В процессе жизнедеятельности человека постоянно сопровождают опасности. Опасность может возникнуть в среде обитания человека или в самом человеке.

Важнейшим показателем опасности является риск.

Риск представляет собой вероятность наступления опасности с конкретными последствиями и неопределенной величиной ущерба. Например, существует риск заболевания, риск получения травмы, риск проживания в сейсмически опасной зоне, риск попадания в ДТП.

В настоящее время значительно возросла агрессивность среды обитания людей. Несмотря на достижения научно-технического прогресса, совершенствование технологии в производственных процессах, способствующие повышению безопасности, возникают новые виды опасностей, которые по своим последствиям превосходят ранее существовавшие. Это обусловлено:

· структурными и технологическими сдвигами в экономике, связанными с развитием принципиально новых производств, распространением микроэлектроники, робототехники, освоением космического пространства и др.;

· ростом потребления всех видов энергии и природных ресурсов (их труднее добывать и транспортировать; приходится переходить на альтернативные виды ресурсов – водородное топливо);

· глобальными изменениями природной среды (потепление климата, образование «озоновых дыр» в атмосфере);

· увеличением концентрации и возникновением новых загрязнителей окружающей среды, в частности высокотоксичных химических соединений, мутагенных и канцерогенных органических веществ и др.;

· возрастанием информационного давления на психику человека, приводящего к распространению большого числа психических расстройств;

· появлением новых заболеваний (наркомания, СПИД, атипичная пневмония, птичий грипп и др.);

· усилением военного противостояния в локальных и межнациональных конфликтах и обострением криминогенной обстановки.

В России на уровень риска гибели человека оказывают существенное влияние следующие обстоятельства:

1) около 70 % территории страны находится в условиях холодного климата – в районах Сибири и Севера. При этом показатели надежности и безопасности в природной и техногенной сферах снижаются в 2…3,5 раза, а затраты на восстановительные работы увеличиваются в еще большей степени. Ущерб от аварий и катастроф возрастает вследствие систематических наводнений и землетрясений.

2) произошла смена социально-политической и экономической системы. Это вызвало общее снижение научно-технического потенциала России в опасных областях деятельности, привело к старению основных фондов из-за отсутствия средств на их обновление и модернизацию в соответствии с новыми критериями природно-техногенной безопасности. Были разрушены традиционные системы мониторинга и защиты от опасных природных процессов и техногенных угроз. Возникающие и реализующиеся новые угрозы безопасности России становятся постоянно действующими факторами жизни человека, общества и государства.

Повсеместно в мире в результате эволюции среды обитания увеличиваются масштабы и количество рисков как в природной, так и в техногенной и в социальной сферах. Причём, риск гибели в различных сферах жизнедеятельности человека в развитых странах составляет:

Природная сфера............................ 10-5

Техногенная сфера.......................... 10-3

Социальная сфера........................... 10-4

Риски в природной сфере связаны с действием сил природы. Особенно опасны стихийные бедствия и природные катаклизмы, проявляющиеся в больших масштабах.

В природной сфере потенциальные опасности для человека сопряжены с медленно протекающими (на протяжении миллионов и миллиардов лет) процессами на Земле и в космосе, приводящими к глобальным изменениям состояния земной поверхности, Мирового океана и климата на Земле.

Дополнительно к этому возникают планетарные природные катастрофы, обусловленные изменениями солнечной активности, прохождениями планет через астероидные и метеоритные пояса с возможными их столкновениями.

Такие процессы земного и космического характера приводят к кардинальным изменениям условий жизни на Земле. Степень защищенности человечества от общепланетарных природных катастроф чрезвычайно мала, и вероятность уничтожения жизни на Земле, если такая катастрофа произойдет, приближается к 100 %. Общепланетарные природные катастрофы могут возникать с вероятностью 10 -6 …10 -9 в год.

Наряду с общепланетарными природными катастрофами могут возникать природные катастрофы, затрагивающие отдельные страны (землетрясения, извержения вулканов, цунами, ураганы). Необратимый ущерб живому при этих катастрофах наносится на ограниченных территориях. Риск уничтожения жизни на 1…2 порядка меньше, чем при общепланетарных природных катастрофах.

Значительное возрастание рисков в природной сфере произошло в последнее столетие из-за участившихся землетрясений, наводнений, селей, цунами и др., что обусловлено изменением климата в результате человеческой деятельности. Это привело к глобальным экологическим проблемам, таким как парниковый эффект (глобальное потепление), подъем уровня Мирового океана, возникновение озоновых дыр, радиоактивное загрязнение ОС, сокращение биоразнообразия на планете.

Группа факторов опасности, относящихся к природной сфере (экологических факторов), характеризует неблагоприятное воздействие природной среды на человека и все другие живые организмы. Опасностям в природе подвергается любой человек: сельский житель, горожанин, выезжающий за город на отдых, турист, геолог, моряк и т. д. Но наибольшая степень воздействия факторов опасности приходится на людей, профессия которых непосредственно связана с длительным пребыванием на открытом воздухе.

К факторам опасности природного происхождения относятся климатические, почвенные, геоморфологические и биотические.

Климатические факторы опасности зависят от поступления солнечной радиации на поверхность Земли, циркуляции воздушных масс, способствующих переносу загрязняющих веществ в атмосфере, колебаний атмосферного давления, распределения тепла и влаги, вызывающих резкие похолодания и наступления жары, засухи, ливни, наводнения и пр.

Почвенные факторы опасности определяются особенностями различных типов почв, возможностями возникновения эрозии, оврагообразования. Разрушение почвы может создавать угрозу для сельского хозяйства, путей сообщения, водопользования, жилых и производственных объектов и т. д.

Геоморфологические факторы опасности вызваны особенностями строения геологических структур недр Земли, рельефом, предрасположенностью к землетрясениям, вулканической деятельности, оползням, селям и проч.

В техногенной сфере реальные угрозы для человека (пожары, взрывы, обрушения) стали значительными только в последние столетия, когда началось активное строительство городов, плотин, дорог и т. д. Особенно резко риск летального исхода при техногенных катастрофах возрос в последние десятилетия. В настоящее время риск гибели для людей в техногенной сфере стал сопоставимым с риском гибели людей при всех видах природных катастроф и даже превосходит его.

Источником рисков в техногенной сфере, т. е. техногенных рисков является производство любого рода. Технический прогресс порождает новые технические решения и технологии, одновременно увеличивая количество опасностей для здоровья и жизни людей. Технические системы не обладают абсолютной надежностью, поэтому довольно часто возникают техногенные аварии и катастрофы, наносящие большой ущерб обществу. Техногенные катастрофы характеризуются исключительно высокой степенью усиления воздействия факторов, поражающих население и окружающую среду в моменты возникновения и развития катастроф. Время непосредственного воздействия поражающих факторов может составлять доли секунд и часы, а негативные последствия могут проявляться сотни и тысячи лет.

К факторам опасности в техногенной сфере относятся технические, технологические и организационные.

Технические факторы опасности связаны с уровнем надежности и степенью совершенства машин, механизмов и оборудования. Уровень надежности будет ниже, а степень опасности - выше, если оборудование устаревшее и имеет высокий износ. Это может вызвать аварии на производстве с тяжелыми последствиями.

Технологические факторы опасности возникают при использовании технологий с повышенным уровнем риска, нарушении последовательности выполнения операций, несоответствии действующей технологии работ нормативным показателям, увеличении нагрузки сверх допустимых значений, отклонении режимов проведения технического обслуживания и ремонта от регламента и низкой квалификации исполнителей.

Организационные факторы опасности характеризуют структуру производственных взаимосвязей, систему правил и условий выполнения работ. При организации проведения работ без учета техники безопасности и правил охраны труда опасность для персонала существенно возрастает.

До настоящего времени в отечественных исследованиях риск как научная категория рассматривался только применительно к техногенной сфере.

Особое положение среди негативных факторов среды обитания людей занимают социальные факторы, зависящие от общественных отношений людей и выражающиеся в виде конфликтов национального и международного масштаба, травмирования психики людей из-за кризисных явлений на государственном уровне, стрессовых ситуаций, резких скачков психических заболеваний и повышенной смертности.

В социальной сфере риск гибели людей также значительно увеличился в современных условиях. Это обусловлено сложившейся в ряде стран мира ситуацией, характеризующейся возросшей криминализацией общества, коррупцией, некомпетентностью властных структур, снижением доверия к власти, снижением уровня жизни людей, духовным кризисом в обществе, ростом преступности, распространением алкоголизма и наркомании, особенно среди молодежи, обострением демографической ситуации.

К факторам опасности в социальной сфере относятся государственно-правовые, этно-социальные, информационные, психологические.

Государственно - правовые факторы опасности обусловлены отсутствием или недостаточной проработанностью законодательно-правовой базы, общеобязательных норм поведения, установленных или санкционированных государством, а также слабой государственной гарантией охраны правопорядка. Это приводит к росту противоправных действий, преступности и криминализации общества, выступлениям определенных групп общества в защиту своих прав, локальным военным конфликтам.

Этно - социальные факторы опасности зависят от особенностей быта, нравов, культуры, религии исторически сложившейся этнической общности людей. Недостаточное внимание, притеснения, ограничения в проживании и деятельности отдельных народностей, наций могут способствовать возникновению межнациональных столкновений, которые представляют опасность не только для жизни отдельных людей, но и целостности государства.

Информационные факторы опасности определяются чрезмерной информационной насыщенностью, информатизацией общества, психологическими закономерностями создания, передачи и восприятия информации, а также эффектами, вызываемыми в обществе в результате ее распространения. Этот фактор опасности стал проявлять себя особенно сильно в настоящее время, когда средства массовой информации достигли высокого совершенства.

Психологические факторы опасности проявляются в нарушениях правил поведения и деятельности людей, а также их психологических характеристик. Появление психически неуравновешенных людей, маньяков, сект, социально ориентированных групп людей потенциально опасно для жизнедеятельности общества.

Перечисленные выше факторы опасности представляют собой условия объективного присутствия опасностей различного рода. Установлено существование более 100 разных опасностей. Они могут проявляться в комбинациях друг с другом, при этом их совместное воздействие усиливается.

Наличие природных, техногенных и социальных рисков порождает необходимость разработки мер обеспечения безопасности в единой системе «Природа – человек – общество», являющейся основой существования жизни на Земле.

Признано, что человечеству суждено жить в условиях риска, поэтому управление рисками становится одной из актуальных и сложных проблем.

Исследования причин возникновения рисковых ситуаций и последствий их реализации способствуют выработке защитных мероприятий и организации управления безопасностью жизнедеятельности.

Управление безопасностью и устойчивостью функционирования жизнедеятельности системы зависит от глубины прогноза социально-экономических последствий опасных ситуаций с оценкой степени риска, от своевременного планирования и осуществления предупредительных и защитных мероприятий.

Введение

Актуальность. Увеличение количества и расширение масштабов чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, влекущих значительные материальные и людские потери, - подчеркивается в Концепции национальной безопасности РФ, - делает крайне актуальной проблему обеспечения национальной безопасности в природно-техногенной и экологической сферах».

Проблемы безопасности на объектах нефтегазового комплекса имеют особое значение. Они связаны с физико-химическими свойствами углеводородных веществ, приводящими к их возгоранию или взрыву в случае аварий. Авариям на нефтеперерабатывающих предприятиях характерны большие объемы выброса взрывопожароопасных веществ, образующие облака топливно-воздушных смесей, разливы нефтепродуктов и как следствие - пожары, взрывы, разрушение соседних аппаратов и целых установок. Согласно статистике, ущерб от аварийности и травматизма достигает 5-10% от валового национального продукта промышленно развитых государств, а несовершенная техника безопасности являются причиной преждевременной смерти 10-15% мужчин и 5-10% женщин.

Практика показывает, что полностью исключить аварии и уменьшить до нуля опасность, несущую опасными производственными объектами, невозможно. Поэтому техногенные аварии необходимо предупреждать или ослаблять их вредное воздействие.

Цель данной работы: Изучить техногенные риски нефтеперерабатывающей отрасли и методы их урегулирования.

Основные задачи:

1) Изучить основные опасности предприятий нефтепереработки;

) Проанализировать возможные аварийные ситуации на предприятии ООО «ТехМашСервис», их причины и меры безопасности.

Объектом исследования являются техногенные риски предприятий нефтепереработки.

Предмет исследования - методы урегулирования техногенных рисков и оптимизации предприятий.

Методология исследования включает в себе метод анализа и синтеза полученных данных.

Курсовая работа состоит из введения, четырех глав, четырех параграфов, заключения и списка литературы.

1. Техногенный риск

К настоящему времени сложилась достаточно проработанное направление в теории рисков, связанное с оценкой и управлением, так называемыми техногенными рисками. Этот вид рисков связан с опасностями, существующими при строительстве, эксплуатации технических систем различной сложности. Различают технические устройства и технические системы. Последние представляют собой системы различной сложности, состоящие из технических устройств и операторов, объединенных жесткой или гибкой структурой, правилами функционирования. В пределах технических систем осуществляется целенаправленный обмен веществом, энергией, информацией. Цель функционирования технических систем определена заранее. Функциональная схема технической системы всегда направлена на реализацию поставленной цели и сопутствующих задач. Важной особенностью современных технических систем является их «включенность» в экономику. Помимо технических целей существуют и экономические цели функционирования таких систем.

Практически все технические устройства и технические системы вписаны в окружающую среду и взаимодействуют с ней, обмениваясь веществом, энергией и информацией. Для большинства сложных и сверхсложных технических систем подобный обмен с окружающей природной средой настолько велик, что оказывает на нее существенное влияние и вызывает в ней адаптивные изменения. Эти изменения могут затрагивать и окружающие экосистемы различного масштаба. В этом случае принято говорить о техноэкосистемах. Существование техноэкосистем различного масштаба также является результатом экономической деятельности человечества.

Опасности для человека, связанные с различными техническими устройствами, появились с момента создания и использования этих устройств. Опасности связаны, в первую очередь, с неправильным функционированием этих устройств или неправильным их использованием. Последние опасности связывают с так называемыми ошибками операторов.

Роль техногенных рисков весьма велика. В первую очередь их последствия проявляются в самой технической сфере. Ущербы в этом случае связаны с разрушением технических объектов, гибелью и травмами персонала, упущенной выгодой, штрафами, необходимостью ликвидации последствий в технической сфере и восстановительными работами. Вместе с тем, очевидно, что последствия от этих рисков могут проявляться не только в самой технической сфере. Техногенные риски являются источником опасности для третьих лиц, угрожая им утратой имущества, жизни и здоровья, иными видами ущербов. Часто с ними связаны и экологические риски, поскольку техногенные опасности вызывают появление специфических экологических опасностей. Например, в результате техногенной аварии могут наблюдаться выбросы токсических химических веществ в атмосферу, гидросферу и литосферу. Можно сказать, что генерирование техногенных опасностей для природы и является отличительной чертой человечества как вида живых организмов. Только с человечеством связаны специфические экологические и риски, обусловленные его технической деятельностью в колоссальных объемах. Без оценки и управления техногенными рисками невозможно полноценное управление экологическими и рисками в различных масштабах. Эти масштабы находятся в пределах от индивидуальных до глобальных рисков, влияющих на экономическую деятельность и существование человечества в современном виде в масштабах планеты.

