветров, попадающих в заданные диапазоны скоростей и направлений.

Скорость ветра Uψφ(ψ = 1, …, Ψ), (Ψ - общее число рассматриваемых скоростей ветра реализуется по румбу φ (φ = 1, …, Ф), Ф - общее число румбов розы ветров, географических направлений в течение года с P(Uψφ) < 1. Как правило, Ф = 4; 8 или 16 с угловым сектором соответственно 90; 45 или 22,5°.

Относительную частоту P(КУ|UψφP(Sev) следует определять на основе статистических данных по повторяемости характерных состояний атмосферы (классы устойчивости атмосферы А, В, С, D, Е, F по Паскуиллу) в зависимости от скорости ветра и времени года (сезона) в районе расположения ОПО.

При определении риска разрушения зданий следует для каждой точки территории найти частоту реализации сценариев со взрывом  при превышении заданного давления во фронте УВ ΔРф(х, у) = ΔРф по формуле

(5)

где  - вероятность превышения в точке с координатами (х, у) давления ΔРф во фронте УВ при реализации сценария Сn.

Суммирование осуществляется по всем сценариям Сn.

Для точек (хj, уj) территории, в которых расположены здания и сооружения, испытывающие взрывные нагрузки, строят зависимости частоты реализации избыточного давления ΔРф взрыва от ΔРф:

(6)

Риск разрушения k-го здания, расположенного в точке территории с координатами (хk, уk), при условии, что его конструкции устойчивы ко взрыву с давлением во фронте УВ Рпр k:

(6)

20. Определение взрывоустойчивости анализируемых зданий проводится путем сравнения рассчитанных показателей риска с критерием приемлемого риска согласно пункту 11 настоящего Руководства.

21. Рекомендации по уменьшению риска взрыва (при необходимости) разрабатываются с учетом следующих положений.

21.1. Для повышения взрывоустойчивости зданий и сооружений рекомендуется учитывать следующие направления мероприятий:

уменьшение вероятности выбросов ОВ в соответствии с требованиями промышленной и пожарной безопасности (обоснование проектных решений, расчет нагрузок и воздействий, квалификация персонала, контроль и диагностирование при эксплуатации);

уменьшение размеров зон загазованности, включая:

а) ограничение разлива жидкости при возможных авариях (устройство обвалования, поддонов и других технических решений);

б) обоснованный выбор материалов и устройство поверхностей (твердых покрытий), снижающих скорость теплоотдачи, количество испарившейся жидкости;

в) размещение технологического оборудования на открытых этажерках и площадках;

уменьшение вероятности воспламенения облака ТВС, в том числе удаление источников зажигания (например, печей, факелов, электроаппаратуры) на безопасные расстояния по возможному дрейфу облака от источников выброса, применение взрывозащищенного оборудования;

удаление зданий, сооружений на безопасные расстояния;

укрепление зданий для повышения их устойчивости к опасным факторам взрыва.

21.2. Необходимые рекомендации по снижению риска аварии разрабатываются в форме проектных решений или планируемых мероприятий обеспечения безопасности технического и (или) организационного характера.

Меры обеспечения безопасности должны уменьшать возможность и (или) смягчать тяжесть последствий возможных аварий. К приоритетным необходимым рекомендациям по снижению риска аварии относятся меры обеспечения безопасности, направленные преимущественно на предупреждение аварии (уменьшение возможности возникновения инцидентов и аварий).

Меры по уменьшению вероятности возникновения аварийной ситуации включают:

а) меры по уменьшению вероятности возникновения инцидента;

б) меры по уменьшению вероятности перерастания инцидента в аварийную ситуацию.

Меры по уменьшению тяжести последствий аварии имеют следующие приоритеты:

а) меры, предусматриваемые при проектировании опасного объекта (например, выбор несущих конструкций, взрывозащитной преграды, запорной арматуры);

б) меры, относящиеся к системам противоаварийной защиты и контроля (например, применение газоанализаторов);

в) меры, касающиеся готовности эксплуатирующей организации к локализации и ликвидации последствий аварий.

