1

ISBN: 978-5-7882-1008-7

Похожие

Трубопроводный транспорт нефти. Том2

Основы трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов

Хранение нефти и нефтепродуктов: Учебное пособие

Основы нефтепродуктообеспечения

Текст

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Казанский государственный технологический университет»

С.В.Алсксссв, В.А.Алсксесв, С.И.Поникаров

ОБУСТРОЙСТВО

РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКОВ

Монография

Казань
КГТУ
2010
УДК.614.84

Алексеев С.В.

Обустройство резервуарных парков: монография / С.В. Алексеев,
В.А.Алексеев, С.И.Поникаров; Федер, агентство по образованию,
Казан, гос. технол. ун-т. - Казань: КГТУ, 2010. - 107 с.

ISBN 978-5-7882-1008-7

Рассмотрены основные проблемы в области промышленной
безопасности при эксплуатации резервуарных парков. Дан краткий
обзор конструкционных особенностей резервуаров и резервуарных
парков. Проведен анализ различных защитных сооружений,
предназначенных для защиты от растекания химических веществ.
Рассмотрены различные методики прогнозирования последствий
аварийных разливов жидких химических веществ.

Предназначена для инженерно-технических работников
проектных и научно-исследовательских институтов, работников
промышленных предприятий, а также преподавателей, аспирантов и
студентов технических вузов.

Печатается по решению редакционно-издательского совета
Казанского государственного технологического университета

Рецензенты: канд. техн, наук, доц. каф. ТГВ КГАСУ
Л.Э.Осипова

зав. лаб. ОАО «ВНИИУС», канд. техн, наук, ст. науч, сотр,

Б.Н.Матюшко

ISBN 978-5-7882-1008-7

©Алексеев С.В., Алексеев В.А.,
Поникаров С.И., 2010
©Казанский государственный
технологический университет,
2010
СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................7

1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЗЕРВУАРОВ И
РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКОВ..............................14

1.1. Конструкционные особенности резервуаров....14

1.2. Резервуарные парки.........................17

1.3. Краткий обзор защитных сооружений, применяемых для
ограничения возможных разливов...................18

1.4. Краткий обзор существующих методик прогнозирования
последствий аварийных разливов жидких химических веществ22

2. ПРИЧИНЫ АВАРИЙ, СВЯЗАННЫХ С

РАЗГЕРМЕТИЗАЦИЕЙ РЕЗЕРВУАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ..

............................................25

2.1. Особенности квазимгновенной разгерметизации
резервуарного оборудования......................25

2.2. Основные причины аварий при эксплуатации резервуаров
................................................27

3. ДИНАМИКА ЖИДКОСТНЫХ ПОТОКОВ ПРИ

РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ РЕЗЕРВУАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.36

3.1. Математическая модель движения жидкости.36
3.2. Влияние испарения и фильтрации жидкости в грунт на
характеристики разлива.............................37

3.3. Численное моделирование процесса течения жидкости
при разгерметизации резервуарного оборудования.....41

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСТЕКАНИЯ
ЖИДКОСТИ ПРИ АВАРИЙНОЙ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ

РЕЗЕРВУАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.........................45

4.1. Исследование процесса растекания жидкости при полной
квазимгновенной разгерметизации резервуара.........45

4.2. Исследование процесса растекания жидкости при полной
квазимгновенной разгерметизации резервуара.........62

4.3. Исследование процесса растекания жидкости при аварии

с частичным разрушением стенок резервуара..........64

4.4. Анализ эффективности существующих защитных
сооружений.........................................67

4.5. Рекомендации по модернизации существующих
защитных сооружений................................68

4.6. Прогнозирование материальных затрат на ликвидацию
аварий, связанных с разливами жидких химических веществ....74

4.7. Пример реализации предлагаемой методики......80

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.....................90
ПРЕДИСЛОВИЕ

Развитие химической, нефтехимической, нефтедобывающей и
нефтеперерабатывающей промышленности неизбежно ведет к
увеличению числа стационарных объектов хранения жидких
химических веществ. Следствием такого роста является увеличение
количества аварий на резервуарах. Несмотря на все предпринимаемые
меры в области промышленной безопасности, последствия этих
аварий наносят довольно существенный ущерб окружающей
природной среде и приводят к значительным материальным и
финансовым потерям, нарушают условия жизнедеятельности людей и
производственной деятельности предприятий. Зарубежные
специалисты классифицируют аварийные разрушения резервуаров с
химическими веществами как промышленные катастрофы, а согласно
российскому законодательству они идентифицируются как
чрезвычайные ситуации.

Прогресс заставляет проектировщиков и строителей новых
объектов хранения жидких химических веществ использовать
резервуары все большего номинального объема. Однако, несмотря на
очевидные преимущества данного процесса, с ростом объемов
резервуаров опасность эксплуатации таких объектов также возрастает
и применяемые устаревшие защитные сооружения не способны
выполнять свои функции.

Основным способом ограничения разливов при
разгерметизации резервуаров является сооружение защитных
ограждений из негорючих материалов в виде обвалований различных
конструкций. Расчет таких защитных сооружений, согласно
нормативным документам, производится только на объем,
обеспечивающий сбор жидкости внутри обвалования, и выдерживание
гидростатического давления вылившейся жидкости. Анализ аварий
свидетельствует о том, что защитные сооружения выполняют
возложенные на них функции только в случае достаточно медленного
истечения жидкости из резервуара, а в случае квазимгновенной
разгерметизации резервуара, образовавшийся поток жидкости
перехлестывает их.

Одной из сложнейших задач, при определении последствий
аварий в резервуарных парках является определение зон
распространения опасных веществ. Процессы, протекающие при этих
авариях, характеризуются сильной нестационарностью. Помимо этого,
огромное влияние оказывают рельеф местности, наличие препятствий,
в виде технологического оборудования, зданий и сооружений. Однако,
при прогнозировании последствий таких аварий, появляется
возможность не только подготовиться к ним, но и предпринять
необходимые действия для существенного снижения возможного
ущерба от данных аварий.

В предлагаемой книге приведены научные исследования,
касающиеся разливов жидких химических веществ при
разгерметизации резервуарного оборудования, а также обобщенный
анализ существующих мер для снижения последствий таких аварий.

Авторы будут признательны и учтут все критические
замечания и предложения по данной работе.
ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время наша страна занимает лидирующие
позиции в мире в области хранения и транспортировки жидких
химических веществ. Однако наряду с несомненными
экономическими преимуществами процесса роста нефтедобывающей,
нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической
промышленности существует целый ряд негативных последствий.
Основной проблемой является увеличение числа аварий на объектах
хранения химических веществ, связанных с разгерметизацией
емкостного оборудования. В настоящее время суммарный объем
резервуарных парков страны сосредоточен более чем в 20 тыс.
резервуаров вместимостью от 100 м3 до 50 тыс. м3 с тенденцией к
увеличению единичных емкостей до 100 .... 200 тыс. м3.

При квазимгновепиом разрушении РВС, как правило,
происходит образование мощного потока жидкости [5,6], который
разрушает или перехлестывает обвалования и защитные сооружения и
выходит за пределы территории объекта. По статистическим данным,
нормативные защитные обвалования выполняют свои функции лишь в
16,4 % случаев.

Одним из характерных и наиболее опасных по своим
последствиям видов чрезвычайных ситуаций в резервуарных нарках
является разлив жидких химических веществ при полном разрушении
вертикальных стальных резервуаров (РВС). Площадь разлива хранимых
продуктов при разрушениях резервуаров достигает сотен тысяч
квадратных метров. Ежегодно в России регистрируется две-три такие
аварии. В то же время исследования, проведенные сотрудниками
Центрального научно-исследовательского и проектного института
строительных металлоконструкций им. Н. П. Мельникова, позволили
установить, что общее число аварий в 3-5 раз больше регистрируемых,
в связи с чем частота аварийных разрушений РВС оценивается
достаточно высоким значением - 3*10 1 раз/год. Согласно анализу
аварий, произошедших в стране в период с 1950 по 2008 г., пи в одном
случае защитные преграды не выполнили своего назначения (рис.1).
Рис. 1. Последствия разрушения преград при квазимгиовеииои
разгерметизации резервуаров

К примеру: Одна из первых таких аварий, в результате которой
погибло 24 чел, отмечена в 1953 г. па нефтеперерабатывающем заводе
в Башкирии при разрушении резервуара типа РВС-4600 mj с сырой
нефтью. Резервуарный парк НПЗ состоял из 3 резервуарных групп,
обвалованных земляной дамбой. При разрушении РВС № 4 произошел
выброс нефти без ее воспламенения, а раскрывшийся корпус и крыша
были отброшены на расстояние от 15 до 30 м в сторону соседнего РВС
№ 5, который был также полностью заполнен нефтью. От удара
конструкциями разрушенного резервуара по РВС № 5 последовало его
полное разрушение по сварному вертикальному шву. Вышедшая из
резервуаров нефть воспламенилась и, растекаясь за пределами парка в
сторону производственных зданий, создала угрозу железнодорожному
мосту и нефтеналивной эстакаде. Общая площадь пожара разлива
нефти составила более 50000 м2, в зоне огня оказались все 6
резервуаров парка. Тушение пожара продолжалось уже более часа,
когда от высокой температуры разрушился РВС № 2, при этом
горящей волной были повреждены два резервуара соседней группы,
что привело к увеличению площади пожара до 100000 м2 (рис. 2).
Таким образом, авария одного резервуара вовлекла в цепочку
разрушений еще 5 резервуаров и вызвала реальную угрозу соседним
объектам, так как пожар распространился по фронту более чем на 1

км.

Гис. 2. Последствия разрушения /''//С-4600 с нефтью в резервуарном
парке НПЗ г. Черняково

1 - железная дорога', 2 - здание цеха изготовления
металлических конструкций', 3 - гаражи и ремонтные боксы', 4 -
площадь пожара разлива при разрушении РВС № 4 и 5, равная 50000
л/2; 5 - производственные и вспомогательные здания; 6 -

железнодорожный мост; 7 - земляное обвалование; 8 - площадь
пожара разлива при разрушении РВС № 2, равная 54000 м~; 9 -
шлакоблочный забор, высотой 2,5 м; цифры в кружке; 1-5-
резервуары типа РВСЛЪМ л/3; 158 - резервуар типа PZ2C-1000 л/ ’.

Аналогичная авария возникла в 1983 г. на нефтебазе в г.
Дудинка Красноярского края. Первичная авария и взрыв произошли в
районе насосной станции. От воздействия взрывной ударной волны
разрушился резервуар типа РВС-5000, в котором находилось 5000 м3
газового конденсата. Стенка резервуара оказалась оторванной
наполовину от днища и в развернутом состоянии сместилась на
гребень обвалования в сторону товарного парка. Кровля РВС была
полностью оторвана от корпуса и смещена на 23 м от днища на
обвалование в сторону здания насосной. Образовавшийся поток
горящей жидкости перехлестнул через обвалование, размыв на
глубину 0,3... 0,4 м его гребень. Дальнейший разлив жидкости
продолжался с учетом уклона рельефа местности в сторону товарных
резервуаров, насосной станции, здания манифольдной и далее по всей
территории объекта с выходом за его пределы, что привело к крупном
пожару с эффектом «домино» и гибели 2 чел. (рис. 3). Общая площадь
пожара разлива составила около 30000 м2. Пожар продолжался 28 ч, в
ликвидации которого участвовало более 200 чел.

Рис. 3. Последствия разрушения РВС-^Ш с газовым конденсатом на
нефтебазе в г. Дудинка

1 - земляное обвалование, высотой 1,5 м; 2 • гравийная дорога',
3 - здание насосной дождевых и канализационных стоков; 4 - здание
насосной перекачивающей станции; 5 - площадь пожара разлива
газового конденсата, равная 30000 м2; 6 - положение стенки
резервуара после разрушения; 7 - ограждение территории
нефтебазы; цифры в кружке; I - аварийный резервуар типа PBC-5QQQ
м3; 2-4 - резервуары типа PBC-5NW л/3 каждый; 5-7 - резервуары
типа PBCANW л/3 каждый] 8,9 - резервуары типа /V?С-4000 л/3
каждый.

Характерен случай аварийного разрушения резервуара типа
РВС-20000 м3 при проведении гидроиспытания в 1985 г. на
Невинномысской ГРЭС Ставропольского края. Резервуарный парк
мазутного хозяйства состоял из 3 резервуаров тина РВС-20000,
размещенных в одном ограждении площадью 13460 м2. Внешнее
защитное ограждение было выполнено из железобетонных плит,
закрепленных с помощью сварки на опорных колоннах, заглубленных
в грунт на 1,5 м, и располагалось на расстоянии 12 м от РВС.
Внутренние стены между резервуарами выполнены из бетонных
блоков.

При разрушении РВС № 2 образовавшийся поток воды
развернул стенки резервуара, оторвав их от днища и кровли, и
отбросил в сторону РВС №3 и внешнего ограждения. При этом
конструкциями разрушившегося резервуара был поврежден и сдвинут
с фундамента на 1 м РВС № 3, стенка которого была оторвана от
днища на длине 11,3 м и сильно деформирована до уровня 6-го пояса с
глубиной вмятины 1,12 м во 2-м поясе. Непосредственно волной
прорыва и движущимися конструкциями резервуаров полностью
разрушены внутренние стены резервуарного парка и на 70 % -
наружное ограждение. Полностью уничтожена эстакада
технологических трубопроводов на протяжении более 130 м.
Элементы ограждающих стен (плиты, колонны) отброшены на
расстояние до 40 м в сторону промышленной площадки. Поток воды с
железобетонными элементами разрушенного ограждения сильно
повредил соседний РВС № 1. Стенка оторвалась от днища на длине
более 80 м, а глубина вмятины на уровне 4-го пояса (6 м) достигала 2,5
м. Находившийся в резервуаре мазут (2,5 т) разлился по воде на
площади до 90000 м , замазутил р. Барсучки и частично попал в р.
Кубань, что привело к большому экологическому и материальному
ущербу (рис. 4).

