Концепция национальной безопасности Российской Федерации

Наиболее значимыми причинами этих факторов являются повреждение трубопроводов и технологического оборудования в результате коррозии и эрозии; физический износ, механическое повреждение или температурная деформация оборудования и трубопровода; дефекты труб, сварных швов, и оборудования; ошибочные действия персонала; внешние воздействия природного и техногенного характера (грозовые разряды и разряды от статического электричества, колебаний температуры воздуха; опасности, связанные с опасными промышленными объектами расположенными в районе объекта; стихийные бедствия, катастрофы, диверсии и т.д.) [1].

3.1.1 Гидродинамические процессы

К аппаратуре, в которой имеют место гидродинамические процессы, следует отнести насосы центробежные для перекачки горючих жидкостей, трубопроводные системы, сепараторы и емкости.

В состав технологической линии входят сепараторы, которые должны работать так, чтобы исключалась возможность попадания жидкости в газовый тракт и газов в жидкостную систему.

Процессы перемещения опасных веществ протекают при температуре окружающей среды, но под избыточным давлением, что создает опасность разгерметизации элементов технологических систем работающих под давлением. Вследствие механического износа уплотнений или подшипниковых узлов насосов, коррозии, гидравлических ударов и других факторов возможна разгерметизация насосного оборудования или технологических трубопроводов и выброс достаточно больших количеств опасных веществ.

Следует отметить, что конструкция насосов и отдельных их элементов (особенно торцевых уплотнений валов) характеризуется низким уровнем надежности, в результате они являются хроническим источником аварийных выбросов больших масс горючих жидкостей, паров и газов и, следовательно, взрывов и пожаров. Существенное снижение опасности реально возможно при замене насосного парка герметичными бессальниковыми агрегатами с экранированными приводами и устройствами локализации перемещения сред обратными потоками при случайных остановках. Кроме того, имеются достаточно надежные в работе торцевые уплотнения, широкое применение которых позволит существенно повысить надежность насосов. Технологическая система оснащена транспортными трубопроводами и обвязочными трубопроводами [6].

Наряду с общими характерными причинами нарушений герметичности технологических систем необходимо обратить внимание на специфические опасности, присущие трубопроводам.

Так, остаточные напряжения в материале трубопроводов в сочетании с напряжениями, возникающими при монтаже, в ряде случаев вызывают поломку элементов запорных устройств, вследствие перекашивания уплотняющих поверхностей, разрывы под воздействием дополнительных напряжений при снижении температуры окружающей среды и т.д. Неправильная прокладка трубопроводов, монтаж трубопроводов в ненадлежащем месте, применение труб из непригодных для данных температур материалов - все это приводит к авариям. Разрушения могут происходить также от напряжений, возникающих при перепадах температур, гидравлических ударах жидкости, образующейся при неорганизованной конденсации продуктов, от превышения давления при замерзании жидкости и по другим причинам.

Аварийные ситуации, связанные с разгерметизацией технологических трубопроводов - в основном частичной разгерметизацией, могут быть инициированы коррозионным образованием свищей в сварных соединениях или дефектом фланцевых прокладок. Полное разрушение трубопровода в условиях производства, когда обеспечен систематический контроль за состоянием трубопроводов, маловероятно.

Разгерметизация или разрушение емкости с нефтью может произойти под влиянием внешних факторов (механическое повреждение или воздействие природного характера). При этом может произойти высвобождение больших количеств опасных веществ, часть из которых способны образовывать токсичные облака [1].

3.1.2 Теплообменные процессы

Проведение процессов обезвоживания, обессоливания и стабилизации нефти связано с определенными температурными преобразованиями.

При обезвоживании и обессоливании нефти защитные слои капель эмульсии представляют собой при обычной температуре достаточно прочную оболочку, препятствующую слиянию отдельных капель воды. С повышением температуры эмульсии происходит ослабление защитного действия поверхностных слоев и уменьшение вязкости.

Поддержание температурного режима достигается при помощи специальных теплообменных аппаратов. По характеру процессов опасность возникновения внутренних взрывов маловероятна.

Высокие температуры и давление требуют особого внимания к выбору конструкций теплообменной аппаратуры, качеству конструкционных материалов и особенно к надежности неподвижных разъемных соединений (фланцев), а также устройств, компенсирующих тепловые деформации.

Особое внимание должно быть обращено на разность давлений теплоносителя и нагреваемой среды. При нарушении герметичности теплообменных элементов парогазовые среды в системы высокого давления могут попасть в систему относительно низких давлений, что может вызвать разрушение аппаратуры [14].

3.1.3 Прекращение подачи энергоресурсов

Аварийные ситуации на декларируемых объектах могут быть вызваны:

- отключением электроэнергии;

- прекращением подачи водяного пара;

- прекращением подачи воздуха на КИПиА.

При внезапном прекращении энергообеспечения вероятность возникновения и развития типовых возможных аварий мала. Однако в условиях возникшей аварии внезапное прекращение электроснабжения и (или) водоснабжения могут снизить эффективность действий аварийных служб и персонала по локализации возникшей аварийной ситуации и тем самым способствовать развитию аварий [1].

3.1.4 Физический износ, коррозия, механические повреждения, температурная деформация оборудования и трубопроводов

Рассмотрение реальных аварий, имевших место на аналогичных предприятиях России, свидетельствует о том, что основными причинами разгерметизации трубопроводов и оборудования являются коррозионно-эрозионный износ металла и некачественное проведение регламентных ремонтных работ (как, например, установка заглушек) и освидетельствование перед пуском в работу.

Исходя из анализа неполадок и аварий, можно сделать вывод, что коррозионное разрушение при достаточной прочности конструкций аппарата и трубопровода, чаще всего имеет локальный характер и не приводит к серьезным последствиям. Однако при несвоевременной локализации может произойти дальнейшее развитие аварии.

Физический износ наиболее характерен для насосного оборудования. При этом разрушения, вызванные физическим износом уплотнений или подшипниковых узлов насосов, способны привести к залповым выбросам достаточно больших масс опасных веществ.

Механические повреждения оборудования и (или) технологических трубопроводов могут быть вызваны транспортными средствами, используемыми при ремонтных работах, инструментами и приспособлениями [2].

