3685

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

блокировки обеспечивают отключение продуктовых насосов при повышенной загазованности и в случае возникновения пожара в помещении насосного зала.

Должны быть установлены устройства систем сигнализации о затоплении нефтепродуктами и сигнализации загазованности (повышенной концентрации паров нефтепродуктов) насосных станций; сигналы (звуковой и световой) о загазованности и затоплении нефтепродуктами помещений насосных станций должны передаваться на пульты сигнализации, которые установлены в помещениях операторов, кроме этого, необходим периодический (по графику) контроль загазованности при помощи переносных газоанализаторов.

Материалы и толщина стенок технологических трубопроводов выбираются с учетом максимально допустимых испытательных и рабочих давлений в трубопроводе и скоростей протекания коррозионных износов, посредством которых обеспечивается безотказность технологической системы в течении расчетного срока эксплуатации.

Для сбора разлившихся нефтепродуктов и их отвода по трубопроводам в закрытые технологические сооружения предусматриваются технические решения – устройства уклонов пола (покрытия) и приямков, подземных резервуаров предназначенных для сбора разлившихся нефтепродуктов. Аналогично, необходимо обеспечение сбора остатков разлившихся нефтепродуктов путем засыпки сорбентом или песком мест, загрязненных нефтепродуктами, с последующей уборкой в отведенные для этого места сорбента (песка), загрязненного нефтепродуктами; смыва водой полов и отвода стоков на очистные сооружения. Кроме этого должны быть обустроены сооружения для сбора и отвода на очистные сооружения стоков, загрязненных нефтепродуктами; устройства закрытой системы слива-налива нефтепродуктов в железнодорожные и автомобильные цистерны; обеспечена приостановка процесса налива нефтепродуктов в автомобильные (железнодорожные) цистерны при обнаружении утечек из цистерн.

Необходимо проведение регулярной очистки территории от мусора, сухой травы, опавших листьев, производственных отходов (особенно отходов, за-

81

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

грязненных нефтепродуктами) и снега с последующим их вывозом в отведенные для этого места.

Трубопроводы, запорно-регулирующаяй арматура, резервуары надо защищать от разгерметизации при превышении давлений в технологических сетях. Для этих целей предусматриваются предохранительные клапаны в технологических сетях, посредством которых давление в технологических сетях должно снижаться до предельно допустимых величин и исключаться возможность выхода наружу нефтепродуктов, а отвод нефтепродуктов должен осуществляться по трубопроводам в резервуары.

Резервуары для хранения нефтепродуктов оснащаются дыхательной арматурой. Технологические процессы, связанные со сливом и наливом нефтепродуктов в автомобильные (железнодорожные) цистерны оснащаются устройствами, посредством которых снижается выброс паров нефтепродуктов в атмосферу (отвод паров по закрытой системе). По периметру территории на объектах нефтепереработки предусмотрены продуваемые ограждения, способствующие снижению уровня загазованности парами нефтепродуктов путем их рассеивания под действием ветровых или конвенционных процессов.

Предупреждение возникновения источников воспламенения в горючей среде на объектах нефтепереработки обеспечивается при помощи применения электротехнического оборудования и аппаратуры взрывозащищенного исполнения, установленного во взрывопожароопасных зонах; устройств систем молниезащиты, защиты от заноса высокого потенциала и статического электричества [7].

Кроме этого необходимы обозначения категории всех помещений и наружных установок по взрывопожарной или пожарной опасности и класса (зоны) по ПУЭ [7]. В местах, где недопустимо применение открытого огня, должны быть сделаны соответствующие надписи и знаки, согласно требованиям действующей нормативной документации. Строго регламентируется въезд на территорию автотранспортных средств: запрещается въезд автотранспорта, не оборудованного исправными искрогасителями на выхлопных трубах, заземляющим устройством автоцистерн для перевозки нефтепродуктов и укомплек-

82

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

тованного противопожарным инвентарем; запрещается подача автомобильных цистерн с дефектами на крышках люков, вследствие которых может произойти утечка нефтепродуктов из цистерн.

