Аварийных разливов
| Вид материала | Книга |
- Утвердить прилагаемые Основные требования к разработке планов по предупреждению и ликвидации, 94.43kb.
- Об утверждении Основных требований к разработке планов по предупреждению и ликвидации, 67.93kb.
- Администрация муниципального образования селивановское сельское поселение волховского, 58.71kb.
- Об утверждении Основных требований к разработке планов по предупреждению и ликвидации, 82.58kb.
- Об утверждении основных требований к разработке планов по предупреждению и ликвидации, 81.32kb.
- Правительства Российской Федерации от 21 августа 2000 г. N 613 "О неотложных мерах, 161.44kb.
- Правительство российской федерации постановление от 21 августа 2000 г. N 613 о неотложных, 88.13kb.
- Правительство российской федерации постановление от 21 августа 2000 г. N 613 о неотложных, 71.52kb.
- Администрация, 22.14kb.
- Правительство российской федерации постановление, 68.88kb.
Окончание табл. 30
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| щите берега | | | | | | |
| и сбор нефти* | | | | | | |
| Очистка бе- | Да | Да | Да | Да | Да | Да |
| реговой зоны | | | | | | |
| Сжигание | Нет | Да | Нет | Нет | Нет | Нет |
| на месте* | | Жаростойкие | | | | |
| | | боны и воспла- | | | | |
| | | менители | | | | |
| Готовность к | Да | Да | Да | Да | Да | Нет |
| переброске | Хранение обо- | Хранение обо- | Часть хранится | Часть хранится | Часть хранится | |
| по воздуху | рудования на | рудования на | на поддонах/в | на поддонах | на поддонах/в | |
| | поддонах/в | поддонах/в | контейнерах | | контейнерах | |
| | контейнерах | контейнерах | | | Летательный ап- | |
| | | | | | парат в 3-часо- | |
| | | | | | вой готовности | |
| Наличие | Небольшая спе- | Небольшая | Небольшая | О бел уживание | Большая спе- | Часть складиру- |
| операторов | циальная груп- | специальная | специальная | и эксплуатация | циализирован- | емых техсредств |
| | па, усиленная | группа, усилен- | группа, обычно | обеспечивается | ная команда, | обслуживается |
| | специалистами | ная подрядчи- | нуждается в | пожарной | способная к | подрядчиками, |
| | организаций- | ками ССС | дополнительном | бригадой | развертыванию | но обычно при |
| | участников | | усилении | г. Марселя | разнообразного | необходимости |
| | | | специалистами | | арсенала обо- | привлекаются |
| | | | | | рудования | дополнительные |
| | | | | | | операторы |
* Развертывание этого оборудования потребует дополнительной материально-технической поддержки (например, средств авиации и морских судов), которой центры не располагают.Глава 5. ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА ЛИКВИДАЦИИ РАЗЛИВОВ НЕФТИ
5.1. Ликвидация разлива нефти на море
5.1.1. Поведение нефти, разлитой на поверхности чистой воды
Вылившаяся в результате аварии нефть быстро растекается по поверхности моря, образуя поля нефтяных пленок:
- на тихой воде, при отсутствии ветра и течения, нефть растекается
во все стороны одинаково, образуя круг, радиус которого изменя
ется во времени;
- при наличии ветра и течения нефтяное пятно приобретает вытяну
тую форму по направлению суммарного вектора скоростей ветра и
течения.
Разлившаяся на поверхности воды нефть перемещается в том же направлении и с той же скоростью, что и поверхностный слой воды. Главными факторами, определяющими перемещение нефтяного пятна, является течение и ветер.
Перемещение нефтяного пятна в пространстве происходит за счет действия поверхностных течений и ветра. Направление дрейфа пятна определяется путем сложения векторов направления поверхностного течения и ветра (рис. 21). Скорость дрейфа складывается из 97-95% скорости поверхностного течения и 3-5% скорости ветра (рис. 22).
Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов
Р
ассеивание нефтяной пленки происходит за счет эмульгирования. При волнении 5 баллов уже через 12 часов эмульгирует около 15% нефти. Большая часть распределенной в воде нефти находится в виде эмульсии типа «нефть в воде» (прямая эмульсия). При разливах нефти образуется также эмульсия типа «вода в нефти» (обратная эмульсия). Образование прямой эмульсии может привести к исчезновению с поверхности воды. Однако при изменении условий нефтяное пятно может восстановиться. Обратная эмульсия отличается высокой стойкостью. Она характерна для смеси воды с вязкой нефтью и содержит от 50 до 80% свободной воды. Внешне она выглядит как чистая нефть. Иногда ее называют «шоколадный мусс».Нефтяное пятно при своем движении будет постоянно трансформироваться. В качестве примера на рис. 22 изображен сценарий трансформации разлива 1000 м нефти.
5.1.2. Поведение нефти, разлитой в ледовых условиях
Под воздействием внешних природных факторов, в условиях ледяного покрова, растекание нефти при разливе, ее дрейф и процессы деградации имеют свои особенности.
На процесс растекания большое влияние оказывает температура окружающей среды, в зависимости от которой изменяются свойства нефти (вязкость, плотность, поверхностное натяжение), направление, сила течения и ветра [35].
294
Глава 5. Технологии и средства ликвидации разливов нефти
Н
ефть, попадая на ограниченную поверхность воды с плавающим льдом, оказывается подо льдом, на поверхности льда и во льду (сорбирована льдом).На попадание нефти под лед основное влияние оказывает плотность нефтепродукта. При температуре 0°С плотность большинства тяжелых нефтей больше плотности льда. Эта разница увеличивается по мере деградации нефти. В этом случае лед как бы наползает на нефть. Легкие сорта нефти попадают под лед под влиянием течения, ветра. Наблюдения показали, что при скорости ветра 12 м/с и скорости течения 0,5 м/с при толщине льда 15-45 см нефть легко загоняется под лед.
Подо льдом нефть может сохраняться длительное время. При этом она дрейфует вместе со льдом, либо перемещается относительно льда под действием течения. На скорость перемещения влияют скорость течения, неровности нижней поверхности льда, его рыхлость, а также плотность и вязкость нефти. На дрейф нефти большое влияние оказывает ветер, а на дрейф льда - течение. Следовательно, могут иметь место случаи, когда нефть и лед двигаются в различных направлениях. Для перемещения нефти подо льдом требуется повышение определенной скорости течения воды, так называемой «предельной скорости». Установлено, что для сырой нефти, находящейся подо льдом со значительной шероховатостью нижней поверхности, величина предельной скорости течения составляет около 0,3 м/с, то есть при скорости течения ниже 0,3 м/с нефть не будет перемещаться относительна льда, а будет дрейфовать вместе со льдом.
Для легких сортов нефти при ровной поверхности ледяного покрова предельная скорость составляет около 0,035 м/с.
Рыхлость нижней поверхности льда и ее неровность обусловлены наличием и толщиной снежного покрова. При его неравномерном распределении на поверхности и различной толщине слоя изолирующее влияние снега также неравномерно, что приводит к различному наращиванию толщины льда. Такие неровности в нижней поверхности льда являются отличными полостями для накопления и хранения нефти подо льдом.
На поверхность льда нефть попадает непосредственно из источника разлива, проникая через поры и трещины рыхлого льда, выбрасываясь на лед при раскачивании льдин во время волнения относительно друг друга. Процесс налипания резко прогрессирует при наличии на поверхности льда снежного покрова, с которым нефть образует вязкую кашу, что значительно осложняет процесс очистки и сбора нефти.
Способность проникновения зависит от плотности и вязкости нефти, а также от размеров пор и каналов, образовавшихся во льду в результате его таяния. Кроме того, нефть, накопившаяся подо льдом во впадинах, в процессе намерзания льда оказывается в толще, где может находиться до полного таяния льда.
