Введение к работе
Актуальность работы. Принятие Государственной Думой России Федеральных законов "О пожарной безопасности" и "О защите населения и территории от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера", а также ориентация на рыночную экономику, увеличение самостоятельности предприятий предопределяет необходимость создания более эффективной системы регулирования общественных отношений посредством совершенствования стандартизации в области обеспечения пожарной безопасности.
Закон Российской Федерации "О стандартизации" определяет стандартизацию, как деятельность по установлении норм, правил и характеристик (далее требований) в целях обеспечения безопасности хозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций.
Деятельность по установлению требований пожарной безопасности для технологий хранения нефтепродуктов, где на сравнительно небольшой территории сосредоточен крупный энергозапас, сталкивается с большим числом локальных и системных проблем: технических и информационных. Анализ этих проблем выявил следующие основные факторы:
предприятия хранения нефтепродуктов являются не только взрывопокароопасныыи, но и объектами жизнеобеспечения страны:
высокий уровень взрывоопасности используемых технологий хранения нефтепродуктов;
низкий технический и эксплуатационный уровень большей части оборудования и приборов, а также автоматических установок пожаротушения резервуарных парков;
отсутствие комплексного описания устойчивости системы "резервуарный парк" в экстремальных условиях к воздействию падающего излучения при произвольной геометрии "факел горящего нефтепродукта (далее факел пожара) - объект
воздействия";
неспособность существующего детерминированного нормирования обеспечить безопасность населения от пожарной опасности предприятий нефтелродуктообеслечения, расположенных на селитебной территории.
Выполненные ранее комплексные исследования к.т.н., доцентом Волковым 0.М., при подготовке им докторской диссертации на тему: "Пожарная безопасность резервуаров длл нефти и нефтепродуктов", относились в основном к решению проблемы обеспечения пожарной безопасности резервуаров со стационарной крышей при хранении в них нефтей и бензинои, т.е. технологий, связанных с существенным экологическим загрязнением окружающей среды.
Отдельные и системные аспекты обеспечения пожарной безопасности технологий хранения нефтепродуктов были исследованы многими учеными и специалистами в различных учреждениях страны. Среди них ВНИИПО МВД РФ, МИПБ МВД РФ, 25 ГНИЙ МО РФ, АО "ВНИПИнефть", АО "Нефтепродуктпроект", АО "СКБ Транснефтеавтоматика". АО Страховое общество "ЛУКойл" и другие.
Следует подчеркнуть, что обеспечение пожарной безопасности технологий хранения нефти и нефтепродуктов в МИПБ МВД РФ является приоритетным направлением научных исследований. Основные направления исследований возглавляют: профессор Шароварников А.Ф. - тушение пожаров в ре-зервуарных парках; профессор Назаров В.П. - обеспечение пожарной безопасности технологии предремонтной подготовки и проведения огневых работ на резервуарах; профессор Пар-цевский В.В. - исследование живучести горящего резервуара; профессор Кошмаров Ю.А. - исследование параметров теплового воздействил пожара на технологическое оборудование; профессор Поляков Ю.А. - разработка приборов газового анализа углеводородов.
Научные разработки в области установления требований пожарной безопасности для технологий хранения нефтепро-
дуктов, обеспечивающих минимальный выброс паров нефтепродуктов в окружающую атмосферу, проводились в недостаточном объеме, з частности к ним относят:
изучение состояния и тенденций d деятельности по установлению требований пожарной безопасности (ТПБ) и оценка эффективности действующих ТПБ на основании анализа происшедших пожаров и аварий;
реализацию концепции стандарта "Пожарная безопасность. Общие требования" в отраслевом нормировании и ее развитие на оснобє разработке совокупности приемов и операций моделирования устойчивости к пожару;
установление требований пожарной безопасности, обеспечивающих взрывобезопасность технологии хранения нефтепродуктов;
составление комплексного описания устойчивости системы "рсзсрвуарный парк" d экстремальных условиях к воздействию падающего излучения при произвольной геометрии "факел пожара - объект воздействия".
Таким образом, разработка научных основ стандартизации в области обеспечения пожарной безопасности технологий хранения нефтепродуктов в свете Федеральных законов "О пожарной безопасности" и "О защите населения и территории от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера" является актуальной и требует дальнейшего изучения.
Целью работы является реализация и развитие основных положений стандарта "Пожарная безопасность. Общие требования" в деятельности по установлению требований пожарной безопасности к технологиям хранения нефтепродуктов, обеспечивающих минимальный выброс паров нефтепродуктов d окружающую атмосферу.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
разработана совокупность приемов и операций практического и теоретического моделирования устойчивости к по-
жару технологий хранения нефтепродуктов и определен критерий риска возникновения пожара;
изучены закономерности процессор тепломассообмена, происходящих внутри системы "резервуар - нефтепродукт" при воздействии климатических, метеорологических и технологических возмущений, а также падающего излучения от факела пожара;
выработан принципиально новый подход о распределении падающего излучения при произвольной геометрии "факел пожара - объект воздействия".
