Совершенствование инженерно-технических мероприятий и организационных алгоритмов действий ГПС при тушении пожаров в резервуарных парках (на примере нефтеперекачивающей станции НПС «Самара-2»)
Введение 3
Термины и определения 9
Перечень сокращений и обозначений 10
1 Характеристика нефтеперекачивающей станции НПС «Самара-2» 11
1.1 Общие сведения об объекте 11
1.2 Описание технологического процесса НПС «Самара-2» 16
1.3 Сведения об инженерных коммуникациях и системе
обеспечения пожарной безопасности 17
1.4 Особенности тушения пожаров в резервуарных парках 21
1.5 Выбор методов и направления исследования 27
2 Анализ и оценка пожарной безопасности на нефтеперекачивающей
станции НПС «Самара-2») 28
2.1 Данные статистики о пожарах на объектах нефтехимии 28
2.2 Анализ тушения условного пожара в резервуарном парке
нефтеперекачивающей станции НПС «Самара-2 32
2.3 Анализ пожарной безопасности при осуществлении
деятельности объекта 52
3 Внедрение современных средств защиты и обеспечения ПБ в
резервуарных парках (на примере станции НПС «Самара-2») 54
3.1 Разработка алгоритмов действий 54
3.2 Выбор технических решений в области пожарной безопасности 63
3.3 Внедрение автоматизированных систем по управлению
тренировочным комплексом как способ минимизации ошибок 79
Заключение 88
Список используемых источников 92
В России наблюдается развитие нефтехимической промышленности, поскольку это многофункциональный сырьевой комплекс, играющий важнейшую роль в государственной экономике. Активно развиваются и новые направления, происходит улучшение производственных процессов и увеличение объемов производства тяжелого машиностроения, фармацевтики, авиа и ракетостроения, и других отраслей экономики. Предприятия нефтехимической промышленности также производят сырье для оборонной промышленности, инновационной электроники, сельского хозяйства. Основные материалы, производимые из сырья нефтепродукта - пластмассы, топливо, лаки и краски, удобрения различных видов и состава.
Основным стратегическим направлением деятельности нефтехимического комплекса России является широкомасштабное снабжение и полное обеспечение сырьевыми ресурсами отраслей экономики для увеличения конкурентоспособности изготавливаемой и производимой продукции. В случае снижения и спада производимого сырья нефтехимической промышленности, прогнозируется отставание нашей страны по сравнению с другими в мировой экономике. Этот процесс и обуславливает наращивание масштабов нефтехимических ресурсов и роста предприятий рассматриваемой категории. Для поддержания конкурентоспособности на мировом уровне - это сохранение качества сырья, а также увеличение ассортимента.
Отдельная группа объектов нефтехимического комплекса - это резервуарные парки. Это комплекс или система различных резервуаров для хранения, перекачки нефтепродукта. Технически резервуарные парки должны обеспечивать бесперебойную и функциональную работу технологического процесса трубопроводов и магистралей. Но с точки зрения пожарной безопасности, это большое количество сосредоточенного на определенной территории взрывопожароопасного вещества как для деятельности и жизни людей, так и для экологии и окружающей среды.
Учитывая, что, ежедневно резервуарный парк рассматриваемой нефтебазы - это самостоятельное предприятие или объект, предназначенный для содержания и хранения любого производимого количества нефтепродукта. Кроме того, к функциональному значению рассматриваемого объекта можно причислить использование необходимого запаса нефтепродуктов для использования технологических процессов. Согласно специфике своего назначения и функционального устройства, резервуарные парки могут быть как для хранения нефтепродуктов, так и для их перекачки. Кроме того, резервуарные парк может как подземным, так и наземным согласно способам размещения резервуаров и резервуарных парков. Зачастую, основу резервуаров выполняют из железобетона, поскольку рассматриваемый материал обладает высокой прочностью, а облицовку - из стальных листов. Наземные резервуары, как правило, проектируются и выполняются в виде горизонтальных строений, из стали высокого качества со стационарной или плавающей крышей. Для каждого такого объекта, как наземный резервуар для нефтепродукта, должны быть соблюдены такие условия, как компоновка каждого резервуара, или резервуарного парка. Также необходимо уделить внимание, проектированию обвалования резервуаров. Обвалование должно быть замкнутым, не менее 0,5 м шириной, с сохранением гидростатического давления используемой и обращающей в производстве жидкости. Расстояния, схема расположения резервуаров всецело зависят от параметров объекта и оборудования, конкретно - это категория резервуарного парка, объем и количество хранимого вещества, специфика планировки парка, наличие технологического процесса, мете обстановка, рельеф местности и характеристика территории.
Резервуарный парк - система связанных между собой резервуаров и емкостей, используемых для хранения нефтепродуктов. Расчет проектирования начинается с отдельного резервуара, а далее, по всему резервуарному парку на основании генерального плана архитектурной части, далее предлагается монтаж работ. Группы резервуаров оснащаются системами автоматизации согласно взрывоопасному характеру процесса, защитными системами, средствами защиты, устройствами запорной арматуры.
