Установить паровую завесу и рассчитывать, что печь не взорвется — это как поставить около дома забор шириной в метр и высотой в 10 и считать, что дом в безопасности. Причем забор должен быть из золота.
— из частной беседы с инженером по промышленной безопасности
Пункт 94 ФНП 533 [1] говорит о необходимости установки паровой завесы для предотвращения контакта взрывоопасной среды с огневым пространством печи.
ФНП подразумевает, что паровая завеса изолирует печи от взрывоопасного облака, которое может образоваться в результате аварии на ОПО. Для того, чтобы завесу можно было включить круглогодично, предусматривается постоянная циркуляция пара в трубопроводах и минимальный расход пара через форсунки в окружающую среду для исключения возможности их перемерзания в холодное время года.
Влияние на экономику
В статье [3] рассматривается вопрос затрат на эксплуатацию паровых завес. На 2014 год эксплуатация одной паровой завесы (без её срабатывания) составляет от 3,5 до 21 млн.руб.. С учетом инфляции, затраты на энергоносители на 2024 год составляют от 10 до 57 млн. руб. в год. Кроме существенных экономических затрат, паровые завесы в зимнее время создают опасности для персонала: снижение видимости на территории площадки, обледенение поверхностей, повышающее риск травм.
Хотя авторы статьи «О вреде экономии на паровой завесе печей» [2] утверждают
«Кроме того, следует отметить, что ни в одном нормативном документе нет утверждения о необходимости постоянного поддержания рабочего давления водяного пара в паровых завесах технологических печей. Многие специалисты, с которыми мы консультировались по данному вопросу, высказывают мнение, что включение паровой завесы осуществляется только в аварийной ситуации.»
Действительно, возможно не подавать пар в трубопроводы завесы в теплое время года, но при отрицательных температурах окружающей среды возможно замерзание сопел. В реальности на предприятиях зимой осуществляется подача пара в трубопроводы завесы, для исключения возможности из замерзания. Фактически предприятия не могут снизить затраты на эксплуатацию системы защиты.
Размер затрат понятен, давайте оценим, насколько эти траты разумны.
Влияние на безопасность
Эффективность паровой завесы с точки зрения способности предотвратить аварию рассмотрена в статье [4]. Проводилось моделирование рассеивания облаков легких, нейтральных и тяжелых взрывоопасных газов разной массы при разной скорости ветра. Результаты моделирования показали, что в большинстве случаев взрывоопасное облако успеет дойти до печи прежде, чем паровая завеса сработает. Задержка в срабатывании завесы обусловлена чувствительностью газоанализаторов, скоростью срабатывания контура ПАЗ и временем, необходимым для покидания персоналам территории рядом с печью (чтобы исключить опасность поражения паром).
Найдена авария с упоминанием паровой завесы [5]. В ОАО «Новокуйбышевский нефтеперерабатывающий завод» 26.01.06 на установке АВТ-11 в 3 ч 37 мин работники, находившиеся в аппаратном дворе и в здании операторной, услышали громкий шум и увидели облако газовоздушной смеси, которое, увеличиваясь, двигалось от холодной насосной №1 в сторону блока печей с захватом ближайшего к насосной входа в операторную. Срочно были потушены горелки печей и открыта паровая завеса. В 3 ч 41 мин произошел взрыв газовоздушной смеси в помещении операторной. В описанной аварии взрывоопасное облако встретило источник зажигания и взорвалось раньше, чем дошло до печи.
Итог
Паровая завеса, как возможность исключения только одного источника зажигания на технологической площадке, не только малоэффективна с технологической точки зрения, но и при этом создает опасность для здоровья персонала в зимнее время (обледенение поверхностей), а также требует несоразмерных трат на эксплуатацию. Помимо этого, скорость развертывания завесы не позволяет оперативно оградить печь от взрывоопасного облака в условиях плотной компоновки технологического оборудования на современных установках.
Кроме того, завеса является системой защиты, направленной на сдерживание последствий аварии, но не на предотвращение (разгерметизация уже произошла). По нашему мнению, в данном случае рациональнее вкладывать средства в предотвращение нарушения герметичности оборудования, чем в сдерживание последствий.
Список литературы
- Приказ Ростехнадзора от 15.12.2020 №533 Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств»
- А.М. Добротворский (ЗАО «НПО «Ленкор», СПбГУ), А.В. Балутов, Е.П. Денисенко, Д.А. Легостаев («НПО «Ленкор»), А.Е. Шувалов (ООО «Балтморпроект»), А.Ф. Васецкий (НТЦ «ЭДО»). «О вреде экономии на паровой завесе печей» Журнал Химическая техника №2/2016
- А.В. Буканин (ООО «Арсенал Групп») «Паровые завесы печей нефте- и газохимических предприятий. Надежность – плюс, эффективность – минус?». Журнал Химическая техника №12/2014
- Э.А. Грановский (Центр изучения техногенных рисков «Ризикон»), А.С. Крюков, С.Б. Кульберг (Сибур-Холдинг, г. Москва) «Может ли паровая завеса печей выполнить свою защитную функцию?». Опубликовано на портале «Химическая техника», апрель 2019
- Информация об авариях и несчастных случаях, происшедших на нефтехимических и нефтеперарабатывающих объектах за 10 мес. 2006 г.//Информационный бюллетень Федеральной службы Управления по надзору за объектами нефтегазодобычи, переработки и магистрального трубопроводного транспорта отдела по надзору за нефтехимическими и нефтеперерабатывающими объектами.