3.5.1 Охрана поверхностных и подземных вод от загрязнений.

Постоянные сточные химзагрязненные воды на АГЗС отсутствуют. Имеют место периодические дождевые и талые воды, которые поступают с бетонированной площадки, выполненной с уклоном, обеспечивающим сток дождевых и талых вод с площадки через патрубок в специальный сборный колодец.

Откачка собранных стоков и вывоз их осуществляется специализированным автотранспортом в соответствии с договором, заключенным между ООО «ДИКЕЙ» и МУП «Спецавтокомбинат».

Бытовые стоки из выгребной ямы отдельно стоящего туалета также вывозятся с территории АГЗС специализированным автотранспортом МУП «Спецавтокомбинат».

Утечка масел из заправляемых автомобилей немедленно засыпается песком и вместе с промасленной ветошью собираются в контейнер с последующим вывозом на полигон промышленных отходов.

3.5.2 Охрана почвы

Постоянные твердые отходы на площадке АГЗС отсутствуют. К периодически скапливающимся твердым отходам можно отнести промасленную ветошь и песок, загрязненный маслом, которым засыпают утечки масла.

Загрязненные маслом песок и промасленная ветошь собираются в металлический ящик и вывозятся на полигон промышленных отходов, для чего Заказчик заключает договор с предприятиями, имеющими полигоны для захоронения промышленных отходов.

3.5.3 Эколого-экономическая оценка ущерба от загрязнения окружающей среды при пожаре или аварии на АГЗС.

Экономический ущерб от загрязнения окружающей среды при пожарах и авариях определяется по формуле:

, руб.

где У_А- экономический ущерб от загрязнения атмосферы;

У_П- экономический ущерб от загрязнения почвы;

У_В- экономический ущерб от загрязнения водных объектов.

Таким образом формула примет вид:

,

;

где - удельный экономический ущерб от загрязнения природной среды равный 2,16 руб/усл.т. согласно индексации цен на 2003 год;

10 - коэффициент, учитывающий аварийный характер выброса;

- коэффициент, учитывающий экологическую значимость и экологическое состояние региона, где случилась авария или пожар (составляет 1,1 (табл.6 [ ]));

m_i - масса i-го загрязнителя, попавшего в окружающую среду, т;

1/ПДК_СС - показатель относительной опасности вещества;

G_гор - количество сгоревшего горючего.

Таблица 17

№ п/п	Загрязнитель	m т/тгор	ПДК мг/м3
		нефть
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.	Оксид углерода СО Оксиды азота NOх Оксиды серы SO2 Сероводород Н2S Сажа С Синильная кислота НСN Формальдегид НСНО Органические кислоты СН3СООН Пятиокись ванадия Бензопирен	3,11·10-1 1,51·10-2 1,20·10-3 1,00·10-3 1,47·10-3 1,00·10-3 5,33·10-4 5,33·10-4 1,00·10-6 6,1·10-8	3 0,06 0,05 0,008 0,05 0,01 0,03 0,04 0,002 1,0·10-6

,

где V_м - массовая скорость выгорания, равная 0,045-0,053 кг/м³·с;

S_П - площадь пожара, равная 38,5 м²;

ф_туш - время тушения пожара 15 минут;

д - коэффициент недожога 0,85.

т.

Определяем экономический ущерб от пожара:

Вывод: В результате аварии на АГЗС общий экономический ущерб составил 26,22 руб., так как ставки на причинение вреда атмосфере при пожарах не высоки и при рассмотрении мною расчетной аварии я не учитывал такие показатели, как ущерб, нанесенный почве и водоемам.

3.6 Экономическая оценка эффективности применения

дренчерного орошения резервуара с СУГ

3.6.1 Формулировка задач и выбор базы для сравнения

Стоимость автомобильной газозаправочной станции имеет балансовую стоимость 3,2 млн. рублей и отпускает в сутки продукции на 14400 рублей (все цены и коэффициенты, использованные при расчетах, были взяты на 2003 год.) Технологический процесс характеризуется повышенной пожарной опасностью, что связано с хранением и распределением СУГ.

