Сведения о природно-климатических и других условиях района расположения объекта

 

Объекты «Сергиевского ЛПУМГ» располагаются на территории Самарской области, относящейся к умеренному климатическому району Характеристика климатических условий в области приведена в таблице 1.3.

 

Таблица 1.3 – Характеристика климатических условий в районе расположения объектов Сергиевского ЛПУМГ

№ п/п	Наименование характеристики	Единица измерения	Значение
1	2	3	4
1.	Абсолютный максимум температуры наружного воздуха	0С	38
2.	Абсолютный минимум температуры наружного воздуха	0С	минус 41
3.	Продолжительность времени года с положительными суточными температурами	сутки	133
4.	Продолжительность времени года с отрицательными суточными температурами	сутки	124
5.	Повторяемость направлений ветра / Средняя скорость ветра по направлениям север северо-восток восток юго-восток юг юго-запад запад северо-запад штиль	% / м/c	Январь   8 9 4 37 24 6 6 6 20	Июль   20 18 7 11 7 8 11 18 20
6.	Преобладающие ветры в теплое время года		Северные
7.	Средняя скорость ветра в теплое время года	м/с	3,5
8.	Преобладающие ветры в холодное время года		Юго-восточные
9.	Среднегодовое количество осадков	мм	461

 

Объекты Сергиевского ЛПУ МГ располагаются в центральной части Самарской области, относящейся к умеренному климатическому району. План расположения газопроводов представлен в приложении А рисунок А1. Характер местности представляет собой возвышенную волнистую равнину, пересеченную глубокими речными долинами. Большую часть территории занимают пашни, естественные кормовые угодья, леса (смешанные, пойменные), болота. Территория сложена пермскими отложениями (известняками и доломитами), что обусловило широкое распространение здесь остаточно-карбонатных щебневатых и каменисто-щебневатых черноземов, составляющих около 40 % почвенного покрова района. В целом почвы представлены выщелоченными и типичными черноземами (64%), главным образом тяжелого механического состава. Район имеет сложный рельеф и сильно подвержен водной эрозии.

Регион характеризуется сравнительно слабым развитием речной сети и относительной бедности водными ресурсами. Магистральные газопроводы и газопроводы-отводы пересекают в основном небольшие реки, такие как Сургут, Шунгут, Орлянка, Суруш ширина русла которых в межень в местах подводных переходов не превышает 30 м; имеется несколько пересечений реки Сок ширина русла в межень в створе перехода до 100 м (всего 5 рек, не считая более мелких водных преград). В местах переходов нередко наблюдается уменьшение глубины заложения, размывы, а иногда и подмывы трубопроводов. На трассах имеются овраги, через которые оборудованы воздушные переходы (5 переходов).

Из ЧС природного характера в регионе возможны ураганы, лесные пожары. В случае аварий на гидротехнических сооружениях (ГЭС им.Ленина) региона возможно только подтопление местности площадью более 5 га.

Сейсмоактивность в районе промплощадки КС «Сергиевская» не наблюдается.

 

1.9 Принципиальная технологическая схема КС-21 «Сергиевская»

 

Технологическая схема компрессорной станции (представлена в приложении А рисунок А3) представляет собой трубопроводную систему высокого давления различного диаметра, связывающую между собой технологические аппараты и оборудование, и образующую тем самым замкнутую цепь, обеспечивающую проведение технологического процесса компремирования природного газа.

Технологической схемой предусматриваются следующие основные процессы:  

- очистка газа перед компримированием;

- компримирование газа;

- охлаждение газа после компримирования.

Кроме указанных процессов, технологической схемой компрессорной станции предусмотрен ряд вспомогательных систем и установок, обеспечивающих нормальную работу основного оборудования:

- система смазки, хранения и регенерации масел;

- система циклового воздуха, сбора и утилизации тепла дымовых газов;

- система сжатого воздуха.

КС-21 состоит из одного цеха, подключенного к магистральному газопроводу «Уренгой - Петровск», Д_у=1400 мм, Р_пр=76 кгс/см². Газ высокого давления из магистральных газопроводов через входные шаровые краны № 7, 7а, 7р, 7ар (Ду 1000) узла подключения по всасывающим газопроводам-шлейфам поступает через входные коллекторы на батареи циклонных пылеуловителей (6 пылеуловителей производительностью 20 млн. нм³/сутки), где очищается от механических и жидких примесей. После очистки газ попадает во всасывающий коллектор (Д_у 1000) газоперекачивающих агрегатов, из которого направляется в параллельно работающие нагнетатели 6-и агрегатов СТД - 12500, где сжимается до проектного давления (75 кгс/см²). Компримированный газ под давлением 75 кгс/см² поступает в нагнетательный коллектор (Д_у 1000) и далее по трубопроводам (Д_у 1000) направляется к батарее из 9 аппаратов воздушного охлаждения газа. Охлажденный газ по выходным шлейфам (Д_у 1000) направляется к узлу подключения, попадая через кран № 8, 8а в магистральный газопровод.

