Анализ риска аварий на опасном производственном объекте, его разновидности, задачи и цели оценки. Характеристика исходного сырья и реагентов, краткое описание технологического процесса. Стратегия управления пожарными рисками, общие сведения для расчета.
Аннотация к работе
Среди основных проблем обеспечения требуемого уровня промышленной безопасности на опасных производственных объектах нефтегазового комплекса можно выделить следующие: крайне низкий уровень защищенности объектов нефтегазового комплекса от аварий с тяжелыми последствиями. Высокая пожароопасность нефти и газа обуславливает высокие вероятности возникновения пожаров при реализации тех или иных аварийных ситуаций, а также значительные скорости распространения пожара по территории нефтегазодобывающего предприятия. Аварийный процесс - процесс, при котором: опасные вещества и установленное на площадке оборудование вовлекаются, в результате возникновения инициирующего события аварии, в не предусматриваемые технологическим регламентом процессы (прежде всего физико-химические) на территории объекта - взрывы, пожары, разлития и т.д.; и создают поражающие факторы - ударные, осколочные, тепловые нагрузки для персонала объекта и окружающей среды, а также самого объекта. 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), ошибок персонала (например - нарушение правил безопасной эксплуатации) и внешних воздействий (например - отключение электроэнергии, механическое воздействие), совокупность которых приводит к возникновению инициирующего события аварии. Согласно требованиям [1], в целях обеспечения готовности к действиям по локализации и ликвидации последствий аварии организация, эксплуатирующая опасный производственный объект, обязана планировать и осуществлять мероприятия по локализации и ликвидации последствий аварий на опасном производственном объекте.На Бастрыкском месторождении, в связи с освоением новых скважин и увеличением объемов добычи нефти была построена установка по подготовке нефти УПН «Бастрык», предназначена для сбора, подготовки и учета нефти Бастрыкского месторождения и последующего транспорта на Ново-Суксинскую УПВСН. Установка подготовки нефти предназначена для подготовки нефти: отделения газа от нефти, обезвоживания последней до 1% обводненности (по ГОСТ 51858), дополнительной очистки попутного нефтяного газа с использованием для собственных нужд, отделения, подготовки и утилизации пластовой воды для заводнения скважин с целью поддержания пластового давления. Сырьем для установки подготовки нефти является газоводонефтяная эмульсия поступающая по сборным нефтепроводам со скважин группы Бастрыкского месторождения. Добываемая из скважин нефть имеет в своем составе пластовую воду (в эмульгированном состоянии), различные минеральные соли - хлористый натрий NACL, хлористый кальций CACL2, хлористый магний MGC12 и т.д., механические примеси. Содержание воды, газа и водных растворов минеральных солей - все это в целом, приводит к тому, что поступающая на данную установку нефть является трудноразрушаемой эмульсией, которую транспортировать далее экономически нецелесообразно.
Введение
авария опасный пожарный риск
В настоящее время нефтегазовая отрасль играет весьма существенную роль в экономике нашей страны, давая значительную долю во внутреннем валовом продукте и заметную часть налоговых поступлений. Из этого вытекает необходимость ее поступательного развития и совершенствования, без которого вряд ли возможно улучшения социально-экономического положения страны и решение стоящих перед ней задач.
Современное предприятие нефтепереработки и нефтехимии представляет собой сложный комплекс, состоящий из технологических установок, предназначенных для выполнения конкретных технологических операций. На них перерабатывается углеводородное сырье различных видов и производится большое количество товарных нефтепродуктов. В качестве сырья, продуктов и полуфабрикатов установок нефтепереработки выступают смеси углеводородов, которые обладают взрывопожароопасными свойствами. Взрывоопасность установок нефтепереработки определяется не только физико-химическими свойствами углеводородов и их смесей, но также параметрами технологического процесса.
В последние годы отмечен рост аварийности в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Основной проблемой обеспечения промышленной безопасности объектов газопереработки является недостаточные темпы обновления оборудования с истекшим сроком эксплуатации и морального старения.
Среди основных проблем обеспечения требуемого уровня промышленной безопасности на опасных производственных объектах нефтегазового комплекса можно выделить следующие: крайне низкий уровень защищенности объектов нефтегазового комплекса от аварий с тяжелыми последствиями.
Недостаточное внимание первых руководителей к вопросам интеграции управления промышленной безопасности в общую систему управления компаний является основным препятствием, не позволяющим принять эффективные меры по снижению аварийности и производственного травматизма; систематические нарушения компаниями требований по безопасному недропользованию на нефтяных месторождениях.
