Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ФГБОУ ВПО “КубГУ”
Кафедра интеллектуальных информационных систем
Допустить к защите
29 апреля 2013 г.
Научный руководитель,
канд. техн., СНС
Е.А. Степаненко
КУРСОВАЯ РАБОТА
АНАЛИЗ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НЕФТЕХРАНИЛИЩА
Автор работы Е. С. Вечерняя
Факультет компьютерных технологий и прикладной математики
Специальность 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»,
группа 49.
Нормоконтролер,
ст. лаборант А. П. Лебедева
Краснодар 2013
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Объект исследования 6
2 Постановка задачи 7
3 Основные термины и определения 8
4 Цели и задачи анализа и оценки риска 12
5 Методология оценки риска, исходные данные и ограничения для определения показателей степени риска ЧС 18
6 Анализ основных причин аварий 27
7 Оценка риска аварий на объекте 30
7.1 Расчет площади пролива опасного опасного вещества и его массы 33
7.2 Расчет интенсивности теплового излучения 35
8 Оценка индивидуального риска 42
8.1 Условная вероятность Qn, поражения человека избыточным давлением 45
9 Оценка социального и коллективного риска 49
10 Рекомендации для разработки мероприятий по снижению риска 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
Список использованных источников 60
Приложение А 61
РЕФЕРАТ
Курсовая работа 61с., 1 рис., 8 источников, 1 прил.
ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНЫЙ ОБЪЕКТ, АНАЛИЗ РИСКА АВАРИИ, ПОЖАР ПРОЛИВА, ВЗРЫВ.
Цель данной работы - анализ пожарной безопасности потенциально опасного объекта – нефтехранилище.
Расчет пожарной безопасности проводился, используя статистические данные, техническую документацию объекта, а также опираясь на методику “Определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах”.
В данной работе был проведен анализ возможных аварийных ситуаций, сценариев развития аварий, динамики аварийных процессов; сделана оценка вероятностей различных аварийных исходов, риска технических разрушений и поражения людей.
ВВЕДЕНИЕ
Мир, в котором мы живём, полон опасностей. История человечества - это история борьбы с разного рода опасностями, бедствиями, которые угрожают человеку во всех сферах деятельности, обитания.
По мере развития цивилизации человеческое общество вынуждено постоянно решать проблемы безопасности. Так, успехи ядерной физики породили проблему радиационной опасности. С развитием химии связано усиление опасности токсических воздействий на человека. Технические системы и производства, созданные на Земле, привели к росту потенциальных опасностей для всего человечества.
Деятельность человека направлена на получение энергии, ее накопление и последующее использование. При этом возможны случаи неконтролируемого выхода энергии, которая способна реализоваться в виде взрывов, пожаров и механических воздействий. Обычно подобные ЧС возникают на пожароопасных объектах (ПОО). К ПОО следует относить такие объекты, на которых имеются легковоспламеняющиеся или горючие вещества или жидкости. К легковоспламеняющимся веществам или жидкостям относятся вещества или жидкости, имеющие температуру воспламенения ниже 48оС; к горючим - свыше 45оС.
Среди объектов, возможность взрывов и пожаров на которых чрезвычайно велика, следует упомянуть, в первую очередь:
- нефтеперерабатывающие предприятия, производственные объекты химической, целлюлозно-бумажной отрасли;
- предприятия, на которых используются, в качестве сырья, либо энергоносителей, газо- и нефтепродукты;
газо- и нефтепроводы;
- все виды транспорта, занятые в перевозках взрыво- и пожароопасных веществ;
- терминалы топливозаправочных станций (на которых, как и на транспортных средствах, факторами пожароопасности могут стать пары бензина, керосина, природный газ);
- предприятия пищевой отрасли (следует упомянуть, что горючими веществами, в частности, являются смеси сахарной, древесной, мучной и иной производственной пыли с воздухом);
-предприятия, технологический цикл которых предполагает использование лакокрасочных материалов;
- военные склады, а также любые производственные склады, предназначенные для хранениявзрыво- и пожароопасных веществ и материалов.
В последние годы довольно участились случаи аварий на опасных объектах. Такие аварии наносят катастрофически экономические потери и невосполнимый урон экологии. Поэтому оценка опасности аварии на потенциально опасном объекте является довольно актуальной задачей.
Обеспечение пожарной безопасности является составной частью производственной и другой деятельности .
. Для формирования целостной картины состояния безопасности на опасных объектах наиболее эффективными являются методы, основанные на анализе риска.
Наименование предприятия – Объект ОАО «Черномортранснефть» ЛПДС «Крымская» .
Местоположение - г. Крымск.
На ЛПДС «Крымская» вместимость резервуарного парка (ДРП) для хранения нефти 200 тыс. м3, который состоит из четырех наземных резервуаров РВСПК-50000. Численность персонала ЛПДС «Крымская» составляет около 120 чел. Вблизи ЛПДС «Крымская» находятся жилые дома , транспортные пути и водные объекты. В 20 км расположена ПНБ «Грушовая».
2 Постановка задачи
В данной курсовой работе необходимо провести анализ пожарной безопасности потенциально опасного объекта – нефтехранилище.
Анализ риска является центральным звеном в обеспечении безопасности, базируется на собранной информации и определяет меры по контролю безопасности взрывопожароопасных объектов. Процедура анализа риска является составной частью безопасности взрывопожароопасного объекта, экономического анализа безопасности по критериям "стоимость -безопасность - выгода" и других видов анализа и оценки состояния безопасности взрывопожароопасных объектов
Обеспечение требуемого уровня безопасности непосредственно связано с достижением приемлемого уровня риска, конкретное значение которого определяется уровнем социально-экономического и технологического развития страны, развитостью культуры безопасности, национальным менталитетом и рядом других факторов.
Таким образом, расчет пожарной безопасности будем проводить, используя статистические данные, техническую документацию объекта, а также опираясь на методику “Определения расчетных величин пожарного риска на
производственных объектах”.
Определение расчетных величин пожарного риска на объекте осуществляется на основании:
- анализа пожарной опасности объекта;
- определения частоты реализации пожароопасных ситуаций;
- построения полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития;
- оценки последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития;
- наличия систем обеспечения пожарной безопасности зданий, сооружений и строений.
Расчетные величины пожарного риска являются количественной мерой возможности реализации пожарной опасности объекта и ее последствий для людей.
Количественной мерой возможности реализации пожарной опасности объекта
является риск гибели людей в результате воздействия опасных факторов пожара, в том числе:
- риск гибели работника объекта;
- риск гибели людей, находящихся в селитебной зоне вблизи объекта.
- риск гибели людей в результате воздействия опасных факторов пожара на объекте характеризуется числовыми значениями индивидуального и социального пожарных рисков.
Пожаровзрывоопасный объект - объект, на котором производят, используют, перерабатывают, хранят или транспортируют легковоспламеняющиеся и пожаровзрывоопасные вещества, создающие реальную угрозу возникновения техногенной чрезвычайной ситуации.
Авария - разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ (ст. 1 Федерального закона "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" от 21.07.97).
Поражающие факторы аварии - это физические процессы и явления, сопровождающие аварию и оказывающие поражающее действие на людей, технику, сооружения и т.д., причем различные объекты поражаются различными поражающими факторами в силу их особенностей, приводящих к большей чувствительности (уязвимости) к определенным факторам.
Вредное воздействие - воздействие хозяйственной и иной деятельности на природный объект, в результате которого происходят нарушения устойчивого состояния экосистемы, ее естественного развития и ухудшение условий использования объекта или его части (участка).
Горение - это сложный химический процесс, основой которого является быстро протекающая химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и света.
Зона горения - часть пространства, в которой образуется пламя или огненный шар из продуктов горения.
Зона теплового воздействия - часть пространства, примыкающая к зоне горения, в которой происходит воспламенение или изменение состояния материалов.
Температура вспышки - наименьшая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы способные вспыхивать в воздухе от внешнего источника зажигания; устойчивого горения вещества при этом не возникает.
