SAFETY OF TREATMENT FACILITIES AT PETROCHEMICAL PLANTS

Full Text

Экологическая безопасность городов и посел- ков тесным образом связана с промышленной без- опасностью крупных предприятий, которые часто располагаются в жилом секторе или вблизи него. Ключевым объектом любого крупного пред- приятия в обеспечении промышленной безопасности являются очистные сооружения, и от их технического состояния зависит безопасность окружающей среды. Предприятия нефтехимии и нефтепереработки отличаются большим потреблением воды, кото- рая используется в технологии, для промывки аппа- ратов, часть воды теряется из-за протечек аппаратов и подводящих трубопроводов. И все это попадает в очистные сооружения. Очистка воды может осуществляться по зам- кнутой технологии, когда очищенная вода возвраща- ется в производство либо сбрасывается в Волжский бассейн, а новые порции воды пополняются из того же бассейна, обеспечивая тем самым бесперебойную работу предприятия. Очистные сооружения первого типа представ- ляют собой систему отстойников с железобетонным покрытием, соединенных пропускными каналами, оборудованных запорными металлическими дета- лями (задвижки, затворы, переходные площадки и др.), облегчающими регулирование стоков. Эффек- тивность работы очистных сооружений зависит от их технического состояния. Недостаточно очищенные стоки содержат вредные химические вещества, которые будучи сбро- шенными в водный бассейн наносят большой эколо- гический ущерб флоре и фауне. После смены владельца предприятия основной целью их стало извлечение из производства мак- симальной прибыли при минимальном вложении средств для поддержания в должном работоспособ- ном состоянии строительного фонда. Многие из этих предприятий построены в 60-х гг. прошлого столетия и эксплуатируются до сих пор без должного ремонта, что привело к преждевременному износу основных несущих конструк- ций и повреждению в виде деструкционного изме- нения бетона, сильной коррозии арматуры и самого бетона. Разрушенные облицовки вызывают утечки промстоков в грунт, повышая уровень грунтовых вод и приводя к загрязнению почвы, нанося вред эколо- гии и окружающей среде. К сожалению, на многих нефтехимических предприятиях, даже там где грунтовые воды не были обнаружены при бурении скважин в период изыска- ний площадки, после длительной эксплуатации происходит заводнение территории сточными про- изводственными водами. Наиболее наглядные виды повреждений и при- чины, вызывающие их, рассмотрим на конкретных примерах. Очистные сооружения одного из нефте- химических предприятий состоят из ряда отстойни- ков, соединенных каналами с узлами регулирования, позволяющими перекрывать или запускать стоки в смежные карты. В отстойники промстоки поступают по метал- лическим трубам. Вода отстаивается, проходя через несколько отстойников, после чего возвращается в оборот. При длительной эксплуатации без необхо- димого ремонта нарушается защитное покрытие боковых откосов и днища сооружения (рис. 1), что приводит к протечкам в грунт, размывая его под стенками, вызывая частичное обрушение бетонного «одеяла» (рис. 2). Усиленной коррозии способствовала агрессив- ная среда промстоков, а также расположенные в не- посредственной близости линии электропередачи вы- сокого напряжения, вызывающие электрокоррозию, способствуя ускоренному преждевременному разру- шению. Сильной коррозии подвержены задвижки и затворы на каналах, что явилось результатом непра- вильной эксплуатации и несвоевременного ремонта. На рис. 2 показан характер повреждений желе- зобетонных столбов линий электропередачи высоко- го напряжения, подающих ток от трансформаторов до узлов регулирования потока. Фактические замеры толщины оставшегося бе- тона днища отстойников показали, что на большей части его разрушен железобетон на половину на- чальной толщины, в отдельных местах разрушение произошло на всю толщину днища. Для исключения экологического загрязнения грунтов и окружающей среды после проведенного обследования с учетом [1–3] были рекомендованы следующие мероприятия: освободить отстойники от воды; заполнить образовавшиеся полости грунтом с уплотнением ручным трамбованием до нижней плоскости покрытия; зачистить поверхность отстойников от слабо- го бетона, удалить мусор, промыть водой; уложить арматурную сетку и по существующей облицовке уложить слой бетона толщиной 100 мм; заменить и отрегулировать затворы на соеди- нительных каналах; отремонтировать переходные мостки; заменить столбы высоковольтной линии элек- тропередач; заменить токопроводящие кабели и органи- зовать защиту от электрокоррозии. Все это позволило