Рекомендуемый метод определения удельных частот различных типов разгерметизации магистрального трубопровода

Удельная частота разгерметизации линейной части магистрального трубопровода определяется следующим образом:

а) на основе статистических данных определяется базовая частота разгерметизации λ_СР. При отсутствии данных для вновь проектируемых магистральных трубопроводов допускается λ_СР принимать равной:

1,4×10^-7 год^-1×м^-1 для магистральных газопроводов;

2,7×10^-7 год^-1×м^-1 для магистральных нефтепроводов;

б) выделяются рассматриваемые при проведении расчетов типы разгерметизации:

для магистральных газопроводов:

j = 1 - проколы (трещины, точечные отверстия), определяемые как отверстия с диаметром 20 мм;

j = 2 - отверстия с диаметром, равным 10 % от диаметра магистрального трубопровода;

j = 3 - разрыв, определяемый как образование отверстия размером равным диаметру магистрального трубопровода;

для магистральных нефтепроводов:

j = 1 - «свищи» - отверстия с характерными размерами 0,3× Lp/D (Lp – характерный размер продольной трещины, D – условный диаметр магистрального трубопровода), площадь дефектного отверстия - 0,0072×So (So – площадь поперечного сечения магистрального трубопровода);

j = 2 – трещины, характерный размер 0,75×Lp/D, площадь дефектного отверстия - 0,0448×So;

j = 3 - «гильотинный» разрыв, характерный размер 0,75×Lp/D, площадь дефектного отверстия - 0,179×So.

Допускается при соответствующем обосновании учитывать и другие типы разгерметизации;

в) рассматриваются шесть причин разгерметизации (i = 1…6 - таблица П2.6);

г) удельная частота разгерметизации линейной части магистрального трубопровода для j-го типа разгерметизации на участке m трубопровода определяется по формуле:

, (П2.2)

где λ_СР - базовая частота разгерметизации магистрального трубопровода,
год^-1;

f_ij(m) – относительная доля i-ой причины разгерметизации для j-го типа разгерметизации на участке m магистрального трубопровода.

д) величины f_ij для различных типов разгерметизации для различных участков магистрального трубопровода определяются по формулам:

f_1j = f_1jср∙k_тс∙k_зт∙k_ннб∙k_пер1, (П2.3)

f_2j = f_2jср∙k_бд, (П2.4)

f_3j = f_3jср∙k_ктс∙k_кпз, (П2.5)

f_4j = f_4jср∙k_дгд∙k_пер2, (П2.6)

f_5j = f_5jср∙k_оп, (П2.7)

f_6j = f_6jср, (П2.8)

где k_тс, k_зт, k_ннб, k_пер1, k_бд, k_кпз, k_дгд, k_пер2, k_оп – поправочные коэффициенты, определяемые по таблице П2.7 с учетом технических характеристик магистрального трубопровода.

Таблица П2.6

Среднестатистическая относительная доля аварии, вызванных данной причиной, на магистральных трубопроводах

Примечание: в числителе приведены значения для магистральных газопроводов, в знаменателе – магистральных нефтепроводов.

Таблица П2.7

Поправочные коэффициенты к среднестатистической относительной доли аварии

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИМЕРЫ ЛОГИЧЕСКИХ ДЕРЕВЬЕВ СОБЫТИЙ
И СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ИХ ПОСТРОЕНИЯ

В табл. П.3.1 представлены приведенные в методике [1] рекомендуемые условные вероятности мгновенного воспламенения и воспламенения с задержкой по времени в зависимости от массового расхода скорости истечения горючих газов, двухфазной среды или жидкости при разгерметизации типового технологического оборудования на объекте.

Таблица П3.1

Условная вероятность мгновенного воспламенения
и воспламенения с задержкой

Примечание: согласно методике [1] для ЛВЖ с температурой вспышки менее +28 °С должны использоваться условные вероятности воспламенения как для двухфазной среды.

