1. 101№5 • май 2010
HYDROCARBON PROCESSING: НАДЕЖНОСТЬ
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т Е Х Н О Л О Г И И
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ВОЗГОРАНИЯ
РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ
НЕФТЕПРОДУКТОВ
R. Ritchie, SGS North America Inc., Бартлсвилл, Оклахома
Соблюдение правил по надежности снизит риск возгорания резервуаров
Большинство случаев возгораний резервуаров
для хранения нефтепродуктов не соответствуют мас-
штабам происшествия на нефтебазе Бансфилд, так
как это особый случай. Несмотря на то, что оборудо-
вание для каждого резервуара должно быть индиви-
дуально подобрано и оценено в отношении полной
надежности, соблюдаются основные принципы, ко-
торые касаются снижения риска возгорания резер-
вуара и стремления «ослабить» ущерб, если возго-
рание все-таки будет иметь место. В рассмотрении
этих принципов следует признать, что риском мож-
но управлять, чтобы достигнуть приемлемого уров-
ня, но полностью исключить его невозможно.
ТИПЫ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ
Наземные резервуары для хранения углеводоро-
дов, работающие под давлением, близким к атмос-
ферному, имеют широкие пределы типов и разме-
ров, каждый с собственной системой пожаробезо-
пасности. В основном такие резервуары имеют диа-
метры от 3 до 100 м и высоту в среднем 16 м [1]. Они
способны вмещать до 1,5 млн брл. Однако одно пред-
приятие может иметь свыше 100 резервуаров. В основ-
ном резервуары отделяют друг от друга земляным или
бетонным валом или дамбой. Но некоторые резервуары
могут быть окружены простой насыпью. В этом случае
они обычно группируются по вместимости.
Наземные резервуары классифицируют по несколь-
ким основным категориям, основываясь на конструк-
ции крыши. Спецификация конструкций большинства
крупных наземных резервуаров для хранения углеводо-
родов установлена Американским нефтяным институ-
том (American Petroleum Institute – API) и Британским
институтом стандартов (British Standards Institute [2, 3].
РЕЗЕРВУАРЫ С НЕПОДВИЖНОЙ КРЫШЕЙ
Резервуары с неподвижной крышей постоянно
соединены с вертикальными боковыми стенками.
Крыша может быть конической формы, куполообраз-
ная или относительно гладкая. Иногда она бывает с
выступающими ребрами. Независимо от формы свар-
ные швы крыши и боковой поверхности резервуара
специально оставляют достаточно слабыми. Поэтому,
если происходит какой-то инцидент, крыша резер-
вуара отделяется от самого резервуара быстрее, чем
настил или боковая поверхность при разрыве. Это
позволяет резервуару сохранять свой объем. Такие
резервуары обычно оборудованы дыхательными кла-
панами, чтобы можно было допустить их расширение
или сужение вследствие нагрузки, разгрузки или из-
менения температуры или давления.
РЕЗЕРВУАРЫ С ПЛАВАЮЩЕЙ КРЫШЕЙ
Плавающая крыша выполняется из стали, алюми-
ния или пластика. Она плавает непосредственно на по-
верхности жидкости или несколько выше поверхнос-
ти с применением понтонного способа. Такие крыши
поднимаются или опускаются соответственно с изме-
нением уровня жидкости. Плавающие крыши имеют
уплотнения между боковой поверхностью резервуара
и самой крышей. Эти уплотнения используют для сни-
жения испарения жидкости в резервуаре.
В соответствии с API 2021 «конструкторы резерву-
аров рассматривают плавающие крыши как наиболее
важные примененные конструкции, влияющие на по-
тенциал возгорания резервуара» [4]. Пока плавающая
крыша остается на поверхности жидкости резервуара,
она ограничивает испарения и потенциал возгорания в
промежутке между плавающей крышей и поверхнос-
тью резервуара.
Плавающие крыши могут быть классифицированы
независимо от того, есть ли дополнительные крыши
для защиты от ветра и дождя. Их классифицируют сле-
дующим образом.
