98024

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА НА ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМНЫМИ РИСКАМИ

Диссертация

Безопасность труда и охрана жизнедеятельности

Исследование и анализ нестационарности возникновения и развития потенциально опасных ситуаций при эксплуатации опасных производственных объектов. Исследование и анализ синергетической опасности возникновения и развития аварийных ситуаций на опасных производственных объектах нефтегазового комплекса.

Русский

2015-10-27

15.06 MB

19 чел.

Государственное унитарное предприятие

«Институт проблем транспорта энергоресурсов»

(ГУП «ИПТЭР»)

УДК 622.692.4 

На правах рукописи

Абдрахманов Наиль Хадитович

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА  

НА ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМНЫМИ РИСКАМИ

Специальность 05.26.03 ‒ Пожарная и промышленная безопасность

(нефтегазовый комплекс)

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени

доктора технических наук

Научный консультант ‒ 

доктор технических наук, профессор,

Александров Анатолий Александрович

Уфа 2014


Содержание

стр.

ВВЕДЕНИЕ 6

Глава 1 Принципы разработки современных технологий  
проектирования и эксплуатации нефтегазового
оборудования  опасных производственных объектов
с использованием методологии анализа системных рисков
13

1.1 Обобщение и анализ отечественного и зарубежного опыта
исследований в области проектирования и эксплуатации  
нефтегазового оборудования  опасных производственных
объектов …………………………………………………………………….13

1.2 Современное состояние разработки методологии анализа
системных рисков при проектировании и эксплуатации
нефтегазового оборудования  опасных производственных объектов…. 16

1.3 Принципы разработки информационной модели управления
минимизацией рисков  опасных производственных объектов  нефтегазового комплекса 33

Выводы по главе 1 37

Глава 2 Научно-методические основы прогнозирования аварийных ситуаций и управления минимизацией рисков с учетом нестационарности опасных производственных объектов нефтегазового комплекса 39

2.1 Исследование и анализ нестационарности  возникновения
и развития потенциально опасных ситуаций  при эксплуатации опасных производственных объектов   39

2.2 Исследование и анализ синергетической опасности возникновения и развития аварийных ситуаций  на опасных производственных объектах нефтегазового комплекса 51

2.3 Разработка научно-методических основ управления
минимизацией синергетического риска с учетом
нестационарности технологических процессов 68

2.4 Синтез системы моделирования возникновения и сценариев  
развития аварийных ситуаций для нестационарных опасных
производственных объектов нефтегазового комплекса  76

2.5 Принципы разработки функциональной схемы управления
минимизацией рисков с учетом нестационарности опасных  
производственных объектов  87

Выводы по главе 2 92

Глава 3 Исследование и разработка методологии управления
минимизацией нестационарных рисков с использованием информационно-управляющей системы обеспечения
безопасности эксплуатации  опасных производственных объектов
94

3.1  Принципы разработки методологии управления минимизацией нестационарных рисков  на стадии проектирования системы обеспечения безопасности 94

3.2  Требования к построению информационно-управляющей

системы обеспечения безопасности  при эксплуатации опасных производственных объектов 102

3.3 Разработка принципов построения информационно-управляющей

системы обеспечения безопасности  при эксплуатации опасных производственных объектов  112

3.4 Принципы обеспечения безопасной  эксплуатации опасных
производственных объектов  с использованием
компьютеризированной технологии управления минимизацией рисков  118

3.5 Исследование результатов промышленной апробации первой
очереди информационно-программного обеспечения
на пилотных опасных производственных объектах нефтегазового комплекса 120

Выводы по главе 3 123

Глава 4 Повышение безопасности эксплуатации опасных
производственных объектов нефтегазового комплекса
с использованием оперативного мониторинга
и управления минимизацией синергетического риска……….
124

4.1 Разработка критериев управления безопасностью  опасных
производственных объектов с использованием минимизации
синергетического риска  124

4.2 Разработка технических требований к созданию системы  
оперативного мониторинга и  управления промышленной
и экологической безопасностью
 опасных производственных
объектов на основе  минимизации  рисков  126

4.3 Разработка принципов построения комплекса оперативного
диспетчерского мониторинга и  управления безопасностью

эксплуатации трубопроводных систем  при транспортировании углеводородных и химически опасных сред 128

4.3.1 Техническое обеспечение комплекса …………………………………..130

4.3.2 Гидродинамический модуль и модуль управления комплекса……….132

4.3.3 Акустический модуль аппаратно-программного комплекса
оперативного мониторинга …………………………………………….133

4.3.4 Программное обеспечение комплекса………………………………….134

4.4 Опробование аппаратно-программного комплекса  
для оперативного  мониторинга безопасной
 эксплуатации
трубопроводных систем  при транспортировании  
взрывопожароопасных и химически опасных  сред 139

Выводы по главе 4  142

Глава 5 Опытно-промышленное применение и внедрение
технологии проектирования и эксплуатации опасных производственных объектов
 нефтегазового комплекса
с использованием минимизации синергетического риска  144

5.1 Результаты опробования и внедрения организационной структуры  эксплуатации опасных производственных объектов нефтегазового комплекса …………………………………………………………144

5.2 Результаты опробования и внедрения инновационных решений при проектировании и эксплуатации опасных производственных объектов  нефтегазового  комплекса   148

5.3 Сравнительный анализ эффективности инновационных решений новой технологии промышленной безопасности со стандартными и рекомендации по ее дальнейшему развитию 186

Выводы по главе 5  190

Основные выводы и рекомендации 192

Список литературы 194

Приложения:

1 Акт о внедрении технологии мониторинга и управления
безопасностью технологического оборудования и трубопроводов опасных производственных объектов ОАО «Газпром нефтехим
Салават»…… 220

2. Интегрированная система менеджмента по безопасной
эксплуатации систем, аппаратов и технологической
трубопроводной системы опасного производственного объекта 221

3. Акт о внедрении технологии мониторинга и управления
безопасностью оборудования, резервуаров и технологических
трубопроводов опасных производственных объектов
ОАО «Салаватский химический завод» 222

4. Методические рекомендации по безопасной эксплуатации опасных производственных объектов (резервуарный парк) 224

5. Изменение/дополнение №3 К ТР 1820.015-2011 Производство
диметиламина. Безопасная эксплуатация производства.
Перечень инструкций и нормативной документации 225

6. Инструкция по безопасной эксплуатации оборудования, узлов
и технологических трубопроводов опасных производственных
объектов 226

7. Расчет вероятностей возникновения аварийной ситуации
на типовой технологической установке НПП (ЭЛОУ-АВТ) 227

8. Инструктивно-нормативная техническая документация
для обеспечения промышленной безопасности объектов типового опасного производственного объекта 230

9. Инструкция «Организация работ по эксплуатации систем
противоаварийной защиты и аварийно-предупредительной
сигнализации»………………………………………………………………..239


ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Учитывая высокую значимость проблемы повышения безопасности при проектировании и эксплуатации объектов нефтегазового комплекса (хранение, транспортирование и переработка нефти), на данный момент все большее значение приобретает решение задач, связанных с предупреждением возможных аварийных ситуаций и минимизацией технологических и экологических рисков.

Существующие в настоящее время методики оценки и декларирования промышленной безопасности  эксплуатации  опасных  производственных объектов (ОПО)  нефтегазового комплекса носят, в основном, декларативный характер, а существующий опыт использования методологии анализа опасностей и их оценки, ограниченный декларативной оценкой опасных ситуаций, зачастую не позволяет учитывать его при принятии оптимальных решений по предупреждению аварийных ситуаций ввиду отсутствия надлежащего организационного и информационного обеспечения по прогнозированию и оперативному раннему распознаванию опасных ситуаций.

Особую актуальность данная проблема приобретает при хранении, транспортировании углеводородных сред и эксплуатации  нефтегазового оборудования, когда аварийные ситуации сопровождаются значительными объемами  выбросов  взрывопожароопасных и токсичных веществ, образующих облака  топливно-воздушных смесей, утечки нефтепродуктов, и как следствие, взрывы, пожары, разрушения, разливы и др. Используемые на данный  момент  методики оценки рисков показывают, что их результаты не учитывают постоянно изменяющийся во времени нестационарный случайный характер производственных процессов и их системные взаимосвязи. Применяемые технологии мониторинга управления  рисками при эксплуатации  ОПО как статических объектов обладают значительной методической погрешностью, а принятие решений по предупреждению аварийных ситуаций не учитывает случайный нестационарный  характер развития аварийных процессов.

Кроме того, решение  проблемы предупреждения аварийных ситуаций затрудняется значительными объемами входной диагностической и технологической информации ввиду отсутствия системного подхода к решению многофакторных задач безопасности, отсутствия надлежащих компьютеризированных  информационно-управляющих систем  мониторинга синергетического риска  и соответствующего специального методического и программного обеспечения системы обработки данных, что, естественно, затрудняет принятие оптимальных управляющих решений по своевременному прогнозированию и предотвращению аварийных ситуаций.

Цель работы ‒ обеспечение промышленной  безопасности опасных производственных объектов за счет минимизации нестационарных рисков.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие
основные задачи:

  1.  анализ опыта использования  методологии управления промышленной безопасностью ОПО нефтегазового комплекса;
  2.    обоснование необходимости использования методологии управления нестационарными системными рисками для решения задач промышленной безопасности ОПО, включая транспортирование взрывопожароопасных сред;
  3.   разработка научно-методических основ создания информационной модели проектирования и эксплуатации ОПО на основе идентификации нестационарных системных рисков;
  4.   разработка типовых нестационарных корреляционных моделей идентификации и оценки аварийных ситуаций на взрывопожароопасных  объектах;
  5.   разработка требований и принципов построения адаптивной информационно-управляющей системы распознавания и предупреждения аварийных ситуаций на основе использования корреляционного анализа при эксплуатации ОПО как динамических нелинейных систем;
  6.   разработка принципов построения системы оперативного мониторинга и  управления промышленной  безопасностью технологических трубопроводных систем  для  транспортирования углеводородных сред;   
  7.   организация опытно-промышленного применения разработанной технологии при реализации мониторинга и управления минимизацией рисков на пилотных объектах нефтегазового комплекса.