В свою очередь, природа также оказывает свое опасное влияние на технические системы. Природные явления являются источниками соответствующих опасностей для технических систем. Некоторые природные явления влияют на правильность функционирования технических систем и могут приводить к различным нештатным ситуациям в них. Часть этих явлений может влиять на работу операторов и приводить к появлению ошибок операторов. Например, ограничение видимости, связанное с туманом, дождем, метелью, может приводить к ошибкам операторов (водителей автомобилей, пилотов самолетов, рулевых судов и т.п.) и вызвать различные инциденты с техническими средствами и системами.

Масштаб потенциальных ущербов тесно связан с типом технической системы:

технические системы серийного, крупносерийного и массового производства (автомобили, сельскохозяйственные машины, станки, технологические установки и т.п.);

уникальные технические системы единичного и мелкосерийного производства (мощные энергоустановки, атомные реакторы, химические и металлургические установки, летательные аппараты, горнодобывающие комплексы, нефте- и газопроводы, плавучие буровые установки и т.п.).

Для технических систем первого рода широко используются традиционные методы проектирования и эксплуатации, большой объем ремонтно-восстановительных работ, относительно небольшие ущербы при отказе единичных экземпляров.

Для технических систем второго рода характерно отсутствие опыта предшествующей эксплуатации, большой объем конструкторских разработок, стендовых испытаний и большие материальные потери при отказах и авариях, а также значительный экологический ущерб.

Источниками техногенных рисков принято называть различные опасности, приводящие к нештатному функционированию технических систем или к ошибкам операторов. Различают внешние и внутренние источники для каждого технического устройства и каждой технической системы. Обычно при анализе техногенных рисков ограничиваются внутренними и внешними источниками, связанными непосредственно с функционированием рассматриваемой технической системы или техноэкосистемы.

К внешним источникам обычно относятся:

природные воздействия, связанные с опасными явлениями природы;

внешние пожары, взрывы;

внешние техногенные воздействия (столкновения, аварии и катастрофы на других технических объектах и т.п.);

внешние бытовые воздействия (отключение питания, водоснабжения, протесты населения);

диверсии, акты терроризма;

военные действия;

К внутренним источникам обычно относятся:

ошибки собственных операторов;

внутренний саботаж;

отказы технических устройств в составе технической системы;

разрушения несущих конструкций вследствие дефектов или усталости конструкционных материалов;

внутренние аварии, вызванные отключением питания, водоснабжения, перерывом технологических процессов и т.п.;

внутренние пожары, взрывы;

структура технической системы, наличие узлов и цепочек инцидентов;

Для технических объектов характерно накопление определенных запасов энергии, концентрация энергии на ограниченных пространствах. Освобождение этой энергии порождает специфические опасности, называемые силами или опасностями разрушения. Накопление химической энергии приводит к возрастанию опасностей пожаров и взрывов, выбросов токсических и ксенобиотических веществ в окружающую среду. Накопление потенциальной энергии воды приводит к возрастанию гидродинамической опасности. Накопление электрической энергии приводит к увеличению опасностей взрывов, поражения током, пожаров, электромагнитных поражений. Иногда эти источники опасностей разрушения выделяют в отдельную группу при факторном анализе.

Для технических систем принято отдельно рассматривать и источники опасностей, связанные с поражающими свойствами материалов, накопленных в них. В этом случае говорят о факторах поражения. К ним относят фугасное поражение (поражение взрывной волной), осколочное поражение, термическое поражение, химическое поражение, радиоактивное поражение, гидродинамическое поражение, акустическое поражение и т.д. Естественно, что при указании опасности поражения необходимо указывать и объекты поражения: здания и оборудование, люди, животный мир, растительность и т.п. Для каждой технической системы существует свой набор источников опасности, как направленных на нее, так и исходящих от нее. По мере усложнения технической системы количество источников опасности увеличивается. Обычно источники опасности объединяются в различные группы, которые служат основой для факторного анализа техногенных рисков.

В теории и практике изучения техногенных опасностей сложилось так называемое физико-химическое направление идентификации источников техногенных опасностей при аварийных ситуациях на крупных промышленных объектах. Это направление исходит из того, что при аварии или катастрофе гибель людей вызывается физико-химическими превращениями веществ, вовлеченных в аварию. Эти физико-химические превращения проявляются в виде:

разрушения, обрушения зданий и сооружений;

различных форм пожара;

разлетания осколков и фрагментов оборудования;

удара человека о неподвижные элементы конструкции;

воздействия токсичных продуктов (токсическое поражение);

прямого поражения ударными волнами (фугасное поражение).

2. Оценка потенциальной опасности оборудования установок нефтеперерабатывающих предприятий

риск авария опасность технологический

Основными опасностями, характерными для нефтеперерабатывающих предприятий, являются пожары, взрывы и токсическое заражение, но в большинстве случаев решение задач по повышению безопасности таких предприятий основывается лишь на рассмотрении взрывоопасности оборудования.

Поскольку действующие методики расчета последствий аварий во многом не согласованы и не позволяют однозначно судить об опасности опасных производственных объектов (ОПО), то наиболее перспективным, с точки зрения комплексной оценки, является интегральный параметр опасности . Хотя данный параметр учитывает поражающие факторы различные по физической природе, возникающие на разных стадиях развития аварий и весовые значения этих факторов с учетом компетентности специалистов, основными его недостатками являются разная размерность факторов, его составляющих, невозможность определения по его значениям степени опасности оборудования и отсутствие критических значений данного параметра.

Придать интегральному параметру потенциальной опасности значимость, определить его границы и в итоге реально оценить индивидуальную опасность оборудования нефтегазоперерабатывающего предприятия, используя существующую нормативно-методическую базу, позволит предложенная в виде алгоритма методика определения интегрального параметра потенциальной опасности, представленная на таблице 1.

В качестве поражающих факторов, входящих в состав интегрального параметра согласно выбраны следующие:

воздушная ударная волна, возникающая при разного рода взрывах (взрывоопасность);

тепловое излучение пожара пролива и «огненного шара» при окислительных процессах различных веществ (пожароопасность);

действие токсических веществ, участвующих в технологическом процессе (токсическая опасность). В качестве критических значений рассматриваемых поражающих факторов для приведения интегрального параметра к безразмерной величине были использованы данные работы, что позволило оценивать и сравнивать любые виды опасности и определять границы ее допустимого значения.

В качестве объектов моделирования аварийных ситуаций было выбрано оборудование типовой наружной абсорбционной газофракционирующей установки (АГФУ) газокаталитического производства нефтеперерабатывающих предприятий. Возникновение опасности на АГФУ возможно вследствие высокой плотности размещения технологического оборудования, наличием большого количества воспламеняющихся веществ, а также присутствием источников воспламенения (открытый огонь печей). План расположения оборудования АГФУ представлен на рисунке 2. С учетом рабочих параметров оборудования рассматриваемой установки рассчитаны параметры поражающих факторов, образование которых возможно при авариях на объектах такого типа. В таблице 2 представлены значения данных расчетов. Индексы аппаратов указаны согласно существующей технологической схеме (Т - теплообменное оборудование, Е - емкостное оборудование, К - оборудование колонного типа, П - печное оборудование).

Рисунок 1. Типовой план расположения оборудования АГФУ

Таблица 2. Значения основных поражающих факторов при авариях на АГФУ

Индекс аппаратаИнтенсивность теплового излучения пожара пролива, q, кВт/м2Интенсивность теплового излучения «огненного шара», q, кВт/м2Общий энерго - потенциал взрыво - опасности, кДжОтноси - тельный энерго - потенциал взрыво - опасностиБезраз - мерное давление, РхЭквивалентное количество вещества по первичному облаку, QЭ1, тЕ-82,44109,824,377Е+069,8911565,211354,32Т-150,92102,965,85Е+0850,585919,456466,29Т-19/17,4381,182,669Е+068,392809,119,26Т-197,4370,391,101Е+066,242277,401,67Т-212,9033,761,101Е+066,241246,570,13Т-201,79103,621,49Е+0832,066139,09129,27Т-221,79103,621,49Е+0832,066139,096,38Е-10,85101,891,363Е+0714,455588,6021,19Е-40,6087,575,623Е+0723,173423,054,60Е-100,6810,841,8Е+0834,15718,763,74Е-132,5416,341,8Е+0834,151282,022,29К-10,7788,411,49Е+0832,063511,186,78К-43,29108,8713,6Е+0867,019890,73134,64К-63,92108,742,04Е+0835,69700,321732,80К-73,92108,314,14Е+0845,089161,8016,12П-20,083,007,69Е+0855,41446,810,37Т-100,0957,818,13Е+0856,451972,437,56Т-130,271,015,72+0610,82767,500,88

Каждый фактор опасности, составляющий интегральный параметр, оценивается экспертным путем, согласно исследованиям, проводимым в работах . Для всех аппаратов АГФУ рассчитываются интегральные параметры потенциальной опасности, значения которых представлены в таблице 2.

Из таблицы 2 видно, что значения интегрального параметра потенциальной опасности для аппаратов одной установки изменяются от 0,10 (минимальное значение - для холодильника тощего абсорбента Т-13) до 0,77 (максимальное значение - для десорбера К-4). Таким образом, оценив потенциальную опасность оборудования АГФУ с помощью интегрального параметра можно сказать, что наиболее опасным является колонное оборудование.

Таблица 3. Интегральные параметры опасностиаппаратов АГФУ

Индекс аппарата установкиИнтегральный параметрЕ-80,43Т-150,56Т-19/10,37Т-190,33Т-210,17Т-200,49Т-220,48Е-10,39Е-40,38Е-100,22Е-130,27К-10,43К-40,77К-60,57К-70,64П-20,27Т-100,55Т-130,10Для оценки степени опасности для человека и окружающей среды каждого конкретного аппарата с соответствующим ему значением интегрального параметра необходимо определить границы опасности. За границы опасности берется значение интегрального параметра равное единице. Графически это можно отобразить в виде плоскости в отрезках (рисунок 3), представленной уравнением критической плоскости q1+q2+q3=1, которая будет ограничивать объем значений интегрального параметра от 0 до 1, где q1, q2, q3 - факторы пожароопасности, взрывоопасности и токсической опасности соответственно, при условии, что q1>0, q2>0, q3>0.

Рисунок 2. Графическое представление предельного значения устойчивости оборудования

Представленный в виде пространственной диаграммы интегральный параметр потенциальной опасности позволяет ранжировать оборудование технологической установки по степени его опасности. Основываясь на уравнении, описывающем критическую плоскость, и нормативно обоснованных значениях поражающих факторов в таблице 3, в которой рассчитанный для аппаратов АГФУ интегральный параметр потенциальной опасности расположен по убыванию его значений, выделим четыре области опасности. На рисунке 4 для наглядности области опасности показаны двумерной диаграммой, частично описывающей интегральный параметр потенциальной опасности. Так, значение интегрального параметра от 0 до 0,33 характеризует область низкой опасности, от 0,33 до 0,50 - приемлемой опасности, 0,50-0,70 - область высокой опасности, а значения от 0,70 до 1,00 - предельной опасности.

Аппараты АГФУИнтегральный параметрК-4 (десорбер для извлечения из деэтанизированного абсорбента пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракции)0,77К-7 бутановая колонна)0,64К-6 (пропановая колонна)0,58Т-15 (подогреватель сырья)0,56Т-10 (подогреватель сырья)0,55Т-20 (подогреватель сырья)0,49Т-22 (подогреватель сырья)0,49К-1 (абсорбер для извлечения газа пропан - пропиленовой, бутан-бутиленовой фракции) 0,43Е-8 (приемник рефлюкса)0,43Е-1 (отбойник конденсата)0,39Е-4 (емкость тощего абсорбента)0,38Т-19/1 (холодильник жирного газа)0,37Т-19 (холодильник пропановой колонны)0,33Е-13 (емкость орошения бутановой колонны)0,27П-2 (печь горячей струи)0,27Е-10 (емкость орошения пропановой колонны)0,22Т-21 (подогреватель сырья)0,17Т-13 (подогреватель сырья)0,10

Из таблицы 4 в соответствии с предложенной классификацией, видно, что в область низкой опасности попадают аппараты Т-13 (подогреватель сырья), Т-21 (подогреватель сырья) и Е-10 (емкость орошения пропановой колонны), а наиболее опасным оказался десорбер для извлечения пропан-пропиленовой и бутан - бутиленовой фракции, К-4, который находится в области предельной опасности. Подобное распределение аппаратов по областям вполне обосновано и определяется физико-химическими свойствами веществ, участвующих в процессах переработки углеводородов, их количеством, технологическими параметрами процессов, возможностью образования неконтролируемых реакций, способных привести к взрывам, возгораниям.

Так, количественно разграничив области опасности, получаем классификацию оборудования, которая позволяет оценивать опасность объекта по значению его интегрального параметра, что в последующем позволит оперировать опасностью на различных стадиях его жизненного цикла. Это ранжирование также может быть использовано при совершенствовании системы диагностирования и оценки текущего состояния оборудования установок нефтегазопереработки.

Представленный в виде пространственной диаграммы интегральный параметр потенциальной опасности может быть использован для определения границ варьирования значений факторов опасности. Наглядно это можно представить на рисунке 4, в качестве примера возьмем гипотетический аппарат с интегральным параметром 0,95, факторы опасности составляющие его равны

44; 0,31 и 0,20. Рассматриваемый аппарат попадает в область предельной опасности; наиболее весомым с точки зрения опасности является его пожароопасность.

Рисунок 3. Графическое представление потенциальной опасности аппарата в пространстве

Данная графическая интерпретация с разложением факторов, составляющих интегральный параметр опасности, позволяет создать наглядный инструмент для изменения их границ с целью уменьшения риска возникновения аварийной ситуации на ОПО.

Согласно , критерием, по которому максимально рассредоточиваются аппараты на нефтеперерабатывающих предприятиях, являются наибольшие значения их энергетических потенциалов. Энергетический потенциал взрывоопасности характеризует детонационный взрыв, реализация которого для объектов этой отрасли несвойственна. Используя расчетные данные по составлению интегральных параметров потенциальной опасности аппаратов АГФУ, можно визуально представить не только зоны полных разрушений, но и ситуационные планы таких поражающих воздействий аварий, как пожар пролива, «огненный шар», токсическое поражение и дефлаграционный взрыв. На рисунках 6-10 представлены зоны опасности оборудования АГФУ с указанием интегрального параметра опасности и места расположения оборудования, а также его индекса согласно технологической схеме.

Как видно из рисунков 6-10 большинство аппаратов попадают в зоны поражающего воздействия соседних аппаратов при реализации любого из рассмотренной сценариев аварий.

