Введение

Искусственный холод применяют во многих отраслях для получения температур ниже температуры окружающей среды. Применение холода для сохранения пищевых продуктов известно давно. Для этого сначала использовали лед и снег, а затем смеси льда с солью, что позволило получить температуры ниже 0° С.

Химическое производство растет наравне с человеческими потребностями, наравне с увеличением производственных мощностей стран. В России ежегодно происходит порядка 50 аварий с выбросом АХОВ из-за выхода из строя устаревшего оборудования, отсутствия и устаревания систем мониторинга в сфере безопасности.

Среди промышленных объектов, содержащих АХОВ самыми многочисленными в Российской Федерации являются предприятия, использующие в технологическом цикле аммиак - свыше 50% от общего числа химически опасных объектов. В связи с тем, что применение аммиака с каждым годом увеличивается, возрастает риск возникновения аварий с этим веществом, как в России, так и в мире. При всей универсальности аммиака и его достоинствах не следует забывать о его токсичности, пожаровзрывоопасности.

Актуальность работы заключается в том, что значительное количество ХОО, использующих аммиак, располагается в непосредственной близости от черты городской застройки, поэтому в случае ЧС, требуется принятие особых мер по обеспечению безопасности их функционирования и защите населения, проживающего вблизи этих объектов, от последствий аварий.

Цель работы прогнозирование, предупреждение и ликвидация чрезвычайной ситуации при функционировании аммиачной холодильной установки в компрессорном цехе ОАО КПБН «Шихан».

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— провести оценку состояния проблемы обеспечения химической безопасности при эксплуатации аммиачных холодильных установок в пищевой промышленности;

— спрогнозировать обстановку в зоне чрезвычайной ситуации, вызванной выбросом аммиака на ОАО КПБН «Шихан»;

— разработать мероприятия по планированию и организации АСДНР при ликвидации ЧС, вызванной выбросом аммиака, провести подбор технологии мероприятий АСР;

— рассмотреть теоретические основы обеспечения безопасности при проведении работ по ликвидации ЧС на территории ОАО КПБН «Шихан».

— рассмотреть современные мероприятия и методы по обеспечению устойчивости функционирования ОАО КПБН «Шихан» на основе патентной проработки современных способов и устройств.

1.Чрезвычайные ситуации, характерные для оао кпбн «Шихан»

1. Сведения об известных авариях

На основании статистических данных за последние 10 лет, на производственных площадках пищевых предприятий, производящих продукцию с использованием холодильных установок, участились случаи аварийных утечек из технологического оборудования.

Экономическая значимость требует расположения предприятий пищевой отрасли в непосредственной близости от крупных городов, вблизи которых сосредоточено свыше 80% предприятий пищевой промышленности. Практически все из них используют аммиачные холодильные установки, в связи с чем, имеют запасы аммиака. Поэтому в случае возникновения аварии в зону поражения могут попадать часть населенной зоны городов, расположенных непосредственно на границе с промышленной зоной. Таким образом существует опасность для населения и нанесения материального ущерба.

Характерными последствиями чрезвычайных ситуаций с выбросом аварийно-химически опасных веществ являются внезапность возникновения, обусловленных выбросом (разливом) вещества, быстрое распространение поражающих факторов, опасность массового поражения людей и животных, попавших в зону поражения, необходимость проведения аварийно - спасательных и других неотложных работ в короткие сроки.

Для выявления причин аварий с разгерметизацией оборудования, которые ведут к утечкам аммиака, рассмотрим статистику происшествий в мировом масштабе. Ниже приведено описание наиболее крупных аварий с утечками аммиака.

Авария 5 июня 1971 г. в г. Флор Аль (штат Арканзас, США). Разрыв трубопровода привел к выбросу около 600 т аммиака. Погибших не было. Аммиак попал в реку, что привело к гибели значительного количества рыбы и нарушению флоры и фауны реки.

Авария 13 июля 1973 г. Потчефструм (ЮАР). Причиной аварии стал отрыв торцевой крышки резервуара, содержавшего 50 т аммиака. Размер утечки составил 38 т аммиака. В результате аварии погибло 18 человек, 6 из которых находились за пределами предприятия. В радиусе до 50 м от места аварии погибли 7 человек; в радиусе 50…100 м погибли 5 человек; на расстоянии 100…150 м погиб 1 человек; на расстоянии 150…200 м погибло 5 человек. Было отмечено 65 случаев несмертельных отравлений (пострадавших).