продлить срок службы очистных сооружений и исключить дальнейшее за- грязнение окружающей среды. В рассмотренном примере предприятие ис- пользует оборотное водоснабжение, где основной объем воды возвращается в производство, а дефицит воды в системе пополняется периодически. Аналогичный характер повреждений имеет место в очистных сооружениях одного из химпред- приятий, работающего по второй схеме очистки и водоотведения, где очищенная вода сбрасывается в водный бассейн. Очистные сооружения выносятся далеко от промышленной и жилой зон. Водозаборные устрой- ства и место сброса воды находятся на расстоянии де- сятков километров, поэтому возвращать очищенную воду в производственный цикл нецелесообразно. На рис. 3 показан общий вид сооружения, предназначенного для очистки химически загряз- ненных стоков: состоит из отделителей, осредните- лей и отстойников, выполненных из железобетонных конструкций, обвалованных по наружному контуру грунтом. Сооружения объединены каналами, затво- рами, задвижками с выходом предварительно очи- щенных стоков в аэротенки, снабженные специаль- ным устройством для более тонкой очистки воды. Вода после контроля степени очистки сбрасы- вается в водный бассейн реки Волги. Осреднитель предназначен для предваритель- ной очистки стоков, содержащих крошку каучука, который отстаивается, уплотняется, занимая верх- нюю часть рабочего объема сооружения. Для эффективной работы очистных сооруже- ний и увеличения пропускной способности необхо- дима очистка от скопившегося каучука. Привлечь Рис. 1. Повреждения бетонной облицовки отстойника из-за длительной эксплуатации Рис. 2. Сквозное разрушение облицовки отстойника Рис. 3. Отстойники, переполненные отходами производства Рис. 4. Повреждение стенок отстойников из-за попеременного замораживания и оттаивания для очистки тяжелую технику оказалось невозмож- ным, так как сооружения расположены близко друг от друга и подойти не позволяет существующее об- валование. Ручная очистка трудоемка и занимает много времени, и этому вопросу не уделялось должного внимания. Задержанный мусор накапливался года- ми, снижая эффективность работы сооружения. Длительная эксплуатация сооружения, по- строенного в 60-х гг. прошлого столетия, сказалась на технологическом состоянии. Все железобетонные конструкции комплекса, находящиеся выше уров- ня земли, подвергались многократным циклам за- мораживания и оттаивания, отчего бетон получил деструктивные повреждения и частично осыпал- ся. Обнаженная арматура подверглась коррозии. В сильной степени повреждены переходные желе- зобетонные мостики, тем самым появилась угроза безопасности обслуживающего персонала. На рис. 4 показаны фрагменты наиболее харак- терных повреждений конструкций. Значительные повреждения наблюдаются в отстойниках в зоне переменного уровня воды. Замораживание и оттаи- вание замоченного бетона, а также воздействие льда привели к повреждению стен на отдельных участках отстойников, вплоть до сквозных отверстий. Нарушение целостности стенок очистных соо- ружений ведет к утечкам сбрасываемых стоков, где часто содержатся агрессивные агенты, которые за- грязняют почву и наносят большой вред окружаю- щей среде. По результатам проведенных обследований были выданы рекомендации по поочередному уси- лению осреднителей и отстойников путем замены поврежденных элементов или устройством моно- литных участков взамен поврежденным. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Добромыслов, А.Н. Диагностика повреждений зданий и инженерных сооружений [Текст] / А.Н. Добро- мыслов; МГСУ. – М.: Изд-во АСВ, 2006. СП 13 – 102 – 2003. Правила обследования несу- щих строительных конструкций зданий и сооружений ГК РФ по строительству и жилищно-коммунальному комплексу [Текст]. – М., 2004. РД 09 – 539 – 03. Положение о порядке проведе- ния экспертизы промышленной безопасности в хими- ческой, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности [Текст]. – СПб.: Деан, 2004. © Яковлева М.В., Фролов Е.А., Фролов А.Е., 2012

About the authors

M. V YaKOVLEVA

Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Author for correspondence.
Email: vestniksgasu@yandex.ru

профессор, кандидат технических наук, заведующая кафедрой городского строительства и хозяйства

E. A FROLOV

Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Email: vestniksgasu@yandex.ru

кандидат технических наук, доцент кафедры сопротивления материалов и строительной механики

A. E FROLOV

Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Email: vestniksgasu@yandex.ru

ведущий инженер ОНИЛ «Реконструкция»

References

Supplementary files