•Резервуарснаружнойплавающейкрышейсоткры-
тым верхом. В этих резервуарах плавающая крыша не-
посредственно открыта и подвергается действию среды.
Такие резервуары относятся к «открытым резервуарам»
ичащевсегоихиспользуютдляхранениясыройнефти.
• Резервуары с защищенной внутренней плаваю-
щей крышей. В этих резервуарах предусмотрена за-
крепленная крыша над плавающей крышей, которая
защищает плавающую крышу от воздействия среды.
Резервуары оборудованы дыхательными клапанами,
чтобы пространство между плавающей и фиксирован-
ной крышами «дышало». Также предусмотрены пере-
ливные отверстия для поддержания уровня жидкости
в резервуаре в случае превышения объема жидкости.
Резервуары обычно используют для хранения легко-
воспламеняемых жидкостей, таких как бензин.
• Резервуары с наружными куполообразными
плавающими крышами. Эти резервуары, по сущест-
ву, имеют наружную плавающую крышу, где выпуклая
крыша модернизирована, чтобы обеспечить защиту
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

2. 102 №5 май• 2010
HYDROCARBON PROCESSING: НАДЕЖНОСТЬ
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т Е Х Н О Л О Г И И
водород или алкилы
наружной крыши от погодных условий. Такие резер-
вуары обычно используют для хранения конечных
продуктов переработки.
СЛУЧАИ ПОЖАРОВ НА РЕЗЕРВУАРАХ
И ИХ ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ
Каждый год фиксируются тысячи пожаров на на-
земных резервуарах, работающих под атмосферным
давлением. В таблице представлены пожароопасные
ситуации, связанные с каждым из приведенных типов
резервуаров [1].
Пожары при переливе продуктов. Пожары при пе-
реливе нефтепродуктов происходят на земле, на насыпи
вокруг резервуара, вследствие утечки из трубопровода
или резервуара. Большинство таких пожаров вызва-
но либо нефункционирующим оборудованием, либо
ошибкой оператора, либо тем и другим. Это приводит
к потерям от утечек углеводородов, попадающих на об-
валованную поверхность. Пожар в Бансфильд произо-
шел именно по этой причине. Если выявлен перелив
из резервуара, необходимо сразу же изолировать ис-
точник воспламенения, чтобы предотвратить пожар. В
Бансфильдпереливаниечерезкрайпродолжалосьболее
40 мин, прежде чем произошло воспламенение [5].
Пожар через дыхательный клапан. Пожар в дыха-
тельном клапане возникает в результате воспламене-
ния образующихся углеводородных газов. Обычно это
происходит при заполнении резервуара. Это может
быть вызвано грозовыми разрядами. Однако электри-
ческое искрение, статические разряды, а также чело-
веческая деятельность – все это может легко вызвать
воспламенение горючих смесей. Исследования при-
чин пожара на резервуаре, происшедшего в 2003 г. в
Гленпуле (Оклахома), показали, что образовались ста-
тические разряды в результате перемещения опера-
тором измерителя расхода, который находился доста-
точно высоко [10]. В последующем образовавшиеся
статические разряды вызвали воспламенение паров,
выходящих ниже плавающей крыши в пространство
между плавающей крышей и закрепленной к резерву-
ару крышей. В соответствии с API RP 2003 определено
положение по правильному, отвечающему требовани-
ям, измерению расхода в резервуарах, а также условия
предотвращения статических разрядов в резервуарах
[11]. Такие пожары могут происходить в резервуарах
всех типов, за исключением тех, которые не имеют ды-
хательных клапанов.
Пожары через кольцевые уплотнения. Пожары,
связанные с кольцевыми (периферическими) уплотне-
ниями, – наиболее общий тип пожаров для резерву-
аров с плавающими крышами [9]. Считается, что 95 %
пожаров, связанных с периферическими уплотнени-
ями, происходит в результате ударов молнии [12, 13].