Авария 6 мая 1976 г. в г. Хьюстон (штат Техас, США). В данной аварии автоцистерна с аммиаком, двигавшаяся по горному шоссе, в результате дорожно-транспортного происшествия упала на проезжую часть шоссе. Произошел мгновенный выброс 19 т аммиака, площадь составляла приблизительно 1 км², погибло 6 человек, пострадало более 100 человек.

20 марта 1989 г на НПО «Азот», г.Ионава (Литва). В результате превышения давления произошла разгерметизация резервуара, заполненного 7000 тонн жидкого аммиака. Причиной разрушения являлась усталостность металла. Площадь разлитого аммиака составила 10 тыс. м³, глубина 1,5 м. Погибло 7 человек, пострадало 57 человек.

Авария 1997г. в г.Барнаул. В результате превышения допустимого уровня аммиака в циркуляционном ресивере произошел гидравлический удар в цилиндре компрессора. Погиб 1 человек, пострадал 1 человек.

В декабре 1999 года, Калининградская область, г.Советск, в результате аварии на целлюлозно-бумажном производстве из резервуаров на почву вытекло более 100 тонн аммиачной воды.

В сентябре 2005 года, Калининградская область, г.Калининград, произошел аварийный выброс аммиака на мясокомбинате. Утечка произошла при проведении ремонтных работ на компрессорной установке из трубы, связанной с 20 тонной емкостью для хранения жидкого аммиака. Пострадавших в результате аварии нет.

21 июня 2008 года, Саратовская область, на мясокомбинате в городе Балаково произошел выброс 600 кг аммиака. В результате аварии 2 человека погибли.

С 27 апреля по 5 мая 2009 года на ОАО "Московский межреспубликанский винодельческий завод" произошло три утечки аммиака. Общий объем разлитого вещества составил около 10 тонн. Основная часть утечки привела к попаданию аммиака в реку Сетунь, что привело к гибели рыбы и нарушению флоры и фауны реки.

В период 1999…2015 гг. в России на химически-опасных объектах было зарегистрировано несколько десятков аварий с аммиачными веществами. В этих авариях пострадало около 36 человек и 5 человек получили смертельное отравление парами аммиака. Некоторые из них, наиболее крупные, приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Описание некоторых аварий на АХУ, произошедших за период 1999…2015 гг. в России