Опасность эксплуатации резервуарных парков усугубляется
тем обстоятельством, что в результате интенсивного
градостроительства в России, особенно за последние 20-30 лет, около
четверти из них оказалось в черте плотной городской застройки, а
половина располагается на возвышенных площадках по отношению к
отметкам смежных объектов или имеет уклоны промплощадок в
сторону дорог, рек, портов и причалов. Кроме того, в целом по России
более 60 % резервуаров на объектах хранения и транспортировки
химических веществ эксплуатируется свыше 30 лет, и их износ
достигает 60-80 %.

Рис. 4. Пиилсдстьим разрушения Р ВС-20000 с ьиОий ни ТЭЦ
в г. Невинномысске)

1-ров, шириной 4 л/ и глубиной 3 л/; 2-ограждение территории
ТЭЦ', Ъ-ЛЭП; 4-здание насосной перекачивающей станции’, 5-площадь
разлива воды, равная 95400 л/2; 0-поврежденный волной прорыва
резервуар № 1 с мазутом; 1-разрушенное железобетонное
обвалование высотой 1,5 м; 8-положение стенки резервуара № 2
после разрушения; 0-поврежденный конструкциями аварийного
резервуара РВС № 3 с мазутом; 10-ров, шириной 7 л/ и глубиной 3 м;
цифры кружке', \,3-резервуары типа РВС-20000 л/3 каждый', 2-
аварийный резервуар типа РВС-20000 .и3.
1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЗЕРВУАРОВ И
РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКОВ

1.1. Конструкционные особенности резервуаров

Назначение резервуаров заключается в хранении, учете и
отпуске различных жидкостей. Резервуары являются ответственными
инженерными конструкциями и предназначены для использования в
нефтяной, химической, газовой и в других областях промышленности.

В зависимости от положения в пространстве различают
следующие виды резервуаров:

• вертикальные,

• горизонтальные.

В зависимости от места расположения и объема существуют
следующие классы (типы резервуаров вертикальных):

• особо опасные резервуары, объем которых составляет более
10000 м3 (I класс);

• резервуары повышенной опасности с объемом от 5000 до
10000 м3 (II класс);

• опасные резервуары, объем от 100 до 5000 м3 (III класс).

Для удобства обслуживания и сокращения длины
трубопроводной обвязки резервуары строят группами отдельно от
установок. Группу резервуаров, сосредоточенных в одном месте,
обычно называют резервуарным парком.

Резервуары строят из несгораемых материалов. Различают
наземные, полуподземные и подземные резервуары. В химической и
нефтехимической промышленности наибольшее распространение
получили цилиндрические стальные наземные резервуары, реже
применяются полузаглубленные или заглубленные железобетонные.

Вертикальные стальные резервуары (РВС) стандартизованы и
различаются по номинальным объёмам. Основными элементами
вертикального стального резервуара являются днище, корпус и крыша.
Днище укладывается на специальное основание-фундамент. Вокруг
фундамента для отвода ливневых вод устанавливают кювет с уклоном
в сторону канализационной сети.
Гис. 1.1. Цилиндрический сварной вертикальный стальной
резервуар РВС для нефти.

1-стенка, 2-днище, 8-крыша, ^-лестница, 5-площадки и ограждения на
крыше, 8-площадки и стремянки пеногенераторов, 7-
молниеприемники, 8-люки и патрубки в стенке, 9-люки и патрубки на
крыше, 10-центральная стойка

Технология изготовления резервуаров включает два этапа.
Первый этап представляет собой подготовку и обработку отдельных
листовых дегалей для изготовления металлоконструкций резервуаров.
Сначала на листоправильных машинах происходит правка листов, при
этом контролируются геометрические размеры листов и качество
поверхности, далее накапливаются и формируются пакеты листов,
обрабатываются продольные и поперечные кромки и комплектуются
полотнища на стендах рулонирования в соответствии с технологией
сборки.

Второй этап производства резервуаров включает сварку и
сворачивание в рулоны полотнищ. Резервуары производят на стенде
рулонирования. Этот стенд включает в себя сборочно-сварочные
площадки - верхний и нижний ярус, кантовочный барабан,
сворачивающее устройство. На верхнем ярусе сборочно-сварочной
площадки раскладывают и собирают из листов полотнище. Потом
производится автоматическая сварка поперечных и продольных
стыков. Полотнище перематывается через кантовочный барабан. На
нижнем ярусе сваривается вторичный шов. Тут же выполняют
неразрушающий контроль сварных соединений.

В конце второго этапа производства резервуаров сворачивают
полотнища на специальный каркас или шахтную лестницу. Все
полотнища в рулонах закрепляются, чтобы они не развернулись.
Детали крыши режут на ленточных пилах, гильотинных и пресс-
ножницах. Детали крыши собирают в щиты в кондукторах, а уже из
щитов формируют готовые для отправки пакеты. На заводе-
изготовителе обязательно должен производиться контроль качества
сварных швов резервуаров на прочность и герметичность. Там же
проводят механические испытания и ультразвуковой контроль.

При условии высокого качества производства резервуарных
металлоконструкций полностью исключается утечка хранимых
жидкостей. Крепление к фундаменту резервуара и емкости
производится через анкерное соединение металлоконструкции опор к
закладным деталям фундаментной плиты. Контролировать уровень
химических веществ в резервуаре возможно через замерный патрубок
метршгоком. Также можно установить автоматические уровнемеры.
Сталь для изготовления резервуарных металлоконструкций может
быть разного тина. Нестандартные резервуары производят но
чертежам или техническому заданию заказчика. Изготовление
типовых резервуаров производят по типовым проектам.

При выборе площадок для размещения резервуаров в процессе
строительства и реконструкции резервуарных парков необходимо
учитывать: качество и состояние грунтов, залегающих в основании
площадки, климатические и сейсмические условия района, в котором
расположена нефтебаза, режим течения грунтовых вод, их химический
состав, а также допустимые нагрузки на грунты и тип основания,
который необходимо установить для каждого случая после
тщательного анализа. Окончательно основание и фундамент под
резервуар выбираются на основе технико-экономических показателей,
включая мероприятия по водоотводу, прокладке коммуникаций,
планировке площадки вокруг резервуара и т.д. Основание резервуара
защищается от размыва атмосферными водами, для чего
обеспечивается беспрепятственный отвод с площадки резервуарного
парка или отдельно стоящего резервуара к канализационным
устройствам.

1.2. Резервуарные парки

Резервуарный парк-это комплекс зданий, сооружений и
устройств для приёма, хранения, перегрузки с одного вида транспорта
на другой и отпуска жидких химических веществ. Различают
перевалочные, нризаводские и распределительные резервуарные
парки. Перевалочные резервуарные нарки предназначены для
перегрузки с одного вида транспорта на другой или на тот же вид
транспорта: из морских танкеров и барж в речные, из ж.-д. маршрутов
в отдельные цистерны и т.н. Призаводские резервуарные нарки
бывают сырьевые (приём, хранение сырья, подлежащего переработке,
подготовка его к переработке) и товарные (приём химических веществ
с установок, хранение и отгрузка). Как правило, сырьевые и товарные
резервуарные парки объединяются в одно хозяйство, располагаемое на
территории, общей с заводом, или в непосредственной близости от
него. Распределительные резервуарные парки снабжают
непосредственно предприятия, а также отпускают химические
вещества в мелкой таре. Формально они делятся на областные,
районные, железнодорожные, водно-железнодорожные, водные,
трубопроводные. Резервуарные парки этого типа имеют ограниченный
район действия и сравнительно небольшую емкость. Многие
резервуарные нарки одновременно выполняют смешанные функции-
псрсвалочных, заводских и распределительных.

Условно все резервуарные парки можно разделить на две
группы. К первой ipyrine относятся резервуарные нарки, являющиеся
самостоятельными предприятиями, а также товарно-транспортные и
сырьевые цеха нефтяных промыслов, нефтеперерабатывающих
заводов и магистральных трубопроводов, располагающих мощным
резервуарным парком (более 2000 м3). Ко второй группе относятся
резервуарные парки, входящие в состав предприятий и имеющие
общий объем резервуарного парка для хранения химических веществ
не превышающий 2000 м3.
1.3. Краткий обзор защитных сооружений, применяемых для
ограничения возможных разливов

Для защиты от растекания химических веществ при авариях на
РВС в отечественной и мировой практике применяются замкнутые
земляные обвалования или ограждающие стены из негорючих
материалов.

Согласно [5], по периметру каждой группы наземных
резервуаров необходимо предусматривать замкнутое земляное
обвалование шириной поверху не менее 0,5 м или ограждающую стену
из негорючих материалов, рассчитанные на гидростатическое
давление разлившейся жидкости. Свободный от застройки объем
обвалованной территории, образуемый между внутренними откосами
обвалования или ограждающими стенами, следует определять по
расчетному объему разлившейся жидкости, равному номинальному
объему наибольшего резервуара в группе или отдельно стоящего
резервуара. Высота обвалования или ограждающей стены каждой
группы резервуаров должна быть на 0,2 м выше уровня расчетного
объема разлившейся жидкости, но не менее 1 м для резервуаров
номинальным объемом до 10 000 мэ и 1,5 м для резервуаров объемом
10 000 м3 и более.

Расстояние от стенок резервуаров до подошвы внутренних
откосов обвалования или до ограждающих стен следует принимать не
менее 3 м от резервуаров объемом до 10 000 м3 и 6 м - от резервуаров
объемом 10000 м3 и более. Группа из резервуаров объемом 400 м3 и
менее общей вместимостью до 4000 м3, расположенная отдельно от
обшей группы резервуаров (за пределами ее внешнего обвалования),
должна быть ограждена сплошным земляным валом или стеной
высотой 0,8 м при вертикальных резервуарах и 0,5 м при
горизонтальных резервуарах. Расстояние от стенок этих резервуаров
до подошвы внутренних откосов обвалования не нормируется.

В пределах одной группы наземных резервуаров внутренними
земляными валами или ограждающими стенами следует отделять:

- каждый резервуар объемом 20 000 м3 и более или несколько
мсныпих резервуаров суммарной вместимостью 20 000 м3;

- резервуары с маслами и мазутами от резервуаров с другими
нефтепродуктами;

- резервуары для хранения этилированных бензинов от других
резервуаров группы.
Высоту внутреннего земляного вала или стены следует
принимать:

1,3 м. - для резервуаров объемом 10 000 м3 и более;

0,8 м. - для остальных резервуаров.

Резервуары в группе следует располагать:

- номинальным объемом менее 1000 м3 - нс более чем в четыре
ряда;

- объемом от 1000 до 10 000 м3 - не более чем в три ряда;

- объемом 10 000 м3 и более - нс более чем в два ряда.

В нормативных документах [83] предлагаются некоторые
новые виды защитных сооружений, такие как:

1. ограждающая стена с волоноотражающим козырьком;

2. дополнительная защитная степа.

В документации приводится подробная методика расчета
данных сооружений. Ограждающая стена с волноотражающим
козырьком является самостоятельным защитным сооружением и
устанавливается вместо защитного обвалования. Дополнительная
защитная стена является дополнительным сооружением,
возводящимся па некотором расстоянии от защитного обвалования.

Ограждающая стена с волноотражающим козырьком
предназначена для полного удержания волны жидкости при
квазимгновенном разрушении наземного вертикального резервуара
или группы резервуаров в диапазоне изменения исходных данных:

100<VH<30 000,
3<L<30,

где V„ - номинальный объем резервуара, м3; L - расстояние от
ограждающей стены до стенки резервуара, м.

Схема ограждающей стены, имеющей волноотражающий
козырек, с указанием основных геометрических параметров приведена
па рис. 1.2.

Дополнительная защитная стена предназначена для полного
удержания волны жидкости, переливающейся через земляное
обвалование или ограждающую стену отдельно стоящего наземного
вертикального резервуара или группы таких резервуаров, в
следующем диапазоне изменения исходных данных:

400 < V,, < 5000;

0,10 < а/Нж< 0,25;

0,4 < L/Dp< 1,0;
0,5 <v< 5,0.

где V„ - номинальный объем резервуара, м3, а - высота ограждения, м,
Нж - максимальный уровень жидкости в резервуаре, м, Dp - диаметр
резервуара, м, L - расстояние от резервуара до ограждения, м, v -
коэффициент кинематической вязкости жидкости, сСт.

Дополнительная защитная стена представляет собой
вертикальную преграду высотой hcl (рис. 1.3), расположенную с одной,
двух, грех сторон или по всему периметру ограждения отдельно
стоящего резервуара или группы резервуаров .

Гис. 1.2. Принципиальная схема ограждающей стены с
волноотражающим козырьком

1 - защитная стена', 2 - волноотражающий козырек', 3 - площадка
отражения потока', 4 - основание стены.
Рис. 1.3. Расчетная схема дополнительной защитной стены

В последнее время для предотвращения аварийного разлива
химических веществ находят применение двустенные резервуары (в
этом случае допускается не устраивать обвалования и ограждающие
стены), а для локализации площади разлива вместо нормативных
ограждений предлагается использовать защитные стены с
волноотражающим козырьком. Заменить все РВС, находящиеся в
эксплуатации, на двустенные резервуары не представляется
возможным. Кроме того, при определенных достоинствах такие
резервуары значительно дороже РВС, при их эксплуатации возможно
образование горючей паровоздушной смеси в межстенном
пространстве, а также имеются трудности при обслуживании
основного резервуара и другие недостатки. Защитные стены с
волноотражающим козырьком не рационально использовать для
защиты резервуаров на нефтепромыслах, резервуарных парков
небольших нефтебаз, при недостаточной несущей способности грунта,
так как они представляют собой монументальные сооружения, высота
которых соизмерима с высотой защищаемых резервуаров, а толщина
стен у основания достигает 1,5 м и более.

