автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Устойчивость противопожарных преград резервуарных парков к воздействию волны прорыва при квазимгновенном разрушении вертикального стального резервуара

На правах рукописи

БАТМАНОВ

Сергей Васильевич

УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ПРЕГРАД РЕЗЕРВУ АРНЫХ ПАРКОВ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ВОЛНЫ ПРОРЫВА ПРИ КВАЗИМГНОВЕННОМ РАЗРУШЕНИИ ВЕРТИКАЛЬНОГО СТАЛЬНОГО РЕЗЕРВУАРА

Специальность: 05.26.03 - Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовая отрасль, технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 [.¿АР 2DC

003463730

На правах рукописи

БАТМАНОВ

Сергей Васильевич

УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ПРЕГРАД РЕЗЕРВУ АРНЫХ ПАРКОВ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ВОЛНЫ ПРОРЫВА ПРИ КВАЗИМГНОВЕННОМ РАЗРУШЕНИИ ВЕРТИКАЛЬНОГО СТАЛЬНОГО РЕЗЕРВУАРА

Специальность: 05.26.03 - Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовая отрасль, технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России на кафедре пожарной безопасности технологических процессов

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Швырков С.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Лурье М.В.

доктор технических наук, профессор Воевода С.С.

Ведущая организация:

Федеральное государственное учреждение «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны»

Защита состоится 17 марта 2009 г. в 14 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д.205.002.02 в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу: 129366, Москва, ул. Б. Галушкина, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии ГПС МЧС России.

Автореферат разослан 23 января 2009 г., исх. № 13-6-8.

Отзыв на автореферат с заверенной подписью и печатью просим направить в Академию ГПС МЧС России по указанному адресу.

Телефон для справок: 8 (495) 683-19-05.

Ученый секретарь

диссертационного совета д.т.н., профессор

С.В. Пузач

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Проблемам обеспечения защиты населения и территорий от воздействий опасных факторов, реализуемых при чрезвычайных ситуациях (ЧС) на объектах нефтегазового комплекса (НГК), уделяется особое внимание на всех уровнях законодательной и исполнительной власти.

Анализ статистических данных аварий и пожаров на этих объектах показал, что наиболее негативные последствия в отношении поражения персонала предприятия, населения и окружающей среды имели место при квазимгновенном разрушении вертикального стального резервуара (РВС). Отличительными признаками такой аварии являются полная потеря целостности корпуса РВС и выход в течение короткого промежутка времени на прилегающую территорию всей хранящейся в резервуаре жидкости в виде мощного потока (волны прорыва), обладающего большой разрушительной силой.

Основными сооружениями по ограничению разлива нефти и нефтепродуктов в резервуарных парках являются земляные обвалования и ограждающие стены из негорючих материалов, расчет которых производится только на гидростатическое давление разлившейся жидкости. Анализ последствий разрушений РВС показал, что такие преграды не способны удержать волну прорыва, что неоднократно приводило к ЧС.

В последнее время на складах НГК стали применяться РВС с двойными стенками типа «стакан в стакане». Однако, как следует из нормативных требований, расчет устойчивости второй стенки также производится только на гидростатическое давление, что и обуславливает ее неэффективность противостоять потоку жидкости при квазимгновенном разрушении основного резервуара.

Дополнительные преграды в виде рвов, канав и амбаров, устраиваемые за основными сооружениями, на практике не нашли широкого применения, что обусловлено, в первую очередь, необходимостью выделения для их обустройства значительной территории, недостаточность которой, особенно в современных условиях, проявляется наиболее остро.

Таким образом, к наиболее перспективному способу ограничения разлива жидкостей при внезапных разрушениях РВС следует отнести противопожарную преграду, конструктивно выполняемую в виде вертикальной ограждающей стены с волноотражающим козырьком.

Ранее проведенные исследования в Академии ГПС МЧС России совместно с РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина позволили установить зависимость высоты стены от расстояния до РВС, а также найти оптимальный угол наклона и ширину козырька, позволяющие полностью удержать поток на огражденной территории. Однако для внедрения в практику такого способа защиты необходимо обеспечить устойчивость конструкции, под которой понимается способность преграды противостоять опрокидыванию при воздействии волны прорыва.

Целью диссертационной работы является определение опрокидывающих моментов на ограждающую стену и волноотражающий козырек от воздействия волны прорыва (параметры устойчивости).

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

- разработать математическую модель разрушения РВС, образования, распространения и воздействия волны прорыва на преграду;

- для определения скоростных характеристик волны и их сравнения с результатами численного моделирования произвести натурный эксперимент по разрушению РВС-700 м с водой;

- создать лабораторный стенд и методику проведения экспериментов для определения параметров устойчивости преграды, на основании которых предложить математические зависимости и номограммы.

Объектом исследования является процесс образования волны прорыва при квазимгновенном разрушении РВС. В качестве предмета исследования рассматривалась устойчивость противопожарной преграды с волноотражающим козырьком.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. На основании анализа статистических данных последствий разрушений РВС обоснована необходимость применения противопожарной преграды, устойчивой к волне прорыва.

2. Разработана математическая модель разрушения РВС, образования волны прорыва, ее распространения и воздействия на преграду с волноотражающим козырьком.

3. Для оценки сходимости результатов численного моделирования и лабораторных опытов по определению скоростных характеристик волны прорыва произведен натурный эксперимент по квазимгновенному разрушению РВС, объемом 700 м3 с водой.

4. Созданы лабораторный стенд и методика проведения экспериментов. Получены данные о скоростных характеристиках волны прорыва и ее силовом воздействии на противопожарную преграду с волноотражающим козырьком.

5. Предложены математические зависимости и номограммы для определения параметров устойчивости противопожарной преграды с волноотражающим козырьком.

Практическая значимость работы: определены параметры устойчивости противопожарной преграды с волноотражающим козырьком в сочетании с ее геометрическими характеристиками, позволяющие спроектировать защитное ограждение, способное предотвратить возникновение ЧС при квазимгновенном разрушении РВС, а также существенно уменьшить количество сил и средств, необходимых для ликвидации последствий аварии (пожара).

Материалы диссертации реализованы при:

а) разработке нормативного документа по пожарной и промышленной безопасности: «Методические указания. Расчетное определение параметров защитной преграды от волны прорыва, образующейся при квазимгновенном разрушении РВС» № П4-05С-004М-002. М.: «НК «Роснефть», 2006 г.;

б) разработке нормативного документа по пожарной безопасности: «Технические условия на систему противопожарной защиты проектируемого участка четвертого транспортного кольца вблизи резер-вуарного парка мазутного хозяйства ТЭЦ-11 в г. Москве» № 06-004. М.: ГУП «Мосинжпроект», 2006 г., и проектных материалов;

в) разработке учебника, лекций и материалов для дипломного проектирования по курсу «Пожарная безопасность технологических процессов» в Академии ГПС МЧС России.

Основные результаты работы были доложены на:

- Второй Международной научно-практической конференции «Пожарная и аварийная безопасность объектов» (г. Иваново, Ивановский институт ГПС МЧС России, 2006);

- 17-й Международной научно-технической конференции «Системы безопасности» (г. Москва, Академия ГПС МЧС России, 2008);

- Всероссийской конференции «Фундаментальные достижения в почвоведении, экологии, сельском хозяйстве на пути к инновациям» (г. Москва, МГУ, 2008);

- Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы пожарной безопасности» (г. Москва, ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2008);

- Одиннадцатой Международной межвузовской научно-практической конференции «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (г. Москва, МГСУ, 2008).

На защиту выносятся:

- результаты анализа статистических данных о разрушениях противопожарных преград различного конструктивного исполнения волной прорыва при квазимгновенных разрушениях РВС;

- результаты анализа ранее проводившихся исследований по взаимодействию потоков жидкостей с преградами;

- результаты теоретического исследования процесса образования волны прорыва, ее распространения и взаимодействия с противопожарной преградой, оборудованной волноотражающим козырьком;

- результаты экспериментальных исследований по определению характеристик волны прорыва и параметров устойчивости противопожарной преграды, закономерности и номограммы для определения опрокидывающих моментов на ограждающую стену и волноотра-жающий козырек.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ.

