ВВЕДЕНИЕ 4
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 11
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 14
1 Анализ пожарной опасности и противопожарной защиты объектов транспортировки нефти 15
1.1 Характеристика предприятия ПАО «Транснефть» 15
1.2 Характеристика линейных производственно-диспетчерских станций 17
1.3 Характеристика линейной производственно-диспетчерской станции «Уват» 20
1.4 Описание технологического процесса перекачки нефти 23
1.5 Способы обеспечения пожарной безопасности объектов транспорта нефти 24
1.6 Взрывозащита производственных объектов 26
1.7 Классификация помещений по взрывопожарной опасности 28
1.8 Обеспечение взрывозащиты помещений категории А и Б путем использования наружных легкосбрасываемых ограждающих конструкций 30
2 Исследование и анализ конструктивных элементов здания НПС-3. Определение способов совершенствования системы противопожарной защиты 35
2.1 Описание объекта защиты 35
2.2 Проведение исследований основных параметров проемов в ограждающих конструкциях и имеющегося остекления 38
2.3 Определение требуемой площади проемов для установки легкосбрасываемых ограждающих конструкций 43
2.4 Разработка проекта технического решения, направленного на защиту насосного зала НПС-3 при внутреннем дефлаграционном взрыве 48
3 Оценка эффективности применения легкосбрасываемых конструкций на базе оконных блоков из алюминиевых сплавов со стеклопакетами, с разрушающимися узлами крепления 52
3.1 Факторы, влияющие на определение максимального давления дефлаграционного взрыва 52
3.2 Расчет требуемой площади проемов и определение мест установки легкосбрасываемых конструкций 55
3.3 Определение соответствия оконной конструкции требованиям нормативных документов 57
3.4 Определение безотказности срабатывания предохранительных запорных устройств 58
3.5 определение требуемых параметров легкосбрасываемых конструкций, для защиты помещения насосного зала НПС-3 ЛПДС «Уват» 62
3.6 Расчет характеристик разрушаемых элементов узлов крепления 66
3.7 Характеристики разрушаемых узлов крепления по условиям окружающей среды 70
3.8 Характеристики устройства тросового страховочного 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 76
Приложение А Схема легкосбрасываемой конструкции на базе блока оконного из алюминиевого сплава 81
Приложение Б Перечень оборудования и средств измерения, используемого в ходе проведения испытаний. Результаты испытаний 82
Приложение В Акт проведения испытания узла крепления 84
Приложение Г Схема разрушающегося узла крепления 86
Приложение Д Схема устройства тросового страховочного 87
Приложение Е Протокол испытаний устройства тросового страховочного 88
Купить

Актуальность и научная значимость настоящего исследования. На сегодняшний день нефтегазодобывающая отрасль является одной из важнейших отраслей обеспечивающих жителей нашей страны не только топливно-энергетическими ресурсами и рабочими местами, но и прибылью от экспорта нефти в зарубежные страны. Экономическая эффективность транспорта нефти выступает одним из главных критериев при оценке функционирования трубопроводных систем. Аварии, отказы на магистральных трубопроводах нарушают нормальную работу промыслов, нефтеперекачивающих станций, нефтеперерабатывающих заводов, что влечет за собой огромные экономические потери.
Особую опасность представляют аварии, сопровождающиеся пожарами и взрывами. В условиях всё нарастающего развития нефтегазовых комплексов, масштабы данных происшествий увеличиваются. Данный фактор влечет за собой как материальные потери, так и человеческие жертвы. Концентрация взрывопожароопасных веществ и сложность технологических процессов обусловливает повышенную пожарную опасность для линейно-производственных диспетчерских станций, аварии на которых причиняют экономический ущерб нарушением нормального процесса перекачки нефти вплоть до полной остановки линии, а также способны вызвать человеческие жертвы ввиду непосредственной близости мест возможного возгорания (взрыва) и рабочих мест работников.
Задачей каждой нефтетранспортной компании является исключение возможности образования пожара и (или) взрыва, а в случае реализации аварии максимально эффективное ее устранение и ликвидация последствий в наиболее короткие сроки. Помимо комплекса организационно-технических мероприятий, особое внимание следует уделить соответствию зданий нефтеперекачивающих станций действующим требованиям пожарной безопасности.