3.1.5 Возможные причины и факторы, связанные с ошибочными действиями персонала при ведении технологического процесса

Основные возможные причины возникновения аварий, обусловленные ошибочными действиями персонала:

- работа на неисправном или не прошедшим техническое освидетельствование оборудовании;

- работа на отключенных (или неисправных) контрольно-измерительных приборах, блокировках и других средствах систем защиты, управления, регулирования, а также системах сигнализации и связи;

- ошибочная разборка фланцев под давлением, некачественное изготовление и неправильная установка прокладок;

- нарушение требований безопасности при установке и снятии заглушек;

- нарушение требований безопасности при снятии и установке запорной арматуры, предохранительных и запорных клапанов, отсекателей, обратных клапанов и т.д.;

- устранение образовавшихся незначительных пропусков и утечек на работающем оборудовании;

- нарушение требований безопасности при пуске и остановке оборудования (особенно при аварийных остановках), при выводе оборудования в резерв (особенно при выводе в длительный резерв) и вводе оборудования из резерва в работу;

- нарушение требований безопасности при ведении ремонтных работ, особенно с применением открытого огня [1].

3.1.6 Основные возможные причины и факторы, способствующие возникновению и развитию аварий и обусловленные внешними воздействиями природного и техногенного характера

К опасным внешним воздействиям можно отнести:

- природные явления;

- осадки и наклоны оборудования больше допустимых значений вследствие промораживания их основания и последующей оттайки; возможные наклоны и осадки емкостей приводят к снижению прочности и устойчивости самих емкостей, так и к возможным повреждениям технологических трубопроводов их обвязки;

- коррозионный износ материала стенок емкостей вследствие атмосферной и почвенной эрозии;

- ураганы и смерчи;

- влияние соседних производств;

- посторонние воздействия, диверсии [6].

3.2 Определение сценариев возможных аварий и чрезвычайных ситуаций с участием опасных веществ

Под сценарием в данной работе понимается полное и формализованное описание следующих событий: фазы инициирования аварии, инициирующего события аварии, аварийного процесса и чрезвычайной ситуации, потерь при аварии, включая специфические количественные характеристики событий аварии, их пространственно-временные параметры и причинные связи.

Фаза инициирования аварии -- это период времени, в течение которого происходит накопление отказов оборудования (например, накопление скрытых дефектов, появление усталостных трещин, раковин, неисправность предохранительных устройств, низкое качество проводимых ремонтных работ), отклонений от технологического регламента (например, скачкообразное повышение давления, возникновение неконтролируемых химических реакций), ошибок персонала (например, нарушение правил безопасной эксплуатации) и внешних воздействий (например, механическое воздействие строительной техники, действие оползня или землетрясения), совокупность которых приводит к возникновению инициирующего события аварии.

Инициирующее событие аварии состоит в разгерметизации оборудования и трубопроводов.

Аварийный процесс - процесс, при котором сырье, промежуточные продукты, продукция предприятия и отходы производства, установленное на промышленной площадке оборудование вовлекаются в результате возникновения инициирующего события аварии в не предусматриваемые технологическим регламентом процессы (прежде всего физико-химические) на промышленной площадке предприятия - взрывы, пожары, токсические выбросы, разлития и т.д.; и создают поражающие факторы -ударные, осколочные, тепловые и токсические нагрузки для персонала объекта, населения и окружающей среды, а также самого промышленного предприятия.

Чрезвычайная ситуация (ЧС) - состояние, при котором в результате возникновения источника техногенной, чрезвычайной ситуации на объекте, определенной территории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде.

При этом проводятся мероприятия по локализации аварийного процесса и ликвидации последствий. Мероприятия, как правило, включают в себя спасательно-неотложные и аварийно-восстановительные работы, оказание экстренной медицинской помощи, мероприятия по восстановлению нормальной жизнедеятельности в зоне поражения, в том числе восстановление систем жизнеобеспечения и охрану общественного порядка, локализацию и ликвидацию экологических последствий.

Потери при аварии - количественные оценки последствий аварии, которые возникают в результате действия поражающих факторов аварийного процесса и действий в чрезвычайной ситуации.

Каждая аварийная ситуация может иметь несколько стадий развития, при сочетании определенных условий может быть приостановлена, перейти в следующую стадию развития или на более высокий уровень.

Для каждой стадии развития аварии устанавливается код. В соответствии с «Перечнем видов производств, при проектировании которых должны разрабатываться специальные меры по предупреждению возможных аварийных ситуаций и ликвидации их воздействия на окружающую среду» и «Рекомендациями по определению уровня взрывобезопасности химико-технологических объектов и их противоаварийной защите» (М.: Госгортехнадзор, 1998 г.) уровни развития аварий подразделяются следующим образом.

Первый уровень (А) - характеризуется возникновением и развитием аварийной ситуации в пределах одного технологического блока без влияния на смежные. Локализация аварийной ситуации на первом уровне возможна производственным персоналом без привлечения специальных подразделений.

Второй уровень (Б) - характеризуется развитием аварийной ситуации с выходом за пределы блока и возможным продолжением ее в пределах технологического объекта. Локализация возможна с привлечением военизированных газоспасательных, пожарных частей и других подразделений.

Третий уровень (В) - характеризуется развитием аварии с возможным разрушением смежных технологических объектов, зданий и сооружений, построенных на территории предприятия и за его пределами, а также поражением вредными веществами персонала и населения близлежащих районов. Ликвидация аварий и их последствий, операции по эвакуации и спасению людей осуществляются под руководством региональной комиссии по чрезвычайным ситуациям с привлечением штаба ГО и необходимых предприятий и организаций.

В расчетах принималось условие, что возникновение и развитие аварийной ситуации во времени возможно только на одной из составляющих опасного производственного объекта (одновременное возникновение аварийной ситуации на различных составляющих - событие крайне маловероятное и в данной работе не рассматривается). В связи с этим, построение сценариев развития аварий проводилось для первого уровня.

