- •1 Аналитический обзор
- •2 Патентный поиск
- •3 Цели и задачи
- •4 Технологическая часть
- •4.1 Исходные данные для оценки технологической безопасности исследуемого объекта
- •4.1.1 Данные о размещении персонала объекта с указанием средней численности наибольшей работающей смены
- •4.1.2 Характеристики опасных веществ
- •4.1.3 Описание технологического процесса и принципиальная технологическая схема с обозначением основного технологического оборудования
- •4.1.4 План размещения оборудования
- •4.1.5 Перечень основного технологического оборудования, в котором обращаются опасные вещества
- •4.2. Разделение производства на блоки
- •4.2.1 Оценка уровня взрывоопасности. Расчет энергетического потенциала
- •4.3 Описание технических решений по обеспечению безопасности
- •4.3.1 Решения по исключению разгерметизации оборудования и предупреждению аварийных утечек водорода
- •4.3.2 Решения по обеспечению взрывопожаробезопасности
- •4.4 Анализ риска
- •4.4.1 Анализ известных аварий
- •4.4.2 Анализ условий возникновения и развития аварий
- •4.4.2.1 Определение возможных причин и факторов, способствующих развитию аварий
- •4.4.2.2 Определение типовых сценариев
- •4.4.2.3 «Дерево отказов» технологического оборудования
- •4.4.2.4 Оценка «дерева событий», краткое описание сценариев аварийных ситуаций
- •4.4.2.5 Оценка реализации аварийных ситуаций и сценариев их дальнейшего развития
- •4.4.2.6 Оценка количества опасных веществ, участвующих в аварии
- •4.4.3 Выбор физико-математических моделей и методов расчета вероятных зон поражающих факторов
- •4.4.3.1 Факельное горение
- •4.4.3.2 Избыточное давление в помещении при сгорании горючей смеси
- •4.4.3.3 Расчет поражающего воздействия увв при адиабатическом расширении
- •4.4.4 Оценка риска гибели людей
- •4.4.4.1 Индивидуальный риск
- •4.4.4.2 Коллективный риск
- •4.4.4.3 Социальный риск
- •5 Строительная часть
- •5.1 Данные о топографии и месторасположении объекта
- •5.2 Данные о природно-климатических условиях расположения промышленного объекта
- •5.3 Наличие и границы запретных и санитарно-защитных зон
- •5.4 Обоснование принятого типа и этажности здания
- •5.5 Обоснование и описание принятых конструкторских решений и выбранных материалов
- •6 Автоматизация
- •7 Охрана труда и окружающей среды
- •7.1 Охрана труда
- •7.1.1 Химический фактор на производстве
- •7.1.2 Вредные физические факторы производственной среды
- •7.1.3 Тяжесть и напряженность труда
- •7.1.4 Сведения о системе вентиляции
- •7.1.5 Освещение производственного помещения
- •7.1.6 Классификация производственных помещений
- •7.1.7 Определение размеров санитарно-защитной зоны
- •7.2 Охрана окружающей среды
- •8 Стандартизация
- •9 Гражданская оборона
- •9.1 Характеристика организационно-технических мероприятий, обеспечивающих безопасность объекта и готовность к ликвидации чрезвычайных ситуаций
- •10 Экономика
- •10.1.Расчет ущерба для наиболее вероятного сценария
- •10.1.1 Расчёт материальных потерь
- •10.1.2 Расчет затрат на компенсацию последствий взрыва
- •10.1.3 Расчет социального ущерба
- •10.2.Расчет ущерба для наиболее опасного сценария
- •10.2.1 Расчёт материальных потерь
- •10.2.2 Расчет затрат на компенсацию последствий взрыва
- •10.2.3 Расчет социального ущерба
- •11 Применение вычислительной техники, компьютерных технологий и информационных систем
- •12 Заключение и проектные предложения
- •12.1 Перечень наиболее значимых факторов, влияющих на показатели риска
- •12.2 Предложения по внедрению мер, направленных на уменьшение риска аварий
- •Смертельная зона Безопасная зона
- •Смертельная зона Безопасная зона
4.4.2.3 «Дерево отказов» технологического оборудования
«Дерево отказов» - это модель надежности, которая отражает взаимосвязь между отдельными случайными событиями в виде отказов, совокупность которых, приводит к отказу всей системы в целом.
При анализе «деревьев отказов» выявляются комбинации отказов (неполадок) оборудования, ошибок персонала и иных воздействий, приводящих к основному событию (аварийной ситуации). На рисунках 10 и 11 приведены «деревья отказов» для емкостного оборудования (ресиверов) и трубопроводов, в которых обращается водород.
