Филин Владимир Евгеньевич, зам.генерального директора ООО «Техэкспертиза»
Резервуарные парки светлых нефтепродуктов, использование вагонов-цистерн и консервация объекта
В статье описан процесс консервации резервуаров, дана схема использования вагонов-цистерн.
Построенные и строящиеся резервуарные парки соответствуют требованиям ранее действовавших СНиП II-106-79 или сегодня действующих СНиП 2.11.03-93 [1], [2] согласно которым системы пожаротушения могут быть стационарными или с использованием передвижной пожарной техники, и совсем не предусмотрены системы обнаружения утечек нефтепродуктов.
Учитывая, что наиболее дорогостоящим элементом технологического оборудования являются стальные вертикальные резервуары (РВС), количество и объем которых, с одной стороны, обеспечивают расчетную вместимость склада, с другой – от них зависит надежность и, соответственно, техногенная безопасность, алгоритм оптимизации должен концептуально учитывать:
– динамику надежности резервуара в зависимости от прочностных свойств материала и
конструкции, а также условий эксплуатации;
– стоимостные параметры, зависящие от количественного и качественного состава
резервуарных парков, систем обнаружения утечек и пожаротушения;
– требования промышленной безопасности к резервуарным паркам, выступающие в
качестве ограничения.
Таким образом, постановка оптимизационной задачи возможна на основе теории систем, где будем рассматривать трех уровневую систему, состоящую из резервуаров, устройств обнаружения утечек и пожаротушения.
Несмотря на определенный прогресс, достигнутый в последние годы в строительстве резервуаров, РВС остаются одними из наиболее опасных объектов по целому ряду причин, характерными из которых являются:
– высокая взрывопожарная опасность хранимых нефтепродуктов;
– крупные размеры конструкций и связанная с этим протяженность сварных швов, которые трудно проконтролировать по всей длине;
– несовершенства геометрической формы, неравномерные просадки оснований;
– большие перемещения стенок в зонах геометрических искажений проектной формы;
– малоцикловая усталость отдельных зон стенки конструкции;
– сложный характер нагружения конструкции в зоне уторного шва в сочетании с практическим отсутствием контроля сплошности сварных соединений.
Известную информацию о результатах анализа эксплуатации РВС и их технического состояния целесообразно представлять в виде блоков, учитывающих:
– физико-географические условия эксплуатации резервуара;
– прочностные параметры материала и конструкции резервуара;
– интенсивность нагрузки резервуара в виде количества рабочих циклов;
– периодичность и уровень обслуживания и ремонта резервуара (ТОР);
– результаты обследования технического состояния резервуара.
С учетом этого стоимостная целевая функция оптимизации вместимости резервуаров примет следующий вид:
З=ЗудW*с + З пр1nс + ПА →min
К**ж = φ[М1 (З1), М2 (З2), М3 (З3),]
Зуд – удельные (на 1 м3) затраты на строительство (реконструкцию) и эксплуатацию РВС вместимостью Vpi для резервуарного парка, где должен содержаться нефтепродукт объемом
W*с; Зпр1 – стоимость одного модуля систем обнаружения утечек и пожаротушения и его монтаж Зг ;
ПА – возможный ущерб от аварий;
К**ж – заданное значение показателя безопасности склада.
При эксплуатации и организации парка стоит уделять внимание на следующие моменты:
1. Уточняется состав проектируемого резервуарного парка и вместимость резервуара, месторасположение склада нефтепродуктов, определяющее физикогеографические и климатические условия эксплуатации резервуаров, а также интенсивность использования резервуара в напряженных режимах слива-налива нефтепродуктов.
2. Формируется блок исходных данных, необходимых для использования прогнозной модели надежности и расчета интенсивности отказов для резервуара выбранной вместимости.
3. Определяется количество jсновных резервуаров в резервуарном парке склада для конкретной вместимости резервуара.
4. Определяется количество резервных резервуаров с учетом интенсивности отказов резервуара вместимости.
5. Подсчитываются затраты на строительство резервуаров, а также на приобретение и монтаж системы обнаружения утечек и пожаротушения согласно рассчитанному варианту, при этом определяющую роль играет вместимость резервуара.
6. Рассматриваем сценарии наиболее вероятной и опасной ситуаций с расчетом количества нефтепродуктов, участвующих в них.
7. Рассчитываем потери нефтепродуктов и косвенный ущерб в результате аварии, зная общее количество резервуаров на складе и рассматриваемую вместимость резервуара на данном шаге перебора параметрического ряда вместимостей резервуаров.
– максимальное ожидаемое значение обобщенной нагрузки.
Далее, рассчитывают вероятность безотказной работы резервуара относительно внезапных отказов с помощью модели:
S,σS – математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение обобщенной нагрузки на детали и сборочные единицы резервуара;
R,σR(t) – математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение несущей cпособности деталей и сборочных единицрезервуара;
Ф(z) – функция Лапласа;
m, n – кратность среднеквадратических отклонений, принимаемых в зависимости от допустимой погрешности.