Практически все регионы мира страдают от ударов
молний, хотя Европа и Азия имеют меньшую вероят-
ность таких ударов.
В соответствии с правилами NFPA 780 операторы
устанавливают шунты на крыше резервуара, чтобы
«рассеивать» энергию молнии и предотвратить пожар
[14]. Однако испытания, проведенные исследователь-
ской группой в соответствии с API RP 545, показали,
что риск возникновения пожара от удара молнией, на
самом деле может значительно возрасти [9, 12]. При
испытаниях выявили, что шунтирование над крышей
может создавать искрение на поверхности корпуса
при любых грозовых условиях [4]. Шунты над крышей
создают больший риск, поскольку искрение может
происходить в среде паровоздушной смеси легко-
воспламеняемых продуктов.
Недавно проведенные исследования показали, что
риск, связанный с пожарами через кольцевые уплот-
нения, можно значительно снизить путем выполне-
ния следующих гарантирующих условий.
• Герметичные первичные и вторичные уплотнения
должны быть на месте и эффективно предотвращать
улетучивание паров из резервуара.
• Утопленный кабель заземления следует устанав-
ливать так, чтобы он непосредственно соединял крышу
и корпус резервуара. Это более эффективная мера, чем
шунты на крыше резервуара, которые вследствие пок-
рытия его поверхности, коррозии и каких-либо изъянов
по периметру корпуса могут обеспечить недостаточно
плотное соединение кровли с корпусом резервуара [9].
Исследовательская группа API RP 545 планирует до-
полнительные исследования, касающиеся оценки аль-
тернативных методов соединения крыши резервуара с
его боковой поверхностью [9].
Обычно по периметру резервуара устанавливают мо-
ниторинговую и противопожарную систему, чтобы оп-
ределить возможность возникновения пожара и принять
незамедлительные меры. Такая проверка должна быть
регулярной для того, чтобы выявить небольшие участки
возгоранияипредотвратитьраспространениепожара.
ПОЖАР ВСЕЙ ПОВЕРХНОСТИ РЕЗЕРВУАРА
Пожар всей поверхности резервуара происходит
при возгорании жидкости. Такие пожары подразделя-
ются на пожары загроможденной поверхности и пожа-
ра незагроможденной поверхности.
Пожары на загроможденной поверхности опреде-
ляются, когда доступ к части горящей поверхности бло-
кирован крышей или поддоном, при этом крыша или
Общие случаи возникновения пожаров на резервуарах
Резервуары
по типу крыши
Возникновение пожара
Перелив Дыхательный
клапан
Кольцевое
уплотнение
Загроможденная
поверхность
Незагроможденная
поверхность
Плавающая – – – – –
Внутренняя Да Да Да Да Нет
Наружная Да Нет Да Да Да
Куполообразная Да Да Да Да Нет
Закрепленная Да Да Нет Да Да
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

3. 103№5 • май 2010
HYDROCARBON PROCESSING: НАДЕЖНОСТЬ
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т Е Х Н О Л О Г И И
поддон оседают. Оседание крыши происходит вследс-
твие следующих причин:
• накопление на крыше дождевых осадков, где не
отвечает требованиям дренаж по причине засорения
его или из-за большого количества осадков, превышаю-
щих стандартные нормы для резервуаров;
• в понтонных крышах, где понтоны залиты жид-
костью из резервуара, как результат коррозии или дру-
гих повреждений;
• неправильное применение пожароопасных мате-
риалов во время горения кольцевого уплотнения, став-
шего причиной опускания крыши.
Закупорка дождевыми осадками и повреждения
понтонов могут быть идентифицированы как часть
обязательной программы контроля, предписанного по-
ложением API 653 для резервуаров. Эти детали должны
находиться в превосходном состоянии, чтобы предо-
твратить пожары резервуаров [14].
