WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

В шестой главе разработаны методы анализа риска аварий в составе проектной документации на примере проекта реконструкции пункта налива нефти ОАО «Саратовнефтегаз».

Исходя из рекомендаций нормативных документов автором была предложена уточненная структура анализа риска аварий в составе проекта.

Основные разделы: методология анализа, исходные предположения и ограничения, определяющие пределы анализа риска; анализ и определение возможных причин и факторов, способствующих возникновению и развитию аварий; определение типовых сценариев возможных аварий, оценка количества опасных веществ, участвующих в аварии, расчет вероятных зон действия поражающих факторов, оценка возможного числа пострадавших, оценка возможных ущербов; оценка вероятности реализации сценариев, графическое отображение результатов анализа риска на ситуационных планах; анализ неопределенностей результатов оценки риска; обобщение оценок риска, в том числе с указанием наиболее «слабых мест», и рекомендации и мероприятия по уменьшению риска.

В диссертации разработана модель гравитационного растекания цилиндрического слоя жидкости и обоснован метод оценки времени добегания горящей гидродинамической волны прорыва до рассматриваемой точки территории.

Наиболее опасным фактором гидродинамического растекания является перенос вместе с горящей жидкостью открытого огня, теплового излучения пламени и других опасных факторов пожара. При реализации данной аварийной ситуации, в зоне действия открытого пламени могут оказаться здания и сооружения, в которых находится значительное количество обслуживающего персонала. Возможность человека покинуть опасную зону до прихода в рассматриваемую точку горящей гидродинамической волны прорыва, при прочих равных условиях, будет зависеть от времени добегания до данной точки горящей жидкости.

На уровне оценки времени растекания горящей нефти обосновано предположение, что «цилиндрический» слой жидкости, образовавшийся в результате квазимгновенного разрушения резервуара, растекается под действием только гравитационных сил (рис.14).

Рис.14. Модель гравитационного растекания цилиндрического слоя жидкости На основе решения дифференциального уравнения, описывающего движение «цилиндрического» слоя жидкости, образовавшегося в результате квазимгновенного разрушения резервуара и растекающегося под действием только гравитационных сил, получена аналитическая зависимость для расчета времени добегания жидкости t(L) до точки, расположенной на расстоянии L от аварийного резервуара:

1 1 Q Q t(L) = L min min - L2 - h + r r 2 - h, (14) 2g h min где Q - масса вещества, участвующего в аварии; – плотность вещества; h – миmin нимальная толщина «цилиндрического» слоя жидкости; r - радиус аварийного резервуара.

На базе выполненных в первых главах диссертации исследований определен характер распределения условной вероятности теплового поражения Р*(Г) в зоне действия опасных факторов пожара – открытого огня и теплового излучения с поверхности фронта пламени гидродинамической волны прорыва, представленной следующим выражением:

1 при LР Pr( )- P ( ) = 1 Z exp(- )dZ при > LР;

(15) 2 - Pr( ) = A + B ln[t0 (q( ) - J)4 3] ; t0 = const, где t – эффективное время экспозиции; q(Г) – интенсивность теплового излучения в зависимости от расстояния; J – нижний порог теплового поражения человека;

Pr(Г) – пробит–функция; L – максимальный радиус зеркала разлития при полном P растекании нефти по подстилающей поверхности до минимальной толщины слоя жидкости, принятой h ; Г – расстояние от аварийного резервуара до места нахоmin ждения персонала; Z – переменная интегрирования; А, В - параметры пробит– функции.

Для летальных исходов, в соответствии с рекомендациями стандарта по пожарной безопасности ГОСТ Р 12.3.047-98, параметры пробит-функции соответственно равны А = –14,9, В = 2,56.

При определении времени пребывания человека в зоне теплового облучения (t ) учитывались адекватность действий в сложившейся ситуации и скорость его передвижения к безопасной зоне, а также скорость растекания горящей нефти. При заданном времени экспозиции существует граничный (пороговый) уровень теплового потока, ниже которого вероятность летального исхода при тепловом поражении индивидуума исчезающе мала. С этой целью в уравнение (15) автором введен параметр граничного, порогового воздействия J. В качестве нижнего порога теплового воздействия для производственного персонала принята величина J 3,5 кВт/м2.

Данная величина обосновывается тем, что минимальная доза теплового потока D = Jt, которую может получить человек на внешней границе круга вероятного min поражения за время t, не должна превысить дозу, соответствующую ожогу первой степени поражения.