Методы решения поставленных задач

При решении поставленных в работе задач использовались методы: анализа методологии управления промышленной безопасностью ОПО НГК, оценки, идентификации и категорирования опасностей, построения «деревьев событий и отказов», теории динамических нелинейных систем, теории корреляционного анализа информации.

Научная новизна результатов работы

1. Разработаны принципы проектирования и эксплуатации ОПО  как нелинейных динамических систем на основе корреляционного анализа случайных процессов.

2. Научно обоснованы и разработаны принципы системного анализа технологической информации и информационная модель прогнозирования и идентификации опасных ситуаций на объектах транспортирования взрывопожароопасных сред и  эксплуатации оборудования с углеводородными средами   под давлением на основе построения «деревьев событий» и «деревьев отказов».

3. Разработаны требования и принципы разработки адаптивной информационно-управляющей системы предупреждения аварийных ситуаций и управления минимизацией нестационарных рисков при эксплуатации ОПО.

4. Научно обоснованы и разработаны требования к построению и разработке корреляционных моделей прогнозирования аварийных ситуаций на основе критериев минимизации нестационарных рисков при  эксплуатации нефтегазового оборудования с взрывопожароопасными  средами.  

5. Научно обоснованы и разработаны критерии управления и требования к построению системы оперативного диспетчерского мониторинга и управления рисками при эксплуатации технологических трубопроводных систем.

На защиту выносятся:

1. Информационная модель безопасной эксплуатации  нефтегазового оборудования  с взрывопожароопасными  средами и их транспортирования;

2. Концептуальные основы методологии раннего распознавания и предупреждения   предаварийных ситуаций на основе управления минимизацией нестационарных рисков;

3. Корреляционные модели прогнозирования и идентификации опасных  ситуаций  ОПО  на  основе количественной оценки нестационарных рисков;

4. Концепция управления промышленной  безопасностью  объектов транспортирования взрывопожароопасных углеводородных сред на основе корреляционного анализа системных рисков.

Практическая ценность результатов работы

1. На основе созданных автором принципов прогнозирования нестационарных рисков и идентификации опасных ситуаций при проектировании и эксплуатации  ОПО предложен и разработан информационно-управляющий комплекс для мониторинга и управления минимизацией нестационарных рисков.

2. Разработано методическое и программное обеспечение системы мониторинга и управления рисками при эксплуатации технологических трубопроводных систем и нефтегазового оборудования ОПО.

3. Разработана методология  управления промышленной безопасностью ОПО на основе использования критериев минимизации нестационарных рисков.

4. Разработана организационная структура безопасной эксплуатации  технологических трубопроводных систем на основе критериев раннего прогнозирования и распознавания нестационарных  предаварийных ситуаций.

5. На основе данных моделирования системы управления промышленной безопасностью разработана методика корреляционного анализа при решении задач проектирования и эксплуатации ОПО.

6. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработана и апробирована на пилотных  ОПО методика проектирования условий их безопасной эксплуатации с использованием количественной оценки синергетического риска при расчете зон поражения и их радиусов, позволяющая обеспечить безопасное размещение технических средств и обслуживающего персонала.

Реализация результатов работы

Под руководством и при непосредственном  участии  автора разработаны и апробированы технологии мониторинга и управления безопасностью для решения  следующих задач:

  1.   оперативного диспетчерского мониторинга эксплуатации ОПО;
  2.   организационного обеспечения подготовки, транспортирования, хранения сырья и нефтепродуктов;
  3.   диагностики и автоматизации систем аварийной защиты;
  4.   методического обеспечения  безопасной эксплуатации технологических установок, объектов хранения и утилизации отходов.

Разработаны следующие инструктивные и регламентирующие документы:

  1.   внесены дополнения № 3 в  Технологический регламент ТР 1820.015-2011 «Безопасная эксплуатация производства. Инструкции и нормативная документация»;
  2.   интегрированная система менеджмента по безопасной эксплуатации систем, аппаратов и технологической трубопроводной системы ОПО;
  3.   методические рекомендации по безопасной эксплуатации ОПО (резервуарный парк);
  4.   инструкция по безопасной эксплуатации оборудования, узлов и технологических трубопроводов ОПО.

Апробация результатов работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: II научно-техническом семинаре «Обеспечение промышленной безопасности производственных объектов ТЭК Республики Башкортостан»  (г. Уфа, 1999 г.); научно-практических конференциях «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (г. Уфа, 2007-2013 гг.); I Международной научно-практической конференции «Промышленная безопасность»
(г. Уфа, 2007 г.); Всероссийском семинаре «Совершенствование надзорной деятельности на предприятиях нефтегазодобычи, газопереработки и геологоразведки» (г. Уфа, 2008 г.); Международной научно-практической конференции «Техносферная и экологическая безопасность на транспорте» (г. Санкт-Петербург, 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии и безопасность при бурении нефтяных и газовых скважин» (г. Уфа, 2009 г.); научно-практической конференции «Технологии. Оборудование. Безопасность. Экология» (г. Уфа, 2010 г.); научно-практической конференции «Промышленная безопасность на объектах нефтегазодобычи» (г. Уфа, 2011 г.); консультационно-методическом семинаре «Актуальные вопросы повышения безопасной эксплуатации колонного теплообменного и емкостного оборудования» (г. Салават,
2012 г.); на семинарах и совещаниях кафедры «Пожарная и промышленная безопасность» ФГБОУ ВПО УГНТУ и ГУП «Институт проблем транспорта энергоресурсов».

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 53 научных трудах, в том числе в 22 ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному консультанту доктору технических наук, профессору Александрову А.А. за ценные советы и консультации при подготовке данной работы.


ГЛАВА 1 Принципы разработки современных технологий
проектирования и эксплуатации нефтегазового
оборудования опасных производственных объектов
с использованием методологии анализа системных
рисков

1.1 Обобщение и анализ отечественного и зарубежного опыта
исследований в области  проектирования и эксплуатации нефтегазового оборудования
опасных производственных
объектов

Проблеме повышения безопасности  эксплуатации ОПО нефтегазовой отрасли посвящены работы ряда отечественных и зарубежных ученых, среди которых: Акимов В.А., Александров А.А., Бакиев Т.А., Бесчастнов М.В., Бурдаков Н.И., Гельфанд Б.Е., Гендель Г.Л., Глебова Е.В., Гумеров А.Г., Гумеров Р.С., Елохин А.Н., Клейменов А.В., Козлитин А.М., Короленок А.М., Корольченко А.Я., Котляровский В.А., Кузеев И.Р., Ларионов В.И., Лисанов М.В., Мартынюк В.Ф., Мастрюков В.С., Одишария Г.Ж., Печеркин А.С., Попов А.И., Прусенко Б.Е., Сафонов В.С., Сидоров В.И., Хуснияров М.Х., Шаталов А.А., Швырцев А.А., Шебеко Ю.Н., Haasl D., Henley E., Kumamoto H., Marshall V., Pietersen C.и др.

Проведенные исследования в основном относятся к разработке методологии анализа риска и оценке промышленной безопасности ОПО нефтегазового комплекса как стационарных систем с неизменяющимися во времени параметрами эксплуатации.

В проведенных исследованиях опыт использования разрабатываемых методик анализа рисков, в основном, носит декларативный характер и ограничивается только оценкой риска в декларациях промышленной безопасности ОПО, не учитывая при этом решения задач управления минимизацией рисков в процессе длительной эксплуатации технологических объектов как нестационарных динамических систем [81-89, 93-104,
126-132].

Отечественные исследования в области обеспечения безопасности ОПО начались сравнительно недавно ‒ в начале 90-х гг., и, в основном, были сосредоточены в области теоретических основ разработки нормативно-методической документации по промышленной безопасности в рамках российской научно-технической программы «Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф» [89, 93-132].

Следует отметить, что практическая деятельность по реализации данной программы сводилась к реализации концепции «абсолютной надежности» на основе абсолютных показателей опасности ОПО [60, 64, 89, 93-103], что проявилось во многих случаях неэффективности действий по раннему прогнозированию и предотвращению чрезвычайных ситуаций как при крупномасштабных катастрофах, так и при локальных аварийных ситуациях.

Предложенные в последнее время критерии оценки «интегрального» и «интегрированного» рисков [60, 89, 140], отражающие конечный ожидаемый ущерб (выраженный в стоимостном выражении), также являются проблематичными с точки зрения раннего распознавания и предупреждения предаварийных и аварийных ситуаций, а также отсутствия эспериментальных данных о нестационарности технологических процессов.

Кроме того, негативным фактором в решении проблемы безопасности на данный момент является недостаточное внимание исследователей и разработчиков систем безопасности к превентивному организационному, техническому и информационному обеспечению при создании инженерной технологической противоаварийной защиты от аварийных ситуаций на ОПО.

Лишь в последнее время в России стала разрабатываться концепция приемлемого риска, основанная на применении профилактических мероприятий организационного и технического характеров [1, 4, 9, 12, 21, 23, 42-47, 51-53, 81-111, 126-135, 150], основанная на разработке теоретических положений адаптивного управления промышленной безопасностью ОПО.

За рубежом, главным образом в США, Японии и Великобритании [169-203], концепция обеспечения безопасности в основном также базируется на концепции допустимого «абсолютного» риска, и для различных ведущих фирм в различных технологических системах нефтегазового комплекса характеризуется наличием автоматизированных систем управления с обратными связями, поддерживающими приемлемые уровни  промышленной безопасности при минимальном участии обслуживающего персонала.

