Управление пожарными рисками на объектах нефтепромышленного комплекса на примере многотопливной АЗС (ЖМТ, СУГ, метан) в п. Прохоровка Белгородской области, ул. Первомайская, д. 80а
Введение 4
Термины и определения 12
Перечень сокращений и обозначений 13
1 Основные аспекты обеспечения пожарной безопасности многотопливных АЗС 14
1.1 Анализ нормативных требований по пожарной безопасности к многотопливным АЗС 14
1.2 Статистика и причины возникновения аварий и пожаров на автозаправочных станциях 18
1.3 Анализ пожарной опасности технологического процесса блока хранения СУГ и технологической системы КПГ на примере многотопливной АЗС (ЖМТ, СУГ, метан) в п. Прохоровка Белгородской области 22
2 Системы обеспечения пожарной безопасности многотопливной АЗС на примере многотопливной АЗС (ЖМТ, СУГ, метан) в п. Прохоровка Белгородской области, ул. Первомайская, д. 80а» 34
2.1 Обоснование противопожарных расстояний между зданиями, сооружениями и наружными установками, обеспечивающих пожарную безопасность многотопливной АЗС 37
2.2 Обоснование принятых конструктивных и объемно-планировочных решений, степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности строительных конструкций многотопливной АЗС 42
2.3 Обоснование проектных решений по обеспечению безопасности людей при возникновении пожара на многотопливной АЗС 44
2.4 Категории зданий, сооружений, помещений, оборудования и наружных установок по признаку взрывопожарной и пожарной опасности 46
2.5 Обеспечение противопожарной защиты на МАЗС 47
2.6 Оценка пожарного риска на многотопливных АЗС на примере многотопливной АЗС (ЖМТ, СУГ, метан) в п. Прохоровка Белгородской области 54
3 Управление пожарными рисками на объектах нефтепромышленного комплекса на примере многотопливной АЗС 106
3.1 Разработка инновационных инженерно-технических мероприятий для снижения уровня пожарного риска 107
3.2 Оценка влияния разработанных инженерно-технических мероприятий на уровень пожарного риска 113
Заключение 117
Список используемых источников 119
Сети автозаправочных станций, как системы обеспечения нефтепродуктами, служат для реализации моторных топлив конечным потребителям. Они входят в состав нефтяной промышленности и наряду с электро- и газоснабжением, транспортом и связью образуют стратегические национальные сетевые образования, необходимые для функционирования и развития государства и общества в целом.
«Многотопливная автозаправочная станция (далее МАЗС) - это АЗС, на территории которой предусмотрена заправка транспортных средств двумя и более видами топлива, среди которых допускается жидкое моторное топливо (бензин и дизельное топливо), СУГ (сжиженный пропан-бутан) и КПГ (в том числе регазифицированный)» [21].
В настоящее время сформировалась реальная необходимость использования в качестве топлива СУГ и КПГ, в дополнение к наиболее популярному ЖМТ.
Это обусловлено рядом преимуществ газомоторного топлива по сравнению с традиционным ЖМТ (бензин и дизельное топливо), такие как относительная его дешевизна и экологически чистого топлива.
Строительство самостоятельных АГЗС и АГНКС в России сопряжено, как с организационными вопросами, так и финансовыми затратами.
Собственниками сетей АСЗ принятие решения о применении КПГ и СУГ в качестве моторного топлива для реализации, не осуществляется по ряду объективных причин. К таким причинам можно отнести:
1) длительный срок окупаемости. Предприниматели считают, что вкладывать значительные финансы (от 30 млн. рублей и более) в строительство АГНКС и/или АГЗС, при том незначительном, в процентном отношении, количестве транспортных средств, работающих на СУГ или КПГ в среднем по региону, не рентабельно;
2) собственники транспортных средств и организации не переводят свои автомобили на КПГ или СУГ из-за слабо развитой сети данных заправок. Из-за значительного расстояния между АГЗС (АГНКС), а порой и отсутствия мест заправки автомобилей, работающих на СУГ или КПГ, экономия от применения более дешевого топлива, по отношению к ЖМТ, незначительная, а порой и отсутствует в целом.