Температура воспламенения - наименьшая температура горючего вещества,
при которой оно выделяет горючие пары или газы с такой скоростью, что после воспламенения их от внешнего источника зажигания вещество устойчиво горит.
Температура самовоспламенения - наименьшая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, приводящее к возникновению пламенного горения.
Температурные пределы воспламенения паров в воздухе (нижний температурный предел воспламенения) - НТПВ; верхний температурный предел воспламенения - ВТПВ) - такие температуры вещества, при которых его насыщенные пары образуют концентрации, равные соответственно нижнему или верхнему концентрационным пределам воспламенения.
Зона взрываемости или предел воспламенения - зона, лежащая в границах нижнего и верхнего пределов взрывоопасных концентраций смеси паров нефтепродуктов с воздухом.
Пожар пролива - горение проливов жидких продуктов - диффузионное горение паров легко воспламеняющейся жидкости (ЛВЖ) в воздухе над поверхностью жидкости.
Взрыв - детонационное горение - сгорание предварительно перемешанных газо- или паро-воздушных облаков со сверхзвуковыми скоростями в открытом пространстве или в замкнутом объеме.
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.
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, перечисленные в приложении 1 к Федеральному
закону "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" от 21.07.97.
Риск аварии - мера опасности, характеризующая возможность возникновения аварии на опасном производственном объекте и тяжесть ее последствий. 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;
- 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.
Требования промышленной безопасности - условия, запреты, ограничения и другие обязательные требования, содержащиеся в федеральных законах и иных нормативных правовых актах Российской Федерации, а также в нормативных технических документах, которые принимаются в установленном порядке и соблюдение которых обеспечивает промышленную безопасность (ст. 3 Федерального закона "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" от 21.07.97).
Ущерб от аварии - потери (убытки) в производственной и непроизводственной сфере жизнедеятельности человека, вред окружающей природной среде, нанесенные в результате аварии на опасном производственном объекте и исчисляемые в денежном эквиваленте.
4 Задачи и цели анализа и оценки риска
Анализ риска является частью системного подхода к принятию решений, процедур и практических мер в решении задач предупреждения или уменьшения опасности промышленных аварий для жизни человека, заболеваний или травм, ущерба имуществу и окружающей среде, называемого в нашей стране обеспечением промышленной безопасности, а за рубежом - управлением риском.
Анализ риска аварий на опасных производственных объектах (далее - анализ риска) является составной частью управления промышленной безопасностью.
Анализ риска заключается в систематическом использовании всей доступной информации для идентификации опасностей и оценки риска возможных нежелательных событий.
Анализ риска является эффективным средством, когда определены подходы к выявлению опасностей и рисков, принимаются меры по выработке объективных решений о приемлемом уровне риска, устанавливаются требования и рекомендации по регулированию безопасности.
Результаты анализа риска используются при декларировании промышленной безопасности опасных производственных объектов, экспертизе промышленной безопасности, обосновании технических решений по обеспечению безопасности, страховании, экономическом анализе безопасности, оценке воздействия хозяйственной деятельности на окружающую природную среду и при других процедурах, связанных с анализом безопасности.
Современный этап развития мирового сообщества характеризуется ростом угроз различной природы, поэтому обеспечение безопасности личности, общества и государства в различных сферах жизнедеятельности является приоритетной задачей государственной политики, научно-практической и общественной деятельности
Международный опыт показывает, что для принятия обоснованных решений в сфере обеспечения безопасности населения, окружающей природной среды используются показатели риска.
Под риском понимается количественная мера реализации случайных событий с нежелательными (негативными) последствиями.
Управление риском - системный подход к использованию различных механизмов (законодательных, организационных, экономических, инженерно-технических) в решении задач предупреждения или уменьшения опасности для здоровья и жизни человека, ущерба имуществу и окружающей среде до приемлемого уровня.
Управление риском включает сбор и анализ информации о промышленной безопасности, анализ риска (анализ опасности) и контроль (надзор) безопасности. Анализ риска является центральным звеном в обеспечении безопасности, базируется на собранной информации и определяет меры по контролю безопасности взрывопожароопасных объектов. Процедура анализа риска является составной частью безопасности взрывопожароопасного объекта, экономического анализа безопасности по критериям "стоимость -безопасность - выгода" и других видов анализа и оценки состояния безопасности взрывопожароопасных объектов
Обеспечение требуемого уровня безопасности непосредственно связано с достижением приемлемого уровня риска, конкретное значение которого определяется уровнем социально-экономического и технологического развития страны, развитостью культуры безопасности, национальным менталитетом и рядом других факторов.
Обоснование приемлемого уровня осуществляется на основе анализа риска и применения эффективных механизмов управления риском.
Основная задача анализа риска заключается в том, чтобы предоставить объективную информацию о состоянии промышленного объекта, сведений о наиболее опасных, «слабых» местах с точки зрения безопасности, обоснованных рекомендаций по уменьшению риска лицам, принимающим решения в отношении безопасности анализируемого объекта.
Анализ риска должен дать ответы на три основных вопроса:
Что плохого может произойти? (Идентификация опасностей),
Как часто это может случится? (Анализ частоты),
Какие могут быть последствия? (Анализ последствий).
Анализ риска взрывопожароопасного объекта включает следующие этапы:
- определение возможных причин и факторов, способствующих возникновению и развитию аварий;
-определение типовых сценариев возможных аварий; -
- оценка количества опасных веществ, участвующих в аварии, и расчет вероятных зон действия поражающих факторов;
- оценка возможного числа пострадавших; обобщение оценок риска и сравнение их значений с критериями приемлемого риска.
Процесс проведения анализа риска включает следующие основные этапы:
Основные задачи этапа оценки риска связаны с:
Особое место занимает анализ произошедших аварий на аналогичных
объектах, который позволяет выделить три взаимосвязанные группы причин, способствующих возникновению и развитию аварий:
- отказы оборудования ;
- ошибки персонала (ошибки при приеме продукта; ошибки при отпуске потребителям - наполнении автоцистерн, заправке автомобилей; ошибки при операциях слива; ошибки при отборе проб резервуаров; ошибки при подготовке оборудования к ремонту, проведении ремонтных и профилактических работ; ошибки при пуске и останове оборудования; ошибки при локализации аварийных ситуаций);
-нерасчетные внешние воздействия природного и техногенного характера (штормовые ветра и ураганы, снежные заносы, ливневые дожди, грозовые разряды, механические повреждения, диверсии).
Важной целью оценки риска является рассмотрение классификации параметров безопасного функционирования объекта.
По источникам:
- техногенный – риск, источником которого является хозяйственная деятельность человека;
- природный – риск, связанный с природными явлениями, такими как землетрясения, наводнения и т.д.
По виду источника, для любого объекта риска (отдельного производства, предприятия или отрасли в целом) источники риска можно подразделить на:
- внешние – то есть, существование или образование которых не связано с деятельностью данного объекта риска;
- внутренние – те, которые находятся в прямой зависимости от функционирования объекта;
- риски, связанные с человеческим фактором – ошибки кон кретных лиц (работников предприятия, проектировщиков и т.д.).
По характеру наносимого ущерба:
- экологический, социальный, экономический, индивидуальный, техногенный.
По величине ущерба:
- допустимый;
- предельный;
- катастрофический.
По частоте воздействия:
- постоянный – риск, воздействие которого существует постоянно;
- периодический – риск, возникающий время от времени (например, при пуске или остановке оборудования);
- разовый – риск, появляющийся при создании нестандартной ситуации.
По уровню воздействия:
- локальный,
-глобальный.
По восприятию риска людьми:
- добровольный,
- принудительный.
В России, учитывая ее социально-экономический уровень развития, предельно допустимый уровень индивидуального риска:
- неприемлемый – уровень риска - < 10-4 в год,
- приемлемый–уровень риска 10-4 - 10-5 в год,
- безусловно приемлемый – уровень риска > 10-5 -10-6 в год,
Риск является неизбежным сопутствующим фактором промышленной деятельности. Риск фактически есть мера опасности. Целью управления риском является предотвращение или уменьшение травматизма, разрушений материальных объектов, потерь имущества и вредного воздействия на окружающую среду. Для управления риском его необходимо проанализировать и оценить.