В диссертации приведен анализ риска аварий с формированием гидродинамической волны прорыва на нефтяных резервуарах. Результаты расчетов распределения вероятностей летальных исходов вследствие теплового поражения человека на прилегающей к объекту территории (координатный закон поражения), при реализации максимальной гипотетической аварии на резервуарах, показаны на рис.15.

Интегрированный риск реконструируемого пункта налива нефти ОАО «Саратовнефтегаз», составляет 57,8 тыс. руб./год. Выполнен анализ неопределенностей результатов оценки риска. Разработаны рекомендации и мероприятия по уменьшению риска. На основе выполненных расчетов показано, что значительное снижение интегрированного риска возможно при расположении каждого резервуара в собственном обваловании.

В седьмой главе разработаны методы анализа безопасности и оценки интегрированного риска функционирования технологических и межобъектовых нефтепроводов с учетом их технических особенностей, схемных решений, специфики возникновения и развития аварийных ситуаций, на примере проектируемого межобъектового нефтепровода от базы нефтей ОАО СНПЗ до ж/д эстакады Увекской нефтебазы ОАО «Саратовнефтепродукт».

Рис.15. Распределение вероятности теплового поражения человека по территории объекта Разработаны методы анализа риска аварий межобъектовых газопроводов природного газа ОАО «Норильскгазпром», работающих в экстремальных природноклиматических условиях Заполярья.

С целью анализа и оценки интегрированного риска межобъектовых нефтепроводов предприятий нефтегазового комплекса разработаны методы оценки количества опасного вещества, участвующего в аварии на межобъектовых нефтепроводах, методы расчета вероятных зон действия поражающих факторов, методы расчета линейных размеров и площади зеркала разлива нефти и времени растекания при аварийном порыве трубопровода.

Рассмотрен цепной характер развития аварии (эффект «Домино») на территории железнодорожной эстакады: порыв трубопровода, истечение нефти на подстилающую поверхность, появление источника воспламенения, возникновение первичного очага пожара разлития, распространение огня на железнодорожные цистерны, разрушение железнодорожных цистерн, разлив горящей нефти на прилегающую территорию, возникновение вторичного очага пожара разлития, воздействие открытого пламени и теплового излучения на персонал и объекты (рис.16).

Выполнена оценка возможного числа пострадавших вследствие воздействия открытого пламени, горящего разлития нефти и нефтепродуктов.

Выполненные анализ и оценка интегрированного риска на примере проектируемого межобъектового нефтепровода от базы нефтей ОАО СНПЗ до ж/д эстакады Увекской нефтебазы ОАО «Саратовнефтепродукт» показали, что максимальный интегрированный риск прогнозируется на уровне 577,8 руб. в год.

Рис.16. Зоны возможного теплового поражения при цепном развитии аварии Наибольший вес в интегрированный риск вносит коллективный риск, доля которого составляет 78%, материальный риск – 21% и экологический риск – 1%. Для снижения риска ожидаемых социальных и материальных потерь обоснована необходимость строительства на ж/д эстакаде отводного железнодорожного пути для растаскивания вагонов-цистерн в случае их загорания.

Получены аналитические зависимости и математические модели для расчета интегрированного риска аварий с учетом природно-климатических особенностей эксплуатации газопровода в условиях Крайнего Севера.

Риск аварий для межобъектовых газопроводов природного газа определяется материальной составляющей от потерь газа и затрат на проведение ремонтновосстановительных работ, экологической составляющей от загрязнения атмосферы метаном, социальной составляющей от воздействия полей поражающих факторов на человека в рассматриваемом сценарии аварии.

Экологический риск на рассматриваемом участке трассы газопровода определяется величиной удельного ущерба для поражаемой компоненты природной среды, массой аварийного выброса и частотой реализации сценария развития аварии на трубопроводе и составляет 4,5510-3 руб./год на километр трассы.

Материальный риск от потерь газа и затрат на проведение ремонтно-восстановительных работ определяется величиной удельного материального ущерба, массой аварийного выброса и частотой реализации аварий на трубопроводе. В диссертации приведены полученные значения материальных рисков для рассматриваемых участков трассы газопровода.

Распределение социального риска вдоль линейной части межобъектового газопровода по виду поражающего воздействия, при условии равномерного расселения людей, имеет следующий характер:

- 1,210-9 чел./(годкм) при формировании поля поражающих факторов в результате взрывного высвобождения энергии сжатого газа с разлетом фрагментов трубы;

- 410-10 чел./(годкм) при струйном горении газа с формированием теплового излучения;

- 910-11 чел./(годкм) при взрыве облака газовоздушной смеси метана с формированием воздушной ударной волны;

- 2,610-10 чел./(годкм) при вспышечном сгорании шлейфа газовоздушной смеси метана с формированием воздушной ударной волны.