Рисунок 5. Зоны опасности оборудования АГФУ при реализации детонационного взрыва

Рисунок 6. Зоны опасности оборудования АГФУ при реализации дефлаграционного взрыва

Рисунок 7. Зоны опасности оборудования АГФУ при реализации токсического заражения

Рисунок 8. Зоны опасности оборудования АГФУ при реализации «огненного шара»

Рисунок 9. Зоны опасности оборудования АГФУ при реализации пожара пролива

Таблица 5. Интегральный и обобщающий параметр потенциальной опасности оборудования АГФУ

Аппа - раты АГФУИнтегральный параметрСумма интегральных параметров аппаратов, попадающих в зону опасностиОбобща - ющий интеграль ный параметрТоксическое воздейст виеПожар пролив аДефлагра - ционной взрывДетонаци - онный взрыв«Огнен - ному шару»К-40,770,700,273,12,775,0011,84К-70,641,950,585,74,195,7018,12К-60,582,340,645,73,36,918,88Т-150,562,71,024,54,657,1720,04Т-100,551,250,10,325,372,139,17Т-200,491,710,493,391,075,7012,36Т-220,491,710,491,821,135,7010,85К-10,431,04-0,771,041,694,54Е-80,431,910,396,03-5,7014,03Е-10,391,950,433,85-5,7011,93Е-40,382,570,87-0,875,7010,01Т-19/10,372,311,591,76-5,7011,36Т-190,331,701,621,33-5,7010,35Е-130,271,200,77-1,200,773,94П-20,27---1,04-1,04Е-100,221,581,03-2,290,665,56Т-210,173,900,38--3,687,96Т-130,102,410,77---3,18

Данный факт позволяет, установив количество оборудования, попадающего в зоны поражающего воздействия при возникновении различного рода аварий для каждого аппарата и подсчитав их суммарный интегральный параметр потенциальной опасности, рассчитать обобщающий интегральный параметр аппарата, значение которого будет отражать опасность оборудования по степени его влияния на дальнейшее развитие аварийной ситуации.

Анализ данных таблицы 4 позволяет судить о том, что один и тот же аппарат установки может обладать различного рода опасностью, так, колонна К-4, имеющая наибольший индивидуальный интегральный параметр потенциальной опасности, обладает обобщающим интегральным параметром среднего значения, а подогреватель сырья Т-15 с индивидуальным интегральным параметром области высокой опасности 0,56 максимально опасен с точки зрения влияния на продолжительность аварии и усугубления ее последствий. Расчет обобщающего интегрального параметра также отображает зависимость его значения отразмещения технологического оборудования на территории установки - аппараты Т-10, К-1, Е-13 отдалены от основного сосредоточения оборудования АГФУ, что сказывается на значении их обобщающего интегрального параметра, хотя их потенциальная опасность велика.

Использование предложенной в работе оценки потенциальной опасности технологического оборудования позволит заблаговременно снизить риск возникновения аварий уже на стадии его проектирования, а также разработать комплекс мероприятий по снижению потенциальной опасности на любом этапе его жизненного цикла.

3. Возможные аварийные ситуации и меры безопасности

.1 Перечень основных опасностей производства

Процесс переработки углеводородного сырья связан с обращением взрывопожароопасных сред при повышенных температурах и избыточном давлении.

Продуктами, определяющими взрывоопасность технологической установки, являются пары бензиновой, керосиновой, дизельной фракций, которые в смеси с кислородом воздуха образуют смеси, взрывающиеся при наличии огня или искры, а также нагретый выше температуры вспышки мазут.

Процесс ведется в герметичной системе под избыточным давлением и подсос воздуха в систему в рабочем состоянии невозможен.

Взрывоопасная ситуация возможна лишь при разрушении оборудования или трубопроводов в результате какого-либо повреждения, механического износа или коррозии.

Потенциальная опасность технологических блоков, где обращаются взрывопожароопасные продукты, заключается в возможности разгерметизации аппаратов и трубопроводов, проливе горючих жидких продуктов, выбросе парогазовой взрывоопасной среды, что является причиной наиболее часто встречающихся аварий при эксплуатации аналогичных установок.

Разгерметизацию системы может вызвать нарушение технологических параметров (температура, давление) с выходом их за критические значения, например, перегрев труб в трубчатой печи, превышение давления сверх расчетного в емкостном или колонном оборудовании. В свою очередь, нарушение норм технологического режима может произойти из-за отказа схем регулирования и защиты, а также в результате ошибок персонала.

Установка обеспечена в достаточной степени средствами контроля, управления и защиты при незначительной вероятности отказа защитных систем.

Существует вероятность механической разгерметизации технологических систем вследствие износа оборудования, поэтому главной задачей системы контроля, управления и защиты, включая контроль технологического персонала, является своевременное обнаружение повреждения и оперативная локализация предаварийных состояний.

Безопасность производства обеспечивается следующими мероприятиями: - оборудование имеет Разрешения Ростехнадзора России на его применение на опасном производственном объекте;

внедрена комплексная автоматизация технологического процесса с выносом информации о параметрах, характеризующих безопасную работу оборудования, на щит КИП в операторную. Кроме параметров технологических процессов на дисплеи операторов вынесена и информация, характеризующая работу оборудования;

для защиты аппаратуры от возможного превышения давления, предусмотрена установка предохранительных клапанов со сбросом среды на установку улавливания паров углеводородов через емкость Е21;

для защиты емкостного оборудования от возможности распространения пламени на дыхательных линиях установлены огнепреградители;

для исключения замерзания продуктов в зимнее время, что может явиться причиной разгерметизации трубопроводов, повреждения арматуры, насосного оборудования на установке выполнен обогрев трубопроводов с легкозастывающим продуктом (мазутом) при помощи пароспутника в общей изоляции с трубопроводом;

материальное исполнение всего оборудования, трубопроводов и их элементов соответствует условиям их эксплуатации;

для перекачки взрывопожароопасных жидкостей применены специальные насосы с уплотнениями, позволяющими в значительной степени снизить или исключить утечки перекачиваемой жидкости;

выполнено заземление всего оборудования и трубопроводов для защиты от статического электричества и вторичных проявлений молнии;

для изоляции печи при авариях печь оборудована «паровой завесой», которая автоматически включается после срабатывания сигнализации о загазованности на установке. Паровая завеса предотвращает проникновение облака взрывоопасной смеси в зону открытого огня печи; эксплуатация технологического оборудования, трубопроводной арматуры и трубопроводов, выработавших установленный ресурс, допускается при получении технического заключения о возможности его дальнейшей работы и получения разрешения в порядке, устанавливаемом Ростехнадзором;

в процессе эксплуатации установки должно быть обеспечено строгое соблюдение графиков осмотра, ремонта и технического освидетельствования аппаратов и трубопроводов в соответствии с Положением о планово-предупредительном ремонте, действующем на предприятии, а также нормативными документами Ростехнадзора.

.2 Возможные инциденты и аварийные ситуации, причины их возникновения и действия по их устранению

Основными причинами возможных аварийных ситуаций являются:

отказ в работе контрольно-измерительных приборов и системы противоаварийной защиты и, как следствие, выход параметров за пределы регламентных;

нарушение герметичности оборудования и трубопроводов или их полное разрушение;

нарушение требований норм техники безопасности при эксплуатации установки или проведении ремонтных работ;

несвоевременная ревизия и неправильная регулировка предохранительных клапанов;

неисправность заземления оборудования;

несоблюдение графиков осмотра и планово-предупредительных ремонтов;

преднамеренные действия физических лиц (диверсии).

При возникновении аварийной ситуации дежурный оператор оценивает степень аварии и принимает решение об аварийной остановке процесса или о продолжении работы. При этом оповещается руководящий инженерно-технический персонал, несущий ответственность за безопасную эксплуатацию производства. Аварийное состояние установки может возникнуть в следующих случаях:

прекращение подачи пара;

прекращение подачи электроэнергии;

прекращение подачи оборотной воды;

прекращение подачи топливного газа;

прогар труб в печи;

нарушение герметичности трубопроводов и аппаратов.

Прекращение подачи пара

При прекращении подачи пара на установку прекратится подача пара в нагревательные элементы резервуаров и аппаратов, на пароспутники и систему паротушения нагревательных печей.

выяснить причину прекращения подачи пара и, в случае невозможности возобновления подачи пара, приступить к остановке установки в соответствии с подразделом 6.2;

при длительной остановке (зимой более 1 часа) сдренировать конденсат из пароспутников, обогревов, открыть дренажи на паропроводах;

опорожнить трубопровод подачи мазута на сливо-наливной стояк и трубопровод мазута технологической установки в емкость Е21;

линии транспортирования мазута прокачать дизельным топливом. Некондиционный мазут от технологической установки собрать в емкость Е5 или другую свободную емкость пункта приема сырья, от участка сливо-наливных операций - в емкость Е21.

Прекращение подачи электроэнергии

В случае прекращения снабжения установки электроэнергией останавливаются насосы, прекращается электроснабжение приборов КИПиА, средств противоаварийной защиты, прекращается подача топлива к нагревательным печам. Останавливается паровой котел и прекращается подача пара на установку.

Остановка насосов оборотного водоснабжения и установки улавливания паров углеводородов приведет к залповому выбросу паров углеводородов и загазованности территории предприятия, что может привести к взрыву.

Для ликвидации аварийной ситуации необходимо:

проконтролировать отключение подачи топлива к горелкам нагревательных печей, вручную подать пар в камеры сгорания и на паровую завесу блока печей;

открыть вручную арматуру на сливе сырья из змеевика нагревательной печи и продуктов из кубовых емкостей;

при продолжительном отсутствии электроэнергии принять меры по опорожнению и продувке трубопроводов с высокозастывающими продуктами инертным газом (азотом) в заглубленные емкости.

Прекращение подачи оборотной воды

Оборотная вода подается на охлаждение в дефлегматор Дик холодильнику X. Прекращение снабжения установки оборотной водой приводит к резкому повышению температуры отходящих продуктов с установки, нарушению процесса конденсации паров углеводородов, к нарушению режима работы установки улавливания паров углеводородов.

Для ликвидации аварийного положения необходимо:

аварийно потушить горелки печей;

во избежание закоксовывания продуктов в печах насосы подачи сырья Н35 и Н54 использовать максимально возможное время, остановить его и затем несколько раз прокачать печи включением насоса на несколько минут;

при длительном отсутствии воды приступить к остановке технологической установки.

Прекращение подачи топливного газа

Прекращение снабжения печи установки топливным газом ведет к прекращению процесса нагрева сырья. Кроме того, прекращается выработка пара в котельной.

Проконтролировать закрытие запорной арматуры на линиях подачи газа к горелкам.

При продолжительном отсутствии топливного газа принять меры по остановке технологического оборудования в регламентированном режиме.

Прогар труб в печи

При прогаре труб в печи установка должна быть аварийно остановлена, для чего необходимо:

проконтролировать отсечку подачи топливного газа в соответствующую печь. Остановить насос, подающий продукт в печь. Перекрыть задвижку на нагнетании насоса, затем закрыть задвижки на входе и выходе из печи;

освободить змеевик печи по аварийному сбросу в емкость Е21. Продуть змеевик и камеру печи паром;

приступить к остановке технологического оборудования, если дальнейшая работа установки невозможна, или переключить работу установки на резервную печь.

Нарушение герметичности аппаратов и трубопроводов

При нарушении герметичности аппаратов и трубопроводов, выбросе жидких продуктов или их паров, грозящем пожаром и отравлением обслуживающего персонала, установка должна быть аварийно остановлена, для чего необходимо:

отключить поврежденный трубопровод или аппарат от остальной системы, откачать, если возможно, из него продукт или слить продукт в заглубленную емкость Е21;

если без отключенного аппарата или участка трубопровода нормальная работа установки невозможна, приступить к нормальной остановке установки. Если работа установки при этом возможна, продолжить работу при постоянном контроле содержания паров взрывоопасных продуктов в рабочей зоне. При достижении 20% НКПР на открытой площадке приступить к остановке установки;

ликвидировать последствия разлива или выброса продукта. Подготовить поврежденный участок к ремонту.

.3 Меры безопасности при эксплуатации производственного объекта

.3.1 Меры безопасности при продувке оборудования инертным газом

Для продувки горелочного устройства печи П47 и установки улавливания паров углеводородов Х29 используется азот от стационарной баллонной установки Х53. Для продувки оборудования и трубопроводов при выводе установки на рабочий режим после длительной остановке или после ремонта необходимо использовать азот из временно устанавливаемых баллонов. Возможно получение азота от арендуемой передвижной газификационной установки.

При длительной остановке производства, а также при остановке, выполняемой с целью проведения осмотра и ремонта оборудования, после освобождения оборудования и трубопроводов от продуктов выполняется продувка острым паром давлением 65 кПа. Перед проведением ремонтных работ после продувки паром выполняется продувка азотом из баллонов до получения отрицательного результата на взрываемость.

3.2 Требования к надежности электроснабжения, системе управления, сигнализации и противоаварийной автоматической защите технологического процесса

Электроснабжение установки выполнено от двух независимых источников: рабочего - от комплектной трансформаторной подстанции и аварийного - от дизельной электростанции АД-20С-Т400-2РМ со второй степенью автоматизации (с автоматическим пуском).

При аварийном режиме (отсутствии напряжения с ТП) мощность ДЭС достаточна для электроснабжения потребителей котельной и исполнительных механизмов запорной арматуры, входящей в состав системы противоаварийной защиты.

При прекращении подачи электроэнергии от основного источника срабатывает автоматическое включение резерва (АВР) и двигатели автоматически переключаются на питание от второго источника.

Электродвигатели насосов на период работы АВР могут останавливаться. Эти электродвигатели персонал обязан включать повторно.

Второй источник электроснабжения обеспечивает работу технологического процесса в режиме ожидания, а при длительном отсутствии напряжения на ТП - безаварийную остановку производства.

Кроме того, по первой категории по надежности обеспечивается электроснабжение системы контроля аварийных параметров состояния технологической системы.

Технологический процесс предусматривает:

комплексную механизацию, автоматизацию, применение дистанционного управления технологическим процессом и операциями;

автоматическую систему противоаварийной защиты ПАЗ, предупреждающую образование взрывоопасной среды, обеспечивающую возможность дистанционного отключения насосов и электрозадвижек. Система ПАЗ выдает световой и звуковой сигналы при максимально и минимально аварийных параметрах процесса на узлах. Световой сигнал сообщает о состоянии электрозадвижек (открыто, закрыто).