Структура, объем работы и ее основные разделы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Содержание работы изложено на 175 страницах текста, включает в себя 15 таблиц, 81 рисунок, список использованной литературы из 126 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, проанализированы объект и предмет исследования, показаны научная новизна работы и ее практическая значимость.

В первой главе представлен анализ статистических данных разрушений традиционных преград волной прорыва при авариях РВС, а также требований нормативных документов к обустройству сооружений по ограничению разлива жидкостей на складах нефтепродуктов.

Статистика отмечает, что во всех 140 рассмотренных случаях разрушений РВС, произошедших в стране за период с 1950 по 2007 гг., противопожарные преграды не выполнили своего функционального назначения (рис. 1).

Рис. 1. Последствия разрушений преград резервуарных парков волной прорыва при квазимгновенных разрушениях РВС

Характер взаимодействия волны с защитной стеной, выполненной из бетона, кирпичной или каменной кладки, а также с земляным обвалованием таков, что в 45,0 % случаев аварий поток разрушал стену или размывал обвалование, выходя за пределы территории объекта. Последствия таких аварий носили катастрофический характер, при этом материальный ущерб в 500 и более раз превышал первичные затраты на сооружение резервуарных парков.

В 38,6 % случаев разрушений РВС поток продукта промывал земляные дамбы или перехлестывал через них, разливаясь по территории производственного объекта. Как правило, такие гидродинамические аварии, происходили при разрушении резервуаров небольших объемов (до 2000 м3) или при частичном (до 2/3 высоты) заполнении РВС больших объемов. Остальные 16,4 % случаев приходятся на разлив продукта в каре защитного обвалования, при небольшом уровне заполнения (менее 1/5 высоты) РВС, разрушившихся, как правило, при взрыве паровоздушной смеси внутри резервуара.

Также необходимо отметить, что из немногочисленных случаев разрушений РВС по причине противоправных действий людей, в техническом отношении, следует сделать вывод о том, что в таких случаях роль надежности конструкции резервуаров и их устойчивости резко ослабевает, а решающее значение приобретает система защиты от аварийного разлива и проникновения физических лиц на объект.

В диссертации выполнен анализ требований действующих нормативных документов к сооружениям по ограничению разлива нефти и нефтепродуктов. Выявлено, что к основным преградам относятся земляные обвалования и ограждающие стены из негорючих материалов, основным недостатком которых является их неспособность противостоять волне прорыва, образующейся при квазимгновенном разрушении РВС, поскольку они рассчитываются только на гидростатическое удержание разлившейся жидкости.

Дополнительные преграды в виде рвов, канав и амбаров, устраиваемые за основными сооружениями, на практике не нашли широкого применения, что обусловлено, в первую очередь, необходимостью выделения для их обустройства значительной части территории. Кроме этого, как показали ранее проведенные исследования, рвы и канавы должны иметь значительные геометрические размеры, а в ряде случаев и дополнительную ограждающую стену.

В последнее время на объектах хранения нефти и нефтепродуктов стали применяться РВС с двойными стенками типа «стакан в стакане». При этом, как указывается в нормативных документах, вторая стальная стенка выполняет роль аварийного резервуара, вследствие чего обустройство других преград допускается не предусматривать.

Однако, как следует из имеющихся публикаций, проблема устойчивости второй стенки при возможном динамическом воздействии на нее потока жидкости и конструкций РВС при аварии до конца остается не решенной. В диссертационной работе приводится пример аварии РВС-10000 м3 с жидким аммиаком, вследствие которой волна разрушила второе железобетонное ограждение высотой 11,4 м и толщиной 0,4 м, что привело к пожару разлива на площади более 10000 м2, гибели 7 и травмированию более 200 человек, а также эвакуации около 34 тыс. жителей из близлежащих населенных пунктов, вследствие быстрого распространения токсичного облака на значительной территории.

В выполненных ранее исследованиях в Академии ГПС МЧС России совместно с РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина показано, что

к наиболее перспективному способу ограничения разлива жидкостей при разрушениях РВС следует отнести противопожарную преграду с волноотражающим козырьком (рис. 2).

Рис. 2. Принципиальная схема и общий вид противопожарной преграды с волноотражающим козырьком

Преграда состоит из вертикальной стены 2, предназначенной для отражения основного потока, жестко закрепленной на опорном горизонтальном основании 3. Верхняя часть стены оборудована волноотражающим козырьком 1, обращенным в сторону РВС, позволяющим существенно уменьшить высоту стену и предотвратить перелив жидкости.

Проведенные исследования позволили установить зависимость высоты стены от расстояния до РВС, а также найти оптимальный угол наклона (а = 45°) и ширину волноотражающего козырька (Ь), позволяющие полностью удержать волну. Однако для внедрения в практику такого способа защиты необходимо иметь данные о параметрах устойчивости конструкции преграды.

Во второй главе произведен анализ движения жидкости при квазимгновенном разрушении РВС, обзор теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия потоков жидкости с преградами различной конфигурации, на основе которых представлена математическая модель для определения параметров устойчивости преграды с волноотражающим козырьком при воздействии на нее волны прорыва.

Анализ работ по исследованию неустановившегося движения жидкости в открытом русле, возникающем при разрушении гидротехнического сооружения, показал, что оно не описывается какой-либо

системой дифференциальных уравнений, адекватной во времени на всех участках рассматриваемого процесса. Поэтому для получения общей картины движения жидкости и ее взаимодействия с преградой необходимо как бы сшить решения локальных задач, которые описаны в соответствующих разделах гидродинамики.

Применительно к решению поставленной в работе задачи, на основании известных теоретических положений о неустановившихся гидродинамических явлениях, совместно со специалистами отдела математического моделирования и инженерных расчетов ГУП «НИИ-Мосстрой», разработана модель возникновения волны прорыва при квазимгновенном разрушении РВС, ее распространения и взаимодействия с преградой, оборудованной волноотражающим козырьком.

Движение деформируемой стенки РВС описывалось системой нестационарных уравнений механики деформируемого твердого тела, записанных в лагранжевой формулировке, и состоящей из уравнений сохранения массы, количества движения и энергии, которые численно интегрировались методом конечных элементов с использованием явной по времени схемы интегрирования второго порядка.

Для описания движения жидкости применялся эйлеров подход, при этом, исходные уравнения дополнялись адвективным членом, описывающим перенос исторических переменных, таких как плотность, температура, степень деформации и имели вид

др да . др п

—+р—'-+-у,)— = 0,

Эг дх, Эх,

39. да„ д&,

д1 дх, дх,

^ бо „, , ди

где р - плотность; V - скорость; <ту- тензор напряжений Коши; Д; -тензор скорости деформаций; g - ускорение свободного падения; и -удельная внутренняя энергия; г - интенсивность объемных тепловых источников; q - тепловой поток; У1 - скорость сетки; V,- - скорость материальной частицы.

Численное интегрирование уравнений гидродинамики выполнялось в среде программного комплекса для инженерных расчетов Ь!ЮША на подвижной и неподвижной эйлеровых сетках методом расщепления за два шага.

На первом шаге вычислялась лагранжева производная по времени исторических переменных. На втором шаге определялось относительное движение между сеткой и материалом, а исторические переменные приводились к узлам и элементам неподвижной сетки.

Для расчета нагрузок, которыми обмениваются жидкость и стенка РВС и жидкость и защитная преграда, уравнения механики и гидродинамики решались в связанной постановке на несвязанных сетках. В этом случае сетка лагранжевых конечных элементов, которыми моделировались стена ограждения и стенка РВС, являлась границами области течения для жидкости. В случае проникания жидкости за эту границу к узлам эйлеровой сетки прикладывались усилия, препятствующие прониканию, а противоположные по направлению усилия прикладывались к узлам лагранжевой сетки в области проникания. Полученные контактные узловые силы затем суммировались с усилиями, определяемыми через внутренние напряжения и объемные нагрузки, что, в целом, обеспечивало выполнение исходных уравнений.

На основании выше изложенного, в качестве примеров, были проведены расчеты устойчивости противопожарных преград с волно-отражающим козырьком к воздействию волны прорыва при разрушениях РВС, номинальным объемом от 700 до 5000 м3 (рис. 3).