В целом можно заключить, что по результатам проведенных исследований показано, что основными причинами низкой эффективности управления промышленной безопасностью и низкой достоверности получаемых данных при количественном анализе рисков являются:

  1.   недостаточная полнота статистических данных по анализу рисков;
  2.   высокая методическая погрешность при экстраполяции входных данных, приводящая к низкой степени оценки опасных ситуаций;
  3.   высокая методическая погрешность, обусловленная низким качеством построения «деревьев событий и отказов», использующих экспертную оценку опасных ситуаций;
  4.   недостаточный сбор входной информации;
  5.   декларирование безопасности ОПО как статических систем;
  6.   неучет многочисленных факторов динамического изменения информационных параметров и окружающей среды во временном представлении;
  7.   отсутствие надлежащего контроля за субъективной экспертной оценкой рисков, что в ряде случаев обуславливает низкую достоверность информации, не соответствующей действительности;
  8.   отсутствие учета нестационарности технологических процессов во времени;
  9.   отсутствие учета взаимосвязи зависимых и независимых случайных процессов при эксплуатации оборудования и транспортировании взрывопожароопасных сред;
  10.   невозможность оценки влияния нестационарных режимов эксплуатации на реальных ОПО экспериментальным путем.

1.2 Современное состояние разработки методологии анализа
системных рисков при проектировании и эксплуатации нефтегазового оборудования опасных производственных
объектов

Известно, что современный уровень развития методологии анализа системных рисков базируется на рассмотрении ОПО и технологических процессов как статических систем с неизменяющимися во времени параметрами. Постоянно меняющиеся риски возникновения и развития аварийных ситуаций обуславливают значительные методическую и инструментальную погрешности распознавания опасных ситуаций, и при идентификации признаков предаварийных ситуаций снижают достоверность и однозначность получаемой информации.

Проанализируем кратко современный уровень методологии анализа рисков, представленный в работах [59-64, 87, 139-141, 177-203].

Принятие Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (№ 116-ФЗ от 21 июля 1997 г.) и разработка руководящего документа (РД 03-418-01) [109, 163] позволили разработать основные методические принципы анализа показателей риска, включая индивидуальный, социальный, коллективный, потенциальный территориальный риски и ожидаемый ущерб. При этом результаты анализа современного уровня методологии анализа риска при проектировании ОПО показывают, что в основном, вся концепция методических основ строится на принципах качественной экспертной оценки опасных ситуаций. Методологические приемы количественной оценки показателей рисков в процессе эксплуатации ОПО находятся в стадии разработки и на данный момент не внедрены в систему нормативно-правовых и методических основ промышленной безопасности.

При анализе зарубежных исследований аналогами разработанной в РФ методологии анализа рисков являются [169-203]:

  1.  стандарт МЭК «Руководство по анализу риска технологических систем» (Guidelines for the Risk Analysis of Technological Systems. International Standard IEC 300-3-9, 1995);
  2.  стандарт безопасности и охраны труда на рабочих местах 1910.119 США  «Управление безопасностью процессов с высокоопасными химикатами» / (Process Safety Management of Highly Hazardous Chemicals; Explosives and Blasting Agents; Final Rule. — Federal Register / Vol. 57, No. 36 / Monday, February 24, 1992 / Rules and Regulations. 29 CFR Part 1910);
  3.  нормативный документ Норвежского нефтяного директората  «Правила применения анализа риска в нефтяной промышленности» (Regulations Relating to Implementation and Use of Risk Analyses in the Petroleum Activities, 4/12/1990);
  4.  нормативный документ нефтегазовой фирмы AMOCO (США) «Процесс управления безопасностью» (Process Safety Management. Perfomance Baseline. Process Hazard Analysis // Amoco Prod. Comp., Rev. 0, 05/15/93, 36 р.);
  5.  нормативный документ нефтегазовой фирмы AMOCO (Норвегия, США) «Руководство по анализу риска» (Risk Analysis Guideline. // AMOCO Norway Oil Company / SAF-G-001, 09/28/93, 50 р.).

Следует отметить, что в этих документах  практически не содержится методология количественной оценки опасностей при эксплуатации ОПО. В основном, изложены принципы, требования и рекомендации по проведению анализа опасностей и риска на качественном уровне [93].

Рассмотрим основные положения и обоснование современных принципов построения концептуальных основ методологии анализа рисков.

Потенциальный коллективный риск

При зонировании территории по уровню потенциального риска вероятность поражения людей вследствие воздействия поражающего фактора определяется по известной формуле [87]:

,          (1)

где Nл ‒ количество людей на элементарной площадке; Р[Ф(х, у)] ‒ вероятность поражения людей в точке с координатами (х, у) при воздействии поражающего фактора Ф; (х, у) ‒ плотность людей в пределах площадки; f(L) и () ‒ функции плотностей распределения вероятности соответственно дрейфа облака топливовоздушной смеси и повторяемости направления ветра за год; S ‒ площадь территории.

Плотности вероятностей f(L) и () не зависят от х и у, также L не зависит функционально от , и наоборот.

В этом случае формула (1) примет вид [87]:

.        (2)

Интеграл от плотности распределения вероятности в пределах всего диапазона изменения случайной величины равен единице:

= 1; =1,                     (3)

следовательно, выражение (1) примет вид [87]:

,                    (4)

где ‒ ожидаемое число смертельных исходов или коллективный риск (смертей/год) в пределах рассматриваемой территории площадью S.

Отношение числа ожидаемых летальных исходов в пределах рассматриваемой территории (коллективного риска) к общему числу рискующих Nл на этой территории является средним показателем индивидуального риска Rсрind.

Общий риск. В промышленной безопасности в ряде случаев используется понятие «общий риск» ‒ общее число смертей в год в расчете на тысячу человек среднего по возрасту населения. Общий риск включает в себя социально-экономический и техногенный риски [87].

Социально-экономическим риском Rс-э можно считать общее число смертей в год в расчете на тысячу человек, обусловленных недостаточным уровнем развития экономики, уровнем питания, уровнем жизни. Величину Rс-э можно представить как функцию, зависящую главным образом от годового дохода человека [87]:

Rс-э= ,                           (5)

где А = 280; L ‒ годовой доход человека.

Техногенный риск ‒ это величина общего числа смертей в расчете на тысячу человек, обусловленных хозяйственной деятельностью [87].

Индивидуальный риск определяется частотой гибели людей от поражающих факторов (или их совокупности) в определенной точке пространства и рассчитывается по известной формуле [87]:

,                  (6)

где ‒ вероятность воздействия на человека в точке с координатами (х, у) Ql-ого поражающего фактора с интенсивностью, соответствующей гибели (поражению) человека при условии реализации Аm-ого события (аварии, опасного природного явления); F(Am) ‒ частота возникновения Am-ого события в год; М ‒ множество индексов, которое соответствует рассматриваемым событиям; L ‒ множество индексов, которое соответствует перечню всех поражающих факторов.

Социальный риск определяется зависимостью частоты возникновения событий, вызывающих поражение определенного числа людей, которое рассчитывается по известной формуле [87, 93-97]:

,                 (7)

где Р(N/Ql) ‒ вероятность гибели N людей от Ql-ого поражающего фактора; Р(Ql/Am) ‒ вероятность возникновения Ql-ого поражающего фактора при реализации Аm-ого события; F(Am) ‒ частота возникновения Аm-ого события.

Средний за определенное время риск от события А определяется согласно формуле [87]:

R(A) = Р(А)  У(А),                      (8)

где Р(А) ‒ повторяемость события А, имеющая размерность, обратную времени; У(А) ‒ возможный одномоментный ущерб от события А, имеющий размерность потерь.

Повторяемость в формуле (8) численно равна частоте или статистической вероятности события А и выражается числом аварийных случаев за единицу времени (отказов/месяц, аварий/год и т.д.) Риск, определенный по формуле (8), предлагается называть комбинированным или приведенным (к единице времени) в соответствии с классификатором риска [87].

В работе [87] вводятся понятия стоимостного R* и событийного рисков (R*).

Событийный риск представляет собой одну из характеристик опасности негативного события. В отличие от него, стоимостной риск является показателем уязвимости объекта системы при воздействии опасности определенной интенсивности [87, 104, 127, 129, 132].

Стоимостной риск, или размеры ущерба, в каждом конкретном случае зависят от интенсивности негативного события и  от уязвимости поражаемого объекта.  Уязвимость ‒ это степень возможных потерь объекта или его отдельных элементов, обусловленных действием на него поражающих факторов определенной интенсивности.

Степень уязвимости определяют, как правило, отдельно для каждого объекта по эмпирическим зависимостям ущерба в социальной, экономической или экологической сферах от интенсивности этих процессов, полученным по результатам статистической обработки фактических данных или по данным моделирования негативных событий [87, 127, 129, 132].

С учетом степени уязвимости объекта формула (8) для комбинированного риска примет известный вид [87]:

R(A) = Р(А)Су(А)Уп(А),                     (9)

где Су(А) ‒ степень уязвимости объекта при событии А определенной интенсивности; УП(А) ‒ условный полный ущерб от события А, равный численности населения, количеству или стоимости всех объектов в зоне поражения.

Социальный риск представляет собой количество людей, подверженных летальному исходу (пораженных и т.д.), чел./год. Этот показатель можно вычислить по следующей модифицированной известной формуле [87]:

Rc = Р(А)Р(Н)ССу(А)Н,                   (10)

где Р(Н) ‒ вероятность нахождения группы людей (населения, работников отрасли, туристов и т.д.) в зоне поражения; ССу ‒ степень социальной уязвимости этой группы; Н ‒ численность группы, соответствующая условному полному ущербу УП(А) в формуле (9).

Как было отмечено выше, индивидуальный риск представляет собой вероятностную характеристику возможности гибели, ранения и(или) потери здоровья одного человека из определенной группы в определенный отрезок времени по естественным причинам или в результате негативного воздействия [87, 127, 129, 132]:

Rи(А) = Р(А)Р(Н1)Р(И)ССу(А)Н,              (11)

где Р(Н1) ‒ вероятность нахождения конкретного или типичного индивидуума в зоне поражения, соответствующая фактору занятости; Р(И) ‒ вероятность оцениваемого негативного события для одного индивида из определенной группы.

По аналогии с индивидуальным риском вводится дополнительно понятие удельного экономического риска от события А [87, 127, 129, 132]:

,                      (12)

где RМ(А) ‒ экономический (материальный) риск от события А; S ‒ площадь зоны поражения при этом событии.

Данная характеристика особенно интересна для реализации объемного отображения результатов анализа рисков с целью выявления пространственных закономерностей изменения экономического риска. Подобные удельная и индивидуальная характеристики могут быть использованы и при анализе риска  ОПО нефтегазового комплекса.