Типовыми сценариями возникновения и развития аварий на анализируемых объектах являются:

- образование волн сжатия за счет расширения в атмосфере газа, выброшенного под давлением из разрушенного участка фильтра;

- безопасное рассеивание газа без возгорания;

- горение слабо наклоненной к горизонту струи газа, истекающей в сверхкритическом режиме из разрушенного оборудования при его разгерметизации (сценарий - «струевое горение»).

Схемы развития приведенных сценариев аварий представлены в табл. 7

Таблица 7 - Схемы развития типовых сценариев аварий

№	Типовые сценарии развития аварии	Схема развития сценария
СС1	Рассеивание газа без возгорания	Частичное или полное разрушение оборудования или газопровода > образование волны сжатия за счет расширения в атмосфере сжатого газа > поступление в окружающую среду газа > безопасное рассеивание газа.
СС2	Разрушение фильтра с возникновением пожара («струевое горение»)	Частичное или полное разрушение фильтра > образование волны сжатия за счет расширения в атмосфере сжатого газа > истечение газа из разрыва в виде высокоскоростной струи > воспламенение истекающего газа при наличии источника инициирования с образованием струи пламени, слабо наклоненной к горизонту > попадание в зону возможных поражающих факторов людей и/или оборудования.
СС3	Взрыв газа в помещении	Разгерметизация оборудования или трубопровода с газом > выброс газа в помещение > образование взрывоопасной газовоздушной смеси стехиометрической концентрации > взрыв газа при наличии источника инициирования > попадание в зону возможных поражающих факторов людей и/или оборудования > последующее развитие аварии в случае, если затронутое оборудование содержит опасные вещества.

3.3 Обоснование применяемых физико-математических моделей и методов расчета с оценкой влияния исходных данных на результаты анализа риска аварии

В качестве приоритетных рекомендуются методики, утвержденные или согласованные федеральными органами исполнительной власти.

Перечень применяемых физико-математических моделей и методов расчета приведен в таблице 3.1.

Таблица 3.1- Перечень применяемых моделей и методов расчета

Оценка риска	Наименование используемых моделей и методов
Определение образования дефектных разрывов трубопроводов и емкостного оборудования	Для оборудования: - «Руководство по оценке пожарного риска для промышленных предприятий» М.:ВНИИПО, 2006 г. Согласовано Управлением государственного пожарного надзора (УГПН) МЧС России (письмо от 03.02.2006 г. № 19/2/318).Утверждено ФГУ ВНИИПО МЧС России 17 марта 2006 г. [18]. Для трубопроводов: - «Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах», приложение 2 п.2. Разработан ГУП «НТЦ» Промышленная безопасность и утверждена Госгортехнадзором [19].
Оценка количества опасных веществ, участвующих в аварии	Для нефти: - методика к компьютерной программе «АВИС» для расчета аварийного истечения жидкости (нефти и нефтепродуктов) при повреждении трубопровода». Разработчик РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина. Москва, 2004г. - НПБ105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», раздел 6, п.40. [20]. Для газа: - книга 2 «Сборник методик по прогнозированию возможных аварий, катастроф, стихийных бедствий в РС ЧС» «Методика оценки последствий аварий на пожаро-взрывоопасных объектах». Министерство РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. Москва 1994 г. [21]. - НПБ105-03, раздел 6, п.39 [20].
Определение опасных зон теплового излучения при пожаре	- ГОСТ Р 12.3.047-98 [22] по приложению В «Метод расчета интенсивности теплового излучения при пожарах проливов ЛВЖ и ГЖ». - «Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории» ГУГПС МВД России, ВНИИПО 1997г. Согласованы с Главным управлением Государственной противопожарной службы МВД России. Утверждены и введены в действие приказом Министерства топлива и энергетики РФ[23].
Определение зон поражающих факторов при взрыве	- Компьютерная программа «Оценка последствий аварийных взрывов ТВС», разработана НТЦ «Промышленная безопасность» на основании методики «Оценка аварийных взрывов топливно-воздушных смесей», утверждена и введена в действие постановлением Госгортехнадзором России от 26.06.01 № 25 [24].
Определение среднестатистической частоты аварий и чрезвычайных ситуаций. Вероятность возникновения взрыва и пожара.	- «Руководство по оценке пожарного риска для промышленных предприятий» М.:ВНИИПО, 2006 г. Согласовано Управлением государственного пожарного надзора (УГПН) МЧС России (письмо от 03.02.2006 г. № 19/2/318).Утверждено ФГУ ВНИИПО МЧС России 17 марта 2006 г. [18]. - РД «Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах», приложение 2 [19]. - РД 03-357-00 «Методические рекомендации по составлению декларации промышленной безопасности опасного производственного объекта», таблица 12, рисунок 11. Постановление Госгортехнадзора России от 26.04.00 № 23 [2]. - РД 03-418-01 «Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов, приложение 3 [25]. - ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов» приложение Э [22].
Индивидуальный, коллективный, социальный риски	- «Руководство по оценке пожарного риска для промышленных предприятий» М.:ВНИИПО, 2006 г. Согласовано Управлением государственного пожарного надзора (УГПН) МЧС России (письмо от 03.02.2006 г. № 19/2/318).Утверждено ФГУ ВНИИПО МЧС России 17 марта 2006 г. [18].

В основу количественной и качественной оценки опасных веществ, участвующих в аварии, положены следующие предположения и допущения:

а) Расчеты выполнены для режима частичной (свищ, трещина) и полной («гильотинный» разрыв) разгерметизации аппарата с максимальным выбросом опасного вещества, несвоевременным срабатыванием средств защиты, кроме автоматического отключения аварийных блоков.

б) В качестве расчетного варианта выбирался период нормальной.

работы оборудования и трубопроводов, при котором в аварии участвует наибольшее количество опасных веществ.

в) При аварии на оборудовании рассматривались три типа дефектных отверстий (разрушений): «свищ», «трещина», «гильотинный» разрыв.

Площади дефектных отверстий принимались согласно [18].

Для емкостного оборудования «гильотинный» разрыв рассматривался как полное разрушение оборудования.

г) Расчетное время закрытия задвижек с ручным управлением на ДНС-1 Бахиловского месторождения принималось - 300 с.

