авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

Научно-методические основы мониторинга взрывоопасности производственных объектов нефтегазовой отрасли

-- [ Страница 2 ] --

Как известно, около 80 % производственного оборудования и технологических аппаратов располагаются на открытых технологических площадках, незначительно удалены друг от друга и часто имеют значительную высоту. Разрушение или потеря устойчивости аппаратов, особенно высотных (таких как дымовые печные трубы, колонные аппараты) или расположенных на некоторой высоте, может повлечь за собой каскадое развитие аварии. Отечественный и зарубежный опыт расследования крупных аварий показывает, что основной особенностью развития аварии является каскадный механизм, так называемый «эффект домино». В случае с аппаратами колонного типа это осложняется еще и тем, что в них находятся большие массы взрывопожароопасных веществ, что может привести к катастрофическому развитию аварии.

Исходя из актуальности проблемы, в работе исследуется воздействие приземного взрыва газопаровоздушной смеси в дальней зоне на аппараты колонного типа на примере ректификационной колонны, входящей в состав установки вторичной перегонки бензина топливного производства.

Проведенный анализ методических подходов к оценке потенциальной взрывоопасности в известных ведомственных методических документах, работах отечественных, зарубежных ученых показал, что в них не содержится единого методического подхода к прогнозированию потенциальной взрывоопасности.Большой объем исходной информации и сложность современных методических подходов при оценке последствий аварий обуславливают необходимость разработки единой методической базы для оценки последствий аварий с использованием современных геоинформационных технологий.

Выполнен анализ общих теоретических принципов и основных положений современной концепции промышленной безопасности техносферы, изложены подходы автора к разрабатываемым в диссертации методам количественной оценки взрывоопасности, взрывоустойчивости и обоснованию инженерных решений, направленных на повышение промышленной безопасности в нефтегазовой отрасли, на основании чего предложена система мониторинга взрывоопасности производственных объектов нефтегазовой отрасли, на основании чего предложена система мониторинга взрывоопасности производственных объектов, представленная на рисунке 1.

Рисунок 1 – Мониторинг взрывоопасности производственных объектов

нефтегазовой отрасли

Исходя из проведенного во второй главе анализа существующих методик, применяемых с целью прогнозирования аварийной загазованности, оценки последствий аварийных взрывов топливовоздушных смесей, методов оценки основных опасностей технологических установок, существующих методических подходов к оценке реализации аварийных ситуаций на опасных производственных объектах и их последствий показано, что они основаны на упрощенных представлениях о процессах образования взрывоопасных облаков, не позволяющих получить точного результата с учетом реального положения объекта.

В целях создания комплексной оценки формирования взрывоопасных облаков и оценки потенциальной опасности разработана методология оценки взрывоопасности производственных объектов нефтегазовой отрасли.



Обоснована необходимость оценки последствий аварий на ОПО с применением географических информационных систем. Для решения вопросов информационного обеспечения взрывопожаробезопасности технологических установок ОПО и анализа последствий реализации аварийных ситуаций предлагается использовать геоинформационную систему «ИнГЕО» и разработанный автором алгоритм кратномасштабного анализа зон потенциальной опасности опасных объектов.

Создан метод прогнозирования образования и рассеивания взрывоопасных облаков с учетом рельефа местности, реальной застройки промышленного объекта, направления атмосферных потоков, изменения скорости ветра по высотам, параметров истечения взрывопожароопасного вещества, ориентации и месторасположения источника выброса. Предполагается, что в образовании взрывоопасного облака может участвовать газообразное горючее вещество одного вида или смеси нескольких горючих веществ.

Метод предназначен: для исследования процессов протекания гипотетических и проектных аварий на промышленных объектах, вызванных образованием взрывоопасных облаков; для определения структуры атмосферных потоков и выявления застойных зон (вероятных мест скопления взрывопожароопасных веществ); для определения взрывоопасной зоны, воспламеняемого объема и площади, покрываемой взрывоопасным облаком, формы и траектории движения воспламеняемой части облака в результате аварийной разгерметизации от точечных, линейных и площадных источников; для определения рационального размещения промышленных объектов и (или) схемы рационального взаимного расположения объектов на площадке предприятия; для определения оптимального размещения газоанализаторов на территории промышленного объекта; определения основных и дополнительных характеристик взрыва дрейфующих взрывоопасных облаков.

Схема этапов предлагаемого метода представлена на рисунке 2.

Для идентификация опасности были применены объектно-ориентированный подход и графические модели представления технологических схем опасного производственного объекта.