Риск от любого негативного события по-разному проявляется в социальной, экономической и экологической областях. Полный социально-эколого-экономический риск от события А будет равен сумме рисков от этого события в указанных областях [87, 127, 129, 132]:

Rп(А) = Rс(А) + Rм(А) + Rэ(А).                 (13)

Полный риск  определяется по результатам детальных исследований для отдельных объектов в случае выражения всех полученных для разных факторов показателей риска в единых стоимостных показателях [87].

Анализ системных рисков при проектировании опасных объектов нефтегазового комплекса подробно рассмотрен в работах [87, 127, 129, 132, 99-103, 137-141].

За последние годы отмечается  большое количество  исследований в данном направлении, в том числе выполненных автором [33-53, 142, 149-153, 155-157] в течение 2000 – 2013 гг.

На основании выполненного анализа автором предложена функциональная схема методологии анализа риска, приведенная на рисунке 1. Реализация представленной функциональной схемы позволяет количественно оценить не только степень риска, но и дает возможность  оценить развитие аварийных ситуаций по данным «деревьев отказов» и «деревьев событий» [132—136, 109—113].

В приведенной функциональной схеме методологии анализа риска (рисунок 1) отличительной  особенностью (по сравнению с уже известными  схемами) является наличие предложенных автором [39-53, 142, 149-153] модуля определения показателя относительного риска, позволяющего учесть изменение во времени условий возникновения и развития аварийных ситуаций,  и модуля управления минимизацией риска, позволяющего управлять приемлемой величиной риска по количественному критерию раннего распознавания предаварийной ситуации.

На основании проведенного анализа в целом следует отметить, что система оценки системных рисков, также как и оценка воздействий (ущерба), представляет сложную иерархическую систему с нестационарными технологическими процессами, происходящими на различных стадиях реализации проектных решений в различных временных интервалах [99-103, 108-114, 127, 129, 132,  144-151, 158, 159].


Рисунок 1 ‒ Функциональная схема построения системы анализа «технического риска»

Анализируя данные проведенных исследований, классификацию технологических процессов на ОПО нефтегазовой отрасли можно представить в виде данных таблицы 1 [93].

Причины возникновения и количество аварий на ОПО приведены в таблицах 2 и 3 соответственно [93, 102].

В качестве примера приводятся результаты обследования взрывопожароопасных и токсических свойств сырья,  готовой продукции и отходов производства, представляющих опасность при эксплуатации ОПО (таблица 4) [93].

Таблица 1 ‒  Классификация технологических процессов на ОПО
нефтегазовой отрасли

ОПО

Наименование
технологических процессов

Воздействие
опасности
(по виду аварии)

Характерные
последствия аварийных ситуаций

1

2

3

4

Транспортирование, хранение и переработка взрывопожароопасных сред

Прием, использование, переработка,  транспортирование, утилизация  опасных веществ; хранение жидких отходов в шламонакопителях

Выбросы опасных
веществ; взрывы, пожары; разрушение, зданий, оборудования, в том числе гидродинамические аварии  шламонакопителях

Гибель персонала, населения, в том числе массовое поражение людей при выбросе токсичных веществ;  экологические катастрофы

Транспортирование, хранение и переработка химически

Переработка, хранение, транспортирование взрывопожаро-

Выбросы опасных
веществ; взрывы, пожары; разрушение

Гибель персонала, населения, в том числе массовое поражение людей при выбросе


окончание таблицы 1

1

2

3

4

опасных сред

опасных сред и воспламеняющегося газа

зданий, оборудования

токсичных веществ; экологический ущерб

Трубопроводы

Транспортирование взрывопожароопасных сред

Выбросы опасных
веществ; взрывы, пожары; разрушение зданий, оборудования

Гибель персонала, населения, в том числе массовое поражение людей при выбросе токсичных веществ; экологический ущерб

Товарно-сырьевые парки и резервуары

Хранение взрывопожароопасных  веществ

Выбросы опасных
веществ; взрывы, пожары; разрушение зданий, оборудования

Гибель персонала, населения, в том числе массовое поражение людей при выбросе токсичных веществ; экологический ущерб

Таблица 2 ‒ Распределение количества аварий по видам
технологического оборудования на ОПО [93, 102]

Оборудование

Доля аварий, %

Технологические трубопроводы

31,2

Насосно-компрессорное оборудование

18,9

Емкостные аппараты (сепараторы, теплообменники и др.)

15,0

Нагревательные модули

11,0

Колонны

11,2

Промканализация

8,5

Резервуары

3,8

Таблица 3 ‒ Основные причины аварийных ситуаций на нефтегазовом оборудовании ОПО [93, 102]

Причина аварийной ситуации

Доля аварий, %

Неисправность элементов оборудования (сальники,
прокладки, торцевые, фланцевые соединения и т.п.)

30,2

Нарушение режима эксплуатации технологической
линии

16,9

Некачественный монтаж оборудования

14,1

Коррозия оборудования

12,1

Прогар труб

8,5

Переполнение промканализации

10,6

Прочие причины

7,6

Следует отметить, что по данным [100] свыше 58 % аварийных ситуаций вызвано недостаточным информационным и организационным обеспечением безопасности ОПО.


Таблица 4 ‒ Результаты обследования  взрывопожароопасных и токсических свойств сырья, полупродуктов, готовой продукции и отходов производства на потенциально опасных объектах

Наименование сырья, полупродуктов,

готовой продукции, отходов производства

Класс опасности (ГОСТ 12.1.007)

Агрегатное состояние при нормальных условиях

Плотность паров (газа) по воздуху, кг/м3

Удельная масса твердых и жидких веществ, г/см3

Растворимость в воде, % масс.

Возможно ли воспламенение или взрыв при воздействии на него

Температура, °С

Пределы воспламенения

ПДК в воздухе рабочей зоны производственных помещений (максимальная разовая/сменная)

Характеристика токсичности (воздействие на организм человека), ГН 2.2.5.1313-03

воды (да, нет)

кислорода (да, нет)

кипения

плавления

самовоспламенения

воспламенения

вспышки

начала экзотермического разложения

концентра-ционные
(% об.)

Температурные, °С

аэровзвеси (г/см3)

нижний

верхний

нижний

верхний

нижний

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Этилен (этан)

4

Газ

974

Плохо-растворим

Нет

Да

минус 130,7

435

Нет

2,8

36,35

100

Обладает наркотическим, раздражающим и мутагенным действием

Бутилен

(1-бутен)

4

Газ

1930

Плохо-растворим

Нет

Да

минус 6,25

минус 149

384

Нет

1,6

9,4

100

Обладает наркотическим и раздражающим действием

Водород

4

Газ

695

Плохо-растворим

Нет

Да

минус 252,8

510

Нет

4,1

96,0

Нет

Не токсичен


продолжение таблицы 4

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Гексан

4

Жидкость

2,98

0,66

0,014

Нет

Да

68,74

минус 95

233

минус 26

минус 23

Нет

1,24

7,5

90/300

Обладает наркотическим действием. Раздражает верхние дыхательные пути, изменяя частоту и глубину дыхания. Характерны также функциональные и структурные нарушения в легких, печени, почках, сетчатке глаза, ЦНС, эндокринной и половой системах

Триэтил-

алюминий

2

Жидкость

3,951

0,84

Взрывается

Да

Да

114,16

минус 30…40

минус 30…40

0,7

При соприкосновении с кожей сильные ожоги

Изопренил-алюминий

2

Жидкость

6,124

0,9

Взрывается

Да

Да

63

минус 10…20

минус 10…20

0,7

При соприкосновении с кожей сильные ожоги

Этилат

магния

3

Твердое

Нет данных

Разлагается

Нет

Да

Разлагается

10

Малотоксичное. Пыль раздражает верхние дыхательные пути

Катализатор Z501

(по четыреххлористому титану. раствор щелочи)

2

1,3

Разлагается
с образованием HCl

Да

Да

Разлается

Нет

Длительное 2;  кратковременное 8

Умеренно опасное вещество


продолжение таблицы 4

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Ирганокс 1010

4

Твердое

1,15—1,25

0,000001

Нет

Да

110…
125

> 350

297

297

Нет

10

Малотоксичен

Иргафос 168

4

Твердое

1,03

0,0005

Нет

Да

183… 186

380

150

> 150

Нет

10

Малотоксичен

Ликовакс PED 191Р

Твердое

0,98

Нерастворим

Нет

Да

124

Нет данных

270

Нет

10

Малотоксичен

Пыль

полиэтилена

4

Твердое

910+965 кг/м3

Нерастворим

Нет

Да

110… 137

аэрогеля 417

Нет

33 г/м3

10

Не токсичен

Цинка

Стеарат

3

Твердое

1200+1500 кг/м3

Малорастворим

Нет

Да

Нет данных

315

190

Нет

17,6 г/м3

4

Умеренно опасное вещество

Тинувин

4

Твердое

1,32

Нет

Нет

Да

138…

141

530

238

174

Нет

30 г/м3

Малотоксичен

Витон

4

Твердое

1,24

Нет

Нет

Да

При 200 разлается

Нет

Малотоксичен

Азот

Газ

0,8

Малорастворим

Нет

Нет

Нет

Не токсичен

Цеолит

3

Твердое

0,68 кг/м3

Малорастворим

Нет

Нет

Нет

4

Типичное заболевание, возникающее под действием кремнеземсодержащей пыли, силикоз


продолжение таблицы 4

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Топливный газ (алифатические углеводороды
С
110)

4

Газ

0,555

Малорастворим

Нет

Да

минус 161,58

537

Нет

5,28

14,1

300

Обладает наркотическим действием

Маточный раствор (загрязненный гексан)

4

Жидкость

2,98

0,66

0,014

Нет

Да

68,74

минус 95

233

минус 26

минус 23

Нет

1,24

7,5

300

Обладает наркотическим действием. Раздражает верхние дыхательные пути, изменяя частоту и глубину дыхания. Характерны также функциональные и структурные нарушения в легких, печени, почках, сетчатке глаза, ЦНС, эндокринной и половой системах

Желто-оранжевый мастербетч (взято по

пыли

полиэтилена)

4

Пыль

910+965 кг/м3

Нет

Нет

Да

110…

130

аэрогеля 417

Нет

33 г/м3

10

Малотоксичен


Основной задачей условий применения современных методик оценки, идентификации и категорирования опасностей является изучение, в основном, последствий пожарной опасности, взрывоопасности и химической (токсической) опасности на технологических установках ОПО [9-53, 62-77, 81-111, 134-141, 158-162, 167, 168].