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

Рис. 3. Зависимости опрокидывающих моментов на участок преграды прямоугольной конфигурации от удаленности до РВС

В качестве рабочей жидкости в расчетах использовалась вода, что обусловлено ее большей плотностью по отношению к нефти и нефтепродуктам, а, следовательно, и большим усилием на преграду.

Необходимо отметить, что вязкость жидкости на рассматриваемом участке изучаемого процесса (РВС - преграда), как показали результаты численных экспериментов, оказывала незначительное влияние.

На рис. 3 опрокидывающий момент представлен безразмерным комплексом вида

где М- момент гидродинамической нагрузки, Н-м; и - скорость распространения потока на расстоянии Ь, м/с (здесь Ь - расстояние от центра РВС до преграды, м, при этом I! = ПК, где Л - радиус РВС, м); р - плотность жидкости, кг/м3; 5 - площадь контактной поверхности преграды, м2; с - ширина преграды, м.

В третьей главе приведены результаты натурного и лабораторных исследований по определению параметров устойчивости преграды и их сравнение с результатами численного моделирования.

С целью проверки адекватности разработанной математической модели и учета в ней основных параметров, влияющих на процесс образования и распространения волны прорыва, был проведен натурный эксперимент с разрушением РВС-700 м с водой на нефтебазе в Липецкой области. Резервуар, подлежащий разрушению, был расположен в резервуарном парке нефтебазы, состоящей из восьми однотипных резервуаров, имеющих диаметр 10,4 м и высоту 9,0 м.

На рис. 4 представлены основные стадии разрушения РВС-700 м3, образования волны прорыва, ее распространения и взаимодействия с традиционным земляным обвалованием трапецеидальной формы, высотой 2,5 м с откосом 1:3, и соседними резервуарами группы.

На снимках отчетливо видно: распространение потока в направлении обвалования, сопровождающееся понижением уровня жидкости в резервуаре; удар волны о защитную преграду и резкий выброс жидкости вверх и вдоль нее; образование частичного обратного вала жидкости, отраженного от преграды и распространяющегося по направлению к центру резервуара; перелив основной массы жидкости через обвалование с разливом воды на общей площади около 5200 м2.

Обработка экспериментальных данных позволила получить зависимость средней скорости потока от расстояния до РВС, сравнение которой с результатами произведенного численного моделирования процесса разрушения РВС-700 м3 показано на рис. 5.

_ __ .__.... - . - ----- (

Рис. 4. Кадры видеосъемки разрушения РВС-700 м3 с водой

и, м/с

I

Д

4- д

10 12 14 16 18

Рис. 5. Сравнение расчетной зависимости скорости фронта потока (I) со средней скоростью фронта потока по результатам натурного эксперимента (2)

Расхождение результатов численного моделирования с экспериментальными данными не превышало 24 %, что указывает на удовлетворительную сходимость результатов.

Проверка физической обоснованности разработанной математической модели и полноты учета в ней основных факторов, определяющих динамические параметры изучаемого процесса, производилась экспериментально на лабораторном стенде, принципиальная схема которого показана на рис. 6.

Рис. 6. Принципиальная схема лабораторного стенда

Экспериментальный резервуар предназначался для многократного воспроизведения разрушения резервуара, моделируя гравитационное истечение воды. Модель резервуара 4 в исходном положении представляла собой герметичный стальной цилиндр, вертикально установленный на плоское основание 8. Корпус резервуара был выполнен разъемным из двух полуцилиндров 5, соединенных между собой поворотным механизмом 6, который обеспечивал их раскрытие на 180°. Разъемное замковое устройство 7 воспроизводило разрушение резервуара по вертикальной трещине. Образовавшийся при раскрытии стенок резервуара поток жидкости устремлялся к защитной ограждающей стене 2 с волноотражающим козырьком 5, жестко закрепленной на основании лабораторного стенда I. Основным элементом преграды, фиксирующим динамические нагрузки от волны, служил контактный участок (фрагмент) стены 9, который в зависимости от целей производимых опытов имел либо шарнирное крепление к основанию стенда, либо был неподвижным.

При проведении экспериментов характеристики модельного резервуара не изменялись и имели следующие параметры: диаметр dp = 0,50 м; высота взлива жидкости hp = 0,43 м; объем Vp - 0,084 м3, что соответствовало геометрическим параметрам РВС-700 м3 в масштабе 1:21 без искажений.

Исследования проводились с защитными преградами двух конфигураций и имели восьмиугольную (рис. 7а) или прямоугольную (рис. 76) форму в плане размещения на стенде.

А А=И

Рис. 7. Принципиальная схема размещения модельного резервуара и защитных преград

При проведении экспериментов с восьмиугольной конфигурацией преграды угол сопряжения стенок не изменялся и составлял у = 135°. Линейный параметр И, при проведении опытов с преградой прямоугольной конфигурации, принимался как проекция части преграды в плане, и равнялся двум диаметрам модельного резервуара. Для регистрации гидродинамического воздействия в центре преграды выделялся контактный участок (поз. 9 на рис. б), соответствовавший одному погонному метру преграды в выбранном масштабе. В зависимости от вида измеряемой нагрузки: на контактный участок преграды с козырьком или участок волноотражающего козырька, были разработаны две соответствующие схемы крепления контактного участка (рис. 8).

узел крепления датчика силы

направление воздействия волны

I>

У/Аш а)

направление воздействия волны

///////// б)

Рис. 8. Принципиальная схема крепления и общий вид контактного участка защитной преграды для измерения усилия на преграду (а) и волноотражающий козырек (б)

Для регистрации скоростных параметров распространяющейся волны, а также силового воздействия на защитные преграды, использовалась электронно-измерительная система, состоящая из: компьютера марки Dell Latitude 1201; преобразователя аналоговых и цифровых сигналов типа АЦП-ЦАП 16/16 «Sigma USB»-, предварительного усилителя электрического сигнала типа TDA', тензометрического датчика силы типа Dacell UMMA-K5. Принцип действия датчика силы основан на изменении электрического сопротивления тензорезисторов при механической деформации с регистрацией и отображением сигналов на осциллографе компьютера (рис. 9а).

Для регистрации времени начала истечения жидкости, то есть момента раскрытия стенок резервуара, на базе электронно-измерительного комплекса была смонтирована электрическая схема, включающая источник постоянного тока, электрические провода и ключ для замыкания/размыкания цепи. Принцип действия схемы основан на скачкообразном изменении напряжения вследствие механического размыкания электрического ключа на замковом устройстве резервуара с регистрацией и отображением сигнала на осциллографе (рис. 96).

F, H

О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,01,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9

U, мВ

! ч ....................................

............ \ Момент разгерметизации резервуара

б)

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9

Рис. 9. Пример отображения волнового усилия на конструкцию преграды с волноотражающим козырьком

На рис. 9 видно, что осциллограмма характеризовалась крутым, а зачастую и вертикальным фронтом. На участке спада наблюдалось наложение на основной сигнал возмущений с незначительной амплитудой, связанное с резонансными явлениями мембраны тензодатчика вследствие пульсации гидродинамического давления на напорной поверхности защитной преграды. Аналогичный характер имели осциллограммы, полученные в последующих экспериментах.

По результатам обработки экспериментов были получены максимальные значения волнового воздействия на контактный участок преграды с козырьком и участок козырька, а также величина статической составляющей волнового воздействия на контактный участок преграды с козырьком, при этом суммарная относительная погрешность измерений не превысила 12 %.

Измерение средней скорости распространения потока осуществлялось также с помощью гидрометрической микровертушки цифровой модернизированной типа «МИКРО-01», принцип действия которой основан на электролитическом способе формирования импульсов. По измеренным значениям скоростей волны было подтверждено предположение об автомодельности изучаемого процесса при проведении лабораторных экспериментов.

Используя экспериментальные данные, был определен момент силы, удерживающей равновесие защитной преграды (рис. 10).

Рис. 10. Расчетная схема действия гидродинамической нагрузки на волноотражающий козырек (а) и участок преграды с козырьком (б)

Условие устойчивости преграды при опрокидывании определялось отношением удерживающего момента к опрокидывающему мо-

менту

к = Му д / Моп р,

где к - коэффициент устойчивости; Муд - удерживающий момент (момент от силы действия датчика Мд); Л/опр - опрокидывающий момент (момент от силы гидродинамического давления на контактный участок преграды).

