Оцінка ризику аварій на об’єкті
Після визначення частот події, що ініціювали, проводилася побудова сценаріїв розвитку аварій, що відображають технологічні особливості об'єкта, спираючись на "дерево подій", де вказані ймовірності для типових аварійних ситуацій.
Умови виникнення ризику:
- існування джерела ризику (вибухонебезпечної речовини, технологічного процесу тощо) – на котельні в технологічному процесі беруть участь вибухопожежонебезпечна речовина – нафта (200 м 3 );
- схильність людини до впливу джерел ризику – у разі виникнення надзвичайної ситуації людина піддається впливу надлишкового тиску у фронті ударної хвилі, тепловому впливу, травмам внаслідок розльоту уламків, токсичному отруєнню продуктами горіння.
Під сценарієм можливих аварій зазвичай мається на увазі послідовність логічно пов'язаних між собою окремих подій (витікання, викид, випаровування, розсіювання, дрейф пари, займання, горіння та вибух, вплив на людей і сусіднє обладнання тощо), які зумовлюються конкретною подією, що ініціює ( наприклад, руйнуванням корпусу насоса, утворенням нориці у трубопроводі, викидом газової фази через дихальну арматуру резервуара і т.д.).
Типовими сценаріями розвитку аварійної ситуації у нафтосховищі є такі:
Сценарії С-I –Часткове або повне руйнування наземного резервуара, заповненого нафтою - (витікання нафти →освіта протоки нафти → випаровування нафти → утворення вибухонебезпечної концентрації парів нафти з повітрям → займання парів нафти → вибух/згоряння → вплив згоряння /хмари, що вибухають, і пожежі на людей і на сусіднє обладнання → подальший розвиток аварії у разі, якщо порушене обладнання містить небезпечніречовини).
Сценарій С-IIРуйнування(часткове або повне)автоцистерни з нафтою → закінчення нафти →освіта протоки нафти → випаровування нафти → утворення вибухонебезпечної концентрації парів нафти з повітрям → запалення парів нафти → вибух/ згоряння →руйнування обладнання → займання → пожежа, у т.ч. і в автоцистерні → вплив хмари, що згоряє/вибухає, і пожежі на людей і на сусіднє обладнання → подальший розвиток аварії у разі якщо порушене обладнання містить небезпечні речовини.
Сценарій С-IIIРуйнування(часткове або повне)з'єднувального трубопроводу «автоцистерна-резервуар» →витікання нафти → утворення протоки нафти→ випаровування нафти → утворення вибухонебезпечної концентрації парів нафти з повітрям → запалення парів нафти → вибух/згоряння → руйнування обладнання → займання нафти, що розповсюджується, що знаходиться в зруйнованому устаткуванні → вплив згоряючої/підривної хмари та пожежі на людей і на сусіднє обладнання → подальший розвиток аварії у випадку, якщо порушене обладнання містить небезпечні речовини.
Сценарій С-IVРуйнування(часткове або повне)зливного рукава →витікання нафти → утворення протоки нафти → випаровування нафти → утворення вибухонебезпечної концентрації парів нафти з повітрям → запалення парів нафти → вибух/згоряння → вплив хмари, що згоряє/вибухає, і пожежі на людей і на сусіднє обладнання → подальший розвиток аварії у випадку, якщо порушене обладнання містить небезпечні речовини.
Розгляд підсценарію С-IV недоцільно, оскільки у зв'язку з малим діаметром зливного рукава поява отвору або неможлива, або ідентично розриву зливного рукава. (Згідно з статистичними даними ймовірність настанняданої події 10 -2).
Провівши аналіз типових сценаріїв, складемо перелік усіх можливих аварійних ситуацій:
С1 - повне руйнування наземного резервуара з нафтою обсягом 50 м3;
С2 - пошкодження стінки резервуара з нафтою об'ємом 50 м3;
С3 - повне руйнування автоцистерни об'ємом 10 м3 з нафтою;
С4 – пошкодження стінки автоцистерни з нафтою;
С5 - прорив сполучного трубопроводу "автоцистерна-резервуар" з нафтою;
С6 - прокол з'єднувального трубопроводу "автоцистерна-резервуар" з нафтою;
С7 – пошкодження зливного рукава із нафтою.
При оцінці масштабів можливих техногенних небезпек було виділено такі ініціюючі події та основні сценарії розвитку аварій:
1. Найбільш небезпечний сценарій:
-Повне руйнування наземного резервуара з нафтою (у тому числі з перехлестом нафти через обвалування) з подальшим поширенням хмари нафтових парів, займанням, вибухом, пожежею протоки та подібними подіями (ефектами);
2. Найімовірніший сценарій:
часткове руйнування насосного агрегату та локальні витоки з технологічного обладнання, трубопроводів з можливим займанням нафти або нафтопродукту (н/п) та пожежею протоки.