Можно сделать выводы, что для собственников, чьи транспортные средства не переоборудованы для работы на СУГ или КПГ, сокращение расстояний между местами заправки, путем увеличения их количества, является основным сдерживающим фактором по принятию решения о переводе своих транспортных средств с ЖМТ на СУГ или КПГ, для достижения экономии за счет разницы в цене на топливо.
Для предпринимателей, которые занимаются реализацией нефтепродуктов, на АЗС, принципиально, чтобы реализация всех видов топлива приносила прибыль. Разветвленную сеть АГНКС и АГЗС можно создать, если их «добавлять» на уже существующие АЗС жидкого моторного топлива, которые как правило хорошо развиты, как в самих населенных пунктах, так и на основных дорогах федерального и регионального значения.
В качестве наиболее целесообразного и эффективного способа увеличения количества мест заправки СУ или КПГ транспортными средствами предлагается создание многотопливных АЗС путем реконструкций, существующих АЗС.
Актуальность настоящего исследования заключается в том, что сети реализации ЖМТ, СУГ и КПГ, т.е. МАЗС, потребителям, относятся к стратегически важным элементам национальной экономики, которые оказывают влияние на результаты ее развития. Они относятся к нефтяной промышленности, и наряду с электро- и газоснабжением, транспортом и связью образуют стратегические национальные сетевые образования.
Научная значимость заключается в постоянном увеличении количества транспортных средств в стране, и соответственно увеличение количества автозаправочных станций, и в связи с этим необходимость актуализации нормативных требований по пожарной безопасности для АЗС, способов и методов обеспечения их безопасной эксплуатации.
«Следует отметить, что многотопливная АЗС характеризуется высокой пожаровзрывоопасностью, так как предполагается устройство и размещение технологической системы для приема, хранения и заправки транспортных средств жидким моторным топливом (бензин различных марок и дизельное топливо), сжиженным углеводородным газом и компримированным природным газом, включающей в себя подземные (надземные) резервуары, компрессорную станцию природного газа с аккумуляторами, топливораздаточные колонки и т.п. Пожарная опасность указанных объектов определяется большим количеством оборудования под давлением, в котором обращаются горючие газы.» [17].
МАЗС относятся к потенциально опасным объектам, на которых с большой долей вероятности возможно возникновение пожаров, и соответственно они представляет серьезную опасность как для людей, так и рядом расположенных с ними зданий и сооружений. Кроме этого, также возможно воздействие на МАЗС и со стороны рядом расположенных с ними потенциально опасных объектов и транспортных коммуникаций.
На рассматриваемых МАЗС повышена вероятность возникновения цепного развития аварий и в последующем ЧС, которые могут привести к наиболее худшим последствиям. Поэтому необходимо учитывать тот фактор, что при возникновении аварии на одном участке (технологическом оборудовании), она способна передаваться на соседние участки (технологическое оборудование).
Применяемая система противопожарной защиты на МАЗС должна быть целесообразная, применяемые технические средства и оборудование экономически оптимальными, организационные мероприятия по предупреждению аварий и пожаров эффективными.
Обеспечение пожарной безопасности на МАЗС определяются требованиями к объемно-планировочным и конструктивным решениям, их степени огнестойкости, классу конструктивной пожарной опасности, а также проведением организационных мероприятий [2].
Объектом исследования является многотопливная АЗС (ЖМТ, СУГ, метан) в п. Прохоровка Белгородской области, ул. Первомайская, которая обеспечивает потребителей жидким и газомоторным топливом.
К предмету исследования относятся технические решения, способы и методы анализа, принятия риск-ориентированного подхода, оптимального и наиболее приемлемого по заданным исходным данным для МАЗС. Необходимость повышения технико-экономических показателей сетей МАЗС одно из необходимых проблемных мероприятий. Недостаточность известных способов, методов и методик для эффективного и безопасного управления всеми технологическими процессами при безусловном обеспечении их пожарной безопасности.
Цель исследования - это разработка моделей и методов управления пожарными рисками на объектах нефтепромышленного комплекса путем сокращения противопожарных расстояний (на основе расчета пожарных рисков) на примере многотопливной АЗС в п. Прохоровка.