На этапе планирования работ следует:
- определить анализируемый опасный производственный объект и дать его общее описание;
- описать причины и проблемы, которые вызвали необходимость проведения анализа риска;
- подобрать группу исполнителей для проведения анализа риска;
- определить и описать источники информации об опасном производственном объекте;
- указать ограничения исходных данных, финансовых ресурсов и другие обстоятельства, определяющие глубину, полноту и детальность проводимого анализа, риска;
- четко определить цели и задачи проводимого анализа риска;
- обосновать используемые методы анализа риска;
- определить критерии приемлемого риска.
На этапе размещения (обоснования инвестиций или проведении предпроектных работ) или проектирования опасного производственного объекта целью анализа риска, как правило, является:
- выявление опасностей и априорная количественная оценка риска с учетом воздействия поражающих факторов аварии на персонал, население, имущество и окружающую природную среду;
- обеспечение учета результатов при анализе приемлемости предложенных решений и выборе оптимальных вариантов размещения опасного производственного объекта, применяемых технических устройств, зданий и сооружений опасного производственного объекта с учетом особенностей окружающей местности, расположения иных объектов и экономической эффективности;
- обеспечение информацией для разработки инструкций, технологического регламента и планов ликвидации (локализации) аварийных ситуаций на опасном производственном объекте;
- оценка альтернативных предложений по размещению опасного производственного объекта или техническим решениям.
На этапе ввода в эксплуатацию (вывода из эксплуатации) опасного производственного объекта целью анализа риска может быть:
- выявление опасностей и оценка последствий аварий, уточнение оценок риска, полученных на предыдущих этапах функционирования опасного производственного объекта;
- проверка соответствия условий эксплуатации требованиям промышленной безопасности;
- разработка и уточнение инструкций по вводу в эксплуатацию (выводу из эксплуатации).
На этапе эксплуатации или реконструкции опасного производственного объекта целью анализа риска может быть:
- проверка соответствия условий эксплуатации требованиям промышленной безопасности;
- уточнение информации об основных опасностях, и рисках ;
- разработка рекомендаций по организации деятельности надзорных органов;
- совершенствование инструкций по эксплуатации и техническому обслуживанию, планов ликвидации (локализации) аварийных ситуаций на опасном производственном объекте;
- оценка эффекта изменения в организационных структурах, приемах практической работы и технического обслуживания в отношении совершенствования системы управления промышленной безопасностью.
При выборе методов анализа риска следует учитывать цели, задачи анализа, сложность рассматриваемых объектов.
Критерии приемлемого риска следует определять исходя из совокупности условий, включающих определенные требования безопасности и количественные показатели опасности. Условие приемлемости риска может выражаться в виде условий выполнения определенных требований безопасности, в том числе количественных критериев.
Основой для определения критериев приемлемого риска являются:
- нормы и правила промышленной безопасности или иные документы по безопасности в анализируемой, области;
- сведения о произошедших авариях, инцидентах и их последствиях:
- опыт практической деятельности;
- социально - экономическая выгода от эксплуатации опасного производственного объекта.
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 нежелательных событий;
- описание источников опасности, факторов риска, условий возникновения и развития нежелательных событий (например, сценариев возможных аварий);
- 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;
В этом случае под идентификацией опасностей подразумевается анализ или оценка опасностей.
- решение о проведении более детального анализа опасностей и оценки риска;
- выработка предварительных рекомендаций по уменьшению опасностей. Основные задачи этапа оценки риска связаны с:
1. Определением частот возникновения инициирующих и всех нежелательных событий;
2. Оценкой последствий возникновения нежелательных событий;
3. Обобщением оценок риска.
Для определения частоты нежелательных событий рекомендуется использовать:
- 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 необходимо оценить физические эффекты нежелательных событий (отказы, разрушение технических устройств, зданий, сооружений, пожары, взрывы, выбросы токсичных веществ и т.д.), уточнить объекты, которые могут быть подвергнуты опасности. При анализе последствий аварий необходимо использовать модели процессов и критерии поражения, разрушения изучаемых объектов воздействия, учитывать ограничения применяемых моделей. Следует также учитывать 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.
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 иметь технический и (или) организационный характер. В выборе типа меры решающее значение имеет общая оценка действенности и надежности мер, оказывающих влияние на риск, а также размер затрат на их реализацию.
В большинстве случаев первоочередными мерами обеспечения безопасности, как правило, являются меры предупреждения аварии. Выбор планируемых для внедрения мер безопасности имеет следующие приоритеты:
1) меры уменьшения вероятности возникновения аварийной ситуации, включающие:
- меры уменьшения вероятности возникновения инцидента;
- меры уменьшения вероятности перерастания инцидента в аварийную ситуацию;
2) меры уменьшения 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 защиты и контроля (например, применение газоанализаторов);
- меры, касающиеся готовности эксплуатирующей организации к локализации и ликвидации последствий аварий.
При расчетах использовались следующие предположения и допущения:
- в случае аварии происходит мгновенное (полное или частичное) разрушение оборудования;
- при расчете поражения человека предполагалось, что человек выходит из зоны поражения со скоростью 5 м/с;
- при определении поражения людей были приняты критерии, изложенные в использованных методиках; при поражении открытым пламенем (сгорание облака) предполагалось, что смертельное поражение получает любой человек, оказавшийся в облаке в момент его горения;
- время аварийного перекрытия запорной арматуры принималось равным 12-300 секунд;
- время обнаружения утечек (время от начала выброса до конца перекрытия задвижек) было принято - 6 мин;
- в случае разлития продуктов на неограниченную поверхность за максимальный размер пролива принимался размер, при котором толщина слоя жидкости равна 0,05 м (размер пролива определяет скорость испарения и величину зон поражения);
- при расчете пожара разлития предполагается, что вся жидкая фаза выброса может быть вовлечена в пожар;
- при наличии ограждения максимальный размер пролива принимался равным размерам этого ограждения;
- при определении условий рассеяния для данного времени года/суток/скорости ветра использовалось предположение о том, что для данных условий имеет место наихудшее рассеяние.
При оценке риска аварии на объекте принимались следующие допущения и предположения:
- расчет количества погибших производился на основании среднестатистической плотности населения;
- при анализе последствий аварий были приняты значения, близкие или равные максимально возможным количествам опасных веществ в единице оборудования;
- зона поражения открытым пламенем при воспламенении облака принималась максимально возможной (т.е. предполагалось, что при рассеивание облако воспламенялось в момент, когда оно достигало наибольшего объема и покрывало наибольшую площадь);
- при определении расстояний, на которых происходит рассеивание до безопасных концентраций, предполагались наихудшие условия рассеивание - скорость ветра до 1 м/с и
- устойчивая стратификация атмосферы (инверсия);
- при расчете поражения при взрыве/образовании огненного шара предполагался пролив максимального объема жидкой фазы;
- при оценке вероятности токсического поражения принималось, что оно составляет 100% при разгерметизации оборудования;
- при оценке вероятности воспламенения паро-воздушного облака и проливов учитывалось присутствие возможных источников воспламенения (искры от механических ударов и трения, открытый огонь, разряды статического электричества, электрооборудование, нагретые поверхности и т.п.);
Наибольшее влияние на результаты расчета зон поражения оказывают значения количеств опасных веществ, вовлекаемых в аварийную ситуацию.
