Обеспечение пожарной безопасности хранилищ нефти

Масштабная инженерная деятельность, вызванные ею изменения природной среды резко увеличили вероятность возникновения ЧС техногенного характера. При этом аварии на потенциально опасных объектах могут нанести не только большой прямой ущерб, но и многократно превышающий его косвенный. Количество аварий не уменьшается. Причины этого в том, что современное производство усложняется, на малых площадях концентрируются значительные энергетические мощности. Все это увеличивает вероятность возникновения аварийных ситуаций, а также тяжесть их последствий. Кроме техногенных аварий человек зачастую не может устоять и перед силами природы. Каждая ЧС имеет свои причины возникновения и особенности, свой характер развития, по-своему воздействует на человека и его среду обитания.

Традиционная техника безопасности базируется на категорическом императиве – обеспечить безопасность, не допустить никаких аварий. Такая концепция не адекватна законам техносферы, потому что обеспечить нулевой риск в действующих ТС невозможно. Следовательно, можно сформулировать следующее заключение: любая деятельность потенциально опасна.

Причин аварий и катастроф множество, но основными являются следующие:

нарушение трудовой и технологической дисциплины;

ошибки при проектировании;

ошибки при строительстве;

износ оборудования, зданий и сооружений;

результат стихийных бедствий.

В развитии ЧС любого вида можно выделить следующие четыре характерные стадии:

Накопление факторов риска. Происходит в самом источнике риска. Это стадия зарождения ЧС. Она может длиться сутки, месяцы, а иногда и годы.

Инициирование ЧС. Это, своего рода, толчок, пусковой механизм чрезвычайного события. В этой стадии факторы риска достигают состояния, когда уже в силу различных причин невозможно сдержать их внешнее проявление.

Процесс самого чрезвычайного события. В этой стадии происходит высвобождение факторов риска – энергии или вещества – и начинается их воздействие на людей и ОС. Продолжительность этого процесса и его последствия, особенно в начальный период, трудно прогнозируемы.

Стадия затухания. Эта стадия хронологически охватывает период от перекрытия (ограничения) источника опасности, до полной ликвидации ее прямых и косвенных последствий. Как результат ЧС возникают те или иные факторы, способные в момент возникновения или впоследствии оказать вредное или губительное воздействие на человека, животный или растительный мир, а также объекты народного хозяйства. Как правило, в результате этого происходит гибель или серьезные, опасные для здоровья, поражения людей, заметно снижающие их работоспособность, полные разрушения или снижение производительных возможностей объектов народного хозяйства. Эти факторы принято называть поражающими. По механизму своего воздействия они могут быть первичными или вторичными, а также носить комбинированный характер. Так, в результате воздействия ударной волны (первичный поражающий фактор) разрушаются объекты, возникают пожары и взрывы, которые являются вторичными поражающими факторами. В отдельных чрезвычайных ситуациях возможно одновременное воздействие нескольких поражающих факторов.

Характеристика основных поражающих факторов

Воздушно-ударная волна. Одним из наиболее мощных поражающих факторов при авариях на пожаро-, взрывоопасных объектах является воздушно-ударная волна. Она образуется в результате внезапного выделения в ограниченном пространстве большого количества энергии, что обусловливает резкое повышение температуры и давления. Последующее быстрое расширение газов в зоне взрыва вызывает сильное его сжатие в примыкающих областях, порождая воздушную ударную волну (БУВ). Она распространяется во все стороны со сверхзвуковой скоростью, что вызывает возникновение уплотнения (избыточного давления) на ее передней движущейся границе, называемой фронтом ударной волны, за которым давление постепенно снижается. Ударная волна возникает, например, при взрывах боеприпасов, при технических взрывах, а также при воздействии сейсмических волн при землетрясении. Поражающее действие ударной волны зависит от степени давления сжатой среды, ее скорости, времени воздействия и положения человека или объекта по отношению к фронту ее распространения, его устойчивости и защищенности. В зависимости от величины избыточного давления во фронте ударной волны возникают 4 зоны разрушений: полных, сильных, средних и слабых разрушений. Как правило, в этих зонах возникают вторичные поражающие факторы, и поражения людей вызываются как прямым действием ударной волны, так и летящими обломками сооружений, падающими деревьями, осколками стекол.

Тепловые и осколочные поля. Энергоносители (в первую очередь, углеводородные топлива) способны гореть и взрываться, т.е. создавать воздушно-ударную волну и тепловые поражающие поля. Технологическое оборудование при действии на него тепловых и ударных нагрузок разрушается с образованием осколочных полей. Дальность разлета осколков зависит от массы, размеров, начальной скорости. Радиус разлета фрагментов и осколков технологических установок подчиняется нормальному закону распределения вероятности, причем 45% всех фрагментов и осколков находится в пределах окружности радиуса 700 м.

Огненный шар. Облако пара или топливовоздушной смеси, переобогащенное топливом, и, поэтому, не способное объемно детонировать, начинает гореть вокруг своей внешней оболочки, образуя огненный шар. Такие шары, вызванные горением углеводородов, светятся и излучают тепло, что может причинить смертельные ожоги и вызвать возгорание горючих веществ. Поднимаясь, огневой шар образует грибовидное облако, ножка которого – это сильное восходящее конвективное течение. Такое течение может всасывать отдельные предметы, зажигать их и разбрасывать горящие предметы на большие площади. Огневой шар как поражающий фактор оценивается следующими параметрами: максимальный размер, время существования огневого шара, плотность теплового потока или мощность, выделяющаяся при сгорании шара. При авариях на промышленных предприятиях масса огневого шара достигает 50 т, диаметр - 200 м, время существования - 14 с; а мощность при сгорании достигает 170 Гвт.

Пожары и взрывы на промышленных предприятиях могут приводить к образованию поражающих факторов, как на территории предприятия, так и в на прилегающих территориях населенных пунктов. Эффект «домино». Эффектом «домино» называется комплексный поражающий фактор, под которым понимается механизм вовлечения новых опасностей (ядовитые вещества, возникновение воздушной ударной волны (ВУВ), взрывы облаков топливно-воздушных смесей (ТВС), тепловое излучение огневых шаров и горящих разлитий, осколочные поля при полном разрушении сосудов под давлением и т.п.). Эффект «домино» наблюдается не только в ЧС техногенного характера, к инициированию этого эффекта могут приводить землетрясения, наводнения, ураганы, лавины и т.п. При эффекте «домино» наблюдаются массовые пожары, уничтожающие 80-90% основных производственных фондов.