Пожары на незагроможденной поверхности счи-
таются те, при которых можно осуществить быстрый
доступ ко всей поверхности резервуара. В резервуарах
диаметром 45 м и менее пожары тушатся в основном
достаточно быстро, поскольку практически всегда име-
ются средства для их тушения (вода, пена и т.д.) и пер-
сонал с этим справляется. Если резервуары более 45 м
в диаметре, то пожары, возникающие в них, чаще всего
очень сложные, чтобы гасить их имеющимися техни-
ческими средствами. Эти пожары обычно происходят
в резервуарах с закрепленными крышами без внутрен-
них крыш, где в результате пожара непрочные швы, со-
единяющие крышу с корпусом, ломаются и крыша от-
рывается от резервуара. Эти пожары происходят также
и на наружных крышах, где тяжелые дождевые осадки
могут превысить проектные нормы для воды, удаляе-
мой с крыши. Самое успешное тушение пожара всей
поверхности резервуара было осуществлено 8 июня
2001 г. в Норко, шт. Луизиана. Резервуар диаметров
82 м и высотой 10 м, вместимостью 325 тыс. брл заго-
релся от удара молнии во время тропического шторма
Эллисон [15]. Пожар был потушен за 65 мин интен-
сивной работы с огнем. Общее количество воды, ис-
пользуемой при пожаре, было в два раза больше, чем
количество воды, применявшейся в Бансфильд.
СНИЖЕНИЕ РИСКА ПОЖАРА
Несмотря на то, что практически невозможно ис-
ключить риски, связанные с пожарами на резерву-
арах, их можно значительно снизить за счет соблю-
дения норм проектирования в соответствии с тех-
ническими требованиями, а также своевременного
технического обслуживания. Проведение контроля в
соответствии с требованиями стандарта API 653 рас-
пространяется главным образом на идентификацию
конструкции и техническое обслуживание. В стан-
дарте API 653 подробно рассмотрены следующие три
вида контроля.
Ежемесячный плановый контроль при эксплуата-
ции. Такой контроль включает визуальное наблюдение
за резервуаром, наружный осмотр на предмет обнару-
жения утечек, проверка возможной деформации кор-
пуса, выявление коррозии, целостности покрытия по-
верхности резервуара краской, оседания, положения
основания, изоляции систем и дополнительных приспо-
соблений.
Периодический наружный контроль в процессе
эксплуатации. Этот вид контроля должен проводиться
каждые пять лет или реже, если оставшейся допусти-
мой коррозии менее 20 лет. В последнем случае конт-
роль должен быть выполнен через определенный ин-
тервал времени, который составляет одну четверть ос-
тавшегося расчетного срока эксплуатации резервуара.
Контролируемые площади включают дамбы вокруг ре-
зервуара, его основание, корпус, дополнительные при-
способления на корпусе, доступ к резервуару, укреп-
ления по периметру, крышу, внутреннюю плавающую
крышу, систему защиты от пожаров и резервуарный
смеситель.
Внутренний контроль в нерабочий период. Такой
контроль должен осуществляться как минимум каждые
20 лет, если не установлена система контроля, или с ин-
тервалом в одну четверть оставшегося расчетного сро-
ка эксплуатации резервуара. Если не установлена сте-
пень коррозии в резервуаре, то необходимо осуществ-
лять контроль в течение 10 лет. Чтобы выполнить этот
контроль, резервуар следует опорожнить и очистить.
Помимо визуального контроля необходимо выполнить
ряд испытаний на утечку, провести испытания, связан-
ные с потоком магнитной индукции и ультразвуковые
испытания для определения толщины стенок. Основной
целью таких испытаний является гарантия целостности
резервуара путем проверок, заключающихся в сборе
данных по состоянию дна и стенок резервуара, опреде-
лению осадки дна и оценке полученных данных. Кроме
того, проверяют состояние внутренних стен корпуса и
крыши на предмет коррозии и локализованных изъязв-
лений. Если резервуар имеет понтоны, то его проверя-
ют, чтобы оценить образование трещин и коррозии, что
может привести к повреждению резервуара.
Кроме того, очень важно, чтобы все эти процедуры
в соответствии с техническими требованиями проводи-
лись внутри складских помещений.