Гипотеза исследования состоит в том, что если осуществить для многотопливных АЗС разработку противопожарных мероприятий на основе расчетов пожарных рисков, минимизировав затраты на их реализацию, с дальнейшим внедрением по всей сети многотопливных АЗС, то возрастет рентабельность вложения средств при достаточном обеспечении противопожарных мероприятий.
Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи:
1) провести анализ существующих нормативных требований пожарной безопасности к минимальным расстояниям от АГНКС и АГЗС, выполненных как самостоятельные участки многотопливной АЗС, как на территории МАЗС, так и до объектов, к ним не относящихся;
2) совершенствовать способы и методы оценки пожарной опасности таких параметров МАЗС, как способы распределения по территории МАЗС зданий и сооружений, технологических процессов (оборудования), людей, как на ее территории, так и вблизи ее, так и наличие системы противопожарной защиты, противоаварийной защиты, которые при расчете пожарного риска будут влиять на его результат;
3) оценка пожарного риска для многотопливной АЗС на примере МАЗС (ЖМТ, СУГ, метан) в п. Прохоровка Белгородской области, ул. Первомайская, д. 80а;
4) анализ факторов, влияющих на величину риска для МАЗС, и разработка научно обоснованных способов его снижения;
5) определение эффективности и оптимальности разработанных способов снижения пожарного риска.
Теоретико-методологическую основу исследования составили:
1) статистические данные о пожарах на АЗС, произошедших в России, в 2014-2018 годах;
2) научные статьи, связанные с проблемами безопасной эксплуатации многотопливных АЗС (см. Таблицу 1 ниже);
3) проектная документация на проектирование и строительство в части обеспечения пожарной безопасности, разработанные для многотопливной АЗС (ЖМТ, СУГ, метан) в п. Прохоровка Белгородской области, ул. Первомайская, д. 80а.
Базовыми для настоящего исследования явились также:
1) технический регламент о требованиях пожарной безопасности [Электронный ресурс]: Федеральный закон от 22.07.2008 № 123 (ред. от 27.12.2018) [26];
2) СП 156.13130.2014 Станции автомобильные заправочные. Требования пожарной безопасности [Электронный ресурс]: Свод Правил / приказ МЧС России от 05.05.2014 № 221 [21];
3) методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах (с изменениями на 14 декабря 2010 года) [Электронный ресурс]: приказ МЧС России от 10.07.2009 № 404 (Документ с изменениями, внесенными: приказом МЧС России от 14 декабря 2010 года № 649) [17];
4) анализ информационной и научно-теоретической базы, включающей нормативно-правовую документацию, публикации в периодических научно-технических изданиях, технических описаний патентов на изобретения, содержащихся в электронных библиотеках федеральной службы по интеллектуальной собственности (ФСИС), изложенных на сервере федерального института промышленной собственности (ФИПС), относящихся к решению технических проблем обеспечения пожарной безопасности технологического оборудования АЗС.
Методы исследования. Для решения поставленных задач применялся теоретический анализ научных публикаций, статей, а также диссертаций по рассматриваемой тематике.
В качестве теоретических методов применялись также разработка концепции, теоретическое моделирование и проектирование. В качестве эмпирических методов исследования использовались качественный и количественный анализ полученных данных с помощью методов математической статистики.
Опытно-экспериментальная база исследования осуществляется на сети МАЗС функционирующих на территории Белгородской области (всего 7 объектов), основным объектом изучения является МАЗС в п. Прохоровка.
Научная новизна исследования заключается в:
1) разработке теоретико-методологических основ деятельности многотопливных АЗС, с учетом ограниченного пространства для размещения технологического оборудования;
2) определении уровня обеспечения пожарной безопасности МАЗС на основе расчетов пожарных рисков в условиях плотной застройки прилегающей территории;
3) установлении критериев оценки соответствия МАЗС требованиям пожарной безопасности при отклонении от нормативных показателей по размещению технологического оборудования.
Теоретическая значимость исследования заключается в развитии теории и методов принятия обеспечения пожарной безопасности многотопливных АЗС на основе расчетов пожарных рисков.
