Оценка риска на объекте: 'Реконструкция системы ППД Северокамского месторождения'

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Безопасность жизнедеятельности
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

400,55 Кб
Опубликовано:

2014-11-25

Все дипломные работы по безопасности жизнедеятельности

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Оценка риска на объекте: 'Реконструкция системы ППД Северокамского месторождения'

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Кафедра интеллектуальных информационных систем

Дипломная работа

Оценка риска на объекте: «Реконструкция системы ппд Северокамского месторождения»

Автор дипломной работы А.С. Сморкалов

Факультет компьютерных технологий и прикладной математики

специальность 280101

«Безопасность жизнедеятельности в техносфере»

группа 59

Научный руководитель

канд. техн. наук, доцент

Е.А. Степаненко

Нормоконтролер

ст. лаборант А.П. Лебедева

Краснодар 2013

РЕФЕРАТ

В данной работе приводятся расчеты по оценке риска ЧС на производственном объекте «Реконструкция системы ППД Северокамского месторождения» в соответствии с методическими указаниями по проведению анализа риска опасных производственных объектов РД 03-418-01 (утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 10 июля 2001 г. N 30).

При определении показателей степени риска учитывалась возможность возникновения ЧС, если источником ЧС являются аварии или ЧС на рядом расположенных объектах или транспортных коммуникациях, а также опасные природные явления.

В данной работе представлены методология оценки риска, исходные данные и ограничения для определения показателей степени риска ЧС; описание применяемых методов оценки риска и обоснование их применения; результаты оценки риска ЧС; анализ результатов оценки риска; выводы и рекомендации для разработки мероприятий по снижению риска на опасном объекте.

ВВЕДЕНИЕ

Система поддержания пластового давления (ППД) представляет собой комплекс технологического оборудования необходимый для подготовки, транспортировки, закачки рабочего агента в пласт нефтяного месторождения с целью поддержания пластового давления и достижения максимальных показателей отбора нефти из пласта. Наиболее широкое распространение получил метод, основанный на закачивании в пласт воды через нагнетательные скважины, расположенные с нефтяными в определенном порядке. Популярность метода искусственного заводнения нефтяных залежей обусловлена его следующими преимуществами:

- доступностью и низкой стоймости воды;

- относительной простотой нагнетания воды;

- относительно высокой эффективностью вытеснения нефти водой.

На месторождениях, разрабатываемых с заводнением залежей, в настоящее время добывается около 90% от общего уровня добычи нефти, в пласты закачивается более 2 млрд. м3 в год.

В настоящее время ППД стремятся осуществить с самого начала разработки месторождения. В этом случае необходимо большое количество (практически 100%) пресной воды, так как добывающие скважины на этой стадии практически дают безводную продукцию. В дальнейшем скважины все больше обводняются, появляется во все возрастающих количествах попутная вода, которая должна быть утилизирована. Как известно, по мере разработки нефтяных месторождений количество добываемых вместе с нефтью пластовых вод, именуемых также подтоварными водами, увеличивается и на конечной стадии разработки может достигать 95-98%. В связи с этим системы водоснабжения должны видоизменяться и приспосабливаться к конкретным условиям разработки месторождения.

Применение подтоварных вод в системе заводнения позволяет сократить расход дефицитной пресной воды для закачки в пласты и предотвратить загрязнение водоемов.

Кроме того, сточные воды, как правило, содержащие ПАВы, вводимые на установках по обезвоживанию и обессоливанию нефти, обладают улучшенными отмывающими и нефтевытесняющими способностями, что приводит к увеличению нефтеотдачи пласта. По данным И.Г. Мархасина и И.Ф. Глумова, сточные воды вытесняют из пористой среды примерно на 5% нефти больше, чем речная вода.

Использование подтоварных вод кроме преимуществ имеет недостатки, так как эти воды отличаются высокой степенью минерализации и являются химическим загрязнителем, попадание которого в поверхностные водные объекты и на почвы может нанести вред окружающей природной среде. Подтоварные воды относятся к отходам пятого класса опасности.

В рассматриваемой системе поддержания пластового давления на Северокамском месторождении в качестве рабочего агента используются пластовые (подтоварные) воды. В связи с их опасностью для окружающей природной среды в данной работе проводится оценка риска аварий в системе ППД, влекущих за собой попадание пластовых (подтоварных) вод в окружающую среду. Последствия аварийных разливов подтоварных вод рассчитываются, с учетом состава и свойств, по тем же методикам, что и разливы нефтепродуктов (РД Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах (Согласовано письмом Госгортехнадзора России от 07.07.99 № 10-03/418), ГОСТ Р 12.3.047-98 ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов, Методика определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах(утв. Минтопэнерго РФ 1 ноября 1995 г.), Методика оценки последствий аварий на пожаровзрывоопасных и взрывоопасных объектах (ВНИИГОЧС, 1994), РД 03-409-01 «Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей»).

1. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ТЕРМИНЫ, ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1.1 Термины и их определения

Авария - разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ (Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»).

Авария на магистральном трубопроводе - авария на трассе трубопровода, связанная с выбросом и выливом под давлением опасных химических или пожаровзрывоопасных веществ, приводящая к возникновению техногенной чрезвычайной ситуации (ГОСТ Р 22.0.05-94 <#"785409.files/image001.gif"> - ожидаемый ущерб от загрязнения нефтью водных объектов, земель и атмосферы соответственно, руб./год;

- удельный экологический ущерб (в расчете на 1 т вытекшей нефти) от загрязнения поверхностных вод, почвы и атмосферы соответственно, руб./(т/год);еt - показатель риска, характеризующий эффективную площадь выведения из естественного состояния сухопутных ландшафтов, м2/год;еr - показатель риска, характеризующий эффективную площадь выведения из естественного состояния водных объектов, м2/год;- показатель риска для оценки ожидаемой площади загрязнения сухопутных ландшафтов, м2/год;- показатель риска для оценки ожидаемой площади загрязнения водных объектов, м2/год;- показатель риска для оценки ожидаемого объема потерь нефти при аварийных разливах из нефтепровода, м3/год;е - число Рейнольдса;з - площадь загрязнения поверхности земли, м2;п - площадь загрязнения водной поверхности, м2;дг - площадь деградированных земель, м2;эфф - эффективная площадь дефектного отверстия в нефтепроводе, м2;= πD2 / 4 - площадь поперечного сечения трубопровода, м2;- условный диаметр нефтепровода, см;в - температура воздуха, °С;

τисп - количество лет, прошедших с момента последнего испытания повышенным давлением;

τкит - количество лет, прошедших с момента проведения последних измерений защищенности трубопровода с помощью выносного электрода в контрольно-измерительных точках (КИТ);н - температура нефти, °С;

τсвз - количество лет, необходимых для самовосстановления загрязненных земель;

τсво - время самовосстановления водных объектов;

τсн - количество лет, прошедших с момента проведения последних исследований трубопровода с помощью снарядов-дефектоскопов;

τэксп - продолжительность эксплуатации участка трубопровода, лет;- общий объем вытекшей нефти, м3;з - объем нефти, загрязнившей землю, м3;- объем нефти, попавшей в водные объекты, м3;- объем нефти, вытекшей в напорном режиме, то есть с момента повреждения до остановки перекачки, м3;- объем нефти, вытекшей в безнапорном режиме, то есть с момента остановки перекачки до закрытия задвижек, м3;- объем нефти, вытекшей с момента закрытия задвижек до прекращения утечки (до момента прибытия аварийно-восстановительных бригад или полного опорожнения отсеченной части трубопровода);эфф - ожидаемый годовой объем нефти, оставшейся на месте разлива после завершения ликвидационных работ, м3;м - геодезическая отметка точки аварии, м;- геодезическая отметка начала участка нефтепровода, м;- геодезическая отметка конца участка нефтепровода, м;гр - толщина слоя грунта над верхней образующей трубопровода, м;

- координата границы n-го участка магистрали при анализе фактора Fij, км;