Основными мероприятиями по снижению риска выбросов ОВ на стадии эксплуатации являются:

а) проведение диагностики после завершения строительства;

б) повышенная частота проведения диагностики, мониторинг технического состояния;

в) применение современной системы обнаружения утечек;

г) контроль качества состава обращающихся веществ;

д) повышенные требования к качеству производства строительно-монтажных работ, включая контроль производства на заводе-изготовителе, заводских испытаний, доставки, погрузки (разгрузки), складирования, хранения, монтажа, испытаний;

е) проведение периодических испытаний на прочность и герметичность;

и) повышение эффективности охраны;

к) ограничение площадей возможных аварийных разливов за счет возведения инженерных сооружений (обвалования);

л) увеличение объема контроля качества сварных стыков различными методами неразрушающего контроля.

Приложение № 1

к Руководству

Сокращения

В настоящем Руководстве применены следующие обозначения и сокращения:

АВО - аппарат воздушного охлаждения;

ВКПР - верхний концентрационный предел распространения пламени;

ЖФ - жидкая фаза;

НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени;

ОПО - опасный производственный объект;

ОВ - опасное вещество;

ПГФ - парогазовая фаза;

ТВС - топливно-воздушная смесь;

ТДА - турбодетандерный агрегат;

УВ - ударная волна;

qвыб - интенсивность выброса;

Р0 - давление в окружающей среде;

Р - давление в оборудовании;

Г - показатель адиабаты газовой фазы;

γ - плотность газа в оборудовании;

ρж - плотность жидкой фазы в оборудовании;.

Т - температура в оборудовании;

Сij - сценарий развития аварии;

Р(Сij|A) - условная вероятность развития аварии по сценарию Сij;

P(Gs|A) - частота реализации утечки продукта с интенсивностью Gs;

Р(uψφ) - относительная частота повторяемости в году скорости ветра uψφ;

P(Sev) - относительная частота реализуемости сезона Sev;

P(Cl|uψφSev) - относительная частота реализуемости данного класса устойчивости атмосферы по Паскуиллу;

Рдеф - условная вероятность сгорания с образованием избыточного давления при последующем воспламенении;

P(И|A) - условная вероятность зажигания облака от хотя бы одного источника зажигания;

Рr1 - пробит-функция повреждений стен промышленных зданий;

Рr2 - пробит-функция разрушения промышленных зданий;

Рr3 - пробит-функция длительной потери управляемости у людей (состояние нокдауна);

Рr4 - пробит-функция разрыва барабанных перепонок у людей;

Рr5 - пробит-функция отброса людей волной давления;

ΔР, ΔРф - избыточное давление на фронте падающей УВ;

r - радиус зоны разрушения (поражения) в результате взрыва;

λА - частота аварии;

 - частота аварии с возникновением взрыва;

 - потенциальный риск разрушения при взрыве (частота аварии с превышением заданного давления Р) в точке с координатами х, у;

kповр - степень повреждения здания (от 0 до 1);

 - частота разрушения (повреждения) определенного k-го здания при воздействии взрыва;

k - титул здания;

КУ - класс устойчивости атмосферы;

U - скорость ветра, м/с;

L_ - расстояние дрейфа облака против ветра с концентрацией СНКПР,

L - максимальное расстояние дрейфа облака по ветру с концентрацией СНКПР;

Xсм = (L - L_)/2 - расстояние смещения центра облака ТВС от источника выброса;

М - масса облака ТВС в пределах воспламенения (между СВКПР и СНКПР).