Актуальность темы продиктована тем, что в 60-70 годы прошлого столетия в связи с вводом в эксплуатацию новых нефтяных месторождений осуществлялось активное строительство магистральных нефтепроводов, нефтеперекачивающих станций и иных объектов для обеспечения транспортировки нефти. Большая часть нефтеперекачивающих станций построена и введена в эксплуатацию в семидесятых годах прошлого столетия. Вместе с тем первые требования, касающиеся необходимости защиты взрывоопасных производственных объектов путем установки легкосбрасываемых ограждающих конструкций появились только в 1981 году. Большая часть построенных в те годы объектов эксплуатируется и сегодня. В процессе эксплуатации в ряде зданий НПС проведены реконструкции и капитальные ремонты, но проведенные работы в большинстве случаев касались только вопросов модернизации и повышения надежности основного оборудования, изменения в конструктивные элементы зданий, как правило, не вносились. Кроме того, процесс проведения полной реконструкции здания НПС связанный с внесением изменений в конструктивные элементы здания, предполагает остановку нефтеперекачивающей станции на длительный срок, что негативно сказывается на процессе перекачки нефти и влечет за собой экономические потери. Вместе с тем установка легкосбрасываемых конструкций в имеющиеся проемы зданий НПС в процессе проведения капитальных ремонтов тоже не осуществлялось поскольку в соответствии с требованиями нормативных документов для обеспечения взрывозащищенности объектов категории - А, на 100 м3 объема помещения требовалось 5 м2 площади оконных проемов. Соответственно имеющаяся площадь остекления в помещениях с большими внутренними объемами не всегда обеспечивала требуемую расчетную площадь необходимую для установки ЛСК. В свою очередь основным типом применяемых ранее легкосбрасываемых конструкций являлось одинарное остекление, которое имело массу недостатков, в том числе по показателям низкой устойчивости к механическим повреждениям и высокой теплопроводности, и возможности поражения персонала осколками стекла при дефлаграционном взрыве.
Используемое в процессе транспортировки нефти здание НПС-3 ЛПДС «Уват» введено в эксплуатацию в 1978 году. С момента ввода в эксплуатацию каких-либо реконструкций связанных с изменениями конструктивных решений не проводилось, в связи, с чем система обеспечения пожарной безопасности здания НПС-3 нуждается в усовершенствовании.
Объект исследования:
Процесс обеспечения взрывозащищенности насосного зала НПС-3 ЛПДС «Уват».
Предмет исследования:
Предметом исследования данной работы является внедрение новых типов легкосбрасываемых ограждающих конструкций, обеспечивающих сброс избыточного давления при дефлаграционном взрыве внутри производственных помещений, на примере помещения насосного зала НПС-3 ЛПДС «Уват».
Цель исследования:
Целью данной исследовательской работы является усовершенствование системы обеспечения пожарной безопасности зданий насосных станций по перекачке нефти линейной производственно - диспетчерской станции «Уват», АО «Транснефть-Сибирь», путем внесения изменений в конструктивные элементы и системы обеспечения пожарной безопасности.
Гипотеза исследования состоит:
Гипотеза состоит в возможности усовершенствования системы противопожарной защиты взрывоопасного производственного объекта, здания НПС-3 ЛПДС «Уват», запроектированного и построенного по ранее действующим нормативным документам, путем установки новых типов легкосбрасываемых конструкций без проведения полной реконструкции здания.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Определить показатели пожарной опасности технологического процесса транспорта нефти путем проведения анализа:
• Технологического процесса перекачки нефти.
• Способов обеспечения пожарной безопасности объектов транспорта нефти.
• Способов обеспечения взрывозащищенности производственных объектов.
2) Определить способы усовершенствования системы противопожарной защиты НПС-3 ЛПДС «Уват»:
3) Разработать проект технического решения, направленный на обеспечение взрывозащищенности помещения насосного зала НПС-3.
4) Определить возможность внесения изменений в конструктивные элементы здания НПС-3, с целью реализации разработанного проекта технического решения.
5) Определить возможность реализации разработанного проекта технического решения без проведения реконструкции здания НПС.