- координата границы n-го участка для m-го природно-антропогенного объекта, км;- количество участков на трассе МН;доп - толщина слоя грунта, эквивалентная толщине дополнительного механического защитного покрытия трубопровода, м;в - средняя глубина водоемов в створах действующих подводных переходов, м;т - глубина заложения нефтепровода, м;* - перепад напора в точке истечения через отверстие, м;вл - интегральный коэффициент, показывающий, во сколько раз локальная интенсивность аварий отличается от среднестатистической для данной трассы;

τ1 - интервал времени с момента возникновения аварии до остановки перекачки, мин.;

τ2 - интервал времени с момента остановки перекачки до закрытия задвижек, мин.;- ускорение силы тяжести, м/с2;из - удельная величина испарения с поверхности нефтяного пятна на земле, г/м2;ир - удельная величина испарения с поверхности нефтяного пятна на воде, г/м2;

λп - удельная частота (вероятность) аварий на участке МН, аварий/км · год);

λср - среднестатистическая по отрасли интенсивность аварий за последние 5 лет, аварий/(1000 км · год);

λ - среднестатистическая частота аварий (интенсивность) для данной трассы МН, аварий/(1000 км · год);

- удельная частота аварий на участке с возникновением дефектных отверстий определенного размера (по эффективной площади дефектного отверстия в нефтепроводе Sэфф), аварий/(км · год);

ρг - удельное электросопротивление грунта, Ом · м;кит - частота проведения измерений вКИТ, количество раз/год;

δрасч - расчетное значение толщины стенки трубы, мм;

δфакт - наименьшее (в пределах данного участка) фактическое значение толщины стенки трубы, см;

ρ - плотность нефти, т/м3;

ρв - плотность воздуха, кг/м3.

2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Необходимо оценить риск на производственном объекте «Реконструкция системы ППД Северокамского месторождения», расположенном в Краснокамском районе Пермского края, в 30 км к северо-западу от областного центра - города Перми и в 20 км северо-восточнее г. Краснокамска, то есть:

- выявить и четко описать все источники опасностей и пути (сценарии) их реализации.

- определить, какие элементы, технические устройства, технологические блоки или процессы в технологической системе требуют более серьезного анализа и какие представляют меньший интерес с точки зрения безопасности.

- определить перечень нежелательных событий;

- описать источники опасности, факторы риска, условия возникновения и развития нежелательных событий (например, сценарии возможных аварий);

- определить частоты возникновения инициирующих и всех нежелательных событий;

- оценить последствия возникновения нежелательных событий;

- разработать рекомендации по уменьшению риска.

3. ОПИСАНИЕ ОПАСНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕКТА

3.1 Топографические условия

Северокамское месторождение в административном отношении находится в Краснокамском районе Пермского края, в 30 км к северо-западу от областного центра - города Перми и в 20 км северо-восточнее г. Краснокамска.

Площадь месторождения находится на водоразделе рек Ласьва и Гайва двух правосторонних притоков р. Кама. Кроме рек на площади месторождения имеются ручьи.

Рельеф местности холмистый. Водораздельные холмы имеют отметки 190-200 м и более. Превышение холмов над долинами рек и ручьев достигает 100 м и более. Высоты водораздельных холмов увеличиваются с юго-запада на северо-восток.

Ближайшими к месторождению населенными пунктами являются г. Краснокамск, с. Оверята, п. Северокамск, с. Стряпунята. Ближайшая железнодорожная станция - с. Оверята.

Связь с краевым центром - г. Пермь осуществляется по асфальтированной дороге “Стряпунята - Краснокамск - Пермь”.

Плотность населения в Краснокамском районе составляет 73 чел/км2, наибольшая работающая смена - 5 человек.

Большая часть площади занята лесами, в которых преобладают хвойные породы деревьев.

На площади работ проходят улучшенные грунтовые дороги, используемые для вывоза нефти автотранспортом на УКПН ”Cеверокамск” и “Васильевка”.

Проселочных дорог мало, все они пригодны для передвижения транспорта в сухое летнее время и зимой.

3.2 Метеорологические и климатические условия

Климат района изысканий дан по метеостанции г. Пермь.

Климат рассматриваемой территории континентальный, с холодной продолжительной зимой, теплым, но сравнительно коротким летом, ранними осенними и поздними весенними заморозками. Зимой на Урале часто наблюдается антициклон с сильно охлажденным воздухом. Охлаждение воздуха в антициклонах происходит, главным образом, в нижних слоях, одновременно уменьшается влагосодержание этих слоев, с высотой температуры воздуха в зимнее время обычно возрастает.

Среднегодовая температура воздуха по МС Пермь составляет плюс 1,5 °С.

Самым холодным месяцем в году является январь, со средней месячной температурой воздуха по МС Пермь - минус 15,3 °С; самым тёплым - июль со средней месячной температурой - плюс 18,0 °С.

Абсолютный минимум температуры воздуха по МС Пермь достигает минус 50°С; абсолютный максимум по МС Пермь - плюс 38 °С.

Наступление устойчивых морозов в среднем происходит 19 октября, прекращение - 30 марта; продолжительность устойчивых морозов составляет 162 дня.

Продолжительность безморозного периода в среднем 101 день. Первые заморозки на рассматриваемой территории отмечаются в среднем 12 сентября, последние - 2 июня.

Среднегодовая относительная влажность воздуха по району составила 76-77 %.

Среднее количество осадков за год по району составляет 625 мм. Максимум осадков за месяц наблюдается в июле (72 мм); минимум - в феврале (31 мм). Количество твёрдых осадков за XI-III равно 200мм; жидких за период IV-X- 425 мм.

По данным, предоставленным Министерством природных ресурсов Пермского края, в районе объекта «Система ППД Северокамского месторождения» особо охраняемые природные территории регионального значения отсутствуют, места произрастания видов растений, занесенных в красную книгу Пермской области, не выявлены.

Сведения об особых природно-климатических условиях земельного участка, на котором размещен линейный объект

Снежный покров. Высота снежного покрова зависит от интенсивности циклонической циркуляции, от количества выпавших осадков, температуры воздуха. Устойчивый снежный покров в среднем устанавливается 3 ноября. Разрушение снежного покрова в среднем наблюдается 18 апреля. Средняя продолжительность снежного покрова 174 дня.

Наибольшая высота снега за зиму 101 см, средняя 76 см.

Промерзание почвы. Промерзание почвы зависит от многих факторов: состава и влажности грунтов, температурного режима, толщины снежного покрова и т.д. Расчетная глубина промерзания глин и суглинков 170 см.

Нормативная глубина сезонного промерзания для насыпных грунтов ИГЭ 2т составляет 2,07 м, для суглинков мягкопластичных ИГЭ 73т-4, глин тугопластичных ИГЭ 82т-4, глин полутвердых ИГЭ 81т-4 - 1,70 м (СНиП 2.02.01-83*).

Степень морозоопасности для пучинистых грунтов рассчитана согласно п.2.136 СНиП 2.02.01-83* и соответствует:

Таблица 1 - Степень морозоопасности для пучинистых грунтов

ИГЭ	Наименование грунта по ГОСТ 25100 - 95 Грунты. Классификация.	Rf х 100 (таблица 39 п. 2.137 СНиП 2.02.01-83*)	Степень пучинистости грунтов (таблица 39 п. 2.137 СНиП 2.02.01-83*)
73т-4	Суглинок мягкопластичный, легкий, песчанистый	0,85	сильнопучинистый
81т-4	Глина полутвердая, легкая, пылеватая	0,23	слабопучинистый
82т-4	Глина тугопластичная, легкая, пылеватая	0,48	среднепучинистый

Согласно Техническому отчету по инженерным изысканиям расчетная сейсмическая интенсивность территории соответствует 5 баллам для основного строительства и для строительства объектов повышенной ответственности.

3.3 Сведения о линейном объекте

.3.1 Технологические и конструктивные решения линейного трубопровода

Общая часть

Режим работы объекта постоянный, круглосуточный.

Низконапорный водовод транспортирует воду в объеме до 120 м3/сутки под давлением до 3,0 МПа. После БГ вода по высоконапорным водоводам транспортируется до нагнетательных скважин и через устьевую арматуру и колонну НКТ закачивается в продуктивные горизонты.

Сведения о трубопроводах, категории и классе линейного объекта

Водовод предназначен для транспорта подтоварной воды.

Началом и концом низконапорного водовода являются насосная станция УПН «Северокамск» и напорный колодец «Запад» соответственно.