Приложение № 2

к Руководству

Термины и определения

В настоящем Руководстве применены следующие термины с соответствующими определениями:

авария - разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ;

анализ риска взрыва (анализ риска разрушения при взрыве) - процесс идентификации опасностей взрыва при аварии и оценки риска разрушения зданий и сооружений;

взрыв - неконтролируемый быстропротекающий процесс выделения энергии, связанный с физическим, химическим или физико-химическим изменением состояния вещества, приводящий к резкому динамическому повышению давления или возникновению ударной волны, сопровождающийся образованием сжатых газов, способных привести к разрушительным последствиям;

взрывобезопасность - состояние производственного процесса, при котором исключается недопустимый риск взрыва и поражения людей;

взрывоустойчивость - свойство зданий и сооружений сохранять с заданной вероятностью устойчивость к взрывам от аварий на опасном производственном объекте;

взрывозащита - мероприятия, обеспечивающие защиту обслуживающего персонала, технологического оборудования, а также зданий и сооружений от опасных и вредных воздействий взрыва, основными из которых являются:

максимальное избыточное давление ΔРф;

обрушающиеся конструкции зданий, оборудования, коммуникаций и разлетающиеся их части;

опасные факторы пожара (открытый огонь и искры, токсичные продукты горения, дым и другие факторы);

детонация - распространение взрыва по взрывчатому веществу, топливно-воздушной смеси, обусловленное прохождением ударной волны с постоянной сверхзвуковой скоростью, обеспечивающей быструю химическую реакцию;

дефлаграция - процесс дозвукового горения, при котором образуется быстро перемещающаяся зона (фронт) химических превращений. Передача энергии от зоны реакции в направлении движения фронта происходит за счет теплопередачи. Отличается от детонации, при которой зона превращений распространяется со сверхзвуковой скоростью и передача энергии происходит за счет ударного сжатия. Дефлаграция происходит при горении газовоздушных смесей, при горении смесей типа воздух - бензин, горении порохов или пиротехнических составов;

зона воздействия взрыва (зона поражения или разрушения) - зона территориального распределения поражающего фактора взрыва вокруг места возникновения аварии, ограниченная изолинией установленного порогового значения избыточного давления, импульса, условной вероятности разрушения здания или иного параметра взрыва;

идентификация опасностей аварии - процесс выявления и признания, что опасности аварии на опасном производственном объекте существуют, и определения их характеристик;

избыточное давление на фронте ударной волны ΔРф - амплитуда давления на фронте падающей ударной волны (воздушной волны сжатия) Рф, образующейся при аварийном взрыве, относительно атмосферного давления Ра без учета отражения от зданий, сооружений (ΔРф = Рф - Ра);

импульс волны давления (импульс взрыва) - величина, характеризующая динамическое воздействие взрыва, в простейшем случае численно равная произведению избыточного давления продуктов взрыва на время его действия;

основные факторы опасности взрыва - факторы, характеризующиеся одним или несколькими параметрами: максимальным давлением и температурой взрыва, скоростью нарастания давления при взрыве, давлением во фронте ударной волны (волны сжатия), дробящими и фугасными свойствами взрывоопасной среды;

оценка риска взрыва (оценка риска разрушения при взрыве) - процесс, используемый для определения вероятности (или частоты) возникновения взрыва при аварии и степени разрушения (взрывоустойчивости) зданий. Оценка риска включает анализ вероятности (или частоты), анализ последствий взрыва и их сочетания;

риск - мера опасности, характеризующая возможность возникновения негативного события (взрыва) и тяжесть его последствий;

риск взрыва - мера опасности взрыва, характеризующая возможность возникновения взрыва и степень разрушения зданий, сооружений при взрыве. Основными показателями риска разрушения от взрыва при аварии на опасном производственном объекте являются:

частота возникновения взрыва (аварии со взрывом);

потенциальный риск разрушения при взрыве (частота превышения избыточного давления на фронте падающей ударной волны в рассматриваемой точке территории);

частота разрушения (повреждения определенной степени) здания при воздействии ударной волны при взрыве;

допустимый (приемлемый) риск взрыва - риск разрушения зданий при взрыве, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально-экономических условий;

потенциальный риск разрушения при взрыве (потенциальный риск взрыва) - частота воздействия взрыва, связанного с действием избыточного давления на фронте падающей ударной волны выше определенного уровня ΔР на рассматриваемое здание, сооружение. Определяется зависимостью  - частоты превышения определенной величины избыточного давления на фронте ударной волны ΔРф, для данной точки территории с координатами (х, у), на которой могут находиться здания, сооружения и другие материальные объекты. Распределение потенциального риска может отображаться в виде функций, табличном виде или графически, в том числе на ситуационных планах в виде изолиний (поля или контуров риска) одинаковых значений параметров взрыва (частоты превышения определенного давления ΔРф, давления ΔРф в каждой точке территории при заданной максимальной частоте воздействия и других);

