Теоретические основы оценки и способы снижения техногенной опасности резервуарного хранения нефти и нефтепродуктов

Основным средством хранения нефти и нефтепродуктов являются металлические резервуары, из них самые распространенные — резервуары вертикальные со стационарной крышей. На их долю приходится до 60% всех капитальных вложений объектов нефтегазового комплекса. Кроме того, очень много резервуаров насчитывается на складах (базах хранения) и в частях различных видов Вооруженных сил РФ, а также в организациях государственного резерва материальных ресурсов. Из этого следует, что обеспечение безопасности резервуарного хранения запасов нефти и нефтепродуктов имеет существенное экономическое и оборонное значение для нашей страны. О том, что эта проблема далека от положительного решения, свидетельствуют следующие опубликованные факты: существующая производственная база нефтегазовой промышленности создана, в основном, в период с 1950 по 1990 годы и ранее, поэтому фактические сроки эксплуатации резервуаров (до 50 лет) давно превысили нормативные значения (25 лет). Допущенные нарушения при их строительстве, монтаже автоматических систем тушения пожаров и правил эксплуатации привели к тому, что в настоящее время резко возросла потенциальная опасность для населения и окружающей средыразвитие городов и населенных пунктов привело к тому, что тысячи нефтебаз, например нефтебаза «Ручьи» в Санкт — Петербурге, оказались расположенными в их черте и представляют собой постоянную экологическую и социальную угрозув течение 1998;2003 гг. на объектах нефтегазового комплекса России произошло около 5600 пожаров, унесших жизни свыше 400 человекзарегистрировано 65 случаев аварий резервуаров, связанных с их частичным или полным разрушением, третья часть которых приходится на новые резервуары со сроком эксплуатации менее 9 летчастота возникновения пожаров в резервуарах со стационарной крышей в настоящее время составляет 0,006 в расчете на одну единицу в течение годакаждая вторая установка автоматического тушения пожаров имеет неисправности, а свыше 35% из них находятся в неработоспособном состояниистационарные установки тушения пеной средней кратности морально, а на многих объектах и физически, устарели.

Нынешние требования пожарной безопасности изложены в огромном количестве нормативных документов, что крайне затрудняет их использование специалистами. При этом многие из них плохо согласованы друг с другом или попросту устарели, другие не могут быть использованы в связи с тем, что рекомендуемые ими системы защиты и средства тушения уже не производятся или не сертифицированы. Требования действующих нормативно-правовых документов к противопожарной защите резервуаров не учитывают их характеристики, физико-химические свойства и различия в параметрах и характеристиках горения и тушения различных нефтепродуктов. Следовательно, проблема обеспечения устойчивости резервуаров в условиях чрезвычайных техногенных ситуаций имеет и научную актуальность, которая заключена в отсутствии современной и окончательно сформированной методологии достоверной оценки фактического и прогнозируемого уровней их опасности, гарантирующих обеспечение нормативного уровня пожарной безопасности. Необходимы научно обоснованные (и единые для владельцев всех форм собственности) методы оценки опасности, создаваемой резервуарами с нефтью и нефтепродуктами.

О неудовлетворительном состоянии взрывопожарной безопасности резервуарного хранения нефти и нефтепродуктов в стране и принимаемых мерах косвенно могут свидетельствовать документы Правительства РФ последних лет:

1. Постановление от 29.09.1999 № 1098 О федеральной целевой программе «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2005 года».

2. Постановление от 21.08.2000 №'613 «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов».

3. Постановление от 15.04.2002 № 240 «Правила организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации».

4. Постановление от 14.08.2002 № 595 «Положение о лицензировании деятельности по эксплуатации пожароопасных производственных объектов».

Приказом МЧС от 28.02.2003 № 105 определено, что прогнозирование чрезвычайных ситуаций техногенного характера, определение и периодическое уточнение показателей риска чрезвычайных ситуаций должно проводиться с периодичностью не реже одного раза в пять лет. При проведении реконструкции, изменении технологий, увеличении численности производственного персонала, ужесточении требований по безопасности, смены эксплуатирующей организации или передачи объекта в аренду показатели должны уточняться. При превышении показателей риска над проектными значениями эксплуатирующая организация должна принимать компенсирующие указанное превышение меры.

Таким образом, проблема обеспечения устойчивости резервуаров в условиях чрезвычайных техногенных ситуаций имеет, по крайней мере, два наиважнейших научно-практических аспекта: во-первых, это — неудовлетворенная потребность в достоверных методах оценки фактического и прогнозируемого уровней их опасности, которые бы гарантировали обеспечение нормативного уровня пожарной безопасности (воздействие опасных факторов пожара не должно превышать величины 10 6 на человека в год), поскольку известные стандартные методы этой задачи полностью не решаютво-вторых, это — отсутствие высоко эффективных упреждающих способов защиты элементов конструкции от факторов, сопутствующих взрывам и пожарам, и возможность их применения на любом этапе жизненного цикла резервуара (в случае несоответствия фактического уровня опасности установленным нормам).