С учетом физико-химических свойств транспортируемой жидкости и стойкости материала труб к ней, согласно СН 550-82 низконапорный водовод относится к категории V группы В. По назначению, диаметру, рабочему давлению и наличию газового фактора водовод согласно РД 39-132-94 относится к IV категории. Протяжённость низконапорного водовода от УПН «Северокамск» до напорного колодца «Запад» составляет 2,6 км.

Максимальное рабочее давление в низконапорном водоводе принято 3,0 МПа;

Температура транспортируемого продукта составляет от плюс5˚С до плюс 25˚С. На основании гидравлического расчета на максимальную производительность по жидкости 120 м³/сут. (138м³/сут. с учетом 15% запаса) внутренний диаметр напорного нефтепровода принят 70мм. Минимальный расход жидкости в водоводе - 20 м³/сут.

Водовод представляет собой комплекс производственных объектов:

линейная часть;

узел учета;

блок гребенки.

Перепад высот площадок существующей насосной и напорного колодца «Запад» составляет 82,5 м в направлении площадки напорного колодца «Запад», что учтено в гидравлическом расчете. Прокладка водовода принята подземной ниже уровня промерзания грунта, температура грунта в расчете принята равной плюс 1С. Физико-химическая характеристика перекачиваемого продукта приведена в таблице 2 по данным результатов анализа аккредитованной химико-аналитической лаборатории ООО «Универсал-Сервис», г. Полазна.

Таблица 2

Физико-химическая характеристика перекачиваемого продукта

Наименование показателя	Значение
Место отбора	УКПН «Северокамск»
Плотность кг/м³	1073
pH, ед. pH	7,49
Содержание компонентов: мг/дм³:
СО3 (ГОСТ Р 52963-2008) НСО3 (ПНД Ф 14.2.99-97) CI (ПНДФ 14.1:2:4.111-97) SO4 (РД 52.24.483-2005) Ca (ПНДФ 14.1:2.95-97) Mg (ПНДФ 14.1:2.95-97 Na+K* (рассчетный)	0,00 220,99 62374,28 1551,03 6132,24 2231,84 32645,87
Общая минерализация, мг/дм³	105156,25
Жесткость, °Ж	489,60
Нефтепродукты, мг/дм³	19,95
Взвешенные вещества, мг/дм³	9,0

Безопасность в районе прохождения межпромысловых трубопроводов обеспечивается расположением их на соответствующих расстояниях от объектов инфраструктуры.

Расстояния до зданий, сооружений, между инженерными сетями и параллельными трубопроводами приняты в зависимости от класса и диаметра трубопроводов, транспортируемого продукта, назначения объектов и степени обеспечения их безопасности в соответствии с требованиями РД 39-132-94.

Принятые расстояния обеспечивают безопасность при проведении работ и надежность трубопроводов в процессе эксплуатации.

Трасса водовода пересекает существующие коммуникации и воздушные сети.

Пересечения между водоводом и другими инженерными сетями соответствуют требованиям СНиП 2.05.06-85* и ПУЭ.

При взаимном пересечении трубопроводов расстояние между ними в свету составляет не менее 350 мм, пересечение выполняется под углом не менее 60º.

В местах пересечения проектируемого водовода со сторонними коммуникациями предусматривается установка предупреждающих знаков.

В районе расположения объекта имеется пожарный водоём объёмом 50 м3.

Эксплуатационные характеристики

Срок эксплуатации водовода - 50 лет (по данным завода изготовителя).

Рабочее давление - 3,0 МПа.

Производительность трубопровода - 120 м3.

Продукт - подтоварная вода.

Наружный диаметр и толщина стенки труб - 95х12.5.

Материал труб - полимерно-армированные трубы ПАТ

Расстояние от оси проектируемого водовода от существующих и параллельно проходящих коммуникаций приняты в соответствии с требованиями РД 39-132-94 и приняты из условий безопасности строительства и эксплуатации объекта.

В таблицах 3 и 4 указаны основные характеристики будущего трубопровода.

Таблица 3

Диаметр и толщина стенки трубопровода, мм	Рабочее давление P, МПа	Марка полиэтилена	Коэффициент B	Величина допускаемого эквивалентного напряжения, МПа	Расчетная толщина стенки, мм
					расчетный случай 1	расчетный случай 2
95х12,5	3,0	ПЭ-80	0,098	85,8	1,46	1,63

Таблица 4 - Конструктивные решения

Наименование трубы ПАТ, наружный диаметр D, мм	Внутренний диаметр Dу, мм	Толщина стенки, мм	Диаметр проволоки, мм		Число продольных проволок, шт.	Шаг навивки спиральной проволоки, не более, мм	Вес 1 пог. м, кг
			продол.	спирал.
ПАТ-95	70,0	12,5	2,5	2,5	30	5,3	8,0

Перечень пересекаемых искусственных преград приведен в таблице 5.

Таблица 5

№ Пересечения	Существующие коммуникации
1	Дорога полевая
2	Дорога полевая
3	10 кВ 3 пр
4	Дорога полевая
5	10 кВ 3 пр
6	Нефтепровод
7	10 кВ 3 пр
8	10 кВ 3 пр
9	10 кВ 3 пр
10	10 кВ 3 пр
11	Дорога полевая
12	Нефтепровод ст.114
13	10 кВ 3 пр
14	10 кВ 3 пр
15	10 кВ 3 пр
16	10 кВ 3 пр
17	каб 0,4 кВ
18	10 кВ 3 пр
19	10 кВ 3 пр
20	Водовод ст.73
21	Водовод стб.112 гл.0,9

Переходы через водные преграды отсутствуют.

3.4 Сведения о резервуарах с нефтью на УПН «Северокамск»

На территории УПН «Северокамск» располагается стальной резервуар, основные характеристики которого указаны в таблице 6.

Таблица 6 - Характеристики резервуара вертикального стального объемом 400 м3

Объем резервуара, м3.	Диаметр мм	Высота обечайки, мм	Количество поясов	Толщина пояса нижн./верхн.	Количество рулонов	Ориентировочная масса, т (масса зависит от типа и исполнения резервуара)
400	8530	7450	5	4	1	от 11 до 23

3.5 Описание площадки блока напорной гребенки

Блок напорной гребенки БГ предназначен для распределения, измерения расхода и давления подтоварной воды, подаваемой на нагнетательные скважины по существующим водоводам системы ППД.

В состав площадки блока напорной гребенки входят:

блок напорной гребенки типа «Т»-БГ на 4 нагнетательные линии;

блок аппаратурный;

подземная дренажная емкость V=3м3.

Блок напорной гребенки предусмотрен открытого исполнения У1 по ГОСТ 15150-69 на раме с ограждением высотой 1250мм.

Для измерения объемного расходы воды на каждой нагнетательной линии предусмотрены счетчики воды «ВЗЛЕТ» ППД-213. В состав запорной арматуры на каждой нагнетательной линии входят две дисковые задвижки до и после счетчика - полнопроходная и неполнопроходная для возможности регулирования расхода воды. Напорный коллектор и нагнетательные линии оснащены техническими манометрами.

Для возможности опорожнения трубопроводов блока напорной гребенки во время сервисного обслуживания предусмотрены дренажные линии. Сбор дренажа осуществляется в подземную дренажную емкость V=3м3. Внутренняя поверхность дренажной емкости имеет покрытие, стойкое к воздействию пластовой воды, выполняемое в заводских условиях. Емкость опорожняется передвижными средствами с последующим вывозом на УКПН «Северокамск» для последующей закачки в систему ППД. Трубопровод дренажа выполнен из труб стальных бесшовных горячедеформированных по ГОСТ 8732-78 из стали 20 ГОСТ 8731-74 в теплоизоляции с гидроизоляционным покрытием.

Трубопроводы блока напорной гребенки выполнены с теплоизоляцией из вспененного каучука «K-Flex» с покрытием AL CLAD и электрообогревом с применением саморегулирующих электрических нагревательных лент 25ФСР2-СТ. Блок аппаратурный представляет собой помещение с габаритными размерами 2130х1030х2500 мм и размещается на площадке отдельно от блока напорной гребенки открытого исполнения.