сценарий аварии - последовательность отдельных логически связанных событий, обусловленных конкретным инициирующим (исходным) событием, приводящих к определенным опасным последствиям аварии;

ударная волна - распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью в газе, жидкости или твердом теле тонкая переходная область (фронт), в которой происходит резкое увеличение давления, плотности и температуры;

поражающий эффект (эффект) - физическое, физико-химическое явление, приводящее к возникновению поражающих факторов аварии. Основные эффекты аварии - взрыв, огненный шар, пожар пролива, струевое горение;

поражающий фактор аварии - термическое, барическое (ударно-волновое) и иное воздействие, связанное с возникновением аварии и способное привести к ущербу.

Приложение № 3

к Руководству

Таблица № 3-1

Основные показатели взрывоопасности

Показатель

Характеристика

ΔРф - избыточное давление на фронте падающей УВ, Па

Параметр, определяющий воздействие (нагрузку) на здание

R - радиус зоны разрушения в результате воздействия УВ с избыточным давлением во фронте ΔРф, м

Радиус отсчитывается от центра облака ТВС в момент его инициирования (зажигания). При отсутствии данных принимают, что точка зажигания размещена в центре облака с максимальной массой горючего во взрывоопасных пределах

L - максимальное расстояние дрейфа облака ТВС, м

Максимальное расстояние от точки выброса ОВ, на котором достигаются концентрации ТВС, при которых возможно воспламенение облака ТВС. При расчетах L определяется границей достижения нижнего концентрационного предела распространения пламени СНКПР

RL - максимальная дальность действия УВ, м

Максимальное расстояние от источника выброса, на котором достигается разрушение при определенном ΔРф в результате взрыва облака ТВС с учетом дрейфа

λа - частота аварии с выбросом ОВ, год-1

Включает сумму всех частот возможных случаев выброса опасных (горючих) веществ. Зависит от вида и количества оборудования на объекте

 - частота развития аварии по сценарию Сn с возникновением взрыва, год-1

Определяется частотой воспламенения облака ТВС, в том числе пожара-вспышки. При расчете  не учитываются частоты пожара пролива, огненного шара, струевого горения и аварий без воспламенения

 - потенциальный риск разрушения здания, находящегося на территории объекта с координатами (х, у) при воздействии на него УВ с избыточным давлением ΔРф, год-1

Частота превышения заданного избыточного давления ΔРф в рассматриваемой точке территории с координатами (х, у)

Rр k - частота разрушения определенного k-го здания при воздействии взрыва, год-1

Частота разрушения (повреждения) k-го здания с учетом типа рассматриваемого здания и Рпр k

Приложение № 4

к Руководству

Таблица № 4-1

Факторы, определяющие сценарии развития и последствия аварии

№ п/п

Фактор

Характер влияния

1

Диаметр эквивалентного отверстия истечения

Определяет интенсивность аварийного истечения ОВ

2

Компонентный состав ОВ

Определяет интенсивность истечения и испарения продукта, объем пролива

3

Время от момента разгерметизации до перекрытия аварийной секции

Влияет на продолжительность аварийного истечения и массу выброса ОВ

4

Давление в трубопроводе до аварии в месте разрыва

Влияет на интенсивность истечения ОВ

5

Размеры (площадь) лужи разлития жидкости

Определяет интегральную интенсивность испарения жидкости, задает форму и геометрические размеры пламени пожара

6

Температура грунта

Влияют на интенсивность испарения разлитой жидкости

7

Проницаемость грунта

8

Скорость ветра

9

Температура воздуха

10

Метеорологические факторы: скорость и направление ветра, класс стабильности атмосферы, влажность воздуха

Влияют на особенности рассеивания и переноса паров в атмосфере, размеры облака; задают угол и направление наклона пламени при пожаре разлития (влажность воздуха определяет проницаемость атмосферы для тепловой радиации)