Анализ состояния данной проблемы показывает, что основные усилия организаций и отдельных специалистов в борьбе с пожарами направлены на совершенствование методов и устройств их тушения. Хотя такие усилия важны и необходимы, но не они должны преобладать в научной и практической деятельности структурных подразделений ГПС МЧС РФ, поскольку имеют характер последействия и фактически направлены на защиту не горящего, а соседних резервуаров, предотвращая лишь дальнейшее распространение пожара. Более того, и здесь преобладает направление использования не стационарных систем тушения, встроенных в конструкцию резервуара, а мобильной пожарной техники. Недостатки такого подхода известны, из которых главный — дополнительные и дорогостоящие затраты времени на оповещение, прибытие и развертывание подразделений для тушения пожаров.

Таким образом, проблема безопасной эксплуатации резервуаров для хранения нефтепродуктов весьма актуальна в научном, экономическом, оборонном и социальном отношениях. В течение предшествующих 15 лет под руководством автора по этой проблеме выполнен комплекс из 6 научно-исследовательских работ. Отмеченные аспекты актуальности рассматриваемой проблемы обусловили выбор темы данного диссертационного исследования.

Диссертационное исследование направлено на реализацию Постановления Правительства РФ от 29.09.1999 № 1098, в котором предусмотрено создание и развитие научно-методической основы управления рисками, формирование нормативно-правовой и методической базы для обеспечения контроля и нормирования рисков возникновения чрезвычайных ситуаций.

Исходя из целевой установки МЧС России в области техногенной безопасности о принципиальном недопущении аварий и катастроф, в диссертации выбраны и обоснованы объект (техногенная опасность резервуарного хранения нефти и нефтепродуктов) и предмет (методология оценки и способы снижения техногенной опасности резервуарного хранения нефти и нефтепродуктов) исследования, определены границы и поставлены задачи исследования. Получены следующие обобщенные результаты исследования: сформулированы концепция и теоретические основы снижения техногенной опасности резервуарного хранения нефти и нефтепродуктоврассмотрены и научно обоснованы методические и технические решения по реализации концепции снижения техногенной опасности резервуарного хранения нефти и нефтепродуктовприведена оценка технической, экологической и экономической эффективности авторских разработок в реализации выдвинутой концепции снижения техногенной опасности резервуарного хранения нефти и нефтепродуктов.

Из общего перечня факторов (причин), ведущих к взрыву (пожару), особую группу составляют конструктивно-технологические, которые присутствуют на всех этапах жизненного цикла. Проектные и эксплуатационные требования к резервуарам оформлены в виде НПБ (норм пожарной безопасности) и других нормативных документов. Однако они не дают однозначного ответа о необходимости и достаточности принятых ограничений и допусков или о возможных отступлениях от действующих нормативов при использовании компенсационных мер.

Автором введено новое понятие — техногенной опасности резервуара, как такого его состояния, которое одновременно зависит от его конструктивных и физико-химических свойств хранимых в нем жидкостей. Количественно эта опасность выражается вероятностью ее наступления.

Автор не сумел в данной работе поименно перечислить всех ученых, внесших достойный вклад в разработку проблемы безопасности резервуарного хранения нефти и нефтепродуктов, за что приносит им свои извинения. Это обусловлено тем, что в центр настоящего исследования поставлены официальные нормативные документы (стандарты, нормы, правила и иные руководящие документы органов управления). Вклад в науку известных ученых (по направлениям исследования) должным образом отмечен в диссертациях его учеников: А. А. Олейника (1998 г.), М. Г. Трифонова (1999 г.), О. А. Хорошилова (2001 г.), А. С. Крутолапова (2002 г.), Д. А. Загрядского (2003 г.) и А. С. Земцова (2004 г.).

Автор благодарен всем организациям и отдельным лицам за выраженные понимание и поддержку его усилий в избранном направлении работы, в том числе: ведущим организациям, занимающимся безопасной эксплуатацией объектов хранения нефти и нефтепродуктов (Северо-Западному региональному центру МЧС России, Центральному управлению ракетного топлива и горючего МО РФ) — филиалу ВНИИПО МЧС РФ, Институту проблем транспорта РАН, 25 Государственному НИИ МО РФ) — учебным заведениям, осуществляющим подготовку специалистов данного профиля (СанктПетербургскому институту ГПС МЧС РФ, Военной академии тыла и транспорта, Ульяновскому высшему военно-техническому училищу, СанктПетербургскому технологическому институту) — редакциям специальных журналов («Вестник С.- Петербургского института ГПС МЧС России», «Пожарная безопасность», «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов» и др.).

7.Результаты исследования могут быть использованы при разработке соответствующих технических регламентов по проектированию и эксплуатации резервуаров для иных взрывопожароопасных жидкостей и газов, по физико-химическим свойствам аналогичных нефти и нефтепродуктам.