Управление промышленной безопасностью при зачистке нефтяных резервуаров от донных отложений

Галлямов М.А., Худайбердин Р.Р., Даутов Р.А.,
ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»,
г. Уфа, Российская Федерация

В процессе эксплуатации в резервуарах накапливаются донные осадки. Физически, отложения представляют собой плотную не текучую массу, располагающуюся по днищу резервуара крайне неравномерно с уровнем осадка, колеблющимся от 0,3 до 3 метров.

Осадок уменьшает полезный объем резервуара, ухудшаются свойства нефти, кроме того, препятствует перемешиванию слоев в резервуаре, что может привести к локализации концентрированных агрессивных растворов солей и последующему развитию коррозионных процессов в районе днища.

Все вышесказанное требует периодической очистки при эксплуатации, а также перед выводом на обследование и ремонт.

Для нормальной эксплуатации предусматривается система предотвращения образования донных осадков. Но необходимость вывода из эксплуатации и проведение ремонтных работ требует зачистки резервуаров.

Зачистка может производиться ручным способом. Когда подрядная организация направляет для зачистки от остатков донных отложений работников, которые в средствах защиты органов дыхания механически производят зачистку и далее промывку резервуара от осадков. Данный способ характеризуется как тяжелый физический труд, и при проведении работ нередко имеют место воспламенения и взрывы.

Наиболее перспективным является механический (химико-механический) способ очистки. Рассмотрим способ извлечения донных осадков из резервуаров с нефтепродуктами и последующей обработкой извлеченной массы для регенерации неконденсированного продукта с помощью Американского комплекса МегаМАКС (рисунок 1). Автоматический процесс контролируется оператором с пульта, расположенным на безопасном расстоянии от резервуара. Но, тем не менее, даже в этом случае возможны взрывы и воспламенения.

Последовательность выполнения работ

На принципиальной схеме показаны возможности установки по размыву донных осадков, сбору нефтяных загрязнений с водной поверхности, а также последующее разделение нефти от воды и механических примесей.

Остановимся на размыве донных осадков в резервуаре. После размыва стационарной системой и предельной откачкой товарной нефти, дальнейшую зачистку размытых осадков осуществляют врезкой. Врезку делают вблизи днища резервуара, и с помощью временной насосной откачивают осадок до предельно возможного уровня. Установкой заглушек и закрытием задвижек резервуара изолируют от технологических трубопроводов. Вентиляцию газовоздушной смеси в резервуаре проводят до предельно допустимой взрывобезопасной концентрации (ПДВК=2100 мг/м3). После чего возможна разгерметизация резервуара – раскрытие люков-лазов и установка элементов системы механической очистки.

Рабочим агентом является подогретая вода с добавлением веществ, облегчающих размыв осадков и обеспечивающих требуемую очистку внутренних поверхностей резервуара. Буферный насос подает загрязненную жидкость на первую стадию разделения (вибросепаратор). Окончательный процесс отделения нефти от воды и механических примесей осуществляется в трехфазной центрифуге.

Однако и при механизированном способе очистки имеется риск возникновения взрыва и воспламенения резервуара.

Рисунок 1. Принципиальная схема очистки нефтяных резервуаров комплексом МегаМАКС

Учитывая, что нефть имеет низкий параметр взрывоопасности (нижний концентрационный предел распространения пламени НКПРП?1,4 % об.), то в резервуаре при размыве может образоваться взрывоопасная концентрация. При наличии источника воспламенения может произойти взрыв.

Для устранения подобных сценариев чрезвычайных ситуаций необходимо строго соблюдать следующие правила безопасности:

• — проверить исправность системы грозозащиты и заземления резервуара;
• — размыв осуществляется направлением струи оператором под уровень размывания осадка;
• — металлические оголовки размывающих устройств (рабочая пушка) должны иметь электрическую связь с корпусом заземленного резервуара для выравнивания потенциалов и исключения опасного разряда статического электричества;
• — оператор должен быть в спецодежде и располагаться на безопасном расстоянии от очищаемого резервуара.

Однако наличие потенциальных опасностей показывает, что существует определенный риск реализации чрезвычайной ситуации в связи с нарушением по какой-либо причине рассмотренных мер безопасности. В результате взрыва возможно раскрытие резервуара, воспламенение находящегося в нем осадка и тепловое воздействие на оператора. Поэтому важно обоснованно определить безопасное расположение места оператора, управляющего комплексом МегаМАКС.

Определение зоны безопасного расположения оператора комплекса МегаМАКС

В качестве критериев опасного теплового воздействия принимаются тепловые нагрузки для людей ?1400Вт/м2, для зданий ?7500Вт/м2.v

Плотность теплового потока при пожаре разлива нефти принимается равной 80 кВт/м2 (таблица 1).

Таблица 1. Тепловой поток на поверхности факела от горящих разлитий

Чтобы уменьшить риск возникновения подобных чрезвычайных ситуаций необходимо строго выполнять требования безопасного ведения работ по зачистке резервуара, а также обеспечить расчетно-определенное безопасное расстояние от очищаемого резервуара до пульта управления оператора.

Выводы

1. Показана возможность реализации сценариев взрыва и горения донных осадков при зачистке резервуара.

2. Рассмотрены меры безопасности, соблюдение которых обеспечит нормативно допустимый риск возникновения чрезвычайных ситуаций.

3. Расчетно-обосновано определено безопасное расположение оператора, управляющего автоматическим процессом очистки резервуара от донных осадков.