В ряде нормативно-технических документов рекомендуется за
нормативным ограждением на наиболее опасных направлениях
устраивать дополнительные защитные преграды, служащие для сбора
разлившихся жидкостей и отвода их в аварийные емкости. Параметры
таких сооружений в нормативной и специальной литературе не
приводятся.
1.4. Краткий обзор существующих методик прогнозирования
последствий аварийных разливов жидких химических
веществ

На данный момент существует несколько методик
прогнозирования последствий аварий, связанных с разгерметизацией
резервуарного оборудования.

Согласно «Методике определения пожарного риска на
производственных объектах» количество жидкости, перелившейся
через защитное сооружение, находится из представленного графика
(рис. 1.4), при этом основным критерием является отношение высоты
защитного сооружения к высоте столба жидкости.

Рис. 1.4 График для определения количества .жидкости, перелившейся
через защитные сооружения

Q - количество жидкости перелившейся через защитное сооружение,
%, а - высота защитного сооружения, м, ho - высота столба
жидкости, л/.

Площадь разлива находится по формуле
пр ~ fp V ж>

(1.1)
где fP - коэффициент разлития, м Уж - объем жидкости, поступившей
в окружающее пространство при разгерметизации резервуара, м3.

«Методика прогнозирования площадей разливов нефти и
нефтепродуктов при квазимгновснных разрушениях РВС» разработана в
Академии ГПС МЧС РФ на основе анализа представительной выборки
из генерального массива статистических данных реально происшедших
разрушений РВС на объектах хранения и транспортировки
химических веществ страны за более чем 50-летний период.
Результатом данных исследований явилась номограмма для
определения прогнозируемой площади разлива жидкости (рис 1.5).

Рис. 1.5. Номограмма для определения прогнозируемой площади
разлива жидкости

V - объем резервуара, л/3; S - площадь разлива, м2; I - гидравлический
уклон рельефа местности.

Следующая методика, разработанная АО "ВНИИПИНЕФТЬ",
приведена в «Рекомендациях по обеспечению пожарной безопасности
объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной
территории». В данной методике площадь разлива находится по
формуле

F,p=f,V,„ (1.2)
где F?p - площадь зоны разлива, м2; f? - коэффициент разлива, м'1; Vp -
номинальная вместимость резервуара, м3.

Коэффициент разлива характеризует уклон рельефа
подстилающей поверхности.

Представленные методики по своему принципу схожи и
обладают рядом ограничений. Помимо отсутствия влияния таких
немаловажных факторов, как особенности рельефа и промышленной
застройки, свойств подстилающей поверхности и жидкости,
полученные значения площади разлива могут дать лишь
приблизительную оценку последствиям возможных аварий.
2. ПРИЧИНЫ АВАРИЙ, СВЯЗАННЫХ С
РАЗГЕРМЕТИЗАЦИЕЙ РЕЗЕРВУАРНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ

2.1. Особенности квазимгновенной разгерметизации
резервуарного оборудования

Основная опасность резервуарных парков, приводящая к
катастрофическим последствиям с большим материальным ущербом
и гибелью людей, связана с возможностью полного разрушения
резервуара и формированием гидродинамической волны. Нередко
такие аварии приводили к чрезвычайным ситуациям,
сопровождавшимся травмами и гибелью людей, значительным
материальным потерям и нанесением большого ущерба окружающей
среде. Процесс разрушения резервуара и распространения жидкости
чрезвычайно быстрый. При разрушении РВС, стенка РВС в основном
разрушалась на всю высоту и за счет больших радиальных усилий,
связанных с давлением жидкости при се истечении из резервуара,
отрывалась от днища, а ее края разворачивались на 120...180 град.
Стенка резервуара с силой отбрасывалась с фундамента в сторону,
противоположную направлению истечения жидкости, а крыша РВС
обрушивалась на днище.

При квазимгновенном раскрытии стенки резервуара
нарушается первоначальное состояние хранящейся в нем жидкости, то
есть изменяются во времени параметры движения в отдельных точках
пространства, занятого движущейся жидкостью, вследствие чего
возникает ее неустановившееся движение в открытом русле.
Изменение параметров движения жидкости, в свою очередь, является
возмущением, вызывающим перемещение вниз по течению волны
прорыва. Вследствие резкого изменения глубины потока на
сравнительно коротком расстоянии (рассматривается расстояние от
стенки резервуара до защитного ограждения) движение жидкости
будет быстро изменяющимся, а волна прорыва - соответственно,
прорывной волной.

Наиболее опасным фактором гидродинамического растекания
является практически мгновенный перенос жидкости и других
опасных факторов на большие расстояния. Возможность человека
покинуть опасную зону до прихода в рассматриваемую точку
гидродинамической волны будет зависеть от времени добегания до
данной точки жидкости, адекватности действий человека в
сложившейся ситуации и скорости его передвижения. В литературе
приведен принцип оценки времени растекания жидкости при полной
квазимгновенной разгерметизации резервуара и получены следующие

Рис. 2.1. Характер изменения времени и скорости добегания
гидродинамической волны прорыва жидкости до рассматриваемой
точки

Процесс разлива можно условно разделить на две стадии:

1) разлив под действием гравитационных сил и собственного
веса жидкости;

2) растекание жидкости под действием сил поверхностного
натяжения и уклона местности;

Первая стадия характеризуется скоротечностью процесса и
быстрым переносом жидкости на большие расстояния. Вторая стадия
в зависимости от уклона местности является вялотекущей, но именно
во второй стадии разлив достигает своей максимальной площади.
Основным фактором, влияющим на площадь растекания жидкости во
второй стадии, являются свойства подстилающей поверхности и
испаряемость жидкости.

Масштабы последствий при разгерметизации резервуаров
могут варьироваться в широких пределах и зависят от следующих
взаимосвязанных факторов:
• физико-химических свойств опасных веществ;

• количества опасного вещества, попавшего в окружающую среду;

• характеристик местности, где произошел разлив (рельеф, характер
шероховатости подстилающей поверхности, наличие застройки и т.п.)

2.2. Основные причины аварий при эксплуатации резервуаров

Основываясь па результатах отчета о научно-
исследовательской работе «Комплексная оценка природных и
техногенных рисков» [27], выполненного Всероссийским научно-
исследовательским институтом по проблемам гражданской обороны и
чрезвычайным ситуациям (ВНИИ ГОЧС), а также анализе сведений,
приведенных в периодической литературе, определены основные
причины произошедших аварий. Обобщенный анализ аварий на
технологическом оборудовании по стране приведен в табл. 2.1,2.2.

Однако основной сложностью для оценки последствий
возможных аварий, связанных с проливами жидких химических
веществ, является прогнозирование площади разлива. Следует
отметить, что достоверное определение площади разлива химических
веществ лежит в основе прогнозирования последующих опасных
факторов и разработки соответствующих мер защиты, а также служит
исходными данными для расчета сил и средств, требуемых для
локализации и ликвидации проливов химических веществ.

Таблица 2.1

Основные^ нричшия разрушения 1пехпологическогр оборудовали^

№ п/п Причины разрушения Относител ьное количеств О (%)
1 Механические разрушения в результате гидроиспытаний, дефектов сварного шва, концентраций напряжений в зоне упорного уголка, при осадках основания фундамента и др. 46,2
2 Хрупкие разрушения при низких температурах 15,4
3 Воздействие взрывной волны 15,4
4 Коррозия 10,8
5 Воздействие высоких температур при пожаре 7,7
№ п/п Причины разрушения Отпосител ьное количеств О (%)
6 Землетрясение 3,0
7 Диверсионный акт 1,5

Таблица 2.2

Последствия- аварии на !пехнологическоу оборудовании^_____

№ п/п Последствия Относительн ое количество (%)
1 Растекание по подстилающей поверхности 85
2 Выброс нефти с мгновенным воспламенением 3
3 Выброс нефти с последующим пожаром разлития И
4 Аварии, сопровождающиеся объемным взрывом и последующим пожаром разлития 1

Согласно материалам нарушение работоспособности
происходит в большинстве случаев вследствие коррозионных
повреждений металлической оболочки или в первые годы
эксплуатации вследствие дефектов изготовления.

Внутренняя коррозия резервуаров, вызываемая паровоздушной
смесью в газовом пространстве, отдельными составляющими
химических веществ, осаждающимися на дне подтоварными водами,
поражает отдельные конструктивные элементы резервуаров и
соединения. Определенные размеры коррозионных повреждений
металлической оболочки и дефекты изготовления требуют остановки
резервуара на капитальный ремонт. На рис. 2.2 приведена гистограмма
распределения числа резервуаров объемов 1000 м3 [30],
эксплуатирующихся на нефтебазах. Большая часть резервуаров этого
объема сооружена 7-15 лет назад. При проектировании резервуаров
должен соблюдаться принцип равнонадсжности элементов: кровли,
стенки и днища.

Однако, как показывает обследование, элементы резервуаров
разных объемов имеют различные характеристики надежности.
Зависимость интенсивности отказов стенки резервуаров
объемом 1000 м3 от времени эксплуатации представлена на рис. 2.3.

Влияние времени эксплуатации резервуаров на интенсивность
отказов различных конструктивных элементов показано на рис. 2.4, из
которого видно, что в резервуарах объемом 1000 м3 менее надежным
элементом является днище. Период нормальной эксплуатации днища
длится примерно до 11 лет вместо 15 для стенки и кровли.
Статистические данные показывают, что в среднем в резервуарах
объемом 1000 м3 коррозия днища интенсивнее коррозии других
конструктивных элементов.

t, годы

Рис. 2.2.1 испюграмма числа резервуаров оЬъемом 1000 л/3,
П - число резервуаров, t- время эксплуатации
Интенсивность отказов кровли, стенки и днища резервуаров
объемом 5000 м3, эксплуатирующихся на нефтеперекачивающих
станциях в условиях высокой оборачиваемости нефтепродуктов,
изменяет картину коррозионных повреждений конструктивных
элементов (рис.2.5).

Период интенсивного физического износа кровли и стенки
резервуаров начинается примерно после 11 лет эксплуатации.
Коррозионный износ днища протекает медленнее. Для кровли
резервуаров объемом 5000 м3 характерна стадия приработки: в
начальный период эксплуатации (до 3 лет) число отказов несколько
превышает их число в нормальным период (от 3 до И лет). Однако в
резервуарах больших объемов в первый период эксплуатации
наблюдаются нарушения герметичности резервуаров, появляются
отпотины и течи вследствие дефектов в сварных швах, что ведет к
остановке резервуаров на ремонт в первые три года их эксплуатации.
Рис.2.3. Зависимость интенсивности отказов z(At) стенки
резервуаров объемом 1000 м от времени эксплуатации t [30]
Рис.2.4. Влияние времени эксплуатации на интенсивность отказов
конструктивных элементов резервуаров объемом 1000 л/3.

1- днища, 2- стенки, 3- кровли

При сравнении графиков (см. рис. 2.4 и 2.5) видно, что
интенсивность отказов кровли и стенки резервуаров объемом 5000 м3
значительно выше интенсивности отказов соответствующих
конструктивных элементов резервуаров объемом 1000 м3, а
интенсивность отказов днища остается примерно на одном уровне и не
зависит от объема резервуара. Это указывает на то, что
конструктивные элементы резервуаров имеют различные показатели
надежности.
Рис. 2.5 Влияние времени эксплуатации на интенсивность отказов
конструктивных элементов резервуаров объемом 5000 л/3.

1- днища, 2- стенки, 3- кровли.

Приведенный анализ свидетельствует о том, что основными
предпосылками возникновения разрушения резервуаров являются:

1) большой процент износа эксплуатируемых в
настоящее время резервуаров (до 80%);

2) сложный характер нагружения конструкций;

3) коррозия;

4) нарушение режимов эксплуатации.

Следует отметить, что согласно материалам экспертиз аварий,
раскрытие РВС происходило в основном, вследствие разрушения
наиболее нагруженного конструктивного элемента - узла сопряжения
стенки с днищем резервуара. При этом стенка РВС разрушалась во
всю высоту при истечении жидкости из резервуара, отрывалась от
днища.

Для обоснования этих данных был произведен расчет
нагруженности стенок стандартного РВС-5000 (рис.2.6). Расчет
производился в специализированном программном комплексе.
Условия проведения расчета были следующими:

1. Расчет производился для резервуара РВС-5000,
геометрические размеры представлены в табл. 2.3;

Таблица 2.3
Пеометрические размеры резервуара РВС-№№

№ п/п Тип резервуара Высота, мм Диаметр, мм Толщина стенок, мм Масса, кг
1 РВС-5000 м3 12000 22800 10 129900

2. При расчете принималось, что резервуар на 100 % заполнен
водой при температуре в 20s С, со следующими свойствами:
вязкость - 1,003* 10’3 Па-с, плотность - 998,2 кг/м3.

3. Не учитывалось влияние ветровой нагрузки.

4. Учитывалась масса резервуара.
NODAL SOLUTION

STIP-1

.5691+07 .3971+08 .7381+08 .1081+09 .1421+09

.2271+08 .$871+08 .9081+08 .1251+09 .1591+09

Puc.2.6. Расчет нагруженности стенок резервуара

Данный расчет подтвердил, что наиболее нагруженной
областью резервуара является область сопряжения стенки с днищем
резервуара (область уторного уголка). Давление, оказываемое на эту
область, составляет 0,142-Ю9 Па. Данное значение свидетельствует о
крайней нагруженности этой области резервуара, и в случае
некачественных монтажных работ, образования коррозии, отсутствия
надлежащего контроля или нарушений условий эксплуатации может
привести к разрушению всего резервуара.
3. ДИНАМИКА ЖИДКОСТНЫХ ПОТОКОВ ПРИ

РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ РЕЗЕРВУАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

3.1. Математическая модель движения жидкости

Рассмотрим растекание жидкости по неровной поверхности
при аварийной разгерметизации резервуарного оборудования.
Изначально жидкость находится в резервуаре цилиндрической формы,
стоящем на поверхности, а затем после раскрытия стенок резервуара,
жидкость начинает растекаться по поверхности под действием
гравитационных сил.

