В статье приведен расчет количества сил и средств, необходимых для ликвидации разливов нефтепродуктов при разгерметизации железнодорожной цистерны.
Ключевые слова: расчет сил и средств, ликвидация разливов нефтепродуктов, разгерметизация железнодорожной цистерны.
Согласно расчетам, наиболее опасная по последствиям авария на территории прирельсового склада светлых нефтепродуктов является разгерметизация железнодорожных цистерн в железнодорожном составе.
Разгерметизация железнодорожного состава (6 ж/д цистерн V = 140 м 3 ) → пролив ГЖ в обвалование и ее растекание → образование взрывоопасной смеси в обваловании → появление источника зажигания → взрыв (дефлаграционное сгорание) ТВС → воздействие избыточного давления воздушной ударной волны на соседнее оборудование, персонал → воспламенение пролива → термическое поражение оборудования и персонала, с частотой ≈ 10– 8 [1 с. 36].
Произведем расчет количества сил и средств, необходимых для ликвидации разливов нефтепродуктов.
Нефтепродукты, могут быть удалены с помощью откачки насосами с использованием дренажной системы [2]. Для сбора нефтепродуктов могут быть использованы свободные объемы оставшихся емкостей [3].
Таким образом, специальные средства для сбора и транспортировки основной части разлившихся нефтепродуктов не предусматриваются. Зачистка территории резервуарного парка, может быть проведена сорбентами и механическими нефтесборщиками.
Расчет потребности в землеройной технике. Расчетное время (ТЛОК.Р.), необходимое на проведение земляных работ при локализации РН рассчитывается исходя из объема земляных работ — объема обваловки и производительности землеройной техники по формуле:
|
|
(1) |
|||
|
где: |
VГ |
– |
объем землеройных работ, м3; |
|
|
w |
– |
производительность техники, м3/час |
||
Производительность землеройной техники (w, м3/час) определяется исходя из норм времени на разработку 100 м3 грунтов I-IV групп экскаваторами (wЭ, м 3 /час) по формуле 2 бульдозерами (wБ, м 3 /час) по формуле 5.3.5.:
|
|
(2) |
|
где: |
ТН |
– |
нормы времени (час) на разработку 100 м 3 грунта (принимаем: для экскаватора ТО-49 равным 2,1 часа [Методические рекомендации по разработке типового плана по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов для нефтегазовых компаний]; |
|
|
КЭ |
– |
коэффициент, учитывающий условия работы экскаваторщика (при работе без помощника КЭ =1,1, с помощником КЭ =0,9); |
||
|
КГ |
– |
коэффициент, учитывающий характеристики грунта (при разработке грунта и не мерзлого грунта, намерзающего на зубья стенки ковша КГ =1,1); |
||
|
КМ |
– |
коэффициент, учитывающий разработку грунта с настилов и сланей (КМ =1,2 для глинистых грунтов, КМ =1,1 для прочих грунтов); |
||
|
КВ |
– |
коэффициент, учитывающий разработку грунта из-под воды (КВ =1,1 при глубине воды 0,2÷0,5 м, КВ =1,25 при глубине воды до 2 м, КВ =1,4 при глубине воды до 4 м, КВ =1,1 при глубине воды свыше 4 м); |
||
|
КП |
– |
коэффициент, учитывающий разработку грунта при угле поворота стрелы свыше 135о (КП =1,1); |
||
|
КК |
– |
коэффициент, учитывающий разработку грунта в стесненных условиях (КК =1,2); |
||
|
КО |
– |
коэффициент, учитывающий разработку легких грунтов ковшами увеличенной вместимости (КО =1,1) |
||
|
|
(3) |
|||
|
где: |
ТН |
– |
нормы времени (час) на разработку 100 м3 грунта (принимаем: для бульдозера ДЗ-28 на базе трактора Т-130 равным 0,47 часа; |
|
КР |
– |
коэффициент перемещения ранее разработанного грунта при объеме в естественном залегании (КР =0,85); |
|
|
КЯ |
– |
коэффициент, учитывающий работу бульдозеров с отвалами ящичного типа (КЯ =0,87); |
|
|
КМ |
– |
коэффициент, учитывающий разработку сыпучих или вязких грунтов, в которых буксуют или вязнут гусеницы тракторов (КМ =1,15); |
|
|
КУ |
– |
коэффициент, учитывающий разработку грунта с подъемом (КУ =1,2 при длине пути 11÷20 %, КУ =1,4 при длине пути свыше 20 %) |
Нормативное время на локализацию РН с момента обнаружения разлива нефтепродуктов или с момента поступления информации о разливе любого уровня на почве не должно превышать 6 часов. При этом время на выполнение земляных работ по локализации РН рассчитывается по формуле:
|
|
(4) |
Расчет количества машин (N) для проведения земляных работ для локализации РН на территории рассчитывается по формуле:
|
|
(5) |
Результаты расчетов сведены в таблицу 1.