Анализ статистических данных о пожарах на аналогичных объектах показывает, что ввиду быстрого нагрева резервуара с СУГ происходит резкий рост давления внутри с последующим образованием "огненного шара". Предполагается, что дополнительное введение дренчерного орошения резервуара с СУГ позволит уменьшить величину ущерба. Другими словами, можно сказать, что необходимо выявить экономическую целесообразность применения дренчерного орошения резервуара с СУГ.

Итак, рассмотрим два варианта защиты резервуара с СУГ:

первый, без применения дренчерного орошения резервуара с СУГ, когда объект защищен прочими средствами противопожарной защиты;

второй, новый вариант, когда к существующей защите добавляется дренчерное орошение резервуара с СУГ.

3.6.2 Определение величины основных экономических показателей

Основными показателями по каждому варианту защиты АГЗС являются:

капитальные вложения К₁ и К₂, руб.;

эксплутационные расходы С₁ и С₂ руб./год;

ущерб от пожаров У₁ и У₂, руб./год.

Расчет сравнительной экономической эффективности противопожарной защиты позволяет исключать одинаковые затраты, входящие в каждый из основных показателей. Такими одинаковыми затратами для данного объекта являются расходы на содержание противопожарной охраны и других средств противопожарной защиты. Определим основные показатели по каждому варианту.

3.6.2.1 Базовый вариант

Дополнительные капитальные и эксплутационные расходы отсутствуют, т.е. К₁ = 0 и С₁ = 0:

У=У_п+У_к ,

где У_п - прямой ущерб от пожара, руб.; У_к - косвенный ущерб от пожара, руб.

Прямой ущерб определяем на основании статистических данных о пожарах за 4 года на 23 существующих аналогичных объектах (N = 23), не оборудованных дренчерным орошением резервуара с СУГ. Распределение числа пожаров и ущерба по годам представлено в таблице 16.

Таблица 18

Годы Тi	Число пожаров, ni	Ущерб Уi, руб
2000	0	0
2001	1	1349624
2002	2	2924271
2003	1	1623919

;

руб,

где У_i - ущерб от i-го пожара, тысяч руб.; Т_i - i-ый год. Определяем косвенный ущерб от пожара:

У_к=У_У-П.Р +У_У.П +У_П.Э ;

108000+270000+139099,45=517099,45 руб.,

где У_у.п.р - потери от условно-постоянных расходов, которые несет АГЗС при временном простое; У_{у п} - упущенная прибыль из-за недоотпуска СУГ за время простоя; У_{п э} - потеря эффективности дополнительных капитальных вложений, отвлекаемых на восстановление основных фондов, уничтоженных и поврежденных пожаром.

Потери от условно-постоянных расходов, которые понесет фирма при простое производства, определяют следующим образом:

;

;

;

;

руб.,

где Q_i - производительность АГЗС 200 л/час; Ц_i - себестоимость единицы продукции 5 руб., ф_пр - время простоя суток; ф_пож - время пожара суток; ф_лпп -время ликвидации последствий пожара, подготовку и пуск АГЗС. Статистика показывает, что АГЗС простаивает 9 дней, то есть ф_пр = 9 суток; К_у._п._р. - коэффициент, учитывающий условно-постоянные затраты и заработную плату в себестоимости продукции; Н_ам - процент амортизации в себестоимости продукции; Н_ЗП - процент заработной платы в себестоимости продукции; Н_ПЗ - процент прочих затрат в себестоимости продукции.

Упущенная прибыль из-за недовыпуска продукции за время простоя (ф_пр = 9 суток):

; руб.,

где R_с - рентабельность продукции в процентах к ее себестоимости R_с = 50 %; Ц_i - себестоимость единицы продукции 5 руб.; ф_пр - время простоя суток; Q_i -производительность АГЗС 200 л/час.

Потери эффективности дополнительных капитальных вложений, отвлекаемых на восстановление уничтоженных пожаром основных фондов, определяем исходя из их степени повреждения:

;

руб.,

где - соответственно нормативные коэффициенты экономической эффективности капитальных вложений в пассивные и активные фонды =0,12 1/год, =0,15 1/год; К_ск , К_ОБ - соответственно средние значения ущерба от одного пожара по строительным конструкциям и оборудованию, руб.