Существование данной проблемы во многом предопределено недостатками законодательства Российской Федерации о недропользовании; неудовлетворительное состояние геологоразведочных скважин на нефть и газ, пробуренных за счет государственных средств организациями Мингео СССР и Мингео РФ при проведении поисково - разведочного бурения на нефть и газ. Поэтому цель исследования: охарактеризовать аварии на предприятии нефтепереработки и их последствия.
В то же время основной спецификой нефтегазовой отрасли является добыча, хранение и подготовка огромных количеств нефти и газа, являющихся чрезвычайно пожароопасными веществами. Высокая пожароопасность нефти и газа обуславливает высокие вероятности возникновения пожаров при реализации тех или иных аварийных ситуаций, а также значительные скорости распространения пожара по территории нефтегазодобывающего предприятия. Концентрация на относительно небольшой площади огромных количеств пожаровзрывоопасных веществ обуславливает возможность реализации крупных пожаров и взрывов с катастрофическими последствиями, приводящими к значительным экономическим потерям, загрязнению окружающей среды и, что наиболее существенно, к многочисленным человеческим жертвам.
В нефтегазовой отрасли используется и перерабатывается большое количество горючих и взрывоопасных материалов.
Анализ крупных аварий показывает, что при взрывах больших объемов парогазовых выбросов разрушению подвергаются не только здания и сооружения самих производственных объектов, но и близлежащих жилых массивов. Создаются значительные трудности локализации аварий, а традиционные технические средства противопожарной службы по их предупреждению оказываются малоэффективными.
Недостаточная эффективность пожаровзрывоопасных производств обусловлены, прежде всего, отсутствием аналитической количественной оценки пожаровзрывоопасности производств при проектировании, строительстве, регистрации, ремонте и эксплуатации.
Отраслевые правила пожаровзрывоопасности производств не в полной мере отражают особенности защиты конкретных производств от пожаров и взрывов. Поэтому углубленное изучение характерных опасностей типовых технологических процессов является наиболее рациональным направлением в разработке эффективной пожаровзрывозащиты.
Обеспечение пожарной безопасности является одной из важнейших функций государства. Основным направлением в данной дипломной работе является разработка мероприятий по совершенствованию управления пожарными рисками, на основе моделирования.
Моделирование пожароопасных ситуаций - это возможный путь к обеспечению безопасности, который позволяет обосновать оптимальные решения, призванные эффективно реализовать решения в области обеспечения пожарной безопасности.
При определении расходов на обеспечение пожарной безопасности необходимо выдерживать ту, «золотую середину», когда затраты на обеспечение пожарной безопасности, гарантируют возврат дополнительных расходов благодаря уменьшению потерь от пожаров.
Задачами для достижения этой цели являются: изучение основных закономерностей и факторов, определяющих возникновение и развитие пожаров на объектах нефтегазовой отрасли;
дать характеристику объекта защиты и оценить мероприятия объекта защиты по пожарной безопасности. совершенствование тактических приемов, разработка и внедрение новых способов и приемов предупреждения и ликвидации пожаров, катастроф;
провести исследование расчетных методов прогноза пожаров и ЧС;
разработать мероприятия по снижению пожарного риска и дать оценку их экономической эффективности.
Целью выполнения данной дипломной работы является выявление наихудших условий развития возможных аварий, определяемых на основании анализа расчетных показателей, с целью уточнения радиусов зон поражения в типовом проекте, а также оценка на возможность разрушения зданий, сооружений или их частей и разработка технических решений по обеспечению требований безопасности. Расчетным путем определить и обосновать наиболее экономичный и взрывопожароопасный способ хранения/ транспортировки/ переработки/ добычи нефти и нефтепродуктов; по результатам расчетов сделать выводы и дать рекомендации по уменьшению затрат на обеспечение пожарной безопасности, при выполнении которых снизится возможность образования взрывоопасных концентраций и уменьшится экономический ущерба.
1. Анализ риска аварий на опасном производственном объекте
1.1 Общие понятия и определения
Анализ риска аварии - процесс идентификации опасностей и оценки риска аварии на опасном производственном объекте для отдельных лиц или групп людей, имущества или окружающей природной среды.
Идентификация опасностей аварии - процесс выявления и признания, что опасности аварии на опасном производственном объекте существуют, и определения их характеристик.