При рассмотрении процесса разлива при разгерметизации
резервуарного оборудования были приняты некоторые допущения:
• рассматривается растекание ньютоновских жидкостей по
подстилающей поверхности;

• используется трехфазная модель (жидкость, воздух грунт);

• процесс разгерметизации резервуара происходит мгновенно;

• отсутствует теплообмен между жидкостью и подстилающей
поверхностью;

• течение жидкости принято ламинарным;

• растекание происходит ио смачиваемой поверхности;

• учитывается сила поверхностного натяжения;

• задаются условия прилипания на границе фаз жидкость - грунт;

• учитывается убывание жидкости за счет фильтрации в грунт;

• учитывается испарение жидкости с поверхности разлива;

Жидкости всегда подвержены действию некоторых сил. Эти
силы являются в основном распределенными, т.е. действующими во
всех точках объема. По характеру действия распределенные силы
можно разделить на поверхностные и массовые (объемные). К числу
первых относятся силы вязкости и давления, ко вторым относятся
силы тяжести, инерции. Поверхностные силы являются результатом
непосредственного воздействия на частицы жидкости соседних с ними
частиц или других тел.

Система уравнений, описывающая трехмерное нестационарное
движение реальной жидкости называется уравнениями Навье-Стокса
(развернутая форма):
dp
az

a2w7 a2w7 a2wz

эх2

az2

dwz ,

—~ +ux
at

aw7
ax

awz
y ay

aw7
г”аГ

Вместе с уравнением неразрывности:

+^L =0 (3.2)

ax ay az

данные уравнения образуют замкнутую систему для определения
функций wx, wy, wz и р.

Для решения системы уравнений (3.1), необходимо задать
граничные условия. На поверхности стенки задается условие
прилипания, т.е. при z=zCT wx и wy=0. Не менее важной задачей
является моделирование реальных свойств подложки, таких как
пористость и глубина проникновения жидкости, учет потери жидкости
за счет фильтрации в грунт и испарения. Учет перечисленных
факторов осуществляется при помощи ввода пользовательских
функций, описанных ниже.

3.2. Влияние испарения и фильтрации жидкости в грунт на
характеристики разлива

3.2.1. Влияние убывания жидкости за счет фильтрации

жидкости в грунт

Поровое пространство грунта - сложная система
сообщающихся и несообщающихся межзернистых пустот, в которой
трудно выделить отдельные поровые каналы. Размеры пор в песчаных
породах составляют обычно единицы или десятки микрометров (мкм).
Так как движение жидкости в пласте происходит с очень малыми
скоростями, порядка микрометров в секунду (в гидромеханике
движения со столь малыми скоростями называются ползущими), и при
наличии теплоотводящих поверхностей большого размера, процесс
фильтрации с высокой степенью точности в большинстве случаев
можно считать изотермическим. В то же время при фильтрации в
горных породах возникает значительная сила трения. При движении
жидкости в пустотном пространстве коллектора соприкосновение
между твердым скелетом и жидкостью происходит по огромной
поверхности. Например, в 1м3 пористой среды (песчаника) площадь
поверхности пустотного пространства может достигать порядка 104
м2, поэтому основным свойством жидкости, которое влияет на
фильтрацию, является его вязкость.

Подземная гидромеханика, как уже отмечалось, является
специальным разделом гидромеханики. Это означает, что при
определении физических величин, характеризующих процесс
фильтрации, и написании законов сохранения будет использоваться
гипотеза сплошности, согласно которой изучаемые объекты
(например, движущаяся жидкость) считаются заполняющими всю
область (пространство, в котором ставится и решается задача)
непрерывно. По под пористой средой понимается множество твердых
частиц, тесно прилегающих друг к другу, сцементированных или
несцементированных, пространство между которыми (поры, трещины)
заполнено жидкостью и/или газом. Таким образом, фильтрационное
течение пластовых жидкостей представляет собой совокупность
множества отдельных микродвижений в неупорядоченной системе
поровых каналов (рис. 3.1). Следовательно, истинное фильтрационное
течение не является «сплошным», и при определении физических
характеристик вводятся эффективные (фиктивные) величины, которые
«размазываются» но всему объему непрерывным образом (рис. 3.2).
Реальные скорости, давления и т.д. заменяются на эффективные,
которые представлены на рисунке в виде равномерной сетки из
квадратов.
Рис\ 3.1. Схематическое представление пористой среды.

1 - поровые каналы, 2 - твердый скелет

Рис 3.2. Схематическое представление эффективного описания

Согласно [72], уравнением, описывающим фильтрацию
несжимаемой вязкой жидкости в педеформируемый грунт, является
уравнение, базирующееся на законе Дарси:

(3.3)
где *0 - коэффициент проницаемости грунта, м2; ц - коэффициент
динамической вязкости жидкости, Па с.

Коэффициент проницаемости грунта рассчитывается
следующим образом:

D2m3

к° (34)

где m - влагоемкость грунта, D - диаметр частиц грунта.

Уравнение (3.3) позволяет учитывать убывание жидкости из
объема пролива за счет фильтрации в грунт.

3.2.2. Влияние убывания жидкости за счет испарения

Переход вещества из жидкой фазы в газообразную (испарение)
осуществляется посредством диффузии. Перенос массы вещества в
свободную от него дисперсную среду, задерживаемый силами
внутреннего трения, называется диффузией, причем диффузия протекает
в направлении от высшей концентрации к низшей. Движущим фактором
процесса переноса массы является наличие градиента концентрации с,
представляющего собой изменение концентрации на единицу пути
диффундирующего вещества и математически выражающегося
величиной dc/dz.

Скорость диффузии может быть выражена равенством

. _ G ас

Wz Fat-4)dz' (3,5)

где F - площадь поверхности диффузии; D - коэффициент диффузии,
определяется из справочных таблиц.

Решая данное уравнение относительно количества
испарившегося вещества G, получим

G =—Daxay—at

(3.6)
3.3. Численное моделирование процесса течения жидкости при
разгерметизации резервуарного оборудования

Создание геометрии расчетной области проводится в
препроцессоре Gambit. Численное моделирование процесса течения
жидкости при разгерметизации резервуаров проводится в решателе
программного комплекса по расчету задач гидрогазодинамики,
подобного Fluent.

Численное моделирование процесса течения жидкости при
разгерметизации резервуаров состоит из нескольких этанов:

1. Создание геометрии и расчетной сетки.

2. Импортирование сетки.

3. Проверка правильности сетки.

4. Выбор решателя.

5. Выбор определяющих уравнений, составляющих модель.

6. Задание физических свойств веществ.

7. Задание граничных условий.

8. Настройка параметров контроля решения.

9. Инициализация поля течения.

10. Расчет.

11. Анализ результатов.

12. Сохранение результатов.

13. В случае необходимости пересмотр физических и
численных моделей.

3.3.1. Построение расчетной области

На первом этапе решения задачи осуществлялось построение
расчетной области, разбиение расчетной области на подобласти,
построение сетки, постановка граничных условий. Построение
расчетной области и построение сетки осуществлялось в
препроцессоре Gambit.

Использовались структурированные сетки со сгущением узлов
вблизи твердой поверхности (рис. 3.3). Течение жидкости происходит
только по поверхности грунта, вследствие этого сгущение сетки
проводилось вблизи твердой поверхности, с высотой первой ячейки
равной 0,1 м и коэффициентом роста 1,2.
Рис. 3.3. Примеры сепюк со сгущением ячеек
Далее сетка импортировалась в решатель программного
комплекса по расчету задач гидрогазодинамики, подобного Fluent.

3.3.2. Задание физических свойств веществ и граничных условий

После создания сетки, необходимо определить требуемые
свойства веществ и типы граничных условий. На рис. 3.4 приведено
распределение используемых в расчетной области веществ.

Рис. 3.4. Схема расчетной области

Задаваемыми типами граничных условий были следующие:
wall («стенка»), symmetry («симметрия»), porosity («пористость»).
Рассмотрим каждый из типов граничных условий.

Wall («стенка»), грани ABGH, GHEF, CDEF, этот тип
граничных условий представляет собой твердую поверхность (стенку).
Использовалась для задания нижней и боковой границ.

Symmetry («симметрия»), грань ABCD. Представляет собой
плоскость симметрии со следующим условием: нормальные градиенты
всех переменных в плоскости симметрии равны нулю.

Porosity («пористость»), данный тип задавался для области
ADEHIJKL для имитации убывания жидкости за счет фильтрации в
грунт. При этом задавался коэффициент пористости, соответствующий
выбранному типу грунта.

3.3.3. Выбор тага по времени

В связи с тем, что применяемая схема дискретизации
полностью неявная, отсутствуют какие-либо условия, которым должен
удовлетворять шаг но времени. Приблизительно шаг по времени
можно вычислить по формуле

At=L/V, (3.7)

где L- размер элемента в направлении движения жидкости, V- скорость
движения жидкости.

Однако оптимальное значение шага по времени находится в
процессе решения. Для определения наиболее подходящего для
конкретной задачи шага по времени в процессе решения следует
руководствоваться следующими рекомендациями: оптимальное число
итераций на каждом шаге составляет 10 -15. Если решение не сходится
за это количество итераций, то шаг по времени принят слишком
большим и его следует уменьшить. Если же решение сходится за
мсныпес количество итераций, то шаг по времени нужно увеличить.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСТЕКАНИЯ
ЖИДКОСТИ ПРИ АВАРИЙНОЙ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ
РЕЗЕРВУАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1. Исследование процесса растекания жидкости при полной
квазимгновенной разгерметизации резервуара

Для изучения процессов течения жидкостей при
разгерметизации резервуарного оборудования было решено провести
ряд экспериментов, моделирующих полную квазимгновенную
разгерметизацию резервуара.

Условия проведения экспериментов были следующими:
в качестве рабочих жидкостей использовались вода, глицерин и ацетон
при температуре 22Q С, со следующими свойствами:

Вода:

> вязкость 1,003*103 Па-с,

> плотность 998,2 кг/м3.

Глицерин:

> вязкость 1,48 Па-с,

> плотность 1261 кг/м3.

Ацетон:

> вязкость 0,325 Па-с,

> плотность 790,8 кг/м3.

В качестве подстилающей поверхности использовался
естественный грунт (суглинок), с влагосмкостью 0,47 м3/м3, и
коэффициентом проницаемости, равным 6,17 м2

• Температура окружающей среды 22Q С

• Скорость ветра 0 м/с.

Для исследования процесса разлива жидкости при
квазимгновенной разгерметизации резервуара была создана
экспериментальная установка, имитирующая полную,
квазимгновенную разгерметизацию резервуара РВС-100 в масштабе
1:38 (рис. 4.1), построенная в соответствии со СНИП.
Данная экспериментальная установка состоит из подложки, на
которую нанесен грунт, площадки с обвалованием, резервуара,
устройства быстрого подъема емкости, держателя камеры и самой
камеры.

После заполнения емкости водой приводился в действие
механизм моментального подъема емкости. После окончания течения
жидкости съемная площадка с обвалованием снималась, и
находящаяся в ней жидкость сливалась в мерный цилиндр для
определения количества жидкости, оставшейся в обваловании.
Количество жидкости, вылившейся за пределы обвалования,
вычислялось как разница между общим количеством жидкости и
количеством жидкости, оставшемся в обваловании. Далее измерялись
размеры разлива. Для измерения площади разлива составлялась карта
разлива. Для этого находились координаты точек границы разлива и
наносились на специально подготовленное поле.

В процессе эксперимента измерялись объем жидкости,
оставшейся в обваловании, и площадь разлива. Объем жидкости,
перелившейся через обвалование, вычислялся из разницы исходного
объема жидкости и объема жидкости, оставшейся в обваловании.
Время течения жидкости находилось при анализе видеосъемки.
Механизм

подъема

Камера

мгновшного
Рис. 4.1. Схема экспериментальной установки

4.1.1 Результаты экспериментов с водой в качестве рабочей
жидкости

Исходные данные для эксперимента:

высота обвалования h - 0,008 м.

объем емкости V - 500 мл.

степень заполнения емкости - 100%

расстояние от центра резервуара до подошвы обвалования L -
0,1 м.

жидкость - вода.

Было проведено более 20 повторений данного эксперимента.
Средние значения резулы а гов эксперимента представлены в табл.4.1.
Согласно полученным результатам, 69,56 % от общего объема
жидкости вылилось за пределы защитного обвалования.

Таблица 4.1

Средние значения результатов эксперимента

Объем жидкости, оставшейся в обваловании, мл Объем жидкости, вылившейся за пределы обвалования, мл Площадь пролива, см2
Среднее значение согласно эксперименту 152(±11) 348 (±11) 2657(±324)

Таким образом, расхождение экспериментальных данных
составило: 7 % по объему разлива и 12 % по площади разлива.
Расхождение объясняется сложностью достижения идеальной
горизонтальности экспериментальной установки.

Далее в процессе проведения экспериментов с водой
изменялись степень заполнения емкости, расстояние от центра
емкости до внутреннего откоса обвалования L и высота обвалования h.
Было проведено по 5 повторений каждого эксперимента. Результаты
данных экспериментов представлены в табл. 4.2.
Результаты экспериментов

Таблица 4.2.

п/п Условия экспериме нта Объем жидкости, перелившейся через обвалование, мл Процент жидкости, перелившейся через обвалование, % Площадь разлива, см2)
1 V=250 мл. L=100 мм. h=8 мм. 105 42 921
2 V=375 мл. L=100 мм. h=8 мм. 206 55 1441
3 V =500 мл. L =100 мм. h=8 мм. 347 69,5 2657
4 V=250 мл. L=150 мм. h=5 мм. 132 52,8 1420
5 V=375 мл. L=150 мм. h=5 мм. 236 63 2071
6 V =500 мл. L=150 мм. h=5 мм. 355 71 2683
7 V=250 мл. L=150 мм. h=8 мм. 46 18,5 1127
8 V=375 мл. L=150 мм. h=8 мм. 102 27 1407
9 V =500 мл. L=150 мм. h=8 мм. 207 41 1924
4.1.2. Результаты экспериментов с глицерином в качестве
рабочей жидкости

Исходные данные для эксперимента:

высота обвалования h - 0,008 м.;

объем емкости V - 500 мл.;

степень заполнения емкости - 100 %;

расстояние от центра резервуара до подошвы обвалования L -
0,1 м.;

жидкость - глицерин.