д) Выход жидкой фазы, газа предполагался в открытое пространство.

е) Учитывался тот факт, что не все количество веществ, выбрасываемое или истекающее из аварийного оборудования, может участвовать в создании поражающих факторов и непосредственно наносить ущерб.

Количество жидких опасных веществ (нефть), участвующих в создании поражающих факторов, условно принималось 80% от количества веществ, участвующих в аварии.

Доля участия газа в аварии принималась равной 0,1 от количества газа высвободившегося из оборудования и трубопроводов при их разгерметизации [26].

3.4 Оценка количества опасных веществ, участвующих в аварии

Оценка количества опасного вещества, способного участвовать в аварии, проводилась по СТО РД Газпром 39-1.10-084-2003 /3/.

Максимальное количество опасного вещества, поступающего в окружающее пространство, позволяет определить максимально возможную тяжесть последствий аварии и максимальные размеры зон действия основных поражающих факторов взрывов и пожаров.

При оценке количества вещества, способного участвовать в аварии, в случае разрушения оборудования на полное сечение учитывалось количество опасного вещества, поступившее в окружающее пространство из аварийного участка до отключения подводящих и отводящих участков трубопровода.

На основании выводов, сделанных в СТО Газпром 39-1.10-084-2003, при расчете барического поражения различных реципиентов при аварийном разрыве оборудования учитывался только первичный (наибольший по величине) эффект, связанный с расширением сжатого газа.

Количество опасных веществ, способных участвовать в пожарах, принималось равным их количеству, поступившему в окружающее пространство.

Количество опасного вещества, участвующего в авариях на проектируемом объекте, приведено в табл. 8.

Таблица 8- Количество опасного вещества, участвующего в авариях на проектируемом объекте

№ сценария	Последствия	Основной поражающий фактор	Количество опасного вещества, т
			участвующего в аварии	участвующего в создании поражающих факторов
Узел учета газа
С1	Безопасное рассеивание газа	-	0,0118	-
С3	Взрыв газа в помещении	ударная волна	0,0118	0,0118
Фильтр ФГ-400
С1	Рассеивание газа без возгорания, образование волны сжатия	Ударная волна	3613,61	0,097
С2	Горение газа («струевое горение»)	тепловое излучение	3613,61	3613,61
Фильтр ФГ-100
С1	Рассеивание газа без вогорания, образование волны сжатия	Ударная волна	1661,66	0,016
С2	Горение газа («струевое горение»)	тепловое излучение	1661,66	1661,66

3.5 Расчет вероятных зон действия поражающих факторов

К поражающим факторам аварий относятся:

- тепловое излучение продуктов горения при пожаре;

- воздушная ударная волна;

- осколочные поля, создаваемые летящими обломками;

- завалы, обрушения конструкций, сооружений, зданий.

Поражающим фактором при пожаре газа является тепловое воздействие за счет теплового излучения и конвекционного воздействия факела. Эти факторы ограничивают свободу передвижения и затрудняют действие людей, но не создают непосредственной угрозы для их жизни, так как опасное воздействие излучения проявляется постепенно, а люди все-таки могут более или менее произвольно выбирать свое расположение. Однако под воздействием теплового излучения возможен сильный перегрев оборудования с деформацией и потерей механической прочности.

Наибольшую опасность пожар представляет для персонала, который может попасть в зону пожара на начальных стадиях пожара, а так же в случае невозможности своевременной эвакуации.

Гибель людей может наступить даже при кратковременном воздействии открытого огня в результате сгорания, ожогов или сильного перегрева. Характер и последствия воздействия открытого огня на материальные ценности зависят от их горючести. Несгораемые конструкции могут быть уничтожены огнем в результате расплавления, деформации или обрушения при перегреве и потере механической прочности.

Основные пороговые значения интенсивности теплового излучения при пожарах пролива согласно ГОСТ Р 12.3.047-98 [7] представлены в табл. 9.

Таблица 9 - Предельно допустимая интенсивность теплового излучения пожаров проливов ЛВЖ и ГЖ

Степень поражения	Интенсивность теплового излучения, кВт/м2
Без негативных последствий в течение длительного времени	1,4
Безопасно для человека в брезентовой одежде	4,2
Непереносимая боль через 20 - 30 с. Ожог 1-й степени через 15 - 20 с. Ожог 2-й степени через 30 - 40 с. Воспламенение хлопка-волокна через 15 мин.	7,0
Непереносимая боль через 3 - 5 с. Ожог 1-й степени через 6 - 8 с. Ожог 2-й степени через 12 - 16 с.	10,5
Воспламенение древесины с шероховатой поверхностью (влажность 12 %) при длительности облучения 15 мин	12,9
Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской по строганой поверхности; воспламенение фанеры	17,0

В табл. 10 представлены тепловые потоки различной интенсивности, вызывающие воспламенение некоторых материалов [14].

Таблица 10 - Тепловые потоки, вызывающие воспламенение некоторых материалов

Материал	Тепловой поток (кВт/м2), вызывающий воспламенение за время (с)
	15	180	300	900
Древесина	53	19	17	14
Кровля мягкая	46	-	-	-
Парусина	36	-	-	-
Конвейерная лента	37	-	-	-
Резина автомобильная	23	22	19	15
Каучук синтетический	23	-	-	-
Слоистый пластик	-	22	19	15
Пергамин	-	22	20	17

По данным Рекомендаций по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории, М.: ВНИИПО МВД России, 1997 [18] в качестве критериев опасного теплового воздействия пожара разлития принято:

- для людей - 1,4 кВт/м²;

- для сгораемых элементов конструкций зданий (двери рамы и т.п.), а также для резервуаров с нефтью и нефтепродуктами, не оборудованных установками охлаждения, - 7,5 кВт/м²;

- для резервуаров с нефтью и нефтепродуктами, оборудованных установками охлаждения, - 13 кВт/м².

Значение пробит функции условной вероятности поражения человека тепловым излучением определяют согласно ГОСТ Р 12.3.047-98 [7] по формуле:

Pr = -14,9 + 2,56 ln(t·q^1,33), (1)

где t - эффективное время экспозиции, с;

q - интенсивность теплового излучения, кВт/м-2.

