Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса. Постановка задачи исследования 8
1.1. Краткое описание технологии проведения ремонтных работ на магистральных нефтепроводах 8
1.2. Анализ аварий и пожаров на магистральных нефтепроводах 9
1.3. Рассеивание пожаровзрывоопасных облаков в атмосфере 16
1.4. Испарение легковоспламеняющихся жидкостей с открытой поверхности в атмосферу 36
1.5. Выводы и задачи исследования 52
Глава 2. Разработка методики и создание экспериментальной установки проведения лабораторных и натурных исследований .55
2.1. Лабораторные исследования интенсивности испарения Сургутской нефти с открытой поверхности в атмосферу 56
2.2. Натурные эксперименты по исследованию зон загазованности и интенсивности испарения Сургутской нефти с открытой поверхности амбара 59
2.3. Измеряемые величины и измерительные приборы 79
2.4. Оценка точности результатов измерений 85
Глава 3. Обсуждение экспериментальных исследований и обобщение опытных данных 89
3.1. Обобщение результатов исследования испарения Сургутской нефти со свободной поверхности в атмосферу
3.2. Обработка опытов по исследованию загазованности территории около земляных амбаров с Сургутской нефтью 124
3.3. Методика расчета образующихся зон загазованности при испарении Сургутской нефти с открытой поверхности в атмосферу 144
Выводы 146
Литература
- Анализ аварий и пожаров на магистральных нефтепроводах
- Испарение легковоспламеняющихся жидкостей с открытой поверхности в атмосферу
- Натурные эксперименты по исследованию зон загазованности и интенсивности испарения Сургутской нефти с открытой поверхности амбара
- Обработка опытов по исследованию загазованности территории около земляных амбаров с Сургутской нефтью
Введение к работе
Актуальность работы. Система магистральных нефтепроводов, созданная в России, является уникальной по своей протяженности и пропускной способности. Трудно переоценить роль иефтепроводной системы, ее народнохозяйственную значимость в снабжении энергоресурсами внутренних потребителей и в обеспечении основных валютных поступлений от поставок нефти зарубежным странам.
Большая часть нефтепроводов была построена в 60-70-е годы, поэтому с каждым годом в России увеличивается протяженность нефтепроводов со сроком эксплуатации более 30 лет. Значительный возраст нефтепроводов объективно приводит к увеличению вероятности возникновения аварии при их эксплуатации. Однако, осуществить полную замену нефтепроводов со сроком эксплуатации, превышающим нормативный (33 года) не представляется возможным. В связи с этим ОАО "АК Транснефть" перешла на новый метод выборочного ремонта на базе внутритрубной технической диагностики нефтепроводов и оценки степени их износа, т.е. определения остаточного ресурса и прогнозирования времени безопасной эксплуатации нефтепроводов. Переход на новый метод диагностики и ремонта позволил снизить количество аварий на магистральных нефтепроводах за счет своевременного выявления аварийных участков и их замены. Однако, динамика старения нефтепроводов свидетельствует о том, что количество ремонтных работ на них, в том числе связанных с необходимостью слива нефти в амбары, будет неуклонно возрастать.
В процессе слива и хранения нефти в амбарах (сборниках)
происходит ее интенсивное испарение, в результате чего на
прилегающей к ним территории образуются
пожаровзрывоопасные паровоздушные облака, что значительно увеличивает пожарную опасность проведения ремонтных работ. Поэтому одной из важных и актуальных проблем, имеющих народнохозяйственное значение, является проблема научного обоснования применяемых инженерных и организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение
пожарной безопасности аварийных и ремонтных работ на магистральных нефтепроводах. Ключевым вопросом при решении названной проблемы является правильная оценка размеров возможных пожаровзрывоопасных зон нефтяных паров, образующихся около нефтяных амбаров и у мест проведения ремонтных работ.
Актуальность исследований обусловлена тем, что нормативные требования, регламентирующие расстояния от мест проведения ремонтных работ до нефтяных амбаров, нуждаются в дальнейшем совершенствовании. Об этом свидетельствуют пожары, происшедшие в последние годы при проведении ремонтных работах на магистральных нефтепроводах, которые показали, что основной причиной их возникновения явилась недооценка опасности данного вида работ.