Перемычка между всасывающим и нагнетательным шлейфами с кранами № 36, 36р, 6, 6а, 6б, 6в, 6г образует пусковой контур цеха, который предназначен для работы агрегатов на кольцо перед нагрузкой и разгрузкой, а также для регулирования производительности перепуском газа со стороны нагнетания на прием цеха.

Сжатие газа осуществляется с помощью электроприводных газоперекачивающих агрегатов СТД - 12500, каждый из которых представляет собой единую установку электроприводного привода СТД - 12500 и одноступенчатого нагнетателя 370-18-2 в одном цеху.

Импульсный газ отбирается от входного и выходного шлейфа через краны 32,32’,33,33’, а также с выхода пылеуловителей через краны 34’

После очистки импульсного газа в газосепараторах и осушки в адсорберах он подводится к крановым узлам.

Для обеспечения нормальной работы систем смазки, регулирования и уплотнения ГПА в состав цеха входит система маслоснабжения, которая обеспечивает прием, хранение, учет расхода масла, подачу чистого масла в маслобаки ГПА, слив отработанного масла на склад, аварийный слив и перелив из маслобаков, очистку масла в регенераторной.

 

1.10 Характеристика природного газа

 

Природный газ – смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном расположении органических веществ.

Природный газ – основное вещество, которое участвует в технологическом процессе КС, является взрывопожароопасным.

Характеристики природного газа приведены в таблице 1.4.

 

Таблица 1.4 – Характеристика вещества

№	Наименование параметра	Параметр
1	2	3
1. 1.1 1.2	Название вещества (смеси): - химическое - торговое	Газ природный (метан – свыше 90% об.) Газ природный
2. 2.1   2.2	Формула: - эмпирическая   - структурная	CH4 и следы C2H6, C3H8, CO2, N2 (процентный состав) H H-С-H (свыше 90%) H
3. 3.1 3.2	Состав, % - основной продукт -примеси (с идентификацией)	Метан 98,012... 98,283 Этан 0,608... 0,805 Пропан 0,173... 0,250 Изобутан 0,030... 0,047 Н. бутан 0,020... 0,030 Изопентан 0... 0,005 Н. пентан 0... 0,001 CO2 0,011... 0,055 Азот 0,717... 0,906
4. 4.1 4.2   4.3	Общие данные: - молекулярный вес -температура кипения, оС (при давлении 101 кПа) - плотность при 20оС, кг/м3	16,1   -160 0,6778... 0,6803
5 5.1 5.2 5.3 5.4	Данные о пожароопасности: - температура вспышки -температура самовоспламенения - температура воспламенения - пределы взрываемости	- 540 оС... 650 оС (метан) 640...800 оС (метан) 5...15 % (в смеси с воздухом)
6	Реакционная способность	В химические реакции в рабочих условиях не вступает
7	Запах	Не имеет запаха
8	Коррозионное воздействие	Коррозионная активность низкая
9	Меры предосторожности	На территории КС и на трассе надо исключать присутствие источников открытого огня (если только их наличие не связано с проведением разрешенных огневых работ). В помещениях надо следить за исправностью систем вентиляции и газоанализаторов.
10	Информация о воздействии на людей	Главные опасности связаны: 1) с возможной утечкой и воспламенением газа с последующим воздействием тепловой радиации на людей; 2) с удушьем при 15-16%-м снижении содержания кислорода в воздухе, вытесненного газом.
11	Средства защиты	Специальных индивидуальных средств защиты в компрессорных цехах и на трассе газопровода не требуется
12	Методы перевода вещества в безвредное состояние	В силу малотоксичности природного газа химические методы не предусмотрены. При утечке газа в помещении цехов включается аварийная вентиляция
13	Меры первой помощи пострадавшим от воздействия вещества	В случае удушья вынести пострадавшего на открытый воздух, вызвать медицинского работника. Давать с перерывами (3-4 подушки в час) кислород. При остановке дыхания немедленно применить искусственное дыхание до восстановления естественного.