Защита от появления источника зажигания во взрывопожароопасной среде обеспечивается за счет: размещения объектов и технологических установок с соблюдением противопожарных разрывов, в соответствии с требованиями действующей нормативной документации; размещения на территории всех зданий и сооружений с соблюдением расстояний в соответствии с требованиями действующей нормативной документации; применения при строительстве зданий и сооружений объектов НПЗ негорючих материалов; компоновки зданий и сооружений по функциональному признаку на основе технологических связей согласно требованиям действующей нормативной документации; устройства систем защиты от атмосферного электричества (молниезащиты) согласно требованиям действующей нормативной документации; системы защиты от образования статического электричества, обеспечивающие снижение интенсивности и стекание (отвод) заряда статического электричества путем снижения интенсивности заряда статического электричества при перемещении нефтепродуктов по трубопроводам, а также при наливе нефтепродуктов в автомобильные и железнодорожные цистерны. Для этих целей проектом принимаются диаметры трубопроводов с учетом предельно допустимых скоростей движения нефтепродуктов, обеспечивающих образование минимальных значений зарядов статического электричества и обеспечивается отвод заряда статического электричества от металлических и неметаллических частей оборудования, трубопроводов и сооружений путем их заземления.

Необходимо поддержание температуры нагрева поверхности машин, механизмов, оборудования, устройств, веществ и материалов, которые могут войти в контакт с горючей средой, ниже предельно допустимой, составляющей 80% наименьшей температуры самовоспламенения горючего.

Это самые значимые принципы обеспечения пожарной безопасности в нефтегазовой отрасли, которые должны, безусловно, выполняться при проекти-

83

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

ровании новых предприятий или при эксплуатации существующих. Роль научных исследований заключается в усовершенствовании этих принципов и в обеспечении учета вновь возникающих факторов, вызванных развитием отрасли.

Перспективные направления оценки уровня пожарной опасности объектов нефтегазовой отрасли. Традиционно оценку пожарной опасности предприятий нефтепереработки осуществляли лишь с точки зрения соблюдения действующих нормативных документов. В настоящее время, в связи с переходом к рыночным отношениям эффективность тех или иных мероприятий в области пожарной безопасности оценивается и с экономической точки зрения. Перспективным направлением представляется разработка необходимых противопожарных мероприятий с учетом реальной вероятности возникновения аварийных ситуаций и пожара на объекте нефтегазового комплекса. Кроме этого, целесообразным представляется учет эскалации аварийных ситуаций, а также связанных с ними социальных экономических и экологических потерь. Расчет пожарного риска для предприятия нефтегазовой отрасли необходим для определения страховых ставок и требований к системе противопожарной защиты и организационно-техническим мероприятиям в области пожарной безопасности.

Рассмотрим современные мировые концепции оценки пожарного риска и практику их использования. Анализ мирового опыта свидетельствует о том, что в настоящее время проблеме техногенного и, в частности пожарного, риска уделяется постоянно растущее внимание [7-9]. Этот растущий интерес определяется повышающейся долей потерь от техногенных катастроф, в том числе в нефтегазовой отрасли, в общей структуре ущерба от неблагоприятных событий различной природы [8]. При этом, поскольку данная область исследований находится в стадии становления, в мире отсутствует единый, или хотя бы доминирующий подход к оценке пожарного риска, который был бы принят в качестве обязательного в нормативной документации, регламентирующей вопросы ПБ [10] Однако общие тенденции управления пожарным риском уже определились.