Дата и предприя-тие, на котором произошла авария	Вид аварии (неполадки)	Описание аварии и основные причины	Количество пострадав-ших, ущерб
1	2	3	4
03.12.1999 ОАО «Целлюлозно-бумажный комбинат»	Утечка 100т аммиачной воды	В Калининградской области в приграничном с Литвой городе Советске на комбинате произошла авария, в результате которой из резервуаров на почву вытекло более 100 тонн аммиачной воды	5 чел. получили интоксика-цию амми-аком, 2 чел. пострадав-ших
28.03.2000 ОАО «Орский молочный комбинат»	Утечка 30кг аммиака	В цехе по производству мороженного при оттаивании дренажного трубопровода диаметром 57 мм, произошел разрыв змеевика с выбросом остатков аммиака	4 чел. полу-чили инток-сикацию аммиаком
24.06.2000 ОАО «Коопзаготпром»	Выброс 5т жидкого аммиака	На АХУ в результате пожара в помещение, находящемся в коридоре универсального холодильника, деформированы панели потолочного перекрытия, которые опустились на трубопроводы с жидким аммиаком. При этом произошли разгерметизация запорной арматуры на трубопроводе и выброс аммиака	Ущерб от аварии составил 13428,8 руб
23.10.2000 ОАО «Оргстекло», г.Дзержинск Нижегородское управление	Выброс газообраз-ного аммиака	На АХУ произошел отрыв вентиля слива масла с линейного ресивера. В результате разгерметизации системы произошел выброс паров аммиака в атмосферу. Причины аварии: разгерметизация ресивера в результате неполного ввертывания вентиля в бобышку, при закручивании вентиля произошел срез витков резьбы при дополнительном нагружении вентиля усилием от внутреннего давления в ресивере. Неудовлетворительный ведомственный надзор за состоянием оборудования	Пострадав-ших нет
19.04.2001 ОАО «Поиск», Росмясомолторг Управление Западно - Сибирского округа	Утечка 40кг аммиака	Авария произошла на АХУ из-за разгерметизации фланцевого соединения трубопровода диаметром 20 мм на высоте 4 м, при давлении в системе 6 кгс/см2. Произошла утечка паров в атмосферу	6 чел. полу-чили инток-сикацию
02.05.2001 ОАО «Арзамасский молочный комбинат», Нижегородское управление	Выброс 1т аммиака	Авария произошла на АХУ в результате пробоя уплотнительной прокладки головки цилиндра компрессора. В результате разгерметизации системы произошел выброс паров аммиака в помещение машинного зала. Причины аварии: Применение прокладочного материала паронита без документов о качестве и воздействие повышенной температуры нагнетания в результате поломки пластин нагнетательного клапана. Несоблюдение требований промышленной безопасности при эксплуатации АХУ.	Пострадав-ших нет. Экономический ущерб составил 161,8 руб
08.07.2003 ОАО «Любинский молочно – консервный комбинат», Управление Западно – Сибирского округа	Выброс 150кг аммиака	В компрессорном цехе из-за отрыва крышки неработающего аппарата (сухопарника), в котором находился аммиак, произошел выброс его в атмосферу в количестве 150 кг.	Интокси-кация 4 чел.
03.03.2004 ОАО «Кинешемский городской молокозавод» Управление Верхнее – Волжского округа	Выброс газообразного аммиака	В компрессорном цехе при эксплуатации АХУ произошло разрушение картера компрессора с выбросом аммиака в рабочую зону помещения компрессорной.	Пострадал 1чел.
01.02.2005 «Хакасский рыбокомбинат», данные Ростехнадзора по Республике Хакасия	Выброс 2т жидкого аммиака	На аммиачно-холодильной установке из-за повреждения трубного пучка конденсатора произошел выброс аммиака в атмосферу	Пострадав-ших нет
11.09.2005 «Калининградский мясокомбинат»	Утечка 10кг аммиака	Утечка произошла при проведении ремонтных работ на компрессорной установке из трубы, связанной с 20-тонной емкостью для хранения жидкого аммиака	Пострадав-ших нет
15.07.2006 «Корсаковский рыбоконсервный завод»	Выброс 70кг аммиака	В городе Корсакове Сахалинской области при замене сальника на вентиле трубопровода, соединяющего емкость для хранения аммиака с компрессором, произошел выброс аммиака в объеме до 70 кг	Пострадало 3 чел.
03.05.2007 «Московский Микояновский мясокомбинат»	Утечка аммиака	Причиной аварии стала автоавария, в результате которой грузовой автомобиль задел трубопровод	1чел. погиб, 2чел. пост-радавших
03.09.2007 ЗАО «Черниговский мясокомбинат	Выброс аммиака	Разгерметизация трубопровода с последующим выбросом аммиака	Обвал сте-ны здания, в котором размеща-лись трубо-проводы. Пострадало 2 чел.
21.06.2008 «Балаковский мясокомбинат»	Выброс 600кг аммиака	В Саратовской области в городе Балаково произошел выброс 600 кг аммиака	2чел. погибли
17.09.2008 ОАО Молочный комбинат «Балтийское молоко»	Выброс аммиака	Произошел разрыв трубопровода, подающего аммиак на производство, и выброс аммиака	1 чел. погиб и 17 чел. получили травмы
05.02.2009 Кирово-Чепецкий химкомбинат	Утечка аммиака	В Кировской области произошел разрыв трубопровода, по которому на производство подавался аммиак	Погиб 1чел., 1 чел. получил тяжелую травму
22.11.2010 Москва хладокомбинат №7	Выброс аммиака	Произошел незначительный выброс аммиака. Автоматическая защита перекрыла подачу аммиака	Пострадав-ших нет
12.04.2011 Томский колбасный цех ОАО «Поиск»	Выброс аммиака	Взрыв емкости с аммиаком, вследствие превышения давления	6чел. получили ранения
20.03.2012 Ростовская область цех по розливу подсолнечного масла	Выброс аммиака	Авария произошла в замкнутом пространстве цеха по розливу подсолнечного масла. Разгерметизация вследствие коррозии емкости с аммиаком	8чел. пострадало, 2 чел. погибло

Основные причины аварий с выбросом аммиака представлены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема основных причин аварий с выбросом аммиака

По данным Западно-Уральского управления Ростехнадзора в России ежегодно происходит несколько тысяч аварий в химических отраслях. Число аварий с угрозой выброса АХОВ увеличивается вследствие транспортных происшествий.