Актуальность и научная значимость настоящего исследования состоит в том, что пожары на объектах нефтехимии - одни из самых сложных и затяжных в процессе непосредственного их тушения, поскольку химические свойства нефти не позволяют ликвидировать пожар водой. Кроме того, сложность тушения таких объектов обусловлена наличием технологического процесса на большой занимаемой им территории.
Объект исследования: нефтеперекачивающая станция НПС «Самара- 2».
Предмет исследования: тактика тушения пожаров в резервуарных парках.
Цель исследования: совершенствование инженерно-технических мероприятий и организационных алгоритмов действий ГПС.
Гипотеза исследования состоит в том, что, если:
- проанализировать действующие нормы ПБ, тактические методы действий по тушению пожаров и данные объекта - нефтеперекачивающей станции НПС «Самара-2»;
- осуществить патентный поиск технических средств, устройств и методов тушения пожара на объектах нефтехимии, можно выявить особенности, слабые стороны в области тушения пожара этого объекта, а также разработать пути повышения эффективности функционирования пожарных подразделений по тушению пожаров.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- сбор и обобщение сведений о рассматриваемом объекте - резервуарном парке нефтеперекачивающей станции НПС «Самара-2: инженерно-техническая характеристика здания, технологического процесса, специфики противопожарной защиты объекта;
- анализ пожаров объектов нефтехимии, сравнение результатов, выявление особенностей и общих закономерностей тушения пожара на объектах нефтехимии, резервуарных парках;
- выявление особенностей по расчету наихудших вариантов и аварийных ситуаций на нефтеперекачивающей станции НПС «Самара- 2» с подробным анализом действий личного состава;
- поиск инженерно-технических мероприятий и технических устройств по использованию в непосредственном тушении возникшего пожара;
- подведение итогов работы, обобщение данных анализа особенностей тактики тушения пожара нефтеперекачивающей станции НПС «Самара-2» пожарными подразделениями.
Теоретико-методологическую основу исследования составили: нормативно-правовая документация в области проектирования, строительства, функционирования и пожаротушения объектов нефтехимии, техническая документация объекта, научные статьи и документы полезных моделей и изобретений инженерно-технических мероприятий и организационных алгоритмов действий ГПС.
Базовыми для настоящего исследования явились также: актуальные на 27.03.2021 данные о функционировании объекта, характеристике технологического процесса объекта нефтехимии, данные боевого устава подразделений пожарной охраны, анализ пожаров и аварийных ситуаций, произошедших в резервуарных парках нефтепродуктов.
Методы исследования: теоретический, поисковый, аналитический, расчета, эмпирический, статистический, моделирование.
Опытно-экспериментальная база исследования проводилась на базе Института инженерной и экологической безопасности Тольяттинского Государственного Университета.
Научная новизна исследования заключается в:
- выявлении и конкретизации основных этапов организации тушения пожаров на объектах нефтехимии, а также сформулированы алгоритмы основных действий при решении тактических действий на пожаре;
- предложении сценариев и тактических методов для организации тушения пожара на объектах нефтехимии, а также непосредственно на нефтеперекачивающей станции НПС «Самара-2»;
- предложении некоторых технических устройств для оптимального и рационального решения тушения пожара, которые позволяют сократить время локализации, ликвидации возникшего пожара на объекте.
Теоретическая значимость исследования заключается в:
- обобщении сведений о рассматриваемом объекте - резервуарном парке нефтеперекачивающей станции НПС «Самара-2;
- анализе пожаров объектов нефтехимии, сравнении результатов, выявлении особенностей и общих закономерностей тушения пожара на объектах нефтехимии, резервуарных парках;
- выявлении особенностей по расчету наихудших вариантов и аварийных ситуаций на нефтеперекачивающей станции НПС «Самара- 2 с подробным анализом действий личного состава;
- выборе инженерно-технических мероприятий и технических устройств по использованию в непосредственном тушении возникшего пожара;
- обобщении данных анализа особенностей тактики тушения пожара нефтеперекачивающей станции НПС «Самара-2» пожарными подразделениями.
Практическая значимость исследования состоит в рекомендации к применению инженерно-технических мероприятий и организационных алгоритмов действий ГПС при тушении пожаров в резервуарных парках (на примере нефтеперекачивающей станции НПС «Самара-2»).
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:
- фактическими данными актуальных информационных источников по теме исследования в сфере пожаротушения объектов нефтехимии;
- системной проработкой проблемы обеспечения пожарной безопасности зданий объектов нефтехимии, резервуарных парков на всех этапах, начиная от профилактики до тактики тушения крупного пожара;
- методическими рекомендациями и рекомендательными документами МЧС России, компетенция которых затрагивает здания объектов нефтехимии, резервуарных парков;
- глубиной исследования основных концепций ныне действующих тактических методов и приемов ликвидации ЧС и пожаров.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, 3 разделов, заключения, содержит 9 рисунков, 2 таблицы, список используемых источников (38 источников). Основной текст работы изложен на 93 страницах.
