Оценка аварийных рисков и разработка карты потенциальных территориальных рисков на химически опасных и пожаро-взрывоопасных объектах Владимирской области

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Оценка аварийных рисков и разработка карты потенциальных территориальных рисков на химически опасных и пожаро-взрывоопасных объектах Владимирской области

Молоткова Д.С.

Молоткова Д.С., студент магистратуры 2 курс, факультет «Энергомашиностроение» МГТУ им. Н.Э. Баумана Россия, г. Москва

Аннотация: статья посвящена анализу и моделированию аварийных ситуаций на химически опасных и пожаро-взрывоопасных предприятиях. Моделирование производится по действующим методикам оценки риска, а также пробит-анализа. Рассмотрены наиболее опасные производственные предприятия, для каждого из них определены значения риска и приведены выводы по полученным результатам.

Ключевые слова: моделирование, опасный производственный объект, химически опасный объект, пожаро-взрывоопасный объект, потенциальный территориальный риск.

Annotation: the article is devoted to the analysis and modeling of emergencies at chemically hazardous and fire-explosive enterprises. Modeling is carried out according to the current methods of risk assessment, as well as probit analysis. The most dangerous industrial enterprises are considered, for each of them the values of risk are determined and conclusions based on the results obtained are given.

Key words: modeling, hazardous production facility, chemically hazardous facility, fire and explosive facility, potential territorial risk.

В настоящее время интенсивное использование опасных веществ достигло колоссального масштаба, наиболее распространенные это, безусловно, аварийное опасные химические вещества (далее - АХОВ) и пожаро-взрывоопасные и легковоспламеняющиеся вещества. Быстрый рост промышленности непременно влечет за собой появление все большего количества потенциально опасных объектов (далее - ПОО), и в их числе пожаро-взрывоопасных и химически опасных объектов, на которых используются данные вещества. Производство, использование, переработка, хранение или транспортировка АХОВ и легковоспламеняющихся и пожаровзрывоопасных веществ создает реальную угрозу возникновения техногенной чрезвычайной ситуации. Яркими примерами пожаро-взрывоопасных объектов (далее - ПВОО) являются: нефтеперерабатывающие заводы, химические предприятия, трубопроводы, склады нефтепродуктов, нефтеперерабатывающие заводы, химические предприятия, трубопроводы, склады нефтепродуктов, деревообрабатывающие, столярные, лесопильные, мебельные производства, литейные, плавильные, кузнечные и сварочные цеха, котельные, склады и предприятия по хранению несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии; химически опасных (ХОО): часть объектов нехимических отраслей промышленности, где в технологических процессах применяются опасные вещества и имеют место химические превращения (пищевая, целлюлозно-бумажная, металлургическая, текстильная промышленность), аммиачные холодильные установки, склады и терминалы, транспортные средства и трубопроводы, военно-химические объекты. опасный химический промышленный

Так как аварии на ПВОО чаще всего представляют собой взрывы и пожары, а на ХОО - процессы распространения вредных химических веществ в окружающей среде, все перечисленные явления в свою очередь сопровождаются причинением непоправимого ущерба, в том числе и значительными человеческими жертвами.

В различных отраслях народного хозяйства, на территории Российской Федерации функционируют десятки тысяч взрывоопасных объектов опасных. Особую опасность представляют взрывы и пожары на АЗС, химической, нефтяной и газовой промышленности. И в России, как раз, особенно активно развита нефтяная промышленность, к примеру, в атмосферу из-за выбросов с данных предприятий поступает в районе 2,2 миллионов тонн легковоспламеняющихся веществ. А также опасность на пожаро-взрывоопасных объектах данной отрасли усугубляется тем, что при воспламенении высвободившейся нефти огонь может переброситься на близлежащие резервуары, нефтепроводы, автоцистерны и т.д., в которых также находится легковоспламеняющаяся жидкость или газ. При анализе состояния предприятий нефтяной промышленности выяснилось, что за последнее десятилетие 95% аварий на них связаны с взрывами различных химических, в том числе легковоспламеняющихся веществ.

В связи со стремительным ростом ассортимента химических веществ, применяемых в сельском хозяйстве, химической промышленности и в быту, немаловажную роль в российской промышленности играют предприятия, на которых фигурирует применение АХОВ. Динамичному развитию данной промышленности также способствует активное импортозамещение, что позволяет расширить внутренний рынок для отечественных производителей, а следовательно, и увеличить количество предприятий и производимые объемы опасных веществ. Поэтому не легко представить, каких колоссальных значений может достигнуть площадь зоны химического заражения в следствие аварии.

Во Владимирской области сосредоточено около 85 пожаро-взрывоопасных опасных объектов, на которых присутствует достаточно большое количество легковоспламеняющихся веществ, пролив ли воспламенение которых нанесет непоправимый ущерб, а также ситуация усугубляется наличием еще около 20 предприятий с АХОВ, утечка которых в свою очередь также может причинить вред окружающей среде и здоровью населения. Поэтому прямая угроза для населения может возникнуть даже в случае незначительных аварий. Все потенциально опасные объекты, в том числе и ПВОО и ХОО, обязаны соблюдать ряд требований промышленной безопасности, без которых им не разрешено функционировать. Например, лицензирование деятельности в области промышленной безопасности, регистрация в государственном реестре опасных объектов и прочие. Помимо этого, существует еще ряд требований, для которых необходима оценка аварийных рисков. Данная информация представлена может быть представлена наглядным образом в виде карты, на которой обозначены области с соответствующим уровнем риска. Именно поэтому были выполнены исследования необходимые для разработки карты потенциальных территориальных рисков от пожаро-взрывоопасных объектов Владимирской области.

Первым этапом выполнения данной задачи было ранжирование предприятий по их опасности. Наибольшую опасность для территории и населения во Владимирской области представляют предприятия, представленные в таблице № 1.

Таблица 1. Исследуемые опасные ПВОО и ХОО Владимирской области

По данным таблицы № 1 можно сделать вывод, что основные используемые вещества -- это хлор, аммиак. Именно хлор и аммиак представляют особую опасность, по утвержденному списку Минздрава России оба вещества, как раз, занимают в нем первые строчки, что еще раз доказывает актуальность и необходимость расчета рисков от данных предприятий.

Вторым этапом является непосредственно оценка риска, которую проводят на основе построения логической схемы, в которой учитывают различные инициирующие события и возможные варианты их развития.

Заключительный этап это - определение суммарного потенциального территориального риска.

Для получения поля потенциального территориального риска проводится суммирование всех вероятностных зон поражения с учетом частоты их реализации на рассматриваемой территории.

На основе полученных значений поражающих факторов строят зоны поражения.

Для каждой зоны определяют вероятность поражения человека. При наличии пересечения зон поражения, суммарную вероятность поражения определяют по формуле (1):

где n - количество факторов, действующих в данной зоне.

Для визуального понимания и полученные данные наносят на карту. Для оценки риска необходимо определить условия содержания опасного вещества, метеоусловия на момент аварии, топографические характеристики местности, составить логическую схему, рассчитать значения поражающих факторов для заданных расстояний от места инициирования аварии, определить «пробит»-функции, определить условные вероятности поражения человека, провести расчет индивидуального и социального риска. Для получения поля потенциального территориального риска проводится суммирование всех вероятностных зон поражения с учетом частоты их реализации на рассматриваемой территории.

Выбранным предприятиям соответствует конфигурация оборудования и схема разрушения, представленная на рисунке №1.

Рисунок 1. Конфигурация оборудования и схема разрушения

Следовательно, анализ риска аварийных ситуаций с выбросом хлора и аммиака на предприятиях Владимирской области рассчитывается по сценарию: мгновенное разрушение емкости, содержащей жидкую фазу ОВ, и выброс содержимого в окружающую среду.

Для расчета риска от ХОО необходимо определить характеристики АХОВ, условия их содержания, метеоусловия, топографические характеристики местности, рассчитать параметры выброса, произвести термодинамических расчет, определить пространственно-временное распределение концентраций и токсодозы, а также при необходимости определить размер зон ограниченных верхним концентрационным пределом воспламенения (ВКПВ) и 0,5 нижнего концентрационного предела воспламенения (НКПВ).

Для оценки вероятности смертельного поражения человека используется пробит-функция Pr, определяемая по формуле (2):

С - концентрация вещества в рассматриваемой точке кг/м3;

t - Время воздействия, с;

Коэффициенты aPr, bPrи nPr определяются по справочным данным, занесенным в таблицу №2.

Таблица 2.. Значения коэффициентов пробит-функции

Результат расчета представлен в таблице №3.

Таблица 3. Результаты расчета ХОО

Порядок расчета риска для ПВОО производится согласно ГОСТ 12.3.047-2012 и Приказу МЧС РФ от 10 июля 2009 г. N 404 "Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах".

Данный метод применим для расчета индивидуального риска на технологических установках при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, и тепловое излучение. Он состоит из следующих этапов:

Построение логической схемы;

Расчет вероятностных параметров;

Расчет поражающих факторов;

Выбор расчетного варианта;

Расчет интенсивности теплового излучения при пожарах проливов легковоспламеняющихся жидкостей и горючих жидкостей.

Логическая схема необходимая для расчета представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Дерево событий

Результаты расчетов представлены в таблице № 4.

Таблица 4. Результаты расчетов ПВОО

Где, г - расстояние;

Др - Давление; і- Импульс;

Ргд - значение пробит-функции (Рг= 5-0,26- /d'ii( У)) - избыточное давление;

Рги - значение пробит-функции (/7/=-14,9+2,56-//Ј`>!(Д1,33)) - тепловое излучение;

Qm - условная вероятность поражения человека при реализации i-ой ветви логической схемы;

п - Суммарный потенциальный территориальный риск.

В районе города Владимир находится несколько исследуемых предприятий, зоны поражения которых находят друг на друга. Для них необходимо определить значение суммарного риска. Это такие предприятия как: комбинат «Монолит», МУП «Владимирводоканал», производственное предприятие «Перспектива», нефтехранилище «СВ-Ойл».

Рисунок 3. Карта суммарного потенциального территориального риска для Владимирской области

Проанализировав получившийся результат, можно сделать ввод о том, что зона, с максимальным показателем потенциального территориального риска располагается в области города Владимир.

Таким образом, мы получили количественный показатель риска чрезвычайной ситуации, определяемый как вероятность возникновения за год на рассматриваемой территории всей совокупности поражающих факторов источников возможной чрезвычайной ситуации с уровнем, который может привести к гибели людей и причинению материального ущерба.

Количественное определение риска требует сравнение с неким допустимым уровнем. А составленная карта как раз определяет потенциал максимально возможного риска для конкретных объектов воздействия. Таким образом с ее помощью возможно определить опасные предприятия, аварии на которых могут повлечь наиболее серьезные последствия. Такие предприятия необходимо ставить в более жесткие рамки допустимости риска, нежели менее опасные предприятия. Установление критериев приемлемости риска могло бы служить основой для определения повышенной опасности опасных объектов, и соответственно, применения к ним более жестких мер контроля и надзора, в частности, могло бы служить основанием для применения к таким предприятиям режима постоянного государственного контроля. Либо установления для них более высоких значений страховых сумм. Такой контроль поспособствует снижению возникновения аварий, а страхование ответственности владельцев за причинение вреда в результате аварии создаст некую подушку безопасности.

Литература

1. РД 52.88.699-2008 Положение о порядке действий учреждений и организаций при угрозе возникновения и возникновении опасных природных явлений, разработан УГМК, УМЗА, УГМАВ Росгидромета, ГУ «Гидрометцентр России» и ГУ «ИПГ» - 31с.;

2. ГОСТ 22.00.05-97 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения;

3. ГОСТ Р 22.0.07-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Источники техногенных чрезвычайных ситуаций. Классификация и номенклатура поражающих факторов и их параметров;

4. Федеральный закон от 21.07.1997 N 116-ФЗ (ред. от 07.03.2017) "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" (с изм. идоп., вступ. в силу с 25.03.2017);

5. Приказ Министерства природных ресурсов и экологии РФ от 5.07.2011 г. №591 «Об утверждении списка конкретных объектов хозяйственной деятельности по территории Владимирской области, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду и подлежащих федеральному государственному экологическому контролю»;

6. Анализ риска аварий на опасных производственных объектах, учебное пособие, г. Казань, издательство КНИТУ, 2017г - 150с;

7. ГОСТ Р 22.2.06-2016 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Менеджмент риска чрезвычайной ситуации. Оценка риска чрезвычайных ситуаций при разработке паспорта безопасности критически важного объекта и потенциально опасного объекта.

8. Приказ МЧС РФ от 10 июля 2009г. №404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах»;

9. ГОСТ Р 12.3.047-2012 «Пожарная безопасность технологических процессов»

10. Приказ МЧС России от 28.02.2003 № 105 «Об утверждении требований по предупреждению чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах и объектах жизнеобеспечения»

11. Методика оценки последствий аварийных выбросов опасных веществ, М: 2005г, 67с.;

12. Хенли Э., Кумамото Х. Надежность технических систем и оценка риска. Пер. с англ. - М.: Машиностроение, 1984, 528с.

Размещено на Allbest.ru