 

На компрессорной станции могут возникнуть следующие виды аварий:

- разрыв газопровода с возгоранием газа;

- пожар на газоперекачивающем агрегате (ГПА);

- утечка газа на технологическом оборудовании;

- разрушение трубопровода подогревателя газа с возгоранием;

- возгорание газа на свече от удара молнии;

- пожар в кабельном канале на одном из ГПА;

- другие аварийные ситуации.[13]

В ЛПУ должны быть разработаны и утверждены графики проведения противоаварийных тренировок персонала в соответствии с разработанными планами ликвидации возможных аварий.

Для обеспечения безаварийной работы технологических установок КС предусматривается:

- оборудование всеми необходимыми средствами контроля автоматики, предохранительной арматурой (сбросные, обратные клапаны и др.), обеспечивающих надежность и безаварийность их работы;

- - аварийное освещение в помещениях газоперекачивающих агрегатов с питанием от аккумуляторных батарей;

- аварийный останов КС диспетчером от одной кнопки;

- применение взрывобезопасного оборудования для взрывоопасных зон;

- во взрывоопасных помещениях предусматриваются кабели с медными жилами;

- все объекты II и III категории, подлежащие защите от прямых ударов молнии, защищаются стержневыми молниеотводами, остальные – заземляются для защиты от вторичных влияний молнии и статического электричества;

- опознавательная окраска газопроводов и др. технологических трубопроводов [4].

 

1.11 Оценка количества опасных веществ, участвующих в авариях на газопроводах Сергиевского ЛПУМГ

 

Объемы природного газа, которые могут быть выброшены в атмосферу в результате аварийного разрыва магистрального газопровода, зависят от времени идентификации аварии на диспетчерских пунктах компрессорных станций вверх и вниз по потоку, а также от технологической схемы обвязки параллельных ниток и от показателей надежности (факта срабатывания) линейных кранов. Если управление кранами не телемеханизировано, то определяющим фактором является время, затрачиваемое работниками линейно-эксплуатационной службы (ЛЭС) на дорогу до крановых узлов и перекрытие кранов. При этом массу выброшенного газа можно спрогнозировать при условии задания времени от момента разгерметизации до момента перекрытия кранов. Количество выброшенного газа в атмосферу может достигать десятков млн. куб. м.

В формировании зон действия ударной волны и осколочных поражающих факторов аварии на магистральном газопроводе участвует, в основном, масса сжатого газа, заключенная в пределах длины разрушенного участка. На размеры зоны термического воздействия на людей влияет интенсивность (массовый расход) истекающего газа, в основном, в течение первой минуты после разрыва.

Ниже в таблице приводятся результаты расчета интенсивности аварийных выбросов газа и газопроводов, эксплуатирующихся в «Сергиевском ЛПУМГ» с различными диаметрами и рабочими давлениями на конец первой минуты после разрыва.

Таблица 1.5 – Перечень составляющих Сергиевского ЛПУМГ и количества обращающихся на них опасных веществ

Составляю-щая декларируе-мого бъекта	Краткая характеристика составляющей	Опасное вещество (с признаками идентификации)	Количество опасного вещества,т	Предельное количество оп. вещ-ва,т
1	2	3	4	5
Компрессорная станция	КС-21 с шестью газоперекачивающими агрегатами	1. Природный газ (воспламеняющийся газ)	154,5	200
		2. Турбинное масло (горючая жидкость) - на складах - в тех. процессе	- 30	50000 200
		3. Диз. топливо (горючая жидкость) - на складах - в тех. процессе	- -	50000 200
		4. Метанол	отсут.	79

 

Как видно из табл. 1.5, превышение предельных значений количеств опасных веществ в целом по ЛПУМГ имеет место только по природному газу в магистральных газопроводах. Количества турбинного масла и метанола не превышают предельных значений.

 

1.12 Общая обстановка при производственных авариях с взрывом на предприятиях по транспортировке газа

 

В результате разрушения газопроводов возможен выброс хранящегося продукта внутрь промышленного здания или на открытую площадку с образованием газовоздушной смеси (ГВС). Серьезную опасность для персонала, зданий, сооружений и технологического оборудования представляет взрыв образовавшейся ГВС. Источником зажигания при взрыве может являться искры от неисправной проводки, искры от сварочных работ и т.д.

Для определения негативного воздействия поражающих факторов ЧС на человека, его имущество и окружающую природную среду необходимо знать пространственно-временное распределение тех или иных физико-химических, биологических, теплофизических и других параметров:

- при барическом воздействии – избыточное давление на фронте ударной волны и импульс фазы сжатия;

- при термическом воздействии – поле плотностей тепловых потоков излучения;

- при токсическом воздействии – поле концентраций (токсодоз) токсиканта и т.д..