Подключен блок напорной гребенки к существующим водоводам к нагнетательным скважинам и к существующему высоконапорному водоводу от напорного колодца.

4. МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ РИСКА, ИСХОДНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ И ОГРАНИЧЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПРЕДЕЛЫ АНАЛИЗА РИСКА

.1 Основные этапы анализа риска

Процесс проведения анализа риска включает следующие основные этапы:

- идентификацию опасностей;

- оценку риска;

- разработку рекомендаций по уменьшению риска.

4.1.1 Идентификация опасностей

Основные задачи этапа идентификации опасностей - выявление и четкое описание всех источников опасностей и путей (сценариев) их реализации. Это ответственный этап анализа, так как не выявленные на этом этапе опасности не подвергаются дальнейшему рассмотрению и исчезают из поля зрения.

При идентификации следует определить, какие элементы, технические устройства, технологические блоки или процессы в технологической системе требуют более серьезного анализа и какие представляют меньший интерес с точки зрения безопасности.

Результатом идентификации опасностей являются:

- перечень «инициирующих событий», могущих повлечь за собой аварийные ситуации;

- описание источников опасности, факторов риска, условий возникновения и развития «инициирующих событий»;

- предварительные оценки опасности и риска.

Идентификация опасностей завершается также выбором дальнейшего направления деятельности. В качестве вариантов дальнейших действий может быть:

- решение прекратить дальнейший анализ ввиду незначительности опасностей или достаточности полученных предварительных оценок;

- решение о проведении более детального анализа опасностей и оценки риска;

- выработка предварительных рекомендаций по уменьшению опасностей.

.1.2 Оценка риска

Основные задачи этапа оценки риска связаны с:

- определением частот возникновения «инициирующих событий»;

- оценкой последствий возникновения «инициирующих событий»;

- обобщением оценок риска.

Для определения частоты нежелательных событий используются:

- статистические данные по аварийности и надежности технологической системы, соответствующие специфике опасного производственного объекта или виду деятельности;

- логические методы анализа “деревьев событий”, “деревьев отказов”, имитационные модели возникновения аварий в человеко-машинной системе;

- экспертные оценки путем учета мнения специалистов в данной области.

Оценка последствий включает анализ возможных воздействий на людей, имущество и/или окружающую природную среду. Для оценки последствий оцениваются физические эффекты нежелательных событий (отказы, разрушение технических устройств, зданий, сооружений, пожары, взрывы, выбросы токсичных веществ и т.д.), уточняются объекты, которые могут быть подвергнуты опасности. При анализе последствий аварий используются модели аварийных процессов и критерии поражения, разрушения изучаемых объектов воздействия, учитывать ограничения применяемых моделей. Также учитывается связь масштабов последствий с частотой их возникновения.

Обобщенная оценка риска (или степень риска) аварий должна отражать состояние промышленной безопасности с учетом показателей риска от всех нежелательных событий, которые могут произойти на опасном производственном объекте, и основываться на результатах:

- интегрирования показателей рисков всех нежелательных событий (сценариев аварий) с учетом их взаимного влияния;

- анализа неопределенности и точности полученных результатов;

- анализа соответствия условий эксплуатации требованиям промышленной безопасности и критериям приемлемого риска.

Анализ риска предусматривает получение количественных оценок потенциальной опасности участков и производственных процессов рассматриваемого объекта и включает в себя решение следующих задач:

- построение всего множества сценариев возникновения и развития аварии;

- оценку частот реализации каждого из сценариев возникновения и развития аварии;

- построение полей поражающих факторов, возникающих при различных сценариях развития аварии;

- оценку последствий воздействия поражающих факторов аварии на человека или материальные объекты.

4.1.3 Разработка рекомендаций по уменьшению риска

Разработка рекомендаций по уменьшению риска является заключительным этапом анализа риска. В рекомендациях представляются обоснованные меры по уменьшению риска, основанные на результатах оценок риска.

Меры по уменьшению риска могут носить технический и (или) организационный характер. При выборе мер решающее значение имеет общая оценка действенности и надежности мер, оказывающих влияние на риск, а также размер затрат на их реализацию.

На стадии эксплуатации опасного производственного объекта организационные меры могут компенсировать ограниченные возможности для принятия крупных технических мер по уменьшению риска.

При разработке мер по уменьшению риска необходимо учитывать, что вследствие возможной ограниченности ресурсов в первую очередь должны разрабатываться простейшие и связанные с наименьшими затратами рекомендации, а также меры на перспективу.

В большинстве случаев первоочередными мерами обеспечения безопасности, как правило, являются меры предупреждения аварии. Выбор планируемых для внедрения мер безопасности имеет следующие приоритеты:

- меры по уменьшению вероятности возникновения аварийной ситуации, включающие:

- меры по уменьшению вероятности возникновения инцидента,

- меры по уменьшению вероятности перерастания инцидента в аварийную ситуацию;

- меры по уменьшению тяжести последствий аварии, которые, в свою очередь, имеют следующие приоритеты:

- меры, предусматриваемые при проектировании опасного объекта (например, выбор несущих конструкций, запорной арматуры),

- меры, относящиеся к системам противоаварийной защиты и контроля (например, применение газоанализаторов),

- меры, касающиеся готовности эксплуатирующей организации к локализации и ликвидации последствий аварий.

При необходимости обоснования и оценки эффективности предлагаемых мер по уменьшению риска рекомендуется придерживаться двух альтернативных целей их оптимизации:

- при заданных средствах обеспечить максимальное снижение риска эксплуатации опасного производственного объекта;

- при минимальных затратах обеспечить снижение риска до приемлемого уровня.

4.2 Показатели степени риска ЧС

Риск аварии - мера опасности, характеризующая возможность возникновения аварии на опасном производственном объекте и тяжесть ее последствий. В соответствии с РД 03-418-01 основными количественными показателями риска аварии являются:

- технический риск - вероятность отказа технических устройств с последствиями определенного уровня (класса) за определенный период функционирования опасного производственного объекта;

- индивидуальный риск - частота поражения отдельного человека в результате воздействия исследуемых факторов опасности аварий;

- потенциальный территориальный риск (или потенциальный риск) - частота реализации поражающих факторов аварии в рассматриваемой точке территории;

- коллективный риск - ожидаемое количество пораженных в результате возможных аварий за определенный период времени;

- социальный риск, или F/N кривая - зависимость частоты возникновения событий F, в которых пострадало на определенном уровне не менее N человек, от этого числа N. Характеризует тяжесть последствий (катастрофичность) реализации опасностей;

- ожидаемый ущерб - математическое ожидание величины ущерба от возможной аварии, за определенный период времени.

4.2.1 Индивидуальный риск

Индивидуальный риск R, год-1, определяют по формуле

(1)

где - условная вероятность поражения человека при реализации i-й ветви логической схемы;

- вероятность реализации в течение года i-й ветви логической схемы, год-1;

n - число ветвей логической схемы.

Условная вероятность Qn, поражения человека избыточным давлением, развиваемым при сгорании газопаровоздушных смесей, на расстоянии r от эпицентра рассчитывают следующим образом:

- вычисляются избыточное давление и импульс i

- исходя из значений и i, вычисляют значение «пробит» - функции Рr по формуле

, (2)

где

, (3)

где - избыточное давление, Па;импульс волны давления, Па*с;

С помощью таблицы 7 определяют условную вероятность поражения человека.

Таблица 7 - Значения условной вероятности поражения человека в зависимости от Рr

Условная вероятность поражения (Qni)	Рr
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	-	2,67	3,12	3,25	3,36	3,45	3,52	3,59	3,66
10	3,72	3,77	3,82	3,90	3,92	3,96	4,01	4,05	4,08	4,12
20	4,16	4,19	4,23	4,26	4,29	4,33	4,36	4,39	4,42	4,45
30	4,48	4,50	4,53	4,56	4,59	4,61	4,64	4,67	4,69	4,72
40	4,75	4,77	4,80	4,82	4,85	4,87	4,90	4,92	4,95	4,97
50	5,00	5,03	5,05	5,08	5,10	5,13	5,15	5,18	5,20	5,23
60	5,25	5,28	5,31	5,33	5,36	5,39	5,41	5,44	5,47	5,50
70	5,52	5,55	5,58	5,61	5,64	5,67	5,71	5,74	5,77	5,81
80	5,84	5,88	5,92	5,95	5,99	6,04	6,08	6,13	6,18	6,23
90	6,28	6,34	6,41	6,48	6,55	6,64	6,75	6,88	7,05	7,33
-	0,00	0,10	0,20	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90
99	7,33	7,37	7,41.	7,46	7,51	7,58	7,65	7,75	7,88	8,09

4.2.2 Потенциальный (территориальный) риск

Потенциальный риск определяется как распределение частоты реализации поражающих факторов возможных ЧС на территории объекта и за его пределами в виде изолиний индивидуального риска. То есть потенциальный (территориальный) риск - это индивидуальный риск в каждой точке территории объекта.