Это обосновывается:

- во-первых, тем, что поля поражающих факторов (для человека), создаваемые при аварийных выбросах природного газа, не выходят за пределы 200-метровой охранной зоны газопровода;

- во-вторых, низкой урбанизацией территории – 0,01-0,1% (в городах сосредоточено населения от 66% - Таймырский АО до 76,8% - Ямало-Ненецкий АО) и очень низкой плотностью населения (0,064 чел./км2 - Таймырский АО и 0,57 чел./км2 - Ямало-Ненецкий АО). Исходя из вышеприведенных данных, на территории, расположенной в 200-метровой охранной зоне вдоль трассы магистрального газопровода, может находиться 2,5610-5 чел. на 1 км трассы.

Выполненные сопоставительный анализ и оценка интегрированного риска на примере надземных межобъектовых трубопроводов природного газа ОАО «Норильскгазпром» показали, что в условиях Крайнего Севера преобладает риск материального ущерба от потерь газа, труб, арматуры и затрат на проведение ремонтновосстановительных работ.

Социальная составляющая риска на линейной части газопровода, без учета ожидаемого ущерба для населения Норильска, ниже фоновых уровней и не превышает, в условиях Крайнего Севера, величины 1,9510-9 чел./(годкм). Риски линейной части в газопроводных системах – материальный, экологический, социальный - в условиях Заполярья составляют в составе интегрированного риска 99%, 0,7% и 0,3% соответственно.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Результатом выполненных исследований является развитие теории и методов количественной оценки риска последствий возможных аварий на примере объектов нефтегазового комплекса. Основу выполненных исследований составляет комплекс математических моделей и аналитических методов квантификации и анализа риска промышленных предприятий, как подсистемы управления промышленной безопасностью. Предложенные методы количественного анализа риска позволяют получить информацию о степени опасности объекта, ранжировать прилегающую территорию по уровню индивидуального, потенциального и коллективного риска, выявить зоны и территории, где уровни риска достигают или превышают установленные значения.

2. Показано, что интегрированный риск является многофакторной функцией, объединяющей риски социального, материального и экологического ущербов, обладающих свойством аддитивности и зависящих от типа реализуемой опасности и вида реципиента воздействия. Разработан метод количественной оценки интегрированного риска, основанный на использовании стохастической модели возникновения и развития аварии в сложной технической системе, локальных характеристик степени воздействия поражающих факторов на реципиента в форме координатных и параметрических законов поражения, а также удельных стоимостных характеристик прямых потерь и цены спасения жизни человека.

3. Разработана и доведена до практического применения оригинальная методика картирования потенциального, индивидуального и коллективного риска, позволяющая на основе учета стохастических процессов возникновения, развития и воздействия поражающих факторов аварии, получить пространственное распределение уровней каждого из рисков и выявить зоны, в пределах которых необходимо принятие определенных мер, направленных на повышение уровня промышленной безопасности.

4. Предложена и используется на практике методика, позволяющая на основе декомпозиции возможной аварийной ситуации и метода регрессионного анализа построить для рассматриваемой сложной технической системы модель технического риска, определяющую опасность объекта как источника аварийных выбросов с помощью кривой плотности распределения относительных частот. Полученная кривая плотности распределения относительных частот аварийных выбросов в предлагаемой интерпретации служит общей оценкой уровня опасности технической системы и является входной величиной для модели последовательности развития аварии.

5. Показано, что задачи оценки последствий воздействия поражающих факторов на реципиента могут быть сведены к моделированию ситуации с помощью распределения Вейбулла. Выполнен анализ эмпирико-статистических данных о характере воздействия поражающих факторов, и получены аналитические зависимости параметрических и координатных законов поражения реципиента, в основу которых положено трехпараметрическое распределение Вейбулла. Определены численные значения параметров соответствующих параметрических и координатных законов поражения реципиента.

Установлено, что различные здания, сооружения или технологическое оборудование при одинаковом внешнем воздействии на них избыточного давления имеют значительный разброс предела взрывоустойчивости Р, поэтому параметры параlim метрического закона фугасного поражения обоснованы и представлены функциями аргумента Р для соответствующей степени разрушения рассматриваемого lim объекта. Такой подход позволяет при количественной оценке риска возможных разрушений учесть тип, назначение и конструктивные особенности различных зданий, сооружений или технологического оборудования.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»