Ананьев О.В., Решетов А.В., Филин В.Е. "Здания и сооружения факельного хозяйства, экспертиза факельной установки"

Ананьев Олег Владимирович, начальник лаборатории НК ООО «НТЦ «НефтеМетСервис»
Решетов Александр Витальевич, исполнительный директор НК ООО «НТЦ «НефтеМетСервис»
Филин Владимир Евгеньевич, зам.генерального директора ООО «Техэкспертиза» 

Здания и сооружения факельного хозяйства, экспертиза факельной установки

В статье описаны здания и сооружения, находящиеся на территории факельного хозяйства, дается таблица с минимальным расстоянием от производственных помещений до факельной установки.

Факельное хозяйство — ОПО, используемый для утилизации сбросов, которые поступают в факельную систему. Основной объект на территории такого хозяйства — факельная установка, представляющая собой совокупность трубопроводов, аппаратов, устройств и сооружений для транспортировки и последующего сжигания паров и газа.

Современные объекты проектируются в соответствии с требованиями ФЗ №116, на территории факельного хозяйства осуществляется строгий контроль над уровнем промышленной безопасности, все здания и сооружения проектируются и располагаются по площади ОПО в соответствии с действующим законодательством. Территория объекта в обязательном порядке ограждается. [1]

Расстояние от зданий и сооружений до факельного хозяйства и его объектов устанавливается в соответствии с максимальными тепловыми нагрузками и учетом загрязнения окружающей среды:

[2]

Устройство и комплектность зданий и сооружений факельного хозяйства должны отвечать требованиям промышленной безопасности в установленном законами порядке. Сброс паров и газа с высоким уровнем сероводорода не может производиться в общие установки, для этого на территории хозяйства устанавливаются специальные сооружения.  Эксплуатация специальных факельных установок должна быть обоснована в проектной документации. Системы контроля и автоматизации должны предусматривать возможность дистанционного розжига факела, регулирования давления газа.

Территория факельного хозяйства должна быть полностью очищена от растительности, все проходы для персонала оснащаются предупреждающими табличками, о запрете доступа посторонних лиц.

Лестницы и площадки для обслуживания сооружений обязаны быть удобными, безопасными для сотрудников.

На этапе проектирования факельного хозяйства необходимо руководствоваться "Правилами устройства и безопасной эксплуатации факельных систем" ПУ и БЭФ-91. [3]

Если на территории проектом предусмотрено использование линий единичной мощности 2 миллиарда кубометров за год с использованием центробежных компрессоров необходимо предусмотреть факельные системы следующего типа:

• Высокого давления, когда газ сбрасывается с компрессора при разгрузке.

• Низкого давления, когда газ сбрасывается с предохранительных клапанов, а также при постоянных или периодических сбросах в аварийном порядке.

В состав факельного хозяйства входят следующие здания и сооружения:

• Сепараторы.                                                                        

• Трубопроводы.                                                                         

• Газгольдеры.                                                                       

• Факельные трубы.                                                                

• Компрессорная.                                                                        

• Насосная для конденсата.                                                      

• Бытовые здания и административное помещение.                    

Основное назначение сепараторов — отделение от конденсата газа. Конденсат в процессе удаляется в специальные емкости или сливают в канализацию.

По правилам безопасности трубопроводы можно прокладывать на опорах или эстакадах, под уклоном в сторону сепаратора 0,003 градуса. Если на объекте организовать уклон не удается, тогда в нижней точке трубопровода устанавливаются агрегаты для принудительного отвода  конденсата.

Обязательно, чтобы трубопровод и коллектор имели обогрев или теплоизоляцию, которые предотвращают кристаллизацию веществ в факельной системе.

Арматуру стоит проектировать таким образом, чтобы в случае выхода из строя она не могла самопроизвольно перекрыть трубопровод, вот почему штурвал направляют к земле.

Основное назначение компрессорной — сжатие выделенного газа в сепараторе и возвращение его в топливную систему. Избыточное количество газа направляется в факельную установку для последующего сжигания.

Основным элементом любой факельной установки являются трубы, оснащенные горелкой, системой регулирования в автоматическом режиме и дежурной горелкой, на которую ставится гидрозатвор и запальный механизм.

Технологическая схема факельной установки может быть различной, все зависит от того, в каких условиях происходит сброс газа, учитываются следующие параметры:

• Расход.                                                                                                     

• Давление.                                                                                         

• Возможность утилизации.                                                                       

На следующем рисунке изображена наиболее распространенная комбинированная схема:

1 — газгольдеры;

2, 4, 6 — сепараторы;

3 — насосы;

5 — сборник конденсата;

7 — компрессоры;

8 — запальное устройство;

9 — факельные трубы;

10 — огнепреградители;

11 — воздушный холодильник.

Трубопроводы:

I, II — магистральные факельные низкого и высокого давления;

III — магистральный факельный от установок, требующих отдельного сброса;

IV — магистральный факельный специального назначения;

V — неочищенного газа;

VI — газового конденсата;

VII — топливного газа;

VIII — инертного газа;

IX — газа, содержащего сероводород.