В случае предельной устойчивости к=\, Мд = Мопр.

Расчеты опрокидывающих моментов производились для максимальных показаний тензодатчика силы. Уравнение моментов действия сил на участок преграды ABC относительно точки А имело вид

Л/д(п,к) = FnHa,

где Fn — показания датчика, Н; Яд = Н„ — плечо действия силы Fa, м.

Уравнение моментов действия сил на участок ВС относительно точки В представляло аналогичный вид, при этом //д = Ь.

Суммарная относительная погрешность измерений моментов сил гидродинамического давления не превышала 10 %, при этом, преграды, установленные на различных расстояниях от резервуара, имели минимальную высоту, при которой не происходил перелив жидкости, определенную по ранее проводимым исследованиям.

Ниже представлены уравнения регрессии опрокидывающих моментов на погонный метр ширины преград восьмиугольной (2) и прямоугольной (4) конфигураций, а также на погонный метр конструкции соответствующих им волноотражающих козырьков (3, 5), полученные при обработке экспериментальных данных в среде программного продукта Statgraphics-5.0

Мп = -1,23 + 0,51х, - 0,0008х2 +12,7х3, (2)

Мк = -1,68 + 0,31Х| - 1,97х2 + 27,36х3, (3)

Мп = 0,19 - 0,085х, + 0,0015х2 + 4,25х3, (4)

МК = 0,63 - 0,23х, - 0,1 9х2 - 2,47х3, (5)

где Mnx = Ma^K)/(v2pS(M)c), х, = gL/v2, х2 = L2/SM, х3 = Кр/N3 - безразмерные переменные величины, характеризующие момент силы гидродинамического воздействия на контактный участок козырька (индекс «к») или преграды с козырьком относительно линии горизонта (индекс «п»), среднюю скорость распространения потока на заданном расстоянии, площадь контактного участка на заданном расстоянии и периметр контактной поверхности преграды при максимальной нагрузке, при этом, в формулах (3, 5) х2 = H„JL - безразмерный параметр, характеризующий высоту крепления волноотражающего козырька к вертикальной составляющей преграды.

Сравнение результатов численного и физического (по формулам 2-5) экспериментов представлено на рис. 11.

Мп

0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

V \ \ ^ расчетные зависимости

Л

- 11 —---6—

А ' экспериментальные зависимости 1

2,0

2,5

0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00

Мп

3,0 а)

3,5

4,0

расчетнь е зависимости

й д / / 1

" ****,11| > _ ---д

Ч экспериментальи ые зависимости

V

2,00

2,50

3,00 б)

3,50

4,00

Рис. 11. Сравнение опрокидывающих моментов от действия гидродинамического усилия на контактный участок преграды с волноотражающим козырьком (а) и волноотражающий козырек (б)

-----восьмиугольная конфигурация преграды

-прямоугольная конфигурация преграды

Расхождение расчетных и экспериментальных данных во всех случаях не превышало 20 %.

На рис. 12 представлено сравнение экспериментальной (по формуле 4) и расчетных зависимостей (рис. 3) безразмерного опрокидывающего момента от безразмерного расстояния до резервуара.

0,4 -

0,3 -0,2 -

0,1 -

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

Рис. 12. Сравнение расчетных и экспериментальных данных опрокидывающих моментов на участок преграды прямоугольной конфигурации

Общий вид кривых на рис. 12 также подтверждает правомерность применения полученных в ходе исследований эмпирических зависимостей для расчета устойчивости преграды РВС в рассматриваемом диапазоне их номинальных объемов и расстояний до преграды.

В четвертой главе представлены рекомендации, содержащие методику для определения основных параметров противопожарной преграды с волноотражающим козырьком, необходимых для обеспечения ее конструктивной целостности и функциональности при воздействии волны прорыва в случае квазимгновенного разрушения РВС.

Для практического применения рекомендованы номограммы (рис. 13), позволяющие определить параметры устойчивости преграды в следующем диапазоне изменения исходных данных

700 < Fp< 5000; 2,2 <L'< 3,8; 0,2 < HJHV < 0,6; а = 45 Ъ = 1,0 м, где Яр - максимальная высота взлива жидкости в РВС.

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 ОД 0

н„/нр

N / 1 а)

2

. / 3

2,0

2,5

3,0 I/

3,5

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

б)

2

3

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Рис. 13. Номограммы для определения параметров устойчивости преграды восьмиугольной (а) и прямоугольной (б) конфигурации 1 - зависимость для определения высоты преграды без учета ширины волноотражающего козырька; 2 - зависимость для определения опрокидывающего момента на контактный участок преграды с волноотражающим козырьком; 3 - зависимость для определения опрокидывающего момента на волноотражающий козырек

Высота точки приложения равнодействующей силы волнового давления на преграду (/1рл), независимо от ее геометрических параметров, расстояния до РВС, а также конфигурации может быть определена из выражения: /гр.д = 0,45НСТ.

В приложении представлены акты внедрения результатов диссертационной работы в «Методические указания по расчетному определению параметров защитной преграды от волны прорыва, образующейся при разрушении РВС, на объектах ОАО НК «Роснефть», а также в «Технические условия на систему противопожарной защиты проектируемого участка четвертого транспортного кольца вблизи ре-зервуарного парка мазутного хозяйства ТЭЦ-11 в г. Москве».

ВЫВОДЫ

1. Анализ статистических данных квазимгновенных разрушений РВС (более 140 случаев за 50-летний период) показал, что существующие нормативные защитные преграды не способны удержать волну прорыва в границах резервуарного парка, что неоднократно приводило к ЧС.

2. Установлено, что противопожарная преграда с волноотражаю-щим козырьком в настоящее время является наиболее перспективным способом защиты от выхода волны прорыва за пределы огражденной территории резервуарного парка.

3. Разработана математическая модель квазимгновенного разрушения РВС, образования, распространения и взаимодействия волны прорыва с вертикальной преградой, оборудованной волноотражаю-щим козырьком.

4. Произведен натурный эксперимент по квазимгновенному разрушению РВС-700 м3 с водой, позволивший выявить механизм формирования и движения потока жидкости и его взаимодействие с защитными преградами, а также определить на исследуемом расстоянии скоростные характеристики волны.

5. Разработаны лабораторный стенд и методика проведения экспериментов для определения параметров устойчивости противопожарной преграды с волноотражающим козырьком восьмиугольной и прямоугольной конфигурации.

6. Произведено численное моделирование параметров устойчивости вертикальной преграды с волноотражающим козырьком при воздействии на нее потока воды в результате квазимгновенного разрушения РВС номинальным объемом 700, 1000, 2000, 3000 и 5000 м3.

7. Адекватность разработанной математической модели подтверждена сравнением результатов численного и физического экспериментов по скоростным характеристикам потока и гидродинамическому воздействию на преграду.

8. Разработаны рекомендации по определению параметров устойчивости вертикальных преград с волноотражающим козырьком, используемые в практической деятельности проектными организациями нефтегазовых компаний.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Швырков С.А. Прогнозирование площади разлива нефтепродукта при квазимгновенном разрушении резервуара / С.А. Швырков, С.А. Горячев, А.Н. Швырков, Ю.П. Прохоров, В.В. Воробьев, C.B. Батманов // «Транспорт и хранение нефтепродуктов». Научн.-инф. сб. -М.: ОАО «ЦНИИТЭнефтехим. - 2005. - Вып. 7. - С. 8-12.

2. Швырков С.А., Горячев С.А., Швырков А.Н., Батманов C.B., Воробьев В.В. Прогнозирование площади пожара разлива жидкости при квазимгновенном разрушении РВС. Материалы второй Международной научн.-практ. конф.: Пожарная и аварийная безопасность объектов. - Иваново: Иван, ин-т ГПС МЧС России, 2006. - С. 85-88.

3. Швырков С.А, Статистика квазимгновенных разрушений резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов / С.А. Швырков, С.А. Горячев, В.П. Сорокоумов, C.B. Батманов и др. // Пожаровзрыво-безопасность. - 2007. - Т. 16. - № 6. - С. 48-52.