Таким образом, исследование процесса испарения нефти с открытой поверхности нефтяных амбаров в атмосферу и образование зон взрывоопасных концентраций при различных погодных условиях в период проведения ремонтных работ на магистральных нефтепроводах является актуальной задачей, решение которой направлено на совершенствование норм и правил пожарной безопасности.
Цели и задачи работы. Цель работы состояла в разработке рекомендаций по обеспечению пожарной безопасности ремонтных и аварийных работ на линейной части магистральных нефтепроводов, изучении закономерностей процесса испарения нефти с открытой поверхности в атмосферу, получении экспериментальных данных о реальных размерах пожаровзрывоопасных зон загазованности.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
экспериментально исследовать закономерности испарения Сургутской нефти из нефтяных амбаров при различных погодно-климатических условиях;
выявить параметры, оказывающие доминирующее влияние на интенсивность испарения нефти;
получить эмпирические зависимости, позволяющие рассчитывать массу испарившейся нефти и интенсивность ее испарения;
экспериментально исследовать размеры
пожаровзрывоопасных зон, образующихся при испарении нефти из амбаров в период проведения ремонтных работ на нефтепроводах;
разработать "Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности ремонтных и аварийных работ на линейной части магистральных нефтепроводов" и согласовать их с ГУГПС МВД России.
Достоверность полученных результатов и выводов,
сформулированных в диссертации, подтверждается:
экспериментальной проверкой в ходе проведения лабораторных и натурных экспериментов по оценке массы испаряющейся с открытой поверхности Сургутской нефти экспериментальным определением размеров зон загазованности, анализом большого массива информации об испарении жидкостей с открытой поверхности в атмосферу, удовлетворительным согласованием результатов расчетов по зависимостям 9 и 10 для интенсивности и массы нефти, испарившейся с открытой поверхности в атмосферу, с данными других авторов.
Научная новизна работы заключается в следующем:
получены новые экспериментальные данные по интенсивности испарения Сургутской нефти с открытой поверхности амбара в атмосферу;
получены эмпирические зависимости, позволяющие определять интенсивность и массу нефти, испарившейся с открытой поверхности при различных высотах слоя нефти и погодных условиях;
выявлено аномальное снижение интенсивности испарения нефти при низких температурах;
установлено, что при температурах менее 10 С нефть в течение длительного времени сохраняег свою высокую потенциальную пожаровзрывоопасность;
получены новые экспериментальные данные по размерам пожаровзрывоопасных зон загазованности на прилегающих к амбарам территориях;
Практическая ценность работы. Комплекс проведенных исследований позволил разработать методики расчета основных параметров, характеризующих пожаровзрывоопасность работ, связанных со сливом нефти в нефтяные амбары и ее хранением в них. На основе проведенных исследований разработаны и внедрены " Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности ремонтных и аварийных работ на линейной части магистральных нефтепроводов".
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на научно-практической конференции, обсуждались на кафедральных заседаниях Академии ГПС МВД России в 1996-1999г, на объединенном заседании кафедр "Пожарной безопасности технологических процессов", "Инженерной теплофизики и гидравлики", "Специальной химии", "Пожарной техники" Академии ГПС МВД России. "Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности ремонтных и аварийных работ на линейной части магистральных нефтепроводов", разработанные на основе проведенных исследований, согласованы с ГУГПС МВД России и направлены в региональные подразделения ОАО "АК" Транснефть".
Публикации. По теме диссертации опубликовано пять печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, списка литературы и приложений. Работа изложена на 166 страницах машинописного текста, содержит 57 рисунков, 10 таблиц, список литературы из 101 наименования, 2 приложения.
На защиту выносятся;
методика исследования количества испаряющейся нефти с открытой поверхности амбара в атмосферу при различных климатических условиях;
результаты экспериментальных исследований
интенсивности испарения Сургутской нефти с открытой поверхности амбара в атмосферу и размеров пожаровзрывоопасных зон, образующихся при этом;
обобщающие эмпирические зависимости для определения массы испарившейся Сургутской нефти и интенсивности ее испарения при различных толщинах слоя нефти и погодно-климатических условиях;
методика расчета интенсивности испарения нефти с открытой поверхности амбара в атмосферу и размеров образующихся при этом пожаровзрывоопасных зон.