В табл. П3.1 приведены условные вероятности событий. Согласно общепринятому определению, условная вероятность - это вероятность наступления одного события при условии, что другое событие уже произошло.

Так в соответствии с табл. П.3.1 для аварии, связанной с полным разрывом, например, аппарата и поступлением горючего газа или двухфазной горючей среды в окружающее пространство, условные вероятности реализации различных сценариев составят (например, при вероятность реализации для района размещения объекта благоприятных для образования газопаровоздушного облака условий 20 % или 0,2):

- мгновенное воспламенение Р = 0,2;

- последующее воспламенение при отсутствии мгновенного воспламенения Р = (1-0,2)×0,24 = 0,192;

- сгорание с образованием избыточного давления при образовании горючего газопаровоздушного облака и его последующем воспламенении при отсутствии мгновенного воспламенения Р = (1-0,2)×0,24×0,2×0,6× » 0,023;

- сгорание без образования избыточного давления при образовании горючего газопаровоздушного облака и его последующем воспламенении при отсутствии мгновенного воспламенения Р = (1-0,2)×0,24×0,2×(1-0,6) » 0,015.

На рисунках П3.1-П3.3 приведены упрощенные типовые логические деревья событий при возникновении и развитии пожароопасных ситуаций, связанных с разгерметизацией технологического оборудования на наружной установке с обращением горючих жидкостей (ГЖ), легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), сжиженного углеводородного газа (СУГ) и горючих газов (ГГ), которые, могут использоваться при расчете величин пожарного риска для производственных объектов.

Рис. П3.1. Типовое дерево событий при возникновении и развитии
пожароопасной ситуации, связанной с разгерметизацией единицы технологического оборудования (1-го аппарата) и истечением ГЖ

Рис. П3.2. Типовое дерево событий при возникновении и развитии
пожароопасной ситуации, связанной с разгерметизацией единицы технологического оборудования (1-го аппарата) и истечением жидкой фазы или двухфазной смеси СУГ или ЛВЖ

Рис. П3.3. Типовое дерево событий при возникновении и развитии
пожароопасной ситуации, связанной с разгерметизацией единицы технологического оборудования (1-го аппарата) и истечением ГГ или паров ЛВЖ

Приведенные типовые деревья событий описывают возникновение и развитие пожароопасной ситуации, только в пределах того технологического аппарата, на котором они возникают, то есть возможность эскалации пожаров (возникновение вторичных пожаров и развитие в пожара в сторону соседних по отношению к месту возникновения первичных пожаров участков) не рассматривается.

Поэтому при использовании этих деревьев событий для учета возможности эскалации на наружной установке с оборудованием под давлением целесообразно учитывать дополнительные сценарии, связанные с реализацией огненного шара с частотой реализации, указанной в прил. 2 к настоящему Пособию.

Учет возможности эскалации пожаров при определении величин пожарного риска является специфичной задачей для каждого конкретного объекта, поскольку определяется особенностями и характеристиками системы противопожарной защиты конкретного объекта, и при этом является необходимым. Примеры деревьев событий при возникновении и развитии пожароопасных ситуаций с учетом возможности эскалации пожаров для приведены в разделе 3 настоящего Пособия в примере для наружной установки.

Оценка влияния возможности эскалации пожара на значения пожарного риска для производственных объектов осуществляется при проведении расчетов по оценке пожарного риска путем рассмотрения дополнительных сценариев развития пожароопасных ситуаций (пожаров). Тем самым при определении величин потенциального риска по формулам (1) и (3) методики [1] проводится суммирование по дополнительным сценариям.