4. Швырков С.А., Батманов C.B. Прогнозирование площадей разливов нефти и нефтепродуктов при квазимгновенных разрушениях вертикальных стальных резервуаров // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2008. -№ 3. - С. 40-44.

5. Швырков С.А., Батманов C.B. Анализ последствий чрезвычайных ситуаций при разрушениях резервуаров на объектах топливно-энергетического комплекса // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2008. - № 4. - С. 2-8.

6. Швырков С.А., Батманов C.B. Обеспечение пожарной безопасности мазутохранилищ объектов теплоэнергетики в городских условиях. Материалы Международной научн.-практ. конф.: Актуальные проблемы пожарной безопасности. - 4.1. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2008.-С. 231-235.

7. Назаров В.П., Швырков С.А., Горячев С.А., C.B. Батманов, В.В. Воробьев. Обеспечение пожарной безопасности городских объектов при развитии транспортной инфраструктуры. Материалы Международной научн.-практ. конф.: Актуальные проблемы пожарной безопасности. - 4.1. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2008. - С. 207210.

8. Батманов C.B. Проблема обеспечения безопасности резервуар-ных парков объектов энергетики в населенных пунктах. Материалы одиннадцатой Международной межвузовской научн.-практ. конф.: Строительство - Формирование среды жизнедеятельности. - М.: МГСУ, 2008.-С. 178-180.

9. Батманов C.B. Исследование устойчивости противопожарных преград к воздействию волны прорыва при полном разрушении вертикального стального резервуара. Материалы 17-й Международной научн.-технич. конф.: Системы безопасности - 2008. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2008. - С. 215-220.

Академия ГПС МЧС России. Тираж 100 экз. Заказ № 671.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ПРЕГРАД К ВОЗДЕЙСТВИЮ ВОЛНЫ ПРОРЫВА, ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПРИ РАЗРУШЕНИИ РВС.

1.1. Анализ статистических данных разрушений преград различного конструктивного исполнения волной прорыва.

1.1.1. Характерные примеры разрушений земляных обвалований.

1.1.2. Характерные примеры разрушений ограждающих стен из кирпичной и каменной кладки.

1.1.3. Характерные примеры разрушений ограждающих стен из сборных железобетонных конструкций.

1.1.4. Пример разрушения резервуара с двойной стенкой.

1.2. Анализ требований нормативных документов к обустройству преград по ограничению разлива жидкостей в резервуарных парках.

1.2.1. Земляные обвалования и ограждающие стены.

1.2.2. Дополнительные защитные преграды.

1.2.3. Резервуары с защитной стенкой.

1.2.4. Ограждающие стены с волноотражающим козырьком.

1.3. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОБРАЗОВАНИЯ, РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВОЛНЫ ПРОРЫВА С ЗАЩИТНЫМИ ПРЕГРАДАМИ.

2.1. Анализ потока жидкости при полном разрушении РВС.

2.2. Обзор теоретических исследований волновых процессов при разрушениях гидротехнических сооружений.

2.3. Анализ теоретических исследований волны, образующейся при разрушении резервуара.

2.4. Анализ экспериментальных исследований взаимодействия волн с вертикальными защитными преградами.

2.5. Разработка математической модели образования, распространения и взаимодействия волны прорыва с защитными преградами при квазимгновенном разрушении РВС.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ

ПРЕГРАД К ВОЗДЕЙСТВИЮ ВОЛНЫ ПРОРЫВА.

3.1. Натурные исследования.

3.1.1. Эксперимент по разрушению РВС-700 м3 с водой.

3.1.2. Определение средней скорости фронта волны прорыва.

3.2. Численное моделирование натурного эксперимента.

3.3. Лабораторные исследования.

3.3.1. Критерии моделирования.

3.3.2. Описание модельной установки.

3.3.3. Приборное оборудование.

3.3.4. Определение скоростных характеристик потока.

3.3.5. Определение волновой нагрузки.

3.3.6. Расчетное определение опрокидывающих моментов.

3.3.7. Обработка результатов экспериментальных данных.

3.3.8. Оценка погрешностей измерений.

3.4. Численное моделирование лабораторного эксперимента.

3.4.1. Сравнение скоростных характеристик потоков.

3.4.2. Сравнение гидродинамических нагрузок на преграду.

ГЛАВА 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ПРЕГРАДЫ С ВОЛНООТРАЖАЮЩИМ КОЗЫРЬКОМ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ВОЛНЫ ПРОРЫВА ПРИ КВАЗИМГНОВЕННОМ РАЗРУШЕНИИ РВС.

ВЫВОДЫ.

Проблемам обеспечения защиты населения и территорий от воздействий опасных факторов, реализуемых при чрезвычайных ситуациях (ЧС) на объектах нефтегазового комплекса (НТК), уделяется особое внимание на всех уровнях законодательной и исполнительной власти [1-6].

Анализ статистических данных аварий и пожаров на этих объектах показал, что наиболее негативные последствия в отношении поражения персонала предприятия, населения и окружающей среды имели место при квазимгновенном разрушении вертикального стального резервуара (РВС) [7-10]. Отличительными признаками такой аварии являются полная потеря целостности корпуса РВС и выход в течение короткого промежутка времени на прилегающую территорию всей хранящейся в резервуаре жидкости в виде мощного потока (волны прорыва), обладающего большой разрушительной силой. [11-14].

Основными сооружениями по ограничению разлива нефти и нефтепродуктов в резервуарных парках являются земляные обвалования и ограждающие стены из негорючих материалов, расчет которых производится только на гидростатическое давление разлившейся жидкости [15]. Анализ последствий разрушений РВС показал, что такие преграды не способны удержать волну прорыва, что неоднократно приводило к ЧС [16-19].

В последнее время на складах НТК стали применяться РВС с двойными стенками типа «стакан в стакане». Однако, как следует из нормативных требований, расчет устойчивости второй стенки производится только на гидростатическое давление, что и обуславливает ее неэффективность противостоять потоку жидкости при квазимгновенном разрушении основного резервуара [28-30].

Дополнительные преграды в виде рвов, канав и амбаров, устраиваемые за основными сооружениями, на практике не нашли широкого применения, что обусловлено, в первую очередь, необходимостью выделения для их обустройства значительной территории, недостаточность которой, особенно в современных условиях, проявляется наиболее остро [20-27].

Таким образом, к наиболее перспективному способу ограничения разлива жидкостей при внезапных разрушениях РВС следует отнести противопожарную преграду, конструктивно выполняемую в виде вертикальной ограждающей стены с волноотражающим козырьком [31, 32].

Ранее проведенные исследования в Академии ГПС МЧС России совместно с РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина позволили установить зависимость высоты стены от расстояния до РВС, а также найти оптимальный угол наклона и ширину козырька, позволяющие полностью удержать поток на огражденной территории [11, 33]. Однако для внедрения в практику такого способа защиты необходимо обеспечить устойчивость конструкции, под которой понимается способность преграды противостоять опрокидыванию при воздействии волны прорыва [34, 35].

Таким образом, целью диссертационной работы является определение опрокидывающих моментов на ограждающую стену и волноотражающий козырек от воздействия волны прорыва (параметры устойчивости).

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

- разработать математическую модель разрушения РВС, образования, распространения и воздействия волны прорыва на преграду;

- для определения скоростных характеристик волны и их сравнения с результатами численного моделирования произвести натурный эксперимент по разрушению РВС-700 м3 с водой;

- создать лабораторный стенд и методику проведения экспериментов для определения параметров устойчивости преграды, на основании которых предложить математические зависимости и номограммы.

Объектом исследования является процесс образования волны прорыва при квазимгновенном разрушении РВС.