Опасность аварии - угроза, возможность причинения ущерба человеку, имуществу и (или) окружающей среде вследствие аварии на опасном производственном объекте. Опасности аварий на опасных производственных объектах связаны с возможностью разрушения сооружений и (или) технических устройств, взрывом и (или) выбросом опасных веществ с последующим причинением ущерба человеку, имуществу и (или) нанесением вреда окружающей природной среде.
Опасные вещества - воспламеняющиеся, окисляющие, горючие, взрывчатые, токсичные, высокотоксичные вещества и вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды.
Оценка риска аварии - процесс, используемый для определения вероятности (или частоты) и степени тяжести последствий реализации опасностей аварий для здоровья человека, имущества и / или окружающей природной среды. Оценка риска включает анализ вероятности (или частоты), анализ последствий и их сочетания.
Аварийный процесс - процесс, при котором: опасные вещества и установленное на площадке оборудование вовлекаются, в результате возникновения инициирующего события аварии, в не предусматриваемые технологическим регламентом процессы (прежде всего физико-химические) на территории объекта - взрывы, пожары, разлития и т.д.; и создают поражающие факторы - ударные, осколочные, тепловые нагрузки для персонала объекта и окружающей среды, а также самого объекта.
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), ошибок персонала (например - нарушение правил безопасной эксплуатации) и внешних воздействий (например - отключение электроэнергии, механическое воздействие), совокупность которых приводит к возникновению инициирующего события аварии.
Инициирующие событие аварии - событие, приводящее к аварийному процессу.
Чрезвычайная ситуация (ЧС) - состояние, при котором в результате возникновения источника техногенной чрезвычайной ситуации на объекте, определенной территории нарушаются нормальные условия деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде (ГОСТР22.0.05-94).
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.
1.2 Задачи и цели оценки риска
В соответствии с Федеральным законом от 27.12.02 г. №184-ФЗ «О техническом регулировании», критерием безопасности является уровень риска. Закон «О техническом регулировании» дает следующее понятие термину безопасность: «Безопасность продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации (далее - безопасность) - состояние, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений».
В указанном законе термин риск трактуется как «вероятность причинения вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений с учетом тяжести этого вреда».
В соответствии с указанным выше, методика оценки безопасности, установленная ФЗ №184-ФЗ «О техническом регулировании», сводится к расчету риска и сравнению его с нормативными показателями. Допустимые уровни индивидуальных рисков при аварии на опасных производственных объектах в России приняты: 10-4 1/год - для производственного персонала и 10-6 1/год - для населения.
При отсутствии недопустимого риска безопасность обеспечена, в противном случае безопасность не соответствует установленным требованиям.
Оценка риска выполняется с учетом погрешностей, присутствующих, как при оценке риска, так и при оценке того, что можно считать допустимым.
Таким образом, задача оценки риска заключается в решении двух составляющих.
Первая ставит целью определить вероятность (частоту) возникновения события, инициирующего возникновение поражающих факторов (источник ЧС).
Вторая составляющая заключается в определении вероятности поражения человека при условии формирования заданных поражающих факторов с последующим осуществлением зонирования территории по показателю индивидуального риска.
При определении количественных показателей риска важнейшей задачей является расчет вероятности формирования источника чрезвычайной ситуации. Правильное определение этого показателя позволит принять адекватные меры по защите населения и территории. Его завышение по отношению к реальному значению приводит к большим прогнозируемым потерям населения и, как следствие, к необоснованным мероприятиям по предупреждению чрезвычайных ситуаций.
Оценка риска является составной частью управления безопасностью. Оценка риска заключается в систематическом использовании всей доступной информации для идентификации опасностей и определения риска возможных нежелательных событий.
Результаты оценки риска используются при обосновании технических решений по обеспечению безопасности, страховании, экономическом анализе безопасности по критериям «стоимость-безопасность-выгода», оценке воздействия хозяйственной деятельности на окружающую природную среду и при других процедурах, связанных с анализом безопасности.
Основные задачи оценки и анализа риска чрезвычайных ситуаций заключаются в представлении лицам, принимающим решения: 1) объективной информации о состоянии безопасности структурно-функциональных элементов рассматриваемой системы и всей системы в целом;
2) сведений о наиболее опасных, «слабых» местах с точки зрения безопасности;
3) обоснованных рекомендаций по уменьшению риска на основе проектирования и реализации инженерно-технических мероприятий гражданской обороны (с учетом наложения факторов риска чрезвычайных ситуаций военного характера) и мероприятий предупреждения чрезвычайных ситуаций.