Из анализа значений прямого ущерба установлено, что средний ущерб от одного пожара по строительным конструкциям составляет 254430 рублей, а по оборудованию 723783 рублей.

Число пожаров за четыре года равно 4. Отсюда следует, что в год в среднем происходит 1 пожар, т.е. частота (вероятность) пожара будет равна:

;1/год,

где N - число однородных объектов; n - среднее количество пожаров в год на однородных объектах.

Тогда среднегодовой ущерб по базовому варианту составит:

;руб.,

Общий среднегодовой ущерб по базовому варианту составит:

; руб.

3.6.2.2 Новый вариант

Капитальные вложения на устройство дренчерной защиты резервуара с СУГ согласно смете составляют К₂ = 24000. Выполним расчет эксплуатационных расходов на содержание этой установки по формуле:

, руб./год.

Амортизационные отчисления составят:

; руб./год,

где Н_ам = 6% в год - норма амортизационных отчислений для АУП водных.

Затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание дренчерного охлаждения резервуара с СУГ:

; руб./год,

где Н_тр = 4,5 % в год - норма отчислений на текущий ремонт и техническое обслуживание.

Затраты на содержание обслуживающего персонала составляют:

; руб./год,

где Ч - численность работников обслуживающего персонала, чел.; З_осн -должностной оклад работника, руб./месяц; К_доп = 1,2-1,3 - коэффициент, учитывающий различного рода надбавки, дополнительную зарплату и начисления по социальному страхованию; к = 0,185 - коэффициент, учитывающий долю времени на обслуживание АУПТ.

Затраты на электроэнергию составят:

; руб./год,

где N - установленная электрическая мощность, кВт; Ц_эл - тариф за один кВт/час электроэнергии; Т_р - годовой фонд работы установленной мощности, час; К_им - коэффициент использования установленной мощности.

Эксплутационные расходы на содержание дренчерного охлаждения резервуара с СУГ:

; руб./год

Определим ущерб от пожара по второму варианту. Внедрение дренчерного охлаждения резервуара с СУГ показало, что ущерб от пожара сокращается. Так в среднем при пожаре уничтожается и повреждается оборудования на 23451 рублей, а здания и сооружения практически не повреждаются. Простой в среднем составляет 2 суток.

24000+60000+3517,7=87517,7 руб.

где У_У-ПР - потери от условно-постоянных расходов, которые несет АГЗС при временном простое; У_уп - упущенная прибыль из-за недоотпуска СУГ за время простоя; У_ПЭ - потеря эффективности дополнительных капитальных вложений, отвлекаемых на восстановление основных фондов, уничтоженных и поврежденных пожаром. Потери от условно-постоянных расходов, которые понесет фирма при простое производства, определяют выражением:

; ;

сут;

;

руб.,

где Q_i - производительность АГЗС 200 л/час; Ц_i - себестоимость единицы продукции 5 руб. ф_ПР - время простоя суток; ф_пож - время пожара суток; ф_Л.П.П. -время ликвидации последствий пожара, подготовку и пуск АГЗС. Статистика показывает, что АГЗС простаивает 2 суток, то есть ф_пр = 2 суток; К_{У - П.Р.} -коэффициент, учитывающий условно-постоянные затраты и заработную плату в себестоимости продукции; Н_ам - процент амортизации в себестоимости продукции; Н_З.П. - процент заработной платы в себестоимости продукции; Н_П.З. - процент прочих затрат в себестоимости продукции.

Упущенная прибыль из-за недовыпуска продукции за время простоя (ф_пр = 2 суток):

; руб.,

где R_С - рентабельность продукции в процентах к ее себестоимости R_C = 50%; Ц_i - себестоимость единицы продукции 5 руб.; ф_пр - время простоя суток; Q_i -производительность АГЗС 200 л/час.

Потери эффективности дополнительных капитальных вложений, отвлекаемых на восстановление уничтоженных пожаром основных фондов, определяем исходя из их степени повреждения:

; руб.,

где - соответственно нормативные коэффициенты экономической эффективности капитальных вложений в пассивные и активные фонды =0,12 1/год, =0,15 1/год; К_ск , К_ОБ - соответственно средние значения

ущерба от одного пожара по строительным конструкциям и оборудованию, руб.

