В статье приведены исследования статистических данных об аварийных ситуациях при работе трубчатых печей на объектах нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий.
Ключевые слова: аварии, взрыв, трубчатые печи.
Объекты нефтегазового комплекса России относятся к опасным производственным объектам. Опасность обусловлена наличием большого количества пожаровзрывоопасных веществ и материалов, используемых в технологических процессах. Возникновение аварийных ситуаций на объектах нефтяной промышленности приводит к взрывам, пожарам и выбросам опасных веществ, что негативно сказывается на состоянии окружающей среды, жизни и здоровья населения.
По ежегодным данным Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору были систематизированы и проанализированы данные статистики аварии на объектах нефтехимических, нефтеперерабатывающих производств и объектах нефтепродуктообеспечения на территории Российской Федерации за период 2010–2021 гг. [1].
Рис. 1. Динамика аварийности и смертельного травматизма на ОПО в 2010–2020 годах
Анализ результатов технических расследований показал, что основными причинами возникновения аварий явились:
— в 6 случаях (60 %) внутренние опасные факторы, связанные с разгерметизацией и разрушением технических устройств;
— в 4 случаях (40 %) ошибки персонала, связанные с нарушением норм технологического режима, требований организации и производства газоопасных, огневых и ремонтных работ [3].
Также частой причиной возгораний являются образование парогазового облака, разлив нефтепродукта в результате нарушения герметичности оборудования.
Трубчатые печи являются важным элементом современного нефтегазового производства, они служат для высокотемпературных преобразований нагрева и химических реакций превращения жидких и газообразных углеводородов, в то же время они являются одним из наиболее опасных производственных объектов, на их долю приходится значительное количество аварийных отказов. По данным Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору с 2007 по 2024 гг. 12,8 % от всего количества аварий на предприятиях нефтегазовой отрасли приходится на долю трубчатых нагревательных печей [2].
Причинами аварий в трубчатых нагревательных печах являются:
— разгерметизация змеевика, которая приводит к пожару в печи;
— погасание горелок, которое приводит к взрыву в печи;
— разгерметизации наружного оборудования печи, которое ведет к взрыву снаружи печи [7].
Трубчатые нагревательные печи являются источниками формирования взрывчатых смесей. Взрывы и пожары в трубчатых нагревательных печах — часто причина разрушения каркаса печи и оборудования, расположенного поблизости [8].
Краткая информация об авариях в процессе эксплуатирования трубчатых печей:
— 6 мая 1996 года на НПЗ города Оренбург из-за несоблюдения правил пожарной безопасности при газоопасных работах на топливопроводе трубчатой печи произошел пожар на установке ЭЛОУ-АВТ-2;
— 15 июня 1996 года на НПЗ города Краснодар воспламенился продукт, попавший на трубчатую печь из-за негерметичности узла задвижки, что в дальнейшем привело к пожару. При анализе причин, приведших к пожару, выяснилось, что технологический процесс протекал с нарушениями, производственное оборудование было неисправно;
— 28 июня 1996 года на ОАО «Уфа-нефтехим» произошел выброс смеси углеводородов с водой при снятии задвижки для гидроиспытания змеевика печи. В результате произошло воспламенение смеси от форсунок печи;
— 7 апреля 2001 года в ОАО «Уфа-нефтехим» произошло самовоспламенение нефтепродукта, который выходил из разрушенного отвода печи П-3 установки висбрекинга;
— 18 апреля 2007 года на предприятии ОАО «Саратовский нефтеперерабатывающий завод» при эксплуатации установки первичной переработки нефти ЭЛОУ — АВТ-6 произошел выброс мазута из печи П-3, который привел к возгоранию; — 14 августа 2007 года на предприятии ОАО «Саянскхимия» расположенном в Иркутской области взорвалась трубчатая печь по производству дихлорэтана; — 27 мая 2010 года в ОАО «Газпромнефть — Омский НПЗ» в результате аварийной остановки установки первичной переработки нефти АТ-9 из-за посадки напряжения произошел взрыв в камере трубчатой печи, который в дальнейшем привел к пожару;
— 8 мая 2018 года в АО «Новокуйбышевский НПЗ» в процессе вывода печи на нормальный режим произошла разгерметизация вальцовочного соединения ретурбенда печи, что привело к возгоранию прямогонного бензина, причиной послужило резкое повышения давления из-за многократных изменений температуры процесса, перегрева продукта в змеевике печи выше нормы [4; 5; 6].