В API RP 2021 обобщены материалы публикаций, ко-
торые могут помочь в проектировании, эксплуатации,
техническом обслуживании и контроле резервуаров
для хранения нефтепродуктов, чтобы предотвратить по-
жары [4]. Они заключаются в следующем:
• контроль пролитой жидкости и защита от перели-
вов (API RP 2350);
• факторы воспламенения, связанные с ударами
молнии,особенноотносящиесякоткрытымплавающим
крышам резервуаров (API RP 2003 и NFPA 780);
• размещение резервуаров в соответствии с техни-
ческими требованиями и соблюдение допускаемого
расстояния между резервуарами (NFPA 30);
• обеспечение оборудованием для контроля и туше-
ния пожаров и системами, способными предотвратить
небольшие очаги возгорания от распространения пла-
мени (API RP 2001 и NFPA 11);
• надежная и безопасная очистка резервуаров (API
Standard 2015 и RP 2016).
Все эти стандарты и публикуемые материалы пред-
назначены для операторов и обслуживающего персона-
ла, которые прилагают усилия для поддержания надеж-
ной работы резервуарного парка. Однако их невозмож-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

4. 104 №5 май• 2010
HYDROCARBON PROCESSING: НАДЕЖНОСТЬ
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т Е Х Н О Л О Г И И
но заменить информированным и хорошо обученным
персоналом.
ИНЦИДЕНТ НА НЕФТЕБАЗЕ В БАНСФИЛД
В воскресение 11 декабря 2005 г. в датчик на-
полнения нефтепродукта в резервуар, функциони-
рующий на нефтебазе Бансфильд в Хердфоршире
(Великобритания), попала молния. Система безопас-
ности, которая должна была автоматически отключить
поток неэтилированного бензина в резервуар, начала
заполнять бензином пространство вокруг резервуара.
В итоге паровое облако над пролитым бензином стало
распространяться по периметру резервуара. В 6 утра
произошел взрыв. Это случилось в центре автомобиль-
ного парка [5]. Этот и последующие за ним взрывы были
самыми значительными взрывами в Великобритании.
Дымовое облако оказалось настолько огромным, что оно
было видно на очень большом расстоянии.
Только через пять дней последние очаги горения
были окончательно погашены. Были охвачены пожаром
двадцать три резервуара и большинство терминалов
уничтожено. Британское правительство провело рас-
следование, подчеркнув значительный ущерб от этого
инцидента, и заключило следующее [5–8].
• Пострадало сорок три человека без фатального
исхода.
• Дома и коммерческие предприятия, находящиеся
на расстоянии 5 миль (1 миля ~ 1,6 км), пострадали или
были уничтожены.
• Проведена временная эвакуация примерно 2000
человек.
•Поставка топлива в аэропорт Хитроу была ограни-
чена.
•Экономические затраты в результате происшест-
вия составили 894 млн фунтов стерлингов.
•Были возбуждены уголовные дела по пяти статьям,
имеющим отношение к случившемуся пожару, нанес-
шему значительный вред окружающей среде.
Перевел А. Степанов
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Shelley, C. H., A. R. Cole and T. E. Markley, Industrial Firefighting for
IndustrialFirefighters,PennWellCorp,Tulsa,Oklahoma,pp.294–298,2007.
2. «Welded steel tanks for oil storage», API 650, Tenth Edition,
American Petroleum Institute, 1998.
3. «Specification for the design and manufacture of site-built, vertical,
cylindrical, flat-bottomed, above-ground, welded, steel tanks for the
storage of liquids at ambient temperature and above», BS EN 14015, British
Standards Institution, 2004.
4. «Management of Atmospheric Storage Tank Fires», API
Recommended Practice 2021, Fourth Edition, American Petroleum
Institute, May 2001.
5. «The final report of the Major Incident Investigation Board»,
Buncefield Major Incident Investigation Board, Vol. 1, The Office of Public
Sector Information, Information Policy Team, Kew, Richmond, Surrey UK,
2008.