Анализ аварий и пожаров на магистральных нефтепроводах
18 апреля 1995г. бригадами ЦАРС и АВП Ноябрьского УМН ОАО "Сибнефтепровод" производились работы по откачке нефти двумя агрегатами ПНА-2 из промыслового нефтепровода Ду=720 мм НГДУ "Муравленковскнефть" в целях подключения его к нефтепроводу "Тарасовское - Муравленковское", принадлежащему ОАО "Сибнефтепровод" и ОАО "Ноябрьскнефтегаз".
В процессе откачки нефти произошла разгерметизация приемной рукавной линии подпорного насоса С-469. Выходящая из рукавной линии нефть облила ПНА-2 и воспламенилась. Находившийся на платформе машинист ПНА-2 Гончаров В.Н., получил смертельные ожоги. Пожаром уничтожено 2 агрегата ПНА-2, сгорело 183,6 тонн нефти. Ущерб составил 65,6 млн. руб.
15 июня 1995г. в ОАО "Северо-Западные МН" при вырезке тру-борезками "Файн" дефектного участка нефтепровода «Холмогоры-Клин» (Ду 1220) произошло загорание паров нефти в рабочем котловане. При этом получили ожоги различной степени тяжести 6 работников АВП "Уральская". Причинами пожара явились:
Недостаточное охлаждение режущего инструмента 4х труборезов "Файн", работающих одновременно в одном котловане. На двух труборезах "Файн" были применены электродвигатели невзрывоза-щищенного исполнения. Отсутствие контроля за уровнем загазованности и непринятие мер по принудительной вентиляции рабочего котлована. 13 июня 1996 года в 23 часа 15 минут в земляных амбарах заполненных нефтью на 2224 км нефтепровода «Нижневартовск-Курган 15
Куйбышев» АООТ "Приволжскнефтепровод" произошло загорание нефти, сброшенной при освобождении нефтепровода для проведения плановых работ. В результате пожара получили ожоги тяжелой степени 3 работника Самарского РНУ. Сброс нефти осуществлялся в 3 котлована, которые были расположены с нарушением Правил пожарной безопасности при эксплуатации магистральных нефтепроводов. Один котлован находился в 25 метрах от места проведения работ, два других- в непосредственной близости (в 8 метрах) от задвижек продуктопровода, проходящего параллельно нефтепроводу «Нижневартовск-Курган-Куйбышев». Работы проводились по утвержденным гл. инженером АООТ ПМН планам производства работ, в которых не были указаны расстояния от земляного амбара до рабочего котлована, не были определены места и периодичность отбора проб воздуха на загазованность. Причиной пожара явилась загазованность находившегося вблизи с нефтяным амбаром рабочего котлована, в котором проводились ремонтные работы. Пожар был ликвидирован 14.06.96. в 13 час. 45 мин.
20 июля 1996 года в 9 час. 15 мин. на 937 км нефтепровода «Сама-ра-Тихорецк» АООТ "Приволжскнефтепровод" во время капитального ремонта по замене изоляции работниками РСУ Волгоградского РНУ произошла авария с выходом нефти из нефтепровода. Нефть под давлением 1МПа (10 кгс /см2) из поврежденного кольцевого стыка попала на работающие трубоукладчики и воспламенилась.
В результате пожара смертельные ожоги получил машинист электростанции. Огнем уничтожены 4 трубоукладчика " Камацу " Д-85с-21, электростанция ДГМ-100, очистная и изоляционная машина, троллейные подвески. Причиной разрушения сварочного кольцевого стыка на 937 км нефтепровода «Самара- Тихорецк» явился брак сва-рочно- монтажных работ в период строительства трубопровода и отсутствие контроля при производстве капитального ремонта. Пожар был потушен 21.06.96 г. в 4 час. 30 мин. путем засыпания траншеи, авария ликвидирована 23. 06. 96 г. в 7 час. 10 мин.
1.3. Рассеивание пожаровзрывоопасных облаков в атмосфере.
Процесс испарения нефти из земляных амбаров сопровождается рассеиванием ее паров в атмосфере. Атмосферное рассеивание зависит от состояния окружающей среды, ее физических параметров. Ветер, направленный параллельно земной поверхности, переносит и рассеивает в приземных и верхних слоях атмосферы вещества от источника их поступления.