4.2.3 Коллективный риск

Коллективный риск - это ожидаемое количество пораженных в результате возможных аварий за определенный период времени. Количественно это выражается как сумма произведений ожидаемого количества аварий на количество человек, пострадавших в каждой аварии:

, (4)

где Rкол - коллективный риск;

P(Ai) - вероятность происхождения i- той аварии, это ничто иное как ожидаемое количество аварий i- того типа за определенный промежуток времени (год);

Niпораж - количество пораженных при i- той аварии;

n - количество всех аварий.

4.2.4 Социальный риск

Социальный риск, или F/N кривая - зависимость частоты возникновения событий F, в которых пострадало на определенном уровне не менее N человек, от этого числа N. Характеризует тяжесть последствий (катастрофичность) реализации опасностей.

4.3 Построение всего множества сценариев возникновения и развития аварии

Множество причин возникновения аварийной ситуации можно поделить на четыре класса:

1. Отказы оборудования.

2. Отклонение от технологического регламента.

. Ошибки производственного персонала.

. Внешние причины (стихийные бедствия, катастрофы, диверсии и т.д.).

Для анализа фазы инициирования аварий, вызываемых отказами оборудования, используется метод дерева неполадок. Одним из главных достоинств метода является систематичное, логически обоснованное построение множества отказов элементов системы, которые могут приводить к аварии.

Результатом анализа дерева неполадок является перечень комбинаций отказов оборудования. Каждая такая комбинация (минимальная прерывающая совокупность) является минимальным набором отказов оборудования, одновременная реализация которых приводит к аварии.

Дерево неполадок - это графическое представление логических связей между отказами оборудования и аварийными ситуациями.

Отказы, входящие в структуру дерева неполадок, могут быть поделены на три группы:

1. Первичные отказы.

2. Вторичные отказы.

. Отказы управления.

К первичным отказам относятся отказы оборудования, которые произошли при условиях, в которых обычно функционирует данное оборудование. Вторичные отказы происходят вследствие изменения условий работы оборудования, в частности из-за отклонений от технологического регламента. Отказы управления имеют место, когда нормально функционирующее оборудование не получает по каким-либо причинам управляющих сигналов, что приводит в конечном счете к его неправильной работе.

Одной из задач анализа дерева неполадок является определение перечня первичных отказов, приводящих к созданию аварийной ситуации. Вторичные отказы и отказы управления являются промежуточными событиями, которые требуют дополнительного анализа, для выявления приводящих к их возникновению первичных событий.

Анализ дерева неполадок выполняется в четыре стадии:

- постановка задачи;

- разработка дерева неполадок;

- определение минимальных прерывающих совокупностей;

- ранжирование этих совокупностей.

Отклонения от технологического регламента, способные приводить в конечном счете в возникновению аварийной ситуации, могут носить как случайный, так и детерминированный характер. К первым относятся погодные условия, разброс параметров сырья и реагентов, условия перемешивания, колебания напряжения в сети электроснабжения и т.п. Ко вторым относятся изменения проходных сечений в процессе эксплуатации оборудования, изменение эффективность фильтров, теплообменников, катализаторов и т.д.

Каждый технологический процесс характеризуется некоторым набором переменных процессов, отклонения которых от своих рекомендованных значений могут приводить к непредвиденным химических реакциям, превышению рабочего давления и (или) температуры и, как следствие, к повреждению (разрушению) технологического оборудования. Для оценки устойчивости процесса используются различные методы. Например, метод контрольных карт.

Ошибки персонала - это действие, которое выполняется или не выполняется при некоторых условиях. Это могут быть физические действия (поворот рукоятки) или действия, связанные с умственной деятельностью (диагностика отказов или принятие решения).

Для анализа ошибок персонала используются различные методики, содержащие:

- определение перечня задач (действий), которые решает (выполняет) или должен решать (выполнять) оператор;

- представление с помощью декомпозиции каждой такой задачи (действия) в виде комбинации элементарных действий в целях выявления среди них наиболее подверженных ошибкам и определения точек взаимодействия оператора и системы;

- использование данных, получаемых из записей о предшествующих событиях;

- определение наличия условий, влияющих на частоту ошибок, к которым относятся стрессы, уровень тренированности и качество систем информации.

Внешние события могут инициировать аварии на различных объектах.

Хотя частота наступления таких событий достаточно мала, они могут приводить к крупномасштабным последствиям.

Внешние события могут быть поделены на две категории:

- природные явления: землетрясения, наводнения, ураганы, высокая температура, грозовые разряды и т.д.;

- явления, возникающие в результате деятельности людей: авиакатастрофы, падение ракет, деятельность соседних промышленных объектов, диверсии и т.д.

4.4 Оценка частот реализации каждого из сценариев возникновения и развития аварии

Оценка частоты реализации различных сценариев аварии определяется с использованием метода деревьев событий. Во многих случаях информация о частоте аварий, требуемая для проведения анализа риска, может быть получена непосредственно из записей о работе исследуемой системы или из записей о работе других подобных систем. Число зарегистрированных отказов должно быть поделено на общую длительность времени работы для определения частоты отказов. Численным результатом данного метода является математическое ожидание частоты, а не вероятность.

Для анализа возможных сценариев развития аварии используют метод дерева событий. Данные метод позволяет проследить возможные аварийные ситуации, возникающие вследствие реализации отказа оборудования или прерывания процесса, которые выступают в качестве исходных событий. В отличие от метода дерева неполадок анализ дерева событий представляют собой «осмысливаемый вперед» процесс, то есть процесс, при котором пользователь начинает с исходного события и рассматривает цепочки последующих событий, приводящих к аварии.

Основная процедура анализа дерева событий включает четыре стадии:

1. Определение перечня исходных событий.

2. Определение «безопасных действий» для каждого исходного события.

. Построение дерева событий.

. Описание общей последовательности событий.

К «безопасным действиям» относятся ответные действия, направленные на устранение влияния реализовавшегося исходного события. Они включают:

- работу системы зашиты, включая системы автоматического отключения;

- работу сигнализации, предупреждающую персонал о происшедших событиях;

- действия персонала, выполняемые по сигналу тревоги или в соответствии с технологическим регламентом;

- защитные и сдерживающие методы, направленные на ограничение влияния исходных событий.

Исследователь должен определить все безопасные действия, которые могут изменить результат реализации исходного события, причем в той хронологической последовательности, в которой их предусмотрено принимать. Успех или неуспех безопасных действий включается в дерево событий.

На первом шаге построения дерева событий перечисляются исходные события и безопасные действия. Исходное событие записывается в левой части листа. А безопасные действия в хронологическом порядке - в верхней части листа. Далее исследователь должен определить, как успех или неуспех безопасного действия влияет на ход развития процесса. Если такое влияние существует, то в структуру дерева событий включается точка ветвления, в которой добавляется восходящий участок в случае успеха или нисходящий - в случае неуспеха безопасного действия. Если безопасное действие не влияет на развитие процесса, горизонтальная линия продолжается до следующего безопасного действия. Каждая точка ветвления создает новые пути развитии процесса, которые также должны быть исследованы.

Последним этапом процедуры построения дерева событий является общее описание последовательности событий, которые приводят к аварии и должны представлять множество всех последствий, сопровождающих исходное событие.

