Введение к работе
Актуальность темы
Статистика пожаров на резервуарах свидетельствует, что за последние 20 лет в России произошло около 100 пожаров , более трети пожаров связано с предремонтной подготовкой (ППР) и проведением огневых работ (0Р) на резервуарах. Традиционная технология ППР предполагает широкое использование тяжелого физического труда во вредных к пожароопасных условиях. Вероятность воздействия опасных факторов пожара при очистке резервуаров в 200 раз выше нормативного уровня, установленного ГОСТ 12.3.004.91 "Пожарная безопасность. Общие требования".
Повышенная пожарная опасность способов подготовки резервуаров к ремонту тормозит внедрение новых прогрессивных технологий. Вредность, пожаровзрывоопасность и значительная трудоемкость традиционных способов очистки резервуаров приводит к срыву сроков планово-предупредительных ремонтов и дефектоскопии, длительной эксплуатации неисправных резервуаров, уменьшению полезной емкости резервуаров, снижение качества нефтепродуктов, загрязнению окружающей среды.
Анализ нормативно-технических документов (НТД) свидетельствует о том, что пожарно-технические требования (ПТТ) к ППР противоречивы и недостаточно полно отражают вопросы обеспечения пожаровзрывобезопасности (ПВБ). Обобщение опыта практики показывает, что эмпирический подход не позволяет достичь требуемого уровня пожарной безопасности (ПБ), поэтому необходимы глубокие научные исследования различных технологических операций предре-монтной подготовки нефтяных (нефтепродуктовых) резервуаров.
Исследования, выполненные на уровне кандидатских диссертаций Рубцовым В.В., Пешковым Ф.И., Ратаичаком Д.,
Науненко А. В., Домничевым В.А.. Филнпчиком М.В., Удян-сіш Н.Н., Поповым В.И., позволяет решать чгллные вопроси обеспечения ПВБ предремонтной подготовки нефтяных резервуаров. Вместе с тем. до настоящего времени на проводились комплексные обобщения результатов научных исследований и не установлены взаимосвязь последовательности производственных операций, технологических режимных параметров, повышения производительности труда, экологии и экономики с требованиями ПБ.
Возникла необходимость формулировки концепции обеспечения ПВБ и экспериментально-теоретического обоснования ПТТ к технологии предремонтной подготовки. Поэтому проблема обеспечения ПВБ технологий ППР и проведения CF является актуальной и требует разработки на уровне лекторской диссертации.
Тема диссертации разрабатывалась а соотвотстеии с планом научно-технической програш» ГККТ 0.74.08 п. 07.01.ДІБ на 1988- 1990 ГГ. и ОНТП-15 МВД СССР.
Цель работы
Сформулировать концепцію обеспечения ПЗБ. обсо-о-эать и разработать пежарно-технические требования к технологии предремонтной подготовки и проведения огневых работ на резервуарах нз-гюд нефти и нефтепродуктов на основе зкепернменталыю-теоретического исследования закономерностей тепломассообмена и критических условий воспламенения.
В основу концепции обеспечения ПВБ предремонтной подготовки резервуаров из-под нефти и нефтепродуктов положено представление о том, что сложная технология ППР. состоящая из многих стадий (операций), является опасной при наличии хотя бы одной взрывеложароопасной операции. ПБ технологии ППР может быть обеспечена условиями выполнения ПТТ, которые разрабатываются в результате установления закономерностей тепломассообмена и критических ус-
ловий воспламенения, присущих каждой операции (стадии) технологического процесса.
Такой подход обусловил необходимость проведения комплексного экспериментально-теоретического исследования пожаровзрывоопасности основных технологических стадий предремонтной подготовки, что позволило обосновать и разработать пожарно-технические требования ПТТ к технологии ППР. В результате решена проблема обеспечения пожарной безопасности на нормативном уровне при ППР и проведении ОР в отраслях промышленности страны.
Способы и технические решения ПВБ, разработанные на основе исследовании закономерностей тепломассообмена и воспламенения, внедрены в НТД и позволяют ускорить научно-технический прогресс на объектах транспорта и хранения нефти (нефтепродуктов).