При этом к объектам повышенной категории опасности предъявляются более жесткие требования безопасности. Так, например, категорирование технологических модулей взрывоопасных комплексов осуществляется по энергетическому потенциалу согласно ПБ 09-540-03, а категорирование наружных комплексов, помещений и зданий осуществляется по пожарной опасности НПБ-105-03 и НПБ 10-95 [93-97, 115, 117].

Оценка степени опасности предусматривает предварительный прогнозный анализ риска с применением детерминированных и вероятностно-статистических моделей выбросов рассеяния опасных веществ с последующим построением контуров потенциально опасной зоны на искомом объекте на стадии проектирования.  

В целом, необходимо отметить, что применение до настоящего времени на стадии декларирования промышленной безопасности ОПО различных методических подходов оценки технического риска сдерживается из-за невозможности оценки достоверности получаемых результатов по прогнозу аварийных ситуаций в результате отсутствия оперативного мониторинга нестационарных рисков, а традиционное представление о частоте возникновения и развития аварийных ситуаций в качестве стационарных процессов, имеющих нормальное распределение, является неверным [87]. При этом контроль надзорных органов носит зачастую формальный характер [93-97].

Оценка воздействия поражающих факторов предусматривает изучение механизмов воздействия путем построения «деревьев отказов» и «деревьев событий» для различных временных интервалов, что требует дополнительных исследований по моделированию ситуаций. Реализация системы управления минимизацией рисков, представленной на рисунке 1, позволяет осуществлять рациональный выбор технических, информационных и организационных мероприятий в зонах воздействия поражающих факторов, а при разработке предложенной автором методологии оценки показателей «относительного» риска осуществлять мониторинг раннего распознавания предаварийных ситуаций и управлять безопасной эксплуатацией ОПО как в режиме «Off-Line», так и в режиме «On-Line» на основе введения в систему обратных связей с объектами управления системой управления.

1.3 Принципы разработки информационной модели
управления минимизацией рисков  опасных
производственных объектов нефтегазового комплекса

Расследование причин возникновения аварийных ситуаций на ОПО позволило выявить следующие основные поражающие факторы [87-139]:

  1.   взрывопожароопасность, вызванная взрывами паров горючего, разрывов трубопроводов и технологического оборудования;
  2.   детонация взрывчатых материалов и детонация, образующаяся при смешении жидкостей с различными температурами;
  3.   токсическое заражение химически опасными веществами;
  4.   термическое воздействие;
  5.   воздействие осколками.

Кроме того, следует выделять отдельные поражающие факторы, связанные с образованием агрессивных веществ, приводящих к коррозии металла,  воздействием горючих жидкостей и низких температур и др. [93-97].

Выявление источников опасных ситуаций и связанных с ними рисков включает в себя следующую информационную последовательность операций:

  1.   экспертиза промышленной безопасности ОПО;
  2.   составление деклараций промышленной безопасности ОПО, включая результаты анализа рисков аварийных ситуаций,  результаты проведения экспертизы разработанных деклараций надзорными органами;
  3.   расследование и анализ причин аварийных ситуаций, включая анализ отказов технологического оборудования, с последующей разработкой организационных и технических мероприятий по раннему распознаванию и предупреждению аварий;
  4.   мониторинг эксплуатационной надежности технологического оборудования ОПО с целью раннего распознавания аварийных ситуаций и получения информации о наиболее опасных участках;
  5.   оценка ожидаемого ущерба и энергоэффективности производства;
  6.   оценка интегральной вероятности возникновения аварийных ситуаций с учетом имеющихся информационных потоков, являющихся основой для поставленной задачи управления минимизацией рисков.

В этом случае информационную основу управления промышленной безопасностью ОПО будет составлять автоматизированная информационно-управляющая система «ИУС-Безопасность», принципы построения которой предложены и разработаны автором [39-53, 142, 150-153], создание которой должно соответствовать требованиям проектирования и эксплуатации  ОПО с позиций безопасности их функционирования, включая минимизацию экологического ущерба.

Следует особо выделить информационные потоки, связанные с отказами технологического оборудования и с нарушениями задаваемых технологических процессов в потенциально опасных технологических установках.

Учитывая, что согласно вышеизложенной стандартной методологии анализа риска (глава 1.2), развитие аварийной ситуации обусловлено, в основном, характеристиками пожаровзрывоопасных и токсически опасных веществ (таблица 4) и характером аварийных выбросов, где необходимо выделить аварийные ситуации, связанные с разрывом емкостей, содержащих газ или жидкие углеводороды под давлением или в криогенном виде. Подобные аварийные ситуации происходят из-за подогрева (зачастую в результате горения нефтепродуктов) и характеризуются образованием «огненного шара» или газовым взрывом. В этом случае происходит полное разрушение технологического оборудования, содержащего сжиженный газ или газ под давлением.

Наиболее часто встречающиеся аварийные ситуации на ОПО с неполным разрушением оборудования связаны с истечением опасного вещества через отверстия, образовавшиеся в емкости. Рассматриваемые в этом случае аварийные ситуации включают в себя как разрывы технологических трубопроводов, так и утечки через неисправные вентили, муфты и дефекты герметичности, вызванные коррозией или превышением сроков эксплуатации ОПО.

Разработанная автором информационная модель управления безопасностью потенциально опасных технологических объектов с использованием современного уровня развития методологии анализа системных рисков и прогнозных сценариев развития нестационарных аварийных ситуаций представлена на рисунке 2 [1-53, 150-153].

Отличительными особенностями представленной модели является наличие  информационного модуля анализа нестационарности эксплуатационных характеристик ОПО (изменение во времени качества сырья и производительности установок энергоэффективности силовых воздействий, давления, температуры, скорости коррозии, вибраций и др.) и модуля управления минимизацией системных рисков, позволяющих повысить достоверность оценки опасности и разработать мероприятия и алгоритмы минимизации риска для отдельных стадий аварийных ситуаций при помощи дополнительного введения в систему обратных связей с объектом управления.


Рисунок 2  ‒ Информационная модель управления безопасностью

ОПО с использованием  методологии анализа системных рисков


Выводы по главе 1

На основе проведенного анализа современного уровня развития технологий и систем безопасности ОПО нефтегазового комплекса можно сделать выводы о том, что задачи исследований, посвященных инновационному подходу для оценки опасности производственных объектов как динамических нестационарных систем, для достижения цели работы поставлены впервые в  практике обеспечения промышленной безопасности и управления минимизацией  технологических рисков, что, в целом, обеспечивает не только безопасность функционирования производственных объектов, но за счет снижения затрат на предотвращение и ликвидацию аварийных ситуаций позволяет повысить их энергоэффективность.

Причем следует отметить, что существующие методики анализа рисков касаются лишь отдельных видов опасностей и не позволяют осуществлять учет взаимосвязи зависимых и независимых случайных процессов при эксплуатации нефтегазового оборудования с учетом всех факторов риска.

Необходимость совершенствования методики оценки синергетического риска и технологии управления минимизацией рисков (при решении задач проектирования и эксплуатации ОПО на основе анализа технологических систем (динамических нестационарных систем) с изменяющимися во времени параметрами рисков и постоянно меняющимися во времени нестационарными рисками)  поставила перед автором необходимость решения задач, направленных на разработку и реализацию новой концепции промышленной безопасности  ОПО, которые в дальнейшем позволили  разработать нормативно-правовое обеспечение в соответствующих технологических регламентах и в декларациях промышленной безопасности:

  1.   обоснование необходимости использования методологии управления нестационарными системными рисками для решения задач промышленной безопасности ОПО, включая транспортирование взрывопожароопасных сред;
  2.   научно-методические основы создания информационной модели проектирования и эксплуатации ОПО на основе идентификации нестационарных системных рисков;
  3.   типовые нестационарные корреляционные модели идентификации и оценку аварийных ситуаций на взрывопожароопасных объектах;
  4.   требования и принципы построения адаптивной информационно-управляющей системы распознавания и предупреждения аварийных ситуаций на основе использования корреляционного анализа при эксплуатации ОПО как динамических нелинейных систем;
  5.   принципы построения системы оперативного мониторинга и управления промышленной безопасностью технологических трубопроводных систем для транспортирования углеводородных сред;

а также организовать опытно-промышленное применение разработанной технологии при реализации мониторинга и управления минимизацией рисков на пилотных объектах нефтегазового комплекса.


ГЛАВА 2 Научно-методические основы прогнозирования
аварийных ситуаций и управления минимизацией
рисков с учетом нестационарности опасных
производственных объектов нефтегазового комплекса

2.1 Исследование и анализ нестационарности возникновения
и развития потенциально опасных ситуаций
при эксплуатации опасных производственных объектов

По данным проведенного мониторинга методологии анализа рисков при эксплуатации ОПО [87, 89, 93-97, 99-103, 139-141], следует подчеркнуть, что проблема учета нестационарности технологических процессов при решении задач управления минимизацией рисков в нефтегазовом комплексе ставится в России впервые.

Практически  реализация существующей до настоящего времени недостижимой концепции «абсолютных» показателей опасностей, когда не учитываются нестационарность условий эксплуатации технологического оборудования и нестационарность эксплуатационных рабочих параметров технологических процессов, приводит к существенному накоплению повреждений в оборудовании и обуславливает во многих случаях неподготовленность служб безопасности предприятий нефтегазового комплекса к эффективным действиям по предотвращению и ликвидации аварийных ситуаций.

Данные исследований, приведенные в работах [87, 89, 93, 99-103, 141], показывают, что аварии и инциденты  на предприятиях нефтегазового комплекса страны не снижаются.