Общая методика исследований. Деятельность по установлению требований пожарной безопасности к технологиям хранения нефтепродуктов базируется на концепции системного подхода, регламентированного стандартом "Пожарная безопасность. Общие требования".
Моделирование устойчивости к покару проводилось теоретически и экспериментально, применительно к системам: "резервуар с понтоном - бензин"; "резервуар со стационарной крышей - околопредельный нефтепродукт"; "резервуар со стационарной крышей - котельное топливо"; "горящий резервуар - рядом расположенный резервуар". Экспериментальные исследования проводились в 3-х уровнях: первый - накопление эмпирической информации; второй - исследование входных параметров теоретически разработанных моделей; третий - проверка адекватности моделей. Экспериментальной базой исследований были лабораторные, стендовые, полигонные и натурные испытания.
Научная новизна. Разработана совокупность приемов и операций практического и теоретического моделирования устойчивости к пожару технологий хранения нефтепродуктов в целях установления требований пожарной безопасности для обеспечения эшелонированной защиты с учетом разработки ситуационных варианта) в пределах допустимого риска.
Это впервые позволило:
установить частотные характеристики возникновения и
развития пожаров в резервуарных парках;
идентифицировать события пожара d резервуарнон парке и возмущающие факторы при их реализации;
разработать модель устойчивости к пожару технологии хранения нефтепродуктов, основанную на концепции построения эшелонированной защиты, и реализовать её при разработке новых норм пожарной безопасности;
теоретически обосновать и экспериментально подтвердить требования пожарной безопасности, обеспечивающие:
а) взрывобезопасную технологию хранения бензинов в
резервуаре с понтоном;
б) дифференцированный подход к нормированию номенкла
туры хранимых нефтепродуктов в резервуарах со стационар
ной крышей, позволяющий осуществить перевод технологии
хранения из категории "озрывопожароопасной" в "пожароо
пасную";
сформулировать принципиально новый подход к оценке взрывоопасности технологии хранения котельных топлив;
получить hodoc решение задачи о распределении падающего излучения при ветровом воздействии на факел пожара;
разработать модель теплоустойчивости системы "резервуар со стационарной крышей - околопредельный нефтепродукт" при воздействии падающего излучения от факела пожара и экспериментально определить ей внутренние параметры.
Практическая ценность и реализация научных результатов. Работа выполнялась в рамках годовых и перспективных планов научно-технических програш МВД, ГУ ГПС, ВНИИПО, МИПВ МВД РФ, а также d соответствии с Федеральной целевой программой "Пожарная безопасность и социальная защита на 1995 - 1997 годы", и является продолжением ряда крупных исследований, выполненных в НИПБ МВД РФ, по подслойному тушению пожаров в резервуарах и по обеспечению пожарной безопасности при подготовке и проведении огневых ремонтных работ на резервуарах.
Наиболее существенными практическими результатами
следует считать:
а) d области разработки норм пожарной безопасности -
совокупность приемов и операций практического и теорети
ческого модслирооанил устойчивости к пожару технологий
хранения нефтепродуктов в целях установления требований
пожарной безопасности для обеспечения эшелонированной за
щиты, с учетом разработки ситуационных вариантов в преде
лах допустимого риска;
б) в области инструментальных измерений - комплекс
приборов и методик для проведения газового анализа кон
центрации паров нефтепродуктов;
в) в области компьютерного моделирования - методики
расчета:
параметров устойчивости к пожару системы "резервуар с понтоном - бензин" при циклической и аэродинамической дегазации взрывоопасной концентрации о надпонтонном пространстве;
уровня взрывоопасности пограничного паровоздушного слоя в системе "резерауар со стационарной крышей - околопредельный нефтепродукт" при воздействии климатических и метеорологических возмущений;
распределение падающего излучения при произвольной геометрии "факел пожара - объект воздействия";
параметров теплоустойчивости системы "резервуар со стационарной крышей - околопредельный нефтепродукт" при воздействии падающего излучения от факела пожара;
Материалы диссертации реализованы при:
а) составлении доклада Президенту России о состоянии
пожарной безопасности в стране и Федеральной целевой
программы "Пожарная безопасность и социальная защита на
і995 - 1997 годы";
б) разработке норм пожарной безопасности:
"Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности
объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории". М.: ГУГПС МВД России; ВНИИПО МВД Рос-
сии. 1997;
"Правила пожарной безопасности при эксплуатации предприятий нефтепродуктообеспечения СВППБ 01-01-95)";
"Правила пожарной безопасности для предприятий АК "ТРАНСНЕФТЕПРОДУКТ" (ВППБ 01-03-96)";
"Строительные нормы и правила "Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы" (СНиП 2.11.03-93)";
"Правила пожарной безопасности в Российской Федерации (ППБ-01-93)";
"Рекомендации по определенно безопасных тепловых зон при тушении пожаров в резервуарных парках, г. Алма-Ата. 1990";
"Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов d резервуарах. Рекомендации. М.: ВНИИП0. 1991";
в) при написании учебно-методической литературы по курсу "Пожарная безопасность технологических процессов" МИЛБ МВД РФ.