295
Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов
В
период оттепели нефть, находящаяся на поверхности льда, проникает внутрь в силу того, что температура нефти под лучами солнца выше температуры льда и окружающего воздухе. При последующем понижении температуры подтаявший снег и лед образуют ледовую корку поверх нефти, проникшей в лед. При чередовании таких периодов образуется как бы слоеный пласт льда и нефти.При торошении таких льдов нефть задерживается среди обломков и снега, сохраняясь до таяния льдин.
Основные моменты поведения нефти во льдах следующие:
- сцепление свежеразлитой нефти, как с битым льдом, так и со сплош
ным очень слабое и неустойчивое. Нефть легко смывается струями
воды с поверхности льда. Однако через несколько суток удалить
нефть со льда очень тяжело;
- налипание нефти на лед обычно более интенсивно происходит на
нижней рыхлой поверхности льда, чем на твердой и гладкой;
- лед предотвращает распространение нефти на большие площади.
5.1.3. Технологии ликвидации разливов нефти на море
Ликвидация нефтяного разлива на море ставит перед собой цель уменьшить ущерб для экологических и социально-экономических ресурсов, сокращая при этом время, необходимое для восстановления этих ресурсов и обеспечивая приемлемые стандарты очистки [35, 67, 71].
Основные варианты ликвидации - это локализация и сбор разлитой нефти, распыление химических диспергаторов, защита береговой полосы или самоочищение ее естественным путем. Физическое удаление нефти с поверхности воды снижает угрозу для птиц, млекопитающих в прибрежных водах и на побережье. Диспергаторы, которые помогают разорвать поверхностное пятно нефти, выполняют ту же роль, но их попадание в прибрежные воды может угрожать морским организмам.
Технологии ликвидации разливов нефти - это, по существу, способы сбора и извлечения нефепродуктов.
Основными мерами по локализации и ликвидации разлива нефти и нефтепродуктов на воде являются:
- предотвращение дальнейшего сброса;
- постановка преград, препятствующих рассеиванию сброшенного
вещества и загрязнению уязвимых районов;
- отвод разлитого вещества или аварийного объекта в зону, удобную
для проведения операций по ЛРН.
- сбор разлитого вещества с поверхности воды;
- сдача собранных загрязняющих веществ на берег;
- ликвидация разлива с помощью физических и химических методов.
Основными способами ликвидации аварийных разливов являются:
- механическое удаление плавающей нефти с поверхности моря;
296
Глава 5. Технологии и средства ликвидации разливов нефти
- сжигание плавающей нефти;
- обработка нефтяного пятна диспергентами, допущенными к приме
нению природоохранными органами, с целью многократного уско
рения природного эмульгирования нефти в море под воздействием
волнения и течений.
Выбор методов локализации и ликвидации разлива производится, исходя из условий разлива и реальных возможностей, определяющихся имеющимися силами и средствами, а также местными условиями, связанными с разрешением использования сжигания, диспергаторов для защиты районов высокой экологической ценности.
Сбор нефти механическими способами
Технологии и специальные технические средства, применяемые для локализации разливов нефти на воде, должны обеспечивать свое оперативное использование, а также надежное удержание нефтяного пятна в минимально возможных границах [35].
Очень важное значение имеет оперативность реагирования на разлив нефти, поскольку нефтяное пятно со временем расползается и трансформируется.
В зависимости от температуры и обстановки на море и масштабов разлива, легкие продукты при благоприятных условиях фактически исчезнут с поверхности моря в течение 1-2 дней, легкие нефти - в течение 2-5 дней и нефти средней плотности - в течение 5-10 дней. Тяжелые нефти или нефти парафинового основания и тяжелые нефтепродукты сохраняются в течение более длительных периодов, но и они со временем рассеиваются естественным образом.
Для сбора нефти на воде механическими способами могут быть запланированы два основных типа нефтесборных работ:
- стационарный сбор нефти, при котором применяют боны и нефте
сборщики для локализации и удаления нефтяных пятен, начиная с
источника разлива или на расстоянии от него, будь это в открытом
море или вблизи берега.