Практическая значимость исследования заключается в возможности дальнейшего использования результатов исследования при проектировании и строительстве современных многотопливных АЗС на ограниченной территории, в том числе и при реконструкции (расширении) существующих АЗС жидкого моторного топлива, что приведет к повышению эффективности их функционирования при условии обеспечения достаточного уровня пожарной безопасности.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:
1) аналогичностью результатов, созданных и предложенных ранее аварийных ситуаций на существующих АЗС;
2) применением корректных методов исследования при разработке технических решений для МАЗС;
3) разработкой реально возможных аварийных ситуаций, исследуемой МАЗС путем моделирования на компьютере, в том числе и с использованием расчетных сертифицированных программ.
Степень достоверности работы обусловлена применением официально принятых расчетных методик с сопоставлением полученных расчетных результатов с фактическими.
В заключение следует отметить, что проведение реконструкции существующих АЗС с ЖМТ, с добавлением на их территории самостоятельных участков АГНКС (КПГ) и АГЗС (СУГ), при условии обеспечения на них требований пожарной безопасности, позволит:
1) наиболее эффективно использовать имеющиеся сегодня АЗС и в короткие сроки обеспечить их рентабельность;
2) предпринимателям, являющихся собственниками АЗС, изменить свой бизнес, в лучшую сторону, путем модернизации и повысить его доходность;
3) собственникам транспортных средств и организациям, использующих СУГ и КПГ, как наиболее дешевое топливо, получить удобную сеть МАЗС, с минимизацией пробега до них;
4) для жителей населенных пунктов, сократить вредные выбросы в воздушное пространство (атмосферу) за счет расширения использования на автотранспорте самого экологически чистого моторного топлива;
5) для автостроительной отрасли (производителей транспортных средств), осуществлять разработку и осваивать выпуск непосредственно с предприятия, автомобилей оборудованных двигателями, работающими как на ЖМТ, так и на газообразном топливе.
В диссертационной работе разработаны технические решения, модели и методы, позволяющие реализовать задачу, касающуюся управления пожарными рисками на реконструируемых АЗС под многотопливные АЗС.
На основании выполненных исследований получены следующие практические результаты:
1) анализ существующих нормативных требований пожарной безопасности к минимальным расстояниям от АГНКС и АГЗС, выполненных как самостоятельные участки многотопливной АЗС, как на территории МАЗС, так и до объектов, к ним не относящихся, позволяет сокращать противопожарные расстояния, на основе расчета пожарных рисков и применения защитных экранов;
2) разработанное техническое решение по применению системы катодной защиты для подземных трубопроводов СУГ и КПГ, а также резервуаров хранения СУГ на основе риск-ориентированного подхода, учитывающего значения пожарных рисков и экономической эффективности предлагаемых мероприятий, позволяет снизить расходы на оборудование для технологического блока СУГ до 40%, для трубопроводов КПГ на 50%;
3) в результате проведенных расчетов по оценке уровня обеспечения безопасности людей от воздействия опасных факторов взрывов и пожаров на МАЗС по адресу: п. Прохоровка, ул. Первомайская, 80А, с учетом выполнения дополнительных противопожарных мероприятий, установлено соответствие требованиям статьи 93 и 93.1 [26] и п. 9.1 [21]. Примененные методика и расчетные модели позволяют принимать оптимальные решения, учитывающие плотность существующей застройки, при обеспечении нормативной безопасности людей, как на территории МАЗС, так и на прилегающей территории [15];
4) по результатам анализа факторов, влияющих на величину риска для МАЗС, и разработка обоснованных способов его снижения на примере МАЗС в п. Прохоровка, которую можно принять как типовую, разработаны мероприятия, позволяющие эффективно формулировать задачи должностным лицам, ответственных за пожарную безопасность, по управлению пожарной безопасностью на аналогичных объектах;
5) определены эффективные и оптимальные технические решения и мероприятия (способы) по снижению пожарного риска на типовых МАЗС при плотной существующей застройки.
Реализация полученных в диссертационной работе результатов позволит обеспечить решение важной задачи, это управление пожарной безопасностью реконструируемых АЗС под МАЗС с использованием риск- ориентированного подхода.
В ходе эксплуатации объекта необходимо предусмотреть контроль со стороны государственных надзорных органов за содержанием и исправностью строительных конструкций, проведением планово-предупредительных ремонтов конструкций здания и оборудования в установленные сроки, а также за обеспечением пожарной безопасности. Допускается привлекать независимые аккредитованные МЧС РФ организации для проведения аудита пожарной безопасности.