Для обеспечения качества анализа риска следует использовать знание закономерностей возникновения и развития аварий на опасных производственных объектах. Если существуют результаты анализа риска для подобного опасного производственного объекта или аналогичных технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, то их можно применять в качестве исходной информации. Однако при этом следует показать, что объекты и процессы подобны, а имеющиеся отличия не будут вносить значительных изменений в результаты анализа.
Предприятия нефтепереработки и нефтехимии относятся к категории наиболее опасных производственных объектов. Аварии на таких предприятиях способны нанести ущерб не только нефтяной компании, но и превратить регион в зону экономического бедствия.
Ключевая роль в обеспечении безопасности нефтеперерабатывающих предприятий отводится системам противоаварийной защиты (ПАЗ), позволяющим проводить постоянный мониторинг наиболее важных зон объекта, а в критических ситуациях выполнять необходимые действия для предотвращения серьезных последствий.
Согласно требованиям [1], в целях обеспечения готовности к действиям по локализации и ликвидации последствий аварии организация, эксплуатирующая опасный производственный объект, обязана планировать и осуществлять мероприятия по локализации и ликвидации последствий аварий на опасном производственном объекте. Особенно актуально это требование для таких опасных производственных объектов, как предприятия нефтепереработки и нефтехимии.
Предприятия нефтепереработки и нефтехимии, в технологических процессах которых обращается большое количество опасных веществ, не могут быть полностью защищены от возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных с выбросами токсических веществ, взрывами или сгоранием паровых облаков. В целях минимизации возможного ущерба на предприятии должен быть разработан план локализации и ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС). Общие требования к составу и содержанию ПЛАС приведены в [5].
ПЛАС основывается: 1. на прогнозировании и постадийном анализе сценариев развития аварийных ситуаций;
2. на оценке достаточности принятых или планируемых мер, препятствующих возникновению и развитию аварийных ситуаций;
3. на анализе действий производственного персонала и аварийно-спасательных служб (формирований) по локализации и ликвидации аварийных ситуаций на соответствующих стадиях их развития.
Основную трудность при разработке алгоритма действий персонала и аварийно-спасательных служб (формирований) вызывает выявление наиболее опасных аварий, поскольку действия персонала при локализации и ликвидации этих аварий должны быть отработаны с максимально возможной четкостью. Выявление наиболее опасных аварий представляет собой сложную задачу ввиду значительного количества оборудования, находящегося на предприятиях нефтепереработки и нефтехимии (десятки тысяч аппаратов), а также большого числа опасных веществ (сотни наименований). Решить эту задачу призван аппарат количественной оценки риска аварий.
Последовательность действий при проведении количественной оценки риска аварий предприятия можно представить следующим образом: 1. Анализ аварий, имевших место на предприятии, а также на аналогичных объектах.
2. Определение возможных причин и факторов, способствующих возникновению и развитию аварий.
3. Определение типовых сценариев возможных аварий.
4. Определение вероятностей (частот) возникновения аварий.
5. Оценка количества опасных веществ, участвующих в аварии.
6. Расчет вероятных зон действия поражающих факторов.
7. Оценка возможного числа пострадавших.
8. Оценка величины возможного ущерба физическим и юридическим лицам.
9. Оценка возможного ущерба для окружающей среды.
10. Оценка риска аварий.
11. Определение наиболее значимых факторов, влияющих на показатели риска.
12. Определение наиболее опасных аварий.
13. Оценка уровня опасности предприятия.
14. Разработка предложений по реализации мер, направленных на уменьшение риска аварий.
Учет полученных результатов при разработке алгоритма действий персонала в аварийной ситуации позволяет уделить основное внимание наиболее опасным авариям на ранних стадиях их развития, когда правильные и своевременные действия персонала могут локализовать аварию и не дать ей развиться до катастрофического масштаба.
1.3 Понятие пожарных рисков
Риски можно разделить на «качественные», которые нельзя измерить, и «количественные», которые измерить можно. «Риск является количественной характеристикой возможности реализации данной опасности».
Каждую опасность может характеризовать много различных рисков, оценивающих разные стороны и параметры этой опасности.
Например, с одной стороны, - частоту ее реализации, с другой - характер и размеры последствий реализации опасности.
Каждый риск в зависимости от многих обстоятельств и факторов может изменять свои значения, то есть подвержен определенной динамике.
Поэтому, выявляя роль отдельных факторов, влияющих на уровень риска, можно попытаться целенаправленно воздействовать на них, то есть управлять риском. Следовательно, можно в определенной степени управлять опасностью, угрожающей какому-либо объекту защиты (системе), ослаблять ее негативное воздействие.
