Пример 3

3.1 Оценка риска аварии и разработка сценариев их развития в котельном цехе

Чрезвычайные ситуации возникают в результате комбинации случайных событий, возникающих с различной вероятностью. Для выявления причинно-следственных связей между этими событиями используется логико-графические методы анализа: «дерево событий» и «дерево отказов».

Наиболее значимыми факторами, влияющими на показатели риска, являются:

- ошибки или несанкционированные действия персонала при ведении технологического процесса, профилактических и ремонтных работ и, особенно, при производстве сварочных работ;

- отказы и неполадки технологического оборудования;

- компактное размещение оборудования на ограниченной территории;

- надежность систем контроля и противоаварийной защиты;

- качество эксплуатации и обслуживания оборудования;

- профессиональная и противоаварийная подготовка персонала;

-внешние воздействия природного или техногенного характера, преднамеренные действия, характеризующиеся незначительной вероятностью (распределение аварий на газопроводах разных диаметров по причинам их возникновения и интенсивность аварий на газопроводах РФ приведены в таблицах 1 и 2 [20]).

Таблица 1.−Распределение аварий на газопроводах разных диаметров по причинам их возникновения

Причины возникновения, %		По газопроводам разных диаметров, мм
		1420	1220	1020	820	720	530	<530
1		2	3	4	5	6	7	8
Дефект труб	9,4	11,1	6,2	19,7	0	12,9	1,8	7,4
Дефект заводского оборудования	3,0	8,3	1,6	2,6	0	3,2	0	4,9
Брак СМР	25,8	52,8	39,1	29,0	23,3	12,9	25,4	11,1
Нарушение проекта	0,2	0	0	1,3	0	0	0	0
Нарушение ПТЭ	5,9	5,5	0	4,0	3,4	6,5	10,9	9,9
Внутренняя коррозия и эрозия	4,0	0	0	1,3	0	8,1	5,5	8,7
Наружная коррозия	22,0	5,6	35,9	32,9	50,0	14,5	9,1	12,4
Механические повреждения	21,0	0	9,4	5,3	23,3	29,0	38,2	35,8
Термическое воздействие	0,5	0	1,6	0	0	1,6	0	0
Стихийные бедствия	4,2	13,9	3,1	1,3	0	4,8	3,6	4,9
Прочие причины	4,0	2,8	3,1	2,6	0	6,5	5,5	4,9

Таблица 2− Интенсивность аварий на газопроводах РФ

Причины аварий	Удельная частота аварий, кол.аварий/(1000км·год)
Производственный дефект труб	0,019	0,036	0,029	0,029	0,028
Брак СРМ и сварки	0,052	0,057	0,021	0,057	0,047
Наружная и внутренняя коррозия	0,062	0,036	0,079	0,043	0,055
Механические повреждения	0,048	0,043	0,085	0,071	0,062
Другие причины	0,019	0,007	0	0,021	0,012
По всем причинам	0,205	0,179	0,214	0,221	0,204

Как известно, возникновение аварийных ситуаций обусловлено воздействием определенных групп факторов. Оценка риска аварий проводится с использованием таких методов, как «дерево отказов» и «дерево событий».

Анализ статистических данных по авариям в газовых хозяйствах, произошедших на территории России за последние годы, позволяет выявить наиболее распространенные виды аварий:

- ошибки ремонтного персонала;

- дефект конструкции;

- коррозия;

-выход параметров за допустимые значения/механические повреждения;

- внешнее воздействие.

1. Ошибки ремонтного персонала:

В ошибках ремонтного персонала преобладают «сознательно неправильные действия» (некачественный ремонт, нарушение инструкций) ошибки по незнанию в связи с недостаточной профессиональной подготовленностью. 2. Дефект конструкции:

Дефекты трубопроводных конструкций подразделяются на:

- дефекты труб;

- дефекты сварных соединений;

- дефекты изоляции. [12]

Различают следующие дефекты труб:

- металлургические – дефекты листов и лент, из которых изготавливаются трубы, т.е. различного рода расслоения, прокатная плена, вкатанная окалина, поперечная разнотолщинность, неметаллические включения и др.

- технологические – связаны с несовершенством технологии изготовления труб, которые условно можно разделить на дефекты сварки и поверхностные дефекты

- строительные – обусловлены несовершенством технологии строительно-монтажных работ, нарушениями технологических и проектных решений по транспортировке, монтажу, сварке, изоляционно-укладочным работам (царапины, задиры, вмятины на поверхности труб).