В табл. 11 согласно [15] приведены воздействия ударной волны на человека.

Таблица 11 - Воздействие ударной волны на человека

Рф, кПа	Степень поражения	Характер поражения
Свыше 100	Крайне тяжелая	Получаемые травмы очень часто приводят к смертельному исходу
60-100	Тяжелая	Сильная контузия всего организма, повреждение внутренних органов и мозга, тяжелые переломы конечностей. Возможен смертельный исход.
40-60	Средняя	Серьезные контузии, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей, сильные вывихи и переломы конечностей.
20-40	Легкая	Легкая общая контузия организма, временное повреждение слуха, ушибы и вывихи конечностей.

Воздействия от взрывов рассмотрены в соответствии с методикой ПБ 09-540-03 «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств».

Значение пробит функции условной вероятности поражения человека избыточным давлением, развиваемым при сгорании газовоздушных смесей, определяют согласно ГОСТ Р 12.3.047-98 [7] по формуле:

Pr = 5 - 0,26 ln (V), (2)

(3)

где p - избыточное давление, Па;

i - импульс волны давления, Па·с;

Классификация опасных зон разрушения согласно РД 03-409-01 [4] представлена в табл. 12.

Таблица 12 - Классификация опасных зон разрушения

Категория Повреждения	Р, кПа	Характеристика повреждения здания
А	100	Полное разрушение здания
В	70	Тяжелые повреждения, здание подлежит сносу
С	28	Средние повреждения, возможно восстановление здания
D	14	Разрушение оконных проемов, легкосбрасываемых конструкций
Е	2	Частичное разрушение остекления

Полные разрушения характеризуются разрушением или обрушением всех или большей части несущих конструкций, капитальных стен, сильной деформацией или обрушением межэтажных и потолочных перекрытий. Обломки зданий и сооружений создают сплошные завалы. Восстановление разрушенных сооружений невозможно.

Сильные разрушения характеризуются разрушением части капитальных и большинства остальных стен, несущих конструкций, части межэтажных перекрытий, завалами. В результате сильных разрушений дальнейшее использование сооружений невозможно или нецелесообразно.

Средние разрушения характеризуются разрушением, главным образом, встроенных элементов (внутренних перегородок, дверей, окон, крыш) и отдельных менее прочных элементов, появлением трещин в стенах и обрушением чердачных перекрытий и отдельных участков верхних этажей. Подвалы сохраняются и пригодны для временного использования после разборки завалов над входами. Вокруг здания завалов не образуется, но отдельные обломки конструкций могут быть отброшены на значительное расстояние. Возможен капитальный ремонт. Машины и механизмы, получившие средние разрушения, требуют отправки в ремонт.

Слабые разрушения характеризуются разрушением оконных и дверных заполнений и легких перегородок, появлением трещин в стенах верхних этажей. Подвалы и нижние этажи сохраняются и пригодны для временного использования. Возможен средний ремонт.

Повреждения характеризуются разрушением оконных и дверных проемов, главным образом, их остекления, разрушением внутренних электроосветительных приборов, легких перегородок и т.п. Восстановление требует текущего ремонта.

Результаты расчетов зон действия поражающих факторов по составляющим проектируемого объекта приведены в табл. 13.

Таблица 13 - Основные результаты расчетов вероятных зон действия поражающих факторов на анализируемых объектах

Параметр	Номер группы сценария
	С1	С2	С3
Узел учета газа
Взрыв газовоздушного облака (ПБ 09-540-03)
Полное разрушение здания, радиус зоны смертельного поражения людей, м	-	-	0,8
Тяжелые повреждения, здание подлежит сносу, радиус зоны тяжелой степени поражения людей, м	-	-	1,17
Средние повреждения, возможно восстановление здания, радиус зоны легкой степени поражения людей, м	-	-	2,00
Разрушение оконных проемов, лекгосбрасываемых конструкций, м	-	-	5,84
Частичное разрушение остекленения, м	-	-	11,69
Рассевание выброса газа до расстояний 0,5 НКПВ (ГОСТ Р 12.3.047-98)
Расстояние рассеивания, м	55,48	-	-
Фильтр ФГ-400
Ударная волна при образовании воздушной волны сжатия (СТО РД Газпром 39-1.10-084-2003)
Полное разрушение здания, радиус зоны смертельного поражения людей, м	3,51	-	-
Тяжелые повреждения, здание подлежит сносу, радиус зоны тяжелой степени поражения людей, м	4,20	-	-
Средние повреждения, возможно восстановление здания, радиус зоны легкой степени поражения людей, м	7,08	-	-
Разрушение оконных проемов, лекгосбрасываемых конструкций, м	11,26	-	-
Частичное разрушение остекленения, м	57,40	-	-
Горение газа («струевое горение») (СТО РД Газпром 39-1.10-084-2003)
Длина струи пламени, м	-	32,68	-
Радиус зоны теплового поражения людей с интенсивностью теплового излучения 12,9 кВт/м2 (воспламенение древесины при длительности облучения 15 мин.), м	-	14,08	-
Радиус зоны теплового поражения людей с интенсивностью теплового излучения 4,2 кВт/м2 (безопасно для человека в брезентовой одежде), м	-	30,30	-
Радиус зоны с интенсивностью теплового излучения 1,4 кВт/м2 (без негативных последствий в течение длительного времени), м	-	38,52	-
Рассевание выброса газа до расстояний 0,5 НКПВ (ГОСТ Р 12.3.047-98)
Расстояние рассеивания, м	59,74	-	-
Фильтр ФГ-100
Ударная волна при образовании воздушной волны сжатия (СТО РД Газпром 39-1.10-084-2003)
Полное разрушение здания, радиус зоны смертельного поражения людей, м	1,94	-	-
Тяжелые повреждения, здание подлежит сносу, радиус зоны тяжелой степени поражения людей, м	2,33	-	-
Средние повреждения, возможно восстановление здания, радиус зоны легкой степени поражения людей, м	3,92	-	-
Разрушение оконных проемов, лекгосбрасываемых конструкций, м	6,23	-	-
Частичное разрушение остекленения, м	31,76	-	-
Горение газа («струевое горение») (СТО РД Газпром 39-1.10-084-2003)
Длина струи пламени, м	-	24,01	-
Радиус зоны теплового поражения людей с интенсивностью теплового излучения 12,9 кВт/м2 (воспламенение древесины при длительности облучения 15 мин.), м	-	10,12	-
Радиус зоны теплового поражения людей с интенсивностью теплового излучения 4,2 кВт/м2 (безопасно для человека в брезентовой одежде), м	-	22,12	-
Радиус зоны с интенсивностью теплового излучения 1,4 кВт/м2 (без негативных последствий в течение длительного времени), м	-	28,21	-
Рассевание выброса газа до расстояний 0,5 НКПВ (ГОСТ Р 12.3.047-98)
Расстояние рассеивания, м	37,27	-	-

Графическое изображение зон действия поражающих факторов при аварии представлено на схеме.