Научная новизна диссертации заключается в следующем:
сформулирована концепция обеспечения пожаровэрыво-беэспасности предремонтной подготовки и проведения огневых работ на резервуарах; .
установлены критические условия воспламенения при проведении ППР и огневых работ, исследована пожаркая опасность оснозных технологических операций и определены зоны пожароозрывоопасного риска производственных стадий, разработаны теоретические основы обеспечения похаровзры-вобозопасности предремонтной подготовки резервуаров;
предложен критерий "предельно-допустимая пожарная нагрузка", сформулированы понятия "повзровзрывобезолас-ная степень очистки" и определены их количественные показатели;
обоснованы условия предотвращения образования горючей среды и определены коэффициенты безопасности к пределам распространения пламени;
научно обоснованы пожарно-технические требования к технологии предремонтной подготовки и проведению огневых
работ;
предложены классификации резервуаров по сзрьгеспо-гарной и пожаркой опасности при их предремонтной подготовке и огневых работ по взрывопожаробезопаскости;
разоаботэш методики экспериментальных исследований на лабораторных и стендовых установках, а такзо полигенных н промышленных испытаний для изучения закономерностей тепломассообмена и проверки систем предотвращения псаара.
На защиту выносится:
концепция обеспечена погаровзрьгообезопаенссти предремонтной подготовки и огневых работ на резервуарах;
результаты экспериментальных исследований пожаровз-рывобеэопасности технологических операций по предремонтной подготовке на лабораторных и полигонных стендах л о промышленный условиях:
закономерности изменения пожаровгрышзопасности среды внутри и снаружи резервуаров в процессе их предремонтной подготовки и проведения огневых работ;
экспериментальные стенды и методики исследований по изучению закономерностей тепломассообмена и критических условий воспламенения при предреаснтной подготовке И проведении огневых работ на резервуарах;
методика н результаты экспериментального определения коэффициентов безопасности к пределам распространения пламени для условий проведения технологических операций при предремонтной подготовке резервуаров;
новые понятия и определения "предельно-допустимая поаарная нагрузка" к "пожаровзрывобезопасная степень очистки", методики и результаты экспериментального определения их количественных параметров;
классификации резервуаров по взрывопожарной и пожарной опасности при их предремонтной подготовке и огневых работ по взрывопожаробеэопасностм.
Характеристика объектов и методов исследований
Экспериментально-теоретическая разработка проблемы проводилась применительно к стальным вертикальным цилиндрическим резервуарам со стационарной крышей, в том числе с понтоном, горизонтальным подземным резервуарам автозаправочных станций и горизонтальным заглубленным железобетонным резервуарам с внутренней металлической облицовкой.
Экспериментальной основой работа служат лабораторные, стендовые, полигонные и промышленные испытания на разномасштабных моделях и натурных резервуарах малых, средних и крупных размеров.
Практическая ценность
На основе материалов диссертации разработаны пожар-но-технические требования, создана система нормативно-технически); документов, в которых внедрены способы обес-печенс* похаревзрывобезопасиости операций предремонтной подготовки и проведения огневых работ на резервуарах из-под нефти и нефтепродуктов. Разработан комплекс инженерных методик и программ расета на ПЭВМ параметров по-харовзрывобезопасности при вентиляции, пропарке, гидравлической очистке и проведении ОР на резервуарах.
Выводы и рекомендации диссертации били реализованы при разработке:
Правил пожарной безопасности в Российской федерации ППБ-01-93;
Правил пожарной безопасности при эксплуатации магистральных нефтепродуктопроводов (3992 г.);
Временной инструкции по зачистке заглубленных железобетонных резервуаров с внутренней металлической облицовкой (1985 г.);
Правил технической эксплуатации резервуаров магистральных нефтепроводов (1988 г.):
Временной инструкции по дегазации резервуаров от
паров нефтепродуктов, в том числе для реэервуарос с понтонами (1980 г.):
Временной инструкции по подготовке стальных резервуаров к ремонту (1989 г.);
Временной инструкции по зачистке резервуаров (1989 г.);
Инструкции по пожаробезопасной технологии предре-ионтной подготовки и проведения огневых работ на резервуарах (1993 г.):
Инструкции по пояаровзрывобезопасной технологии очистки РВС, РВСП. ІБР (1993, 1994гг.). утвержденной компанией "Транснефть*.