Апробация работы. Основные аспекты работы были доложены на: Всесоюзной научно-практической конференции "Проблемы пожаро-и взрывозащиты технологического оборудования" (ВНИИПО МВД СССР, 1976г.); У Всесоюзной научно-практической конференции "Горение и проблемы тушения пожаров" (ВНИИПО МВД СССР, 1977 г.); YI Всесоюзной научно-практической конференции "Горение и проблемы тушения пожаров" (ВНИИПО МВД СССР, 1979 г.); II Всесоюзной научно-технической конференции "Взрывобезопасность технологических процессов, пожаро- и Бэрывозащита оборудования и зданий" (г. Северодонецк, 1985г.); конференционноы техническом совещании по совершенствования конструкции резервуаров (г. Нобополоцк, 1987 г.); Республиканском научно-техническом семинаре "Профилактика и тушение пожаров на объектах народного хозяйства" (г. Севастополь, 1988 г.); Всесоюзном совещание-семинаре "Проблемы совершенствования пожаротушения в городах и населенных пунктах" (г. Баку, 198В г.); Всесоюзной научно-практической конфе-
ренции по проблемам охраны труда п условиях ускорения научно-технического прогресса (г. Москоа. 1988г.); региональной научно-практической конференции "Актуальные проблемы обеспечения пожарной безопасности республик Средней Азии и Казахстана" (г. Ташкент, 1989 г.): научно-технической конференции "Организация тушения пожаров и аварийно-спасательных работ" (ВИПТШ МВД СССР. 1989 г.); III Всесоюзной научно-технической конференции "Взрывобезопас-ность технологических процессов, пожаро- и Бзрьюозащита оборудования и зданий" (г. Северодонецк. 1990 г.); научно-технической конференции "Совершенствование деятельности органов государственного пожарного надзора" (ВИПТШ МВД СССР. 1990 г.); XI Всесоюзной научно-практической конференции "Проблемы предотвращения и тушения пожаров на объектах народного хозяйства" (ВНИИИПО. 1991 г.); Всеукраин-ской научно-технической конференции "Пожарная безопасность" (г. Харьков. 1993 г.); семинар-совещании "Состояние и задачи по совершенствованию оперативно-служебной деятельности по охране взрывопожароопасных объектов в современных экономических условиях" (г. Волжский, 1993 г.); III международной конференции "Информатизация систем безопасности ИСБ-94" (г. Москва, 1994 г.); совещании Главных инженеров акционерных обществ, предприятий и организаций Главнсфтепродукта ГП "Роснефть" и нефтяных компаний, (г. Москва, 1995 г); Всеукраинской научно-технической конференции "Пожарная безопасность" (г. Киев, 1995 г.); XIII Всероссийской научно-практической конференции "Пожарная безопасность - 95" (ВНИИПО МВД РФ 1995 г.); научно-практической конференции: "Проблемы совершенствования подготовки специалистов в учебных заведениях пожар-но-технического профиля" ( ВИПТШ МВД РФ, 1995 г.); научно-практической конференции: "Безопасность применения оборудования потенциально опасных производств" (г. Москва, І996 г.); международной конференции "Безопасность крупных городов" (г. Москва. 1996 г.); заседании Президи-
ума Объединенного научно-технического совета нефтяных компаний РФ (г. Москва, 1996 г.); научно-практической конференции "Развитие сети автозаправочных комплексов" (г. Туапсе, 1997 г.).
Пуб.ликации. Результаты диссертации опубликованы в 98 печатных работах, в т.ч. d 7 монографиях.
Объем работы. Работа выполнена на 4.67 страницах и включает введение, 4 главы, выводы, приложение, список литературы - 309 источников, 107 рисунков и 39 таблиц.
На защиту выносятся:
результаты теоретико-экспериментальных исследований процессов тепломассообмена, происходящих внутри системы "резервуар - нефтепродукт" при воздействии возмущений технологического, природного и техногенного характера;
комплекс приборов и методик для проведения газового анализа концентрации паров нефтепродуктов;
совокупность приемов и операций моделирования устойчивости к пожару технологий хранения нефтепродуктов;
постановка и решение задачи по определении риска возникновения пожара;
требования пожарной безопасности, обеспечивающие взры-вобезопасность технологий хранения нефтепродуктов;
новый метод оценки взрывоопасное технологии хранения котельных топлив;
решение задачи о распределении падающего излучения при произвольной геометрии "факел пожара - объект воздействия";
экспериментальные стенды и методики исследований по изучению устойчивости системы "резероуарный парк" в экстремальных условиях пожара;
комплексное описание устойчивости системы "резервуар-ный парк" к воздействию падающего излучения при произвольной геометрии "факел пожара - объект воздействия";
нормативные документы, регламентирующие требования пожарной безопасности к технологиям хранения нефтепродуктов.