К.х.н. Сумарченкова И.А.

ФГБОУ ВО Самарский государственный технический университет,

г. Самара, Российская Федерация

анализ риска и последствий аварий основных поражающих факторов блока аммиачных компрессоров

Аммиачные компрессоры в настоящее время применяются в различных отраслях промышленности: химической, нефтехимической, пищевой и др. Однако данные установки относятся к объектам повышенной опасности главным образом из-за аммиака, находящегося под высоким давлением и использующегося в качестве хладагента. Опасность в случае разгерметизации, как правило рассматривается с двух позиций:

1) относится к веществам малотоксичным (4 класс опасности), но способным вызвать профессиональное заболевание, острое отравление, вплоть до смертельного исхода;

2) смесь аммиака с воздухом является взрывоопасной – предел взрываемости нижний составляет 14 % – верхний 33 % (объема).

Причинами возникновения аварий и аварийных ситуаций могут быть:

- разгерметизация отдельных элементов трубопроводов на линиях подачи аммиака: фланцевых соединений, сварных швов, штуцеров, запорной арматуры, переходников и др.;

- нарушение герметичности оборудования, трубопроводов и арматуры, а так же коррозия и механические повреждения;

- ошибки ремонтно-технологического персонала.

Основные наиболее опасные сценарии возникновения и развития аварий рассмотрены для компрессоров низкого и высокого давления, применяемых на установке депарафинизации масел следующие:

Сценарий С1. Разгерметизация компрессоров → разлив аммиака → испарение и образование облака топливно-воздушной смеси → взрыв облака топливно-воздушной смеси → пожар.

Сценарий С2. Разгерметизация компрессоров → разлив аммиака → испарение и образование облака топливно-воздушной смеси → интоксикация персонала.

В случае реализации сценария С1 источниками воспламенения могут быть постоянные, например, печи, неисправная электропроводка, неисправное электрооборудование, статическое электричество, использование открытого огня или случайные источники – временные огневые работы, работа с неисправным, искрообразующим инструментом, перегрев подшипников компрессоров и электродвигателей и др.

Для сценария С1 произведен расчет [1]:

- энергетического потенциала взрывоопасности блока – 8,92 ∙10⁷ кДж;

- относительного энергетического потенциала взрывоопасности блока – 26,94, что соответствует третьей категории взрывоопасности блока;

- масса парогазовых веществ, участвующих во взрыве составляет 1934 кг;

- радиус полного разрушения зданий и сооружений, смертельное поражение персонала: 13,2 м;

- радиус зоны тяжелых повреждений зданий, подлежащих сносу: 19,1 м;

- радиус зоны средних повреждений зданий (возможно восстановление): 33,3 м;

- радиус зоны повреждения оконных и дверных проёмов, травмирование персонала: 94,6 м;

- радиус зоны частичного разрушение остекления: 189,1 м.

Образовавшаяся ударная волна от взрыва облака топливно-воздушной смеси вызовет разрушение зданий и сооружений, а также термическое поражение персонала.

В случае реализации сценария С2 необходимо определить размеры зоны химического заражения в соответствие с действующей методикой [2].

Размеры зоны:

- порогового поражения (PCt50=1 мг∙мин/л): x=900 м; y=110 м;

- смертельного поражения (LCt50=15 мг∙мин/л): x=148 м; y=19 м.

Из приведённых расчётов видно, что заражённое облако выйдет за пределы установки и достигнет соседних объектов с последующей интоксикацией персонала. При самых неблагоприятных погодных условиях и непринятия мер по локализации и ликвидации аварии в течении 3-х часов, радиус возможного заражения с пороговой токсодозой может достичь 950 м.

Значение вероятности реализации рассматриваемой исходной аварии за год λ (частота исходного события) определяем на основе статистических данных и нормативных документов [3]. Согласно расчету риск возникновения аварии при разгерметизации компрессора:

- происходящий со взрывом облака топливно-воздушной смеси согласно сценарию С1 составляет 3,7х10^-4;

- приводящий к интоксикации обслуживающего персонала согласно сценарию С2 составляет 9,4х10^-4.

Результаты анализа риска аварий свидетельствуют о том, что данный блок находится в зоне жесткого контроля риска.

Данные результаты могут быть использованы при создании ПЛАС и разделов по промышленной безопасности в регламентах и других технических документах.

Список использованных источников:

1. ПБ 09-540-03 Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств: метод. указ. – Введ. 2003-07-02. – М.: НТУ и ГУП НТЦ «Промышленная безопасность». Утв. Постановлением Госгортехнадзора России от 05.05.2003 № 29. – 2005. – 67 с.

2. РД 03-26-2007 Методические указания по оценке последствий аварийных выбросов опасных веществ: метод. указ. – Введ. 2008-01-25. – М. : НТУ и ГУП НТЦ «Промышленная безопасность». Утв. Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14.21.2007 № 859. – 2009. – 78 с.

3. РД 03-418-01 Методические указания по проведению риска опасных производственных объектов: метод. указ. – Введ. 2001-01-10. – М.: НТУ и ГУП НТЦ «Промышленная безопасность». Утв. Постановлением Госгортехнадзора России от 10.07.2001 № 30. – 2001. – 17 с.