3.6 Оценка возможного числа пострадавших, в том числе погибших, среди работников объекта и иных физических лиц

Смертельно пораженных среди населения не может быть ввиду отсутствия населенных пунктов в непосредственной близости от анализируемого объекта.

Особенностью производств подготовки газа является работа без постоянного пребывания производственного персонала и отсутствие постоянных рабочих мест.

Обслуживающий персонал на площадках производственного объекта постоянно не находится, а лишь совершает периодические обходы, во время которых производит осмотр, частичный ремонт и обслуживание оборудования.

В случае реализации на проектируемом объекте наиболее опасных сценариев могут пострадать:

· при горении газа(сценарий С2) при разгерметизации фильтра - 2 человека (погибнуть), периодически обслуживающих оборудование объекта;

· при взрыве газа (сценарий С3) при разгерметизации газопровода в блоке узла учета газа - 2 человека (погибнуть), периодически обслуживающих оборудование объекта.

Из анализа возможных зон поражения следует, что проектируемый объект не представляет непосредственной опасности для соседних объектов. Это позволяет сделать вывод о достаточно рациональном, с точки зрения риска для третьих лиц, расположении рассматриваемых объектов.

3.7 Оценка возможного ущерба

В случае реализации представленных сценариев аварий величина ущерба, причиненного физическим и юридическим лицам, будет зависеть от степени разрушения (повреждения) оборудования, числа людей, попавших в зону поражения, степени травмирования, стоимости лечения пострадавших и компенсации семьям погибших.

Ущерб юридическим лицам в случае аварии может быть причинен в части экономической, экологической и социальной.

Экономический ущерб - это материальный ущерб, причиненный предприятию и физическим лицам.

Экологический ущерб - это ущерб, нанесенный природным объектам (лесам, полям, водным объектам, атмосфере).

Социальный ущерб - это ущерб, нанесенный как юридическим, так и физическим лицам (выплата пенсий и пособий в случае гибели персонала; выплата пособий и пенсий пострадавшим, получившим инвалидность; стоимость оплаты больничных листов из фонда социальной защиты населения в случае временной нетрудоспособности, полученной персоналом в результате аварии; затраты на стационарное лечение персонала; стоимость затрат на реабилитацию персонала (санаторно-курортное лечение)).

В настоящее время общие принципы оценки ущерба от аварий определены в «Методических рекомендациях по оценке ущерба от аварий на опасных производственных объектах» [28].

Кроме этого, на федеральном уровне имеется достаточно обширная база нормативно-методических документов, регламентирующих экономическую оценку ущерба при авариях, практическое использование которой дает опорные точки для проведения расчетов по определению ущерба [27].

Расчеты возможного экономического ущерба и среднегодовых потерь представлены в главе «Экономическая эффективность».

4. ОЦЕНКА РИСКА АВАРИЙ, ВКЛЮЧАЮЩАЯ В СЕБЯ ДАННЫЕ О ВЕРОЯТНОСТИ АВАРИЙ, ПОКАЗАТЕЛЯХ РИСКА ПРИЧИНЕНИЯ ВРЕДА РАБОТНИКАМ И ФИЗИЧЕСКИМ ЛИЦАМ

4.1 Данные о вероятности аварий

Основные задачи оценки риска аварии [25]:

- определение частоты возникновения аварии;

- оценка последствий аварии;

- обобщение оценок риска.

Частота инициирующего события (разгерметизации технологического оборудования под давлением) принимается согласно документу [18].

Определение частоты возникновения отдельного события или сценария рассчитывается путем умножения частоты возникновения инициирующего события на условную вероятность развития аварии по конкретному сценарию «Дерева событий».

На рис. 1, 2 представлены деревья событий, построенные для некоторых возможных аварий на проектируемом объекте.

Рисунок 1 - «Дерево событий» при разгерметизации трубопровода в блоке узла учета газа



Рисунок 2 - «Дерево событий» при разгерметизации фильтра ФГ-400, ФГ-100

Вероятности возникновения аварий на оборудовании приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Частота возникновения аварий на проектируемом объекте

Технологический блок, оборудование	Частота возникновения аварии, год-1
Разгерметизация фильтра ФГ-400, ФГ-100	3,0·10-5
Разгерметизация газопровода в блоке УУГ	9,5·10-5

В табл. 15 приведены частоты реализации выявленных сценариев аварий на проектируемом объекте.

Таблица 15 - Частота реализации аварийных ситуаций на проектируемом объекте

Наименование оборудования, участка	Опасные последствия	Номер группы сценария	Частота реализации аварии, год-1
Узел учета газа	Безопасное рассеивание газа	С1	9,49·10-5
	Взрыв газа в помещении	С3	9,5·10-8
Фильтр ФГ-400, ФГ-100	Рассеивание газа без возгорания, образование волны сжатия	С1	2,1·10-5
	Горение газа («струевое горение»)	С2	0,9·10-5

Анализ частот реализации аварийных ситуаций, приведенных в табл. 15, а также данных, приведенных в табл. 13 показал следующее:

Наиболее вероятной аварией на проектируемом объекте является безопасное рассеивание газа (сценарий С₁) при разгерметизации трубопровода в блоке узла учета газа, вероятность которой составляет 9,49·10^-5 год^-1.