В качестве предмета исследования рассматривалась устойчивость противопожарной преграды с волноотражающим козырьком.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. На основании анализа статистических данных последствий разрушений РВС обоснована необходимость применения противопожарной преграды, устойчивой к волне прорыва;

2. Разработана математическая модель разрушения РВС, образования волны прорыва, ее распространения и воздействия на преграду с волноотражаю-щим козырьком;

3. Для оценки сходимости результатов численного моделирования и лабораторных опытов по определению скоростных характеристик волны прорыва произведен натурный эксперимент по квазимгновенному разрушению РВС, о объемом 700 м с водой;

4. Созданы лабораторный стенд и методика проведения экспериментов. Получены данные о скоростных характеристиках волны прорыва и ее силовом воздействии на противопожарную преграду с волноотражающим козырьком;

5. Предложены математические зависимости и номограммы для определения параметров устойчивости противопожарной преграды с волноотражающим козырьком.

Практическая значимость работы: определены параметры устойчивости противопожарной преграды с волноотражающим козырьком в сочетании с ее геометрическими характеристиками, позволяющие спроектировать защитное ограждение, способное предотвратить возникновение ЧС при квазимгновенном разрушении РВС, а также существенно уменьшить количество сил и средств, необходимых для ликвидации последствий аварии (пожара).

Материалы диссертации реализованы при: а) разработке нормативного документа по пожарной и промышленной безопасности: «Методические указания. Расчетное определение параметров защитной преграды от волны прорыва, образующейся при квазимгновенном разрушении РВС» № П4-05С-004М-002. М.: «НК «Роснефть», 2006 г.; б) разработке нормативного документа по пожарной безопасности: «Технические условия на систему противопожарной защиты проектируемого участка четвертого транспортного кольца вблизи резервуарного парка мазутного хозяйства ТЭЦ-11 в г. Москве» № 06-004. М.: ГУЛ «Мосинжпроект», 2006 г., и проектных материалов; в) разработке учебника, лекций и материалов для дипломного проектирования по курсу «Пожарная безопасность технологических процессов» в Академии ГПС МЧС России.

Основные результаты работы были доложены на:

- Второй Международной научно-практической конференции «Пожарная и аварийная безопасность объектов» (г. Иваново, Ивановский институт ГПС МЧС России, 2006);

- 17-й Международной научно-технической конференции «Системы безопасности» (г. Москва, Академия ГПС МЧС России, 2008);

- Всероссийской конференции «Фундаментальные достижения в почвоведении, экологии, сельском хозяйстве на пути к инновациям» (г. Москва, МГУ, 2008);

- Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы пожарной безопасности» (г. Москва, ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2008);

- Одиннадцатой Международной межвузовской научно-практической конференции «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (г. Москва, МГСУ, 2008).

На защиту выносятся:

- результаты анализа статистических данных о разрушениях противопожарных преград различного конструктивного исполнения волной прорыва при квазимгновенных разрушениях РВС;

- результаты анализа ранее проводившихся исследований по взаимодействию потоков жидкостей с преградами;

- результаты теоретического исследования процесса образования волны прорыва, ее распространения и взаимодействия с противопожарной преградой, оборудованной волноотражающим козырьком;

- результаты экспериментальных исследований по определению характеристик волны прорыва и параметров устойчивости противопожарной преграды, закономерности и номограммы для определения опрокидывающих моментов на ограждающую стену и волноотражающий козырек.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ.

Структура, объем работы и ее основные разделы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Содержание работы изложено на 175 страницах текста, включает в себя 15 таблиц, 81 рисунок, список использованной литературы из 126 наименований.

159 ВЫВОДЫ

1. Анализ статистических данных квазимгновенных разрушений РВС (более 140 случаев за 50-летний период) показал, что существующие нормативные защитные преграды не способны удержать волну прорыва в границах резерву-арного парка, что неоднократно приводило к ЧС.

2. Установлено, что противопожарная преграда с волноотражающим козырьком в настоящее время является наиболее перспективным способом защиты от выхода волны прорыва за пределы огражденной территории резервуарно-го парка.

3. Разработана математическая модель квазимгновенного разрушения РВС, образования, распространения и взаимодействия волны прорыва с вертикальной преградой, оборудованной волноотражающим козырьком.

4. Произведен натурный эксперимент по квазимгновенному разрушению РВС-700 м3 с водой, позволивший выявить механизм формирования и движения потока жидкости и его взаимодействие с защитными преградами, а также определить на исследуемом расстоянии скоростные характеристики волны.

5. Разработаны лабораторный стенд и методика проведения экспериментов для определения параметров устойчивости противопожарной преграды с волноотражающим козырьком восьмиугольной и прямоугольной конфигурации.

6. Произведено численное моделирование параметров устойчивости вертикальной преграды с волноотражающим козырьком при воздействии на нее потока воды в результате квазимгновенного разрушения РВС номинальным объемом 700, 1000, 2000, 3000 и 5000 м3.

7. Адекватность разработанной математической модели подтверждена сравнением результатов численного и физического экспериментов по скоростным характеристикам потока и гидродинамическому воздействию на преграду.

8. Разработаны рекомендации по определению параметров устойчивости вертикальных преград с волноотражающим козырьком, используемые в практической деятельности проектными организациями нефтегазовых компаний.

1. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 года № 12Э-ФЗ.

2. О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера: Федеральный закон Российской Федерации от 21 декабря 1994 года№ 68-ФЗ.

3. О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов: Постановление Правительства Российской Федерации от 21 августа 2000 года № 613.

4. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года // Приложение к журналу «Энергетическая политика» / ГУ ИЭС. М.: 2003. - 136 с.

5. Воробьев Ю.Л. Основы формирования и реализации государственной политики в области снижения рисков чрезвычайных ситуаций: Монография. — М.: ФИД «Деловой экспресс», 2000. 248 с.

6. Статистика квазимгновенных разрушений резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов / С.А. Швырков, С.А. Горячев, В.П. Сорокоумов и др. // Пожаровзрывобезопасность. 2007. - Т. 16. - № 6. - С. 48-52.

7. Кандаков Г.П., Кузнецов В.В., Лукиенко М.И. Анализ причин аварий вертикальных цилиндрических резервуаров // Трубопроводный транспорт: проблемы, решения. 1995. -№ 4. С. 6-7.

8. Аварии резервуаров и способы их предупреждения: Научно-техническое издание / В.Б. Галлеев, Д.Ю. Гарин, О.А. Закиров и др. Уфа: ГУП «Уфимский полиграфкомбинат», 2004. - С. 5-18.

9. Маршалл В. Основные опасности химических производств: Пер. с англ. -М.: Мир, 1989.-672 с.

10. Лебедева Л.Н., Лурье М.В., Швырков А.Н. Лавинные выбросы при разрушении резервуаров с жидкостями / // Инженерно-физический журнал. 1991. -Т. 61. - № 5. - С. 726-731.

11. Швырков А.Н., Швырков С.А., Горячев С.А. Волна прорыва на нефтебазе плюс эффект «Домино». Техногенные катастрофы при разрушении резервуаров и защита от них // Охрана труда и социальное страхование. 1997. -Вып. 11.-С. 42-45.

12. Шебеко Ю.Н., Шевчук А.П., Смолин И.М. Расчет влияния обвалования на растекание горючей жидкости при разрушении резервуара // Химическая промышленность. 1994. № 4. - С. 230-233.

13. Прогнозирование площади разлива нефтепродукта при квазимгновенном разрушении резервуара / С.А. Швырков, С.А. Горячев, А.Н. Швырков и др. // Транспорт и хранение нефтепродуктов: Научн.-инф. сб. М.: ОАО «ЦНИИ-ТЭнефтехим. - 2005. - Вып. 7. - С. 8-12.

14. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы / Госстрой России. М.: ГП ЦПП, 1993. - 24 с.

15. Швырков С.А., Батманов С.В. Анализ последствий чрезвычайных ситуаций при разрушениях резервуаров на объектах топливно-энергетического комплекса // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2008. - № 4.-С. 2-8.

16. Тушение нефти и нефтепродуктов: Пособие / Безродный И.Ф., Гилетич А.Н., Меркулов В.А. и др. М.: ВНИИПО, 1996. - 216 с.

17. Розенштейн И.М. Аварии и надежность стальных резервуаров. М.: Недра, 1995.- С. 44-172.

18. Кондрашова О.Г., Назарова М.Н. Причинно-следственный анализ аварий вертикальных стальных резервуаров // Нефтегазовое дело. 2004. (http://www.ogbus.ru).