В порядке обеспечения необходимого уровня промышленной безопасности при использовании факельных установок необходимо проводить регулярную экспертизу безопасности объекта. В процессе проведения экспертизы факельной установки проводятся следующие работы:

• Организационно-аналитические.                                                               

• Оперативная диагностика.                                                        

• Расчетно-аналитические.                                                                 

Под организационно-аналитическими работами понимают следующий перечень действий:

• Проведение анализа технической документации, проверка наличия паспорта на установку, составление программы, в соответствии с которой будет проходить обследование.

• Определение условий в которых эксплуатируется установка, указанным в паспорте.

• Проведение анализа предшествующих проверок, ремонтно-восстановительных работ.

• Составление программы по проведению экспертизы промышленной безопасности, ее согласование.

Под оперативной диагностикой понимают следующий перечень действий:

• Проведение измерительного и визуального контроля фундамента и металлоконструкций.

• Измерение твердости фундамента.

• Использование ультразвукового контроля для металлоконструкций.

• Проверка наличия отклонения от вертикальность или нивелировка.

• Выявление опасных дефектов, деформаций, повреждений и выдача предложений по первоочередным противоаварийным состояниям.

• Проверка соответствия работы системы автоматизации нормативной документации.

• Определение наиболее изношенных участков и причин износа.

• Установка прогнозируемых и имеющихся нагрузок.

• Определение физико-механических свойств используемых в составе сооружения материалов.

• Определение соответствия конструкции имеющейся проектной документации.

Под расчетно-аналитическими работами понимают:

• Проведение анализа полученных во время технического диагностирования результатов.

• Проведение расчетов прочности конструкции.                                      

• Если выявлен осадок фундамента проверяется несущая способность грунта.

• Подбор расчетной схемы осматриваемой конструкции в соответствии с выявленными в результате экспертизы дефектов и повреждений.

• Установление несущей способности соединений, отдельных элементов.

• Выявление элементов, которые не удовлетворяют условиям жесткости, прочности и устойчивости.

• Работа над решением по восстановлению состояния объекта.

• Расчет остаточного ресурса.                                                                 

• Выдача заключения по проведенной работе, оформляемое в установленном законом порядке.

Наибольшие нагрузки, которые могут воздействовать на конструкцию, подвергаемую экспертизе промышленной безопасности в процессе эксплуатации,  установлены СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия"[4]. Расчетные нагрузки определяются по следующей формуле:

q = q_Hγ_n 

В зависимости от значения прилагаемой нагрузки и ее вида, значение коэффициента надежности определяется следующей таблицей:

В некоторых случаях при проведении экспертизы промышленной безопасности учитывают особые нагрузки, к ним может относиться: взрывного воздействия, сейсмическая, неравномерный осадок и так далее.

При определении предельного состояния используют расчетное сопротивление, которое высчитывается с учетом надежности материала:

R = R_n/γ_m

Коэффициент γ_m позволяет учесть вероятное отклонение сопротивления в зависимости от того, какими свойствами обладает рассматриваемый материал и какова их статистическая изменчивость. По некоторым маркам бетона, стали и арматуры нормативные расчетные сопротивления представлены в следующих таблицах:

[5] http://doctorlom.com/item171.html

Согласно требованиям промышленной безопасности, на территории факельного хозяйства все технологическое оборудование должно быть открыто, в зданиях его можно размещать только в том случае, если это необходимо в соответствии с  условиями эксплуатации.

Этажность и размеры зданий принимают в соответствии с технико-экономическим сравнением вариантов установки и размещения оборудования. Предпочтение отдается одноэтажным конструкциям , прямоугольной формы. все постройки обязаны быть не менее 2 степени огнестойкости. Сооружения и здания не должны по форме создавать непроветриваемых зон.

В одном здании желательно предусмотреть как можно больше помещений. В помещениях, где постоянно пребывает обслуживающий персонал, должны быть предусмотрены установки для удаления дыма на случай возникновения пожара. Все производственные строения должны оборудоваться эвакуационным выходом.

Недопустимо, чтобы не территории хозяйства оборудовались тоннели, подвалы, в которых могут скапливаться тяжелые газы. Все здания с системой управления производством обязаны располагаться вне зоны возможного разрушения или быть взрывоустойчивыми.

Для помещений 1, 2 и 3 категории взрывоопасности важно предусматривать еще на этапе проектирования легкосбрасываемые ограждающие конструкции.

Все технологические сооружения в обязательном порядке оборудуются лестницами.

Во время возведения эстакад для технологического трубопровода следует обеспечить необходимую огнестойкость несущих конструкций.  На все промышленные трубы наносится маркировочная окраска и световое ограждение. Маркировка обязательно должна отчетливо выделяться на фоне так, чтобы ее можно было рассмотреть во всех направлениях.

На установленных, на территории факельного хозяйства, дымовых трубах огни располагаются ниже обреза трубы. Расстояние может варьироваться от 1,5 до 3 метров. Заградительные огни должны располагаться так и в таком количестве, чтобы с любой стороны полета можно было различить в ночное время не менее двух огней.

Включают огни в темное время суток и при плохой погоде днем. Качество работы осветительной арматуры проверяется ежедневно.

Список литературы:

1.      ФЗ 116 «О промышленной безопасности»

2.       http://files.stroyinf.ru/Data1/46/46728/

3.       "Правилами устройства и безопасной эксплуатации факельных систем"

4.       СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия"

5.       http://doctorlom.com/item171.html