Наиболее опасными возможными авариями на проектируемом объекте являются:

- горение газа (сценарий С2) при разгерметизации фильтра ФГ-400, вероятность которого составляет 0,9·10-5 год-1;

- взрыв газа (сценарий С3) при разгерметизации газопровода в блоке узла учета газа, вероятность которого составляет 9,5·10-8 год-1.

4.2 Оценка риска аварий и чрезвычайных ситуаций

Оценка риска проведена на основании документа [18].

а) Потенциальный риск

Потенциальный риск - это частота реализации поражающих факторов аварии при взрыве и пожаре в рассматриваемой точке территории, приводящих к гибели людей.

Величина потенциального риска Р(а) в определенной точке местности (а), где расположено предприятие, определяется с помощью соотношения:

(год^-1), (4.1)

где i - число сценариев развития аварии (по «дереву событий»);

Q_di (а) - условная вероятность поражения человека в определенной точке территории (а) в результате реализации i-го сценария развития аварии;

Q (A_i) - частота реализации в течение года i-го сценария развития аварии, год^-1.

Условная вероятность поражения человека Q_di (а) от совместного независимого воздействия несколькими опасными факторами в реализации i-го сценария определяется следующим образом:

(4.2)

где h - число рассматриваемых опасных факторов аварии,

Q_{k -} вероятность реализации k-го опасного фактора,

Q _dik(а) - условная вероятность поражения k-ым опасным фактором.

Поля потенциального риска при взрыве представлены на схеме.

б) Индивидуальный риск

Индивидуальный риск оценивается по следующей формуле:

(4)

где Q_i - вероятность реализации в течение года i-й ветви логической схемы (дерева событий), год^-1;

Qni - условная вероятность поражения человека при реализации i-й ветви логической схемы (дерева событий);

n - число ветвей логической схемы (дерева событий);

f_i - условная вероятность присутствия человека в данной точке (области) пространства.

Данные показатели приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Критерии индивидуального риска

Продолжительность	Относительное время пребывания в опасной зоне, %	Доля времени, в течение которого работник предприятия m находится в i-ой зоне, qim
Нулевая	0	0
Кратковременная	20	0,2
Средней продолжительности	40	0,4
Долговременная	60	0,6
Продолжительная	80	0,8
Постоянная	100	1,0

В случае реализации на проектируемом объекте наиболее вероятного сценария (сценарий С₁) пострадавших не будет.

Условная вероятность поражения человека рассчитывается по ГОСТ Р 12.3.047-98. Для получения максимального значения индивидуального риска условная вероятность рассчитывалась для зоны полных разрушений.

В табл. 16 представлены показатели индивидуального и коллективного рисков персонала на проектируемом объекте в случае реализации наиболее опасных аварий.

Таблица 16 - Показатели индивидуального и коллективного рисков на проектируемом объекте в случае реализации наиболее опасных аварий

Наименование оборудования, участка	Индивидуальный риск, год-1
Узел учета газа	3,39·10-9
Фильтр ФГ-400	8,82·10-7
Фильтр ФГ-400	8,82·10-7

Результаты расчетов индивидуального риска позволяют заключить, что уровень индивидуального риска для обслуживающего персонала проектируемого объекта ниже допустимого уровня пожарной опасности, который по ГОСТ 12.1.004-91 [8] составляет 10-6 год-1.

Согласно ГОСТ Р 12.3.047-98 [7] социальный риск оценивается по поражению не менее десяти человек. Т.к. при реализации аварий на проектируемых объектах количество пораженных не превышает 10 человек, то социальный риск не рассматривается.

в) Социальный риск

Социальный риск - это зависимость вероятности (частоты) возникновения событий F, вызывающих смертельное поражение определенного числа людей N, от этого числа людей, подвергшихся поражающим воздействиям.

Согласно ГОСТ Р 12.3.047-98 [7] социальный риск оценивается по поражению не менее десяти человек. Т.к. при реализации аварий на анализируемых объектах количество пораженных не превышает 10 человек, то социальный риск не рассматривается.

Социальный риск для третьих лиц отсутствует, в связи с тем, что вблизи объекта нет территорий другого назначения (садово-дачные участки, жилая зона, и др.), имеющие плотность населения, либо другие производственные объекты с отличной численностью персонала.

в) Коллективный риск

Для персонала предприятия в целом имеется ненулевая вероятность гибели части работников при возникновении аварии.

Количество погибших в течение определенного времени (года) является случайной величиной, зависящей от опасности производства, количества работающих и ряда других факторов.

Величина коллективного риска персонала С определяется с помощью соотношения, в соответствии с документом [18]:

(чел·год^-1), (4.6)

где Q (A_i) - вероятность реализации сценариев «дерева событий»;

N_i - ожидаемое число погибших в результате реализации i-го сценария развития аварии.

Таблица 4.5 - Коллективный риск

Наименование оборудования, участка	Коллективный риск, чел./год
Узел учета газа	6,78·10-9
Фильтр ФГ-400	1,76·10-6
Фильтр ФГ-400	1,76·10-6

Таблица 4.6 - Нормативы приемлемости уровней рисков в координатах «частота ЧС - число пострадавших»

Частота ЧС	Число пострадавших, чел.
	менее10	от10 до50	от 50 до 500	свыше 500
более1		Зона
1-10-1			недопустимого
10-1-10-2	Зона			риска
10-2-10-3		повышенного
10-3-10-4	Зона		риска
10-4-10-5	Зона	условно
10-5-10-6		приемлемого	приемлемого	риска
менее 10-6			риска

Вывод: коллективный риск находится в диапазоне от 10^-9 до 10^{- 6} (чел.·год^-1 ) и считается приемлемым.

4.3 Сравнительный анализ рассчитанных показателей риска аварий на ДНС-1 Бахиловского месторождения со среднестатистическими показателями риска техногенных происшествий

В соответствии с РД 03-418-01 вероятность аварий разбивается на 5 уровней:

- частый отказ - ожидаемая частота возникновения 1 год^-1 (происходит более одного раза на объекте);

- вероятный отказ - ожидаемая частота возникновения 1 - 10^-2 год^-1 (несколько раз за время существования объекта);

- возможный отказ - ожидаемая частота возникновения 10^-2 - 10^-4 год^-1 (отдельные случаи в отечественной практике);

- редкий отказ - ожидаемая частота возникновения 10^-4 - 10^-6 год^-1 (отдельные случаи в мировой практике);

- практически невероятный отказ - ожидаемая частота возникновения 10^-6 год^-1 (теоретически возможный, но на практике не регистрировался).