Для рассеивания веществ в атмосфере наибольшую опасность с точки зрения пожарной безопасности представляет штиль (0-0.5 м/с) и "тихий" (0.6 - 1.7 м/с) ветер. Распределение скоростей и направлений ветра зависит от местных условий и общей циркуляции потока в атмосфере земли. Направление ветра в приземном слое может не совпадать с направлением ветра в верхнем слое атмосферы, что объясняется рельефом местности. Поэтому направление и скорость ветра необходимо замерять непосредственно на месте, около нефтяных амбаров.
Основная причина рассеивания веществ - турбулентность воздуха в атмосфере. При турбулентном режиме частицы воздуха движутся хаотически, направление и величина скорости отдельных частиц беспрерывно меняются. Однако, под точечным значением скорости понимают осредненную во времени скорость [7]. Из этого следует, что можно определить осредненные значения загазованности в данной точке пространства.
В верхней части приземного слоя наблюдается крупномасштабная турбулентность, близкая к однородной и изотропной. В нижней части приземного слоя турбулентность мелкомасштабная, она не является однородной и изотропной, однако, ее можно рассматривать, как простейший вид турбулентного движения, которое под действием сил вязкости, вызывает диссипацию кинетической энергии [8].
Испарение легковоспламеняющихся жидкостей с открытой поверхности в атмосферу
Заданная скорость воздушного потока в экспериментальном участке устанавливалась при помощи реостата, который регулировал число оборотов двигателя вентилятора.
На входном сечении рабочего участка поля скоростей воздушного потока в опытах были равномерными.
Испарение Сургутской нефти осуществлялось в рабочем участке из протвиней различной глубины и площади испарения, при различной температуре нефти и воздуха, а также при различных скоростях движения воздуха.
Параметры проведения опытов изменялись в пределах: площадь противней от 0,04 м2 до 0,075 м2- высота слоя нефти от 0,005 до 0,1 м, скорость воздушного потока от 0 до 2,5 м/с, температура воздуха и нефти от 10С до 20 С. Каждый опыт проводился примерно в течение 5 часов.
Опыты проводились при установившемся состоянии воздушного потока, в котором температура и скорость сохранялись во времени неизменными (в пределах точности измерений). Для каждой установившейся температуры воздушного потока (283 К, 288 К, 293 К) устанавливались следующие скорости движения потока: 0; 0,5; 1; 1.5; 2; 2,5 м/с.
Заданный установившийся режим наступал через 20-120 мин. с начала подготовки эксперимента, после чего в протвинь наливалась нефть начинались основные измерения, которые записывались в протокол наблюдений.
Проведению основных опытов предшествовали наладочные работы, которые позволяли проверить работу и устранить неисправности элементов установки, определить порядок проведения измерений и расставить наблюдателей.
Руководитель эксперимента обеспечивал готовность экспериментальной установки к проведению опыта. Перед началом проведения каждого опыта и по его завершению, ареометром измерялась плотность нефти при 20 С, в бомбе Рейда определялось давление насыщенных паров (ДНП) нефти.
При достижении в аэродинамической трубе стационарного режима, противень устанавливался на электронные весы, нефть из герметичной банки наливалась в протвинь на 2 мм ниже высоты его бортика, фиксировалось время начала испарения. Через каждые 2 мин. фиксировались показания весов.
Во время проведения опыта контролировались температура нефти и ее поверхности, скорость воздушного потока, атмосферное давление, температура воздуха.
Достоверность результатов экспериментального исследования процесса испарения нефти с открытой поверхности в подвижную среду в значительной мере определялась точностью измерения исходных параметров.
Погрешности в измерении зависели от того, насколько точно поддерживался заданный режим от совершенства и точности приборов, квалификации и опыта лиц, снимающих показания приборов. При организации и проведении опытов учитывались все эти факторы.
В каждом опыте участвовало два человека. Один фиксировал время замеров и показания весов, другой следил за поддержанием установившегося состояния в рабочем участке. Каждый из опытов проводился не менее 3 раз. Сходимость опытных данных в большинстве случаев была хорошей.
Натурные эксперименты по исследованию зон загазованности и интенсивности испарения Сургутской нефти с открытой поверхности амбара. В соответствии с "Программой и методикой проведения исследований загазованности территории, прилегающей к открытым земляным сборникам нефти в период выполнения аварийных и ремонтных работ на магистральных нефтепроводах", утвержденной Вице-Президентом АК "Транснефть" Лисиным Ю.В. и заместителем начальника МИПБ Топольским Н.Г., были проведены натурные эксперименты, которые включали исследования интенсивности испарения нефти с открытой поверхности в подвижную среду и определение фактических зон загазованности вокруг амбаров с нефтью.