1. Баратов А. Н Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения [Текст]: справ. изд.: в 2 книгах / А. Н. Баратов, А. Я. Корольченко, Г. Н. Кравчук и др. - М.: Химия, 1990. - 496 с.
2. Болодьян И. A, Шебеко Ю. П., Малкин В. Л., Гордиенко Д. М., Смолин И. М., Колосов В. А., Смирнов Е. В. Обеспечение пожаровзрывобезопасности многотопливных автозаправочных станций. // Автозаправочный комплекс. 2001. № 2. С. 42-47.
3. Болодьян И.А., Молчанов В.П., Дешевых Ю.И., Шебеко Ю.Н., Некрасов В.П., Макеев В.И., Смолин И.М., Пономарев А.А., Карпов В.Л., Гордиенко Д.М. Пожаровзрывобезопасность объектов хранения сжиженного природного газа. Процессы испарения и формирования пожаровзрывоопасных облаков при проливе жидкого метана. Методики оценки параметров. // Пожарная безопасность. 2000. № 4. с. 108 - 121. URL: http://прпТ1Ч1/ур-соп1епШ|р1оасЕ/2019/09/Сбор11ик-ста1ГЙ.рс11' (дата обращения: 18.03.2021).
4. Борушко О.В. Оценка последствий аварий на автозаправочных станциях. URL: http://www.techros.ru/text/2579 (дата обращения 17.12.2020).
5. Быкова М.Б. Выполнение и оформление выпускных квалификационных работ: М.Б. Быкова, Ж.А. Гореева, Н.С. Козлова, Д.А. Подгорный. - Электрон.дан. - Москва: Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 2017. 76 с. URL: https://e.lanbook.com/book/105282. (дата обращения: 15.12.2020).
6. Величко Ю.В. Целесообразность и необходимость создания автомобильных газонаполнительных компрессорных станций и автомобильных газозаправочных станций на базе существующих автозаправочных станций // Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ». № 3 (36) Том 1 МАРТ 2021 г URL: https://xn— 8sbempclcwd3bmt.xn--p1ai/archiv/journal-3-36- 1.pdf (дата обращения 11.03.2021).
7. Галеев А. Д. Анализ риска аварий на опасных производственных объектах: учебное пособие / А. Д. Галеев, С. И. Поникаров; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. - Казань: Изд-во КНИТУ, 2017. 152 с. URL: http://www.kstu.ru/servlet/contentblob7idM47513 (дата обращения 09.12.2020).
8. Горина Л.Н Производственная практика «научно-исследовательская работа» по направлению подготовки магистров «Техносферная безопасность»: учеб. - методическое пособие. - Тольятти: Изд-во ТГУ, 2016. 33 с.
9. ГОСТ 12.1.004-91. Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность. Общие требования. (с Изменением № 1): утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 14.06.91 № 875. URL: http://docs.cntd.ru/document/9051953 (дата обращения 17.12.2020).
10. ГОСТ 8732-78. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент (с Изменениями N 1, 2): утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 22.03.78 N 757. URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-8732-78 (дата обращения 10.02.2021).
11. ГОСТ Р 51164-98. Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии: утвержден и введен в действие Постановлением Госстандарта России от 23 апреля 1998 г. N 144. URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-r-51164-98 (дата обращения 10.02.2021).
12. ГОСТ 9.602-2016 Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии: принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 31 августа 2016 г. N 90). URL: http://docs.cntd.ru/document/1200140210 (дата обращения 10.02.2021).
13. Карпов В.Л. Пожарная опасность аварийных выбросов горючих газов: диссертация доктора технических наук 05.26.03: защищена 30.09.2004: утв. 28.01.2005/ Карпов Вадим Леонидович, - Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий - Москва, 2004 - 331 с.
14. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: справочник / Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. - В 2-х ч. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Асс. "Пожнаука", 2004. — Ч. I. — 713 с.; Ч. 2. — 774 с.
15. Мартынова, Д.Ю. Оценка вероятности воздействия поражающих факторов в условиях аварии на автозаправочных станциях / Д.Ю. Мартынова, Е.А. Белявский // Технологии и качество. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35526235 (дата обращения 10.02.2021).
...