19. Воробьев В.В. Дополнительные защитные преграды для снижения пожарной опасности разлива нефти и нефтепродуктов при разрушениях вертикальных стальных резервуаров: Автореф. канд. техн. наук. М.:Академия ГПС МЧС России, 2008. - 24 с.

20. Швырков С.А. Проблема обеспечения пожарной безопасности складов нефтепродуктов, расположенных в городах и населенных пунктах. Пожарная безопасность 95: Материалы XIII Всероссийской научн.-практ. конф. - М.: ВНИИПО МВД России, 1995. - С. 397-399.

21. Швырков С.А. Защита окружающей среды при разрушениях крупногабаритных резервуаров на морских нефтяных терминалах / Газовая промышленность. М. 2008. - № 619. - С. 34-37.

22. Оценка пожарной безопасности нефтебазы при возникновении в условиях городской застройки отступлений от требований норм пожарной безопасности / Шебеко Ю.Н., Болодьян И.А., Гордиенко Д.М. и др. // Пожарная безопасность. № 4, 2007. С. 22-28.

23. Оценка пожарного риска для крупномасштабного терминала отгрузки нефти / Шебеко Ю.Н., Болодьян И.А., Гордиенко Д.М. и др. // Пожарная безопасность. № 4, 2007. С. 22-28.

24. ПБ 03-605-03. Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. — М.: ПИО ОБТ, 2004. — 148 с.

25. Поповский Б.В. Эволюция резервуаров // Строительный вестник. — 2005. -№3.~ С. 210.

26. Стоянов В.В. Металлические резервуары некоторые проблемы проектирования и реконструкции // Металлические конструкции. - 2007. - Т. 13. — № 1.-С. 45-49.

27. Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности объектов неф-тепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории: Рекомендации: М.: ГУГПС МВД России, ВНИИПО МВД России, 1997. - 50 с.

28. Расчетное определение параметров защитной преграды от волны прорыва, образующейся при квазимгновенном разрушении РВС: Методические указания № П4-05 С-004 М-002. М.: ОАО «НК «Роснефть», 2006. - 32 с.

29. Швырков С.А. Обеспечение пожарной безопасности нефтебаз ограничением разлива нефтепродуктов при разрушениях вертикальных стальных резервуаров: Дис. канд. техн. наук / Академия ГПС МВД России. -М., 2001. 180 с.

30. Швырков С.А. Современная концепция защитных сооружений резервуаров и резервуарных парков от разлива нефти и нефтепродуктов // Материалы Международной науч.-практ. конф. Актуальные проблемы пожарной безопасности. 4.1. -М.: ВНИИПО, 2008. С. 242-245 с.

31. Анализ разрушений резервуаров / Г.П.Афонская, В.А.Прохоров, М.Ю. Огай и др. Якутск: ЯГУ, 1997. - 50 с. Деп. в ВИНИТИ, 06.10.97. - № 2967-В97.

32. Беляев Б.И., Корниенко B.C. Причины аварий стальных конструкций и способы их устранения. М.: Стройиздат, 1968. - 206 с.

33. Информационное письмо о пожарах в резервуарных парках нефтепродуктов № 31/2/661. -М.: ГУПО МВД СССР, 1953. 15 с.

34. Анализ аварийных разрушений резервуаров на складах нефти и нефтепродуктов и разработка рекомендаций по ограничению площади разлива: Отчет о НИР 1.419/96 / А.Н. Швырков, С.А. Горячев, С.А. Швырков. М.: МИПБ МВД РФ, 1997.-100 с.

35. Монтажные и специальные строительные работы // Экспресс-информ.: Изготовление металлических и монтаж строительных конструкций. / ЦБНТИ — М.: 1991.-Вып. 3.-С. 15-17.

36. Булгаков А.И. Победило мужество // Пожарное дело. — 1983. — № 11,— С. 29-30.

37. Акт расследования причин разрушения РВС-30000 (ТП 704-1-172-84) на Запорожской ГРЭС 24 декабря 1987 г.

38. Урванцев А. Мы тушили пожар под обстрелом // Пожарное дело. -1995.-№8.-С. 16-19.

39. Акт расследования причин пожара в резервуарном парке УПН НГДУ «Сергиевскнефть» ОАО «Самаранефтегаз» 14 марта 2000 г.

40. Денисова А. В Приморье продолжается ликвидация крупного разлива мазута на котельной // РИА Новости. Владивосток. - 31.01.2007 (http://dv.rian.ru/incidents/20070231/81532796.html).

41. Акт расследования причин разрыва мазутного бака № 2 на Невинно-мысской ГРЭС 12 июля 1985 г. (Заключение № 175/85).

42. Политика предотвращения техногенных аварий и катастроф / Под ред. М.И. Фалеева. -М.: Институт риска и безопасности, 2002. С. 8.

43. Владимиров В.А., Измалков В.И. Катастрофы и экология. М.: ППП Типография «Наука», 2000. - 380 с.

44. Бард B.JL, Кузин А.В. Предупреждение аварий в нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах. М.: Химия, 1984. - 248 с.

45. Волков О.М., Проскуряков Г.А. Пожарная безопасность на предприятиях транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов М.: Недра, 1981.- 256 с.

46. Основания и фундаменты резервуаров / Ю.К. Иванов, П.А. Коновалов, Р.А. Мангушев, С.Н. Сотников -М.: Стройиздат, 1989.-223 с.

47. Оценка террористического риска и принятие решений о целесообразности построения систем защиты от террористических воздействий / В.П. Петров, Д.О. Резников, В.И. Куксова, Е.Ф. и др. // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. № 1, 2007. С. 89-105.

48. Таубкин И.С. Опасность террора и диверсий в промышленности // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. Вып. 3, 2002, С. 61-72.

49. Лейн А.Ф. Сравнительная оценка опасности и уровня риска для населения при авариях на химических, взрывоопасных и энергетических объектах: Автореф. канд.техн.наук. М.: ИБРАЭ РАН, 2006. - 25 с.

50. Прохоров В.А. Оценка параметров безопасности эксплуатации нефтехранилищ в условиях Севера. -М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. 142 с.

51. Землянский А.А. Принципы конструирования и экспериментально-теоретические исследования крупномасштабных резервуаров нового поколения. Саратов: СГТУ, 2005. - 324 с.

52. Овчинников И.Г., Кудайбергенов Н.Б., Шеин А.А. Эксплуатационная надежность и оценка состояния резервуарных конструкций. Саратов: Изд-во Сарат. гос. техн. ун-т, 1999. - 316 с.

53. Ляндрес З.О. Определение размеров и объемов оснований и обвалований стальных резервуаров. — М.: Изд-во Нефтяной и горно-топливной литературы, 1963. -46 с.

54. Швырков С.А., Батманов С.В. Прогнозирование площадей разливов нефти и нефтепродуктов при квазимгновенных разрушениях вертикальных стальных резервуаров // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. -2008. -№3. -С. 40-44.

55. Волков О.М. Проблема городских нефтебаз / О.М. Волков, Г.А. Проскуряков, А.Н. Швырков // Пожарное дело. 1994. - № 8. - С. 10-13.

56. Воробьев В.В., Горячев С.А., Швырков С.А. Теоретическое определение степени перелива жидкости через вертикальную стену при квазимгновенном разрушении РВС // Безопасность жизнедеятельности. 2008. № 6. - С. 3739.

57. Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости (пер. с англ.). — М.: Мир, 1973.-760 с.

58. Чоу В.Т. Гидравлика открытых каналов,- М.: Стройиздат, 1969. 464 с.

59. Чугаев P.P. Гидротехнические сооружения. Водосливные плотины. — М.:ВШ, 1978.-352 с.

60. Френкель Н.З. Гидравлика: Учеб. для вузов. — М.: Госэнергоиздат, 1956.-456 с.

61. Шаталина В.Н. Гидродинамические аспекты аварийных ситуаций на судоходных шлюзах: Дис. канд.техн.наук/НГАСУ. Новосибирск: 2004.- 158с.

62. Рауз X. Механика жидкости для инженеров-гидротехников: Пер. с англ. / Под ред. И.И. Агроскина. М.: Госэнергоиздат, 1958. - 368 с.

