2.1 Идентификация опасностей и анализ рисков при эксплуатации технологических газопроводов
Причинами аварий на технологических газопроводах являются:
- заводской брак;
- коррозия;
- низкое качество строительно – монтажных и ремонтных работ;
- нарушение правил производства работ при техническом обслуживании и ремонте газопроводов ;
- нарушение инструкций по эксплуатации;
Для анализа возможных опасностей применяется «дерево отказов» и «дерево событий».
Дерево отказов представляет собой многоуровневую структуру причинных взаимосвязей, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в обратном порядке, для того чтобы отыскать возможные причины их возникновения.
Дерево событий используется для определения и анализа последовательности (вариантов) развития аварии.
Увеличилось количество аварий, связанных с коррозионными повреждениями подземных газопроводов. Для уточнения возможных причин аварии, рассмотрим похожие ситуации на других объектах.
Наибольшую опасность представляет разрыв газопровода. Инициирующими событиями могут являться коррозия или избыточное давление. Для более подробного представления данных постоим дерево отказов (См. Рисунок 1). На основе данных дерева отказов построим дерево событий для данного нежелательного события (См. Рисунок 2).
Рисунок 1 - Дерево отказов
Утечка
газа
РА
Коррозия
РС PB PD
Рисунок 2 – Дерево событий
Разрушение соседнего оборудования 0,2
Наиболее
Взрыв 0,3 опасный сценарий
С мгновенным
воспламенением Ликвидация
аварии 0,1
0,05 Рассеивание облака 0,18 Наиболее
ПГВ
смесь 0,2 вероятный сценарий
У течка газа Ликвидация аварии 0,02
Ликвидация аварии 0,3
Без
воспламенения
0,50
Без
мгновенного Рассеивание
газа 0,2
Воспламенения
0,95
Взрыв или горение
облака 0,15
Воспламенение
0,45
Ликвидация аварии 0,3
Вероятность утечки газа рассчитывается следующим образом:
РВ=1-((1-0,1*10-7)*(1-1,5*10-5))=1,5*10-5
РА=1-((1-2,5*10-6)*(1-1,5*10-5)*(1-10-7))=0,1*10-5
Вероятность происшествия головного события в дереве отказов равна 0,1*10-5.
Изучив дерево событий, выяснилось, что наибольшую опасность при утечке газа является разрыв газопровода, который сопровождается газопаровоздушной смесью (ГПВ), взрывом и разрушением соседнего оборудования.
Приемлемый риск – это такой риск, который в данной ситуации ( при данных обстоятельствах, при данном уровне развития науки и технологий) допустим при существующих общественных ценностях. Величина приемлемого риска составляет 10-6.
Рассмотрим сценарии самого опасного и вероятного развития событий.
Наиболее вероятное развитие событий: Разрыв газопровода → без мгновенного воспламенения → Ликвидация аварии.
Наиболее опасное развитие событий: Разрыв газопровода → Мгновенное воспламенение → Взрыв → Разрушение соседнего оборудования.
Оценка масштабов при аварии
Наиболее опасным сценарием аварии является разрушение соседнего оборудования. При разрушении (разгерметизации) газопроводов взрывоопасный газ истекает в атмосферу.
Технологические процессы с взрывоопасными газами и легковоспламеняющимися жидкостями в различных отраслях промышленности в большинстве случаев протекают вне области концентрационных пределов воспламенения, что является наиболее надежным направлением обеспечения безопасности. Однако в производственных условиях при различных неполадках оборудования и аварийных ситуациях возникают условия для образования горючих парогазовоздушных смесей как в замкнутых объемах, так и в неорганизованных паровых облаках больших масс. При этом образуются смеси с высоким уровнем неоднородности состава во всем диапазоне концентрационных пределов воспламенения. Это вызывает существенные изменения скоростей горения и других параметров разрушающей способности взрывного горения и ударных волн.
При образовании и взрыве больших объемов горючих газовых смесей наличие различного оборудования, зданий и сооружений приводит к неизбежной генерации турбулентности и мощных вихрей в местах контакта потока с препятствиями, что может привести к детонации газовой смеси и более значительным разрушениям. Отличительной особенностью горения пылевоздушных смесей в реальных условиях является то, что первоначально возникший объем аэрозоля при быстром сгорании может вызвать взмучивание (перевод во взвешенное состояние) отложившейся пыли и последующее ее выгорание. Именно этим объясняется тот факт, что при таких взрывах, как правило, развиваются в конечном счете большие давления, что вызывает сильные разрушения.