11

Шероховатость поверхности в районе места разрыва

Влияет на особенности переноса и рассеивания облака тяжелого газа

12

Распределение источников зажигания по территории, прилегающей к месту разрыва

Влияет на вероятность и момент воспламенения парового облака и, следовательно, на размеры зоны прямого огневого и барического воздействия

13

Ландшафтные (загроможденность пространства) и топографические условия в месте разрыва

Влияют на скорость (режим) сгорания паров и вероятность реализации дефлаграционного или близкого к детонационному режима сгорания облака тяжелого газа

14

Плотность промышленной и жилой застройки на прилегающих территориях

Определяют степень загроможденности, ограниченности пространства и тем самым влияют на скорость распространения фронта пламени и вероятность реализации дефлаграционного или детонационного режима сгорания облака

15

Распределение по территории вблизи места разрыва других опасных объектов

Влияет на вероятность реализации каскадного развития аварии

16

Степень оперативности действий персонала и аварийных служб по локализации аварии и зон их негативного воздействия

Влияют на развитие сценариев аварии, массу выброса ОВ и размеры зон поражения

Приложение № 5

к Руководству

Пример расчета зон разрушения при взрыве на установке

В резервуаре Е2 вместимостью 5000 м3 находится пропан в газовой фазе при температуре -20 °С и давлении 2 атм. Резервуар расположен в равнинной местности. Рассматривается сценарий разрушения емкости Е2 с выбросом опасного вещества. Метеоусловия: температура окружающей среды 20 °С, скорость ветра 10 м/с, класс устойчивости атмосферы - устойчивая стратификация. Требуется определить зоны поражения УВ при взрыве и дрейфе облака ТВС.

Результаты расчета представлены на рис. 5-1 и в табл. № 5-1.

Рис. 5-1. Зоны поражения УВ при взрыве облака ТВС

Таблица № 5-1

Наименование изолинии

Радиус изолинии, м

Цвет изолинии

1

Взрыв ТВС: Пропан М = 753,00 кг.

Поражение избыточным давлением 14 кПа

313,4

2

Взрыв ТВС: Пропан М = 753,00 кг.

Поражение избыточным давлением 28 кПа

196,8

3

Взрыв ТВС: Пропан М = 753,00 кг.

Поражение избыточным давлением 70 кПа

99,8

Приложение № 6

к Руководству

Примеры расчета показателей риска разрушения для обоснования
взрывоустойчивости зданий

Представлены результаты оценки риска разрушения колонны химико-технологической установки, содержащей углеводородные компоненты для обоснования взрывоустойчивости зданий на ОПО.

В результате катастрофического разрушения (сценарий Спр) без мгновенного загорания практически все содержимое парогазовой фазы колонны переходит в облако ТВС. При этом согласно термодинамическим расчетам (Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ) температура в облаке ПГФ за счет адиабатического процесса расширения уменьшается с 42 до 7,46 °С, масса ПГФ составляет 24,5 т. ЖФ (в нормальном технологическом режиме масса равна 76,85 т при температуре 95 °С) интенсивно вскипает. В ПГФ переходит 71,8 % углеводородов. Состав ПГФ меняется, поскольку в пар переходят наиболее низкокипящие углеводороды (табл. № 6-1).

Таблица № 6-1

Состав ПГФ при аварийном выбросе

Компонент

Мольная доля в ПГФ

Мольная доля в ЖФ

С2Н6

6,300⋅10-3

4,186⋅10-4

С3Н8

5,305⋅10-1

1,600⋅10-1

n4Н10

3,916⋅10-1

5,196⋅10-1

n5Н12

7,156⋅10-2

3,200⋅10-1

Температура ПГФ составляет -11 °С. Масса ПГФ - 55,18 т.

При расчете массы выброса полагалось, что аварийное реагирование на разрушение колонны происходит через 12 секунд, то есть происходит переключение потоков на их сброс на факел. В расчетах температуру облака ТВС консервативно принимали по наиболее холодной массе ПГФ, то есть в данном случае температура облака составляла -11 °С.