При оценке этих количеств, практически во всех сценариях, приняты значения, близкие или равные максимально возможным количествам опасных веществ, которые могут быть вовлечены в аварию
При расчетах предполагалось участие во взрыве, горении облака всего количества паров, находящегося во взрывоопасных пределах;
6 Анализ основных причин аварий
Как показывает анализ статистики аварий и неполадок (статистические методы оценки риска), имевших место на объектах, связанных с нефтегазовой промышленностью и аварий, в том числе и в нефтехранилище, связанных с обращающимися опасными веществами, аварийные ситуации обусловлены следующими причинами:
-открытый огонь: зажженная спичка, лампа, брошенный окурок сигареты у хранилищ, у заправочной станции; проведение ремонтных работ с источником открытого огня;
-искра: выполнение работ стальным инструментом, из выхлопных труб машин, эксплуатация неисправного электрооборудования, всякая другая искра независимо от природы её происхождения;
-разряды статического электричества: нарушение системы защиты от статического электричества; плавающие на поверхности нефтепродуктов предметы могут накопить заряды статического электричества и, приблизившись к стенке резервуара, вызвать искровой разряд, который будет источником воспламенения смеси с воздухом; грозовые разряды, молния (при неисправности конструкции молниезащиты);
-самовоспламенение, самовозгорание;
- природные катаклизмы.
Возможные причины аварий на взрывопожароопасных объектах.
Причиной разгерметизации резервуаров автоцистерн могут быть:
Причиной разгерметизации трубопроводов могут быть:
Причиной разгерметизации насосов может быть:
К поражающим факторам при авариях в нефтехранилище относятся:
-поражающий фактор избыточного давления на фронте падающей ударной волны при взрывах;
-интенсивность теплового излучения пожара пролива и огненных шаров;
-воздействие токсичных продуктов горения и испарения, образующегося при горении токсичных продуктов;
Анализ происшедших аварий на аналогичных объектах позволяет выделить три взаимосвязанные группы причин, способствующих возникновению и развитию аварий:
Таблица 6.1 - Значения частот инициирующих событий
|
Инициирующее событие |
Значение частоты (1/год) |
|
|
1. |
Разгерметизация автоцистерны топливозаправщика |
1,3 . 10-3 |
|
2. |
Срыв шланга при сливе из автоцистерны (10 м) |
5,0 . 10-2 |
|
3. |
Перелив нефтепродукта при заполнении резервуара |
6 . 10-4 |
|
4. |
Разгерметизация насосов |
1,0 . 10-3 |
|
5. |
Разгерметизация трубопроводов (на 1 м) |
7 . 10-5 |
|
6. |
Разрыв трубопроводов (на 1 м) |
5,0 . 10-7 |
7 Оценка риска аварий на объекте
После определения частот инициирующих событий, производилось построение сценариев развития аварий, отражающих технологические особенности объекта, опираясь на “дерево событий”, где указаны вероятности для типовых аварийных ситуаций ( Рисунок 7.1).
Определение типовых сценариев возможных аварий
Условия возникновения риска:
Под сценарием возможных аварий обычно подразумевается последовательность логически связанных между собой отдельных событий (истечение, выброс, испарение, рассеивание, дрейф паров, воспламенение, горение и взрыв, воздействие на людей и соседнее оборудование и т.п.), которые обуславливаются конкретным инициирующим событием (например, разрушением корпуса насоса, образованием свища в трубопроводе, выбросом газовой фазы через дыхательную арматуру резервуара и т.д.).
Типовыми сценариями развития аварийной ситуации в нефтехранилище являются следующие:
Сценарии С-I – Частичное или полное разрушение наземного резервуара, заполненного нефтью - (истечение нефти → образование пролива нефти → испарение нефти → образование взрывоопасной концентрации паров нефти с воздухом → воспламенение паров нефти → взрыв/сгорание → воздействие сгорающего/взрывающегося облака и пожара на людей и на соседнее оборудование → последующее развитие аварии в случае, если затронутое оборудование содержит опасные вещества).
|
Прекращение горения или ликвидация аварии |
|||||
|
0,02 |
|||||
|
Факельное горение струи |
|||||
|
0,04 |
Разрушение соседнего оборудования (эффект «домино») |
||||
|
0,02 |
|||||
|
С мгновенным воспламенением |
|||||
|
0,05 |
Эффекта «домино» нет |
||||
|
0,001 |
|||||
|
"Огненный шар" |
|||||
|
0,01 |
Разрушение соседнего оборудования |
||||
|
0,009 |
|||||
|
Прекращение горения (ликвидация пожара) |
|||||
|
0,10 |
|||||
|
Воспламенение пролива (пожар) |
|||||
|
Выброс нефтепродукта |
0,20 |
Возникновение эффекта «домино» |
|||
|
0,10 |
|||||
|
1,00 |
|||||
|
Образование пролива нефтепродукта |
Горение парогазового облака |
||||
|
Воспламенение парогазового облака |
0,05 |
||||
|
0,45 |
|||||
|
Испарение и образование вторичного парогазового облака |
0,10 |
Взрыв парогазового облака |
|||
|
0,05 |
|||||
|
Истечение нефтепродукта без мгновенного воспламенения |
0,25 |
Рассеяние парогазового облака |
|||
|
0,15 |
|||||
|
0,95 |
Горение парогазового облака (пожар-вспышка) |
||||
|
Воспламенение облака |
0,08 |
||||
|
Образование первичного парогазового облака |
0,10 |
Взрыв парогазового облака |
|||
|
0,02 |
|||||
|
0,50 |
|||||
|
Рассеяние парогазового облака без опасных последствий |
|||||
|
0,4 |
Рисунок 7.1
Сценарий С-II Разрушение (частичное или полное) автоцистерны с нефтью → истечение нефти → образование пролива нефти → испарение нефти → образование взрывоопасной концентрации паров нефти с воздухом → воспламенение паров нефти → взрыв/сгорание → разрушение оборудования → воспламенение→ пожар, в т.ч. и в автоцистерне → воздействие сгорающего/взрывающегося облака и пожара на людей и на соседнее оборудование → последующее развитие аварии в случае если затронутое оборудование содержит опасные вещества.
Сценарий С-III Разрушение (частичное или полное) соединительного трубопровода «автоцистерна-резервуар» → истечение нефти → образование пролива нефти→ испарение нефти → образование взрывоопасной концентрации паров нефти с воздухом → воспламенение паров нефти → взрыв/сгорание → разрушение оборудования → воспламенение распространяющейся нефти, находящегося в разрушенном оборудовании → воздействие сгорающего/взрывающего облака и пожара на людей и на соседнее оборудование → последующее развитие аварии в случае, если затронутое оборудование содержит опасные вещества.
Сценарий С-IV Разрушение (частичное или полное) сливного рукава → истечение нефти → образование пролива нефти → испарение нефти → образование взрывоопасной концентрации паров нефти с воздухом → воспламенение паров нефти → взрыв/сгорание → воздействие сгорающего/взрывающегося облака и пожара на людей и на соседнее оборудование → последующее развитие аварии в случае, если затронутое оборудование содержит опасные вещества.
Рассмотрение подсценария С-IV нецелесообразно, так как в связи с малым диаметром сливного рукава появление отверстия либо невозможно, либо идентично
разрыву сливного рукава. (Согласно статистическим данным вероятность наступления данного события 10-2).
Проведя анализ типовых сценариев, составим перечень всех возможных аварийных ситуаций:
С1 – полное разрушение наземного резервуара с нефтью объемом 50 м3;
С2 – повреждение стенки резервуара с нефтью объемом 50 м3;
С3 – полное разрушение автоцистерны объемом 10 м3 с нефтью;
С4 – повреждение стенки автоцистерны с нефтью;
С5 – прорыв соединительного трубопровода «автоцистерна-резервуар» с нефтью;
С6 – прокол соединительного трубопровода «автоцистерна-резервуар» с нефтью;
С7 – повреждение сливного рукава с нефтью.
При оценке масштабов возможных техногенных опасностей были выделены следующие инициирующие события и основные сценарии развития аварий:
1. Наиболее опасный сценарий:
-полное разрушение наземного резервуара с нефтью (в том числе с перехлестом нефти через обвалование) с последующим распространением облака нефтяных паров, воспламенением, взрывом, пожаром пролива и подобными событиями (эффектами);
2. Наиболее вероятный сценарий:
частичное разрушение насосного агрегата и локальные утечки из технологического оборудования, трубопроводов с возможным воспламенением нефти или нефтепродукта (н/п) и пожаром пролива.
Основными поражающими факторами перечисленных аварий являются: тепловое излучение, воздействие ударных волн, попадание в открытое пламя, поражение осколками.
В Таблицах 7.1 -7.3 приведены статистические данные для расчета сценариев развития аварии .
Таблица 7.1 - Статистические вероятности различных сценариев развития аварии с выбросом ЛВЖ
|
Сценарии аварий |
Обозначение |
Вероятность |
|
Горение пролива |
A1 |
0,15 |
|
Авария без горения с мгновенным выбросом |
А2 |
0,5 |
|
Сгорание облака с избыточным давлением |
А3 |
0,07 |
Таблица 7.2 - Рекомендуемые данные по авариям для расчета
|
Тип объекта |
Степень аварийности |
Размер утечки |
|
Резервуары |
1,3*10-3 резервуар в год |
90% случаев – выброс через отверстие 1 до момента ликвидации утечки; 10% случаев мгновенный выброс всего содержимого. |
|
Автоцистерны |
1,3*10-3 автоцистерн в год |
|
|
Разрыв соединительных рукавов при сливе автомобильных цистерн |
1,0*10-4 на операцию загрузки или разгрузки |
|
|
Разрыв соединительных рукавов при заправке автотранспорта потребителя |
10-2 на 1 шланг (рукав) в год |
100 % случаев выброс через полный диаметр шланга при загрузке (разгрузке) до остановки потока. |
Таблица 7.3 - Оценка частот возникновения аварийных ситуаций на объекте
|
Операции |
оборудование |
||
|
Количество резервуаров |
А = |
4 |
|
|
Количество автоцистерн |
В = |
1 |
|
|
Годовое количество операций разгрузки |
С = |
25 |
|
|
Количество заправочных рукавов |
D = |
2 |
|
|
Частоты пролива |
|||
|
Резервуары |
E = |
1,3∙10-3 |
|
|
Автоцистерны |
F = |
1,3∙10-3 |
|
|
Разгрузочные работы |
G = |
2,5∙10-3 |
|
|
Операции по заправке автотранспорта |
H = |
3∙10-2 |
|
|
Объемы утечек |
|||
|
Резервуары |
Выброс через отверстие 1” |
0,9∙Е = |
1,17∙10-3 |
|
Выброс 100% содержимого |
0,1∙Е = |
0,13∙10-3 |
|
|
Автоцистерны |
Выброс через отверстие 1” |
0,9∙F = |
1,17∙10-3 |
|
Выброс 100% содержимого |
0,1∙F = |
0,13∙10-3 |
|
|
Разгрузочные работы |
Выброс через отверстие 1” |
0,9G = |
2,25∙10-3 |
|
Выброс через полный диаметр рукава |
0,1G= |
2,5∙10-4 |
Площадь зоны разлива по формуле:
(7.1 ) где Fзр - площадь зоны разлива, м2;
fз - коэффициент разлива, м-1;
εр - степень заполнения резервуара;
Vp - номинальная вместимость резервуара, м3.
Степень заполнения резервуара допускается принимать равной 0,9.
При повреждении иного оборудования, содержащего нефтепродукты, площадь пролива определяется по толщине слоя пролитого нефтепродукта (принимают 0,05 м).
Fзр = Vпрол/0,05, (7.2)
где Vпрол – объем пролитого нефтепродукта.
Приведенную форму зоны разлива нефтепродукта принимают в зависимости от расположения резервуара на местности.
При расположении в низине или на ровной поверхности - в виде круга с радиусом (RЗР, м) по формуле:
, (7.3)
где =3,14
FЗР - площадь зоны разлива (м2).
Масса пролитого нефтепродукта определяется как произведение плотности на объем пролитого нефтепродукта. Допускается принимать плотность бензина равной 0,745 тонн/м3, плотность дизельного топлива – 0,86 тонн/м3, плотность мазута – 0,966 тонн/м3. Даннае расчетов преведены в Таблице 7.4.
Таблица 7.4 - Масса пролитого нефтепродукта
|
Номер сценария |
Тип опасных веществ |
Объем пролитого вещества, м3 |
Площадь пролива, м2 |
Масса пролитого вещества, тонн |
|
С1 |
нефть |
50 |
867 |
42,0 |
|
С2 |
9,6 |
176 |
8 |
|
|
С3 |
16 |
320 |
15,2 |
|
|
С4 |
3,2 |
64 |
3,04 |
|
|
С5 |
1,44 |
28,8 |
1,6 |
|
|
С6 |
0,27 |
0,54 |
0,26 |
|
|
С7 |
0,32 |
6,4 |
0,3 |
Объем нефтепродукта, истекшего через прокол в стенке резервуара (автоцистерны) определяют как 20% от объема автоцистерны (резервуара).
7.2 Расчет интенсивности теплового излучения при пожарах проливов ЛВЖ и ГЖ
Согласно методике «Определение расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» интенсивность теплового излучения q, кВт/м2, рассчитывают по формуле:
q = Ef Fq, (7.4)
где Ef – средне поверхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м2;
Fq – угловой коэффициент облученности;
- коэффициент пропускания атмосферы.
Ef - принимают на основе имеющихся экспериментальных данных.
Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в Таблице 2 А(Приложение А).
Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле:
|
(7.5) |
где S- площадь пролива, м2.
Рассчитывают высоту пламени Н, м, по формуле:
|
(7.6)
|
где m - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м2с);
- плотность окружающего воздуха, кг/м3;
- ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.
Определяют угловой коэффициент облученности Fq по формуле:
|
(((7.7) |
|
где, A=(h2 + S12 + 1)/2S1
S1 = 2r/d (r – расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта),
h = 2H/d;
|
(7.8) |
Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле:
=exp[-7,0x10-4(r-0,5d)] (7.9)
В Таблицах 7.5 -7.7 представлены расчеты показателей интенсивности теплового излучения при пожаре пролива для различных сценариев аварии.