Разгерметизация
емкости
Потеря
механической прочности материала
Ошибочные
действия персонала
Диверсия,
теракты
1
2
Повышение
давления Р>Ркр
3
Повышение
температуры Т>Ткр
Нагрев
корпуса солнечными лучами
5
4
6
7
1 -Воздействие осколков, УВВ от взрыва соседнего резервуара; 2 - отказ болтовых соединений, фланцевых прокладок, запорной арматуры, сварных соединений; 3 -наличие внутренних дефектов; 4 - отказ предохранительного клапана; 5- нагрев корпуса при пожаре в соседней емкости; 6 -нарушение защитного покрытия; 7 - высокая температура окружающей среды
Рисунок 10 − «Дерево отказов», приводящих к разгерметизации емкостного оборудования
Разгерметизация
трубопровода
3
4
5
2
1
1 - отказ запорной арматуры;
2 - отказ сварных швов;
3 - отказ прокладок фланцевых соединений;
4 - отказ болтовых соединений фланцев;
5 - коррозионный или усталостный отказ.
Рисунок 11− «Дерево отказов», приводящих к разгерметизации трубопроводов
4.4.2.4 Оценка «дерева событий», краткое описание сценариев аварийных ситуаций
Потенциальную опасность на рассматриваемом объекте представляет водород, который при разгерметизации оборудования и при возникновении источника воспламенения может привести к возгоранию или взрыву и, как следствие, тепловому воздействию и воздействию УВВ на людей и соседнее оборудование. На данном объекте возможны следующие виды аварий:
взрыв внутри помещения;
факельное горение;
адиабатическое расширение.
«Деревья событий» для сценариев наиболее опасных аварийных ситуаций, реализация которых возможна на производстве, приведены на рисунках 12-15.
Наиболее типичные сценарии возможных аварий представлены в таблице 14.
Т епловое воздействие С1п
В оспламенение струи газа. Факельное горение 0,3
0,2 Без опасных последствий
0,7
Разгерметизация Воздействие УВВ С2п
8,3·10-5 1/год Дефлаграция смеси 0,4
1 Образование водород- воздушной смеси 0,2 Без опасных последствий
0,8 0,6
Рассеивание водорода. Без опасных последствий
0,8
Рисунок 12 −«Дерево событий» при полной аварийной разгерметизации трубопровода в помещении
Т епловое воздействие С1
В оспламенение струи газа. Факельное горение 0,2
0,2 Без опасных последствий
0,8
Разгерметизация Воздействие УВВ С2
3,4·10-4 1/год Дефлаграция смеси 0,4
1 Образование водород- воздушной смеси 0,2 Без опасных последствий
0,8 0,6
Рассеивание водорода. Без опасных последствий
0,8
Рисунок 13 −«Дерево событий» при частичной аварийной разгерметизации трубопровода в помещении
Т епловое воздействие С1
0,2
В оспламенение струи газа. Факельное горение
0,035 Без опасных последствий
Разгерметизация 0,8
7,9·10-5 1/год Рассеивание Н2 в атмосфере
1 0,965
Рисунок 14 − «Дерево событий» при частично аварийной разгерметизации ресивера на открытой площадке
В оздействие УВВ С3п
П олное разрушение ресивера. Адиабатическое расширение газа 0,2
4,7·10-6 1/год
1 Без опасных последствий
0,8
Рисунок 15 – «Дерево событий» при полной аварийной разгерметизации ресивера
Таблица 14 – Типичные сценарии возможных аварий
№ сценария |
Описание сценариев |
С1п (С1) |
Полная (частичная) разгерметизация трубопровода (или ресивера) с водородом → воспламенение струи газа, факельное горение → попадание персонала и соседнего оборудования в пределы опасной зоны → воздействие теплового излучения на людей и соседнее оборудование |
С2п (С2) |
Полная (частичная) разгерметизация трубопровода с водородом в помещении → выход газа в помещение→воспламенение водородвоздушной смеси → дефлаграция смеси→ попадание персонала и соседнего оборудования в пределы опасной зоны → воздействие УВВ на людей, здание и соседнее оборудование |
С3п |
Полная разгерметизация ресивера → адиабатическое расширение газа → попадание персонала и соседнего оборудования в пределы опасной зоны → воздействие УВВ на людей, соседнее оборудование и здания |
Примечание 3− сценарии аварий, связанные с частичной разгерметизацией оборудования, имеют цифровой индекс, соответствующий номеру сценария, а сценарии аварий, связанные с полной разгерметизацией оборудования, имеют буквенный индекс «п» (например, С1п).