Однако, очевидно, что принципиально невозможно все риски, связанные с тем или иным объектом защиты, свести к нулю. Это объясняется как перманентной неполнотой и относительностью научных представлений об опасностях и рисках, так и ограниченными инженерно-техническими и экономическими возможностями общества.
Риск только можно попытаться уменьшить до такого уровня, с которым общество (на данном этапе его исторического развития) вынуждено будет согласиться (психологически будет готово его принять).
Отсюда следует, что «абсолютной» безопасности (отсутствия всякой опасности) какой-то системы (объекта защиты) добиться в реальном мире невозможно в принципе.
Однако, управляя рисками, мы можем уменьшить степень опасности данного объекта защиты, а значит - повысить, увеличить степень его безопасности до максимально возможного в современных условиях уровня.
Таким образом, безопасность - состояние объекта защиты (системы), при котором значения всех рисков, присущих этому объекту, не превышают их допустимых уровней.
При этом понятия опасность, угроза по существу являются синонимами, отличаясь друг от друга некоторыми смысловыми оттенками.
Все они характеризуются набором рисков, уменьшая значения которых, мы приходим к допустимому уровню безопасности конкретного объекта защиты (личности, общества, любой социальной, экономической, технической системы).
Схематично это представлено на рисунке №1.
Рисунок 1. Система «Опасность - риск - безопасность»
Фактически это - схема алгоритма обеспечения безопасности любого объекта.
1.4 Виды пожарных рисков
Пожар - это неуправляемый процесс горения, который приносит вред обществу и окружающей среде. Пожарная опасность - опасность возникновения и развития неуправляемого процесса горения (пожара), приносящего вред обществу, окружающей среде, объекту защиты.
Пожарный риск - количественная характеристика возможности реализации пожарной опасности (и ее последствий), измеряемая, как правило, в соответствующих единицах.
К основным пожарным рискам Н.Н. Брушлинский относит следующие: - риск R1 для человека столкнуться с пожаром (его опасными факторами) за единицу времени. В настоящее время удобно этот риск измерять в единицах
- риск R2 для человека погибнуть при пожаре (оказаться его жертвой). Здесь единица измерения имеет вид
- риск R3 для человека погибнуть от пожара за единицу времени
Очевидно, что эти риски связаны соотношением: R3 = R1 * R2
Риск R1 характеризует возможность реализации пожарной опасности, а риски R2 и R3 - некоторые последствия этой реализации.
В качестве пожарных рисков, характеризующих материальный ущерб от пожаров, Н.Н. Брушлинский предлагает использовать, следующие риски: - риск R4 уничтожения строений в результате пожара:
- риск R5 прямого материального ущерба от пожара:
Кроме вышеперечисленных пожарных рисков можно рассматривать риски травмирования при пожарах, как гражданских лиц, так и пожарных (причем возможна детализация рисков по видам травм); риски возникновения пожаров по различным причинам (молния, поджог, короткое замыкание в электросети, печное отопление, игры детей и пр.); риски возникновения и развития пожаров в зданиях различного назначения, различной этажности, разной степени огнестойкости.
Все эти пожарные риски представляют интерес, в частности, для страховых компаний, для фирм, производящих противопожарное оборудование, для проектировщиков зданий и сооружений и других специалистов.
В Федеральном законе от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» перечислены следующие виды рисков: «Допустимый пожарный риск - пожарный риск, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально-экономических условий.
Социальный пожарный риск - степень опасности, ведущей к гибели группы людей в результате воздействия опасных факторов пожара;
Индивидуальный пожарный риск - пожарный риск, который может привести к гибели человека в результате воздействия опасных факторов пожара.
Социальный пожарный риск - степень опасности, ведущей к гибели группы людей в результате воздействия опасных факторов пожара».
Таким образом, пожарных рисков существует очень много, и все их нужно уметь анализировать для успешного противостояния пожарной опасности.
Пожарные риски, во-первых, характеризуют возможность реализации пожарной опасности в виде пожара и, во-вторых, содержат оценки его возможных последствий (а также обстоятельств, способствующих развитию пожара).
Следовательно, при их определении необходимо знать частотные характеристики возникновения пожара на том или ином объекте, а также предполагаемые размеры его социальных, экономических и экологических последствий, обусловленных теми или иными обстоятельствами.
Отсюда следует, что во многих случаях пожарные риски можно оценивать статистическими или вероятностными методами, но в ряде случаев могут потребоваться и иные методы.