При этом предварительно определяют среднеквадратическое отклонение несущей способности σR(t) по формуле:
σR(t) = σR0e- tu/KпрТр
σR0 среднеквадратическое отклонение в начальный момент функционирования резервуара;
tф – время функционирования резервуара;
Тр – среднестатистическое время проявления скрытых производственных дефектов в материале и конструкции резервуара;
К – коэффициент полноты проявления дефектов.
Размещение сливных и наливных устройств и других сооружений на железнодорожных путях должно соответствовать СНиП 2.11.03-93, эксплуатация железнодорожных путей, сливных и наливных устройств должна проводиться в соответствии с нормами и правилами, в том числе и на железнодорожном транспорте с учетом требований к маршрутам. [3]
Под железнодорожным маршрутом понимается состав с определенным количеством вагонов-цистерн, допустимая грузоподъемность железнодорожных маршрутов устанавливается региональными органами железных дорог, поэтому при определении состава маршрута поставки ГСМ в аэропорт должны учитываться требования региональных органов железных дорог от поставщика ГСМ до аэропорта.
В настоящее время вагонный парк железных дорог и транспортных компаний, входящих в интегрированные нефтяные компании РФ, пополняется новыми более совершенными вагонами-цистернами, в том числе и со сливными приборами, облегчающими стыковку и нижний слив-налив авиатоплив. Ниже в таблице приведены основные характеристики современных вагонов-цистерн для перевозки нефтепродуктов, которые должны учитываться при разработке проектов сливо-наливных фронтов.
Вагоны-цистерны состоят из платформы, двух и более колесных тележек, котла с горловиной, люком-лазом и предохранительно-выпускным клапаном в верхней части, а также со сливными приборами в нижней части цистерны.
Современные вагоны-цистерны имеют сливные приборы, обеспечивающие стыковку и нижний слив-налив авиатоплив.
Они состоят из трех установленных последовательно и действующих независимо друг от друга запорных органов:
Ликвидация и консервация объектов должна осуществляться в соответствии с проектами,
имеющими положительное заключение экспертизы промышленной безопасности, согласованными и утверждёнными в установленном порядке.
Ликвидация считается завершённой после подписания акта о ликвидации органами, выдавшими лицензию.
В процессе ликвидации должны быть осуществлены мероприятия по выводу емкости из эксплуатации и обеспечены мероприятия по:
1) предотвращению загрязнения недр;
2) предотвращению проникновения топлива на землю;
3) утилизации промышленных отходов;
5) рекультивации нарушенных земель;
8) сохранению уровня противокоррозионной защиты других емкостей;
9) созданию безопасных условий работ при ликвидации;
10) предотвращению причинения вреда здоровью людей, вреда животным, растениям,
окружающей среде.
Консервация осуществляется на основании проектной документации на консервацию. Работы по консервации осуществляются в соответствии с планами его консервации.
Мероприятия по консервации должны включать в себя:
1) осуществление расчета средств, материалов, реагентов, энергетических ресурсов и количества людей, необходимых для проведения указанных мероприятий;
2) установление порядка подготовки к консервации с учетом мер по безопасной остановке различных видов технологического оборудования;
3) установление порядка разработки и оформления организационно-технической и распорядительной документации;
4) организацию и координацию работ, выполняемых эксплуатирующей организацией;
5) обеспечение готовности к вводу в эксплуатацию емкости в установленном порядке по окончании срока его консервации.
В настоящее время одним из самых эффективных и многоцелевых способов консервации на длительный срок является способ консервации с помощью пленкообразующих аминов (ODACON-технология). Эта технология разработана специалистами России и Германии и внедрена на многих объектах тепловой и атомной энергетики.
Защитный эффект при консервации данным способом обеспечивается за счет создания на внутренних поверхностях оборудования адсорбционной молекулярной пленки консерванта, устойчивой к воздействию влаги, предохраняющей металл от воздействия кислорода, углекислоты и других коррозионно-агрессивных веществ, существенно снижающей скорость коррозионных процессов.
Каждую группу консервируемых наземных резервуаров ограждают земляным валом высотой 1,5 м и шириной поверху 0,5 м. С внутренней и наружной стороны обвалования создают кюветы для отвода сточных вод в канализацию.
Важно предпринять все возможные меры для того, чтобы емкости, подлежащие консервации были защищены от влияния осадков. Кроме антикоррозийного состава их окрашивают.
Внутри резервуары очищаются, покрываются защитным составом и плотно закрываются так, чтобы внутрь не могла проникнуть осадки.
В процессе ликвидации необходимо использование механизированной техники, в том числе кранов, машин для транспортировки. Резервуар разрезается на части, а перед этим его фиксируют, чтобы в процессе ликвидации он не упал в сторону. Важно провести проветривание емкости, чтобы на момент проведения работ внутри нее не скопилось взрывоопасных газов.
Во время проведения работ особое внимание уделяется промышленной безопасности, на этапе ликвидации руководство объекта должно обеспечить все необходимые мероприятия по безопасности. Разрезанный резервуар отправляется на утилизацию, фундамент под ним и иные конструкции также ликвидируются, при наличии топлива на земле ее засыпают.
Список литературы:
