Детальная информация

Работа посвящена определению огнестойкости конструкций и зон воздействия пожара при возгораниях на объектах нефтегазовой отрасли. В ходе исследования решены следующие задачи: 1. Анализ проектной документации нефтегазодобывающих сооружений в области обеспечения пожарной безопасности; 2. Обзор исследований в области вероятностного подхода к определению огнезащиты конструкций различных типов объектов; 3. Анализ сценариев пожара, для выбора наиболее опасных сценариев и наиболее вероятных сценариев с развитием пожара факела и пролива для каждого из объектов; 4. Разработка полевых моделей пожара для каждого выбранного объекта защиты; 5. Расчет распространения опасных факторов, прогрева внешних плоскостей конструкции и распространения пламени с учетом влияния ветровых потоков на распространение пламени; 6. Определение фактического предела огнестойкости конструкций; 7. Расчет экономической эффективности инженерных решений с учетом требуемых параметров огнестойкости и полученных в результате моделирования ОФП. Разработана методика определения огнестойкости стальных конструкций в условиях пожаров на объектах нефтегазовой отрасли. Актуальность работы обоснована недостаточной точностью детерминированных расчетов, которые не учитывают реальную динамику тепловых воздействий при интенсивном горении углеводородов. Для определения распространения опасных факторов пожара была построена полевая модель пожара в ПО PyroSim. Полученные зависимости температуры и теплового потока от времени аппроксимируются до квадратного полинома, который используется для определения предела огнестойкости элемента конструкции в ПО Elcut. Для иллюстрации методики был произведен расчет фактических пределов огнестойкости и зон распространения пожара для 6 объектов: 3 этажерок нефтегазоперерабатывающих комплексов и 3 эстакад нефтедобывающих объектов при кустовом расположении скважин. Рассчитано изменение зон огнезащиты конструкций с учётом ветровых потоков. Результаты показали отклонения от нормативных границ огнестойкости на 15–40 %, что обуславливает возможность существенной оптимизации расхода огнезащитных материалов и повышения надёжности конструкций.

The work is dedicated to determining the fire resistance of structures and the zones affected by fire in case of ignition at oil and gas industry facilities. During the study, the following tasks were addressed: 1. Analysis of design documentation of oil and gas production facilities in the field of fire safety assurance; 2. Review of research in the field of probabilistic approaches to determining the fire protection of structures for various types of facilities; 3. Analysis of fire scenarios to identify the most hazardous and the most probable scenarios involving jet fires and pool fires for each of the facilities; 4. Development of field fire models for each selected protection object; 5. Calculation of the spread of hazardous factors, heating of the outer surfaces of the structures, and flame propagation, taking into account the influence of wind flows; 6. Determination of the actual fire resistance rating of the structures; 7. Calculation of the economic efficiency of engineering solutions considering the required fire resistance parameters and the results of modeling hazardous fire factors. A methodology has been developed for determining the fire resistance of steel structures under fire conditions at oil and gas industry facilities. The relevance of the work is justified by the insufficient accuracy of deterministic calculations, which do not take into account the actual dynamics of thermal effects during intense hydrocarbon combustion. To determine the spread of hazardous fire factors, a field fire model was developed using PyroSim software. The obtained dependencies of temperature and heat flux over time were approximated by a quadratic polynomial, which is then used to determine the fire resistance rating of structural elements in Elcut software. To illustrate the methodology, the actual fire resistance ratings and fire spread zones were calculated for six objects: three racks at oil and gas processing facilities and three trestles at oil production sites with clustered well placement. The changes in fire protection zones for the structures were calculated, taking wind effects into account. The results showed deviations from regulatory fire resistance limits ranging from 15% to 40%, which indicates the potential for significant optimization of fire protection material usage and increased structural reliability.