Число пожаров за четыре года равно 4. Отсюда следует, что в год в среднем происходит 1 пожар, т.е. частота (вероятность) пожара будет равна:

; 1/год,

где N - число однородных объектов; n - среднее количество пожаров в год на однородных объектах.

С учетом прямого ущерба и частоты возникновения пожара среднегодовое значение ущерба составит:

; руб.,

Для автоматических установок тушения пожаров водой вероятность выполнения задачи составляет Р_в.з. = 0,79.

Тогда с учетом уровня эксплутационной надежности необходимо

скорректировать размер расчетного ущерба по второму варианту:

; руб.,

где У_ср2 и У_ср1 - соответственно среднегодовая величина ущерба для объекта, при выполнении задачи и невыполнении задачи.

3.6.3 Сопоставление вариантов и определение экономического эффекта

Согласно действующей типовой методике лучшим является вариант, имеющий меньшую величину приведенных затрат П_i:

;

где К_i - капитальные вложения на противопожарную защиту по i-му варианту, руб.; Е_н - нормативный коэффициент экономической эффективности

капитальных вложений, принимаемый в целом по народному хозяйству на уровне не ниже 0,12 1/год; C_i - эксплутационные расходы на противопожарную защиту i-го варианта, руб./год; У_i - среднегодовой ущерб от пожара по i-му варианту, противопожарной защиты руб./год; i - количество вариантов (I = 1,2,....n).

В нашем случае имеем следующие величины основных показателей по вариантам:

1 вариант К₁ = 0; С₁ = 0; У₁ = 86859 руб./год;

2 вариант К₂ = 24000; Е_н =0,15 1/год; С₂= 11671; У₂= 22097,6. Определяем приведенные затраты по вариантам:

1 вариант П₁ =У_cp1 = У₁ = 86859 руб./год;

2 вариантП₂ = К₂Е_Н+С₂+У₂= 24000·0,15+ 11671+ 22097,6 = 373686. Приведенные затраты по 2 варианту меньше чем, по 1 варианту,

следовательно применение дренчерного орошение резервуара с СУГ.

Годовой экономический эффект Э_г от применения дренчерного орошения резервуара с СУГ определяют как разность приведения затрат рассматриваемых вариантов:

Э_г=П₁ - П₂ ;

Э_г=86859-37368,6 = 49490,4 руб.

Итак, годовой экономический эффект от применения дренчерного орошения резервуара с СУГ на одном объекте составит 49490,4 руб.

3.7 Гидравлический расчет дренчерной установки охлаждения

резервуара с СУГ

3.7.1 Определяем исходные данные для расчета

Размеры защищаемого участка 7 х 10 м. Длина подводящего трубопровода 10 м. Защищаемый объект и станция пожаротушения находятся на одной отметке. Насосы запитаны от водопровода с гарантированным напором в сети. Н_подв= 12 м. Интенсивность орошения водой I_Н = 0,5 л/сек-м (пункт 25 Приложения 6 НПБ 111-98). Площадь орошения дренчерным оросителем F_op = 12м².

3.7.2 Производим трассировку трубопроводов и оросителей на плане защищаемого объекта

Производим трассировку трубопроводов на плане защищаемого объекта. В результате получаем, что фактическая площадь орошения F_op = 10м².



Рис. 11 Трассировка трубопроводов и оросителей

3.7.3 Выбираем тип оросителя и его основные параметры

Для этого определим требуемый напор Н₁ и расход Q₁ на диктующем оросителе для двух типоразмеров и сравним полученные значения интенсивности орошения по следующим формулам:

;

.

где I_н= 0,5 л/сек·м² интенсивность орошения водой; F_op=10 м - площадь орошения дренчерным оросителем; Н₁ - напор на диктующем оросителе, м; Q₁ - расход на диктующем оросителе, л/сек. Результаты расчета сведены в таблицу 17.