- передвижной способ сбора нефти, при котором применяются заборт
ные скиммеры, при этом другие скиммеры размещаются в контак
тной подвеске буксируемого двумя судами бонового заграждения
U-, V- или J-образной конфигурации.
В дополнение к скиммерам и бонам при этих технологиях могут также потребоваться вспомогательные средства, такие как:
- рабочие платформы для разворачивания, управления и извлечения
скиммеров и бонов;
- емкости для хранения собранных жидкостей и твердых веществ;
- насосы для перекачивания собранной жидкости в хранилище;
- устройства для транспортировки и(или) удаления;
297
-
Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов
воздушное судно для выполнения мониторинга;
- суда обеспечения безопасности;
- оборудование для защиты и очистки побережья;
- дополнительное оборудование (шланги, прокладки, разъемы, адап
теры и т.д.).
Сбор нефти требует знания течений (включая приливные волны) и доступа к береговой линии для того, чтобы развернуть работы по удалению нефти.
Передвижные системы сбора должны планироваться таким образом, чтобы свободная нефть могла собираться в течение начальной фазы работ по ЛАРН.
Рис. 23 иллюстрируют схемы развертывания оборудования в U-, J-, и V-образных конфигурациях.
На рис. 24 отображены одни из возможных схем локализации нефтяного пятна с помощью бонового заграждения в море и у берега.
В ряде случаев пятно нефти локализуется свободно дрейфующими боновыми заграждениями, чтобы на определенное время не допустить его растекания по водной поверхности (рис. 25).
Для постановки боновых заграждений, хранящихся на лебедках с гидроприводом, требуются специализированные суда бонопоставщики. Для этих целей могут быть также использованы средние рыболовные трауле-
298
Глава 5. Технологии и средства ликвидации разливов нефти
299
Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов
р
ы и большие морозильные рыболовные траулеры (СРТ и БМРТ), имеющие кормовые слипы. Для постановки заграждений на мелководье могут быть использованы самоходные плашкоуты с носовой аппарелью или самоходные баржи.Для локализации разливов нефти требуются нефтеограждающие боны различного типа, рабочие характеристики, которых, включая габариты и прочность, должны соответствовать поставленным задачам.
С целью определения количества необходимого оборудования определяются эксплуатационные возможности каждого из компонентов системы сбора.
Длина бонового заграждения выбирается такой, при которой оно может быть легко установлено и эффективно управляемо на участке разлива.
Для локализации нефтяного пятна и определения его толщины определяется объем смеси воды с нефтью. Расчеты должны учитывать изменения в объеме вследствие испарения, эмульгирования, естественного диспергирования и других изменений в связи с нахождением во внешней среде. Большое количество относительно малых разливов, быстро локализованных в спокойных водах, вероятнее всего не будет подвержено значительному эмульгированию или испарению, а также естественной дисперсии.
Выбор нефтесборного оборудования и его размеров основывается на расчетном объеме разлитой нефти, ее свойстве и условиях моря.
Средства сбора обычно дают возможность работать от 8 до 12 часов в сутки в зависимости от длины светового дня, времени транзита к очищаемому участку и от него.
Планировщики должны также учитывать время, отпускаемое на техническое обслуживание, передислокацию скиммера и рабочей платформы, перекачку извлеченной нефти и воды в хранилища, а также время, потерянное вследствие плохой погоды. Однако разные скиммеры имеют разные номинальную и реальную скорость сбора, что также должно быть принято в расчет.
Выбор скиммера для работы в порту рекомендуется проводить, исходя из емкости наибольшего бортового танка танкера, подходящего к терминалу или заходящего в порт. Производительность сбора должна быть такой, чтобы, по крайней мере, 50% объема наибольшего бортового танка было собрано за 12 часов.
При разливах нефти регионального и федерального значения суммарная производительность устройств сбора нефти принимается: через два часа после начала работ - 200 куб. м/ч, через восемь часов - 2 тыс. куб. м/ч и через 24 часа - 20 тыс. куб. м/ч. Характеристики различных типов скиммеров приведены в таблице 31.
300