Первый эксперимент проводился в ОАО «ВВМН» (Кстовский район Нижегородской области) с 11 по 14 ноября 1996 г. при замене аварийных участков нефтепровода Сургут-Полоцк на 2059-2061 км (узел N 1) и 2068 км (узел N 2).
На расстоянии 130 м от узла был вырыт земляной амбар размерами 100 50 м и глубиной 2м (от уровня поверхности земли) с обвалованием по периметру высотой 1,7 м. (рис. 2.2). Дно амбара имело уклон за счет рельефа местности 1:100 и 1:50 в направлении угла, расположенного со стороны рабочего котлована.
Местность, прилегающая к рабочему котловану и нефтяному амбару, ровная, имеет небольшой уклон в сторону рабочего котлована. Участки, из которых состоял трубопровод для подачи нефти из магистрального нефтепровода в амбар, были соединены между собой сваркой. Нефтяной амбар узла N 2, размерами 50 40 м. находился на расстоянии около 60 м от развилки 2-х шоссейных дорог (рис. 2.3 ). Дно амбара имело уклон за счет рельефа местности 1:50 в сторону рабочего котлована. Глубина амбара около 0,5 м., высота обвалования - 1,7 м. Трубопроводы подачи нефти из нефтепровода в амбар соединялись между собой зажимами (хомутами).
Натурные эксперименты по исследованию зон загазованности и интенсивности испарения Сургутской нефти с открытой поверхности амбара
Проведенный анализ позволил выявить параметры , которые оказывают наиболее значимое влияние на интенсивность испарения Сургутской нефти. Это: т; hH.; Тнп; VB.
Учитывая, что наиболее опасные концентрации паров нефти возле амбаров могут образовываться только при интенсивном испарении и небольших скоростях ветра (близкие к штилю), а температура нефти в нефтепроводе колеблется от 6 до 15 С, в зависимости от времени года, экспериментальные исследования проводились при скоростях ветра от 0,3 до 3,5 м/с, температуре нефти от 2 до 20 С, температуре поверхности нефти от 1 до 32С. Высота слоя нефти в экспериментах изменялась от 0.01 до 0,5 м.
В ходе анализа полученных экспериментальных данных было установлено, что все параметры, от которых зависит интенсивность испарения нефти достаточно сложным образом влияют на сам процесс, и при этом находятся в функциональной зависимости друг с другом. Решение поставленной задачи по определению интенсивности испарения нефти возможно по двум направлениям: свести полученные экспериментальные данные к табличной форме; найти эмпирическую зависимость.
Принимая во внимание сложность исследуемых процессов, в настоящее время наибольшее распространение получила табличная форма представления данных [49 ], однако она не всегда удобна в практической работе. Табличная форма дает информацию о массе и интенсивности испарения нефти лишь за указанные в ней промежутки времени и не позволяет проводить оценки текущих значений М и W по причине значительного расхождения средних (табличных значений) и действующих на данный момент времени значений. Применение аналитических выражений (зависимостей) в том числе с использованием вычислительной техники, дает возможность получать оперативную информацию о текущих значениях М и W. В данной работе предпринята попытка получить математическую зависимость изменения текущих значений массы испарившейся нефти от параметров, оказывающих доминирующее влияние на испарение (температуры поверхности нефти, толщины слоя нефти, времени испарения, скорости ветра).
Для решении поставленной задачи целесообразно проанализировать влияние на процесс испарения каждого из названных параметров при фиксированных значениях остальных. Так, например, для определения влияния толщины слоя нефти проанализируем эксперименты, полученные при различных hH и неизменных Тнп и VB. Аналогично с этим рассмотрим влияние и других параметров: температуры поверхности нефти соответственно при hH- const, VB - const, и скорости ветра при Тнп - const, hH - const.