Таблица 17

Тип оросителя	ДВНо15-01	ДВНо20-01
НMIN	10	10
К, л/(сек·м0,5)	0,71	1,25
НТРЕБ, м	50	16
Н1,м	50	16
Q1, л/сек	5	5
IРАСЧ , л/сек ·м 2	0,5	0,5

На основании полученных расчетов принимаем в установке дренчерные оросители типа ДВНо20-01.

3.7.4 Определяем диаметры трубопровода

* Определяем диаметр трубопровода на участке от первого до второго оросителя:

;

где V - скорость движения воды по трубам (рекомендуется V=3-5 м/сек), принимаем V=3 м/сек; Q₁ =Q₂ - расход на диктующем оросителе, л/сек.

Принимаем трубы стальные электросварные и по таблице 3 Приложения 6 [16] для d_y = 50 мм определяем значение К_т = 110.

* Определяем напор в точке "а":

* Определяем диаметр трубопровода на участке "а-б":

Принимаем трубы стальные электросварные и по таблице 3 Приложения 6 [16] для d_y= 65 мм определяем значение К_Т = 572.

* Определяем напор в точке "б":

* Определяем расход из оросителей 3 и 4:

* Определяем диаметр трубопровода на участке от третьего до четвертого оросителя:

где V - скорость движения воды по трубам (рекомендуется V = 3-5 м/сек), принимаем V = 3 м/сек; Q₁ = Q₂ - расход на диктующем оросителе, л/сек.

Принимаем трубы стальные электросварные и по таблице 3 Приложения 6 [16] для d_y = 50 мм определяем значение К_т = 110.

* Определяем диаметр трубопровода на участке "б-в":

;

Принимаем трубы стальные электросварные и по таблице 3 Приложения 6 [16] для d_y = 100 мм определяем значение К_т = 4322.

* Определяем напор в точке "в":

* Определяем расход из оросителей 5 и 6:

* Определяем диаметр трубопровода на участке от пятого до шестого оросителя:

Принимаем трубы стальные электросварные и по таблице 3 Приложения 6 [16] для d_y = 50 мм определяем значение К_т = 110.

* Определяем диаметр трубопровода на участке "в-г":

Принимаем трубы стальные электросварные и по таблице 3 Приложения 6 [16] для d_y = 125 мм определяем значение К_т = 13530.

* Определяем напор в точке "г":

Результаты расчета сведены в таблице 18

Таблица 18

Номер участка или точки	Длина участка 1, м	dy, мм	Кт	Н, м	Q, л/сек
а	-	-	-	-	-
а-б	4	65	572	-	10,0
б	-	-	-	18,1	10,2
б-в	4	100	4322	-	20,2
в	-	-	-	18,5	10,3
в-г	4	125	13530	-	30,5
г	-	-	-	18,6	-

3.7.5 Определяем требуемый напор у основного водопитателя

(на насосе):

;м,

где h_лин - суммарные потери напора в сети, м; h_КЛ - потери напора в клапане узла управления принимаем в установке клапан КЗУ-100; z - разность отметок "диктующего" оросителя и оси напорного патрубка водопитателя.

м,

где h_ЛИН - суммарные потери напора в сети, м; h_CT - потери напора в стояке; h_ПОДВ - потери напора в подводящем трубопроводе.

;

; м,

где l_СТ - длина стояка, м.

; м,

; м,

где h_ЛИН - суммарные потери напора в сети, м; h_РАСПР - потери напора в распределительных трубопроводах; h_CT - потери напора в стояке; h_ПОДВ -потери напора в подводящем трубопроводе; h_КЛ - потери напора в клапане узла управления принимаем в установке клапан КЗУ-100; z - разность отметок "диктующего" оросителя и оси напорного патрубка водопитателя. Пользуясь таблицей Приложения 7 [17], выбираем насос К-90/35а.

3.7.6 Определяем фактическое значение напора и расхода воды в сети

Фактическое значение напора и расхода в сети, определяется точкой пересечения Q-H характеристик сети трубопроводов и основного насоса на их совмещенном графике.

Определяем сопротивление сети:

;м·сек/л.

Задаваясь различными значениями расхода Q_i, определяются значения потерь напора:

.

Результаты расчета потерь напора в сети представлены в таблице 19.