Было проведено 7 повторений данного эксперимента. Средние
значения результатов экспериментов представлены в табл. 4.3.
Согласно полученным результатам, 32,68 % от общего объема
жидкости вылилось за пределы защитного обвалования.

Таблица 4.3.

Средние значения результатов эксперимента

Объем жидкости оставшейся, в обваловании, мл Объем жидкости вылившейся, за пределы обвалования, мл Площадь пролива, см2
Среднее значение согласно эксперименту 336 (±28) 164 (±28) 934 (±98)

Таким образом, расхождение экспериментальных данных
составило: 8 % по объему разлива и 10 % по площади разлива.
Расхождение объясняется сложностью достижения идеальной
горизонтальности экспериментальной установки.

4.1.3. Результаты экспериментов с ацетоном в качестве
рабочей .жидкости.

Исходные данные для эксперимента:

высота обвалования h - 0,008 м.;
объем емкости V - 500 мл.;

степень заполнения емкости - 100%;

расстояние от центра резервуара до подошвы обвалования L -
ОД м.;

жидкость - ацетон.

Было проведено 7 повторений данного эксперимента. Средние
значения результатов экспериментов представлены в табл. 4.4.
Согласно полученным результатам, 77,28 % от общего объема
жидкости вылилось за пределы защитного обвалования.

Таблица 4.4

Средние значения результатов эксперимента

Объем жидкости оставшейся в обваловании, мл Объем жидкости вылившейся за пределы обвалования, мл Площадь пролива, см2
Среднее значение согласно эксперименту 114 (±34) 386(±34) 2903 (±307)

Таким образом, расхождение экспериментальных данных
составило: 7 % по объему разлива и 10 % по площади разлива.
Расхождение объясняется сложностью достижения идеальной
горизонтальности экспериментальной установки.

4.1.4. Оценка адекватности методики

Для оценки адекватности предложенной методики было
проведено моделирование данных экспериментов. Условия
моделирования были максимально приближены к условиям
проведения эксперимента:

• В качестве рабочих жидкостей использовались вода,
глицерин и ацетон при температуре в 20 ОС со
с л еду ю щи м и с во йства м и:

вода:

> вязкость 1,003*103 Па-с,
п

плотность 998,2 кг/м .

глицерин:

> вязкость 1,48 Па-с,

> плотность 1261 кг/м3.

ацетон:

> вязкость 0,325 Па-с,

> плотность 790,8 кг/м3.

• температура окружающей среды: 20 QC,

• давление 101325 Па - 760 мм.рт.ст.,

• скорость ветра 0 м/с.

Геометрия расчетной области полностью соответствовала
геометрии экспериментальной установки (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Геометрия расчетной области

4.1.5. Оценка адекватности модели на результатах эксперимента, с
водой в качестве рабочей жидкости

Для оценки адекватности предложенной модели проводилось
моделирование экспериментов, в которых изменялась степень
заполнения емкости, высота обвалования h, расстояние от центра
емкости до внутренней подошвы обвалования L. Сравнение
численных результатов представлено в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Сравнение результатов

№ Условия Объем жидкости, перелившейся через обвалование, мл (эксперимент) Объем жидкости, перелившей ся через обвалование , мл (расчет) Площадь разлива, см2 (экспери мент) Площад ь разлива, см2 (расчет)
1 V=250 мл L=100 мм h=8 мм 105 98,3 921 892
2 V=375 мл L =100 мм h=8 мм 206,25 192.1 1441,3 1493
3 V =500 мл L=100 мм h=8 мм 347,8 362,2 2657 2694
4 V=250 мл L=150 мм h=5 мм 132 141,8 1420 1451
5 V=375 мл L=150 мм h=5 мм 236,6 247,7 2071 2138
6 V =500 мл L=150 мм h=5 мм 355 343,9 2683 2716
7 V=250 мл L=150 мм h=8 мм 46,3 39,8 1127,6 1147
8 V=375 мл L=150 мм h=8 мм 102,75 105,9 1407,75 1428
9 V =500 мл L =150 мм h=8 мм 207 211,8 1924 2021

Таким образом, расхождение экспериментальных и расчетных
данных составило: 12 % по объему разлива и 10 % по площади
разлива. Однако, несмотря на небольшое расхождение расчетных
данных с экспериментальными, можно судить об адекватности дайной
модели.

4.1.7. Оценка адекватности модели на результатах эксперимента, с
глицерином в качестве рабочей жидкости

Сравнение результатов эксперимента и результатов
моделирования данного эксперимента приведено в табл. 4.6.

Таблица 4.6

Сравнение численных значений

Объем жидкости, оставшейся в обваловании, мл Объем жидкости, вылившейся за пределы обвалования, мл Площадь пролива, см2
Среднее значение согласно эксперименту 336,6 163,4 934
Значение согласно расчету 309 191 1053

4.1.8. Оценка адекватности модели на результатах эксперимента, с
ацетоном в качестве рабочей жидкости

Сравнение результатов эксперимента и результатов
моделирования данного эксперимента приведены в табл. 4.7.
Таблица к.7

Сравнение численных значений

Объем жидкости, оставшейся в обваловании, мл Объем жидкости вылившейся, за пределы обвалования, мл Площадь пролива, см2
Среднее значение согласно эксперименту 113,6 386,4 2903
Значение согласно расчету 98,7 401,3 3224

Сравнение расчетных и экспериментальных данных
представлено на рис. 4.3.
Рис. 4.3. Сравнение расчетных и экспериментальных данных

Основываясь па вышеизложенном, можно сделать вывод, что
данная методика показала себя как адекватно описывающая все детали
развития аварии, связанных с разгерметизацией резервуарного
оборудования. Процент погрешности, возникающей при расчетах,
довольно мал, что позволяет использовать данную методику для
прогнозирования последствий ЧС.
4.1.9. Оценка адекватности методики на результатах

полномасштабного эксперимента

Помимо модельного эксперимента для проверки адекватности
модели были привлечены данные полномасштабного эксперимента,
проведенного в 2004 г. на одной из нефтебаз Липецкой области. В
ходе данного эксперимента разрушению подвергся РВС -700,
полностью заполненный водой. На представленных снимках (рис. 4.4)
отчетливо прослеживаются основные стадии процесса: рас-
пространение потока в направлении ограждения, сопровождающееся
понижением уровня жидкости в резервуаре; удар волны об обвалова-
ние и резкий выброс жидкости вверх и вдоль него; образование
частичного обратного вала жидкости, отраженного от преграды и
распространяющегося по направлению к центру резервуара; перелив
основной массы жидкости через обвалование и разлив воды на
значительной площади.

Гис. 4.4. Кадры видеосъемки полного разрушения Л7УС-700

При этом типе движения профиль волны имеет явно
выраженную кривизну линий тока, изменение которой столь круто,
что профиль потока разрывается, приходя в состояние высокой
турбулентности, однако форма движения волны неустойчива: в начале
движений профиль волны характеризуется крутым фронтом, но по
мере продвижения волны по сухому руслу он быстро распластывается.
При неограниченной ширине отводящего русла возникает свободное
растекание, на внешних границах которого глубина стремится к нулю.
В реальных условиях при ограниченной ширине отводящего русла
поток жидкости набегает на ограждения отводящего русла,
переливается через них или разрушает их.

Эксперимент также подтвердил особенности разрушения
конструкции РВС, выявленные в ходе анализа статистических данных
аварий резервуаров. В частности, после разрушения корпуса
резервуара по вертикали, по всей его высоте, стенка отрывается от
днища и кровли и разворачиваются на 180°. Реактивная сила сдвигает
резервуар с фундамента в противоположную от истечения жидкости
сторону. Кровля резервуара обрушивается на днище. На рис. 4.5
представлена карта пролива при проведении эксперимента.

Рис. 4.5. Карта пролива при полном разрушении PBC-70Q (Л?8)

Анализ результатов данного эксперимента подтверждает
характер взаимодействия образовавшегося потока жидкости с
земляным обвалованием. Основная масса жидкости перелилась через
обвалование, частично размыв его гребень. При этом ширина потока,
подходящего к обвалованию, примерно соответствовала диаметру
резервуара. Затем произошло резкое увеличение ширины потока,
особенно в направлении наибольшего уклона площадки. Площадь
разлива достигла своих максимальных размеров примерно через 6-8 с
с момента разрушения РВС, из-за особенностей рельефа местности
приняла трапецеидальную форму и составила 5,2 тыс.м2. При этом
разлив жидкости при разрушении резервуара на завершающем этапе
был ограничен расположенными в непосредственной близости
естественными оврагами глубиной от 2,5 до 7,0 м, что привело к
снижению фактической площади разлива.

При моделировании данного эксперимента принимались
следующие данные: площадь разрыва равнялась V2 от площади
боковой стенки резервуара; рабочая жидкость - вода; не
моделировалось смещение стенок резервуаров после аварии;
ограждение территории объекта, как видно из рис 4.6, не оказало
каких-либо препятствий па пути движения жидкости, поэтому не
учитывалось влияние ограждения; в связи с отсутствием подробного
описания рельефа области и оврага было принято, что вся
поверхность, кроме оврага, горизонтальна; сечение оврага имеет
форму треугольника, и дно оврага проходит по изолинии
соединяющей точки с отметками высот, при этом углубление дна
оврага происходит плавно. Геометрия расчетной области представлена
на рис. 4.6.
Рис. 4.6. Геометрия расчетной области

В данном расчете использовались комбинированные сетки.
Внутри области, ограниченной обвалованием, использовалась не
упорядоченная квадратная сетка, а за пределами обвалования в связи
со сложностью рельефа - октаэдрическая сетка.

Площадь разлива при моделировании - 5532 м2. Расхождение
расчетных и экспериментальных данных составляет 8 % по площади
разлива. На рис. 4.7 представлено графическое сравнение результатов
эксперимента и результатов моделирования данного эксперимента.
Рис. 4.7. Графическое сравнение карты разлива эксперимента с
картой* разлива полученной при моделировании данного эксперимента.
________- границы зоны разлива при эксперименте',

I - площадь разлива при моделировании эксперимента.

Как видно из представленного рисунка, разливы довольно
схожи, некоторые расхождения объясняются отсутствием подробного
описания рельефа местности.

Данная модель показала себя как адекватно описывающая все
детали развития аварии, связанные с разгерметизацией резервуарного
оборудования. Процент погрешности, возникающий при расчетах,
довольно мал, что позволяет использовать данную модель для
прогнозирования последствий ЧС(Н).
4.2. Исследование процесса растекания жидкости при полной
квазимгновснной разгерметизации резервуара

Согласно статистическим данным, среди аварий, связанных с
разгерметизацией резервуаров, наиболее распространенными (41,4 %),
были резервуары, номинальный объем которых составлял 5000 м3.
Поэтому в качестве объекта исследования была выбран сценарий
квазимгновенного разрушения одиночно стоящего РВС-5000,
окруженного защитными сооружениями в соответствии со СНИП. В
качестве рабочей жидкости использовался мазут.

В результате моделирования полного квазимгновенного
разрушения резервуара были получены следующие данные: объем
жидкости перелившейся через земляное обвалование, составил 3227 м3
(64,54 %). Площадь разлива при полной квазимгновенной
разгерметизации резервуара, окруженного земляным обвалованием,
составила 16446 м2. Динамика развития процесса разлива
представлена на рис. 4.8.
РисАЯ. Динамика процесса разлива РВС-Ъ№№
4.3. Исследование процесса растекания жидкости при аварии
с частичным разрушением стенок резервуара

Рассматривая сценарий аварии с частичным разрушением
стенок резервуара, были приняты следующие условия:

— моделировалась частичная разгерметизация РВС-5000;

— разгерметизация происходила мгновенно с частичным
раскрытием стенок резервуара;

— разрыв представлял собой параллелепипед высотой,
равной высоте резервуара;

— площадь разрыва варьировалась;

— в качестве защитного сооружения было выбрано
земляное обвалование как более опасное.

Было рассмотрено три варианта направления раскрытия стенок
резервуара (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Варианты направления раскрытия стенок резервуара

При моделировании аварии частичной разгерметизации
резервуаров в различных направлениях, площадь разрыва
принималась равной 25 % от площади боковой стенки резервуара.
Результаты моделирования представлены в табл. 4.8.
Таблица 4.8

Результаты моделирования частичной разгерметизации
в различных направлениях

А Б В
УЖи.Лреэ*100% 73,16 62,54 68,37

Сравнение результатов моделирования сценария частичной
разгерметизации резервуара по направлениям А, Б и В показывает, что
наиболее опасным является сценарий разлива по направлению А.

При моделировании аварии с раскрытием стенок в

направлении А были получены следующие результаты,

Рис. 4.10. Изменение ибьеми жидкости, перелившейся через
защитные сооружения, в зависимости от площади разрыва
V Рез* * процент жидкости, перелившейся через обвалование',
' отношение площади разрыва к площади боковой
стенки резервуара

Результаты моделирования показали, что наиболее опасным
сценарием аварии, связанной с разгерметизацией резервуарного
оборудования, является частичная разгерметизация с площадью
разрыва более 25 % от площади боковой стенки резервуара и менее 40
%, направлением перпендикулярно защитным сооружениям и
земляным обвалованием, выступающим в качестве защитного
сооружения.

Карты разлива при полной разгерметизации и разгерметизации
с площадью разрыва, равной 25% от площади боковой стенки
резервуара, приведены на рис. 4.11.