В приведенной таблице 5 представлены показатели и факторы, приводящие к нестационарности эксплуатации технологических установок и протекающих технологических процессов на предприятиях нефтегазовой отрасли. Самым решающим фактором, влияющим на нестационарность эксплуатации технологических установок, является суточное потребление сырья и загрузка технологических мощностей. Так, например, суточное потребление сырья на отдельных установках может отличаться на 30…35%, что приводит к существенной нестационарности условий работы технологического оборудования. При этом возникающая нестационарность рабочих параметров процесса (давление, температура и др.) приводит к существенному накоплению повреждений и, как следствие, к аварийным ситуациям.

Вторым важным моментом, влияющим на нестационарность процессов, является качество потребляемого сырья, когда реакцию оборудования отслеживают по коррозионной обстановке [87, 93, 141]. Нестационарность эксплуатационных нагрузок и возникающие вследствие этого усталостные повреждения рассмотрены в работах [87, 93-97, 139-141].

Таблица 5 ‒ Оценка опасностей при нестационарной эксплуатации
технологических установок ОПО [38-53, 87]

№№ п/п

Уровень системы

управления ОПО

Факторы нестационарности при эксплуатации ОПО

Показатели нестационарности

1

2

3

4

1

Типовое предприятие нефтегазового комплекса, включая магистральные нефтегазопроводы

Производительность,

качество сырья, несущая способность трубопроводов

Динамический диапазон изменения производительности, скорость коррозии

2

Технологическая установка

Суммарная энергоэффективность

Диапазон изменения материального и экологического ущерба

3

Потенциально опасный объект

Количественный параметр опасности

Динамический диапазон измерения частоты аварий


продолжение таблицы 5

1

2

3

4

4

Элементы трубопроводных систем

Параметры напряженно-деформированного состояния

Измерение параметров корреляционных моментов

5

Металлические изделия, сварные швы

Мультифрактальные

параметры

Изменение упруго-деформационных свойств и вязкости, вплоть до разрушения металла и сварных швов

На основе проведенного автором анализа результатов исследований, представленных в работах [93-97, 141], приведены примеры временного распределения локальной частоты аварий п на магистральных нефтепроводах и вероятности выброса токсических веществ Рв для одного  из выбранных пилотных объектов (рисунок 3)  [87-97].

Анализ результатов исследований показывает существенный динамический диапазон изменения во времени математического ожидания и дисперсии случайных процессов, что подтверждает вывод о нестационарности объекта и параметров эксплуатации, когда функции распределения любого порядка зависят от положения начала отчета времени и задаваемого временного интервала.

На рисунках 4 ‒ 6 представлены временные зависимости нестационарного изменения упруго-пластических и прочностных свойств металла и сварных соединений в зависимости от времени эксплуатации и температуры окружающей среды.

На рисунке 7 представлены зависимости нестационарного измерения мультифрактальных параметров, характеризующих однородность металла во временной области в процессе эксплуатации технологических
установок.

Анализируя зависимости, представленные на рисунке 4, следует отметить, что в интервале работы 0…2256 ч прочностные и пластические свойства стали снижаются, при дальнейшей эксплуатации одновременно происходит повышение хрупкости стали.

Следует также отметить снижение прочности сварных швов (рисунок 6) по сравнению с основным металлом для идентичных сроков эксплуатации при нестационарном изменении температуры.  Различие в пластических свойствах наступает только на уровне 11000 часов эксплуатации. Это характерно для группы аустенитных сталей, в которую входит сталь 20Х23Н18. Здесь для наглядности были рассмотрены результаты измерений механических свойств при высоких температурах стали марки Х23Н18 и металла шва композиции Х25Н20 (рисунок 6) [141].

Полученные зависимости таких характеристик, как предел прочности, предел текучести, пластические свойства сталей от времени эксплуатации, в т. ч. и характер изменения ударной вязкости в процессе эксплуатации по данным [141], подтверждают выводы о необходимости учета нестационарности при проектировании и эксплуатации ОПО.  

Рассматривая нестационарность вероятностных законов токсического воздействия на объектах нефтегазохимических установок, когда при анализе опасности используется стандартный критерий «абсолютного» риска, согласно которому авария с заданными последствиями, например, выброс опасного вещества массой Mlim [87], не может считаться приемлемой, когда вероятность выброса превышает определенную постоянную величину технического риска Rlimт, являющуюся постоянной величиной. Выстраиваемая на основании этого постоянного критерия Rlimт система менеджмента риска, включающая комплекс организационно-технических дорогостоящих мероприятий, обеспечивающих снижение риска, будет неэффективной. В качестве примера на рисунках 8 и 9 приведены примеры построения регрессионных моделей аварийных выбросов на основе метода статистических испытаний Монте-Карло для различных концентраций и времени воздействия токсических веществ.

Как видно из представленных рисунков 8 и 9, кривые распределения вероятности токсического выброса токсодозы Д на ОПО носят также нестационарный характер, а расчет нестационарности концентрации паров ядовитого вещества и времени воздействия при применении стандартного критерия «абсолютного» технического риска может привести к катастрофическим последствиям, включая гибель обслуживающего персонала и заражение окружающей территории, несмотря на принятые дорогостоящие организационно-технические мероприятия (изменение режимов технологических процессов, изменение запасов опасных веществ, введение дополнительных систем мониторинга и защиты и др.) [87].


п,

руб./год

Т, годы

1 ‒ вероятность выброса токсических веществ Рв, год-1, 2 ‒ частота аварий п, руб./год

Рисунок 3 ‒ Временное распределение локальной частоты аварии п и вероятности выброса токсических веществ Рв на магистральном нефтепроводе [93-97]


ч

ч

а) условный предел текучести 0; б) предел прочности в

Рисунок 4  ‒ Изменение прочностных характеристик стали 20Х23Н18 от продолжительности эксплуатации [141]


ч

ч

а) относительное удлинение; б) относительное сужение

Рисунок 5 ‒ Изменение пластических характеристик стали 20Х23Н18
от продолжительности эксплуатации [141]


t,

t,

а) сталь Х23Н18; б) металл шва

Рисунок 6 ‒ Снижение прочности сварных швов и металла
при нестационарном изменении температуры стали [141] марки Х23Н18 и металла шва


ч

ч

ч

Т, час

Рисунок 7 ‒ Изменение мультифрактальных параметров [141]


1 ‒ летальный исход; 2 ‒ тяжелые поражения;

3 ‒ поражения средней тяжести; 4 ‒ легкие поражения

Рисунок 8 ‒ Зависимости 3-х параметрического распределения
тяжести токсического поражения от концентрации
и времени воздействия токсодозы Д при выбросе [87]
на потенциально опасных объектах  


Р1(D) ‒ летальный исход; Р2 (D) ‒ тяжелые поражения;

Р3(D) ‒ поражения средней тяжести; Р4 (D) ‒ легкие поражения

Рисунок 9 ‒  Нормированные величины вероятности поражения Рв
в зависимости от концентрации и времени воздействия токсодозы Д [87] при выбросе на ОПО нефтегазового комплекса


2.2 Исследование и анализ синергетической опасности
возникновения и развития аварийных ситуаций на опасных производственных объектах нефтегазового комплекса

Следует отметить, что вышеприведенные в главе 2.1 результаты анализа нестационарности частоты возникновения и сценариев развития аварийных ситуаций подтверждены статистическими данными и теоретическими исследованиями в области управления рисками в атомной энергетике и при катастрофических чрезвычайных ситуациях техногенного и природного характера, когда распределение плотности частот опасных ситуаций носит нестационарный характер и  всех их объединяют причинно-следственные связи, которые необходимо учитывать при прогнозировании аварийных ситуаций и управлении рисками.

На основании вышеизложенного для повышения достоверности и эффективности оценки рисков на стадии проектирования ОПО необходим новый подход, позволяющий учесть нестационарность случайных технологических процессов при идентификации и ранжировании ОПО.

Основной задачей идентификации и классификации потенциально опасных технологических объектов является выявление и экспертное описание всех присущих ОПО опасностей. Вместе с тем механизмы возникновения и развития опасных ситуаций имеют сложные сценарии, включающие разные типы аварий. По данным предыдущих исследований выявлено, что наиболее частыми являются пожары (проливы и «огненные шары»), взрывы и выбросы токсических веществ [87, 89].

В качестве примера представлена функциональная схема возможных сценариев развития аварийных ситуаций для типовой технологической установки предприятия (рисунок 10), где рассмотрены основные этапы возникновения и развития аварийных ситуаций с учетом нестационарности условий их возникновения при функционировании нефтегазового оборудования с указанием основных причин возникновения аварийных ситуаций [39-53, 87, 89, 139-141].

  1.  


Рисунок 10 ‒ Прогноз сценариев возникновения и развития аварийных ситуаций на нефтегазовом оборудовании [47, 87]


Исследование и анализ результатов обследования условий возникновения и развития аварийных ситуаций проведены нами с учетом анализа нестационарности условий возникновения и развития аварийных ситуаций в основных технологических модулях установки ЭЛОУ-АВТ.

По результатам обследования проведена также оценка методических приемов и технологий предупреждения и локализации аварийных ситуаций. Результаты анализа и обследования сценариев развития аварийных ситуаций по данным [39-53, 87, 89] представлены в таблице 6.

Таблица 6 ‒  Результаты анализа и обследования условий возникновения
и развития аварийных ситуаций на ОПО

п/п

Аварийные
ситуации

Условия

возникновения

аварийных

ситуаций

Сценарии

возможного

развития

аварийной

ситуации

Методические

приемы анализа

возникновения

аварийной

ситуации

Технологии

предупреждения,

локализации и
ликвидации аварийной ситуации

1

2

3

4

5

6

I

Разгерметизация колонных аппаратов

  1.  Коррозионный и физический износ;
  2.  механические повреждения;
  3.  нестационарность производительности установки;
  1.  Образование паров горючего;
  2.  отравление людей парами;
  3.  взрыв;
  4.  пожар;
  5.  разрушение аппаратов.
  1.  Проверка изученности коррозионных свойств обращающихся веществ, наличия данных о скорости коррозии и износа, соответствия материала оборудования, наличия условий

Способы предупреждения:

  1.    диагностика оборудования;
  2.   качественный ремонт оборудования по графику ППР;
  3.  замена устаревшего технологического оборудования;

продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

  1.  нестационарность мультифрактильных параметров;
  2.  изменение качества сырья.