При этом проведение расчетов по оценке пожарного риска для производственных объектов с учетом возможности эскалации пожара осуществляется в следующей последовательности:

- для всех участков объекта (помещения зданий и сооружений, наружные установки) определяется перечень пожароопасных ситуаций и пожаров и возможные первичные сценарии их возникновения и развития. При этом используется метод логических деревьев событий. Под первичным сценарием понимается последовательность события с момента возникновения пожароопасной ситуации (пожара) до ее локализации (ликвидации) в пределах участка возникновения (помещения очага пожара, отсекаемого аварийной запорной арматурой участка наружной установки) или выхода за его пределы;

- определяются частоты реализации первичных сценариев развития пожароопасных ситуаций и пожаров (первичные сценарии) путем умножения частоты реализации инициирующего пожароопасную ситуацию или пожар события на условные вероятности реализации промежуточных и конечных для первичного сценария событий;

- для первичных сценариев, при которых возможна эскалация (выход пожара за пределы участка, являющегося местом его возникновения), определяются условные вероятности и время перехода пожара на соседние участки. При этом анализируются все последующие стадии эскалации. При этом рассматривается возможность дальнейшей эскалации;

- при определении условной вероятности и времени перехода пожара на соседние участки учитывается условная вероятность эффективного осуществления имеющихся мероприятий по ограничению распространения пожара, направленных на предотвращение эскалации;

- определяются условные вероятности поражения людей при эскалации для промежуточных и конечных событий, определяются суммарные значения потенциального пожарного риска для всех сценариев развития пожара.

При оценке пожарного риска с учетом возможности эскалации пожара на наружной установке на соседние участки объекта рассматриваются события, связанные с разрушением (повреждением) зданий, сооружений, технологического оборудования наружных установок, располагаемых на соседних с местом возникновения пожара участках, и/или вовлечением в пожар горючих веществ и материалов, обращающихся на соседних участках, при воздействии опасных факторов пожара и сопутствующих проявлениях указанных факторов.

Определение условной вероятности перехода и времени перехода пожара на наружных установках осуществляется с использованием следующих положений.

· Время перехода пожара на соседние участки при эскалации пожара, возникшего на наружной установке, при невозможности его определения допускается принимать равным нулю.

· Возможность эскалации (перехода на соседние участки) пожара следует рассматривать для следующих первичных сценариев развития пожароопасных ситуаций и пожаров:

- факельное горение;

- пожары проливов горючих веществ на поверхность;

- пожары твердых горючих веществ;

- сгорание газопаровоздушной смеси в открытом пространстве в детонационном или дефлаграционном режиме с образованием волн давления;

- сгорание газопаровоздушной смеси в открытом пространстве в режиме пожара-вспышки.

· В случае эскалации пожара следует учитывать возможность возникновения следующих пожаров на соседних участках:

- факельное горение;

- пожары проливов горючих веществ на поверхность;

- пожары твердых горючих веществ;

- сгорание газопаровоздушной смеси в открытом пространстве в детонационном или дефлаграционном режиме с образованием волн давления;

- сгорание газопаровоздушной смеси в открытом пространстве в режиме пожара-вспышки;

- реализация огненного шара;

- пожары в помещениях зданий и сооружений.

· Тип пожара из числа вышеперечисленных, возникающего на участке, в сторону которого происходит эскалация, определяется, исходя свойств горючих веществ и материалов (физико-химические и пожароопасные свойства, параметры, при которых вещества обращаются в технологическом процессе и т.д.), обращающихся на данном участке, метеорологических условий, объемно-планировочных решений и конструктивных особенностей оборудования, зданий, сооружений и наружных установок, размещаемых на данном участке.

· При определении условной вероятности перехода пожара на соседние участки необходимо учитывать следующие сопутствующие факторы инициирующего заданную стадию эскалации пожара, воздействие которых обусловливает угрозу распространения пожара:

- непосредственное воздействие открытого пламени, в том числе расширяющихся продуктов сгорания при реализации пожара-вспышки;

- тепловое излучение при факельном горении, пожарах проливов горючих веществ на поверхность, пожарах твердых горючих веществ и огненных шарах;

- избыточное давление и импульс волны давления при сгорании газопаровоздушной смеси;

- избыточное давление и импульс волны давления при разрыве сосуда (резервуара) в результате воздействия на него очага пожара;

- осколки, образующиеся при взрывном разрушении элементов технологического оборудования;

- распространение пожара на соседние участки по коммуникационным линиям (кабельные каналы, газоуравнительные системы, трубопроводы, производственная канализация и т.д.).