Таблица 7.5 - Значения показателей для сценариев С1, С2, С3
|
Наименование показателя |
Обозначение |
Единицы измерения |
Численное значение |
||
|
С1 |
С2 |
С3 |
|||
|
Площадь разлития |
S |
м2 |
510 |
110 |
200 |
|
Эффективный диаметр пролива |
d |
м |
25,4888 |
11,8375 |
15,95769 |
|
Среднеповерхностная плотность теплового излучения |
Ef |
кВт/м2 |
40 |
40 |
40 |
|
Удельная массовая скорость выгорания |
m |
кг/(м2с) |
0,04 |
0,04 |
0,04 |
|
Ускорение свободного падения |
g |
9,8 |
9,8 |
9,8 |
|
|
Плотность окружающего воздуха |
кг/мЗ |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
|
|
Высота пламени |
H |
м |
25,5137 |
14,3507 |
18,02175 |
|
Расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта |
r |
м |
20 |
20 |
20 |
|
Коэффициент |
h |
2,032122 |
2,597423 |
2,258691 |
|
|
Коэффициент |
S1 |
1,772454 |
3,963327 |
2,506628 |
|
|
Коэффициент |
А |
2,333238 |
2,95895 |
2,470425 |
|
|
Коэффициент |
В |
1,168322 |
2,10782 |
1,452785 |
|
|
Коэффициент |
Fv |
0,06633 |
0,000572 |
0,017595 |
|
|
Коэффициент |
Fh |
0,159628 |
0,033113 |
0,085044 |
|
|
Угловой коэффициент облученности |
Fq |
0,17286 |
0,033118 |
0,086845 |
|
|
Коэфф. Пропускания атмосферы |
0,993931 |
0,989611 |
0,99164 |
||
|
Интенсивность теплового излучения |
q |
кВт/м2 |
6,87245 |
1,310946 |
3,44477 |
Таблица 7.6 - Значения показателей для сценариев С4, С5, С6
|
Наименование показателя |
Обозначение |
Единицы измерения |
Численное значение |
||
|
С4 |
С5 |
С6 |
|||
|
Площадь разлития |
S |
м2 |
40 |
18 |
3,4 |
|
Эффективный диаметр пролива |
d |
м |
7,136496 |
4,787307 |
2,080628 |
|
Среднеповерхностная плотность теплового излучения |
Ef |
кВт/м2 |
40 |
40 |
40 |
|
Удельная массовая скорость выгорания |
m |
кг/(м2с) |
0,04 |
0,04 |
0,04 |
|
Ускорение свободного падения |
g |
9,8 |
9,8 |
9,8 |
|
|
Плотность окружающего воздуха |
кг/мЗ |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
|
|
Высота пламени |
H |
м |
10,3016 |
7,805419 |
4,373992 |
|
Расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта |
r |
м |
20 |
20 |
20 |
|
Коэффициент |
h |
2,88702 |
3,260881 |
4,204491 |
|
|
Коэффициент |
S1 |
5,604991 |
8,355428 |
19,22496 |
|
|
Коэффициент |
А |
3,635225 |
4,873869 |
10,09825 |
|
|
Коэффициент |
В |
2,891702 |
4,237555 |
9,638488 |
|
|
Коэффициент |
Fv |
-0,00117 |
-0,00087 |
-0,00017 |
|
|
Коэффициент |
Fh |
0,015247 |
0,006012 |
0,00082 |
|
|
Угловой коэффициент облученности |
Fq |
0,015291 |
0,006075 |
0,000836 |
|
|
Коэфф. Пропускания атмосферы |
0,98859 |
0,987779 |
0,986846 |
||
|
Интенсивность теплового излучения |
q |
кВт/м2 |
0,604678 |
0,240023 |
0,033007 |
Таблица 7.7 - Значения показателя для сценариев С7
|
Наименование показателя |
Обозначение |
Единицы измерения |
Численное значение |
|
С7 |
|||
|
Площадь разлития |
S |
м2 |
4 |
|
Эффективный диаметр пролива |
d |
м |
2,256758 |
|
Среднеповерхностная плотность теплового излучения |
Ef |
кВт/м2 |
40 |
|
Удельная массовая скорость выгорания |
m |
кг/(м2с) |
0,06 |
|
Ускорение свободного падения |
g |
9,8 |
|
|
Плотность окружающего воздуха |
кг/мЗ |
1,2 |
|
|
Высота пламени |
H |
м |
4,628123 |
|
Расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта |
r |
м |
20 |
|
Коэффициент |
h |
4,101567 |
|
|
Коэффициент |
S1 |
17,72454 |
|
|
Коэффициент |
А |
9,365043 |
|
|
Коэффициент |
В |
8,890479 |
|
|
Коэффициент |
Fv |
-0,0002 |
|
|
Коэффициент |
Fh |
0,000997 |
|
|
Угловой коэффициент облученности |
Fq |
0,001016 |
|
|
Коэфф. пропускания атмосферы |
0,986907 |
||
|
Интенсивность теплового излучения |
q |
кВт/м2 |
0,040118 |
На основании вышеприведенных формул и расчетов значение интенсивности теплового излучения в случае реализации характерных сценариев развития аварийных ситуаций (С1 — С7) составит 0,033 – 6,87 кВт/м2.
Предельные параметры поражения от пожаров проливов приведены в Таблице 7.8
Таблица 7.8 - Предельные параметры для поражения от пожаров проливов
|
Степень поражения |
Интенсивность теплового излучения, кВт/м2 |
|
Без негативных последствий при длительном воздействии |
1,4 |
|
Безопасная для человека в брезентовой одежде |
4,2 |
|
Ожог 1-й степени через 15-20 сек. Ожог 2-й степени через 30-40 сек. Непереносимая боль через 20-30 сек. |
7,0 |
|
Воспламенение древесины с шероховатой поверхностью при длительности облучения 15 мин. |
12,9 |
|
Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской, воспламенение фанеры |
17,0 |
8 Оценка индивидуального риска
В ходе фундаментальных теоретических исследований и опыта ликвидации чрезвычайных ситуаций были выявлены вероятностные характеристики опасных зон для человека, которые представлены в таблицах 8.1-8.2.
Таблица 8.1 - Характеристика опасных зон поражения человека избыточным давлением и импульсом при воздействии ударных волн
|
Значения функции «пробит» - Pr |
Вероятность поражения человека - |
Характеристика зоны |
Внешние признаки (характер) поражения |
|
Pr≤2,67 |
зона безопасности |
Отсутствие поражения |
|
|
2,67<Pr≤4,56 |
зона легкого поражения |
легкие поражения (ушибы, потеря слуха) |
|
|
4,56<Pr≤5,0 |
зона среднего поражения |
средние поражения (вывихи, сотрясения мозга) |
|
|
5,0<Pr≤7,33 |
зона тяжелого поражения |
тяжелые поражения (контузии) |
|
|
Pr>7,33 |
зона смертельного поражения |
смертельные поражения |
Таблица 8.2 - Характеристика опасных зон поражения человека тепловым потоком пожара
|
Значения функции «пробит» - Pr |
Вероятность поражения человека - |
Характеристика зоны |
Внешние признаки (характер) поражения |
|
Pr≤2,67 |
зона безопасности |
отсутствие поражения |
|
|
2,67<Pr≤4,56 |
зона возможного слабого поражения |
легкие поражения, ожоги I степени |
|
|
4,56<Pr≤5,0 |
зона возможного среднего поражения |
ожоги II степени |
|
|
5,0<Pr≤7,33 |
зона возможного сильного поражения |
ожоги III степени, возможна гибель |
|
|
Pr>7,33 |
зона безусловного поражения |
смертельные поражения, ожоги IV степени, гибель |
Зонирование опасных зон производится путем нанесения концентрических окружностей на ситуационные планы объекта по результатам расчета размеров опасных зон. Соответствие между размером зоны и вероятностью поражения человека определяют по степени воздействия поражающего фактора на человека.
Настоящий метод применим для расчета индивидуального риска (далее - риска) на наружных технологических установках при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, тепловое излучение, поражение высокотемпературными продуктами сгорания.
Оценку риска проводят на основе построения логической схемы (), в которой учитывают различные инициирующие события и возможные варианты их развития:
Цифры рядом с наименованием события показывают условную вероятность возникновения этого события. При этом вероятность возникновения инициирующего события (выброс нефтепродукта из единицы оборудования) принята равной 1. Значение частоты возникновения отдельного события или сценария пересчитывается путем умножения частоты возникновения инициирующего события на условную вероятность развития аварии по конкретному сценарию.
Вероятность Qав разгерметизации установки (трубопровода, автоцистерны) и выброса горючего вещества в течение года определяют исходя из статистических данных об авариях по формуле:
|
(8.1) |
где Na.в - общее число аварийных выбросов горючего продукта на установках данного типа;
Nycm - число наблюдаемых единиц установок;
Т - период наблюдения, лет.
8.1 Условная вероятность Qn, поражения человека избыточным давлением
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:
(8.2)
|
, |
(8.3) |
- избыточное давление, Па;
i- импульс волны давления, Па*с;
С помощью таблиц определяют условную вероятность поражения человека , данные представлены в таблице 8.3.
Таблица 8.3 - 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 |
2,95 |
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 |
5,8 |
|
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 |
Расчет условной вероятности поражения человека представлен в таблице 8.4.