Дефект сварного соединения – это отклонения разного рода от установленных норм и технических требований, которые уменьшают прочность и эксплуатационную надежность сварных соединений и могут привести к разрушению всей конструкции. Наиболее часто встречаются дефекты формы и размеров сварных швов, дефекты макро- и микроструктуры, деформация и коробление сварных конструкций.

Дефекты изоляции - нарушение сплошности; адгезия; заниженная толщина; гофры; морщины; задиры; царапины; проколы.

1. Коррозия:

В настоящее время увеличилось количество аварий, связанных с коррозионными повреждениями подземных газопроводов. Данные случаи повреждений произошли на газопроводах, не отслуживших нормативный срок. В большинстве случаев коррозионные повреждения указывают на отсутствие контроля за техническим состоянием газопроводом со стороны эксплуатирующей организации и низкий уровень технического надзоры в процессе строительства. [19]

2. Выход параметров за допустимые значения:

В основном механические повреждения газопроводов связаны с земляными работами. Причинами аварий является невыполнение требований «Правил охраны газораспределительных сетей» в части проведения кадастровых работ, выделения охранных зон и наложения обременений на собственников земельных участков, на которых расположены охранные зоны ГРС.

Замечено резкое увеличение количества аварий, связанных с отказом оборудования ГРП и повышением давления газа в сетях низкого давления. Основные причины возрастания числа аварий – повышенная влажность транспортируемого газа, некачественное техническое обслуживание и несоответствие пропускной способности оборудования фактическим режимам.

В результате превышения рабочего давления газа в ГРС происходили утечки газа у потребителей, пожары, взрывы в жилых домах.[13]

3. Внешнее воздействие:

Внешнее воздействие может быть обусловлено природным, техногенным или террористическим характера. На опасном объекте внешние воздействия природного характера маловероятны, но определенную опасность могут представлять сильные порывы ветра (ураганы, смерчи), задувающие в трубу, и, в следствие, вызывающие загазованность.

Техногенный фактор в данном случае обуславливается возможным взрывом мазутного хозяйства, который все же окажет незначительное влияние на газовое хозяйство.

Аварийное событие на территории ТЭЦ по причине террористического акта предотвращается путем исключения проникновения посторонних лиц. Это обеспечивается следующими мероприятиями:

- предприятие обнесено забором из бетонных плит;

- вход и въезд на территорию осуществляется через проходную с охраной;

- недопущение приема на работу лиц, вызывающих подозрение, бдительность сотрудников предприятия;

- поступление цистерн по железнодорожной ветке осуществляется через контролируемые ворота.

В данной курсовой работе предлагается к рассмотрению сценарий разрушения (разгерметизации) наружного газопровода подачи с выбросом природного газа. Оценка вероятности возникновения аварий проведена методом анализа «дерева отказов», представленного на рисунке 4.

P₂ = 4.5*10^-5

P₁=9.3*10^-6

P₀= 7.6*10^-6

Рисунок 4. «Дерево отказов»

Расчет вероятностей возникновения событий:

P₀= 1-(1-6*10^-6)(1-1.6*10^-6) = 7.6*10^-6 (1)

P₁= 1-(1-7.6*10^-6)(1-1.7*10^-6)= 9.3*10^-6 (2)

P₂= 1-(1-1.5*10^-5)(1-5*10^-7)(1-9.3*10^-6)(1-1*10^-7)(1-2.1*10^-5) = 4.5*10^-5(3)

Таким образом, на основании возможно возникновение аварийного события - разрушение (разгерметизация) наружного газопровода подачи с выбросом природного газа. Вероятность головного события - 4.5*10^-5.

Для выявления причинно – следственных связей между этими событиями используется логико-графический метод анализа «дерево событий».

-наиболее опасный сценарий

-наиболее вероятный сценарий

Рисунок 5−«Дерево событий» - Разработка сценариев разгерметизации наружного газопровода с выбросом природного газа

Наиболее опасным сценарием развития аварийной ситуации при эксплуатации газопровода котельного цеха №1 является:

С1 - Разгерметизация наружного газопровода высокого давления →образование взрывоопасной концентрации внутри и на поверхности колодца → взрыв газовоздушной смеси (ГВС) при наличии источника зажигания → воздействие ударной волны на соседнее оборудование и травмирование людей.

Наиболее вероятным сценарием является:

С2 - Разгерметизация оборудования ГРП или газопровода → выброс газа → образование взрывоопасной концентрации внутри ГРП → рассеивание ГВС без опасных последствий.