Рис. 4.11. Карты разлива

а - карта разлива при полной разгерметизации резервуара;

б - карта разлива при разгерметизации с площадью разрыва, равной
25% от площади боковой стенки резервуара

Приведенные значения площадей разлива свидетельствуют о
том, что при аварии, связанной с разгерметизацией резервуара с
площадью разрыва более 25 % от площади боковой стенки резервуара,
негативные последствия аварии будут более существенны. Также
следует отметить тог факт, что при полной разгерметизации
резервуара максимальное расстояние от центра резервуара до края
разлива составило 84 м, а при аварии с частичным разрушением
стенок резервуара -143 м. Данные значения свидетельствуют о том,
что при проектировании объектов согласно СНИП в случае аварии с
частичным разрушением стенок резервуара разлив может выйти за
пределы объекта, и в зоне аварии могут оказаться соседствующие
объекты, не подготовленные к возможным авариям, связанным с
разливами химических веществ. Кроме того, в случае выхода разлива
за пределы объекта вероятность дальнейшего развития аварии
возрастает (пожар пролива, взрыв паровоздушной смеси, токсическое
поражение людей, попадание химических веществ в водные объекты).

4.4. Анализ эффективности существующих защитных

сооружений

Для защиты от растекания нефтепродуктов при авариях на РВС
в отечественной и мировой практике применяются замкнутые
земляные обвалования или ограждающие стены из негорючих
материалов. Однако в нормативных документах предлагаются
некоторые новые виды защитных сооружений, такие как ограждающая
стена с волноотражающим козырьком и дополнительная защитная
степа. Ограждающая степа с волноотражающим козырьком является
самостоятельным защитным сооружением и устанавливается вместо
защитного обвалования. Дополнительная защитная стена является
дополнительным сооружением, возводящимся па некотором
расстоянии от защитного обвалования.

В качестве исследования был выбран сценарий
квазимгновенного разрушения одиночно стоящего РВС-5000,
окруженного защитными сооружениями в соответствии со СНИП и
ГОСТ. В качестве рабочей жидкости использовался мазут. Было
рассмотрено 4 варианта защитных сооружений:

— земляное обвалование высотой 1,8 м. и шириной у основания
2 м;

— бетонное каре высотой 1,8 м;

— стена с волноотражающим козырьком;

— дополнительная защитная стена.

В результате моделирования полного квазимгновенного
разрушения резервуара были получены следующие данные (табл 4.9).
Таблица 4.9.

Результаты моделирования разгерметизации резервуара
окруженного различными защитными сооружениями

Наименование защитного сооружения Земляное обвалова ние Бетонн ое каре Стена с волноотр ажающим козырько м Дополнит ельная защитная стена
Количество жидкости, перелившейся через обвалование, м3 3227 2744 670 0
Количество жидкости, перелившейся через обвалование, % 64,54 54,88 13,4 0
Площадь разлива, м2 17071 13560 4021 9670

Данные значения дают возможность сделать вывод о сценарии
аварии резервуара окруженного земляным обвалованием, как более
опасном.

Однако представленные выше защитные сооружения обладают
рядом недостатков и ограничений: ограждающая стена с
волноотражающим козырьком, несмотря на всю масштабность и
дороговизну изготовления и монтажа, не способна удержать от
перелива весь объем жидкости; дополнительную защитную стену
невозможно применять на существующих объектах.

4.5. Рекомендации по модернизации существующих защитных

сооружений

Для устранения недостатков и ограничений, было решено
разработать несколько собственных вариантов модернизации
существующих защитных сооружений.

Основные условия, учитываемые при разработке вариантов
модернизации, были следующими: возможность данных
модернизаций применения на существующих объектах, минимизация
затрат на изготовление и монтаж, существенное уменьшение
последствий возможных аварий.
Основными вариантами модернизации были выбраны
следующие:

— установка дополнительных защитных сооружений на
участке между стенкой резервуара и существующим
защитным сооружением;

— увеличение высоты существующих защитных
сооружений.

Эффективность предложенных модернизаций оценивалась по
объему жидкости, вылившейся за пределы защитных сооружений.

В качестве дополнительных защитных сооружений,
устанавливаемых на участке между стенкой резервуара и
существующим защитным сооружением, были выбраны следующие
варианты:

1. Установка дополнительной защитной стенки высотой,
равной высоте обвалования. Дополнительная стенка устанавливалась
по центру между стенкой резервуара и обвалованием (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Дополнительная стенка

2. Установка двух дополнительных стенок высотой
равной высоте обвалования (рис. 4.13).

Рис. 4.13. Две дополнительные стенки

3. Установка двух стенок по принципу лабиринтного
уплотнения (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Две стенки, устанавливаемые по принципу
лабиринтного уплотнения

4. Установка дополнительной защитной стенки, имеющей
полукруг в сечении (рис. 4.15).

Рис. 4.15. Дополнительная защитная стенка, имеющая

в сечении полукруг

Оценка эффективности представленных защитных сооружений
проводилась при моделировании аварии полной разгерметизации
РВС-5000. Оценка эффективности представленных дополнительных
сооружений представлена в табл. 4.10.

Таблица 4.10

Результаты оценки эффективности предложенных
защитных сооружений

Вид дополнительного Объем Объем
защитного сооружения жидкости, оставшейся жидкости, перелившейся
в защитном сооружении, % через защитные сооружения, %
Дополнительная стенка 61,84 38,16
Две дополнительные стенки 70,01 29,99
Две стенки, устанавливаемые по принципу лабиринтного уплотнения 74,82 25,18
Дополнительная защитная стенка, имеющая в сечении полукруг 61,6 38,4

Как видно из таблицы, наиболее эффективным защитным
сооружением являются две стенки, установленные по принципу
лабиринтного уплотнения, однако данная конструкция является
наиболее сложной в изготовлении и монтаже.

Оценка эффективности увеличения высоты защитного
сооружения рассчитывалась для двух видов защитных сооружений -
земляного обвалования и бетонного каре.

Высота стандартного защитного сооружения, рассчитанная для
РВС-5000, составляет 1,8 м. Высота защитного сооружения
увеличивалась до 2,5м. и 3,5 м. Оценка эффективности данной
модернизации представлена в табл. 4.11.

Таблица 4.11

Оценка эффективности увеличения высоты защитного
обвалования

Тип защитного сооружения Высота защитного сооружения, м Объем жидкости, оставшейся в защитном сооружении, % Объем жидкости, перелившейся через защитные сооружения, %
Земляное обвалование, м 1,8 (стандартное) 35,46 64,54
2,5 71,27 28,73
3,5 78,3 21,7
Бетонное каре, м 1,8 (стандартное) 45,12 54,88
2,5 76,3 23,7
3,5 82,8 17,2

Сравнение результатов оценки эффективности различных
видов защитных сооружений показала, что наиболее эффективной
модернизацией является увеличение высоты бетонного каре до 3,5 м.
Однако если оценивать защитные сооружения с точки зрения
отношения эффективности защитного сооружения и стоимости
изготовления и монтажа, то наиболее эффективным является защитное
сооружение - бетонное каре высотой 2,5 м.

Немаловажным фактором оценки эффективности защитных
сооружений, являются затраты на ликвидацию аварии, а также
экологический ущерб, нанесенный данной аварией. Для расчета
денежных средств, требуемых для ликвидации аварии с различными
типами защитных сооружений, был произведен расчет средств и сил
для ликвидации аварии согласно действующим СНИП и ЕНИР.
Исходными данными для расчета являлись значения объема и
площади разлива, полученные при моделировании аварии.
Результатом расчета является количество требуемого персонала и
техники, а также стоимость проведения работ но локализации и
ликвидации аварийных разливов.

Результаты оценки затрат на ликвидацию аварий с различными
защитными сооружениями, представлены в таб. 4.12.
Таблица 4.12

Оценка затрат на ликвидацию аварии с различными защитными
сооружениями

Защитное сооружение Стоимость модернизации Стоимость выполнения работ по локализации и ликвидации аварии Экологический ущерб Суммарные затраты на ликвидацию последствий аварии
Р- Р- Р- Р-
Стандартное земляное обвалование высотой 1,8 м 0 985 110,5 12 279 610,5 13 264 721,0
Стандартное бетонное каре высотой 1,8 м 0 764 831,8 9 318 831,8 10 083 663,7
Дополнительная стенка 128 304 613 980,1 7 291 980,1 7 905 960,3
Две дополнительные стенки 256 709 498 867,9 5 745 367,9 6 244 235,8
Две стенки, устанавливаемые по принципу лабиринтного уплотнения 307 571 431 232,8 4 837 732,8 5 268 965,6
Дополнительная защитная стенка, имеющая в сечении полукруг 213 840 617 358,1 7 337 358,1 7 954 716,2
Окончание табл. 4.12

Увеличение высоты защитного сооружения
Земляное обвалование:
высота 2,5 м 97 629 481 126,2 5 507 126,2 5 988 252,5
высота 3,5 м 191 353 382 214,3 4 179 714,3 4 561 928,7
Бетонное каре:
высота 2,5 м 249 450 410 387,3 4 557 887,3 4 968 274,5
высота 3,5 м 391 230 318 809,7 3 328 809,7 3 647 619,5

Из представленных данных видно, что предложенные способы
модернизации защитных сооружений существенно снижают затраты
на ликвидацию аварий, связанных с разгерметизацией резервуарного
оборудования. Таким образом, представленные способы модернизации
защитных сооружений позволяют более чем в два раза снизить
количество жидкости, переливающееся через защитные сооружения,
следствием чего является снижение ущерба окружающим объектам,
снижение риска дальнейшего развития аварии, снижение ущерба
окружающей среде, снижение затрат на локализацию и ликвидацию
аварии.

4.6. Прогнозирование материальных затрат на ликвидацию
аварий, связанных с разливами жидких химических веществ

4.6.1. Основные принципы проведения работ по локализации и

ликвидации аварийных разливов химических веществ

Первой целью мероприятий по ликвидации разливов
химических веществ является сведение к минимуму распространения
химических веществ путем механической локализации и сбора
химических веществ у источника разлива или поблизости от него (на
производственном объекте или у места протечки или разрыва
трубопровода).
Если по какой-либо причине достижение первой цели
невозможно или связано с риском для людей, а также высока
вероятность того, что химические вещества стекут вниз по склону и
попадут в близлежащий водоем, то ставится вторая цель -
осуществить механическую локализацию и сбор химических веществ
на суше до того, как они достигнут воды. Эта стратегия может
предусматривать установку отклоняющих барьеров для изменения
движения химических веществ в направлении временных сооружений
для локализации и участка сбора химических веществ. Также, эта цель
может предусматривать предварительное размещение или
развертывание аварийного оборудования, если поблизости находятся
районы, представляющие особую ценность и, как предполагается,
находящиеся в опасности.

Нормативные показатели реагирования на аварию определены
Постановлением Правительства РФ. При этом время локализации
разлива нефтепродуктов не должно превышать 6 часов.

В состав мероприятий по локализации разлива входят:

• обвалование участка суши с разлившимися
химическими веществами ручным способом или с помощью
землеройной техники для ограничения растекания по местности;

• устройство перехватывающих траншей;

• установка заграждений из сорбирующих материалов;

• предотвращение попадания химических веществ в
водотоки;

Для предотвращения дальнейшего распространения
химических веществ производится оконтуривание разлива путем
создания заградительных насыпей, которые также препятствуют
дальнейшему распространению химических веществ в направление
естественного уклона грунта. В первую очередь работы начинаются с
самой низшей точки участка разлива.

Для сбора и удаления химических веществ с загрязненной
поверхности суши используются насосное оборудование, временные
трубопроводы диаметром 100 мм, временные хранилища
(быстросборные и переносные типа "фас-танк"), автоцистерны.

Для сбора химических веществ из естественных углублений,
ям-накопителей, канав, траншей применяются переносные погружные
насосы производительностью от 5 до 30 м3/ч (рис. 4.16)
Рис. 4.16 Схема откачки химических веществ автоцистерной

Механический сбор загрязненного грунта. Загрязненный грунт
удаляется с помощью землеройной техники (бульдозеров,
автогрейдеров, автопогрузчиков и экскаваторов) и вывозится
автотранспортом. К технологическим операциям по удалению
загрязненного грунта относятся: выемка загрязненного грунта
экскаваторами с последующей загрузкой в автосамосвалы.

Ручной сбор загрязненного грунта. Выемка загрязненного
грунта производится экскаваторами, но в случаях малых площадей
проливов, предпочтительнее ручной способ удаления грунта по
причине того, что в большинстве аварий необходимо удалить лишь
тонкий слой загрязненного грунта. Использование для этих целей
техники не обосновано по экономическим причинам. Также ручной
сбор применяется в труднопроходимых для техники местах. Данный
метод является трудоемким и малопроизводительным при очистке
больших загрязненных зон. Он гораздо менее производителен по
сравнению с механизированными методами удаления загрязненного
грунта, однако оказывает меньшее негативное воздействие на
окружающую природную среду, чем тяжелая техника.

Остаточные загрязнения на поверхности земли, которые не
могут быть удалены насосами и механизированными способами,
должны быть удалены с использованием сорбентов. Целесообразно
использовать сорбенты на основе естественных материалов (мох,
торф, уголь, опилки и т. п.).

Вывоз загрязненного грунта. Загрязненный грунт вывозится до
места переработки или складирования, которое должно обеспечивать
надежность хранения и исключать попадание загрязненных веществ в
окружающую среду. Места складирования загрязненного грунта
должны устраиваться на водонепроницаемом ложе (глина, бетон) и
иметь обвалование, препятствующее растеканию жидкости. По
периметру площадки устраивается дренажная траншея.

4.6.2. Методика расчета средств и сил для локализации разливов

химических веществ

Исходными данными для проведения расчетов являются:
объем разлива и площадь разлива.

