БЖД. Учебное пособие Санкт Петербург 2014 удк 355. 58 0758 ббк 68. 9 я 73 б 69 Рецензенты
 Скачать 7.93 Mb.
|
|
Тема 6. Аварии на коммунально-энергетических системах 6.1. Коммунально-энергетическая система. Основные причины аварийности. По классификации Российской академии естественных наук и Московского института пожарной безопасности коммунально-энергетические системы относятся к 5-му классу по основному виду опасности. К ним относятся: 1. Системы централизованного водоснабжения; 2. Системы централизованного газоснабжения; 3. Системы централизованного теплоснабжения; 4. Системы централизованного электроснабжения; 5. Системы канализации. Коммунально-энергетическая система занимает одно из основных мест в топливно-энергетической структуре нашей страны. На долю этого сектора приходится порядка одной трети всей тепловой энергии, которая вырабатывается в стране, а также порядка 13% всей электрической энергии. Вся эта энергия в той или иной степени потребляется системами содержания и эксплуатации предприятий электроснабжения, теплоснабжения и освещения населенных пунктов, а также системой обеспечения водоснабжения. Конечная цель системы энергоснабжения потребителя - это постоянное и бесперебойное воссоздание естественной среды обитания человека. Это и горячее водоснабжение жилых помещений, и отопление, и освещение. Разделение энергетики на «большую энергетику» и «отраслевую» также предполагает выделение такого вида, как коммунальная. На самом деле это разделение весьма условно, поскольку вся разница состоит лишь в параметрах и масштабах воспроизводства такой энергии, статусах государственной иерархии и отраслевой принадлежности. Коммунальный сектор производит подавляющую долю тепловой энергетики на ее же источниках. При этом функционирование всех элементов осуществляется на основе достаточно скромного потенциала энергоносителей - их средние температуры составляют 3500С, давление 3 МПа, напряжение до 35 кВт. Также коммунальная энергетика несет достаточно важную социальную нагрузку, ведь именно она обеспечивает эффективное обслуживание конечного потребителя - населения, которое находится в жилых микрорайонах, жилых и общественных зданиях, сельских населенных пунктах. В сфере жилищно-коммунальных услуг сегодня задействовано около 4200 предприятий коммунальной энергетики, эксплуатирующих около 2370 водопроводных и 1050 канализационных насосных станций, 138 тыс. трансформаторных подстанций, более 70 тыс. муниципальных котельных, 150 тыс. км теплосетей, около 400 тыс. км воздушных и кабельных электросетей, 373 тыс. км водопроводных сетей, канализационных — около 105 тыс. км. На объектах коммунального хозяйства ежегодно происходит более 120 крупных аварий, материальный ущерб исчисляется десятками миллиардов рублей. В последние годы каждая вторая авария случалась на сетях и объектах теплоснабжения, каждая пятая — на сетях водоснабжения и канализации. Аварии в коммунальных системах жизнеобеспечения в основном происходят в городах и крупных поселках, где наблюдается большое скопление людей, промышленных предприятий. Эти аварии в нашей жизни стали обыденным явлением. Что там авария теплосети или электроснабжения в отдельном доме, предприятии. Теперь "замерзают" целые города. Анализ причин аварийности на объектах жилищно-коммунального хозяйства показывает, что аварии происходят: - из-за ветхости сетей, некачественной подготовки инженерной инфраструктуры к отопительному сезону - 36%; - из-за несоблюдения правил технической эксплуатации теплоэнергетического оборудования, неквалифицированных действий обслуживающего персонала – 32%; - вследствие стихийных бедствий – 21%; - другие причины (несанкционированное отключение электроэнергии, взрывы газа, пожары и т.п.) – 11%. Помимо материального ущерба такие аварии наносят серьезный моральный ущерб и имеют негативные последствия среди населения. Аварии на коммунально-энергетических системах жизнеобеспечения редко приводят к человеческим жертвам, но создают сложности в жизнедеятельности человека, особенно в зимний период, при авариях на тепловом, водном или электрическом оборудовании. Можно выделить пять групп аварий: - в системах водоснабжения; -на канализационных системах (водоотведения); - на системах газоснабжения; - на сетях электроснабжения; -на системах теплоснабжения. 