4.5 Построение полей поражающих факторов, возникающих при различных сценариях развития аварии

При реализации аварии на объекте образуются поражающие факторы, воздействующие на персонал, население, здания, сооружения и технологическое оборудование рассматриваемого объекта и окружающую среду. На основе анализа последствий реальных аварий в промышленности можно выделить наиболее характерные процессы, вызывающие возникновение поражающих факторов:

- взрывы топливовоздушных смесей (ТВС), конденсированных взрывчатых веществ (КВВ) и сосудов под давлением;

- пожары зданий, сооружений и разлитий горючих жидкостей;

- выбросы аварийных химически опасных веществ (АХОВ) и биологически опасных средств.

Взрывы топливовоздушных смесей (ТВС), конденсированных взрывчатых веществ (КВВ) и сосудов под давлением вызывают возникновение следующих поражающих факторов:

- избыточное давление во фронте воздушной ударной волны;

- скоростной напор воздушной ударной волны;

- летящие осколки конструкций и предметы, отброшенные взрывом;

- термическое излучение (особенно при взрывах ТВС).

Пожары зданий, сооружений и разлитий горючих жидкостей вызывают возникновение следующих поражающих факторов:

- термическое излучение;

- выделение токсичных продуктов при горении некоторых веществ.

Выбросы аварийных химически опасных веществ (АХОВ) и биологически опасных средств вызывают возникновение следующих поражающих факторов:

- для легко испаряющихся жидкостей и сжиженных газов - образование первичного и вторичного облака с поражающими концентрациями АХОВ;

- для газов под давлением - образование облака АХОВ с поражающими концентрациями;

- для остальных токсичных веществ и биологически опасных средств «возможность» попадания в организм человека.

4.6 Методики расчета, используемые для построения полей поражающих факторов при возможных авариях на объекте

.6.1 Построение полей поражающих факторов, возникающих при различных сценариях развития аварий на объектах, использующих в своей деятельности легковоспламеняющиеся и горючие жидкости и газы

Построение полей поражающих факторов, возникающих при различных сценариях развития аварий на участках объекта, использующих в своей деятельности легковоспламеняющиеся и горючие жидкости и газы, осуществляется путем расчета размеров зон действия поражающих факторов при всех возможных авариях, сопровождающихся взрывами топливовоздушных смесей и пожарами, а так же нанесением вышеуказанных зон на план объекта.

В качестве методики оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей используется методика, приведенная в РД 03-409-01, которая позволяет провести приближенную оценку различных параметров воздушных ударных волн и определить вероятные степени поражения людей и повреждений зданий при авариях со взрывами топливно-воздушных смесей. Методика утверждена постановлением Госгортехнадзора России от 26.06.01 № 25.

Методика предназначена для количественной оценки параметров воздушных ударных волн при взрывах топливно-воздушных смесей, образующихся в атмосфере при промышленных авариях. При рассмотрении предполагается частичная разгерметизация или полное разрушение оборудования, содержащего горючее вещество в газообразной или жидкой фазе, выброс этого вещества в окружающую среду, образование облака ТВС, инициирование ТВС, взрывное превращение (горение или детонация) в облаке ТВС. Методика позволяет определять вероятные степени поражения людей и степени повреждений зданий от взрывной нагрузки при авариях со взрывами топливно-воздушных смесей.

Предполагается, что в образовании облака ТВС участвует горючее вещество одного вида, в противном случае (для смеси нескольких горючих веществ) характеристики ТВС, используемые при расчетах параметров ударных волн, определяются отдельно.

Для построения полей поражающих факторов используются следующие константы, полученные эмпирическим путем на основании проведения большого числа «натурных» испытаний. Константы приведены в таблице 8.

Таблица 8 -Константы для определения радиусов зон поражения при взрывных превращениях облаков ТВС(ПВС)

Характеристика действия ударной волны	I*, Па·c	Р*, Па	k Па·с
Разрушение зданий
Полное разрушение зданий	770	70100	886 100
Граница области сильным разрушений: 50-75 % стен разрушено или находится на грани разрушения	520	34500	541 000
Граница области значительных повреждений: повреждение некоторых конструктивных элементов, несущих нагрузку	300	14600	119 200
Граница области минимальных повреждений: разрывы некоторых соединений, расчленение конструкций	100	3600	8950
Полное разрушение остекления	0	7000	0
50 % разрушение остекления	0	2500	0
10 % и более разрушение остекления	0	2000	0
Поражение органов дыхания незащищенных людей
50 % выживание	440	243 000	1,44·10
Порог выживания (при меньших значениям смертельные поражения людей маловероятны)	100	65 900	1,62·10

4.7 Оценка степени риска аварий на магистральных нефтепроводах

Оценка степени риска на магистральных нефтепроводах включает:

- прогноз частоты аварийных утечек нефти на линейной части МН и оценку объемов утечки и потерь нефти (технологический риск);

- оценку последствий аварийных утечек нефти для различных компонентов окружающей природной среды;

- проведение (на основе полученных оценок риска) ранжирования участков трассы нефтепровода по степени опасности и приоритетности мер безопасности (управление риском).

Оценка последствий аварийных утечек нефти для различных сценариев аварий включает определение:

- объемов разлива и потерь нефти;

- площади загрязнения сухопутных ландшафтов и водных объектов;

- экологического ущерба как суммы компенсаций за загрязнение компонентов природной среды;

- ущерба за уничтожение и негативные последствия для животного и растительного мира.

При оценке риска аварий на магистральных нефтепроводах определяются показатели риска, характеризующие:

- удельную (локальную) частоту аварийных утечек из нефтепровода n, определяемую на основе статистических данных по авариям на МН и балльной оценки технического состояния;

- частоту образования дефектного отверстия в зависимости от его площади Sэфф;

- ожидаемые среднегодовые потери нефти за счет аварийных разливов Rv (объем или стоимость потерь);

- ожидаемые среднегодовые площади загрязнения сухопутных ландшафтов Rst и водных объектов Rsr ;

- ожидаемый среднегодовой экологический ущерб как сумма штрафных санкций за загрязнение компонентов природной среды Rd ;

- выведенные из естественного состояния эффективные площади сухопутных ландшафтов Ret и водных объектов Rer, которые определяются на основе частоты аварий, средней площади разлива нефти и времени самовосстановления загрязненных компонентов природной среды.

Полученные показатели риска участков трассы МН используются для выявления приоритетов в мероприятиях обеспечения безопасности и выбора оптимальной стратегии технического обслуживания, диагностики и ремонта трубопровода. Кроме того, на основе анализа распределения показателей риска могут быть выбраны участки трассы МН, для которых необходимо более точно оценить показатели риска и разработать рекомендации.

На этапе «Идентификация опасностей» необходимо:

) осуществить сбор и анализ информации;

) произвести деление линейной части МН на участки;

) выполнить анализ факторов, влияющих на риск, а также произвести (при необходимости) предварительные оценки опасностей.

На этапе «Оценка риска аварий» необходимо провести:

для каждого участка трассы МН:

) оценку частоты утечек нефти, в том числе частоты образования дефектного отверстия в зависимости от величины его эффективной площади Sэфф;

) оценку последствий аварий (возможных объемов разливов, площадей загрязнения, экономического ущерба, экологических показателей по времени самовосстановления компонентов окружающей природной среды);

) оценку степени риска по выбранным показателям риска;

для всей трассы МН:

) анализ и обобщение оценки риска каждого участка;

Степень риска аварий рекомендуется определять по таблице 9, где в качестве критерия используется среднегодовой ущерб, выраженный в тоннах потерянной нефти или в денежном исчислении на 1000 км длины МН. Допускается использование других критериев риска. Значения коэффициентов критериев зависят от состояния МН, региональных особенностей и возможностей по обеспечению безопасности.

Если показатель риска выше значения, которое может быть определено как значение «приемлемого риска», то могут быть приняты решения в целях более детального анализа и выработки рекомендаций по снижению риска.

Таблица 9

Степень риска	Ожидаемый объем потерь нефти Rv, т/год, на 1000 км длины МН	Ожидаемый экологический ущерб Rd, руб./год, на 1000 км длины МН
Низкая	Менее 0,1	Менее 100 тыс.
Средняя	0,1 - 100	100 - 10000 тыс.
Высокая	Более 100	Более 10 млн

На этапе «Разработка рекомендаций по снижению риска» подготавливаются рекомендации по оперативному и долговременному управлению процессом снижения риска в целях минимизации отрицательных последствий аварий и обеспечения промышленной безопасности МН.