Прогнозирование объемов возможных разливов нефти
производится в соответствии с п. 2 «Основных требований к
разработке планов по предупреждению и ликвидации аварийных
разливов нефти и нефтепродуктов» (утв. Постановлением
Правительства РФ от 21.08.2000 г. № 613). Согласно данному
документу, максимальный объем разлива на различных объектах
следует принимать равным следующим значения:

• нефтеналивное судно —2 танка;

• нефтеналивная баржа —50 процентов ее общей грузоподъемности;

• стационарные добывающие установки и нефтяные терминалы -
1500 т;

• автоцистерна —100 процентов объема;

• железнодорожный состав —50 процентов общего объема цистерн
в железнодорожном составе;

• трубопровод при порыве — 25 процентов максимального объема
прокачки в течение 6 часов и объем нефти и нефтепродуктов
между запорными задвижками на порванном участке
трубопровода;

• трубопровод при проколе — 2 процента максимального объема
прокачки в течение 14 дней;

• стационарные объекты хранения нефти и нефтепродуктов — 100
процентов объема максимальной емкости одного объекта
хранения.
Площадь пролива вычисляется при помощи компьютерного
моделирования аварии.

В состав мероприятий по локализации разлива входят:

— обвалование участка суши с разлившейся жидкостью ручным
способом или с помощью землеройной техники для
ограничения растекания жидкости но местности;

— установка заграждений из сорбирующих материалов.

К основным операциям по локализации разливов химических
веществ относятся:

— оповещение и сбор сил и средств для проведения работ по
локализации разлива;

— доставка средств и сил до места аварии;

— создание земляного обвалования для предотвращения
дальнейшего распространения разлива (ручным или
механизированным способом).

Доставка техники и людей до места аварии рассчитывается
исходя из расстояния от места дислокации средств и сил для
проведения работ но локализации разлива до места аварии и средней
скорости движения грузовой техники.

Время доставки:

Tti=Vk* Ц+Тос/ (4.1)

где La —расстояние от места нахождения техники, до места аварии; Vk
— средняя скорость движения автомобиля; Тос - время оповещения и
сбора (устанавливается для каждого предприятия индивидуально).

Расчет времени доставки бульдозеров до места аварии
производится аналогично:

Tt2=U*V6 4-Тос, (4.2)

где V5 — средняя скорость движения бульдозеров; Тос - время
оповещения и сбора.

Длина периметра обвалования рассчитывается при
компьютерном моделировании аварии.

Следующим этапом является расчет количества грунта,
необходимого для создания земляного обвалования.

Расчет количества грунта, требуемого для создания
обвалования:

VO6n=H/tan(a)*H*Lo6B, (4.3)

где Н — высота обвалования; а —угол естественного откоса грунтов;
Ьобв - длина периметра обвалования.
Далее производится расчет сил для локализации аварии ручным
способом.

Время локализации аварии одним землекопом:

Tp.c=Vo6B*K41/ (4.4)

где K4i —производительность одного человека.

Количество люден гребуемых для локализации аварии:

Ьчел=Тр.с./(6-Т0Л.-Тт). (4.5)

Действительное время работы людей:

Тд.л=Тр.с./Ечсл+То.3+Тг,. (4.6)

Расчет сил для локализации аварии механизированным
способом.

Время работы одного бульдозера:

т =V г*Кг 4 7

1 м.с. v об 1Хб/ “• 1

где 1Q —производительность бульдозера.

Количество бульдозеров:

Ьбул=Тм,с./(6-Т0Л-Тт.). 4.8

Действительное время работы бульдозеров:

Тд.м =ТМ JL6yjl+Т0Л+Тт,. (4.9)

4.6.3. Методика расчета средств и сил для ликвидации разливов
химических веществ

К основным операциям по ликвидации разливов химических
веществ относятся:

— удаление жидких химических веществ;

— выемка загрязненного грунта;

— вывоз загрязненного грунта до места складирования или
утилизации.

Удаление жидких химических веществ может происходить с
использованием вакуумных насосов или при помощи сорбирующих
материалов (сорбентов).

Расчет количества загрязненного грунта и объема жидких
химических веществ.

Объем загрязненного грунта:

V3.r.=S*hnp, (4.10)

где S — площадь пролива (задается условиями); hnp — глубина
проникновения химических веществ.

Объем жидких химических веществ:
V.,() ,*у, (4.11)

где у- коэффициент влагоемкости грунтов.

Масса загрязненного грунта равна:

M„=V*h4(*Pr-KV-V«J*P« (4.12)

где р, - плотность грунта в естественном залегании.

Ликвидация аварийного розлива химических веществ.

Сбор жидких химических веществ.

Количество гребуемых вакуумных цистерн:

L„=V^.„./VHC, (4.13)

Время работы одной вакуумной цистерны:

Тнс=Уж.н/Кнс, (4.14)

Где Кнс —производительность вакуумной цистерны.

Механический сбор загрязненного грунта

Время на выемку загрязненного грунта для одного
экскаватора:

TM.B=V,.r*KM (4.15)

где К, —производительность экскаватора.

Суммарное время ликвидации аварии:

Т.1.м.=Тм ,в +Т |.+Тнс (4.16)

Ручной сбор загрязненного грунта.

Время на выемку грунта ручным способом:

Tp.B=V3.r*K42*2, (4.17)

где Кч2 —производительность человека для данного вида работ.

Суммарное время ликвидации аварии ручным способом:

Тл.ч=Тр.в.+Тт.+Т11С. (4.18)

Вывоз загрязненного грунта.

Количество автосамосвалов, требуемых для вывоза
загрязненного грунта:

Ьа.с=М,г./Ка.с*0,8, (4.19)

где 0,8- коэффициент заполнения автосамосвала.

4.7. Пример реализации предлагаемой методики

В качестве практического применения данной работы было
решено произвести расчет полной квазимгновенной разгерметизации
резервуарного оборудования цеха 0401 завода «Этилен» ОАО
«Казаньоргсинтез».

ОАО «Казаньоргсинтез» расположен в северо-западной части
г. Казани Республики Татарстан. Основной продукцией, выпускаемой
ОАО «Казаньоргсинтез», является полиэтилен в гранулах, окись
этилена, оргпродукты, полиэтиленовые трубы. Площадь предприятия
420 га, плотность застройки 57 %. На предприятии работает около
8000 человек.

Цех 0401 - емкостной парк с коммуникациями, служащий для
приема, хранения и отпуска углеводородного сырья, необходимого
для производства товарной продукции ОАО «Казаньоргсинтез». Для
этой цели резервуарный нарк (цех 0401) имеет 64 металлических
емкости вертикальной и горизонтальной компоновки ёмкостью от 50
до 1000 м3.

Согласно анализу, наиболее опасной в данном цеху, является
авария, связанная с полной разгерметизацией резервуара № 27-2,
корпуса 0401А цеха 0401 ОАО «Казаньоргсинтез». Резервуар № 27-2
является максимальным по объему, единичным объектом хранения
химических веществ в данном цеху. Месторасположение резервуара
также свидетельствует о том, что в случае аварии хранимые
химические вещества окажутся за пределами защитных сооружений.
На рис 4.17 представлена спутниковая съемка цеха 0401 и выделен
резервуар № 27-2.

Резервуар № 27-2 емкостью 1000 м3 предназначен для приема
хранения и отгрузки бензола.

Для моделирования аварии разрушения резервуара № 27-2
цеха 0401 было проведено исследование генерального плана объекта,
характеристик оборудования, эксплуатируемого в данном цеху, а
также характеристик защитных сооружений. На основании этих
данных была построена картографическая модель местности (рис.
4.18), учитывающая уклон местности, естественные и искусственные
неровности, а также промышленную застройку объекта.
Рис. 4.17. Спутниковая съемка цеха 0401 ОАО «Казаньоргсинтез»
• • • • • • • • •
• • •

Здание

Рис. 4.18. Картографическая модель местности

При расчете использовалась неупорядоченная октаэдрическая сетка со
сгущением узлов сетки вблизи поверхности земли (рис. 4.19).
Рис. 4.1.9 Октаэдрическая сетка, используемая при расчете

По механическому составу почвы в месте расположения
объекта в основном, тяжелосуглинистые, реже глинистые.
Характеристики грунта представлены в табл. 4.13.
Характеристики грунта

Таблица 4.13

Наименование грунта Влагоемкость, м3/м3 Коэффициент проницаемости грунта, м2
Суглинок 0,47 6,17

Свойства жидкости (бензола) представлены в табл. 4.14.

Таблица 4.14

Свойства бензола

Название Плотность, кг/м3 Вязкость, Пз
Бензол (при t=20 С2) 879 0,652

Условия проведения моделирования аварии:

— температура окружающей среды 20 QC;

— давление 101325 Па - 760 мм.рт.ст.;

— скорость ветра 0 м/с.

В результате моделирования была получена карта разлива (рис
4.20). Динамика разлива представлена на рис. 4.21.

Как видно из представленной карты разлива, площадь разлива
распространилась за территорию, огороженную защитными
сооружениями, т.е. разлив вышел на территорию, не подготовленную
к аварийным разливам химических веществ.

Согласно представленным расчетам, в зоне действия аварии
оказалось 28 соседствующих резервуаров, хранящих различные
химические вещества, суммарным объемом 4760 м3. Это

свидетельствует о том, что в случае дальнейшего развития аварии
(пожар пролива) она может иметь катастрофические последствия.
Помимо этого следует отмстить тот факт, что в случае аварии опасное
вещество окажется па дороге внутреннего пользования завода, где
вполне могут оказаться работники предприятия.
Рис. 4.20. Карта разлива

Рис. 4.21. Динамика разлива
Данный разлив классифицируется как разлив
территориального значения — от 500 до 1000 т. нефтепродуктов в
пределах административной границы субъекта Российской Федерации
либо разлив от 100 до 500 т. нефтепродуктов, выходящий за пределы
административной границы муниципального образования.

Помимо карты разлива результатами моделирования являются
площадь разлива, объем впитавшейся и испарившейся жидкости.
Значения объемов испарившейся и впитавшейся в грунт жидкости
берутся для времени б ч., так как время проведения работ по
локализации разлива не должно превышать 6 ч. Данные результаты
представлены ниже:

— площадь разлива —6149 м2;

— объем жидкости впитавшейся в грунт —997,18 м3;

— объем испарившейся жидкости —2,82 м3.

Эти данные являются исходными для проведения расчета
средств и сил, требуемых для ликвидации аварии (табл. 4.15).

Основываясь на результатах моделирования, а также
особенностях расположения оборудования в данном цеху, можно
сделать вывод, что предпочтительным является ручной способ
ликвидации аварии. Это связано с мепыпими затратами на проведения
работ по ликвидации аварии, а также планировкой оборудования цеха,
не позволяющей проводить работы по ликвидации аварии при помощи
техники на всей площади разлива.

Представленные карты разлива дают возможность
заблаговременно принять меры для снижения последствий аварийных
разливов жидких химических веществ. Результаты расчетов позволят
подготовить необходимый запас средств и сил для проведения работ
по ликвидации аварии
co

Емкость №2'-2 Объект
Требуемой количество членов АСФ(Н), чел.
ч5 Действительное прими локализации, ч.
ь-* Требуемое количество бульдозеров, шт.
иэ с* Действительное время локализации, ч.
115.75 Время ликвидации аварии ручным способом, ч.
24.29 Время ликвидации аварии одним экскаватором, ч.
X© Количество рейсов автосамосвалов, шт.
829.6 Нормо-чаиы при ручной работе, ч.
151,5 Нормо-чаиы при использовании гехники, ч.
112 413,5 Стоимость выполнения ручных работ, руб.
195 511,9 Стоимость выполнения механизированных работ, руб.

Результаты расчета средств и сил, требуемых для ликвидации аварии
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Швырков А.Н. Волна прорыва на нефтебазе плюс эффект
«домино». Техногенные катастрофы при разрушении резервуаров и
защита от них. / А.Н.Швырков, С.А.Швырков, С.А.Горячев// Охрана
труда и социальное страхование. - 1997. -Вып.И. - С.42-45.

2. Пожары резервуаров с нефтью и нефтепродуктами // Обзорная
информация. -1992. - Вып.3-4. - 100 с.

3. Противопожарные нормы проектирования предприятий зданий и
сооружений пефтеперерабытывающей и нефтехимической
промышленности (ВУПП-88). - М.:Минпефтехимпром СССР, 1989;
Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности объектов
нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной
территории. -М.: ГУ ГПС МВД России, 1997. -51 с.

4. Обеспечение пожарной безопасности предприятий
нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности:
рекомендации. -М.: ВНИИПО, 2004. -158с.; Руководство по оценке
пожарного риска для промышленных предприятий. - М.: ВНИИПО,
2006. -93с.

5. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов.
Противопожарные нормы. - Введ. 1993-07-01. - М: ГП ЦПП, 1993 - 30
с.

6. Лебедева Л.И. Лавинные выбросы при разрушении резервуаров с
жидкостями/ Л.Н.Лебедева, М.В.Лурье, А.Н.Швырков// Инженерно-
физический журнал. -1991. -Т.61. - №5. - С.726-731.

7. Розенштейн И.М. Аварии и надежность резервуаров. - М.:Недра,
1995. -225с.

8. Швырков С.А. Обеспечение пожарной безопасности нефтебаз
ограничением разлива нефтепродуктов при разрушениях
вертикальных стальных резервуаров: дис... канд. техн, наук
С.А.Швырков /Академия ГПС МВД России. -М., 2001.

9. Пригула А.Ф. Нефтесклады США. - А.Ф. Пригула. -М. -Л.; Глав.
Ред. горно-топливной и геолого-разведочной лит-ры; ОНГИ НКТП
СССР, 1937. - С. 287-290.

10. Федеральный закон М116-ФЗ «О промышленной безопасности
опасных производственных объектов»
И. Аварии резервуаров и способы их предупреждения: пауч.-техн.
изд./ В.Б.Галеев, и др.; под ред. проф. В.Б.Галеев и Р.Г.Шарафиева. -
Уфа: ГУП «Уфимский полиграфкомбинат», 2004.- С.3.-5.

12. Землянский А.А. Принципы конструирования и
экспериментально-теоретические исследования крупногабаритных
резервуаров нового поколения./ А.А. Землянский - Саратов: Сарат.
гос. техн, ун-т, 2005. - С. -7.