Теоретико-методологическую основу исследования составили:
Анализ, систематизация и обобщение данных, изложенных в законодательных и нормативных документах в области пожарной безопасности, а также рекомендациях и пособиях по расчету параметров легкосбрасываемых конструкций, анализ известных патентов на изобретения и полезные модели по теме исследования.
Базовыми для настоящего исследования явились также:
Работы Абросимова А.А., Топольского Н.Г., Федорова А.В, Бейкера У., П. Кокс, Я.Б. Зельдовича, Б.Е. Гельфанда, Bredley D., Mitcheson A, Дадонова Ю.А, М.В. Лисанова, А.И. Гражданкина, Маршалл В., а также работы других Российских и зарубежных авторов и ученых.
Методы исследования:
В качестве основных методов проведения исследования использовался теоретический и экспериментальный метод, а также метод сравнения.
Опытно-экспериментальная база исследования:
В качестве опытно-экспериментальной базы исследования использовалась здание НПС-3 ЛПДС «Уват» Тобольского УМН, а также иные здания и сооружения, расположенные на территории ЛПДС.
Научная новизна исследования:
Заключается в применении новых типов легкосбрасываемых конструкций, включающих в себя оконные блоки из алюминиевого сплава, разрушающиеся узлы крепления, обеспечивающие смещение конструкции при внутреннем дефлаграционном взрыве и тросовое страховочное устройство, обеспечивающее безопасность персонала.
Теоретическая значимость исследования заключается:
В возможности усовершенствования системы обеспечения пожарной безопасности, взрывоопасных производственных объектов путем применения новых типов легкосбрасываемых конструкций без проведения реконструкции зданий.
Практическая значимость исследования заключается:
В обеспечении взрывозащищенности взрывоопасных производственных объектов, сохранение целостности конструктивных элементов зданий, установленного внутри зданий оборудования, обеспечение безопасности персонала путем сброса избыточного давления при дефлаграционном взрыве. При этом применяемые разработки нового типа легкосбрасываемой конструкции обеспечивают не только безопасность при дефлаграционном взрыве, но и соответствуют предъявляемым требованиям при их эксплуатации в части низкой теплопроводности и высокого коэффициента прочности конструкции.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:
• Всесторонним анализом литературных источников по теме исследования;
• Всесторонним анализом патентов на изобретения и полезные модели по теме исследования;
• Комплексным подходом к исследованию;
• Использованием при проведении расчетов реальных данных;
• Учетом всех факторов, влияющих на выбор проекта технического решения.
Личное участие автора состоит в:
• Постановке целей и задач исследования;
• Организации и проведении сбора литературных источников, патентов на изобретения и полезные модели по теме исследования;
• Проведении обследования здания НПС-3 и расположенного в нем оборудования, с целью определения факторов, влияющих на выбор проекта технического решения;
• Проведении соответствующих расчетов по теме исследования;
• Самостоятельной обработке и анализе данных полученных в результате исследований.
Апробация и внедрение результатов работы:
Велись в течении всего исследования, его результаты докладывались на следующих конференциях:
• Материалы диссертационного исследования отражены в журнале «Молодой учёный, сборнике «Вестник научных конференций», а также рассмотрены входе проведения международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы образования и науки» состоявшейся 31 октября 2019 года в г. Тамбов.
На защиту выносятся:
1. Выводы о необходимости снижения максимального давления взрыва внутри помещений оборудованных системами автоматического пожаротушения, для обеспечения целостности элементов данных систем;
2. Выводы о необходимости проведения расчетов требуемой площади ЛСК по имеющимся методикам, так как расчет площади без использования расчетных данных приводит к увеличению требуемой площади проемов для установки ЛСК;
3. Выводы о возможности внедрения новых типов ЛСК для защиты ранее построенных взрывоопасных объектов без проведения реконструкции зданий;
4. Выводы об эффективности применения новых типов ЛСК для защиты взрывоопасных помещений и оборудования от разрушений при дефлаграционных взрывах;
5. Выводы об эффективности применения новых типов ЛСК для защиты персонала при дефлаграционных взрывах.
Структура магистерской диссертации:
Работа состоит из введения, 3 разделов 20 подразделов, заключения, содержит 11 рисунков, 4 таблицы, список использованной литературы содержит 40 источников, 6 приложений. Основной текст работы изложен на 75 страницах.
Купить