6.2. Аварии в системах водоснабжения. При оценке элементов городской системы водоснабжения с точки зрения возможности ее повреждения от воздействия различного вида поражающих факторов необходимо исходить из следующего: наиболее легко повреждаются и разрушаются наземные здания и сооружения водопроводной системы (насосные станции, напорные башни, павильоны артезианских скважин и др.). Водозаборные устройства, очистные сооружения, резервуары с чистой водой, как правило размещаются в частично или полностью заглубленных помещениях, и поэтому повреждаются реже. Разрушение отдельных сооружений системы водоснабжения могут привести к полному или частичному прекращению подачи воды в разводящую сеть. Аварии в системах водоснабжения нарушают обеспечение населения водой или делают воду непригодной для питья. Подача воды прекращается не только из-за аварии непосредственно на каком-либо трубопроводе, но и при отключении электроэнергии, а резервный источник, как правило, отсутствует. Подземные трубопроводы разрушаются во время землетрясений, оползней и, большей частью, от коррозии и ветхости (рис. 6.1). Наиболее уязвимы места соединений и вводов в здания.  Рис. 6.1. Разрыв трубопровода высокого давления Крупные аварии с системе водоснабжения могут привести большой материальный ущерб, если не принять мер по их локализации и ликвидации. При этом крупные аварии носят комплексный характер: повреждение водопровода может повлечь затопление подвалов, где установлено электрооборудование и приборы энергоснабжения, отключение энергопитания может привести к остановке производственного процесса и т.д. Устойчивость работы системы водоснабжения заключается в том, чтобы в любых условиях обеспечить подачу необходимого количества воды. Для этого следует оборудовать определенное количество отключающих и переключающих устройств, обеспечивающих подачу воды в любой трубопровод, минуя поврежденный. Одним из лучших способов повышения устойчивости водоснабжения предприятий является строительство на открытых источниках самостоятельных водозаборов. Отсюда вода может подаваться непосредственно в сеть объекта. 6.3. Аварии на канализационных системах (водоотведения). Разрушения и повреждения городской системы канализации могут возникнуть как от непосредственного воздействия избыточного давления ударной волны и волны сжатия в грунте, так и в результате разрушения наземных зданий и сооружений. Аварии на канализационных системах способствуют массовому выбросу загрязняющих веществ и ухудшению санитарно-эпидемиологической обстановки. Аварии на очистных сооружениях делятся на две группы: -на очистных сооружениях сточных вод промышленных предприятий с выбросом более 10 тонн; -на очистных сооружениях промышленных газов с массовым выбросом загрязняющих веществ. Разрушения и повреждения подземных канализационных коммуникаций носят такой же характер, как и разрушение водопроводных сетей. Чаще всего аварии происходят на коллекторах, канализационных сетях с образованием продольных и поперечных трещин. В большей степени, по сравнению с чугунными и стальными, подвержены разрушениям и повреждениям керамические и бетонные трубы. При разрушении канализационных труб и коллекторов происходит их закупорка и канализационные воды изливаются на поверхность (рис. 6.2) через близлежащие смотровые колодцы и просачиваются через грунт в местах повреждения трубопроводов. При этом фекальные воды попадают в водопровод, что приводит к различным инфекционным и другим заболеваниям. А если авария на станции перекачки? Тогда происходит переполнение резервуара сточной жидкостью, подъем ее уровня и излив наружу. Чтобы не затоплялась окружающая территория, нужно предусмотреть устройство каналов для сброса стоков из сети в пониженные участки местности. Они должны быть выбраны заранее и согласованы с органами санитарного надзора и рыбоохраны.  Рис. 6.2. Затопление дворовой территории при аварии на канализационных сетях На канализационных станциях перекачки сточных вод очень важно иметь свой резервный электроагрегат или передвижную электростанцию, которые обеспечили бы минимальную потребность в электроэнергии. Токоприемное устройство надо подготовить так, чтобы можно было быстро переключиться на резервный источник тока. 6.4. Аварии на системах газоснабжения. Особую опасность на сегодня представляют разрушения и разрывы на газопроводах, в разводящих сетях жилых домов и промышленных предприятий. Аварии на компрессорных и газорегуляторных станциях (рис. 6.3), газгольдерах, хотя и происходят, но реже. Газопроводы небольших диаметров, уложенные под землей, достаточно устойчивы к действию избыточного давления. Наиболее уязвимы наземные газовые сооружения и коммуникации. Повреждения газовых сетей и сооружений, наблюдаемые при повседневной эксплуатации, приводящие к образованию отдельных мест утечек газа, происходят от разных причин: коррозии трубопроводов, нарушения плотности соединений в арматуре, в резьбе и фланцах трубопроводов, переломов труб, появления трещин и др.  Рис. 6.3. Устранение аварии на системах газоснабжения Большую опасность представляют аварии на газопроводах низкого давления в разводящих сетях жилых домов. Число взрывов бытового газа в жилых домах растет. Основная причина – разрывы подводящих газопроводов, в основном по причине чрезмерного износа, самовольного подключения к газовым сетям, неисправности газового оборудования в жилых домах и несоблюдения жильцами элементарных правил обращения с газовым оборудованием и газовыми приборами. Из-за старения и ветхости, деформации почвы разрывы на трубопроводах стали почти обычным явлением. Для устранения этого недостатка нужны капитальные вложения, а их то как раз и нет. А вот взрывы в жилых домах и на предприятиях в результате утечки газа можно устранить без особых затрат, нужна только внимательность и элементарная дисциплина каждого пользователя. 6.5. Аварии на системах электроснабжения. Почти при всех стихийных бедствиях - землетрясениях, наводнениях, оползнях, селях, снежных лавинах, ураганах, бурях, смерчах - страдают, воздушные линии электропередачи (рис. 6.4), реже здания и сооружения трансформаторных станций и распределительных пунктов. При обрыве проводов (рис. 6.5) почти всегда происходят короткие замыкания, а они, в свою очередь, приводят к пожарам. Аварии на электроэнергетических системах могут привести к долговременным перерывам электроснабжения потребителей, обширных территорий, нарушению графиков движения общественного электротранспорта, поражению людей электрическим током. Аварии на электроэнергетических системах делятся на три вида: -аварии на автономных электростанциях с долговременным перерывом электроснабжения; -аварии на электроэнергетических сетях с долговременным перерывом электроснабжения потребителей и территорий; - выход из строя транспортных электрических контактных сетей. Отсутствие электроснабжения создает массу неприятностей: - останавливаются лифты в домах, а в них застревают люди; - прекращается подача воды и тепла; - нарушается работа предприятий, городского электротранспорта, затрудняется деятельность лечебных учреждений; - ломается весь установившийся ритм жизнедеятельности.  Рис. 6.4. Авария на ЛЭП в результате стихийного бедствия, приводящая долговременным перерывам электроснабжения  Рис. 6.5. Авария на сетях электроснабжения в результате обрыва проводов Для повышения устойчивости электроснабжения имеется несколько способов. - снабжение предприятия, учреждения, населенного пункта с двух направлений, от независимых энергоисточников. Это значительно повышает надежность, так как одновременный выход из строя двух линий передачи электроэнергии (при закольцованности) менее вероятен; - замена воздушных линий на кабельные подземные; - создание автономных источников энергии для обеспечения электричеством, в первую очередь цехов с непрерывным технологическим циклом, водопроводных и канализационных станций, котельных, медицинских и других учреждений. 6.6. Аварии на системах теплоснабжения. Как показывает опыт прошедших зим, аварии на теплотрассах, в котельных, на ТЭЦ и разводящих сетях стали настоящим бичом, головной болью многих руководителей. За последние годы существенно возросло количество ветхих сетей теплоснабжения (до 20%), требующих незамедлительной замены. Увеличилось также количество источников теплоснабжения, отработавших расчетный срок службы. На сегодня упомянутый показатель составляет: по котлам более 31%, по сосудам работающим под давлением – 12%, по трубопроводам пара – 13%. Особую тревогу вызывает ситуация с теплоснабжением в северных и восточных районах России. Основная причина аварий – изношенность трубопроводов, котельного оборудования, оборудования теплоэлектростанций. Разрушение городских коллекторов, в которых проложены трубопроводы с горячей водой и паром, может повлечь их затопление и прорыв на поверхность. Характерными повреждениями трубопроводов является разрывы труб, поврежденных внешней коррозией, и повреждения в местах соединения с арматурой и в местах ввода в здания и сооружения. Прорыв любой теплотрассы - большая беда, а случается она, большей частью, в самые морозные дни, когда увеличиваются давление и температура воды (рис. 6.6). Аварии на тепловых сетях в зимнее время года приводят к невозможности проживания населения в не отапливаемых помещениях и его вынужденной эвакуации. Прокладка тепловых сетей на эстакадах, по стенам зданий экономически выгоднее и проще в обслуживании, но не приемлема в условиях города. Поэтому трубы приходится закапывать в землю или укладывать в специальные коллекторы. В настоящее время большинство котельных работает на природном газе. Повреждение трубопроводов приводит к тому, что подача газа прекращается, работа останавливается. Чтобы этого не допустить, каждую котельную надо оборудовать так, чтобы она могла работать на нескольких видах топлива: жидком, газообразном и твердом. Переход с одного вида на другой должен проходить в минимальные сроки.  