13. Статистика квазимгновенных разрушений резервуаров для
хранения нефти и нефтепродуктов / С.А. Швырков [и др.] //
Пожаровзрывобезопасность. - 2007. - Т. 16. - № 6. - С. 48-52.

14. Прогнозирование площадей разливов нефти и нефтепродуктов при
квазимгновенных разрушениях РВС, С.А. Швырков, С.В. Батманов
//Транспорт и хранение нефтепродуктов. - 2005. - Вып. 7. - С. 8-12.

15. Богач А.А. Определение гидродинамических нагрузок воздействия
волны прорыва, образующейся при квазимгновенном разрушении
вертикального стального резервуара (РВС), на ограждающую стенку /
Богач А.А., Муйзсмнек А.Ю., Швырков С.А. // Сб. трудов 6-й
конференции пользователей программного обеспечения CAD-FEM
GmbH (Москва, 20-21 апреля 2006 г.). / под ред. А.С. Шадского. - М.:
Полигон-пресс,2006. - С. 48-54.

16. Швырков С.А. Защита окружающей среды при разрушениях
крупногабаритных резервуаров на морских нефтяных терминалах /
Швырков С.А. // Газовая промышленность. - 2008. - Вып. 619. - С. 34-
37.

17. Швырков, С. А. Анализ последствий чрезвычайных ситуаций при
разрушениях резервуаров на объектах топливо - энергетического
комплекса / С. А. Швырков, С. В. Батманов // Защита окружающей
среды в нефтегазовом комплексе. - 2008. - № 4. - с. 2-7.

18. Анализ аварийных разрушений резервуаров на складах нефти и
нефтепродуктов и разработка рекомендаций по ограничению площади
разлива: отчет о НИР 1.419/96/ А.Н.Швырков, С.А.Горячев, С.А.
Швырков. - М.: МИПБ МВД РФ, 1997.-100с.

19. Швырков С.А. Анализ статистических данных разрушений
резервуаров// Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях /
С.А. Швырков, В.Л, Семиков, А.Н. Швырков.// - 1996. -Вып. - 5.
С.39-50.
20. Федеральный Закон от 21 декабря 1994 г. № 68 «О защите
населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и
техногенного характера».

21. Постановление Правительства Российской Федерации от 21
августа 2000 г. № 613 «О неотложных мерах по предупреждению и
ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов».

22. Постановление Правительства Российской Федерации от 15 апреля
2002 г. № 240 «О порядке организации мероприятий но
предупреждению и ликвидации разливов».

23. Приказ МЧС России от 28 декабря 2004 г. № 621 «Об утверждении
Правил разработки и согласования планов по предупреждению и
ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории
Российской Федерации».

24. Приказ МЧС России от 18 мая 2002 г. № 242 «О дальнейшем
совершенствовании работы в области предупреждения и ликвидации
аварийных разливов нефти и нефтепродуктов»

25. Приказ МПР России от 3 марта 2003 г. № 156 «Об утверждении
Указаний по определению нижнего уровня разлива нефти и
нефтепродуктов для отнесения аварийного разлива к чрезвычайной
ситуации».

26. Постановление Кабинета Министров Республики Татарстан от 3
ноября 2005г. № 528 «О внесении изменений в постановление
Кабинета Министров Республики Татарстан от 11.05.2004г. № 226 «О
мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и
нефте п роду кто в »

27. «Комплексная оценка природных и техногенных рисков для
населения Республики Татарстан» // ВНИИГОЧС

28. Батманов С.В. Устойчивость противопожарных преград
резервуарных парков к воздействию волны прорыва при
квазимгновенном разрушении вертикального стального резервуара:
дис... канд. техн. наук. Батманов С.В. / Академия ГПС МЧС РФ. -
М.,2002.

29. Богач А.А. Моделирование процесса разлива нефти на площадке
терминала при квазимгновенном разрушении РВСПК-100000/ Богач
А.А., Швырков С.А. / Сб. гр. 7-й конференции пользователей
программного обеспечения CAD-FEM Gmbh (Москва, 23-24 мая 2007
г.)/ иод ред. А.С.Шадского. - М.: Полигон-Пресс, 2007. - С. 428-442.
30. Чикинева Т.И. Статистика отказов стальных резервуаров для
нефтепродуктов./ Т.И. Чикинева// НТРС Транспорт и хранение
нефтепродуктов. - 1977. - №3. - С 19-21.

31. Евтихин В.Ф. Транспорт и хранение нефтепродуктов и
углеводородного сырья/ Евтихин В.Ф., Маркелов В.П. - М.:
ЦНИИТЭнсфтехим, -1976. - №5. - С.2.

32. Кандаков Т.П. Проблемы отечественного резервуаростросния и
возможные пути их решения / Т.П.Кондаков // Промышленное и
гражданское строительство. - 1998. - № 5.

33. Кондрашова О.Г. Причинно-следственный анализ аварий
вертикальных стальных резервуаров / Кондрашова О.Г. Назарова М.Н.
// Нефтегазовое дело. - 2004. -№3.

34. Сафарян М.К. Металлические резервуары и газгольдеры / М.К.
Сафарян - М.:Недра, 1987. - С.30-32.

35. Козлитин А.М. Анализ риска аварий с формированием
гидродинамической волны прорыва на мазутных резервуарах ТЭЦ /
А.С.Козлитин, А.И.Попов, П.А.Козлитин // Безопасность труда в
промышленности. - 2003. - №1. - С. 26-32.

36. Попов А.И. Методы технико-экономической оценки
промышленной и экологической безопасности высокорисковых
объектов техноосферы / Попов А.И., Козлитин А.М. - Саратов: СТТУ,
2000.

37. Кузьмин Р.Н. Моделирование аварий на промышленном объекте с
истечением тяжелых газов и жидкостей/ Р.Н.Кузьмин [и др.] //
Математическое моделирование. - 1998. - Т. 10. - №8. - С. 33-42.

38. Кулешов А.А. Математическое моделирование в задачах
промышленной безопасности и экологии / А.А.Кулешов //
Информационные технологии и вычислительные системы. - 2003. -
№4. - С. 57-70.

39. Шсбско Ю.Н. Расчет влияния обвалования на растекание горючей
жидкости при разрушении резервуара./ Ю.Н.Шебеко, А.П.Шевчук,
И.М.Смолин // Химическая промышленность. - 1994. - №4. - С.22-25.

40. Таннснхил Дж. Вычислительная гидромеханика и теплообмен /
Таннснхил Дж., Плетчер Р. М.: Мир, 1990. - С. 179.

41. Иванов А.В. Разработка методических основ оценки последствий
химических промышленных аварий (на примере металлургического
комбината): дис. ... канд. техн. наук. А.В.Иванов - М.: МИСиС - 1999.
- 283 с
42. Филиппова С.В. Математическое моделирование растекания
тяжелого газа и жидкости по орографически неоднородной
поверхности. дис...канд. физ.-мат. наук С.В.Филиппова. МГУ им.
М.В.Ломоносова, 1998.

43. Максимов М.С. Изучение процесса растекания легких
нефтепродуктов по поверхности и впитывания их в почву /
М.С.Максимов, А.И.Голованов, Роль нриродообустройства в

обеспечении устойчивого функционирования и развития экосистем:
Материалы международной практической конференции. Москва 2006
г.

44. Голованов А.И. Основы нриродообустройства / А.И.головапов. -
М.: Колос, 2001.

45. Голованов А.И Геохимия техноприродных ландшафтов /
А.И.Голованов, Л.Ф.Пестов, С.А.Максимов -М.:МГУП, 2005.

46. Анализ возможных последствий от аварийных разливов нефти для
населения и прилегающих территорий па основе различных видов
геоинформационного моделирования / А.Ф. Атнабаев [и др.] //
Нефтегазовое дело. - 2004 - № 2. - С. 193-198.

47. Применение геоинформационных систем для анализа возможных
последствий от аварийных разливов нефти на магистральных
нефтепроводах /А.Ф. Атнабаев [и др.] // Компьютерные науки и
информационные технологии CSIT'2004: матер, междунар, конф.
Будапешт, Венгрия, 2004. С.50-53.

48. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация
последствий: /под ред. В.А. Котляровского. -М.: АСВ, 2003. -408 с.

49. Bear J., Zaslavsky D„ Irmay S. (ed.). Physical principles of water
percolation and seepage. UNESCO, 1986 / перев. с англ. Бэр Я.,
Заславский Д., Прмей С. физико-математические основы фильтрации
воды. М.:Мир, 1971.

50. Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности на
объектах нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной
территории / В.П.Сучков [и др.] // разраб. АО «ВНИИПИНЕФТЬ» -
М.: 1997.- 22 с.

51. Неволин А.П. Определение потерь нефти и нефтенродутов при
фильтрации в грунт / А.П.Неволин, В.В. Моронов, С.И. Челомбитко //
Нефтепромысловое дело и транспорт нефти. - 1984. -№4. -С.28-30.

52. Карманный справочник нефтепереработчика / под ред.
М.Г.Рудина. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2004. -334 с.
53. Методика определения ущерба окружающей природной среде при
авариях на магистральных нефтепроводах / сост. А.Г.Гумеров [и др.] -
Минтопэнерго России, 1995. -476 с.

54. Хабибуллина С.С. Испарение дестабилизированных нефтей в
промышленных резервуарах / С.С.Хабибуллина // Транспорт и
хранение нефти и нефтепродуктов. -1974. -№11. - С. 35-37.

55. Мухамедьярова Р.А. Массоотдача от испаряющейся поверхности
при насыщении газового пространства резервуара / Р.А.
Мухамедьярова // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. -
1981.-№4.-С. 27-29.

56. Цветков В.И. К определению потерь нефти и нефтепродуктов от
испарения по изменению упругости паров с учетом температуры / В.И.
Цветков // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. -1975. -
№10. - С. 26-27.

57. Константинов Н.Н. Борьба с потерями от испарения нефти и
нефтепродуктов / Н.Н. Константинов. - М.: Гостоптехиздат, -1961. -
360 с.

58. ВНТП 05-97. Определение категорий помещений и зданий
предприятий и объектов железнодорожного транспорта по
взрывопожарной и пожарной опасности. -Взамен ВНТП 05-89; введ.
01.08.97. - М.: МПС СССР, 1997. -46 с.

59. НПБ 150-03. Определение категорий помещений, зданий и
наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. -
Взамен НПБ 105-95, НПБ 107-97; введ. 01.08.2003. -М.: Деан, 2003. -
39 с.

60. ГОСТ Р 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических
процессов. Общие требования. Методы контроля. - Введ. 01.01.200. -
М.: Изд-во стандартов, 2000. -95 с.

61. Методика оценки последствий аварийных выбросов опасных
веществ. -М.: Ростехнадзор, 2005. -67 с.

62. Теплотехнический справочник Т.2. -М.: Энергия, 1976.

63. Лыков А.В. Тепломассообмен / А.В.Лыков -М.: Энергия, 1972.

64. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической
технологии / А. Г. Касаткин. -М. : Госхимиздат, 1948. -751 с.

65. Гсльпсрнн Н.П. Основные процессы и аппараты химической
технологии / Н.И.Гсльнерин -М. :Химия, 1981.

66. Кочин Н.Е. Теоретическая гидродинамика / Н.Е.Кочин,
И.А.Кнбель, Н.В.Розе. -М. : 1963.
67. Лаврентьев М.А. Проблемы гидродинамики и их математические
модели / М.А.Лаврентьев, Б.В.Шабат. -М.: 1973.

68. Биркгов Г. Гидродинамика / Г.Биргков // пер. с англ. И.Б.
Погребысского. М. : Изд-во иностр, лит-ры, 1963.

69. Олдер Б. Вычислительные методы в гидродинамике / Б.Олдер,
С.Фернбах, М.Ротенберг -М. : перев. с англ. В.II.Коробейникова,
11.И.Чушкина, Мир, 1967.

70. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа / Л.Г.Лойцянский. М.:
Изд. технико-технической лит-ры, 1950.

71. Гудок Н.С. Изучение физических свойств пористых сред.- М.:
Недра, 1970

72. Басниев, К.С. Подземная гидромеханика / К. С. Басниев, И. Н.
Кочина, В. М. Максимов. - М.: Недра, 1993. -416 с.

73. Hulton, D.V. Fundamentals of finite element analyses / D.V.Hulton -
McGraw-Hill, 2004. -494p.

74. Роуч П. Вычислительная гидродинамика / П.Роуч. - М.: Мир, 1980.
- 616 с.

75. Wesseling Р. Principles of computational fluid dynamics. /Р/Wesseling.
- Springer, 2001. - P.644.

76. FerzigerJ.H. Computational methods for fluid dynamics. / J.H.Ferziger
, M.Peric. - Springer, 2002. - P. 423.

77. Jasak H. Error analysis and estimation for the Finite Volume Method
with Applications to fluid flows / H.Jasak. - Imperial College of Science,
Technology and Medicine, 1996. - P. 394

78. Воробьев В.В. Экспериментальное исследование дополнительных
защитных преград для ограничения разливов нефтепродуктов при
внезапных разрушениях резервуаров / В.В.Воробьев. Сб. трудов
конференции «Системы безопасности» -М.: Академия ГПС МЧС России,
2006. - 289 с.

79. ПДД РФ Новые правила дорожного движения РФ - ПДД 2009
(Утв. Постановлением Совета Министров Правительства Российской
Федерации от 23 октября 1993 г. № 1090). Редакция от 27.01.2009.
Вступили в действие с 01.03.2009

80. Единые Нормы и Расценки 1986 г. № 43/512/29-50.

81. Лазарев Н.В. Вредные вещества в промышленности. / Н.В.Лазарев,
Э.Н.Левина. -Справочник для химиков, инженеров и врачей. - Л.:
Химия, 1976. - 590 с.
82. Атлас Республики Татарстан / Минниханов Р.П. [и др.] - М.:
Картография, 2005.

83. ГОСТ Р 53324-2009. Федеральное агентство по техническому
регулированию и метрологии./ Дата введения 01.01.2010 с правом
досрочного применения.