· Условная вероятность перехода пожара на соседние участки Р_ЭСК рассчитывается по формуле:

, (П3.1)

где Р_КР - условная вероятность достижения опасными факторами инициирующего заданную стадию эскалации пожара критических значений, при которых происходит повреждение или разрушение зданий, сооружений, технологического оборудования наружных установок, располагаемых на соседних с местом возникновения указанного пожара участках, и/или воспламенение горючих веществ и материалов, обращающихся на соседних участках;

Р_ЭФ - вероятность эффективной работы мероприятий по обеспечению пожарной безопасности, направленных на ограничение распространения пожара (системы пожаротушения и/или водяного орошения, водяные завесы, огнезащитные покрытия, огнепреграждающие устройства, системы сброса давления, защитные экраны и т.д.). . При отсутствии данных условную вероятность эффективного срабатывания мероприятий по обеспечению пожарной безопасности допускается принимать равной нулю.

· Условная вероятность Р_КР для случая непосредственного воздействия открытого пламени на горючие вещества и материалы, обращающиеся на соседних участках, а также на располагаемые на соседних участках здания, сооружения, наружные установки и оборудование принимается равной 1.

· Условная вероятность Р_КР для случая распространения пожара на соседние участки по коммуникационным линиям также принимается равной 1 при отсутствии огнепреграждающих устройств.

· Условная вероятность Р_КР для случая воздействия теплового излучения, инициирующего заданную стадию эскалации пожара, на технологическое оборудование, конструкции и горючие вещества и материалы, располагаемые на соседних участках, определяется соотношением:

, (П3.2)

где q – интенсивность теплового излучения на соседнем участке, кВт/м2;

q_КР - критическая интенсивность теплового излучения для рассматриваемого вида оборудования или материала, кВт/м².

Для случая воздействия пожара на горючие вещества и материалы, обращающиеся на соседних участках q_КР - это критическая интенсивность теплового излучения, при которой возможно воспламенение указанных горючих веществ и материалов. Значения q_КР для этого случая принимаются на основе данных, приведенных в приложении 4 к методике [1] и нормативных документах по пожарной безопасности.

· Для случая воздействия инициирующего пожара на располагаемое на соседних участках технологическое оборудование и металлические конструкции q_КР - это критическая интенсивность теплового излучения, при которой наступает потеря прочности металла. В этом случае q_КР определяется на основании результатов испытаний соответствующего оборудования и конструкций. При отсутствии данных допускается принимать q_КР для технологического оборудования и металлических конструкций равной 15 кВт/м².

· Вероятность Р_КР для случая воздействия волны избыточного давления на технологическое оборудование, располагаемое на соседних участках, определяется соотношением:

, (П3.3)

где DР – избыточное давление волны давления, кПа,

DР_КР - критическое избыточное давление волны давления, кПа, при котором происходит разрушение технологического оборудования.

Величина DР_КР определяется исходя из технологических, планировочных и конструктивных решений оборудования, данных об авариях со взрывами на аналогичных производствах. При отсутствии данных допускается принимать DР_КР равным 10 кПа.

Вероятность Р_КР для случая воздействия волны избыточного давления на здания и сооружения, располагаемые на соседних участках, определяется с помощью пробит-функции по формулам (П6.7) – (П6.8) приложения 6 к настоящему Пособию.

В соответствии с методикой [1] условная вероятность эффективного срабатывания соответствующих средств предотвращения или локализации пожароопасной ситуации или пожара принимается исходя из статистических данных, публикуемых в научно-техническом журнале «Пожарная безопасность» или по паспортным данным завода-изготовителя оборудования.

При отсутствии указных данных рекомендуемые сведения по условной вероятности эффективного срабатывания (выполнения задачи) некоторыми системами противопожарной защиты, необходимые для построения деревьев событий при возникновении и развитии пожароопасных ситуаций, приведены в таблице П.3.2.

Таблица П3.1

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: