апрель 2019

Аналіз аварійних ситуацій та визначення зон ризику при експлуатації біогазових установок


Будзь А. В. , Семенов М. І. , Гармаш Светлана Николаевна Гармаш С. Н. , Ситник Т. В.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Аналіз аварійних ситуацій та визначення зон ризику при експлуатації біогазових установок / Химия и современные технологии : Метериалы ІХ Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2019. – C. 21-22


Біогазові установки використовуються для отримання енергії з відновлюваних джерел та впровадження безвідходних технологій пере-робки біомаси з метою виробництва метану та зменшення викидів парникових газів при максимальному використанні сировини. Загальна кількість біогазових установок у Європі перевищує 12 тис., з яких більш 9 тис. в Німеччині. В наступний час в Україні знаходяться в експлуатації або на стадії будівництва понад 15 біогазових установок (БГУ).

Метан, що становить від 50 до 75% біогазу, утворює вибухонебезпечні суміші в повітрі, і представляє небезпеку для вибуху. Нижня вибухова межа метану 4,4 об.%, а верхня − 16,5 об.%.

За роки експлуатації біогазових установок в Європі були наступні аварійні ситуації: витік з резервуару для зберігання відходів; витік газу з місць зберігання і розподілу; аварійний викид сірководня; забруднення водних джерел в результаті аварійного скидання стічних вод; вихід з ладу устаткування пожежогасінні внаслідок переповнювання резервуарів із-за сильних злив; наявність в сировині для виробництва біогазу небезпечних речовин. У Німеччині більшість аварій сталося на майданчиках зберігання субстратів. Наслідками пожеж за межами біогазових установок було утворення димових шлейфів від горіння відходів.

Безпека при створенні і експлуатації біогазових установок представлена у ГОСТі Р 53790-2010 «Загальних технічних вимог до біогазових установок».

Аналіз аварій з вибухами дозволяє виділити наступні групи: аварії, пов’язані зі зберіганням біогазу, пов’язані з транспортуванням біогазу та пов’язані з отриманням біогазу в процесі для анаеробного зброджування. Встановлено і узагальнені аварійні ситуації на біогазових установках: аварійний скид фільтрату; забруднення навколишнього середовища вихідним сировиною або продуктами; переповнення реактора; зупинка реакторів; переповнення піною; випуск метану (без займання); займання метану (в резервуарі); накопичення метану і займання в будівлі; виникнення пожежі в безпосередній близькості від установки; задуха або отруєння газами; викид сірководню; пожежа в секторі заводу; ураження електричним струмом; травмування рухомими частинами механізмів; падіння з висоти; опіки; зараження патогенними мікроорганізмами; аварійний скид субстрату; вплив на навколишнє середовище при утилізації забрудненого матеріалу.

До можливих зон ризику біогазових установок відносяться: ревізійний отвір в реакторі для мішалки; незворушне оглядове вікно; запобіжник гранично високого тиску; місце виведення повітря з газгольдера; місце подачі повітря в газгольдер.

Для зменшення ризику пожежі, елементи біогазової установки повинні бути розділені на сектори протипожежного захисту. Відстані, які необхідно дотримуватися між секторами, залежать від обсягу резервуара і вибору матеріалу стін конструкцій. Пожежобезпечна відстань від наземних газгольдерів до інших елементів установки може змінюватися від 3 до 20 м. Потенційними джерелами займання можуть стати електричні і механічні іскри, відкрите полум’я, гарячі поверхні і статична електрика.

Для створення оптимальних та безпечних умов праці необхідно здійснення:

− моніторингу атмосферного повітря в межах санітарно-захисної зони та надавання отриманих результатів до Департаменту агропромислового розвитку, екології та природних ресурсів;

− моніторингу стану ґрунтів в межах санітарно-захисної зони;

− системи моніторингових спостережень за складом підземних вод по периметру майданчика з врахуванням потоку підземних вод;

− замірів шуму на території санітарно-захисної зони.

На основі статистичних даних встановлено можливі зони ризику: ревізійний отвір в реакторі для мішалки; незворушне оглядове вікно; запобіжник гранично високого тиску; виведення повітря з газгольдера; подача повітря в газгольдер.

Крім того, на деяких БГУ недовершена система пневмозасувок на барботажної станції, на яких є система зливу конденсату. Вона закрита «на батерфляй». В процесі експлуатації ущільнювачі можуть перестати виконувати свої функції і в разі відсутності конденсату в накопичувальної трубі біогаз може надходити в приміщення станції.

Таким чином, основним заходом зменшення ризику аварій на біогазових установках є недопущення появи джерела загоряння, запобігання витокам метану і створення вибухонебезпечного середовища.

References
  1. ГОСТ 12.1.004-91. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования. – 50 с.
  2. BiogasAgriAtex, New Methods of Risk Assessment Explosion on Biogas Plants // Applied Mathematical Sciences − Vol. 8. – 2014. – no. 132. – Р. 6599 – 6619.
  3. Гармаш С.М., Семенов М.І. Охорона праці та пожежна безпека на біоенерге-тичних об’єктах // Modern engineering and innovative technologies. – Germany: Sergeieva &Co Karlsruhe. – 2018. – Issue № 5. – Vol. 2. – P. 36-45.