риск авария резервуар нефть

5. ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ РИСКА

Ниже представлена краткая характеристика основных методов, рекомендуемых РД 03-418-01 для проведения анализа риска.

. Методы “Проверочного листа” и “Что будет, если...?” или их комбинация относятся к группе методов качественных оценок опасности, основанных на изучении соответствия условий эксплуатации объекта или проекта требованиям промышленной безопасности.

Результатом проверочного листа является перечень вопросов и ответов о соответствии опасного производственного объекта требованиям промышленной безопасности и указания по их обеспечению. Метод проверочного листа отличается от “Что будет, если...?” более обширным представлением исходной информации и представлением результатов о последствиях нарушений безопасности.

Эти методы наиболее просты (особенно при обеспечении их вспомогательными формами, унифицированными бланками, облегчающими на практике проведение анализа и представление результатов), нетрудоемки (результаты могут быть получены одним специалистом в течение одного дня) и наиболее эффективны при исследовании безопасности объектов с известной технологией.

. “Анализ вида и последствий отказов” (АВПО) применяется для качественного анализа опасности рассматриваемой технической системы. Существенной чертой этого метода является рассмотрение каждого аппарата (установки, блока, изделия) или составной части системы (элемента) на предмет того, как он стал неисправным (вид и причина отказа) и какое было бы воздействие отказа на техническую систему.

Анализ вида и последствий отказа можно расширить до количественного анализа вида, последствий и критичности отказа (АВПКО). В этом случае каждый вид отказа ранжируется с учетом двух составляющих критичности - вероятности (или частоты) и тяжести последствий отказа. Определение параметров критичности необходимо для выработки рекомендаций и приоритетности мер безопасности.

Результаты анализа представляются в виде таблиц с перечнем оборудования, видом и причин возможных отказов, частотой, последствиями, критичностью, средствами обнаружения неисправности (сигнализаторы, приборы контроля и т.п.) и рекомендациями по уменьшению опасности.

Систему классификации отказов по критериям вероятности-тяжести последствий следует конкретизировать для каждого объекта или технического устройства с учетом его специфики.

Ниже (Таблица 10) в качестве примера приведены показатели (индексы) уровня и критерии критичности по вероятности и тяжести последствий отказа. Для анализа выделены четыре группы, которым может быть нанесен ущерб от отказа: персонал, население, имущество (оборудование, сооружения, здания, продукция и т.п.), окружающая среда.

В таблице 9 применены следующие варианты критериев:

o критерии отказов по тяжести последствий:

- катастрофический отказ - приводит к смерти людей, существенному ущербу имуществу, наносит невосполнимый ущерб окружающей среде,

- критический/некритический отказ - угрожает/не угрожает жизни людей, приводит (не приводит) к существенному ущербу имуществу, окружающей среде,

- отказ с пренебрежимо малыми последствиями - отказ, не относящийся по своим последствиям ни к одной из первых трех категорий.

o категории (критичность) отказов:

- “А” - обязателен количественный анализ риска, или требуются особые меры обеспечения безопасности;

- “В” - желателен количественный анализ риска, или требуется принятие определенных мер безопасности;

- “С” - рекомендуется проведение качественного анализа опасностей или принятие некоторых мер безопасности;

- “Д” - анализ и принятие специальных (дополнительных) мер безопасности не требуется.

Методы АВПО, АВПКО применяются, как правило, для анализа проектов сложных технических систем или технических решений. Выполняется группой специалистов различного профиля (например, специалист по технологии, химическим процессам, инженер-механик) из 3 - 7 человек в течение нескольких дней, недель.

Таблица 10 - Матрица вероятность-тяжесть последствий

Частота возникновения		Тяжесть последствий отказов
отказа 1/год		катастрофический отказ	критический отказ	некритический отказ	отказ с пренебрежимо малыми последствиями
Частый отказ	>1	А	А	А	С
Вероятный отказ	1 - 10-2	А	А	В	С
Возможный отказ	10-2 - 10-4	А	В	В	С
Редкий отказ	10-4 - 10-6	А	В	С	Д
Практически невероятный отказ	<10-6	В	С	С

. В методе “Анализ опасности и работоспособности” (АОР)исследуется влияние отклонений технологических параметров (температуры, давления и пр.) от регламентных режимов с точки зрения возможности возникновения опасности. АОР по сложности и качеству результатов соответствует уровню АВПО, АВПКО.

В процессе анализа для каждой составляющей опасного производственного объекта или технологического блока определяются возможные отклонения, причины и указания по их недопущению. При характеристике отклонения используются ключевые слова “нет”, “больше”, “меньше”, “также как”, “другой”, “иначе чем”, “обратный” и т.п. Применение ключевых слов помогает исполнителям выявить все возможные отклонения. Конкретное сочетание этих слов с технологическими параметрами определяется спецификой производства.

Примерное содержание ключевых слов следующее:

“НЕТ” - отсутствие прямой подачи вещества, когда она должна быть;

“БОЛЬШЕ (МЕНЬШЕ)” - увеличение (уменьшение) значений режимных переменных по сравнению с заданными параметрами (температуры, давления, расхода);

“ТАКЖЕ КАК” - появление дополнительных компонентов (воздух, вода, примеси);

“ДРУГОЙ” - состояние, отличающиеся от обычной работы (пуск, остановка, повышение производительности и т.д.);

“ИНАЧЕ ЧЕМ” - полное изменение процесса, непредвиденное событие, разрушение, разгерметизация оборудования;

“ОБРАТНЫЙ” - логическая противоположность замыслу, появление обратного потока вещества.

Результаты анализа представляются на специальных технологических листах (таблицах). Степень опасности отклонений может быть определена количественно путем оценки вероятности и тяжести последствий рассматриваемой ситуации по критериям критичности аналогично методу АВПКО (Таблица 10).

Отметим, что метод АОР, также как АВПКО, кроме идентификации опасностей и их ранжирования позволяет выявить неясности и неточности в инструкциях по безопасности и способствует их дальнейшему совершенствованию. Недостатки методов связаны с затрудненностью их применения для анализа комбинаций событий, приводящих к аварии.

. Практика показывает, что крупные аварии, как правило, характеризуются комбинацией случайных событий, возникающих с различной частотой на разных стадиях возникновения и развития аварии (отказы оборудования, ошибки человека, нерасчетные внешние воздействия, разрушение, выброс, пролив вещества, рассеяние веществ, воспламенение, взрыв, интоксикация и т.д.). Для выявления причинно-следственных связей между этими событиями используют логико-графические методы анализа “деревьев отказов” и “деревьев событий”.

При анализе “деревьев отказов” (АДО) выявляются комбинации отказов (неполадок) оборудования, инцидентов, ошибок персонала и нерасчетных внешних (техногенных, природных) воздействий, приводящих к головному событию (аварийной ситуации). Метод используется для анализа возможных причин возникновения аварийной ситуации и расчета ее частоты (на основе знания частот исходных событий). При анализе дерева отказа (аварии) рекомендуется определять минимальные сочетания событий, определяющие возникновение или невозможность возникновения аварии.

Анализ “дерева событий” (АДС) - алгоритм построения последовательности событий, исходящих из основного события (аварийной ситуации). Используется для анализа развития аварийной ситуации. Частота каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения частоты основного события на условную вероятность конечного события (например, аварии с разгерметизацией оборудования с горючим веществом в зависимости от условий могут развиваться как с воспламенением, так и без воспламенения вещества).

. Методы количественного анализа риска.

Количественный анализ риска позволяет оценивать и сравнивать различные опасности по единым показателям и наиболее эффективен:

- на стадии проектирования и размещения опасного производственного объекта;

- при обосновании и оптимизации мер безопасности;

- при оценке опасности крупных аварий на опасных производственных объектах, имеющих однотипные технические устройства (например, магистральные трубопроводы);

- при комплексной оценке опасностей аварий для людей, имущества и окружающей природной среды.

6. РЕЗУЛЬТАТЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОПАСНОСТИ

На рассматриваемом объекте можно выделить три участка, аварии на которых могут представлять угрозу жизни и здоровью людей, а так же нанести существенный ущерб имуществу объекта и населения.