Таблица 8.4 - Значения условной вероятности поражения человека
|
Сценарии |
R(м) |
Qni |
|
C1 |
5 |
0,99 |
|
C1 |
10 |
0,99 |
|
C1 |
20 |
0,98 |
|
С7 |
5 |
0,05 |
|
С7 |
10 |
0,01 |
Условная вероятность поражения человека тепловым излучением определяется следующим образом:
а) рассчитываются Рr по формуле:
Рr = -14,9 +2,56 ln(tq1,33), (8.3)
где t - эффективное время экспозиции, с;
q - интенсивность теплового излучения, кВт/м2.
t определяют:
для пожаров проливов ЛВЖ
t = to+x/v,
где t0 - характерное время обнаружения пожара, с (допускается принимать t0= 5 с);
х - расстояние от места расположения человека до зоны (интенсивность теплового излучения не превышает 4 кВт/м ), м;
v - скорость движения человека, м/с (допускается принимать v = 5 м/с). результаты расчета в таблице 8 .5.
Таблица 8.5 - Значения условной вероятности поражения человека тепловым излучением
|
Сценарии |
R(м) |
Qni |
|
C1 |
5 |
0,99 |
|
C1 |
20 |
0,98 |
|
С7 |
5 |
0,1 |
Индивидуальный риск R, год-1, определяют по формуле:
(8.4)
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.
Для сценария С1 (бензин) значение индивидуального риска у здания операторной составит R = 0,273Е-5.
Значения индивидуального риска приведены ниже.
Резервуарный парк хранения нефти
|
Радиус зоны, м |
Значение индивидуального риска на границе |
|
20 |
0,112Е-04 |
|
10 |
0,432Е-04 |
|
5 |
2,09Е-03 |
Площадка слива мазута
|
Радиус зоны, м |
Значение индивидуального риска на границе |
|
10 |
2,1Е-05 |
|
5 |
5,5Е-04 |
9 Оценка социального и коллективного риска
Метод оценки социального риска, согласно методике «Определение расчетных величин пожарного риска на производственных объектах».
В таблицу сводят:
-средние (по зоне) условные вероятности Qni,j, поражения человека (j - номер зоны);
-среднее число ni- людей, постоянно находящихся в i-й зоне.
Вычисляют ожидаемое число Ni, погибших людей при реализации i-й ветви логической схемы по формуле:
|
|
(9.1) |
где к - число рассматриваемых зон поражения, выбираемое исходя из того, что вне k-й зоны все значения год-1, а в к-й зоне хотя бы одно из значений год -1 .
Социальный риск S рассчитывают по формуле:
|
(9.2) |
где i - число ветвей логической схемы, для которых (No - ожидаемое число погибших людей, для которого оценивается социальный риск. Допускается принимать No = 10).
Если для всех ветвей логической схемы выполняется условие то рассматривают попарные сочетания ветвей логической схемы (реализация в течение года двух ветвей логической схемы), для которых выполняется условие:
. ( 9.3)
При этом Sr рассчитывают по формуле:
|
|
(9.4) |
где
- вероятности реализации ветвей i1 и i2 дерева событий соответственно.
Суммирование проводят по всем парам ветвей логической схемы, для которых выполняется условие:
, (9.5)
Если ни для одной пары ветвей логической схемы условие не выполняется, то Sr принимают равным 0.
Таким образом, так как радиусы поражения от ударной волны и теплового излучения не превышают размеров СЗЗ, то социальный риск приближен к 0.
Метод оценки коллективного риска.
Коллективный риск - ожидаемое количество пораженных в результате возможных аварий за определенное время.
Коллективный риск Rc, чел. год-1 рассчитывался по формуле:
(9.6)
где Ni,- число погибших при реализации i-й ветви «дерева событий», чел.;
Q(Ai) - частота реализации i-й ветви «дерева событий», год-1;
n - число ветвей «дерева событий».
Результаты расчета приведены в таблице 10.1.
Таблица 10.1 - Значения коллективного риска для самого опасного сценария
|
Сценарий |
Сгорание облака с избыточным давлением |
Коллективный риск |
|
|
Число пострадавших |
Q(Ai) |
Rc |
|
|
C1 |
15 |
0,112Е-04 |
1,68E-004 |
Расчет ущерба
Структура ущерба от аварий включает:
Прямые потери.
Включают: потери от уничтожения, повреждения основных производственных фондов и оборотных фондов (продукции, сырья и т.д.), потери, вызванные компенсацией ущерба, нанесенного имуществу третьих лиц. При анализе возможного ущерба использовалась остаточная стоимость основных производственных фондов, стоимости безвозвратных потерь мазута.
Стоимость основных производственных фондов состоит из балансовой стоимости типовой котельной (не более 350 тыс. руб.) умноженной на процент безвозвратных потерь зданий и сооружений 47%; а так же части оборудования топливораздаточной колонки. Стоимость безвозвратных потерь мазута оценена путем произведения массы пролитого мазута на его закупочную цену.
Прямые потери от аварии:
С1 (полное разрушение резервуара с ЖМТ, нефть)
П = 164500 +210000 = 374500 руб.
С7 (повреждение сливного рукава с нефтью)
П = 60000 + 210 = 60210 руб.
Расходы на локализацию и ликвидацию аварии (10% от прямых потерь).
С1 (полное разрушение автоцистерны с ЖМТ, мазут)
П = 37450 руб.
С7 (повреждение сливного рукава с мазутом)
П = 6021 руб.
Социально-экономические потери.
В состав социально-экономических потерь входят выплаты по утрате кормильца, ежемесячные выплаты иждивенцам, общие выплаты по потери кормильца, стоимость оказания ритуальных услуг. В таблице 10.2 представлены социально – экономические данные по Крымскому району
Таблица 10.2 - Социально-экономические потери, вызванные гибелью персонала
|
Наименование |
Ед. изм. |
Численное значение |
|
Стоимость оказания ритуальных услуг в местности, где произошла авария |
руб. |
10000 |
|
Количество детей находящихся на иждивении |
1,6 |
|
|
Возраст иждивенцев |
лет |
5,8 |
|
Средний месячный заработок |
руб. |
3740 |
|
Общая величина выплаты по случаю потери кормильца |
руб. |
304186 |
|
Размер ежемесячной выплаты на каждого иждивенца |
руб. |
1299 |
|
Число погибших |
С1 |
1 |
|
Социально-экономические потери вызванные гибелью персонала |
руб. |
314187 |
Социально-экономические потери при реализации сценария С1 равны 314187 руб., в остальных случаях социально-экономические потери равны нулю.
10 Рекомендации для разработки мероприятий по снижению риска на опасном объекте
Меры по уменьшению риска могут иметь технический и (или) организационный характер.
Рекомендуемые организационные мероприятия:
- составление плана организационно-технических мероприятий на год, в котором планируется выполнение работ, направленных на повышение промышленной безопасности (модернизация техники и оборудования, реконструкция, строительство, улучшение условий труда, организация охраны труда);
- составление плана пожарно-технических мероприятий;
- составление ежеквартальных планов по организации охраны труда;
- разработка мероприятия по обеспечению безаварийной и безопасной работы в осеннее зимний период.
- организация контроля за выполнением вышеперечисленных мероприятий, за состоянием охраны труда, за выполнением пожарной безопасности;
- составление плана мероприятий по снижению или исключению воздействия вредных и опасных производственных факторов на работающих и окружающую среду;
- плановое обучение работников всех подразделений методам, способам, средствам обеспечения безопасности производственного процесса и вопросам охраны труда (в том числе проведение вводных инструктажей, обучение и проверка знаний по охране труда, повышение квалификации и переподготовка кадров) и обеспечить периодическую проверку знаний;
- обеспечение подразделения нормативными документами, справочными и учебно-агитационными пособиями (ГОСТ, СНиП, правила, нормы, инструкции) в области промышленной безопасности.
