Рисунок 5.1 – «Дерево отказа» компрессора
Самыми опасными по своим последствиям считаются аварии:
– связанные с разрушением компрессоров при гидравлических ударах в цилиндре;
– разгерметизацией емкостного оборудования (ресиверы, конденсаторы, испарители)
– разгерметизация трубопроводов на стороне высокого давления, особенно жидкостных.
Если же это происходит в совокупности с грубыми отклонениями от нормативных требований, нарушением технологической и трудовой дисциплины, отсутствием у персонала ОПО должных навыков и умения быстро и правильно ликвидировать аварию, то последствия могут быть самыми трагичными [13].
Основные возможные причины возникновения и развития аварий
Принимая во внимание количества образующегося в процессах аммиака, размеры оборудования, трубопроводов и арматуры, даже небольшие в процентном отношении к общему потоку утечки аммиака могут привести к образованию токсичного облака, действие которого может распространиться за пределы ограждения предприятия.
Основные негативные факторы, которые могли бы инициировать и способствовать развитию аварийных ситуаций на резервуарах:
1) длительные отключения энерго- и водоснабжения;
2) отказ конструкции резервуаров, цистерн;
3) отказы компрессорного оборудования;
4) срабатывание предохранительных клапанов на резервуарах, цистернах;
5) отказы трубопроводов системы АХУ;
6) отказы приборов контроля и автоматики (КИП и А);
7) ошибки персонала ОПО [14].
Длительные отключения электроэнергии, пара и водоснабжения
Отключения электроэнергии, пара и водоснабжения даже на длительное время не могут непосредственно привести к разрушению технологических блоков АХУ. Однако отключения электроэнергии от всех имеющихся источников могут вызвать недопустимое повышение давления в резервуаре, привести к необходимости сброса аммиака в дренажные ресиверы или даже в атмосферу с образованием облака. Однако одновременное длительное отключение всех имеющихся источников электроснабжения является крайне маловероятным.
Отказ конструкции технологических блоков АХУ
Отказ конструкции технологических блоков АХУ может быть вызван дефектами конструкции, коррозией или неправильным выбором металла.
Опасности, связанные с коррозией, незначительны, так как для изготовления резервуара использована низколегированная сталь с мелкозернистой структурой, обладающая хорошей свариваемостью и устойчивостью к коррозионному растрескиванию в среде аммиака.
Отечественный и зарубежный опыт эксплуатации резервуаров для хранения жидкого аммиака, а также научно-исследовательские работы в этой области показывают, что при условиях хранения коррозионное растрескивание в них практически отсутствует. Понижение температуры хранения в изотермических резервуарах до минус 20 °С и ниже практически полностью подавляет этот процесс.
Вероятность отказа корпуса резервуара в соответствии со статистическими данными, приведенными для подобных хранилищ оцениваются не более чем 5·10-8 в год [5].
Срабатывание предохранительных клапанов резервуара
Срабатывание предохранительных клапанов, предусмотренных на отдельных участках АХУ возможно из-за недопустимого повышения давления в технологических блоках:
– при отказе цилиндров компрессора и продолжении приема аммиака в циркуляционный ресивер;
– при приеме аммиака с повышенной температурой, когда компрессор не справляется с повышенной нагрузкой по газообразному аммиаку.
Срабатывание предохранительных клапанов также возможно и из-за отказа их конструкции [21].
Отказы трубопроводов
По данным, опубликованным в зарубежной печати, иданным анализа аварий на предприятиях азотной промышленности, примерно половина аварийных выбросов происходит из-за разрушения трубопроводов. К основным типам отказов трубопроводов, приводящим к значительным утечкам, следует отнести образование протяженных трещин с эквивалентным диаметром более 20 мм.
Отказы приборов контроля и автоматики (КИП и А)
Следствием отказов КИП и А может явиться:
– недопустимое повышение давления в резервуаре и, как следствие, срабатывание предохранительных клапанов и выброс газообразного аммиака в атмосферу, а при отказе предохранительных клапанов и дальнейшее повышение давления;
– нарушение целостности корпуса резервуара и выброс жидкого аммиака в обвалование;
– недопустимое повышение уровня жидкого аммиака в резервуаре (перелив), которое при тепловом расширении жидкого аммиака и отказе предохранительных клапанов может привести к нарушению целостности и даже разрушению резервуара.
Повышение давления до давления срабатывания предохранительных клапанов возможно как при заполнении резервуара, так и при хранении. Переполнение резервуара может произойти вследствие отказа системы контроля над уровнем жидкого аммиака [21].
Ошибки (неправильные действия) персонала, которые могут стать причинами аварийных ситуаций
К основным ошибкам (неправильным действиям) персонала, которые могут привести к аварийным ситуациям на АХУ, относятся:
– неудовлетворительный технический надзор за состоянием оборудования;
– ошибки при ведении ремонтных работ;
– непрофессионализм или недостаточный опыт персонала ОПО.
Неудовлетворительный технический надзор за состоянием оборудования и ошибки при проведении ремонтных работ (некачественное их исполнение) могут привести к:
– нарушению целостности оборудования (уменьшению толщины стенок до недопустимых размеров, развитию недопустимых концентраторов напряжения в корпусах резервуаров, развитию трещин сварных швов, металла корпуса, штуцеров, люков, трубопроводов, нарушению разъемных соединений и т.д.) и выбросу в атмосферу больших количеств аммиака;
– выходу из строя компрессорного и насосного оборудования, недостаточности их холодопроизводительности, повышению давления в резервуаре выше предельно допустимого и выбросам аммиака через предохранительные клапаны;
– выходу из строя ответственных элементов системы контроля за определяющими безопасность процесса технологическими параметрами, системы противоаварийной защиты (недопустимому повышению давления, уровня, температуры в резервуаре и, как следствие, срабатыванию предохранительного клапана, выбросу в атмосферу значительных количеств аммиака).
В связи с высокой надежностью систем контроля и защиты, на безопасность эксплуатации АХУ могут оказывать влияние практически только преднамеренные действия, направленные на нарушение требований технологического регламента и рабочих инструкций: отключения имеющихся систем защиты и намеренное непринятие соответствующих мер при получении аварийных сигналов о нарушениях технологических параметров [5].
Определение сценариев возможных аварий
После идентификации опасностей разрабатываются сценарии их развития и оцениваются масштабы последствий. Количество сценариев определяется рядом факторов:
Скачать реферат