Авария на Ачинском нефтеперерабатывающем заводе (НПЗ), единственном нефтеперерабатывающем предприятии Красноярского края, произошла в ночь на 16 июня 2014 года. Взрыв ректификационной колонны вызвал сильный пожар, ликвидировать который удалось благодаря привлечению значительных сил противопожарной службы: 25 единиц техники и 200 человек личного состава. Восемь работников предприятия, в том числе сотрудники пожарно-спасательной службы НПЗ, прибывшие для устранения утечки углеводородного газа, погибли. Взрыв разрушил не только ректификационную колонну, но и повредил конструкции соседних зданий. Чрезвычайное происшествие нанесло Ачинскому НПЗ ущерб в размере почти 440 млн руб. Кроме того, завод, поставляющий нефтепродукты в большинство регионов Сибири и Дальнего Востока, приостановил работу и возобновил отгрузку продукции только через несколько месяцев.
Смена, обслуживавшая данное оборудование, в том числе контролировавшая давление в колонне, не зафиксировала вовремя выход из строя контрольных приборов. В свою очередь контрольные приборы не зафиксировали перепад давления. Утонченность стенки сыграла роковую роль: возникла трещина, через которую массированно произошел выброс газа. Вторым фактором взрыва и последующего пожара стал доступ газа к огню. Облако газа достигло границ печи, которая в тот момент была в рабочем состоянии. Счетчики, которые контролируют превышение концентрации газа, должны были прекратить работу этой печи путем подачи воздуха на ее периметр и предотвращения поступления газа к открытому огню. Однако шторы сработали не в соответствии с технологией: образовался зазор, через который газ соединился с открытым огнем. В результате взорвалась огромная масса газа, примерно в несколько сот тонн, и произошел пожар [9].
С другой стороны, если бы паровая завеса технологических печей комбинированной установки ЛК-6УС на Ачинском НПЗ находилась в работоспособном состоянии на момент аварийной ситуации в июне 2014 года и была своевременно включена в работу, то, вероятнее всего, развитие аварии по самому негативному сценарию можно было бы предотвратить. Утверждение, что расход водяного пара, направляемого на паровую завесу, на данной установке был недостаточным, по всей видимости, не соответствует действительности. В этом случае подача водяного пара прекратилась бы прежде всего на верхний ярус защиты, но, как показывает анализ развития аварии, на верхнем ярусе подача пара осуществлялась даже интенсивнее, чем на нижнем.
Таким образом, несмотря на положительную динамику уменьшения как общего количества, так чрезвычайных ситуаций связанных с работой трубчатых печей. Инциденты связанные с аварийными случаями в их работе носят риски повышенной опасности, потенциального травматизма и смерти работников, а также крупные экономические потери для предприятий. Что требует более внимательного подхода к обеспечению пожарной безопасности трубчатых печей.
Литература:
- «Анализ аварийности на предприятиях нефтегазового комплекса России», Перевозчикова Е. Д., Шарафутдинова Г. М.
- Информация об авариях, произошедших на предприятиях, подконтрольных территориальным органам Федеральной службы по экологическому, технологическому, атомному надзору // Ростехнадзор. [Электронный ресурс]. URL: https://www.gosnadzor.ru/public/annual_reports/ (дата обращения — 02.06.2024).
- Уроки, извлеченные из аварий // Ростехнадзор. [Электронный ресурс]. URL: https://www.gosnadzor.ru/industrial/oil/ (дата обращения — 02.06.2024).
- Статистика пожаров в России [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.pojarnayabezopasnost.ru/statistika.html (дата обращения — 03.06.2024).
- Пожарная опасность трубчатых печей [Электронный ресурс]. http://mirznanii.com/a/195242–3/pozharnaya-opasnost-trubchatykh-pechey (дата обращения 01.06.2024).
- Пожарная статистика [Электронный ресурс]. — http://pozhproekt.ru/pozharnaya-statistika (дата обращения — 02.06.2024).
- Хафизов, А. М. Разработка системы «усовершенствованное управление» для оценки ресурса трубчатой печи и повышения эффективности противоаварийной автоматической защиты / А. М. Хафизов, М. Г. Баширов, Д. Г. Чурагулов, Р. Р. Аслаев // Фундаментальные исследования. — 2015. — № 12–3 — С. 536–539.
- Информация об авариях на опасных производственных объектах // Официальный сайт Ростехнадзор [Электронный ресурс]. — http://www.gosnadzor.ru/industrial/oil/lessons/ (дата обращения — 03.06.2024).
- Взрыв на Ачинском нефтеперерабатывающем заводе (в ночь на 16 июня 2014 г.) Интернет портал «Propb.ru» [Электронный ресурс] — https://propb.ru/calendar/vzryv-na-achinskom-neftepererabatyvayushchem-zavode-v-noch-na-16-iyunya-2014-g/ (дата обращения — 03.062024)