- организация совещаний по охране труда, технике безопасности и соблюдению технологических регламентов в части безопасного ведению производственного процесса с отчетами руководителей и специалистов
Рекомендуемые технические мероприятия:
- оснащение котельной современной телефонной и громкоговорящей связью;
- периодические зачистки резервуаров в соответствии с требованиями государственных стандартов: - не реже одного раза в год - для масел с присадками; - не реже одного раза в два года - для остальных масел, автомобильных бензинов, дизельных топлив;
- профилактические осмотры оборудования резервуаров: - дыхательные клапаны периодически осматриваются в соответствии с инструкцией завода - изготовителя, но не реже двух раз в месяц в теплое время года и не реже одного раза в десять дней при отрицательной температуре окружающего воздуха; в зимний период необходимо также регулярно очищать их от инея и льда, не допуская уменьшения зазора между тарелкой и стенкой корпуса клапана; - ежесменно (ежедневно) производится осмотр ответственными работниками котельной сливного оборудования, технологических колодцев резервуаров с целью выявления разгерметизации соединений, восстановления окраски, очистки от мусора;
- техническое обслуживание, ремонт, фиксировать в журнале учета ремонта оборудования;
- не допускать эксплуатацию оборудования с погрешностью, превышающей установленную в описании типа данного средства измерений; - при отсутствии или с нарушенными пломбами госповерителя; - при наличии подтекания топлива из-за негерметичности агрегатов, узлов и соединений; - с техническими неисправностями или отступлениями от правил технической эксплуатации, определенных заводом - изготовителем, - с нарушениями конструкции колонки, описанной в эксплуатационной документации;
- проводить проверки фланцевых соединений трубопроводов, арматуры и оборудования которые должны быть плотно соединены через прокладки из материалов, устойчивых к воздействию нефтепродуктов и окружающей среды;
- подземные участки трубопроводов должны быть подвергнуты антикоррозионной защите в соответствии с требованиями государственных стандартов, наземные участки должны быть окрашены;
- на котельной находится схема технологических трубопроводов с обозначением запорной арматуры и другого оборудования;
- технологические трубопроводы (наземная часть), арматура и устройства ежесменно (ежедневно) осматриваются ответственным лицом с целью выявления утечек топлива. Нарушения герметичности следует немедленно устранять в соответствии с производственными инструкциями;
- при проведении технического обслуживания обеспечить: - внешний осмотр наружных трубопроводов и соединений;- проверку крепления трубопроводов в технологических шахтах;- очистку арматуры и окраску ее; - внесение записей в эксплуатационную документацию; - проверку состояния уплотнительных прокладок в соединительных устройствах;- очистку и продувку огнепреградителей;
- при техническом обслуживании запорной арматуры контролировать отсутствие утечки топлива через сальниковые уплотнения, состояние соединительных фланцев и прокладок, наличие полного комплекта болтов, гаек и шпилек, целостность маховиков и надежность крепления. В случае тяжелого хода шпинделя запорной арматуры и потери герметичности сальникового уплотнения набивка должна заменяться или уплотняться при соблюдении мер безопасности. Неисправная и негерметичная арматура подлежит внеочередному ремонту или замене;
- один раз в год паровоздушные трубопроводы технологической системы продувать воздухом с целью очистки от осадков внутренней поверхности трубопровода;
- один раз в пять лет технологические трубопроводы подвергать испытаниям на герметичность. Эту операцию рекомендуется совмещать с зачисткой резервуаров;
- трубопровод, не выдержавший испытаний на герметичность, подлежит замене;
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты проведенного всестороннего анализа объекта показали, что наиболее опасной составляющей (с точки зрения масштаба последствий возможных аварий) является, (перечисление идет в порядке убывания уровня опасности) наземный резервуар с нефтью. Здесь возможны аварии с тяжелыми последствиями, пожары разлития, горение протяженных облаков топливовоздушных смесей.
При авариях с наиболее тяжелыми последствиями зоны поражения могут достигать нескольких сот метров; при авариях с возникновением пожара разлития размер зоны поражения будет достигать нескольких десятков метров от края разлития. Отметим, что при оценке последствий ряда сценариев аварий, расчеты, при отсутствии необходимых исходных данных, проводились в предположениях, завышающих тяжесть последствий. Например, при оценке размеров дрейфующего облака паров нефти или нефтепродуктов при низких скоростях ветра, расчет всегда проводился для наиболее устойчивой стратификации атмосферы (наихудших условий рассеяния).
Приведенные размеры зон поражения и оценки ущерба следует рассматривать как максимальные. Этому способствуют следующие факторы, снижающие масштабы крупных аварийных ситуаций на рассматриваемом объекте:
-часть людей находится в помещении, поэтому при возникновении аварий на наружных установках они будут в определенной степени защищены;
- при дрейфе паро-воздушное облако может не достигнуть мест скопления людей, а воспламениться раньше;
-при воспламенении дрейфующего облака всегда проходит некоторое время между инициирующим аварию событием и собственно возникновением в данной точке поражающего фактора, поэтому при своевременном обнаружении возникшей аварии возможно принятие адекватных мер по ее локализации и выводу людей, не занятых в ликвидации аварии, из зоны возможного поражения, что существенно уменьшит возможное число пострадавших;
-на объектах существует ряд стеновых конструкций, ограничивающих дрейф паров нефти и н/п (обвалования резервуарных парков, стена с одной из сторон ж/дэстакады); для ограничения дрейфа достаточно препятствий высотой в несколько метров;
-рельеф местности, где расположена ЛПДС «Крымская», будет способствовать локализации разливов нефти или н/п, а также облаков паро-воздушных смесей в местах, удаленных от сосредоточения людей;
-низкие зимние температуры и сильный ветер сводят вероятность образования протяженных облаков топливовоздушных смесей в холодное время года к минимуму;
-эффективность действий по локализации и ликвидации последствий аварий, которые могут существенно снизить объемы выбросов нефти и н/п, а также долю потерянной продукции, в том числе при выгорании нефти и н/п при пожаре.
Список использованных источников
Приложение А
Таблица А1 — значения коэффициента, учитывающего влияние скорости и температуры воздушного потока над поверхностью жидкости
|
Скорость воздушного потока в помещении, |
Значение коэффициента при температуре t, С, воздуха в помещении |
||||
|
м/с |
10 |
15 |
20 |
30 |
35 |
|
0,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
|
0,1 |
3,0 |
2,6 |
2,4 |
1,8 |
1,6 |
|
0,2 |
4,6 |
3,8 |
3,5 |
2,4 |
2,3 |
|
0,5 |
6,6 |
5,7 |
5,4 |
3,6 |
3,2 |
|
1,0 |
10,0 |
8,7 |
7,7 |
5,6 |
4,6 |
Таблица А2 – Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив
|
Топливо |
Еf, кВт/м2, при d, |
m, кг/(м2 с) |
||||
|
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
||
|
СПГ (метан) |
220 |
180 |
150 |
130 |
120 |
0,08 |
|
СУГ (пропан-бутан) |
80 |
63 |
50 |
43 |
40 |
0,1 |
|
Бензин |
60 |
47 |
35 |
28 |
25 |
0,06 |
|
Дизельное топливо |
40 |
32 |
25 |
21 |
18 |
0,04 |
|
Нефть |
25 |
19 |
15 |
12 |
10 |
0,04 |
|
Примечание - Для диаметров очага менее 10 м или более 50 м следует принимать Ef такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно. |
При отсутствии данных допускается Ef принимать равной 100 кВт/м2 для СУГ, 40 кВт/м2 для нефтепродуктов.
РЕФЕРАТ
Курсовая работа 70с., 2 рис., 8 источников, 2 прил.
ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНЫЙ ОБЪЕКТ, АНАЛИЗ РИСКА АВАРИИ, ПОЖАР ПРОЛИВА, ВЗРЫВ.
В данной курсовой работе необходимо провести анализ пожарной безопасности потенциально опасного объекта – котельной.
Расчет пожарной безопасности проведен, используя статистические данные, техническую документацию объекта, а также опираясь на методику “Определения расчетных величин пожарного риска на
производственных объектах”.
В данной работе был проведен анализ возможных аварийных ситуаций, сценариев развития аварий, динамики аварийных процессов; сделана оценка вероятностей различных аварийных исходов, риска технических разрушений и поражения людей.
Результаты проведенного всестороннего анализа объекта показали, что наиболее опасной составляющей является, наземный резервуар с мазутом. Здесь возможны аварии с тяжелыми последствиями, пожары разлития, горение протяженных облаков топливовоздушных смесей.