Основними вражаючими чинниками перелічених аварій є: теплове випромінювання, вплив ударних хвиль, потрапляння у відкрите полум'я, ураження осколками.
У Таблицях 7.1-7.3 наведено статистичні дані для розрахунку сценаріїв розвитку аварії.
Таблиця 7.1 Статистичні можливості різних сценаріїв розвитку аварії з викидом ЛЗР
| Сценарії аварій | Позначення | Ймовірність |
| Горіння протоки | A1 | 0,15 |
| Аварія безгоріння з миттєвим викидом | А2 | 0,5 |
| Згоряння хмари з надлишковим тиском | А3 | 0,07 |
Таблиця 7.2 Рекомендовані дані щодо аварій для розрахунку
| Тип об'єкту | Ступінь аварійності | Розмір витоку |
| Резервуари | 1,3 * 10 -3 резервуар на рік | 90% випадків - викид через отвір 1 до моменту ліквідації витоку; 10% випадків миттєвий викид всього вмісту. |
| Автоцистерни | 1,3*10 -3 автоцистерн на рік | |
| Розрив сполучних рукавів при зливі автомобільних цистерн | 1,0*10 -4 на операцію завантаження чи розвантаження | |
| Розрив сполучних рукавів при заправці автотранспорту споживача | 10 -2 на 1 шланг (рукав) на рік | 100% випадків викид через повний діаметр шлангу при завантаженні (розвантаженні) до зупинки потоку. |
Таблиця 7.3 Оцінка частот виникнення аварійних ситуацій об'єкті
| Операції | обладнання | ||
| Кількість резервуарів | А = | ||
| Кількість автоцистерн | В = | ||
| Річна кількість операцій розвантаження | З = | ||
| Кількість заправних рукавів | D = | ||
| Частоти протоки | |||
| Резервуари | E = | 1,3∙10 - 3 | |
| Автоцистерни | F = | 1,3∙10 - 3 | |
| Розвантажувальні роботи | G = | 2,5∙10 -3 | |
| Операції із заправки автотранспорту | H = | 3∙10 -2 | |
| Обсяги витоків | |||
| Резервуари | Викид через отвір 1” | 0,9∙Е = | 1,17∙10 - 3 |
| Викид 100% вмісту | 0,1∙Е = | 0,13∙10 - 3 | |
| Автоцистерни | Викид через отвір 1” | 0,9∙F = | 1,17∙10 - 3 |
| Викид 100% вмісту | 0,1∙F = | 0,13∙10 - 3 | |
| Розвантажувальні роботи | Викид через отвір 1” | 0,9G = | 2,25∙10 - 3 |
| Викид через повний діаметр рукава | 0,1G= | 2,5∙10 - 4 |
Розрахунок площі протоки небезпечної речовини та маси небезпечної речовини, що бере участь у створенні вражаючих факторів
Відповідно до методики «Визначення розрахункових величин пожежного ризику на виробничих об'єктах», зони аварійного розливу нафтопродукту у разі повного руйнування наземного сталевого резервуару визначають за такими формулами.
Площа зони розливу за формулою:
де Fзр - площа зони розливу, м2;
fз- коефіцієнт розливу, м -1;
εр - ступінь заповнення резервуару;
Vp – номінальна місткість резервуара, м 3 .
Ступінь заповнення резервуара допускається приймати рівною 0,9.
При пошкодженні іншого обладнання, що містить нафтопродукти, площа протоки визначається за товщиною шару пролитого нафтопродукту (приймають 0,05 м).
де Vпрол -обсяг пролитого нафтопродукту.
Наведену форму зони розливу нафтопродукту приймають залежно від розташування резервуару біля.
При розташуванні в низині або на рівній поверхні - у вигляді кола з радіусом (RЗР, м) за формулою:
, (7.3)
де = 3,14
FЗР - площа зони розливу (м2).
Маса пролитого нафтопродукту визначається як добуток густини на обсяг пролитого нафтопродукту. Допускається приймати щільність бензину 0,745 тонн/м 3 , щільність дизельного палива – 0,86 тонн/м 3 , щільність мазуту – 0,966 тонн/м 3 .Дане розрахунків переведено в Таблиці 7.4.
Таблиця 7.4 Маса розлитого нафтопродукту
| Номер сценарію | Тип небезпечних речовин | Об'єм пролитої речовини, м 3 | Площа протоки, м 2 | Маса пролитої речовини, тонн |
| З 1 | нафту | 42,0 | ||
| С2 | 9,6 | |||
| С3 | 15,2 | |||
| С4 | 3,2 | 3,04 | ||
| С5 | 1,44 | 28,8 | 1,6 | |
| С6 | 0,27 | 0,54 | 0,26 | |
| С7 | 0,32 | 6,4 | 0,3 |
Обсяг нафтопродукту, що пройшов через прокол у стінці резервуара (автоцистерни) визначають як 20% від обсягу автоцистерни (резервуару).