84

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

В промышленно развитых странах методы анализа риска в большинстве случаев основываются на методе логических деревьев [11, 12]. Тот же метод принят и в РФ. При этом жесткая регламентация методов управления пожарными рисками и конкретные методики его оценки законодательно устанавливаются только для объектов, представляющих повышенную опасность, в частности, ядерных электростанций, хранилищ и терминалов сжиженного газа, производств и предприятий утилизации взрывчатых веществ [13-15]. Для остальных объектов законодательно регламентируются лишь общие принципы оценки пожарного риска, а конкретные методы описания и управления имеют лишь рекомендательный характер [16] и являются приложениями к нормативным документам. Для таких объектов допускается использование широкого спектра методов как качественных, так и количественных (индексные методы, полный вероятностный анализ и др.), выбор которых определяется целями выполнения анализа рисков, реализующихся на объекте исследования. В последние время в большинстве развитых стран для объектов, не входящих в список наиболее опасных, наметилась тенденция перехода от жесткого нормирования требований пожарной безопасности к объектно-ориентированному нормированию [17]. Этот подход основан на определении не методов достижения пожарной безопасности, а характеристик системы пожарной безопасности объекта при свободе выбора способов достижения указанной цели. В англоязычной литературе в этой связи принят термин performance-based codes – PBS (в переводе нормирование, основанное на выполнении задачи). Более высокая эффективность PBS по сравнению с жестким нормированием требований пожарной безопасности определяется минимизацией ограничений и стимулированием использования прогрессивных технических решений [18].

Российская Федерация в области ПБ на законодательном уровне в настоящее время переходит к концепции гибкого нормирования. Методы оценки пожарного риска определены государственными стандартами [19, 20] основанными на концепции гибкого нормирования. Практическое применение методов PBS, дающих возможность реализации альтернативные проектные решения,

85

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

ставит задачу разработки и использования алгоритмов оценки пожароопасности объектов и пожарного риска. Эти методы должны давать возможность на основании характеристик объекта и происходящих на нем процессов количественно описывать динамику возникновения и развитие пожара, оптимизировать процедуру эвакуацию людей, количественно оценивать возможный ущерб и последствия. Разработке таких алгоритмов на объектах использования растворителей посвящена данная работа.

Термины «опасность» и «риск» применяются во многих областях деятельности (технике, экономике, экологии и др.), в связи с чем в них вкладывается различный смысл. Однако разработка количественных методов требует четкого определения соответствующих терминов. Поэтому при описании пожарной опасности и пожарного риска (в англоязычной литературе fire hazard и fire risk соответственно) в научной литературе и нормативных документах были выработаны подходы, позволяющие уточнить терминологию, что позволило решить поставленную задачу и термины «пожарная опасность» и «пожарный риск» в литературе и законодательстве развитых стран получили близкую трактовку. Так, например, в законе РФ [21] пожарная опасность объекта защиты определяется как «…состояние объекта защиты, характеризуемое возможностью возникновения и развития пожара, а также воздействия на людей и имущество опасных факторов пожара…». Количественная мера пожарной опасности, пожарного риска – это «…мера возможности реализации пожарной опасности объекта защиты и ее последствий для людей и материальных ценностей.». Совпадающие или близкие по смыслу определения терминов fire hazard и fire risk используются в зарубежной литературе и нормативных документах. (см., например, [22]).

Кроме анализа развития пожарной ситуации и пожара необходимы и методы количественного анализа его последствий. Анализ мировых тенденций позволяет сделать вывод о том, что этой области также удалось достичь совпадения или близости подходов. Общепринятый алгоритм предусматривает 3 стадии описания последствий пожаров [23]. На первом этапе, называемом анали-

86

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

зом пожароопасной ситуации (в англоязычной литературе – hazard analysis) задается сценарии развития пожарной ситуации и пожара, на основе чего рассчитываются количественные характеристики ее поражающего действия и материального ущерба. Эта часть алгоритма является детерминированным и на нем, как правило, используются математические и/или физические модели пожара [24]. На этом этапе не рассчитывается вероятности реализации данного сценария, влияния стохастических факторов, психологические характеристики людей при принятии решении и эвакуации и т. п.

На втором этапе анализа риска (risk analysis) используются методы, анализа стохастических (технических, психологических и др.) процессов, позволяющие оценить вероятность реализации конкретного сценария развития. На этой стадии используется богатый инструментарий методов оценки риска. При этом, естественно, должны применяться нормативно установленные общие методы оценки риска технологических рисков [25], и учтена специфика пожарной ситуации [26].

Общепринятая классификация методов оценки пожарного риска строится на степени количественного описания пожарной ситуации и пожара, что определяет сферу применения соответствующих алгоритмов. На предварительных этапах исследования могут применяться качественные методы (метод проверочных листов ‒ Check-list, What - if; матриц риска; анализ логических деревьев событий, если результат анализа формулируется на описательном уровне – «высокий, средний, низкий» и др.). Практика применения качественных методов изложена в работах [27-29].