для механического повреждения оборудования от внутренних источников воздействия;

  1.  проверка правил эксплуатации оборудования;
  2.  мониторинг повреждений и источников воздействия в режиме «On-Line»;
  3.  устранение нестационарности технологических режимов.
  1.  установление современных КИП  и сигнализации.

Способы локализации:

  1.  отсечение аппарата, блока запорной арматурой;
  2.  сброс давления;
  3.  освобождение аппарата от нефтепродукта;
  4.  исключение присутствия источников зажигания.
  5.  эвакуация людей;
  6.  ограждение территории.

Средства предупреждения:

  1.  запорная и регулирующая арматура на оборудовании;
  2.  индивидуальные средства защиты.


продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

II

Разгерметизация газоводоотделителей

  1.  Нестационарность коррозионного и физического износа.
  2.  Нестационарность производительности.
  3.  Нестационарность скорости коррозии.
  4.  Нестационарность температурного режима.
  5.  Нестационарность уровня.
  1.  Образование паров.
  2.  Отравление людей.
  3.  Взрыв.
  4.  Пожар.
  5.  Перегрев оборудования и разрушение
  1.  Проверка изученности коррозионных свойств обращающихся веществ, наличия данных о скорости коррозии и износа, соответствия материала оборудования, наличия условий для механического повреждения оборудования от внешних и внутренних источников воздействия, проверка правил эксплуатации оборудования;
  2.  минимизация нестационарных технологических процессов;

Способы предупреждения:

  1.   диагностика оборудования;
  2.  качественный ремонт оборудования по графику ППР;
  3.   замена оборудования;
  4.  оснащение современными КИП и сигнализации.

Способы локализации:

  1.  отсечение аппарата, блока;
  2.  сброс давления;
  3.  освобождение аппарата от нефтепродукта;
  4.  исключение присутствия источников воспламенения;


продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

  1.  мониторинг и управление производительностью в режиме «On-Line» ‒ управление стабилизацией технологических режимов.
  1.  эвакуация людей;
  2.  ограждение территории, перекрытие подъездных путей.

III

Прогар змеевика в модуле нагрева

  1.  нестационарность коррозионного и физического износа;
  2.  дефекты трубопровода;
  3.  нарушение технологического режима;
  4.  отсутствие мониторинга контроля
  1.  Разрушение корпуса трубопроводов.
  1.  Проверка изученности коррозионных свойств обращающихся веществ, наличия данных о скорости коррозии и износа, соответствия материала оборудования, наличия условий для механического повреждения оборудования, проверка правил

Способы предупреждения:

  1.   диагностика оборудования;
  2.   ремонт оборудования по графику ППР;
  3.   замена устаревшего технологического оборудования;
  4.  установление современных КИП  и сигнализации.


продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

мультифрактальных параметров;

  1.  нестационарность объема подачи;
  2.  нестационарность температуры орошения;
  3.  нестационарность подачи насосов;
  4.  нестационарность подачи водяного пара.

эксплуатации оборудования;

  1.  соблюдение технологических режимов;
  2.  необходимость мониторинга в режиме «On-Line»;
  3.  необходимость наличия системы управления подачи водяного пара.

Способы локализации:

  1.  прекращение подачи топлива к печам;
  2.  прекращение подачи продукта в змеевик печи;
  3.  подача пара в топку и змеевик печи;
  4.  эвакуация людей.

Средства предупреждения:

  1.  запорная арматура;
  2.  индивидуальные средства защиты;
  3.  предупредительная световая, звуковая сигнализация;
  4.  система пожаротушения.


продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

IV

Разгерметизация насосного оборудования

  1.  нестационарность коррозионного и физического износа;
  2.   механические повреждения;
  3.  скрытые дефекты;
  4.  нестационарность подачи насосов.
  1.  образование паров;
  2.  отравление людей парами нефтепродуктов;
  3.  взрыв;
  4.  пожар;
  5.  перегрев оборудования и разрушение.
  1.  проверка изученности коррозионных свойств обращающихся веществ;
  2.  наличие данных о скорости коррозии и износа, соответствия материала оборудования;
  3.  наличие условий для механического повреждения оборудования от внешних и внутренних источников воздействия.

Способы предупреждения:

  1.  диагностика оборудования;
  2.   ремонт оборудования по графику ППР;
  3.  замена  устаревшего технологического оборудования.

V

Разгерметизация теплообменников

  1.  нестационарность коррозионного и физического износа;
  1.  образование паров;
  2.  отравление людей парами нефтепродуктов;
  1.  проверка изученности коррозионных свойств обращающихся веществ;

Способы предупреждения:

  1.   диагностика оборудования;
  2.   ремонт оборудования по графику ППР;


продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

  1.  механические повреждения;
  2.  нестационарность температурных режимов.
  1.  взрыв;
  2.  пожар;
  3.  перегрев оборудования и  разрушение.
  1.  наличие данных о скорости коррозии и износа, соответствие материала оборудования;
  2.  наличие условий для предотвращения механического повреждения оборудования от внешних и внутренних источников воздействия;
  3.  проверка надежности и правильности крепления оборудования;
  4.   необходимость мониторинга температурных режимов;
  1.  замена  устаревшего технологического оборудования.

Способы локализации:

  1.  отсечение аппарата, блока запорной арматурой;
  2.  сброс давления;
  3.  освобождение аппарата от нефтепродукта;
  4.  эвакуация людей;
  5.  исключение присутствия источников воспламенения;
  6.  ограждение территории.


продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

  1.  необходимость автоматизированного управления запорной арматурой.

VI

Загазованность территории

Разгерметизация оборудования, трубопроводов и их деталей из-за нестационарности их коррозионного и физического износа.

  1.  Образование пара;
  2.   отравление людей парами нефтепродуктов;
  3.  взрыв;
  4.  пожар;
  5.  перегрев оборудования и разрушение.
  1.  Анализ взрывоопасных свойств веществ под давлением и при температуре технологических

процессов;

  1.  оценка возможностей и условий образования взрывоопасной среды и источника зажигания.

Способы предупреждения:

  1.  правильная планировка установки на территории;
  2.  размещение оборудования  на хорошо проветриваемой площадке;
  3.  монтаж сигнализаторов ДВК на территории промышленной площадки.

Способы локализации:

  1.  отсечение аварийного участка, аппарата, блока запорной арматурой;


продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

  1.  сброс давления;
  2.  освобождение от нефтепродукта;
  3.  эвакуация людей.

VII

Взрыв топливно-воздушной смеси

  1.  Загазованность территории;
  2.  наличие источника воспламенения.
  1.  Разрушение оборудования;
  2.  травмирование людей;
  3.  пожар.
  1.  Наличие взрывоопасной смеси;
  2.  необходимость мониторинга загазованности;
  3.  необходимость соблюдения заданных технологических и температурных режимов;
  4.  оценка возможных размеров, формы, концентрации, направления дрейфа взрывоопасного облака;

Средства предупреждения:

  1.  запорная арматура аппарата, участка, блока;
  2.  индивидуальные средства защиты;
  3.   предупредительная световая, звуковая сигнализация по загазованности;
  4.  система пожаротушения, первичные средства пожаротушения.


продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

  1.  оценка наличия и характеристик постоянных и случайных источников зажигания;
  2.  расчет зон разрушений и оценка влияния новых разрушений на развитие аварии (эффект «домино»);
  3.  необходимость проектного безопасного размещения оборудования и персонала;
  4.  автоматизированное управление запорной арматурой;
  5.  раннее распознавание предаварийной ситуации.

Способы предупреждения:

  1.  рациональная планировка размещения оборудования на промышленной площадке;
  2.  устройство технологической системы на хорошо проветриваемой площадке.

Способы локализации:

  1.  отсечение блока запорной арматурой, освобождение

от продукта;

  1.  эвакуация людей;
  2.  ограждение территории;
  3.  локализация очага загорания.


продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

Средства предупреждения:

  1.  запорная арматура блока;
  2.  индивидуальные средства защиты;
  3.  система пожаротушения.

VIII

Пожар разлития

  1.  Разлив нефтепродукта.
  1.  Перегрев оборудования и разрушение.
  1.  Оценка наличия и характеристик постоянных и случайных источников зажигания;
  2.  расчет зон теплового воздействия и возможных разрушений;
  3.  оценка и анализ:

‒ возможных масштабов пожара;

Способы предупреждения:

  1.  оснащение эффективными средствами пожаротушения, средствами сигнализации и связи;
  2.   правильная планировка территории объекта;
  3.  рациональное размещение зданий.


продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

‒ наличия и эффективности средств пожаротушения;

‒ умения персонала действовать по ликвидации очага загорания;

‒ оперативности и оснащенности ГПЧ;

  1.  наличие людей и их вероятная численность в зоне возможного поражения;
  2.  безопасное размещение оборудования и персонала;
  3.  автоматизированное отсечение аппаратов и сброс давления.

Способы локализации:

  1.  отсечение аппаратов, участков, блоков запорной арматурой;
  2.   опорожнение резервуаров от горючего;
  3.  эвакуация людей;
  4.  ограждение территории;
  5.  охлаждение стенок близлежащего оборудования.

Средства предупреждения:

  1.  запорная арматура аппаратов, участка, блока;
  2.  индивидуальные средства защиты;
  3.  предупредительная  сигнализация.


продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

IX

Перегрев оборудования с последующим разрушением.

  1.  пожар на соседнем оборудовании;
  2.  недостаточное оснащение теплосъемными средствами для охлаждения стенок оборудования;
  3.  нестационарность температурных режимов эксплуатации.
  1.  Разрушение оборудования;
  2.  травмирование людей;
  3.   увеличение площади пожара.

Анализ количественных энергетических характеристик пожара. Наличие смежных блоков, установок, административных, бытовых, вспомогательных зданий, емкостного оборудования с горючими продуктами в зоне возможного распространения пожара (разлив продуктов). Наличие и эффективность систем аварийного опорожнения, систем орошения (охлаждения) экранов.

