Расчет вероятности возникновения пожара на РВС-1000

 Расчет вероятности возникновения пожара на РВС-1000 в ОАО "Транснефть-Приволга" Волгоградское РНУ с. Ольховка

Цель и постановка задачи

 Цель работы – исследование и расчет вероятности возникновения пожара в резервуаре сбора товарной нефти.

Решение задачи

Резервуар сбора товарной нефти емкостью 1000 м3.

Произведем расчет вероятности возникновения пожара в указанной емкости, учитывая количество оборотов емкости в год Поб = 24 год–1. Средняя рабочая температура нефти Т = 311 К. Нижний и верхний температурные пределы воспламенения нефти равны: Тн.п.в=249 К, Тв.п.в=265 К. Время существования горючей среды в емкости при откачке за один оборот емкости Тотк = 1 ч (исключая длительный простой). Высота резервуара Нр = 6 м. Радиус резервуара R = 7 м. Число ударов молний n = 6 км–2·год–1. На емкости имеется молниезащита типа Б, поэтому βб = 0,95. Число искроопасных операций при ручном измерении уровня Nз.у = 800 год–1. Вероятность штиля (скорость ветра u ≤ 1 м·с–1) Qш (u ≤ 1) = 0,12. Число включений электрозадвижек Nэ.з = 40 год–1. Число искроопасных операций при проведении техобслуживания Nт.о = =20 год–1. Нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения нефтяных паров Сн.к.п.в.= = 0,02 % (по объему), Св.к.п.в. = 0,1 %. Производительность операции наполнения g = 0,56 м–3·с–1. Рабочая концентрация паров в резервуаре С = 0,4% (по объему). Продолжительность выброса богатой смеси τбог = 3 ч. Поскольку на нефтепроводах средняя рабочая температура жидкости (нефти) выше среднемесячной температуры воздуха, то за расчетную температуру поверхностного слоя нефти принимаем Ť. Из условия задачи видно, что Ť > Тв.п.в, поэтому при неподвижном уровне нефти вероятность образования горючей смеси внутри резервуара равна нулю Qв н (ГC) = 0, а при откачке нефти

Таким образом, вероятность образования горючей среды внутри резервуара в течение года будет равна

Вычислим число попаданий молнии в резервуар

Тогда вероятность прямого удара молнии в резервуар в течение года, вычисленная согласно, равна

Вычислим вероятность отказа молниезащиты в течение года при исправности молниеотвода

Таким образом, вероятность поражения молнией резервуара, равна

Обследованием установлено, что имеющееся на резервуаре защитное заземление находится в исправном состоянии, поэтому вероятность вторичного воздействия молнии на резервуар и заноса в него высокого потенциала равна нулю Qп (С2) = 0 и Q р (С3) = 0.

Появление фрикционных искр в резервуаре возможно только при проведении искроопасных ручных операций при измерении уровня и отборе проб. Поэтому вероятность Qp (TИ3) в соответствии с равна

В этой формуле Q (ОП) = 1,52 · 10–3 – вероятность ошибки оператора, выполняющего операции измерения уровня.

Таким образом, вероятность появления в резервуаре какого-либо теплового источника равна

Полагая, что энергия и время существования этих источников достаточны для воспламенения горючей среды, т. е. Qp (В)=1 получим Qp (ИЗ/ГС) равно 2,02·10–3.

Тогда вероятность возникновения пожара внутри резервуара равна

Из условия задачи следует, что рабочая концентрация паров в резервуаре выше верхнего концентрационного предела воспламенения, т. е. в резервуаре при неподвижном слое нефти находится негорючая среда. При наполнении резервуара нефтью в его окрестности образуется горючая среда, вероятность выброса которой можно вычислить по формуле приложения 3

Во время тихой погоды (скорость ветра меньше 1 м·с–1) около резервуара образуется взрывоопасная зона, вероятность появления которой равна

Диаметр этой взрывоопасной зоны равен

Определим число ударов молнии во взрывоопасную зону

Тогда вероятность прямого удара молнии в данную зону равна

Так как вероятность отказа молниезащиты Qp(t1)=5·10–2, то вероятность поражения молнией взрывоопасной зоны равна

Откуда Qв.з(ТИ1) = 2·10–3. Вероятность появления около резервуара фрикционных искр равна

Наряду с фрикционными искрами в окрестностях резервуара возможно появление электрических искр замыкания и размыкания контактов электрозадвижек. Учитывая соответствие исполнения электрозадвижек категории и группе взрывоопасной смеси, вероятность появления электрических искр вычислим по формуле

Таким образом, вероятность появления около резервуара какого-либо теплового источника составит значение

Полагая, что энергия и время существования этих источников достаточны для зажигания горючей среды, из формулы

Тогда вероятность возникновения взрыва в окрестностях резервуара равна

Откуда вероятность возникновения в зоне резервуара либо пожара, либо взрыва составит значение

В результате расчета устанавлено, что вероятность возникновения в зоне резервуара пожара или взрыва составляет 3,45·10–4, что соответствует одному пожару или взрыву в год в массиве из 2898 резервуаров, работающих в условиях, аналогичных расчетному.