На рис. 3.1 представлены экспериментальные данные, иллюстрирующие доминирующее влияние на процесс испарения высоты слоя нефти при фиксированных значениях скорости ветра и температуры поверхности ветра. Как видно из рисунка, даже при двух неизменных параметрах наблюдается весьма сложная зависимость испарившейся массы нефти от толщины ее слоя. Анализ экспериментальных кривых, описывающих зависимость М от т при различной hH показывает, что масса испарившейся нефти возрастает при увеличении пн. При этом интенсивность испарения (приращение массы за фиксированный промежуток времени) уменьшается во времени. Максимальное снижение интенсивности наблюдается при небольших высотах слоя нефти (см. рис. 3.1. кривая 5). Характерным для данной серии экспериментов является то, что при изменении VB И ТНП качественный вид кривых не изменяется.
На рис. 3.2. представлены экспериментальные данные, показывающие влияние на процесс испарения скорости ветра, при фиксированных значениях высоты слоя и температуры поверхности нефти. Из рисунка видно, что как и в предыдущем случае наблюдается весьма сложная зависимость испарившейся массы от скорости ветра. Анализ экспериментальных кривых, описывающих зависимость М от т при различных значениях VB показывает, что масса испарившейся нефти возрастает при увеличении VB. При этом интенсивность испарения уменьшается во времени. Это особенно характерно для больших скоростей ветра и маленьких высотах слоя нефти. Такое поведение кривых объясняется тем, что при больших VB и маленьких hH происходит быстрое испарение легких фракций, что приводит к резкому снижению интенсивности испарения. При больших высотах слоя нефти наблюдается более плавное нарастание испарившейся массы нефти. Такое поведение кривых лишний раз доказывает сложное взаимообусловленное влияние различных параметров на процесс испарения нефти.
Экспериментальные данные, иллюстрирующие доминирующее влияние на процесс испарения температуры поверхности нефти при фиксированных значениях скорости ветра и высоты слоя нефти представлены на рис. 3.3. Анализ экспериментальных кривых, описывающих зависимость М от т при различных Тнп показывает , что масса испарившейся нефти уменьшается при снижении Тнп . При этом для низких температур характерно резкое уменьшение интенсивности испарения во времени. Такое поведение кривых может быть объяснено специфическими процессами, проходящими в поверхностном слое нефти. Более подробно это явление будет обсуждаться ниже.
От качественного анализа результатов исследований приведенной массы и интенсивности испарения нефти с открытой поверхности перейдем к количественным оценкам с получением эмпирических зависимостей, описывающих изучаемые процессы.
Для определения численных значений параметров, входящих в названные функции, поочередно проанализируем влияние каждого из основных параметров при фиксированных значениях остальных.
На рис. 3.4 - 3.8 представлены экспериментальные данные массы испарившейся нефти, полученные при различных пн и неизменных Тнп =293 К и VB=0.4 м/с. Обобщающие кривые построены методом наименьших квадратов, среднеквадратичное отклонение для кривой опыта 1 представлено на рис. 3.9. Использование математического пакета аппроксимационных функций Gurve Expert 1.3. позволило получить следующие зависимости для описания представленных функций: М=а хр
Обработка опытов по исследованию загазованности территории около земляных амбаров с Сургутской нефтью
Наличие значительных зон загазованности в процессе закачки нефти при пасмурной погоде, сравнительно небольших температурах нефти 16 С и наружного воздуха 18 С можно объяснить небольшой скоростью ветра 0.4 - 0.7 м/с.
Замеры концентраций паров при отстое нефти в амбаре на второй день, 20.08.97г. (опыт 13) при скорости ветра 0.4 - 0.7 м/с, температурах наружного воздуха 21.5 С и поверхности нефти 31 С ( солнечная погода) показали, что концентрации в зонах загазованности, по сравнению с концентрациями при закачке нефти, уменьшились примерно на 30%, а длина зон загазованности при этом уменьшилась на 10 м. Это объясняется тем, что при отстое нефти спустя 22 ч после окончания закачки, интенсивность испарения Сургутской нефти снизилась, несмотря на повышение температуры ее поверхности.
После того, как уменьшилась скорость ветра и изменилось его направление (на 90 ) величина зоны загазованности существенно увеличилась (см. опыт 14) и стала больше, чем в день закачки нефти: длина зоны загазованности взрывоопасных концентраций превысила 10 м, а ПДВК превысила 70 м. За 0.5 ч до замера концентраций в амбар было закачено около 60 м3 остаточной нефти из нефтепровода. Получается, что повышение температуры поверхности нефти за счет воздействия солнечной радиации, подача свежей порции нефти из нефтепровода, снижение скорости ветра и хорошие условия накапливания ( аккумуляция) паров нефти в лесу привели к тому, что размеры зон загазованности превысили размеры аналогичных зон в период закачки нефти в амбар.