63. Гидравлика, гидрология, гидрометрия: Учеб. для вузов: В 2 ч. 4.2. Специальные вопросы / Н.М. Константинов, Н.А. Петров, Л.И. Высоцкий; Под ред. Н.М. Константинова. М.: ВШ, 1987. - 431 с.

64. Эббот М.Б. Гидравлика открытого потока. Вычислительная гидравлика: Пер. с англ. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -272 с.

65. Гидравлика: Учеб. / Н.Н. Каменецкий, Д.В. Штеренлихт, В.М. Алышев, Л.В. Яковлева. 3-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1980. - 384 с.

66. Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. М.: Наука, 1973. - 416 с.

67. Архангельский В.А. Расчеты неустановившегося течения в открытых водотоках. М.: АН СССР, 1947. - 136 с.

68. Лурье М.В. Математическое моделирование процессов трубопроводного транспорта нефти, нефтепродуктов и газа: Учебное пособие. М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. - 336 с.

69. Школьников С.Я. Трансформация прорывной волны на суходоле / С.Я. Школьников, Н.С. Юзбеков // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1999. -№ 6. - С. 26-30.

70. Васильев О.Ф., Гладышев М.Т. О расчете прорывных волн в открытых руслах // Изв. АН СССР, МЖГ. 1966. - № 6. - С. 184-189.

71. Годунов С.К. Разностные схемы / С.К. Годунов, B.C. Рябенький. М.: Наука, 1977.-400 с.

72. Историк Б.Л., Лятхер В.М. Распространение волны прорыва в призматическом русле // Изв. АН СССР, МЖГ. 1975. -№ 1. - С. 39-44.

73. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика: Учеб. для университетов. Ч. И. изд. 4 пер. и доп. М.: Физматгиз, 1963. - 728 с.

74. Остроумов А.В. Некоторые точные решения уравнений движения тяжелой жидкости в приближении мелкой воды // Изв. АН СССР, МЖГ. 1972. -№3.-С. 163-166.

75. Гладышев М.Т. Численное моделирование неустановившихся течений в открытых руслах // Водные ресурсы. 1981. - № 3. - С. 119-125.

76. Решение одномерных задач газовой динамики в подвижных сетках: Учеб. для вузов / Г.Б. Аламыкин, С.К. Годунов, И.Л. Киреева и др. М.: Наука, 1970.-457 с.

77. Menendez A.N. Simulacion numerica de la onda de rotura de presas en dos dimensiones / A.N. Menendez, H.A.M. Quinodoz // Congreso Latinoamericano de hidraulica, 9. Buenos Aires. - 1984. - S. 489-499,

78. Козлитин A.M. Попов А.И., Козлитин П.А. Анализ риска аварий с формированием гидродинамической волны прорыва на мазутных резервуарах ТЭЦ // Безопасность труда в промышленности. 2003. - № 1. - С. 26-32.

79. Christopher Zoppou and Stephen Roberts / Catastrophic collapse of water supply reservoirs in urban areas // Mathematics Research Report No. MRR 025-98: The Australian National University. 1998. - 24 p.

80. Годунов C.K. Разностный метод численного расчета разрывных решений гидродинамики//Мат. Сб. 1959. - Т. 47. - Вып. 3. - С. 117-143.

81. Masson В. Application of Godunov's method to bluntbody calculations / B. Masson, T. Taylor, R. Foster // AIAA J. 1969. - Vol. 7. - № 4. - P. 312-321.

82. Эглит М.Э. Неустановившееся движение в руслах и на склонах: Учеб. для вузов. М.: Изд-во Моск. ун-та., 1986. - 96 с.

83. Мишуев А.В., Приказчиков Н.А., Сладкевич М.С. Взаимодействие прерывных волн типа цунами с оградительными сооружениями // Процессы возбуждения и распространения цунами / Ин-т океанологи АН СССР. м. : 1982. — С. 113-117.

84. Кленов Б.С. Энергогасящий ограничитель наката волн // Волновые воздействия на гидротехнические сооружения и берега: Сб. научн. тр. / ВНИИ ВОДГЕО.-М.: 1987.-С. 14-21.

85. Давлетшин В.Х., Голуб Н.А. Крупномасштабные исследования отражения волн посредством криволинейного козырька // Гидротехническое строительство. 2006. - № 11. - С. 32-36.

86. Полтавцев В.И., Спицын И.С., Винников С.Д. Гидрологическое лабораторное моделирование: Учеб. пособие для вузов. Л.: ЛГМИ, 1982. - 143 с.

87. Розанова Н.П. Лабораторные работы по гидротехническим сооружениям: Учеб. для вузов. -М.: Агропромиздат, 1989. — 208 с.

88. Пашков Н.Н., Долгачев Ф.М. Гидравлика. Основы гидрологии: Учеб. пособие для вузов М.: Энергоатомиздат, 1985. - 384 с.

89. Панова М.В. Лабораторный практикум по гидравлике: Учеб. пособие для вузов. -М.: Энергия. 1969. - 128 с.

90. Фомичев М.С. Пульсации динамического давления и кинематическая структура течения в нижнем бьефе водосливной плотины // Известия АН СССР.- 1954. -№ 1.-С. 138-158.

91. Богомолов А.И., Михайлов К.А. Гидравлика. М.: Стройиздат, 1972.- 648 с.

92. Леви И.И. Моделирование гидравлических явлений. Л.: Энергия, 1967.-235 с.

93. Теории подобия и размерностей. Моделирование // П.М. Алабужев, В.Б. Геронимус, JI.M. Минкевич, Б.А. Шеховцов. М.: Высшая школа, 1968. -208 с.

94. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. — М.: Наука, 1965.-386 с.

95. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 640 с.

96. Лурье М.В. Техника научных исследований. Размерность, подобие и моделирование явлений в проблемах транспорта и хранения нефти и газа. М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. - 111 с.

97. Серый Д.Г. Обоснование параметров защитных сооружений для охраны земель на водосбросах: Дис. канд. техн. наук / Кубанский Государственный университет. — Краснодар: 2005. 138 с.

98. Справочник по гидравлическим расчетам. Под ред. П.Г. Киселева. Изд. 5-е. М., Энергия, 1974. С. 301-308.

99. Чертоусов М.Д. Гидравлика. -М.: Гос. энергетическое издание, 1957. 640 с.

100. Преображенский Н.А., Юдицкий Г.А. Приборы для измерения пульсации давления воды на стенках сооружения // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1954.-Т52. С.88-95.

101. Эрл Д. Гейтс. Введение в электронику. Ростов-на-Дону: «Феникс», 1998.-640 с.

102. ГОСТ 7328-2001. Гири. Общие технические условия. Минск: 2001.67 с.

103. Ренский А.Б., Баранов Д.С., Макаров Р.А. Тензометрирование строительных конструкций и материалов. — М.: Стройиздат, 1977. — 239 с.

104. Паспорт № 91-22. Гидрометрическая микровертушка цифровая модернизированная «МИКРО-01». -Минск-86: «Комплекс», 1990. -24 с.

105. Леви И.И. Динамика русловых потоков. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1948.-С. 42-56.

106. СНиП 2.06.04-82*. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). М.: Стройиздат, 1989.-66с.

107. Михнюк А.А., Хавский С.А. Моделирование воздействий нерегулярных волн на берегозащитные плитные крепления // Численное моделирование и автоматизация эксперимента в гидравлических исследованиях: Сб. научн. тр. ВНИИВОДГЕО. -М.: 1989.-С. 4-9.

108. Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики. Ч. 1. -М.: Высшая школа, 1984.-343 с.

109. Минько А.А. Статистический анализ в MS Excel. М.: Издательский дом «Вильяме», 2004. - 448 с.

110. Кремер Н.Ш., Путко Б.А. Эконометрика: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2005. - 311 с.

111. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Статистические методы планирования и обработки экспериментов. М.: МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1972. - 152 с.

112. Зайдель А.Н. Элементарные ошибки измерений. Л.: Изд-во Наука, 1968.-96 с.

113. Писков Ю.К., Козьяков А.Т. Рекомендации по обработке результатов прямых и косвенных измерений. -М.: ВНИИПО, 1983. 33 с.