.3.3 Основные требования по пожарной безопасности производства

Обслуживающий персонал установки должен знать и выполнять следующие правила противопожарной безопасности:

территория предприятия должна постоянно содержаться в чистоте и порядке. Горючие отходы должны собираться в металлические контейнеры, размещаемые на площадке временного складирования отходов, и систематически вывозиться с территории предприятия;

в летнее время вся территория должна убираться от травы с последующим удалением ее с территории;

системы пожаротушения перед наступлением холодов должны проверяться на исправность и проходимость;

в зимнее время огнетушители должны находиться в отапливаемых помещениях, но вдали от отопительных приборов;

не допускать загромождения и загрязнения дорог, проездов, подъездов, подступов к противопожарному оборудованию, средствам пожаротушения, сигнализации и связи;

обслуживающий персонал должен знать правила пользования огнетушителями, помнить, что электрооборудование можно тушить только углекислотными огнетушителями;

разведение огня (костра), выжигание травы, сжигание мусора на территории установки запрещается;

для курения на территории установки отводится специально оборудованное для этой цели место с урнами и бочками с водой и песком;

отогревание застывших трубопроводов и аппаратуры при помощи огня запрещается. Отогревание разрешается проводить только паром или горячей водой на отключенных участках;

колодцы должны быть закрыты крышками и засыпаны слоем песка не менее 10 см;

запрещается въезд автомашин, тракторов и других видов транспорта на территорию предприятия без письменного разрешения начальника установки, старшего оператора с записью в вахтовом журнале;

в период ремонта огневые работы проводятся по специальному наряду-допуску, утвержденному главным инженером, только после выполнения подготовительных мероприятий и получения положительных анализов воздуха в местах проведения огневых работ. Содержание углеводородов не должно превышать допустимых концентраций по санитарным нормам. При возникновении загорания тушить его огнетушителями, песком, кошмой и другими имеющимися средствами пожаротушения;

обслуживающий персонал установки должен следить за наличием и исправностью средств пожаротушения и обязательно при приеме и сдаче смены передавать их по вахте.

Возможные пути распространения пламени и пути эвакуации персонала:

Пропитанная нефтепродуктом изоляция, розливы нефтепродукта по территории установки, пропуски нефтепродукта через уплотнения запорной арматуры, насосов, фланцевых и резьбовых соединений являются причиной распространения огня, как в закрытых помещениях, так и на открытых площадках.

При разгерметизации насоса (пропуск уплотнения, прокладки на трубопроводе и т.п.) или трубопровода (пропуск фланцевого соединения, разрыв сварного шва и т.п.) и при наличии источника огня, пламя может распространяться и на другие трубопроводы, насосы, электродвигатели, оказавшиеся в зоне высоких температур, что может привести к деформации указанного оборудования, которое может стать новым источникам огня и способствовать распространению пожара на все производственные участки.

Основным фактором распространения пламени является давление в источнике, в результате разгерметизации которого происходит поступление нефтепродукта в зону загорания. На открытых площадках определяющими факторами распространения пламени являются направление ветра и источник нефтепродукта.

При аварийной ситуации с установки удаляются все присутствующие, за исключением технологического персонала, который извещает соответствующие службы об аварии и действует в соответствии с ПЛАС (принимает меры к ликвидации аварии, пожара, встречает пожарную часть, знакомит их с создавшейся ситуацией на объекте и т.д.).

Для эвакуации людей с открытых технологических установок имеются маршевые лестницы по всей высоте оборудования.

Наличие двух подъемов и спусков на обслуживающих площадках емкостного парка обеспечивает безопасную эвакуацию людей с объекта во время аварии.

.3.4 Методы и средства защиты работающего персонала от производственных опасностей

Для предупреждения взрыва и пожара на производственных площадках установлены газосигнализаторы, реагирующие на наличие паров углеводородов в воздухе рабочей зоны. Предусмотрен непрерывный автоматический контроль и сигнализация достижения 20% НКПР паров углеводородов на открытых площадках и 10% НКПР паров углеводородов и метана в помещении 102 корпуса 15 (печное отделение).

В помещении 102 корпуса 15 выполнен контроль содержания окиси углерода с сигнализацией при достижении 1ПДК СО.

При выборе методов и средств контроля содержания токсичных веществ в воздухе рабочей зоны следует руководствоваться требованиями раздела 4 ГОСТ 12.1.005-78*.

При выборе методов и средств контроля содержания взрывоопасных веществ в воздухе рабочей зоны следует руководствоваться спецификой возможных утечек и ТУ-ГАЗ-86 «Требования к установке сигнализаторов и газоанализаторов».

Все средства контроля и измерения должны проходить метрологическую поверку в установленные сроки (не реже одного раза в год) в соответствии с методиками, установленными Федеральной службой по техническому регулированию и метрологии (Госстандартом РФ).

.3.5 Дополнительные меры безопасности при эксплуатации производства

Выброс продуктов в рабочие зоны возможен при нарушении технологического режима, неисправности оборудования, арматуры, средств контроля и автоматики, в результате разгерметизации фланцевых соединений, разрывов трубопроводов, что является аварийной ситуацией.

Для ограничения разлива продуктов в случае аварийной разгерметизации оборудования предусмотрены следующие устройства:

твердое покрытие с ограждающими бортиками высотой 200 мм и приямками на наружных установках;

твердое покрытие с ограждающими бортиками высотой 600 мм и приямком на установке гидроочистки сырья;

твердое покрытие с ограждающими стенами высотой 1000 мм и приямками в резервуарном парке;

свободные емкости для приема продуктов из рабочих емкостей в случае их разгерметизации.

При значительном разливе на наружных установках жидкость откачивается из приямка поддона при помощи переносного насоса ГНОМ в бочку или в свободную емкость резервуарного парка для последующей переработки.

Незначительный пролив нефтепродуктов дважды засыпается песком. После каждой засыпки место пролива зачищается с уборкой загрязненного песка в закрывающуюся металлическую тару и направляется на утилизацию в специализированную организацию.

Это просто так, пусть будет, интересная и полезная информация!

Техногенный риск, экологический риск. Классификация рисков по источникам их возникновения и поражающим объектам. Оценка экологического риска на основе доступных данных. Особенности управления риском в экстремальных условиях.

Техногенный риск – выражает вероятность аварии или катастрофы при эксплуатации машин, механизмов, реализации технологических процессов, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.

Экологический риск – выражает вероятность экологического бедствия, катастрофы, нарушения дальнейшего нормального функционирования и существования экологических систем и объектов в результате антропогенного вмешательства в природную среду или стихийного бедствия. Нежелательные события экологического риска могут проявиться как в зонах вмешательства, так и за их пределами.Экологические риски классифицируются и характеризуются по следующим видам:

Индивидуальный. Объектом этого экологического риска является непосредственно человек. Он же, вернее его источники жизнедеятельности и являются источником риска. В результате этого экологического риска человеку могут быть нанесены травмы, человек может заболеть, причинена инвалидность или смерть.

Технический. Объектом такого риска являются различные технические объекты и системы. Несовершенство техники и нарушения правил эксплуатации таких объектов могут привести к авариям, взрывам и катастрофам.

Экологический. Экологические системы так же могут быть объектом экологического риска. Его источником может стать вмешательство человека в условия природной среды данной местности или региона в целом.

Социальный экологический риск имеет своим объектом устоявшуюся социальную группу. Его источником может стать чрезвычайная ситуация и снижение качества жизни. В результате в социальной группе могут произойти следующие нежелателдьные события – групповые травмы, заболевания, рост сметронсти.

Экономический . Материальные ресурсы так же могут стать объектом экологического риска. Это может произойти в результате повышенной опасности производства или неблагоприятные условия природной среды для его организации. Этот экологический риск оценивает возможность увеличения затрат на безопасность и возможный экологический ущерб от недостаточной защищенности.

Классификация рисков по источникам их возникновения и поражающим объектам :

По источникам воздействия различают риски:

1. природные (природа, включая космос);

2. техногенные (техносфера);

3. социальные (общество, биосфера);

4. политические (государство, мировое сообщество);

5. экономические (экономика, бизнес).

По поражающим объектам вид риска:

1. Индивидуальный (человек, его здоровье) - снижение работоспособности, заболевание, травма, летальный исход);

2. Социальный (общество, население) – социальные потери;

3. Технический (объекты техносферы) - повреждение, разрушение, прекращение функционирования;

4. Экономический (организации, их финансовое состояние) - потери имущества, капитала, выпускаемой продукции, ожидаемой выгоды;

5. Стратегический (государство, его стабильное функционирование) - вред жизненно важным интересам личности, общества, государства

6. Экологический (ОПС) - загрязнение воды, воздуха, почвы, разрушение экологических объектов и систем, причиняющие вред нынешнему поколению людей и подрывающие основы для развития будущих поколений.

Оценка экологического риска на основе доступных данных:

Оценка экологического риска - это научное исследование, в котором факты и научный прогноз используются для оценки потенциально вредного воздействия на окружающую среду различных загрязняющих веществ и явлений. Оценка включает в себя распознавание, измерение и характеристику угроз состоянию окружающей среды, здоровью и жизни людей. При этом выявляются факторы, значения которых превышают нормативные уровни.

Существуют 4 подхода к оценке риска:

1. Инженерный – опирается на статистику поломок и аварий, на вероятностный анализ безопасностей: построение и расчет деревьев событий и деревьев отказов. С помощью первых предсказывают, во что может развиться отказ техники, а деревья отказов, наоборот, помогают проследить все причины, способствующие вызвать какие-то нежелательные явления. Когда деревья построены, рассчитывается вероятность реализации каждого из сценариев (каждой ветви), а затем – общая вероятность аварии на объекте.

2. Модельный – построение моделей воздействия вредных факторов на человека и ОС. Эти модели могут описывать как последствия обычной работы предприятий, так и ущерб от аварий на них.

Эти 2 подхода основаны на расчетах, однако для таких расчетов не всегда хватает надежных исходных данных. В этом случае приемлем 3 и 4 подход:

3. Экспертный – вероятности различных событий, связи между ними и последствия аварий определяют не вычислениями, а опросом опытных экспертов.

4. Социологический – исследуется отношение населения к различным видам риска, например с помощью социологических опросов.

Особенности управления риском в экстремальных условиях:

Управленческая деятельность в экстремальных ситуациях предполагает преодоление ряда трудностей. Во-первых, социальная, экологическая и любая другая самоорганизующаяся система, попадая в экстремальную ситуацию, неизбежно сталкивается с дефицитом управленческого потенциала, во-вторых, для эффективного управления системой и ее компонентами в экстремальной ситуации необходимы дополнительные, зачастую весьма значительные, ресурсы – материальные, финансовые, людские и т.п., а их в таких условиях катастрофически не хватает.

Первая особенность в управлении в экстремальных условиях (ЧС): осознание и предупреждение опасности. Опасность, исходящая от крупных технических объектов, во многих случаях недооценивается, что снижает эффектив­ность предаварийной управленческой деятельности (пример - «Титаник», «ЧАЭС»). Вторая особенность : небрежность персонала (ошибки и нарушения) обслуживающего слож­ные технологические системы. Третья особенность: почти полное неведение большинства населения, попадающего в экстремальные ситуации.

Одним из существенных направлений в процессе оптимизации управленческой деятельности в экс­тремальных ситуациях становится резкое снижение пресса секретности вокруг промышленных объектов, а также связанное с этим разъяснение окружающему населению степени реального риска от их эксплуатации и обучение основным приемам по­ведения в случае возникновения опасности, поскольку только активно действующие люди способны преодолеть в возможно короткие сроки негативные послед­ствия экстремальной ситуации. Эффективное управленческое действие в экстремальных ситуациях возможно только в тех случаях, когда оно базируется на оперативной, достоверной и прав­дивой информации о масштабах, угрозах и последствиях чрезвычайных обстоятельств, в которых оказались люди в результате возникновения такой ситуации.

Методы снижения экологического риска от загрязнения окружающей среды. Размещение промышленных объектов. Методы очистки атмосферы, водных объектов. Твердые отходы и их переработка. Ресурсосбережение и комплексное использование сырья.

Размещение промышленных объектов:

Промышленные предприятия размещают на основе схем или проектов районной планировки, что позволяет обоснованно осуществлять выбор площадки для строительства с учетом населенных мест и промышленных районов. При размещении промышленных предприятий учитывают связи с другими предприятиями. Строительство промобъектов не допускается на территориях, где имеются полезные ископаемые, шахты, расположены памятники культуры и архитектуры, а также ООПТ.

Между зданиями должны соблюдаться расстояния, называемые разрывами, минимально допустимые величины которых определяются санитарными и противопожарными нормами. Для передвижения рабочих и служащих по территории промышленного предприятия создают сеть пешеходных и транспортных путей, обеспечивающую безопасность и удобство движения людей и транспорта.

Озеленение очищает воздух и имеет большое оздоровительное значение, а также защищает от ветров и городского шума. Площадь озеленения должна составлять не менее 40% территории микрорайона. В целях предотвращения загрязнения территорий жилых зон, а также для нейтрализации вредных воздействий производственных объектов устанавлива­ются санитарно-защитные зоны со специальным режимом вокруг промышлен­ных предприятий для отделения их от жилых районов (от 50 до 1000 м в зави­симости от класса вредности промышленного объекта) с обязательным поясом зеленых насаждений.

Методы очистки атмосферы:

Методы очистки отпылевых выбросов :

по способу улавливаний пыли аппараты бывают сухой (циклоны, пылеосадительные камеры – под действием инерционных сил и F т), мокрой (скрубберы – путем промывки), фильтрационной (фильтры), и электрофильтрационной очистки (электрофильтры – под действием эл./статических сил).

Существующие методы очистки можно разделить на две группы: некаталитические (абсорбционные и адсорбционные) и каталитические (с использованием катализаторов).

Очистка газов от СО 2 :

а) Абсорбция водой. Простой и дешевый способ, однако эффективность очистки мала, так как максимальная поглотительная способность воды – 8 кгСО 2 на 100 кг воды.

б) Поглощение растворами этанол-аминов (NH 2 -СН 2 -СН 2 -ОН).

в) Холодный метанол (СН 3 ОН) является хорошим поглотителем СО 2 при -35°С.

г) Очистка цеолитами - используются молекулярные сита типа СаО.

Очистка газов от СО:

а) Дожигание на Pt/Pd катализаторе: 2СО + О 2 → 2СО 2 .

б) Конверсия (адсорбционный метод): СО + Н 2 О → СО 2 + H 2 .

Очистка газов от SO 2 :

А) Метод нейтрализации:

а) известковый метод - основан на поглощении SO 2 раствором соды или извести.

б) содовый – в качестве абсорбента используют раствор соды (Na 2 CO 3).

в) магнизитовый – использование абсорбента MgO.

г) цинковый – поглощение суспензии цинком (ZnO).

д) аммиачные методы - основаны на взаимодействии SO 2 с водным раствором сульфита аммония. Образовавшийся бисульфит легко разлагается кислотой.

Б) Каталитические методы: основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности катализаторов: пиролюзитный метод - окисление SO 2 кислородом в жидкой фазе в присутствии катализатора - пиролюзита (МnО 2); метод может использоваться для получения серной кислоты.

Очистка от соединений азота:

NH 3 и амины поглощаются водой, но т.к. на раствор сильно влияет температура, на практике используется 2-х стадийная очистка газов. На 1-й стадии газы охлаждаются до t 0 =30-50 0 C, затем промывают в водяном скруббере. Следы аминов эффективно удаляются активир.углем.

Выделяют окислительные методы:

а) Окисление озоном в жидкой фазе: NO+O 3 +Н 2 О=НNО 3 .

б) Окисление кислородом при высокой температуре: NO+О 2 =NО 2 .

Очистка от хлора:

Применение щелочного раствора Cа(ОН) 2 +Сl 2 =СаСl 2 +Са(СlО) 2 +Н 2 О

НСl поглощают водой, либо каталитически превращают в хлор.

Дезодорация:

Чаще для нее применяется адсорбция активир. углем . Если в газах присутствуют ароматические углеводороды, то во избежание образования копоти в систему вводят пар или О 2 .

Методы очистки водных объектов:

Делят на деструктивные – сводятся к разрушению загрязняющих веществ путем их окисления или восстановления. Образующиеся при этом продукты распада удаляются из воды виде осадков или остаются в форме растворимых минеральных солей (парофазное, каталитическое окисление, электрохимическая очистка и др.) Регенеративные – позволяют извлекать из воды загрязняющие вещества, иногда ценные.

А) Очистка от взвешенных частиц:

Крупные частицы, размером более 15-20 мм задерживают методом процеживания. На пути движения сточных вод устанавливают разнообразные решетки, сетки, сита. После процеживания сточная вода попадает в песколовки для отделения более мелких примесей под действием силы тяжести или центробежной силы. Осадок с помощью скребков смещается в бункеры. Для выделения более мелких взвесей используется метод отстаивания (удаляет до 80-90% взвеш-х веществ).

Б) Физико-химические м/ды:

Для удаления из сточных вод тонкодисперстных нерастворимых взвесей применяют флотацию: основан на различной смачиваемости частиц. В резервуар с очищаемой водой снизу подают воздух, пузырьки которого адсорбируются на поверхности частиц извлекаемого в-ва и выносят его на поверхность. Для усиления флотационного эффекта добавляют ПАВы. Степень очистки до 98%.

Метод адсорбции:

Очищаемую воду пропускают через фильтр, загруженный сорбентом, или добавляют в нее измельченный фильтр (гранулированный или порошкообразный активированный уголь). Эффективность очистки до 95%.

Ионно-обменная очистка :

Использование ионитов – глиняные породы, обладающие развитой структурой с микропорами различных размеров. Используют при обесцвечивании воды, удалении неорганических примесей, хлор-органики, пестицидов и ПАВ.

Метод экстракции:

Очистка сточных вод от фенолов, масел, органических кислот. В качестве экстрагентов применяется бензол, сероуглерод, 4-х хлористый углерод.

В) Химические методы очистки:

Коагуляция:

Процесс укрупнения дисперсных частиц и объединение их в агрегаты под влиянием физ. или хим. процессов, протекающих в растворе или под влиянием внесенных в раствор в-вв коагулянтов (соли Fe, Al). Для коагулянтов применяются в-ва, обладающие высокими адсорбционными свойствами (глина, зола).

Флокулция:

Процесс агрегации взвешенных в-вв при добавлении в сточные воды ВМС. Он позволяет снизить дозы коагулянтов и ускорить процесс сточных вод. Флокуляцию проводят для интенсификации процесса образования хлопьев Al(OH) 3 и Fe(OH) 3 . И увеличивают скорость их осаждения.

Г) Биологические методы очистки:

Применяются для обработки стоков, содержащих органические в-ва в растворенном и тонкодисперсном виде.

Аэробный метод:

Основан на использовании аэробных групп микроорганизмов, для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и темп-ра 20-40 0 . Аэробные процессы протекают в аэротенках (наполненных активным илом) и биофильтрах (сооружения с сыпучим материалом, на котором перед пуском вод создается активная биопленка, состоящая из микроорганизмов, водорослей, личинок насекомых). Эффективность очистки до 80%.

Биохимическая очистка вод в естественных условиях:

Протекает в почве или воде с участием естественных процессов. Почвенная очистка протекает на земледельных полях орошения, совмещенная с возделыванием с/х культур или без них (последнее- поля фильтрации). Биопруды – в них аэробная оксидация является процессом минерализации органики под действием бактерий, живущих в воде.

Твердые отходы и их переработка:

Отходы производства и потребления – остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, образовавшихся в процессе производства и потребления, а также продукция, которая утратила свои потребительские свойства.

Переработка отходов – технологическая операция или их совокупность, в результате которых из отходов производства 1 или несколько видов товарной продукции.

Методы переработки отходов разделяют на 2 группы: ликвидационные (свалки, полигоны) и методы, позволяющие полностью или частично использовать вторичные ресурсы .

Для переработки ТБО (твердые бытовые отходы) применяют:

1) Сжигание в печах при высокой температуре:

При сжигании образуется большое количество золы и газообразных соединений, в т.ч. токсичных, поэтому мусоросжигательные печи должны быть оснащены системой газопылевой очистки. Такие заводы рентабельны, если они попутно вырабатывают пар и электроэнергию.

2) Компостирование – получение органических удобрений при разложении растительных и животных остатков микроорганизмами. Для их приготовления используют навоз, помет птиц и ТБО. Наиболее совершенным считается процесс непрерывного компостирования во вращающемся барабане. Процесс протекает с выделением тепла, вследствие чего ТБО измельчивается до частиц 1-2-мм.

3) Пиролиз – процесс термического разложения отходов при их частичном сжигании или непосредственном контакте с продуктами сгорания топлива как с участием кислорода, так и без него.

Ресурсосбережение и комплексное использование сырья:

Речь пойдет о малоотходном и безотходном производстве (БОТ). БОТ – это такое производство, результаты которого при воздействии на ОС не превышают уровня допустимого сан-гиг. нормами. При этом по техническим, экономическим и организационным причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное хранение или захоронение.

Безотходные технологии затрагивают не только производственный процесс, но и конечную продукцию, которая должна характеризоваться:

а) долгим сроком службы изделия и возможностью многократного использования;

б) простотой ремонта;

в) легкостью возвращения в производственный цикл или переведене в экологически безвредную форму.

Схема БОТ: спрос готовый продукт сырье.

Препятствия для организации БОТ: затраты энергии, износ материалов, их рассеивание в ОС.

Радикальны средства уменьшения количества отходов:

1. Создание новых и совершенно действующих технологий и схем (исп-е энергосбер. ламп);

2. Создание замкнутых газо- и водооборотных циклов;

3. Кооперирование предприятий, создание территориально производственных комплексов (ТПК), когда отходы одного предприятие являются сырьем для другого.

1.Цель, задачи, структура и содержание курса «Техногенные системы и экологический риск»

Понятие «Техногенный» означает возникший в результате технической и технологической деятельности людей, которая по смыслу не может быть бесцельной и бессистемной. В то же время техногенные системы представляют опасность для человека. Мера опасности выражается в степени риска. Слово «риск» обозначает возможную опасность либо действие наугад в надежде на удачный исход. В настоящее время, в большинстве случаев, под риском понимается - возможная опасность потерь, связанных со спецификой тех или иных явлений природы и видов деятельности человеческого общества. Бесчисленному множеству техногенных систем соответствует бесчисленное множество разновидностей риска. На урбанизированных территориях противоречия между потребностями человеческого общества и природной средой особенно обостряются, что приводит к возникновению и увеличению экологического риска, обусловленного как хроническим ухудшением состояния и качества окружающей среды, так и острыми разрушительными для

нее последствиями. Экологический риск может быть связан с любой технической системой и служит количественной мерой экологической безопасности жизненно важных интересов людей, поэтому задача оценки и управления таким риском во всем мире рассматривается как одна из

наиболее важных составляющих проблемы устойчивого развития.

Потенциальную опасность для человека представляют все природно-антропогенные системы, где циркулируют потоки энергии и перераспределяются активные химические и биологические компоненты, а также возникают такие изменения в составе и строении окружающей среды, которые способны угрожать жизни и здоровью людей. Поэтому любые виды хозяйственной деятельности должны иметь установленные федеральными и региональными законами

экологические обоснования, цель которых - доказать допустимость воздействий в рамках действующих нормативных экологических ограничений для качества основных компонентов окружающей среды, обеспечить предупреждение ЧС и минимизацию их последствий, создать условия для безопасного функционирования технических систем и сохранения здоровья людей. Теоретические основы курса «Техногенные системы и экологический риск» опираются на положения теории экологической безопасности, фундаментальными составляющими которой являются, наряду с теорией риска, устойчивость экосистем различного уровня иерархической организации, их индикаторный отклик на природно-климатические и антропогенные воздействия и закономерности восстановления биоты при компенсации угнетающих факторов или при снятии нагрузок. Немалое место занимают идентификация вредных воздействий, вопросы мониторинга и экологического нормирования.

Цель курса - формирование представлений о принципах создания, функционирования и безопасного развития главных разновидностей техногенных систем, их взаимодействия с природными геосистемами, величине и последствиях антропогенного воздействия на окружающую среду, усвоение приемов и методов количественного риск- анализа возможных негативных последствий как от систематических воздействий техногенных систем, так и воздействий, связанных с аварийными ситуациями.

В курсе дается представление об окружающей среде, изменяющейся под влиянием природных и антропогенных факторов, как систематического характера, так и при аварийных и катастрофических экстремальных их проявлениях. Оценка экологического риска раскрывается как методология количественного определения разнородных опасностей и основа прогнозирования опасного развития и принятия решений. Рассматриваются нормативно-организационные,

технологические и экономические методы обеспечения безопасности человека и окружающей среды.

Задачами освоения дисциплины являются:

 понимание о том, что мир техногенных опасностей познаваем и что у человека есть достаточно средств и способов защиты от них;

 ознакомление с уровнями допустимых воздействий, негативных факторов на человека и окружающую среду, научить оценивать негативные воздействия и последствия, возникающие при нарушении нормативных требований;

 понимание того, что анализ экологического риска должен охватывать все этапы – от создания до «захоронения» исчерпавшей себя технологии вплоть до устранения вредных последствий ее использования;

 обучение методам идентификации опасности антропогенного происхождения, методам качественного и количественного оценивания экологического риска, приемам анализа всей доступной и достоверной информации и сопоставления различных точек зрения в процессе принятия решений;

 ознакомление с методами прогнозирования развития и оценки последствий аварийных и чрезвычайных ситуаций;

 вооружение знаниями для принятия мер по ликвидации последствий аварий, катастроф.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

9. Системы контроля и диагностирования оборудования добычи нефти и газа, магистральных газонефтепроводов

10. Анализ риска

11. Оценка риска

12. Основной метододический инструментарий

13. Управление риском

14. Критерии управления риском

1. Особенности рисков, связанных с техногенными объектами

Быстрое развитие техногенных объектов является неотъемлемой чертой современного этапа развития человечества. Их эксплуатация позволяет решать многочисленные задачи повышения уровня и качества жизни людей, обеспечения безопасности индивидуумов, сообществ и государств. В то же время сооружение, эксплуатация и демонтаж техногенных объектов в свою очередь порождают факторы опасности, обусловливающие возможность негативного воздействия на людей и окружающую природную среду. Многие экологические проблемы современности связаны с резким ростом производства и потребления энергии, использованием ядерной энергии, экстенсивным использованием вредных химический веществ.

Бурное развитие промышленности во второй половине двадцатого века, повлекшее за собой очевидное загрязнение окружающей среды, а также ряд катастроф на техногенных объектах, приведших к человеческим жертвам, выдвинули вопросы техногенной безопасности на передний план, привлекая внимание как законодательных и регулирующих органов, так и широкой общественности и чутко реагирующих на изменения общественного мнения политиков.

Первым и очевидным побуждением было требование сделать техногенные объекты "настолько безопасными, насколько это практически достижимо" (в западной литературе это получило название принципа ALAPA.

Это требование нашло отражение в законодательных и нормативных документах многих промышленных стран (в том числе и СССР). При этом снижение опасности достигалось главным образом экстенсивным путем, за счет введения специальных систем безопасности, что вело к повышению уровня затрат на техногенные объекты.

Постепенно становилось все более ясно, что принцип "чем больше, тем лучше" применительно к системам промышленной безопасности отнюдь не является оптимальным. Действительно, чем больше тратится средств на технические системы безопасности, тем меньше их остается (в силу ограниченности ресурсов общества) на здравоохранение и повышение качества жизни. Снижение техногенной опасности до нуля вообще невозможно, так как это предполагало бы прекращение всей промышленной и сельскохозяйственной деятельности. Поэтому в современных условиях все большее предпочтение отдается принципу разумной оптимизации затрат на промышленную безопасность, известному также как принцип ALARA, в соответствии с которым следует стремиться к обеспечению уровня воздействия на население и окружающую среду "настолько низкого, насколько это разумно достижимо" с учетом экономических и социальных факторов. При этом обеспечивается распределение затрат, обеспечивающее наибольший выигрыш общества.

Эффективным инструментом оптимизации затрат в обеспечение безопасности является анализ риска и установление уровня приемлемого риска. В этой связи следует отметить, что впервые вопросы приемлемого риска применительно к космонавтике были разработаны и нашли практическое применение в России (Советском Союзе). Один из наиболее перспективных методов анализа риска -- вероятностный анализ безопасности (ВАБ). ВАБ давно уже с успехом применяется при разработке отечественных космических систем (космические аппараты и пусковые системы). В США методы ВАБ в космонавтике стали широко использовать только после гибели американского космического корабля "Челленджер".

Техногенная деятельность порождает целый спектр опасностей различного вида, дифференцируемых по типу опасных факторов и характеру наносимых их действием повреждений: химические, пожарные, радиационные и т.д. Кроме того, деятельность техногенных объектов порождает экологические и социально-психологические опасности. Поскольку техногенные объекты являются элементами экономики, их деятельность (или прекращение оной) связана с вопросами экономической безопасности.

Для значительной части членов общества риск, связанный с деятельностью техногенных объектов, является вынужденным, обусловленным решениями, принятыми без их участия и прямого согласия.

Высокая концентрация техногенных объектов на ограниченной территории усугубляет опасность аварий, так как усиливает синергетические эффекты вредных воздействий.

Проблемы, возникающие в связи с использованием техногенных объектов, обусловлены как их непосредственным и постоянным воздействием на людей и окружающую среду, так и с наличием вероятности усиления имеющихся негативных воздействий и появления новых вредных факторов в результате нарушения правильных условий эксплуатации или возникновением аварийных ситуаций. В связи с этим возникают критические вопросы:

2 - до какого уровня целесообразно снижать риск, который считается условно допустимым, и как сбалансировать это снижение с точки зрения получаемых выгод и сделанных затрат.

Ряд государств ввели или намерены ввести политику управления риском в рамках общей политики в сфере безопасности. Такая политика осуществляется по двум направлениям: политика, ориентированная на воздействие, и политика, ориентированная на источник.

Политика, ориентированная на воздействие, должна исходить из целей, сформулированных по отношению к качеству окружающей среды. Ее конечная цель -- такое состояние окружающей среды, когда нельзя ожидать никаких вредных воздействий на людей, животных, растительность и продукты, вызванных порожденными техногенной деятельностью загрязнением или физическими воздействиями. Эта цель слишком абстрактна, чтобы служить руководством для управления риском и, особенно, чтобы успешно противостоять направленной на максимальный экономический результат техногенной деятельности. Поэтому необходимо сделать этот требуемый уровень безопасности понятным, количественно оценив концентрации вредных веществ в воде, почве и воздухе, или уровень воздействия на организмы, или результаты действия шума, радиации, тяжелого запаха, или уровень опасности, которая считается незначительной с точки зрения экологии. Этот тем или иным образом оцененный и выраженный уровень принимают за целевое значение.

В большинстве случаев (концентрации веществ и т.д.) целевое значение представляется достижимым только в далекой перспективе. В такой ситуации к целевому значению следует двигаться постепенно, в несколько стадий. Это можно делать с помощью стандартов безопасности, которые можно реализовать в краткосрочной или ближнесрочной перспективе, и которые обоснованно гарантируют, что риск остается ниже максимально допустимого уровня. Такие стандарты безопасности -- результат компромисса между желательными значениями и тем, что реально достижимо технически, экономически или в каком-либо другом отношении (например, с точки зрения перспективы использования земли). Диапазон значений риска, в котором может иметь место этот компромисс, ограничен, с одной стороны, уровнем, при котором риск для людей, животных, растений, продуктов и т. д. максимально допустимый, а с другой стороны -- уровнем, при котором риск пренебрежимо мал. Таким образом, политика, ориентированная на воздействие, должна определить предел, до которого должны быть снижены полная эмиссия вредных газов в атмосферу, захоронение вредных веществ и другие виды потенциально опасных проявлений техногенной деятельности.

Формулируя политику, ориентированную на источник, следует определить, какие категории источников вредных факторов могут создавать нежелательные воздействия, и насколько велик вклад каждой из этих категорий. Целью является наиболее целесообразное распределение усилий по снижению этих воздействий, основанное на учете вклада каждого загрязнения в полную опасность. Распределение усилий по контролю загрязнения атмосферы нефтеперерабатывающими заводами, электростанциями, сельским хозяйством и транспортом -- пример этого.

2. Основные типы природно-техногенных аварий и катастроф

На основе анализа последствий и периодичности природно-техногенных аварий и катастроф можно выделить их следующие классы: планетарные, глобальные, национальные, региональные, местные, объектовые (табл. 1.1.8.). По мере развития человечества и его возможностей в промышленной и военной сферах все больше возрастают риски переходов к наиболее тяжелым авариям и катастрофам.

Планетарные катастрофы с возможностью гибели жизни на Земле связываются с такими катастрофическими природными явлениями, как столкновение Земли с крупными астероидами, имеющими скорости движения до 80 км/сек, а также с полномасштабными военными действиями с применением современного ядерного, термоядерного и химического оружия массового поражения. В табл. 1.1.9. показаны основные характеристики глобальных, национальных, региональных, местных и объектовых катастроф.

Глобальные катастрофы могут затрагивать территории ряда сопредельных стран; периодичность таких катастроф оценивается в 30 - 40 лет и более, число пострадавших в них достигает более 100 тыс., а экономический ущерб может превышать 100 млрд. долл. Такие последствия связываются с крупномасштабными техногенными катастрофами на ядерных реакторах гражданского и военного назначения с расплавлением активной зоны, на предприятиях ядерного цикла, на ядерных боеголовках, на мощных ракетах-носителях, на атомных подводных лодках и надводных судах, на складах с химическим оружием и на крупных химических предприятиях с большими запасами сильнодействующих ядовитых отравляющих веществ. К природным катастрофам с глобальными последствиями можно отнести крупнейшие землетрясения, извержения вулканов, цунами, ураганы.

Национальные катастрофы затрагивают территории отдельных стран; их периодичность составляет 15-20 лет; при этом число жертв и пострадавших не менее 10 тыс. человек, а экономические ущербы достигают 10 млрд долл. и более. Такие катастрофы могут возникать на указанных выше объектах, а также при транспортировках больших масс людей и опасных грузов, на пересечениях магистральных трубопроводных систем с транспортными линиями и линиями электропередач, при пожарах на крупнейших промышленных и гражданских комплексах, при падениях самолетов на опасные объекты, при разрушениях крупных плотин и дамб. К опасным природным процессам с последствиями национального масштаба относятся землетрясения, ураганы, наводнения, лесные пожары, селевые потоки и др..

Природные и техногенные катастрофы регионального масштаба захватывают территории целых республик, краев и областей; их периодичность составляет 10-15 лет. Число жертв и пострадавших в них может превышать 1000 человек, а экономический ущерб - 1,0 млрд. долл. Такого рода катастрофы вызываются теми же причинами и приводят к тем же последствиям, что и национальные катастрофы. Дополнительно к ним можно отнести взрывы и пожары на объектах с опасными веществами, при крушениях поездов, судов и самолетов, при взрывах на металлургических комплексах, элеваторах, шахтах. Дополнительными опасными природными процессами являются обвалы, ливни, оползни, снежные лавины, горные удары.

Локальные (местные) аварии и катастрофы создают ущербы для городов и районов. Частота их возникновения существенно выше - менее одного года; пострадавшими в них оказываются сотни людей, а экономический ущерб достигает 100 млн. долл. Спектр основных причин и источников локальных аварий и катастроф дополняется обрушениями и пожарами на промышленных и гражданских сооружениях, при локальных выбросах радиоактивных и отравляющих веществ.

Объектовые аварии и катастрофы ограничиваются территориями санитарно-защитных зон объекта; частота таких аварий и катастроф характеризуется временем до одного месяца; число жертв и пострадавших находится на уровне десятков, а экономический ущерб - на уровне миллиона долл. Наиболее частыми здесь являются пожары, взрывы, столкновения и крушения транспортных средств, обрушения, провалы.

Такая классификация аварий и катастроф в природно-техногенной сфере позволяет более ориентированно вести разработку методов и систем их анализа, прогнозирования и предотвращения.

3. Источники техногенных рисков

Источниками техногенных рисков принято называть различные опасности, приводящие к нештатному функционированию технических систем или к ошибкам операторов. Различают внутренние и внешние источники для каждого технического устройства и каждой технической системы.

К внешним источникам обычно относятся:

· природные воздействия, связанные с опасными явлениями природы;

· внешние пожары, взрывы;

· внешние техногенные воздействия (столкновения, аварии и катастрофы на др. техногенных объектах и т.п.);

· внешние бытовые воздействия (отключение питания, водоснабжения, протесты населения);

· диверсии, акты терроризма;

· военные действия;

К внутренним источникам обычно относятся:

· ошибки собственных операторов;

· внутренних саботаж;

· отказы технических устройств, в составе технической системы;

· разрушения несущих конструкция вследствие дефектов или усталости конструкционных материалов;

· внутренние аварии, вызванные отключением питания, водоснабжения, перерывом технологических процессов и т.п.;

· внутренние пожары, взрывы;

· структура технической системы, наличие узлов и цепочек инцидентов;

Для технических объектов характерно накопление определенных запасов энергии, концентрация энергии на ограниченных пространствах.

Важно отметить, что для каждой технической системы существует свой набор источников опасности, как направленных на нее, так и исходящие от нее. По мере усложнения технической системы количество источников опасности увеличивается. Обычно источники опасности объединяются в различные группы, которые служат основой для факторного анализа техногенных рисков.

4. Риски при техногенных и природных катастрофах

Проблемы оценки рисков при возникновении катастроф природного и техногенного характера приобрели особую актуальность на рубеже XX и XXI веков. Если принять, что история человеческого существования измеряется протяженностью 1,5 - 2,5 млн. лет, то для человека потенциальные опасности природного происхождения характеризуются выраженным наложением цикличности на медленно (на протяжении сотен миллионов и миллиардов лет) и монотонно протекающие процессы на Земле и в Космосе. Глобальные изменения состояния земной поверхности, Мирового океана и климата на Земле в связи с гелио-геопроцессами характеризуются большими циклами - от 10 - 20 тыс. лет до 500 - 1100 тыс. лет и более. Они вызывают глобальные потепления и похолодания, вариации положения земной оси, магнитного поля, состояния атмосферы, стратосферы и ионосферы.

На эти монотонные и циклические процессы могут накладываться случайные (с чрезвычайно малой вероятностью до 10" 8 -10~ 9 и менее в год) планетарные природные катастрофы, обусловленные весьма большими (близкими к взрывным) изменениями активности Солнца, прохождениями планет через астероидные и метеоритные пояса с возможными их столкновениями.

Указанные выше монотонные, циклические и случайные процессы земного и космического масштаба приводят к кардинальным изменениям условий жизни на Земле. Несмотря на неизмеримо возросшие возможности человека противостоять природным и техногенным угрозам, закономерности и параметры этих процессов очень сложны в исследовании и количественном описании. В связи с этим такого рода глобальные катастрофы, затрагивающие все человечество и все живое на Земле, должны быть пока отнесены к гипотетическим, а степень реально прогнозируемой защищенности от них чрезвычайно мала. Последствия такого рода общепланетарных катастроф могут оцениваться как предельные, когда вероятность уничтожения жизни на Земле приближается к 100%. В этом случае риск летального исхода, обычно измеряемый числом смертей на 1000 человек, также составит 10 3 . При общем числе жителей на Земле в настоящее время порядка 5-Ю 9 и вероятности возникновения общепланетарных природных катастроф в 10" 6 -10~ 9 1/год, риск летального исхода для человека при такой катастрофе составляет 5-10°-5-10 3 , а риск уничтожения жизни будет 10 6 -10 9 1/год.

Глобальные природные катастрофы, обусловленные природными процессами на Земле и затрагивающие территории ряда стран и континентов (землетрясения, извержения вулканов, цунами, ураганы), зарегистрированы за период 10 3 -10 4 лет с человеческими жертвами до 10 6 чел. При средней численности населения на период таких катастроф до 5-10 8 риск летального исхода для одного жителя Земли составляет от 2-Ю 6 до 2-Ю 7 1/год, или 2-10° на одну тысячу. Необратимый ущерб живому при этих катастрофах возникал на ограниченных территориях -- до 5-10~ 6 -10 7 от поверхности Земли. Тогда риск уничтожения жизни на Земле при таких катастрофах можно оценить, как (2-5)-10 10 1/год. Риск уничтожения жизни на 1-2 порядка меньше, чем при общепланетарных природных катастрофах; риск летального исхода при этом меньше в 5-10 2 раза.

Можно принять, что реальные техногенные угрозы для человека (пожары, взрывы, обрушения) на протяжении последних 10 4 -10 3 лет стали значительными только в последние столетия, когда началось интенсивное гражданское строительство поселений, плотин, акведуков, дамб. Крупные пожары в древнеримских и средневековых городах возникали с периодичностью 50 - 100 лет и гибелью в них до 10 3 человек и более. В этом случае риск летального исхода составлял (1-2)-10* 7 1/год или 2-10 2 на 1000 жителей. В последние десятилетия риск летального исхода при техногенных катастрофах в силу ускоренного развития техногенной сферы и неподготовленностью человечества к защите от них резко возрос и стал достигать (2-3)-10" 1 на 1000 жителей. Эти риски становятся сопоставимыми или превосходят риски гибели людей при всех видах природных катастроф, составляющих (0,3-0,5)-10 1 на 1000 жителей.

В табл. 1.1.10. Приведены данные о вероятности летального исхода в быту и в профессиональной деятельности (6 человек/час). Летальность на транспорте, в горных работах и в строительстве может превышать бытовую в 3 -- 5 раз и более. В России в последнее десятилетие многие из показателей индивидуального риска повысились в 1,5 -- 2 раза.

Глобальными антропогенными катастрофами по своим последствиям можно считать крупнейшие войны. Если до начала XX столетия в этих войнах вероятность смертей достигала 0,3 - 0,5 на 1000 жителей, то в первой мировой войне этот показатель достиг 5, а во второй -- 25 на 1000 жителей.

Появление оружия массового поражения -- ядерного, химического и бактериологического -- и угроза третьей мировой термоядерной войны сопряжены с возможностью антропогенной общепланетной катастрофы с вероятностью летального исхода 5-10°-Ы0 1 . Это означает возможность многократного уничтожения всего человечества. При этом, как и при природных общепланетарных катастрофах, возможно уничтожение жизни на Земле с риском, превышающим указанный выше на много порядков.

Возможность и необходимость исключения такой войны в последнее десятилетие была показана расчетами и крупномасштабными экспериментами.

Таким образом, на протяжении последнего столетия резко изменились соотношения между рисками природных и техногенных катастроф. Человечеству необходима разработка новой концепции резкого уменьшения рисков и предотвращения чрезвычайных ситуаций от техногенных катастроф и снижения ущерба от природных катастроф.

5. Концепция физико-химических основ идентификации потенциальных источников опасности

Процессы производства, хранения, транспортировки, переработки и применения различных химических соединений являются неотъемлемой основой современного народного хозяйства во всех его формах. Ряд из упомянутых веществ и способы их переработки являются потенциально опасными ввиду горючести, токсичности или склонности к взрывному превращению, а также в связи с повышенными уровнями параметров технологических операций (в первую очередь с особыми значениями температуры и давления). Широкий спектр химических веществ, вовлеченных в обращение при хозяйственной деятельности, разнообразие технологических схем предопределяет возможное разнообразие вариантов аварийных техногенных ситуаций и их последствий. Дополнительное осложнение сопряжено с сосуществованием сложных технических систем с конкретными природными факторами риска, порождаемыми стихийными явлениями, становящимися в ряде случаев спусковым механизмом для последующей техногенной катастрофы.

Накопленная статистика о техногенных катастрофах и анализ основных причин гибели людей и разрушения производственных помещений и жилых комплексов позволяет сделать определенные концептуальные выводы об основных факторах опасности, сопровождающих промышленные аварии и природные катастрофы, обусловленные физическими и химическими процессами, происходящими с веществами и соединениями, вовлеченными в аварию. Основными причинами гибели персонала аварийного технического объекта и людей на территории, прилегающей к нему, являются:

Разрушение зданий и сооружений;

Различные формы пожара (преимущественный фактор поражения - тепловое);

Разлетающиеся осколки и фрагменты оборудования (осколочное поражение);

Падение, столкновение или удар биообъектов с неподвижными элементами конструкций;

Отравление (удушение) газообразными продуктами выброса либо исходных соединений, либо соединений, образовавшихся при химическом превращении в процессе аварии (токсическое поражение);

Прямое поражение ударными или взрывными волнами давления (фугасное поражение).

Примерная диаграмма распределения несчастных случаев, обусловленных перечисленными причинами, представлена на рис. 3.1.

Представляет практический интерес экспертное заключение о вероятности и частоте появления перечисленных факторов поражения при свершившейся промышленной аварии.

При особо крупномасштабных авариях замечалось дополнительное сотрясение почвы. На современном этапе этим фактором аварий пока пренебрегают из-за неизученности.

Кроме того, на основе анализа последствий крупнейшей физико-химической аварии на продуктопроводе (Башкирия, июнь 1989 г.) сделан новый вывод ещё об одном последствии быстрого выгорания значительной массы углеводородного горючего вблизи неровной земной поверхности, покрытой порослями кустарника и низкорослого леса. Оказывается, что выгорание приземного слоя углеводородовоздушной смеси при центральном или периферийном поджигании способно вызвать мощный ураганный порыв движения атмосферы. В упомянутой аварии в Башкирии именно этот порыв воздуха вызвал ориентированный повал леса в направлении смещения воздушного вихря, образованного перемещением фронта пламени.

В связи с тем, что разрушение зданий и сооружений в основном вызывается фугасным действием наружных взрывных превращений или действием внутренних взрывов опасность вызывающих их физико-химических процессов сводится к следующим основным факторам:

Фугасный;

Тепловой;

Осколочный;

Токсический.

Сделанный вывод подтверждается также статистическими данными по авариям на газопроводах Средняя Азия - Центр. Распределение аварий по времени представлено на диаграмме (рис. 3.3.).

Избранная концепция физико-химических основ идентификации потенциальных источников опасности позволяет избежать ненужной детализации и сформулировать методические подходы к анализу вероятной аварийной ситуации на произвольном промышленном объекте. Все эти подходы обоснованы на многочисленных исследованиях разнообразных химических и физических явлений, которые здесь не рассматриваются.

После того как на основе фундаментально-прикладных теоретических и экспериментальных исследований, а также данных расследований аварий, установлены основные факторы, характеризующие различные виды поражения при химико-термических авариях, и найдена их связь с параметрами источников опасности, состоянием окружающей среды и относительным расположением донора и акцептора фактора опасности, имеется реальная возможность оценить ожидаемый уровень ущерба для акцептора опасности. Акцепторами факторов поражения выступают различные биообъекты (в том числе и человек), объекты промышленной и жилой застройки, элементы конструкций, объекты растительного происхождения и сама окружающая среда. Каждый из акцепторов факторов поражения (фугасное, осколочное, тепловое, токсическое) испытывает как правило комбинированное влияние нескольких типов воздействия. На данном этапе понимания уровней, степени и особенностей поражения от комплексных источников опасности нет надежных критериев и методов оценки комбинированного воздействия. Поэтому приходится вынужденно рассматривать отдельные факторы опасности как изолированные и исключать эффекты аддитивности или синергетичности одновременного действия нескольких факторов поражения.

Имеется ряд исторических причин, затрудняющих внедрение современных способов оценки и использование новых критериев ожидаемого ущерба. В связи с анализом ущерба от оружия массового поражения сложилась практика пренебрежения эффектами конечного времени действия источников опасности при многих типичных авариях на предприятиях химической, топливо-энергетической, горнорудной и иных отраслей промышленности. Пренебрежение конечностью временного периода действия ранее было оправдано недостаточным уровнем понимания реального динамического отклика любых акцепторов поражения. В итоге многие нормативные документы существенно завышают ожидаемые отрицательные последствия аварии, приводят к неразумным дорогостоящим мерам противодействия, дезориентируют персонал при проведении профилактических, ликвидационных или защитных мероприятий. Ряд ошибок при оценках опасности обусловлен неполным осознанием вероятностного характера наступления определенного уровня поражения при известном уровне параметров анализируемого фактора воздействия (амплитуда волны давления, уровень температуры, величина теплового потока, уровень скоростей движения атмосферы и т.п.). Обычно считается, что достижение некоего критического уровня воздействия однозначно ведёт к 100% -ной вероятности реализации соответствующего ущерба. В действительности такой детерминизм никогда не реализуется и реальные разрушения оказываются намного менее значительны.

При анализе аварий необходимо установить типичные случаи утраты герметичности в элементах технологического оборудования с описанием наиболее вероятных мест разрушения и их масштабов. Другим важным аспектом при оценке опасности является определение соответствующих химических и физических свойств веществ, используемых в технологическом процессе и находящихся на промышленной площадке. Такие свойства желательно знать как при штатных режимах работы, так и при экстремальных аварийных обстоятельствах. Особо следует выделить вероятность выброса токсичных и (или) реакционноспособных (горючих) веществ. При этом возможность выхода какого-либо химического процесса из-под контроля уместно предусмотреть на самых ранних стадиях предполагаемого сценария аварии. На основе выводов, полученных после реализации описанных этапов, определяется последовательность физико-химических явлений, возникающих при аварии, и оцениваются условия возможного контроля над их развитием с учётом потенциальных способов подавления. Как правило сценарий аварии и её последствия заданы свойствами веществ, используемых в элементах оборудования, среди которых наиболее важными являются: фазовое состояние (жидкость, газ, двухфазная система); давление; температура; способность к воспламенению и горению; токсичность.

При выбросе токсичного и горючего соединения необходимо рассматривать оба последствия развития аварийной ситуации, обусловленного горением и заражением атмосферы, почвы и воды. Специально отметим, что при горении некоторых веществ образуются высокотоксичные продукты горения. Опасные вещества и соединения могут быть сгруппированы по следующим категориям:

Жидкости, хранимые при атмосферных условиях или при давлении и температуре окружающей среды;

Сжиженный газ, хранимый под давлением, но при температуре окружающей среды;

Сжиженный газ, хранимый при атмосферном давлении, но при пониженной температуре;

Сжиженный газ, хранимый под давлением и при пониженной температуре. Выброс такого газа сопровождается импульсной фазой быстрого испарения;

Сжатый газ, смесь пара с газом.

Следует различать три типа взрывов: физические, химические и взрывы типа "BLEVE".

Физические взрывы не сопровождаются химическими превращениями с выделением тепла и образованием продуктов сгорания. Типичный пример физического взрыва - разрыв сосудов высокого давления, наполненных негорючими газами, паром или многофазными сжимаемыми системами (пыль, пена).

Химические взрывы сопровождаются химическими превращениями с выделением тепла и продуктов горения (газообразных, конденсированных). Типичные примеры химических взрывов - взрывы газовоздушных облаков, взрывы конденсированных ВВ, пылевые взрывы.

"BLEVE" (взрыв паров вскипающей жидкости) - особый тип физико-химического взрыва, характерного для емкостей под давлением, наполненных легкокипящей жидкостью (чаще всего - сжиженным горючим газом) и подвергаемых внешнему нагреву. В процессе нагрева отмечается быстрый рост внутреннего давления, разрыв емкости с малым фугасным эффектом, выброс горючего в атмосферу с последующим воспламенением и образованием огненного шара. Главный фактор поражения при "BLEVE" - мощное импульсное тепловое излучение. Отметим, что при разрыве емкости образуются высокоскоростные осколки оболочки, способные вызвать значительные повреждения соседнего оборудования в случае, когда отсутствуют специальные заградительные сооружения.

Строгий анализ аварийной ситуации особенно сложен в случаях, когда в инциденте участвует смесь опасных веществ. Здесь при анализе следует опираться на физико-химические свойства основного компонента смеси. Возможно ещё одно полезное упрощение, если один из компонентов смеси является токсичным. В этом случае свойства токсичности этого вещества распространяются на всю смесь. Например, в случае утечки углеводорода с примесями сероводорода всю смесь можно рассматривать как вещество с физическими свойствами углеводорода (при анализе формирования облака и его последующего горения или взрыва) и с токсичностью сероводорода. Одновременное наличие смеси горючего газа и токсичной примеси с воздухом предполагает параллельный анализ взрывных эффектов и токсического поражения.

При выбросе токсичной жидкости, не кипящей при атмосферном давлении, несмотря на незначительное испарение, облако паров как правило не образуется. Основная опасность от таких проливов сконцентрирована вблизи места утечки продукта. Дополнительно следует принять во внимание возможность стоков в реки, море или другие бассейны. Подобные соображения служат базой для создания обваловок, поддонов в местах вероятных проливов.

Особое внимание следует уделить тому факту, что при проливе сжиженного или охлажденного компонента сначала образуется бассейн с жидкостью, постепенно переходящий в парогазовое облако. Поэтому случайное или преднамеренное воспламенение на ранних стадиях завершается только пожаром, тогда как запаздывающее воспламенение требует рассмотрения модели газового взрыва.

При изучении последствий выбросов токсичных веществ чаще всего используется модель рассеяния тяжелых газов в облаках небольшой толщины, отслеживающих профиль окружающей место утечки местности. Это обусловлено физическим состоянием облака, как правило имеющего температуру ниже, чем окружающая атмосфера.

При анализе любого сценария аварии необходимо учитывать возможность вовлечения в процесс других источников опасности. Таковыми могут быть соседние хранилища опасных веществ, коммуникации, разрушение которых сопровождается дополнительными очагами поражения. Здесь существенен контроль над плотностью опасных веществ, который задает тип распространения облака в атмосфере: всплывание, осаждение или нейтральное смешение с воздухом. Подобная информация вместе с данными о вероятных источниках поджигания позволяет оценить массу вещества, вовлекаемого во взрывное превращение. На многих технологических установках безопасность обеспечивается установкой клапанов, вентилей, систем аварийного сброса давления и т.п.. При этом места наиболее вероятных разрывов достаточно просто идентифицировать. Чаще всего здесь устанавливаются системы сброса давления с учетом того, что горючие вещества не должны истекать через вентиляционные приспособления. Например, при аварийном погасании дежурного факела на башне дожигания попутных горючих продуктов, в атмосферу не должны поступать опасные количества горючего или токсичного продукта. При реализации конкретного технологического процесса необходимо исключить или сделать маловероятным развитие нежелательных химических реакций, способных вызвать неконтролируемое повышение давления и температуры.

При утечке опасных веществ из больших резервуаров важно правильно оценить время, в течение которого удается реально изолировать емкость от внешней среды с помощью отсечной аппаратуры. Этот период времени зависит от следующих факторов:

Возможности обнаружения утечки с помощью газовых, температурных и иных детекторов с учетом их размещения и времени быстродействия;

Инерционности действия систем отсечки и изоляции, связанной с наличием автоматизированных или ручных устройств и включающей время активации соответствующих устройств;

Надежности и скорости срабатывания отсечных клапанов и запорных регуляторов.

Можно предполагать, что масштабные разрывы и выбросы опасных веществ обнаруживаются немедленно либо детекторами, либо персоналом. На объектах с неавтоматизированными системами управления время устранения аварийных выбросов зависит от действий операторов, надежности систем оповещения и тренированности персонала и составляет от 3 до 15 минут (с учётом факторов паники, стресса и потенциальных ошибок). Для автоматизированных систем время срабатывания зависит от размеров клапанов и уровня рабочих параметров (в основном - давления). Считается, что характерное время срабатывания больших клапанов при высоком давлении составляет около 30 секунд.

В любом случае анализ последствий аварии или построение ее вероятного сценария могут быть существенно упрощены при использовании базы данных по уже случившимся промышленным катастрофам, подвергнутым достаточной экспертизе и описанию. При выборе аналогов самой существенной является общность природы и физико-химических свойств опасного вещества и способов его переработки и хранения. Существующая информация о типичных авариях на продуктопроводах, системах хранения и раздачи горючих веществ позволяет сделать ряд важных практических выводов:

Основные факторы поражения биообъектов и оборудования обусловлены фугасными и тепловыми эффектами при сгорании парогазовоздушных систем;

В незагроможденном пространстве отсутствует фугасный фактор поражения, и вся опасность связана с тепловыми потоками при горении, в основном длительностью и интенсивностью теплового излучения;

В загромождённом пространстве с размерами более м 3 можно ожидать быстрые режимы горения с серьезными последствиями от фугасного действия волн давления;

Погодные условия (температура окружающей среды, сила ветра и т.п.) несущественно влияют на взрывоопасность газовых смесей.

6. Риски при аварийных состояниях

При штатном функционировании объекта техногенной сферы имеет место ситуация, тем или иным образом предусмотренная и проанализированная проектировщиками и регулирующими органами, выдавшими разрешение (лицензию) на строительство, эксплуатацию (или на снятие с эксплуатации) данного предприятия. Как правило, при этом должен обеспечиваться достаточный уровень безопасности, хотя, как мы знаем, исторически сложилось так, что для целого ряда предприятий этот уровень недостаточно высок с точки зрения населения и ввиду растущих требований к охране окружающей природной среды. Но существенно, что хотя при этом и могут происходить сбросы вредных веществ за пределы предприятия (в том числе эмиссия загрязняющих атмосферу газов), эти сбросы имеют известную (или лежащую в известных пределах) величину и поэтому к ним можно, так или иначе, приспособиться.

При этом воздействие опасных факторов имеет прогнозируемый характер, и общество, в принципе, имеет достаточно информации и времени, чтобы адекватно отреагировать на наличие такого рода рисков. Неопределенность, связанная с эмиссией загрязняющих атмосферу веществ и влиянием других вредных факторов, вообще говоря, невелика (в предположении надлежащего состояния регулирования).

Иное положение возникает при отходе от штатной ситуации, особенно если этот отход ведет к развитию аварийного процесса. Следует иметь в виду, что при значительном отклонении от штатных режимов работы многие технические системы попадают в сложные условия работы, и резко возрастает вероятность различного рода отказов, а персонал находится в условиях дефицита времени на принятие решений и высокой нервной нагрузки. При этом возможны различные цепочки событий развития аварийного процесса и значительно возрастают различного рода неопределенности.

Если при штатном функционировании характер и величина рисков, вообще говоря, известны, то в аварийных условиях эти риски, как правило, резко возрастают, и, кроме того, возможно появление новых факторов опасности. Усиливается синергетический эффект их проявления.

Как уже говорилось, развитие аварии носит вариантный характер: при этом реализуется одна из множества возможных цепочек событий. На течение аварийного процесса влияют как состояние оборудования, изменение условий его работы из-за аварийной обстановки и связанные с этим отказы, так и действия персонала и еще ряд факторов, вплоть до метеорологической обстановки в зоне аварии. Ряд возможных цепочек событий развития аварии можно предугадать при проектировании нового предприятия или анализе деятельности уже работающего предприятия. В таком случае говорят о проектной аварии. Для проектных аварий разрабатывают специальные меры предупреждения их возникновения или/и смягчения их последствий.

Однако развитие событий может пойти по непредусмотренному пути и привести к тяжелым последствиям, как для самого предприятия, так и для окружающей среды (окрестного населения и окружающей природной среды). Такие аварии называют запроектными. В особо неблагоприятных случаях авария может перерасти в катастрофу локального, регионального или даже глобального характера. Особое значение приобретает управление аварией с тем, чтобы направить ход ее развития по возможности в менее опасное русло и тем самым смягчить неблагоприятные последствия.

7. Ресурс и безопасность несущих конструкций по критериям прочности, долговечности и механики разрушения

Проблемы продления ресурса безопасной эксплуатации машин и конструкций приобрели исключительную актуальность во всех промышленно развитых странах в последние десятилетия. Для нас важность их решения обусловлена снижением объемов производства для восполнения выводимых из эксплуатации машин и конструкции. Это в первую очередь касается объектов тепловой и ядерной энергетики, нефтегазопроводов, химической промышленности, наземного, надводного и воздушного транспорта, промышленного и гражданского строительства. Такого же характера проблемы имеют место и в оборонном комплексе: ракетно-космической технике, авиации, надводном и подводном флоте с ядерными силовыми установками.

Во многих странах мира и в международном научном сообществе проблемы продления ресурса стали ведущими для научно-исследовательских, конструкторских и технологических организаций, служб надзора и эксплуатации потенциально опасных объектов. В этой связи следует упомянуть программы США, ФРГ, Франции по развитию работ в области продления ресурса гражданских самолетов и атомных энергетических реакторов. В нашей стране указанные работы ведутся не только на ведомственном (Минатом, Минстрой, Минтранспорт, Госгортех-надзор, Госатомнадзор, Госавианадзор, РАО "Газпром" и ЕЭС, Минобороны), но и на федеральном уровне. В 1991 г. они вошли составным элементом, а с 1996 г. -- специальным проектом в государственную научно-техническую программу "Безопасность населения и народно-хозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф".