Исполнение средства подачи раствора пенообразователя в виде устройств для подачи раствора пенообразователя, установленных равномерно по периметру резервуара и направленных над поверхностью горения с чередованием ориентации одних в направлении вдоль стенок резервуара, а других - под углом к радиальному направлению в сторону центра со смещением в сторону потока, сориентированного вдоль стенок резервуара позволяет:
- создать два независимых потока раствора пенообразователя вдоль поверхности горения;
- осуществить закрутку каждого потока с использованием сила Кориолиса;
- равномерно распределить образовавшуюся пену по всей
поверхности горения без ее перерасхода.
Монтаж устройств для формирования потока раствора пенообразователя на разных уровнях позволяет эффективно распределить раствор пенообразователя на большой площади очага пожара без пересечения изливающихся на горящую поверхность потоков указанного раствора.
На данный момент послойный способ пожаротушения является самым эффективным, поскольку обеспечивает оперативное тушение пожара за счет образования на поверхности горящей жидкости огнестойкой самозатягивающейся пленки из всплывших на поверхность мелких пузырьков пены, перекрывающих доступ кислорода в зону горения, так же позволяет резко снизить температуру нефти независимо от диаметра защищаемого резервуара» [28].
В диссертационной работе получены следующие основные научные результаты, улучшающие управленческую деятельность и оптимизирующие решения, принимаемые оперативным штабом пожаротушения и комиссией по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, а именно:
Для моделирования системы управления пожарно-спасательными подразделениями был использован один из последних результатов теории управления распределенными системами - технология многоагентных систем.
При анализе оперативной обстановки при пожаре и чрезвычайных ситуациях использовались методы интеллектуального анализа данных, заключающиеся в использовании алгоритмов обработки для выявления скрытых тенденций, закономерностей, взаимосвязей и перспектив развития ситуаций, рассмотрение которых поможет улучшить качество решений. Показано, что использование методов интеллектуального анализа данных порождает проблему субъективного выбора метода и требует субъективно - критического понимания результатов анализа.
Одной из основных задач управления силами и средствами при пожарах и чрезвычайных ситуациях является задача распределения ресурсов между пожарными и спасательными частями. Основная проблема здесь - точное определение руководителем истинных потребностей в ресурсе различных подразделений того или иного типа (точная зависимость эффективности работы подразделений от объема полученного ресурса неизвестна). Следовательно, поскольку общий объем ресурса в большинстве случаев ограничен, возникает проблема оптимального распределения ресурса. Для ее решения предложены механизмы распределения ресурсов: прямые и обратные приоритеты, конкурентные и децентрализованные механизмы.
На основе рассмотренных пожаров и пожарно-тактических учений проведено сравнение количества задействованных пожарных. при тушении пожаров с требуемым, фактическим и расчетным количеством. Расчет необходимого количества пожарных проводился по децентрализованным механизмам и было определено, что при пожарах в 94,4% случаев распределение личного состава было неэффективным, что в свою очередь увеличивает время локализации и ликвидации пожара и приводит к к увеличению ущерба от пожаров и чрезвычайных ситуаций.
Разработан метод моделирования рациональной организационной структуры системы управления пожарно-спасательными подразделениями, позволяющий на основе имеющихся человеческих ресурсов и возможностей определить, какие люди должны занимать определенные должности в структуре управления, чтобы эффективность работы Максимальное функционирование пожарных и спасательных подразделений, т.е. решить задачу формирования оптимального состава.
Предложены схема согласования решений при организации взаимодействия различных подразделений при ликвидации пожаров и аварийных ситуаций, алгоритмы согласования оценок и решений руководителей взаимодействующих подразделений.
Один из последних результатов теории распределенных устройств. Системное управление - технология многоагентных систем - была использована для моделирования системы управления пожарно-спасательными подразделениями.
При анализе оперативной обстановки при пожаре и в аварийной ситуации использовались методы интеллектуального анализа данных, заключающиеся в использовании алгоритмов обработки для выявления скрытых тенденций, закономерностей, взаимосвязей и перспектив для развития ситуаций, учет которых поможет повысить качество решений
Распределить ресурс оптимальным образом, механизмы распределения ресурса прямых и обратных приоритетов, конкурентные и децентрализованные механизмы предложены.
Разработана методология моделирования рациональной организационной структуры системы управления пожарно-спасательными подразделениями, которая позволяет на основе имеющихся человеческих ресурсов и возможностей определить, какие люди должны занять определенные должности в структуре управления, чтобы эффективность работы пожарно-спасательных формирований была максимальной, то есть для решения задачи формирования оптимального состава
Схема для согласования решения при организации взаимодействия различных подразделений при ликвидации пожаров и аварийных ситуаций, предложены алгоритмы согласования оценок и решений руководителей взаимодействующих подразделений.
Автономная установка пенного пожаротушения, система пожаротушения крупных резервуаров с легковоспламеняющимися жидкостями. Рассматриваемая автономная установка - это герметичная емкость с водой с баком для хранения пенообразователя с газогенератором его вытеснения в емкость с водой и образованием раствора пенообразователя, который насыщается продуктами горения заряда и под давлением газов, образуемых в газогенераторах вытеснения, подается на объект пожара с образованием низкократной пены.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