При прогнозировании образования и рассеивания взрывоопасных облаков был применен 9-уровневый диапазон струйного выброса (от 0,25 до 96 кг/с) и использованы 7 категорий взрывоопасных облаков (4 %-ный, 7 %-ный, 15 %-ный, 22 %-ный, 36 %-ный, 50 %-ный и 100 %-ный объемы облака от объема взрывоопасных веществ, находящихся в аппарате), в соответствии с рекомендациями по прогнозированию масштабов аварий нефтяными компаниями («Статойл» и «НорскГидро»). Время моделирования образования и рассеивания взрывоопасного облака было принято, на основании статистических данных и нормативно-технической документации, равного не более 300 с.

Для определения схемы рационального взаимного расположения объектов на площадке предприятия предложены коэффициенты зон застоя для каждой возможной схемы и принимается схема с минимальными значениями данных коэффициентов.

  Схема этапов прогнозирования-1

Рисунок 2 – Схема этапов прогнозирования образования и рассеивания

взрывоопасных облаков

Объемный коэффициент рабочей зоны застоя () определяется из отношения объема застоя в рабочей зоне к разнице общего объема рабочей зоны и объема оборудования, зданий и сооружений, находящихся в ней:

, (1)

где – объем застоя в рабочей зоне (определяется с использованием CFD пакета), м3;

– общий объем рабочей зоны, м3;

– объем оборудования, зданий и сооружений, находящихся в рабочей зоне, м3.

Поверхностный коэффициент зоны застоя определяется из отношения площади зоны застоя на высоте до 2,8 м от нулевой отметки технологической площадки к разнице общей площади рабочей зоны и площади оборудования, зданий и сооружений, находящихся в ней:

, (2)

где – площадь застоя в рабочей зоне (определяется с использованием CFD пакета), м3;

– общая площадь рабочей зоны, м3;

– площадь оборудования, зданий и сооружений, м3.

Для оптимального размещения газоанализаторов на территории промышленного объекта необходимо задать условия прогнозирования (как разместить газоанализаторы, чтобы за время t обнаружить k уровень от нижнего концентрационного предела воспламенения) или условия анализа (определить, за какое время n газоанализаторов обнаружат i аварий). Рекомендуемые уровни обнаружения концентрационного предела воспламенения составляют 20 % и 50 % от НКПВ (при задании уровня обнаружения следует учитывать характеристики используемых газоанализаторов). Задаются параметры газоанализаторов (радиус действия). Для задачи прогнозирования необходимо выполнить полное покрытие территории промышленного объекта газоанализаторами, а для задачи анализа установить газоанализаторы в соответствии с проектом; смоделировать гипотетические и проектные аварии с выбросом взрывоопасных веществ для разных направлений и преобладающих скоростей атмосферных потоков; выполнить анализ графиков изменения уровня концентрации для каждого газоанализатора; выбрать газоанализаторы, удовлетворяющие условиям прогнозирования.

В качестве математической модели для решения задач прогнозирования зон загазованности предлагается использовать стандартную k- модель турбулентности для течения вязкого газа с небольшими изменениями плотности при малых и больших числах Рейнольдса. В стандартную k- модель входят уравнения Навье-Стокса, энергии и конвективно-диффузионного переноса концентрации примеси. Учитывая, что численные эксперименты требуют много машинного времени даже на самых мощных компьютерах, был сделан ряд допущений: расчеты движения атмосферных потоков и образования облаков ТВС рассматривались без учета процессов теплообмена и химических реакций; изменение концентрации у компонент смеси происходит за счет диффузии опасного вещества. Эти предположения физически соответствуют условиям рассматриваемой задачи, но позволяют упростить её физико-математическую постановку.

При проведении численных экспериментов моделирования движения атмосферных потоков на территории промышленного объекта установлено, что застойные зоны могут частично совпадать при наложении друг на друга при разных направлениях ветра (юг, север, запад, восток) вследствие высокой насыщенности оборудованием. Данный факт предлагается использовать в классификации территории промышленного объекта (таблица 1).

Таблица 1 – Классификация территории промышленных объектов

Зона Признак зоны Характеристика зоны
А Мертвая зона Территория промышленного объекта, в которой образуется зона застоя при основных направлениях ветра
Б Плохопроветриваемая зона Территория промышленного объекта, в которой образуется зона застоя, сформированная тремя наибольшими зонами застоя
В Среднепроветриваемая зона Территория промышленного объекта, в которой образуется зона застоя, сформированная двумя наибольшими зонами застоя
Г Слабопроветриваемая зона Территория зоны застоя, сформированная при одном направлении ветра
Д Проветриваемая зона Территория объекта, в которой отсутствуют зоны застоя при любом направлении ветра


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |
 

Похожие работы:








 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.