Ранжирование экологической опасности при определении степени риска опасного промышленного объекта приведено в табл. 20.

Таблица 20 - Ранжирование отказов

№ № п/п	Мероприятия по оценке экологического риска	Ранг опасности	Степень экологического риска
1	Обязателен детальный анализ риска, требуются особые меры безопасности для снижения риска	А	Неприемлемая
2	Желателен детальный анализ риска, требуются меры безопасности	В	Промежуточная
3	Рекомендуется проведение анализа риска и принятие мер безопасности	С	Промежуточная
4	Анализ и принятие мер безопасности не требуется	Д	Приемлемая (наиболее безопасные условия)

Пример шкалы для установления категории тяжести последствий отказов согласно ГОСТ 27.310-95 приведен в табл. 21.

Таблица 21 - Шкала установления категории отказов по тяжести последствий

Категория тяжести последствий отказов	Тяжесть последствия
IV	Отказ, который быстро и с высокой вероятностью может повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и/или окружающей среды, гибели или тяжелые травмы людей, срыв выполнения поставленной задачи
III	Отказ, который быстро и с высокой вероятностью может повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и/или для окружающей среды, срыв выполняемой задачи, но создает пренебрежимо малую угрозу жизни и здоровью людей
II	Отказ, который может повлечь задержку выполнения задачи, снижение готовности и эффективности объекта, но не представляет опасности для окружающей среды, самого объекта и здоровья людей.
I	Отказ, который может повлечь снижение качества функционирования объекта, но не представляет опасности для окружающей среды, самого объекта и здоровья людей

Сводная характеристика показателей риска - вероятности, тяжести последствий, уровней риска, ранжирования экологической опасности, категории тяжести последствия отказа приведены в табл. 22

Таблица 22

№ п/п	Объект оценки	Вероятность отказа (аварии) 1/год	Индекс уровня тяжести последствий согласно РД 03-418-01	Категория тяжести отказа согласно ГОСТ 27.310-95	Степень риска	Мероприятия по оценке риска	Тяжесть последствия
1	Узел учета газа	9,49·10-5 9,5·10-8	С	III	Промежуточная	Желателен детальный анализ риска, требуются меры безопасности	Отказ, который быстро и с высокой вероятностью может повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и/или для окружающей среды, срыв выполняемой задачи, но создает пренебрежимо малую угрозу жизни и здоровью людей
2	Фильтр ФГ-400	2,1·10-5	С	III	Промежуточная	Желателен детальный анализ риска, требуются меры безопасности	Отказ, который быстро и с высокой вероятностью может повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и/или для окружающей среды, срыв выполняемой задачи, но создает пренебрежимо малую угрозу жизни и здоровью людей
3	Фильтр ФГ-100	0,9·10-5	С	III	Промежуточная	Желателен детальный анализ риска, требуются меры безопасности	Отказ, который быстро и с высокой вероятностью может повлечь за собой значительный ущерб для самого объекта и/или для окружающей среды, срыв выполняемой задачи, но создает пренебрежимо малую угрозу жизни и здоровью людей

Всесторонняя оценка риска аварий и чрезвычайных ситуаций, перечень принятых мер по предупреждению аварий и готовности к действиям по локализации и ликвидации последствий аварии на ДНС-1 с Бахиловского месторождения показали, что уровень безопасности в целом соответствует требованиям промышленной безопасности.

Количественный анализ риска показал, что уровни рисков соответствуют нормам приемлемого риска:

- вероятность возникновения аварий на рассматриваемом оборудовании можно отнести к редкому и практически невероятному отказу;

- социальный риск находится в диапазоне от 10^-9 до 10^-6 - зона приемлемого риска;

- индивидуальный риск можно считать приемлемым, так как выполняется условие: индивидуальный риск менее 10^-6.

Таким образом, данный объект не представляет непосредственной опасности для третьих лиц и соседних объектов.

5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ РИСКА АВАРИЙ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ

Для сохранения достигнутого низкого уровня риска аварий и чрезвычайных ситуаций по причине ошибок персонала и отказа технических систем, особое внимание уделяется разработке и проведению мероприятий по уменьшению риска аварий. Данные мероприятия включают в себя организационные и технические мероприятия.

5.1 Организационные мероприятия

Одним из условий высокопроизводительного труда без травм и аварий является хорошая теоретическая и практическая подготовка персонала, высокое профессиональное мастерство, достаточное знание производства, обслуживаемой техники, технологических процессов и требований Правил безопасности, норм производственной санитарии и инструкций по охране труда.

Отечественная и зарубежная практика эксплуатации опасных и вредных производств показывает, что важнейшим фактором обеспечения противоаварийных ситуаций и безопасности людей является обучение, а также возможное планирование противоаварийных мероприятий, включающих рациональные действия с привлечением всех имеющихся сил и средств с учетом категорий конкретных аварийных ситуаций. Такая система включает следующие мероприятия:

а) разработка и выдача инструкций:

1) по охране труда (по профессиям);

2) по общим видам работ;

3) по специальным видам работ;

4) по пожарной безопасности;

5) по электробезопасности;

6) по производственной санитарии.

б) проведение соответствующих инструктажей;

в) проведение аттестации рабочих (не реже, чем один раз в год);

г) проведение аттестации руководителей и специалистов. Обучение и проверки знаний проводятся по инструкциям, разработанными в соответствии с регламентирующими требованиями по безопасному ведению работ (проводится периодически, в сроки, установленные правилами безопасности, но не реже одного раза в три года);

д) разработка плана ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС), предусматривающего мероприятия по спасению людей и ликвидации аварий, а также разработка плана ликвидации аварий (ПЛА). Планы пересматриваются раз в пять лет, также после анализа промышленных аварий;