Результаты диссертации апробированы с положительным эффектом при предремонтной подготовке 48 промышленных резервуаров объемом 25 - 20000 и3 на предприятиях Гллв-нефтепродукт, ГП "Роснефть". АК "Транснефть", АО "Тверь-нефтепродукт", АО "Иостранснефтепродукт*. АО "ЗиЛ". АО "Московский нефтеперерабатывающий завод", АО "Азтосвет", АО Верхне-Волжских магистральных нефтепроводов.
Материалы работы включены в лекции, лабораторные и практические занятия, использованы при разработке типовой учебной программы, учебных пособий и учебника по курсу "Поаарная профилактика технологических процессов" в ВИГГГШ МВД РФ. Отдельно изданы две лекции и лабораторная работа в практикуме.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI Всесоозной совещании по сварке и резке взрывом (г. Уфа, 1979 г.). Всесоозной научно-технической конференции по проблемам взрывобезопасности технологических процессов (г. Черкассы. 1980 г.). V Межвузовской Всесоозной научной конференции по проблемам охраны труда (г. Рубежное, 1986 г.). III Всесоозной научной конференции "Повышение безопасности труда на предприятиях мясо-молочной промыш-
ленноети" (г. Орел, 1987 г.). Всесоюзной научной конференция пс проблемам пожаровзрывобезопасности процессов в металлургии (г. Москва. 1987 г.). Республиканской конференции "Взрывопожарная защита промышленных объектов и технологического оборудования" (г. Севастополь, 1984 г.). Республиканской конференции "Повышение пожарной безопасности промышленных предприятий" (г. Севастополь, 1985 г.). Республиканской школе-семмнаре "Разработка и применение современных средств пожаротушения и активной профилактики пожаров" (г. Севастополь, 1987 г.). Республиканском научно-техническом семинаре "Профилактика и тушение поааров на объектах народного хозяйства" (г. Севастополь, 1988 г.), Всесоюзном научно-техническом совещании "Повышение надежности систем теплоснабжения" (г. Чайковский, 1988 г.), научно-практической конференции "Обеспечение пожарной безопасности на транспорте" (г. Ленинград, 1989 г.), IX Всесоюзной научно-практической конференции "Проблемы обеспечения пожарной безопасности объектов народного хозяйства" (г. Москва, 1987 г.), научно-практической конференции "Снижение пожарной опасности технологических процессов путем замены легковоспламеняющихся и горючих жидкостей на негорючие растворы и препараты" (г. Ленинград, 1987 г.). Республиканской научно-практической конференции "Повышение надежности и эффективности автоматической пожарной защиты объектов" (г. Севастополь. 1989 г.). Международном семинаре "Проблемы сбора, подготовки и магистрального транспорта нефти" (г. Уфа, 1988 г.), школах-семинарах работников нефтяной промышленности и концерна "Роснефтепродукт" (г. Москва, ВДНХ. 1985. 1986. 1987. 1988. 1989 гг.). конфе-ренционном техническом совещании по проблемам совершенствования конструкции резервуаров (г. Новополоцк, 1987 г.), Республиканской научно-технической конференции "Современные проблемы обеспечения пожаровзрывобезопас-
ности пожаротушения в замкнутых пространствах" (г. Севастополь, 1991 г.). XI Всесоюзной научно-п^стическсй конференции "Проблемы предотвращения и тушения пожаров на объектах народного хозяйства" (г. Иосква, 1991 г.), II Международной конференции "Информатизация систем безопасности ИСБ-93" Международного форума информатизации (г. Москва. 1993 г.), где получили положительную оценку
Ряд результатов исследований отмечены бронзовой медалью ВДНХ.
Публикации. Результаты диссертации опубликованы а 72 печатных работах, в т.ч. в Правилах пожарной безопасности и технической эксплуатации резерзуаров. Получено 22 авторских свидетельства и патента.
Объем работы. Работа выполнена на 444 страницах и включает введение, 8 глав, выводы, прилояения, список литературы - 369 источников. 127 рисунков и 40 таблиц.