Таблица 1
Потребность в землеройной технике для сооружения обвалования РВС-2000
|
Вид землеройной техники |
Нормативное время на локализацию РН |
Расчетное время на локализацию РН |
Количество машин ( N ) |
|
Экскаватор |
4,87 ч |
7,46 ч |
2 |
|
Бульдозер |
4,87 ч |
0,6 ч |
1 |
Расчет продолжительности сбора разлившихся нефтепродуктов при помощи нефтесборных устройств
При расчете потребности технических средств сбора разлившихся нефтепродуктов учтено, что их общая производительность Q ОБЩ , должна быть больше текущего расхода вылива нефтепродуктов, Q H :
|
|
(6) |
В качестве технических средств по сбору разлившейся нефтепродуктов в обвалование, при разгерметизации оборудования и разлитии нефтепродуктов приняты мотопомпы марки «PTG 307» производительностью 60 м 3 /час для перекачивания в емкости временного хранения.
Продолжительность сбора РН определена по формуле:
|
|
(7) |
Необходимый объем емкостей для временного хранения нефтепродуктов определяется из условия обеспечения работы технических устройств сбора нефтепродуктов по формуле:
|
|
(8) |
|
где: |
Т В |
– |
период вывозки нефтепродуктов в часах (принят 4 часа); |
|
0,8 |
– |
коэффициент учитывающий, что заполнение нефтепродуктов не должно превышать 80 % объема |
Результаты расчетов сведены в таблицу 2.
Таблица 2
Продолжительность сбора РН при помощи нефтесборных устройств, объем ёмкостей временного хранения РН
|
Сценарий аварии |
Продолжительность сбора РН, часов |
Объем ёмкостей для сбора РН, м 3 |
|
Разгерметизация ж/д цистерны (V = 140 м 3 , 6 цистерн) |
133,1 |
2495,9 |
Расчет продолжительности сбора разлившихся нефтепродуктов при помощи землеройной техники
Бульдозеры используются на работах по планировке площадки, обеспечению прохождения транспортных средств и сбору замазученного грунта.
Объем грунта, загрязненного нефтепродуктами, определяется по формуле:
|
|
(9) |
Один бульдозер за час работы сможет срезать и собрать в отвалы грунт толщиной 5 см (0,05 м) с участка длиной L=100 м на ширину ножа бульдозера 2 м. Несколько бульдозеров выполнят работу по зачистке загрязненной нефтепродуктами территории за следующее время (Т):
|
|
(10) |
|
где: |
w |
– |
часовая производительность землеройной техники; |
|
n |
– |
количество землеройной техники |
Для перевозки этого грунта потребуется автотранспорт при следующем количестве рейсов, определяемых по формуле:
|
|
(11) |
|
где: |
V C = 10 м 3 |
– |
средняя грузоподъемность 1 ед. имеющегося автотранспорта, м3 |
Результаты расчетов сведены в таблицу 3.
Таблица 3
Объём загрязненного грунта и время сбора РН при помощи землеройной техники
|
Сценарий аварии |
Объем загрязненного грунта, м 3 |
Продолжительность сбора РН, часов |
Количество рейсов (самосвал, 1 шт.) |
|
|
Экскаватором (1 шт.) |
Бульдозером (1 шт.) |
|||
|
Разгерметизация ж/д цистерны (V = 140 м 3 , 6 цистерн) |
399,35 |
0,6 |
0,05 |
2 |
Для сбора разлившихся нефтепродуктов используется сорбент марки «С-ВЕРАД» нефтеемкостью: 1 килограмм нефти/кг — 8/1. Результаты расчетов сведены в таблицу 4.
Таблица 4
Потребность в сорбенте
|
Сценарий аварии |
Масса разлива, кг |
Количество сорбента, кг |
|
«С-ВЕРАД» |
||
|
Разгерметизация ж/д цистерны (V = 140 м 3 , 6 цистерн) |
339,2 |
42,4 |
Время ликвидации аварии составит не более 72 часов.
Литература:
- Технологический регламент эксплуатации прирельсового склада светлых нефтепродуктов. Москва, ООО «…», 2018–246 с.
- СНиП 2.11.03–93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы [Электронный ресурс]: URL: https://tehcontent.ru/skachat-snip-2–11–03–93-sklady-nefti-i-nefteprodyktov-protivopojarnye-normy.html.
- РД 153–39.4–073–01. Типовой план ликвидации возможных аварий на магистральных нефтепродуктопроводах [Электронный ресурс]: URL: https://library-full.nadzor-info.ru/doc/6054.