При этом в комплексе должны быть решены следующие методические вопросы:

Численный анализ исходного, использованного и остаточного ресурсов как отдельных объектов, так и систем объектов;

Обоснование проектного, фактического и остаточного ресурсов;

Оценка состояния конструкционных материалов несущих элементов с учетом исходной технологической наследственности и возникающих эксплуатационных повреждений;

Определение характера, параметров, дислокации и размеров макро- и микродефектов в несущих элементах;

Расчетный и экспериментальный анализ деформированных состояний несущих элементов;

Исследование механизмов естественного и ускоренного старения;

Оценка живучести материалов и элементов конструкций на разных стадиях повреждений;

Комплексная диагностика ресурса;

Предварительное и уточненное расчетно-экспериментальное определение остаточного ресурса.

Указанные выше методические разработки могут иметь как ведомственно-объектовый, так и унифицированный характер. При этом принципиально важно, что остаточный ресурс должен определяться с более высокой научно-методической точностью, чем проектный и исходный.

Для вновь проектируемых машин и конструкций расчеты прочности проводят применительно ко всему спектру эксплуатационных режимов нагружения, включая предпусковые и периодические испытания, пуски

Остановы, регулирование рабочих параметров и срабатывание систем аварийной защиты.

Для надлежащего обоснования прочности, ресурса и трещиностойкости требуется комплекс расчетов напряженно-деформированного состояния несущих элементов, включающий определение номинальных а э н и максимальных а э тах к напряжений, амплитуд этих напряжений, максимальных 7 ъ тах и минимальных Р min температур эксплуатации, чисел циклов N* и времени т э эксплуатации. Эти расчеты для сложных многоэлементных узлов дополняют испытаниями моделей из оптически активных (фотоупругость) и низкомодульных материалов и из соответствующих конструкционных материалов. Испытания проводят при имитации эксплуатационных режимов нагружения, а номинальные и локальные напряжения, деформации, температуры измеряют тензорезисторами, оптически активными и хрупкими тензочувствительными покрытиями, средствами муара, голографии, термовидения.

Для подтверждения критериальных характеристик прочности, ресурса и трещиностойкости проводят комплекс аттестационных испытаний на стандартных, унифицированных или специальных лабораторных образцах. В тех случаях, когда создаются новые и ответственные конструкции, проводят испытания моделей с доведением их до предельного состояния

Развитие недопустимой деформации, вязкое или хрупкое разрушение, образование и развитие трещин. При этом широко используют методы и средства дефектоскопии -- ультразвуковой, рентгеновской, оптической, акустической и акустоэмиссионной, электромагнитной, термовизионной, голографической.

По результатам указанных испытаний решают две важные практические задачи:

Обоснование принятых расчетных схем, расчетных случаев, предельных состояний и запасов прочности;

Переход на новые, обычно пониженные, запасы прочности.

8. Диагностика и контроль запроектных аварий на АЭС

Мировой опыт эксплуатации АЭС, составляющий примерно 5000 реакторолет, показывает, что проблема безопасности -- проблема потенциально возможных маловероятных аварий по причине отказа технических систем, ошибок персонала и внешних воздействий. Объекты атомной промышленности (АЭС, промышленные и исследовательские реакторы, предприятия ядерного топливного цикла, атомные подводные лодки и пр.) относятся к потенциально радиационно-опасным объектам (РОО) при аварии и разрушениях которых могут произойти массовые поражения людей, животных, растений. Сила воздействия поражающих факторов определяется степенью тяжести аварии. Оценка степени тяжести аварии определяется по Международной шкале оценки опасности событий на АЭС.

Основными поражающими факторами в ходе запроектной аварии, связанной с разрушением активной зоны реактора при создании условий возникновения теплового или парового взрыва, будут ударная волна, тепловой и световой потоки, проникающая радиация. Эти факторы сопровождают разрушение активной зоны, и их действие проявляется в течение относительно короткого времени после аварии, и они локализованы вокруг места взрыва. Вторичными факторами аварии будут пожары, разрушения, затопления и радиоактивное заражение окружающей среды, которое может быть опасным на протяжении суток, недель и лет после аварии.

При эксплуатации АЭС рассматриваются следующие режимы функционирования: нормальная эксплуатация, нарушение нормальной эксплуатации, аварийная ситуация, авария. В свою очередь аварии подразделяются на проектные, максимально-проектные, тяжелые запроектные, запроектные и ядерные аварии.

Главная цель ядерной безопасности заключается в том, чтобы обезопасить от вредных воздействий отдельных лиц, общество и окружающую среду путем создания и поддержания на АЭС эффективной защиты от радиологической опасности. Такая защита, достигаемая техническими средствами и организационными мероприятиями, реализуется на основе последовательных уровней безопасности -- "принципа защиты в глубину". В рамках этого принципа задача первого уровня безопасности -- предотвращение аварий и инцидентов, поддержания эксплуатации АЭС в пределах, исключающих возникновение аварии, обеспечивается гарантиями качества работ, обработанностью конструкций установки, надежностью систем и квалификацией персонала. Задачей второго уровня является защита от проектных аварий, т.е. перевод реакторной установки в безопасное состояние и предотвращение развития аварии, которая должна подавляться на ранней стадии. Этот уровень обеспечивается системами безопасности. Задачей третьего уровня безопасности является защита от маловероятных и гипотетических аварий, ограничение их последствий.

Для достижения главной цели безопасности -- предотвращения выхода радиоактивных продуктов за пределы физических барьеров предусматривается выполнение следующих фундаментальных функций безопасности:

Контроль и управление реактивностью, обеспечение охлаждения активной зоны реактора, локализация и надежное удержание радиоактивных продуктов.

Эти функции реализуются в соответствии с принципом защиты в глубину во всех проектах АЭС. При эксплуатации требуется выполнение этих фундаментальных функций одновременно и постоянно. Для реализации выполнения этих фундаментальных функций служат системы нормальной эксплуатации, важные для безопасности, и системы безопасности, которые по характеру выполняемых ими функций разделяются на защитные СБ, локализующие СБ, управляющие СБ, обеспечивающие СБ.

Согласно требованиям ПН АЭС все системы, оборудование и трубопроводы АЭС (элементы АЭС), предназначенные для выполнения фундаментальных функций, подлежат ранжированию на классы по влиянию элементов и систем на безопасность, и группы безопасности по степени влияния систем, составной частью которых они являются, на безопасность.

Еще на стадии проектирования АЭС в вероятностном анализе безопасности (ВАБ) проекта реакторной установки проводится анализ безопасности. В нем для всего спектра исходных событий проектных и запроектных аварий (отказов тех или иных систем) рассматриваются сценарии развития аварии, строятся "деревья событий", выявляются наиболее слабые узлы и системы оборудования АЭС, отказ которых способствует развитию аварийных процессов, и принимаются решения по введению дополнительных мер безопасности. Это позволяет уже на первом уровне ВАБ выявить наиболее существенные меры по повышению безопасности АЭС и снижению вероятности тяжелой аварии, произвести ранжирование систем и элементов систем АЭС.

Основное техническое решение, обеспечивающее радиационную безопасность АЭС, состоит в принципе эшелонированной защиты, включающей последовательный ряд независимых преград на пути от места образования радиоактивности до окружающей среды. Такими барьерами, предотвращающими распространение радиоактивности, являются топливная матрица, оболочка твэлов, корпус реактора или металлоконструкции реактора, системы оборудования и трубопроводов, прочноплотные боксы, конфтайнменты и контайменты и др.

Для повышения самозащищенности систем безопасности и барьеров АЭС разрабатываются и совершенствуются средства диагностики этих систем. Поэтому среди мероприятий, направленных на обеспечение надежной и безопасной работы АЭС, предотвращение и локализацию аварийных ситуаций и аварий, восстановление нормального состояния технологического оборудования важное место принадлежит технической диагностике. Глубина диагностирования каждого элемента зависит от класса и группы системы безопасности, к которой он относится, и осуществляется на основе критерия влияния отказа элемента на безопасность реакторной установки. Диагностирование систем безопасности и барьеров проводят на всех этапах жизненного цикла АЭС.

Согласно требованиям ОПБ-88/97 ядерный объект отвечает требованиям безопасности, если его радиационное воздействие на персонал, население, окружающую среду при нормальной эксплуатации и проектных авариях не приводит к превышению установленных доз облучения персонала и населения и нормативов по выбросам и содержанию радиоактивных веществ в окружающей среде, а также ограничивает это воздействие при запроектных авариях. Однако эксплуатация АЭС показала реальность возникновения аварийных ситуаций, поэтому в ОПБ-88/97 включены понятия проектных, запроектных, ядерных аварий и управления запроектной аварией. Запроектная авария -- авария, вызванная не учитываемыми для проектных аварий исходными событиями или сопровождающаяся дополнительными по сравнению с проектными авариями отказами систем безопасности сверх единичного отказа, реализацией ошибочных действий персонала, которые могут привести к тяжелым повреждениям или к расплавлению активной зоны. Уменьшение последствий запроектной аварии достигается управлением аварией и/или реализацией планов мероприятий по защите персонала и населения. Для этих действий используют любые имеющиеся в работоспособном состоянии технические средства, предназначенные для нормальной эксплуатации, для обеспечения безопасности при проектных авариях или специально предназначенные для уменьшения последствий запроектных аварий.

Подобные документы

Особенности моделирования процессов в природно-техногенных комплексах. Модель передвижения тяжёлых металлов и легких нефтепродуктов. Прогнозирование функционирования природно-техногенных комплексов. Минерализация грунтовых вод на мелиоративных системах.

реферат , добавлен 07.01.2014


Географо-экономическая характеристика района. Основные источники техногенных нагрузок и виды природных опасностей, оценка негативных экологических влияний. Сущность антропогенного воздействия субъектов хозяйственной деятельности на окружающую среду.

курсовая работа , добавлен 17.05.2011


Понятие и источники риска. Географо-экономическая характеристика Кирилловского района Вологодской области. Основные источники техногенных нагрузок на окружающую среду в районе. Характеристика техногенных и природных опасностей в исследуемом регионе.

курсовая работа , добавлен 04.06.2011


Понятие экологического риска. Географо-экономическая характеристика района. Виды методов исследований. Выявление основных источников техногенных нагрузок в исследуемом районе. Анализ техногенных и природных опасностей, динамика техногенного воздействия.

курсовая работа , добавлен 08.12.2011


Отличительная особенность геоэкологического взгляда на природно-техногенные системы. Основные непосредственные причины роста численности городского населения. Степень антропогенных преобразований городских территорий. Крупнейшие конурбации мира.

статья , добавлен 05.10.2017


История создания географических информационных систем, их классификация и функции. Сущность геохимической оценки техногенных аномалий. Применение геоинформационной системы ArcView 9 для оценки загрязнения тяжелыми металлами атмосферного воздуха г. Ялты.

дипломная работа , добавлен 19.12.2012


Экологический риск, биогеохимические и антропогенные источники его возникновения. Классификация чрезвычайных ситуаций техногенного характера. Причины таких катастроф в России. Медицинские и экологические последствия ядерной аварии на Чернобыльской АЭС.

реферат , добавлен 19.12.2014


Разработка и внедрение принципов и технологий изготовления строительных материалов, изделий и конструкций на основе крупнотоннажных отходов промышленности. Пути повышения заинтересованности инвесторов и производителей в переработке техногенных отходов.

контрольная работа , добавлен 27.02.2016


Нефть и газ – осадочные полезные ископаемые. Нефтеперерабатывающая и газоперерабатывающая промышленность Ханты-Мансийского Автономного Округа. Экологические проблемы, связанные с добычей нефти и газа в округе. Пути решения экологических проблем в ХМАО.

реферат , добавлен 17.10.2007


Характерные условия возникновения экологических катастроф и аварий. Концепции абсолютной безопасности и приемлемого риска. Принципы обеспечения экологической безопасности производств. Устойчивость работы промышленных объектов в чрезвычайных ситуациях.

обобщенная характеристика возможности реализации опасности в техногенной сфере, определяемая через вероятность возникновения техногенной аварии или катастрофы и математическое ожидание негативных последствий от них. Количественное определение Р.т. осуществляется соответствующими методами анализа риска для основных стадий жизненного цикла объекта техносферы - проектирование, изготовление, испытания, эксплуатация, вывод из эксплуатации. При определении показателей техногенного риска используют критерии прочности, ресурса, надежности, живучести, а также данные по ущербам - людям, объектам техносферы и окружающей среде Источниками Р.т. являются отказы технических систем, ошибки операторов и персонала (человеческий фактор), опасные природные процессы. Для снижения Р.т. применяются комплексные методы - построение систем защит и барьеров для развития техногенных аварий и катастроф, проведение диагностики и мониторинга технических систем и операторов, применение сил и средств предупреждения и локализации чрезвычайных ситуаций техногенного характера.

• - формы поверхности, возникающие в результате производственной деятельности человека - выемки, карьеры, тоннели, каналы, насыпи, отвалы и...

  Словарь геологических терминов

• - technogenic mudflow ----- см. антропогенный...

  Селевые явления. Терминологический словарь

• - связанный с технической и технологической деятельностью людей...

  Экологический словарь

• - влияние, оказываемое промышленной деятельностью на организмы, биогеоценоз, ландшафт, биосферу. Т.ф. обуславливают возникновение и развитие техногенеза...

  Экологический словарь

• - см. Риск техногенный и экологический...
• - см. Фактор техногенный...

  Словарь терминов черезвычайных ситуаций

• - причина, движущая сила техносферы, определяющая возможность как повышения, так и понижения техногенной безопасности...

  Словарь терминов черезвычайных ситуаций

• - доза излучения, создаваемая источниками ионизирующего излучения, используемыми в различных сферах человеческой деятельности или образующимися в результате этой деятельности...

  Словарь терминов черезвычайных ситуаций

• - рельеф, созданный производственной деятельностью человека, как фактор от прямого воздействия на поверхность Земли, а также рельеф “возбужденный” , возникновение которого вызвано человеком, косвенно изменившим...

  Геологическая энциклопедия

• - антропоэкосистема - разновидность ландшафта, где человек выступает центральным элементом, определяющим функционирование и структуру ландшафта. См. также Ландшафт антропогенный...

  Экологический словарь

• - "...Техногенные грунты - естественные грунты, измененные и перемещенные в результате производственной и хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования..." Источник: " ГОСТ 25100-95. Грунты...

  Официальная терминология

• - ...

  Орфографический словарь русского языка

• - техноге́нный прил. Являющийся следствием развития техники, результатом применения различных технологий производства...

  Толковый словарь Ефремовой

• - ...

  Орфографический словарь-справочник

• - техног"...

  Русский орфографический словарь

• - ая, ое...

  Словарь иностранных слов русского языка

"Риск техногенный" в книгах

ИДУ НА РИСК