Таблица 19

Qi, л/сек	0	8	4	20	30	32	40	50	60
hi, м	0	0,64	1	4	9	10,24	16	25	36

Из совмещенного графика следует, что фактическое значение расхода в сети Q_Ф = 34 л/сек, фактическое значение напора Н_ф = 21 м.

Рис. 12 Совмещенная характеристика основного насоса

и сети трубопроводов установки

Выводы

Современные тенденции развития автомобилестроения предполагают использование экологически чистых видов топлива. К таким видам топлива относятся и сжиженные углеводородные газы. В качестве топлива широко используется смесь пропан-бутан. В России СУГ (пропан-бутан) с их низкой себестоимостью способны конкурировать с традиционными видами топлива, такими как бензин и дизельное топливо. Но следует отметить, что наземные технологии хранения СУГ в одностенных резервуарах пока мало изучены, а оборудование в своем большинстве импортного производства.

Проведена детальная пожарно-техническая экспертиза проекта АГЗС по 28 позициям.

По результатам расчетов рисков пожарной безопасности установлены следующие возможные события:

· розлив СУГ на площади F_Ж=2244 м²;

· образование зоны ограничивающей область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (ц_нп) с радиусом R_ЗВК=171 м и высотой Н_ЗВК=3,9 м;

· сгорание газовоздушной смеси на открытом пространстве с образованием волны давления ДР_30м=360,63 кПа;

· пожар розлива с воздействием теплового излучения на рядом расположенные объекты q_30м=0,884 кВт/м²;

· образование «огненного шара», который будет воздействовать на окружающие объекты тепловым излучением q_30м=99,266 кВт/м² и волной избыточного давления ДР_30м=21,86 кПа.

В дипломном проекте были разработаны следующие технические решения:

· Устройство сбросной трубы (h_тр=5м), для сброса газа из оборудования до его разгерметизации. При этом обеспечивается возможность прибытия и развертывания передвижной пожарной техники до того как пожар может принять крупные размеры;

· Устройство дренчерного орошения резервуара с СУГ, мест расположения функционального оборудования и площадки для АЦ.

При выполнении вышеперечисленных технических решений АГЗС будет соответствовать требованиям норм.

Литература

1. ГОСТ Р 12.3.047-98 Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.- М.: 1998.

2. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования. - М.: Госстандарт России, 1991 г.

3. ГОСТ Р 51043-97 Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители спринклерные и дренчерные. Общие требования. Методы испытаний.

4. ППБ 01-03 Правила пожарной безопасности в Российской Федерации.- М.: 2003.

5. НПБ 111-98*. Автозаправочные станции. Требования пожарной безопасности. ГУГПС МЧС РФ, 2002 г.

6. НПБ 88-01 Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования.

7. НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности». - М.: ГУГПС МЧС РФ, 2003 г.

8. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Сирав изд.: в 2-х книгах / А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. -М.: Химия 1990.

9. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность. Обзорная информация. Серия: Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. Выпуск 3. Взрыво- и пожаробезопасность изотермических резервуаров для сжиженных углеводородных газов. В.П.Сучков, В.П.Молчанов.- М.: ЦНИИТ Энефтехим, 1993.

10. Иванников В.П., Клюс П.П. Справочник руководителя тушения пожара.- М.: Стройиздат, 1987.

11. Боевей устав пожарной охраны (Приложение №2 к приказу МВД России №257 от 05.07.95 года).

12. Наставление по газодымозащитной службе Государственной противопожарной службы МВД России. (Приложение №1 к приказу МВД России №234 от 30.04.96 года).

13. Л.К.Исаева. Экология пожаров, техногенных и природных катастроф.- М.: 2000.

14. Аболенцев Ю.И. Экономика противопожарной защиты. -М., ВИПТШ МВД СССР, 1986.

15. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Производственная и пожарная автоматика» Часть 2 «Пожарная автоматика».-М.: ВИПТШ МВД РФ, 1992.

16. Автозаправочные станции: Оборудование. Эксплуатация. Безопасность.: В.Г. Коваленко, А.С. Сафонов, А.И. Ушаков, В. Шергалис. - СПб.: НПИКЦ, 2003. - 280 с.