2. Идентификация опасностей ОАО КПБН «Шихан», возможные источники ЧС

ОАО КПБН «Шихан» является производственным объектом пищевой промышленности, основные составляющие которого не представляют потенциальной опасности. Но при этом в структуру предприятия входят цеха, в которых проходят технические процессы при повышенных параметрах давления, используются аварийно-химически опасные вещества (АХОВ), а именно аммиак в качестве охлаждающего реагента, имеются сложные механизмы, каждый из которых, в свою очередь, представляет возможный источник аварии или ЧС.

На территории объекта имеются следующие источники ЧС:

- аммиачные ресиверы охлаждения;

- насосные узлы, осуществляющие перекачку охлаждающих производственные процессы веществ (вода, аммиак);

- сложные технологические установки;

- хранилище аммиака;

- трубопроводы;

- запорная арматура, выход из строя которых может так же являться источником аварийной ситуации;

- значительное количество приборов и оборудования, использующего электроэнергию.

3. Анализ условий возникновения и развития ЧС. Выявление возможных причин возникновения ЧС

Рассмотрев статистику аварий в период с 1999…2015 гг. в России, можно сделать вывод о том, что причинами разгерметизации, которые ведут к малым утечкам аммиака, являются: коррозия металлических стенок резервуара или сварочных швов, ослабление фланцевых соединений или их неправильная затяжка, использование неподходящих материалов в качестве прокладок или сальников и т.д. На рисунке 1.1 представлены основные причины аварий на объектах пищевой промышленности, использующих аммиачные холодильные установки (АХУ).

Рисунок 1.1 – Основные причины аварий на объектах пищевой промышленности, использующих АХУ

Значительное количество аварий связано, прежде всего, с медленными темпами реконструкции и модернизации производства, переносами сроков ремонта и замены оборудования, ухудшением качества ремонтов, несвоевременной диагностикой технического состояния эксплуатируемого оборудования.

Факторы, влияющие на обеспечение безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок, представлены на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Факторы, влияющие на обеспечение безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок

Для повышения устойчивости объектов экономики должны заблаговременно проводиться мероприятия, направленные на снижение возможных потерь и разрушений от поражающих факторов источников ЧС.

Типичные причины, приводящие к разгерметизации составных частей аммиачной холодильной установки связана с их большой вместимостью, т.е. наличием большого количества АХОВ в единичной емкости установки. Основной причиной аварий резервуаров является возникновение трещин в сварных швах, как результат некачественной сварки.

Но помимо разгерметизации резервуаров, содержащих наибольшее количество аммиака, аварии могут быть вызваны разрушением отдельных блоков технической системы. Для аммиачной холодильной установки на ОАО КПБН «Шихан» характерны следующие причины, способствующие возникновению аварии (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 – Виды причин, способствующие возникновению аварии на ОАО КПБН «Шихан»

Опыт эксплуатации АХУ показывает, что опасными отклонениями от оптимального режима работы являются:

1) повышенная температура нагнетания.

Эта ситуация может возникнуть при перегреве на входном сопле компрессора или при неполадках непосредственно в самом компрессоре и привести к разгерметизации компрессора или его обвязки.

2) повышенная температура конденсации из-за несоответствия производительности включенных компрессоров и конденсаторов;

3) попадание влаги в цилиндры компрессора.

Это может привести к гидравлическому удару и разрушению цилиндров компрессора. Попадание жидкости в цилиндры, вызывающие гидравлические удары, чаще всего связано с неисправностью приборов контроля уровня жидкости в отделителях на всасывающей стороне компрессоров, а также с другими нарушениями режима работы машины. Может произойти разгерметизация компрессора или его обвязки;

4) разгерметизация оборудования, трубопроводов.

Возможные причины: коррозия, ослабление фланцевых соединений или неправильная их затяжка, использование неподходящих материалов в качестве сальниковых набивок, выход из строя отдельных движущихся частей запорной или предохранительной арматуры, вибрация, дефекты материала, оборудования, трубопроводов, прокладок. Опыт эксплуатации показывает, что имеют место пропуски в сальниковые уплотнения запорной арматуры через образующиеся в процессе работы неплотности в прокладках фланцевых соединений аппаратов и трубопроводов.

Выявлено, что значительное количество аварий связано, прежде всего, с медленными темпами реконструкции и модернизации производства, переносами сроков ремонта и замены оборудования, ухудшением качества ремонтов, несвоевременной диагностикой технического состояния эксплуатируемого оборудования.

Таким образом, выявлено, что основные составляющие которого не представляют потенциальной опасности и наиболее вероятный источник ЧС на ОАО КПБН «Шихан» является аммиачный холодильный ресивер – емкость, заполненная аммиаком.