Замеры концентраций, выполненных после того, как ветер снова изменил направление и стал дуть в сторону нефтепровода ( опыт 15 ), показали, что пары нефти, накопившиеся в лесу постепенно перемещались на просеку, создавая загазованность на ней. Размеры зон опасных концентраций опыта 15 приведены на рис 3.23. Из рисунка видно, что длина зоны взрывоопасных концентраций равна 14 м. Взрывоопасные концентрации были зафиксированы в траншее нефтепровода ( около 33 м от амбара). Зоны загазованности с концентрацией 50% от НКПРП имела длину около 45 м, а превышающих ПДВК - около 90 м.
Из таблицы Приложения 2 видно, что в 17.20 - 17.40 20. 08. 97 г. ( опыт 16 ) при скорости ветра 0.1- 0.3 м/с, температурах поверхности нефти 31 С и наружного воздуха 19.5 С, концентрации паров нефти в размере 50% от НКПРП были зафиксированы на расстоянии 50 м от амбара на высоте до 1.5 м от поверхности земли, при этом на дороге, проходящей на расстоянии 18 -20 м от амбара, концентрации находились в пределах взрыва, а в траншее на склоне противоположном амбару (33 м от него) - равнялась 35 г/м3.
Замеры концентраций паров нефти, проведенные через 1час после опыта 16 (опыт 17) показали, что загазованность снизилась более чем на 50%. При этом скорость ветра увеличилась до 0.4-0.5 м/с и уменьшилась температура поверхности нефти до 17 С (туча закрыла солнце примерно за 0.5 часа до замеров концентраций). Температура наружного воздуха равнялась 18 С.
Опыты по оценке зон загазованности, проведенные 21.08. 97г. через 42 ч и через 47 ч (в 12.10 и в15. 00) после окончания заполнения земляного амбара на узле №1 показали (опыты 18 и 19), что они (зоны) уменьшаются с течением времени: взрывоопасные концентрации были зафиксированы только на расстоянии 10 см от поверхности нефти, а зона с концентрацией выше ПДВК не превышала 40 м от амбара.
Третий опыт по исследованию зон загазованности проводился на нефтепроводе «Сургут - Полоцк» с 8. 10. - 10.10.97 г. Погода 8.10. 97г. была пасмурной, без дождя, температура наружного воздуха 3 С, температура нефти 8 -9 С, поверхности нефти 5 -6 С; 9.10. 97 г. первая половина дня была пасмурной, без дождя , температура нефти 6 - 8 С, температура поверхности нефти 3 - 5 С, температура наружного воздуха 3 - 4 С. Во второй половине дня шел кратковременный мелкий дождь (изморось), температура воздуха 4 С, температура нефти 5 С, температура поверхности нефти 3 С; 10.10. 97г. погода была пасмурной, шел кратковременный мелкий дождь, температура воздуха 4 С, нефти 4 С, поверхности нефти 3 С.
При закачке нефти направление ветра было параллельно нефтепроводу (вдоль просеки), в первой половине дня 9.10.97г. направление ветра оставалось параллельным нефтепроводу, а во второй изменилось и стало перпендикулярным нефтепроводу, 10.10.97 г. направление ветра оставалось неизменным - перпендикулярным нефтепроводу.
Замеры концентраций паров нефти через 0.5 часа после начала заполнения амбара нефтью при скорости ветра 0.6 -0.8 м/с, температуре нефти 8 С, температуре воздуха 3 С, поверхности нефти 6 С. атмосферном давлении 745 мм.рт.ст. показали, что концентрации паров нефти выше ПДВК наблюдались только в самом амбаре.
Через 2 часа после начала закачки нефти в амбар, когда все дно амбара было заполнено нефтью на высоту 0.1 м, а площадь зеркала нефти составила 800 м2, максимальные концентрации паров нефти в самом амбаре составляли: 35 г/м3 на высоте 0.2 м от поверхности нефти; 15 г/м3 - на высоте 1м; 10 г/м3 - на расстоянии 5 м от амбара. Основные результаты замеров концентраций паров Сургутской нефти приведены в Приложении 2, а распределение концентраций для наиболее характерных опытов показаны на рис. 3.28 - 3.30.