В табл. № 6-2 дана характеристика также значения скоростей утечки при частичном разрушении (сценарии С1в, н - С5в, н) и условной вероятности реализации взрыва (дефлаграции), исключая пожар-вспышку.

Таблица № 6-2

Характеристики расчетных сценариев на колонне

Сценарий

Диаметр отверстия истечения, мм

Частота разгерметизации , год-1

Скорость истечения, кг/с

fпв

fдефл

Частота реализации взрыва год-1

Утечка вверху колонны (паровая фаза)

С1в

5

2,0⋅10-5

0,04

0,005

0,080

8,00⋅10-9

С2в

12,5

0,5⋅10-5

0,28

0,005

0,080

2,00⋅10-9

С3в

25

3,1⋅10-6

1,1

0,036

0,240

2,68⋅10-8

С4в

50

1,9⋅10-6

4,4

0,036

0,240

1,64⋅10-8

С5в

100

0,85⋅10-6

17,6

0,036

0,240

7,34⋅10-9

Утечка внизу колонны (жидкая фаза)

С1н

5

2,0⋅10-6

0,5

0,005

0,080

8,00⋅10-9

С2н

12,5

0,5⋅10-5

2,7

0,036

0,240

4,32⋅10-8

С3н

25

3,1⋅10-5

10,9

0,036

0,240

2,68⋅10-8

С4н

50

1,9⋅10-5

43,8

0,036

0,240

1,64⋅10-8

С5н

100

0,85⋅10-5

175

0,176

0,600

8,98⋅10-8

Спр

Полное разрушение

3,0⋅10-7

84,90 т (масса выброса пара)

0,240

0,600

4,32⋅10-8

Частоты выброса и условные вероятности определены согласно Методическим основам по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах.

Для сценария полного разрушения Спр масштабы дрейфа облака ТВС определены для первичного облака. При дрейфе рассчитана масса облака ТВС, способная к взрывному превращению (рис. 6-1) с помощью программы ТОКСИ + Risk. Рекомендуется учитывать, что согласно расчетам облако максимальной массы, способной к взрывному превращению, образуется за первую минуту дрейфа. Далее во времени масса уменьшается. При этом условия стабильности атмосферы и скорость ветра в основном влияют на смещение центра облака ТВС от эпицентра аварии, а за распространение облака ТВС в начальные моменты времени отвечают процессы гравитационного растекания облака.

Результаты оценки для сценария Спр дрейфа и последствий разрушения зданий представлены на рис. 6-1. Характеристики последствий рассчитаны из консервативных предположений сильно загроможденного пространства и образования облака ТВС на поверхности земли (Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей).

Для сценариев с частичным разрушением колонны и утечек из аварийных отверстий (сценарии С1в, н - С5в, н) формирование облака ТВС проходит по другому механизму. Согласно расчетам при увеличении скорости ветра время достижения максимальной массы для взрыва уменьшается (рис. 6-1), как и масса. Класс устойчивости атмосферы также оказывает существенное влияние на массу облака ТВС. При переходе от инверсии к конвекции (от класса «F» к «А») масса облака ТВС уменьшается во много раз при одинаковых скоростях ветра. Результаты оценки сценария (С1 - С5) дрейфа представлены в табл. № 6-3, где приводятся также характеристики последствий разрушения зданий и сооружений. Сценарии С1н, С1в и С2в не рассматривались, поскольку при этих аварийных расходах взрывоопасного облака не образуется или его масса менее 1 кг.

Максимальная дальность действия УВ определяется соотношением

RL = R + Xсм.