Рис. 6.6. Прорыв трубопровода на теплотрассе высокого давления Надо помнить: кроме топлива котельные надо еще непрерывно снабжать электроэнергией. Поэтому, кроме питания от двух источников, целесообразно иметь и резервный электроагрегат, предназначенный для работы насосов и другой аппаратуры. В каждой котельной должно быть устройство для переключения питания с основной электросети на автономный источник. 6.7. Состояние коммунально-энергетической системы в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. Основные причины аварийности в коммунально-энергетической системе в Санкт-Петербурге и Ленинградской области: - ветхость отопительных сетей; - ненадежность наземных ЛЭП в пригородах Санкт-Петербурга и Ленинградской области; - перенагруженность канализационных коллекторов и очистительных сооружений (как городских, так и особенно объектовых). Большую угрозу для населения города и области представляет незащищенность водозаборов, т.к. практически вся вода для хозяйственных питьевых нужд берется из р. Нева. Подземных источников мало (чуть более 75 на 105 тыс. м2), большинство их находится в антисанитарном состоянии и используются предприятиями для технических нужд или законсервированы. Следует отметить, что запасы расположенных под Санкт-Петербургом водоносных горизонтов до конца не исследованы. Одной из особенностей региона, особенно Санкт-Петербурга, является большая насыщенность промышленностью, оснащенной оборудованием, не допускающим внезапного прекращения подачи электроэнергии, воды и газа. Внезапное отключение электроэнергии, газа или воды может привести к чрезвычайным ситуациям и гибели людей не менее чем на 40 предприятиях города. Кроме того, имеются участки, на которых возможно возникновение чрезвычайных ситуаций - когда производственная или иная деятельность человека производится в нарушение существующих нормативов. Источниками подобных чрезвычайных ситуаций могут служить: напорные воды, характерные для грунтов Санкт-Петербурга, способные при определенных условиях привести к разрушению транспортных и инженерных подземных сооружений при проходке верхних пластов. 6.8. Локализация и ликвидация аварий на коммунально-энергетических сетях. Неотложные аварийно-восстановительные работы на коммунально-энергетических сетях проводятся в очаге любого стихийного бедствия или катастрофы на производственных предприятиях, с целью локализации и устранения аварий и повреждений, которые затрудняют проведение спасательных работ и могут вызвать новые аварии и дополнительное поражение людей. Для этого привлекаются, как правило, формирования водопроводно-канализационных сетей, аварийно-газотехнические, аварийно-технические по электросетям. В состав формирований входят звенья по водопроводным, канализационным, тепловым, электрическим, газовым, сантехническим сетям. Они привлекаются к аварийным работам в соответствии с их предназначением. Неотложные аварийно-восстановительные работы в первую очередь проводятся в местах аварий, препятствующих проведению аварийно-спасательных работ и угрожающих жизни людей (затопление, загазованность, возникновение пожаров). Успешному проведению неотложных аварийно-восстановительных работ будет способствовать заблаговременное составление плана объекта, на котором указываются места нахождения коммунально-энергетических сетей и направления движения воды, газа и специальных продуктов, по трубопроводам, места расположения смотровых колодцев и камер с регулировочной аппаратурой, а также не заваливаемые ориентиры, к которым привязываются колодцы, насосные станции, скважины и другие важные элементы коммунально-энергетических сетей. Основной способ локализации аварий и повреждений на коммунально-энергетических и технологических сетях - отключение разрушенных участков и стояков в зданиях. С этой целью используются задвижки в сохранившихся смотровых колодцах и запорные вентили в подвалах. На объект вода подается из городской магистрали или глубоких скважин насосной станции (водонапорной башни), создаваемой на объекте. Водопроводные трубы, как правило, заглубляются в грунт на 1,7-2,5 м (ниже глубины промерзания). Для удобства их эксплуатации и обслуживания на линии через каждые 50- 100 м устраиваются смотровые колодцы, в которых размещаются регулировочная арматура и пожарные гидранты. Повреждения и аварии в сети водоснабжения могут привести к затоплению подвальных помещений, используемых как убежища, противорадиационные укрытия, склады, помещения для размещения различного технического оборудования, а также затруднить или сделать невозможным тушение пожаров. Особенно большая опасность может возникнуть при сохранении напора воды в водопроводной сети. |