Качественный анализ риска предназначен для определения факторов риска; выявление источников и причин риска; идентификацию всех возможных рисков; выявление соотношения выгод и возможных потерь, которые могут наступить при реализации содержащего риск решения; ранжирование рисков по экспертным данным. Качественный анализ позволяет выделить наиболее значимые риски, которые будут являться объектом дальнейшего количественного анализа. Однако чисто качественные методы при всей их важности не позволя-

87

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

ют даже поставить задачу управления рисками, вследствие че го могут служить лишь для отбора материала для дальнейших исследований.

В полуколичественных методах, на основе качественного выделения ключевых аспектов задачи, осн овные процессы рассматриваются количественно, при сохранении оценки на ка чественном уровне части явлений. К полуколичественным методам относятся, н пример, метод построения логических деревьев событий при пожаре и расчет вероятности реализации сценариев б ез количественной оценки последствий кажд ого сценария. Также полуколичественным является построение логического д ерева событий с целью определения вероятности прекращения пожара (вследствие самопроизвольного затухания, тушения пожара средствами ручного или си стемами автоматического пожаротушения) или развития пожарной ситуации (распространения пожара на смежные помещения, перехода от локализованного г орения к объемной вспышке и т. д).

При таком подходе качественные оценки позволяют выбрать наиболее опасные сценарии аварии, а исследования этих сценариев до лжно проводиться количественно на основе детерминистских моделей с примен ение математического и/или физического моделирования. Полуколичественным является традиционный анализ опасно стей при «наихудшем» сценарии пожара на основе интегральных, зонных ил и дифференциальных (полевых) мо делей [27] и методы индексирования и ранжирования риска [30]. Таким об разом, основным свойством полуколичественных методов является совмещение качественного анализа сценариев пожарн ой ситуации и пожара с количественной оценкой их последствий.

Рис. 8. Области прим енения различных методов оценки пожарного риска

88

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

Наконец, количественные методы оценки риска предполагают математическое и/или физическое моделирование обеих составляющих риска ‒ вероятности и последствий. Физическое моделирование может строиться на основе полномасштабных моделей и методов теории подобия. Для математического моделирования сценариев пожара могут применяться методы статистического анализа, детерминистское, имитационное и стохастическое моделирование, экспертные оценки [31], анализ логических деревьев событий и отказов [32, 33]. Области применения различных методов определения пожарного риска на плоскости «объем статистических данных - адекватность разработанных моделей» по данным работы [34] приведена на рис. 8.

Оценка рисков является достаточно актуальной темой в наше время в связи с переходом к рыночным отношениям. Пожарные риски непосредственно связаны с противопожарным страхованием и с требованиями обеспечения противопожарной защиты.

Противопожарное страхование. Управление пожарным риском – это многоступенчатый процесс, имеющий своей целью снизить риск или компенсировать ущерб в результате пожара. Управления пожарным риском делится на следующие этапы: анализ риска, выбор эффективных методов воздействия, принятие решения, непосредственное воздействие на риск, осуществление контроля и корректировки результатов процесса управления риском.

Исследование рынка противопожарного страхования за последние 10 лет показало, что даже растущее число стихийных бедствий и пожаров с массовой гибелью людей в Российской Федерации, широко освещаемых средствами массовой информации, а также невысокие страховые тарифы не способствуют широкому распространению страхования имущества и ответственности за причинение вреда третьим лицам в результате пожара. В связи с этим государству необходимо совершать ежегодные значительные выделения средств из казны на компенсации за погибших на пожарах, оплату лечения пострадавшим и оказание материальной̆ помощи на восстановление жильяПо. данным, приведенным МЧС РФ, за последние пять лет только прямой̆ ущерб от пожаров в России

89

Химия, физика и механика материалов № 3 (18), 2018

превысил 40 млрд рублей. Типовая схема страхования на тер ритории РФ приведена на рис. 9.

Рис. 9. Классификация страховой деятельности на территории РФ

90