(6)

Рис. 6-1. Примеры изменения массы облака между СВКПР и СНКПР
при дрейфе в условиях изотермии со скоростями ветра 2 и 5 м/с

Таблица № 6-3

Характеристика расчетного сценария с полным разрушением
колонны Спр при дрейфе облака ТВС и последствий его взрыва
в дефлаграционном режиме (мгновенный выброс 84,9 т смеси
углеводородов с температурой -11 °С)

КУ

U, м/с

L_, м

L, м

М, кг

Xсм, м

Радиус зоны разрушения RРф), м

100 кПа

53 кПа

28 кПа

12 кПа

3 кПа

20 кПа

F

1

284

439

27500

78

158

221

321

573

2620

398

F

5

41

485

25900

222

155

216

314

562

2568

390

F

10

24

593

20000

285

142

198

288

515

2356

358

Е

1

238

386

27100

74

157

220

319

570

2607

396

Е

5

38

400

25400

181

154

215

312

558

2551

388

Е

10

24

483

20400

230

143

200

290

519

2371

360

С

1

206

344

26300

69

155

217

316

565

2581

392

В

1

177

288

25500

56

154

215

313

559

2555

388

А

1

131

210

24800

40

152

213

310

554

2531

385

Таблица № 6-4

Характеристика расчетного сценария С5н при дрейфе облака ТВС
и последствий его взрыва в дефлаграционном режиме
(скорость выброса 175 кг/с с температурой -11 °С)

КУ

U, м/с

L_, м

L, м

М, кг

Xсм, м

Радиус зоны разрушения RРф), м

100 кПа

53 кПа

28 кПа

12 кПа

3 кПа

20 кПа

F

1

0

201

18069

101

137

192

279

498

2277

346

F

2

0

162

7634

81

103

144

209

374

1709

260

F

5

0

113

2022

57

66

92

134

240

1097

167

F

10

0

88

733

44

47

66

96

171

783

119

Е

1

0

136

9895

68

112

157

228

408

1863

283

Е

5

0

75

955

38

51

72

105

187

855

130

Е

10

0

62

376

31

38

53

77

137

626

95

D

1

0

126

7446

63

102

143

207

371

1695

258

D

5

0

71

734

36

47

66

96

171

783

119

D

10

0

61

302

31

35

49

71

127

582

88

А

1

0

29

1356

15

58

81

118

210

961

146

А

5

0

20

182

10

30

41

60

108

492

75

А

10

0

19

86

10

23

32

47

84

383

58

На рис. 6-2, 6-3 представлены территориальные распределения потенциального риска разрушения зданий  (частоты превышения заданной величины ΔРф) для различных точек территории от аварий на опасном оборудовании площадки деэтанизатора.

Территориальное распределение потенциального риска разрушения зданий при ΔРф = 28 кПа при авариях на всех установках и системе трубопроводов со взрывом облака ТВС представлено на рис. 6-4.

Рис. 6-2. Территориальное распределение потенциального риска
разрушения зданий при ΔРф = 12 кПа при авариях на деэтанизаторе со
взрывом облака ТВС

Рис. 6-3. Территориальное распределение потенциального риска
разрушения зданий при ΔРф = 28 кПа при авариях на деэтанизаторе со
взрывом облака ТВС

Рис. 6-4. Территориальное распределение потенциального риска
разрушения зданий при ΔРф = 28 кПа при авариях на всех установках и
системе трубопроводов со взрывом облака ТВС

Рис. 6-5. Зависимости частоты Fk превышения избыточного давления
ΔРф на фронте ударной волны для различных зданий от величины ΔРф

Результаты оценки показателей риска разрушения различных зданий с учетом их удаленности от источников аварии и проектного давления Рпр представлены в табл. № 6-5 и на рис. 6-5.

Таблица № 6-5

Наименование здания

Расчет ΔРф по «тротиловому эквиваленту», кПа

Расчетное проектное давление Рпр, кПа

, 1/год

Здание управления контейнерной площадкой

23

5

1,36⋅10-5

Склад реагентов

25

5

3,14⋅10-5

Операторная

44

45

5,11⋅10-6

Анализаторная

25

10

1,95⋅10-5

Административное здание с автостоянкой

22

5

2,39⋅10-5

Здание бытовок

25

5

3,52⋅10-5

Центральная проходная с КПП и автостоянкой

20

5

1,59⋅10-5

Из результатов расчетов следует, что для всех зданий критерий частоты превышения расчетного проектного давления Рпр ниже 10-4 в год, что указывает на обоснованность принятых проектных решений по размещению и устойчивости зданий к ударной волне.