Под сценарием развития техногенной аварии понимается последовательность логически связанных между собой отдельных событий (истечение, выброс, испарение, рассеяние, воспламенение, взрыв, воздействие на людей и соседнее оборудование и т.п.), в соответствии с которыми определяются поля физических параметров, вид и величина поражающих факторов, степень поражения людей, их имущества и окружающей природной среды.

Согласно ГОСТ Р 22.0.07 – 95 параметрами поражающих факторов при взрыве технологического оборудования (таблица 1.6) являются:

 

Таблица 1.6 – Параметры поражающих факторов при взрыве технологического оборудования.

Наименование поражающего фактора источника техногенной ЧС	Наименование параметра поражающего фактора источника техногенной ЧС
1	2
Воздушная ударная волна	Избыточное давление во фронте ударной волны. Длительность фазы сжатия. Импульс фазы сжатия.
Обломки, осколки	Масса обломка, осколка. Скорость разлета обломка, осколка
Тепловое излучение	Энергия теплового излучения. Мощность теплового излучения. Время действия источника теплового излучения

 

К вторичным поражающим факторам относятся:

1. Обломки зданий и сооружений, разрушающихся во время взрыва. Нахождение людей во время завала, придавливание конструкциями разрушенных зданий и сооружений при обвалах.

2. Взрывы при разрушении емкостей, коммуникаций и агрегатов с газом.

Наиболее опасным следствием аварии разгерметизации газопровода с природным газом являются пожары и взрывы, в результате которых разрушаются и повреждаются производственные здания, техника и оборудование. В свою очередь, пожары и взрывы, могут стать вторичной причиной аналогичных явлений вследствие повреждений электропроводки, разрушения газопроводов, опрокидывания действующих огневых установок и приборов. Характерны обрушения перекрытий цехов во время пожаров при сильном перегреве металлических конструкций [10].

Для локализации зоны аварии и недопущения увеличения масштаба ЧС необходимо быстрое и эффективное выполнение АСДНР, их правильная организация

В режиме детонационного горения нагрузки значительно возрастают. Поэтому режим детонационного горения принят за расчетный случай для прогнозирования инженерной обстановки при авариях с взрывом.

К основным условиям, влияющим на параметры взрыва, относят: массу и тип взрывоопасного вещества, его параметры и условия хранения или использования в технологическом процессе, место возникновения взрыва, объемно-планировочные решения сооружений в месте взрыва.

Взрывы на промышленных предприятиях и базах хранения можно разделить на две группы - в открытом пространстве и производственных помещениях.

В производственных помещениях на промышленных предприятиях и базах хранения возможны взрывы газовоздушных смесей (ГВС), образующихся при разрушении газопроводов, резервуаров со сжатыми и сжиженными под давлением или охлаждением (в изотермических резервуарах) газами, а также при аварийном разливе легковоспламеняющихся жидкостей [9,11].

 

1.12.1 Взрывы газовоздушных смесей в производственных помещениях

Аварии со взрывом могут произойти на пожаровзрывоопасных объектах. К пожаровзрывоопасным объектам относятся объекты, на территории или в помещениях которых находятся (обращаются) горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости и горючие пыли в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные горючие смеси, при горении которых избыточное давление в помещении может превысить 5 кПа.

Последствия взрыва на пожаровзрывоопасных предприятиях определяются в зависимости от условия размещения взрывоопасных продуктов.

Если технологический аппарат со взрывоопасными продуктами размещен в зданиях, то авария развивается по сценарию взрыва в замкнутом объеме.

Кратко рассмотрим модели воздействия, позволяющие определить поля давлений при прогнозировании последствий взрывов в производственных помещениях.

Наиболее типичными аварийными ситуациями в этом случае считаются:

- разрушение аппарата или трубопровода со смешанными газами или жидкостями;

- потеря герметичности трубопроводов (разрыв сварного шва, прокладки, отрыв штуцера);

- образование или выброс горючей пыли.

В этом случае газо-, паро-, пылевоздушная смесь займет частично или полностью весь объем помещения. Затем этот объем заменяется расчетной сферой (в отличии от полусферы в открытом пространстве), радиус которой определяется с учетом объема помещения, типа и массы опасной смеси. При прогнозировании последствий считают, что процесс в помещении развивается в режиме детонации.