6. «Recommendations on the emergency preparedness for, response
to and recovery from incidents», Buncefield Major Incident Investigation
Board, Vol. 2, The Office of Public Sector Information, Information Policy
Team, Kew, Richmond, Surrey UK, 2007.
7. «Recommendations on land use planning and the control of societal
risk around major hazard sites», Buncefield Major Incident Investigation
Board, The Office of Public Sector Information, Information Policy Team,
Kew, Richmond, Surrey UK, 2008
8. «Recmmendations on the design and operation of fuel
storage sites», Buncefield Major Incident Investigation Board, www.
buncefieldinvestigation.gov.uk/reports/index.htm, 2007.
9. «Lightning Protection: Floating-Roof Tank Shunts», Industrial Fire
World,Vol.21,No.6,www.fireworld.com/ifw_articles/lightning.php,2006.
10. «Storage Tank Explosion and Fire in Glenpool, Oklahoma, April 7,
2003,PipelineAccidentReport,NTSB/PAR-04.02»,NationalTransportation
Safety Board, Washington, DC.
11. «Protection Against Ignition Arising Out of Static, Lightning and
Stray Currents», API RP, American Petroleum Institute, 2003.
12. Breitweiser, C., «AST Lightning Protection—API 545 Update»,
American Petroleum Institute Tank Conference Proceedings, 2008.
13. «NFPA 780: Standard for the Installation of Lightning Protection
Systems», National Fire Protection Association, 2004.
14. «Tank Inspection, Repair, Alteration and Reconstruction», Includes
Addendum 1 (2003), Addendum 2 (2005), Addendum 3 (2008) and Errata
(2008), Third Edition, American Petroleum Institute.
15. Crawford, K. E., «Tank Fire Suppression/Tank Overfill Prevention»,
American Petroleum Institute Storage Tank Conference, September 2008.
Richard Ritchie (Р. Ритчи), директор глобальных
программ для комплексного управления произ-
водством в компании SGS AIM Competence Center.
М-р Ритчи девятнадцать лет занимается исследова-
ниями в области получения химических продуктов
специального назначения. М-р Ритчи получил сте-
пени бакалавра и магистра на механическом фа-
культете от Virginia Tech и MIT соответственно.
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК
ПОЛУЧИЛ НАГРАДУ
Компания Alfa Laval разработала новую технологию
ART PR49, которая может повысить эффективность и
снизить потребление энергии для химического произ-
водства. Данная разработка представляет собой револю-
ционное технологическое решение химического произ-
водства.
Конкурентное давление и природоохранное зако-
нодательство оказывает воздействие на химическую
отрасль промышленности с целью поиска новых более
безопасных, чистых и более эффективных средств и
способов производства. Последнее инновационное от-
крытие компании Alfa Laval вносит изменения в один из
самых важнейших органических химических процес-
сов – реакцию между двумя или более веществами.
Разработка ART PR49 сочетает в себе свойства хими-
ческого реактора со свойствами тарельчатого теплооб-
ИННОВАЦИИ
менника. Обычно реакция проводится путем добавле-
ния одного вещества в другое, при этом во время реак-
ции может выделяться чрезмерное и разрушающее теп-
ло. Для сокращения отрицательного воздействия тепла
реагирующее вещество или растворяют, или добавляют
в течение более длительного периода времени. Новый
тарельчатый реактор сокращает необходимое время,
при этом сама реакция может проводиться при более
высоких концентрациях вещества. Продолжительный
поток реагирующих веществ создает оптимальные усло-
вия реакции, а тарельчатая технология удаляет излишки
тепла. Новый тарельчатый реактор продолжительного
действия ART PR49 от Alfa Laval был продемонстриро-
ван во время международной выставки обрабатываю-
щей промышленности ACHEMA 2009 и выиграл награду
каклучшийинновационныйпроцесс«ProcessInnovation
Award».
Выберите пункт 2 на веб-сайте www.HydrocarbonProcessing.com/RS.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»