- УПН «Северокамск» (2 емкости с нефтью объемом 400 м3);

- Водовод (подтоварная вода) от УПН «Северокамск» до БГ (2,6 км);

- БГ.

Частоты инициирующих событий для технологического оборудования определялись на основе данных статистики и условий функционирования аналогичных объектов.

После определения частот инициирующих событий, производилось построение сценариев развития аварий, отражающих технологические особенности рассматриваемых производств.

Причинами разгерметизации оборудования на объекте могут являться:

- выход параметров технологических процессов за критические значения, который вызван нарушением технологического регламента (например, разрушение оборудования вследствие превышения давления по технологическим причинам, появление источников зажигания в местах образования горючих паровоздушных смесей);

- механическое (влияние повышенного или пониженного давления, динамических нагрузок и т. п.); температурное (влияние повышенных или пониженных температур) и агрессивное химическое (влияние кислородной, сероводородной, электрохимической и биохимической коррозии) воздействия;

- ошибки персонала, падение предметов, некачественное проведение ремонтных и регламентных работ и т.п. (например, разгерметизация оборудования или выход из строя элементов его защиты в результате повреждения при ремонте или столкновения автомобильным транспортом).

- тепловые проявления электрической энергии в помещениинасосной при статической электризации и неисправностях электрооборудования.

Для определения частоты реализации опасных ситуаций на объекте используется информация:

а) об отказах оборудования, используемого на объекте;

б) о параметрах надежности используемого на объекте оборудования;

в) об ошибочных действиях работников объекта;

Для определения частоты реализации опасных ситуаций могут использоваться статистические данные по аварийности или расчетные данные по надежности технологического оборудования, соответствующие специфике рассматриваемого объекта. Информация о частотах реализации пожароопасных ситуаций (в том числе возникших в результате ошибок работника), необходимая для оценки риска, может быть получена непосредственно из данных о функционировании исследуемого объекта или из данных о функционировании других подобных объектов. Рекомендуемые сведения по частотам реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий для некоторых типов оборудования объектов, частотам утечек из технологических трубопроводов приведены в таблицах 11, 12.

Таблица 11- Частоты реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий для некоторых типов оборудования объектов (приложение N 2 к приложению «Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» к приказу МЧС России от 10.07.2009 № 404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах»)

Наименование оборудования	Инициирующее аварию событие	Диаметр отверстия истечения, мм	Частота разгерметизации, год-1
Резервуары, емкости, сосуды и аппараты под давлением	Разгерметизация с последующим истечением жидкости, газа или двухфазной среды	5	4,0×10-5
		12,5	1,0×10-5
		25	6,2×10-6
		50	3,8×10-6
		100	1,7×10-6
		Полное разрушение	3,0×10-7
Насосы (центробежные)	Разгерметизация с последующим истечением жидкости или двухфазной среды	5	4,3×10-3
		12,5	6,1×10-4
		25	5,1×10-4
		50	2,0×10-4
		Диаметр подводящего / отводящего трубопровода	1,0×10-4
Компрессоры (центробежные)	Разгерметизация с последующим истечением газа	5	1,1×10-2
		12,5	1,3×10-3
		25	3,9×10-4
		50	1,3×10-4
		Полное разрушение	1,0×10-4
Резервуары для хранения ЛВЖ и горючих жидкостей (далее - ГЖ) при давлении, близком к атмосферному	Разгерметизация с последующим истечением жидкости в обвалование	25	8,8×10-5
		100	1,2×10-5
		Полное разрушение	5,0×10-6
Резервуары с плавающей крышей	Пожар в кольцевом зазоре по периметру резервуара	-	4,6×10-3
	Пожар по всей поверхности резервуара	-	9,3×10-4
Резервуары со стационарной крышей	Пожар на дыхательной арматуре	-	9,0×10-5
	Пожар по всей поверхности резервуара	-	9,0×10-5

Таблица 12 - Частоты утечек из технологических трубопроводов

Диаметр трубопровода, мм	Частота утечек, (м-1× год-1)
	Малая (диаметр отверстия 12,5 мм)	Средняя (диаметр отверстия 25 мм)	Значительная (диаметр отверстия 50 мм)	Большая (диаметр отверстия 100 мм)	Разрыв
50	5,7 × 10-6	2,4 × 10-6	-	-	1,4 × 10-6
100	2,8 × 10-6	1,2 × 10-6	4,7 × 10-7	-	2,4 × 10-7
150	1,9 × 10-6	7,9 × 10-7	3,1 × 10-7	1,3 × 10-7	2,5 × 10-8
250	1,1 × 10-6	4,7 × 10-7	1,9 × 10-7	7,8 × 10-8	1,5 × 10-8
600	4,7 × 10-7	2,0 × 10-7	7,9 × 10-8	3,4 × 10-8	6,4 × 10-9
900	3,1 × 10-7	1,3 × 10-7	5,2 × 10-8	2,2 × 10-8	4,2 × 10-9
1200	2,4 × 10-7	9,8 × 10-8	3,9 × 10-8	1,7 × 10-8	3,2 × 10-9

Сценарий возникновения и развития опасной ситуации на логическом дереве отражается в виде последовательности событий от исходного до конечного события (далее - ветвь дерева событий).

Процедура построения логического дерева событий приведена в приложении N 2 к приложению «Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» к приказу МЧС России от 10.07.2009 № 404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах».

Возможные сценарии развития событий при авариях на участке УПН «Северокамск», сопровождающихся утечкой нефти, ее возгоранием и взрывом топливовоздушной смеси, представлены деревом событий на рисунке 1.

Рисунок 1 -Дерево событий для различных вариантов развития аварий на участке УПН «Северокамск»

Построим по имеющимся фрагментам деревьев событий сценарии развития возможных аварий на выделенных ранее технологических блоках.

Итоговая частота того или иного сценария реализации аварии на объекте определялась из соотношения:

А= Ao·B, (5)

гдеА - частота реализации данного сценария развития аварии, 1/год;

Ao - частота реализации инициирующего события;

В - вероятность данного пути реализации аварии;

Группа сценариев возможных аварий на участке резервуарного парка

А1. Авария на участке УПН «Северокамск» (1.0) → полное разрушение резервуара (0,15) → утечка нефти (0,15) → мгновенное воспламенение (0,008) → образование «огненного шара» (0,008).

Частота инициирующего события - 5·10-61/год.

Частота подобного сценария - 4·10-8 1/год.

А2. Авария на участке УПН «Северокамск» (1.0) → полное разрушение резервуара (0,15) → утечка нефти (0,15) → мгновенного воспламенения не произошло (0,142) → формирование облака ТВС (0,04) → рассеяние облака ТВС в атмосфере (0,016).

Частота инициирующего события - 5·10-61/год.

Частота подобного сценария -8·10-8 1/год.

А3. Авария на участке УПН «Северокамск» (1.0) → полное разрушение резервуара (0,15) → утечка нефти (0,15) → мгновенного воспламенения не произошло (0,142) → образование облака ТВС (0,04) → взрыв облака ТВС (0,02).

Частота инициирующего события - 5·10-61/год.

Частота подобного сценария -10-7 1/год.

А4. Авария на участке УПН «Северокамск» (1.0) → полное разрушение резервуара (0,15) → утечка нефти (0,15) → мгновенного воспламенения не произошло (0,142) → образование облака ТВС (0,04) → образование «огненного шара» (0,004).

Частота инициирующего события - 5·10-61/год.

Частота подобного сценария - 2·10-8 1/год.

А5. Авария на участке УПН «Северокамск» (1.0) → полное разрушение резервуара (0,15) → утечка нефти (0,15) → мгновенного воспламенения не произошло (0,142) → ликвидация аварии (0,1).

Частота инициирующего события - 5·10-61/год.

Частота подобного сценария - 5·10-7 1/год.

А6. Авария на участке УПН «Северокамск» (1.0) → частичная разгерметизация ёмкости (0,85) → утечка нефти (0,85) → мгновенное воспламенение (0,03) →факельное горение струи истекающего продукта (0,03) → «образование огненного шара» (0,006).