Способы предупреждения:

  1.  оснащение эффективными средствами пожаротушения, средствами сигнализации и связи;
  2.  рациональная планировка промышленной площадки;

размещение емкостного оборудования с горючими продуктами, зданий административного, бытового и вспомогательного назначения вне зоны возможных воздействий пожара;

  1.  внедрение автоматических систем безопасной

остановки


продолжение таблицы 6

1

2

3

4

5

6

  1.  Анализ количественных показателей риска;
  2.  наличие системы управления минимизацией риска в режиме «On-Line» на ранней стадии аварийной ситуации;
  3.  автоматизированная система управления системой сигнализации.  

производства в аварийной ситуации.

Способы локализации:

  1.  отсечение аварийных аппаратов, участков, блока;
  2.  сброс давления;
  3.  опорожнение резервуаров;
  4.  эвакуация людей;
  5.  ограждение территории;
  6.  охлаждение стенок оборудования водой.

Средства предупреждения:

  1.  запорная арматура аппарата, участка, блока;
  2.  индивидуальные средства защиты;
  3.  система пожаротушения.  


Расчет вероятности возникновения аварийных ситуаций и сценарии их развития в технологических модулях нами взяты из известных литературных источников, на основе известных методик построения «деревьев отказов» и «деревьев событий» [87, 89].

Вероятность реализации аварийной ситуации за год Аi (частота аварийной ситуации) определяется по известному алгоритму [86, 87]:

Аi = 1 (1 – i)ni,                       (14)

где Аi ‒ вероятность возникновения аварийной ситуации за год на одном из n рассматриваемых элементов оборудования i-ого вида; i ‒ вероятность возникновения исходной аварийной ситуации за год для рассматриваемого элемента оборудования i-ого вида; ni ‒  число элементов оборудования i-ого вида.

В качестве примера для потенциально опасных ситуаций (таблица 6) расчетные величины вероятности возникновения аварийных ситуаций в приведенных технологических модулях нефтегазового оборудования приведены в таблице 7 [87, 89].

Таблица 7 ‒ Вероятности возникновения аварийных ситуаций на ОПО   

№№ п/п

Наименование аварийной ситуации

Вероятность возникновения

аварийной ситуации, 1/год

1

Разгерметизация оборудования

4,47  10-2

2

Разгерметизация газоводоотделителей

3,0  10-3

3

Прогар змеевика нагревательного модуля

2,5  10-2

4

Разгерметизация насосов

1,5  10-3

5

Разгерметизация теплообменников, холодильников

1,44  10-2

Представленные данные являются входной информацией для последующего расчета синергетического технического риска с учетом нестационарности технологических процессов.

2.3 Разработка научно-методических основ управления
минимизацией синергетического риска с учетом
нестационарности технологических процессов

Существующие в настоящее время модели прогнозирования рисков и методики их анализа используют концепцию, в основу которой положены алгоритмы расчета математического ожидания аварийных событий и ущерба, функционально связывающие вероятность реализации поражающего фактора за задаваемый интервал времени t, как правило, за год. Вероятность аварийной ситуации при этом описывается абсолютным потенциальным риском, являющимся вероятностной составляющей ожидаемого риска, определяемого по величинам математического ожидания события [9-53, 87-123, 129].

В отличие от существующих до настоящего времени моделей и методик анализа интегрированного риска и методологии их применения, основанных на расчете величин математического ожидания случайных величин, не позволяющих учесть изменение во времени технологических процессов [87,89], автором обоснован и предложен корреляционный метод, более эффективный при прогнозировании аварийных ситуаций, позволяющий учесть изменение по времени параметров технологических процессов и развития аварийных ситуаций как нестационарных случайных процессов [43-53], что позволяет повысить точность и достоверность оценки опасных ситуаций за счет введения в модели прогнозирования рисков показателей нестационарности.

Анализируя данные, приведенные в таблице 6, следует отметить, что в условиях эксплуатации ОПО некоторые показатели функционирования не поддаются прямым измерениям, и в этом случае уровни приемлемого риска становятся неуправляемыми, а методы ранжирования опасных ситуаций согласно существующим результатам исследований [86, 87, 141] по уровню значимости, основанные на регрессионном анализе и регрессионных моделях, становятся непригодными [87, 99-103],  поскольку они решают задачи моделирования только при постоянной величине фактора опасности.

В отличие от известных регрессионных моделей [86, 87, 99-103, 141] в данном случае нами использованы известные методы  корреляционного анализа [85, 138].

Для учета нестационарности в моделях прогнозирования опасных ситуаций в отличие от расчета математического ожидания случайных процессов, величина которого не изменяется во временной области, нами было предложено использование известного метода корреляционных моментов высшего порядка [85, 92], когда осуществляется расчет корреляционных моментов временных распределений нестационарных случайных процессов на стадиях возникновения и развития аварийных ситуаций в различных временных интервалах.

В этом случае, согласно методу корреляционных моментов [85], для оценки коэффициентов взаимной корреляции нестационарных случайных процессов с изменяемыми во времени вероятностями распределения, например для функций n(Т) и Рв(Т), согласно рисунку 3, используются следующие зависимости [85, 92, 138]:

,            (15)

где ,

.

n, в ‒ дисперсии фактора опасности для частоты аварии и вероятности выбросов соответственно.

При использовании  методологии  корреляционных моментов особо следует  выделить значимость 3-его корреляционного момента ‒ коэффициента когерентности нестационарных случайных процессов КГ, характеризующего временное распределение коэффициента взаимной корреляции с учетом вторых корреляционных моментов и интервала корреляции инт, позволяющих на стадии проектирования и эксплуатации функционально связывать вероятностные распределения технологических процессов в различных временных интервалах для ОПО, что позволяет не только повысить достоверность прогнозирования  и возникновения аварийных ситуаций, но и оценить взаимосвязи сценариев их развития. Кроме того, величина интервала корреляции инт позволит осуществить прогноз временного интервала безопасной работы технологической установки и время ожидания восстановительно-ремонтных работ.

Коэффициент когерентности согласно методу корреляционных моментов определяется как [85, 92]:

                      (16)

где ‒ функция взаимной корреляции распределения во времени взрывоопасности и пожароопасности; в, п ‒ среднеквадратичные отклонения «абсолютного» риска взрывоопасности и пожароопасности соответственно:

,                       (17)

где т ‒ среднеквадратичное отклонение «абсолютного» риска токсического поражения от взрывной волны выбросов; ‒ функция взаимной корреляции распределения во времени взрывоопасности и распределения токсических веществ; н, к ‒ начало и окончание временного интервала обследования соответственно.

Временной интервал корреляции инт определяет возможный временной интервал до возникновения и дальнейшего развития аварийной ситуации и рассчитывается как [85, 92, 138]:

                        (18)

где ‒ огибающая корреляционной функции частоты аварийных ситуаций.

Для временных интервалов технологических процессов и их вероятностных распределений, характеризующихся одинаковыми (с разбросом 5) значениями коэффициентов корреляции R с заданной вероятностью возникновения аварийных ситуаций, осуществляется синергетическая оценка опасности с учетом возможности возникновения и степени развития различных сценариев аварий, а также исследуются функциональные связи с частотой возникновения аварий и материальным ущербом.

В условиях нестационарности прогнозирование опасности технологического оборудования по степени его влияния на развитие аварийной ситуации осуществляется на основе суммирования оценок опасности ОПО, находящихся в зонах максимальных воздействий поражающих факторов.

В этом случае количественная оценка технического риска на основе предложенного корреляционного метода оценки опасностей для нестационарных ОПО определяется как [85, 92]:

,                     (19)

где ‒ показатель синергетического риска; Рi ‒ вероятность возникновения опасной ситуации; п ‒ число опасных ситуаций (i = 1, 2, …, п); ‒ коэффициент когерентности распределений опасных ситуаций в задаваемых временных интервалах технологических процессов ; W0 ‒ энергоэффективность технологического объекта.

Впервые при оценке технического риска учитываемое нами понятие энергоэффективности технологической установки, эксплуатируемой в качестве ОПО, позволяет учесть затраты на производство выпускаемой продукции предприятия, включая затраты на возмещение ущерба и ликвидацию последствий аварийных ситуаций. В этом случае:

W0 = Wn/Wз,                           (20)

где Wn ‒ объем производства выпускаемой продукции; Wз ‒ затраты на производство продукции, включая электроэнергетические затраты на ликвидацию последствий аварий.

Количественный показатель синергетической опасности ранжируется согласно международному стандарту [112] по 4 категориям вероятности возникновения опасных ситуаций и рассчитывается по алгоритму, приведенному в Приложении 7 с одновременным расчетом поражающих факторов и радиусов зон поражения.  

Матрица ранжирования показателей риска на основе корреляционного анализа нестационарных процессов представлена в таблице 8.

Таблица 8 ‒ Корреляционная матрица ранжирования синергетического риска

Синергетический показатель технологического риска R = (Рв, Рт), у.е.

Показатель уровня опасных ситуаций, КГ, у.е.

Вероятность возникновения аварийной ситуации Р, год-1

Р = 10-1…10-2

Р = 10-2…10-3

Р = 10-3…10-4

Р = 10-4…10-5

КГ = 4

4

8

12

16

КГ = 3

3

6

9

12

КГ = 2

2

4

6

8

КГ = 1

1

2

3

4

Как видно из приведенных данных, количественный синергетический риск ранжируется по 4 категориям: от минимального «приемлемого»  (минимально допустимого) риска до катастрофического с указанием нормированных функций взаимной корреляции между распределениями пожароопасности Рп, ударных воздействий взрывной волны Рв и токсическим воздействием Рт.

Суммарный синергетический риск R классифицируется следующим образом:

  1.   минимально допустимая управляемая величина, когда
    Р
    1 = 10-4…10-5 (минимально допустимый  уровень опасности);
  2.   низкий уровень ‒ Р2 = 10-3…10-4;
  3.   средний уровень ‒ Р3 = 10-2…10-3;
  4.   высокий катастрофический уровень ‒ Р4 = 10-1…10-2.

Для недопущения уровней R2, R3, R4 автором предложена и разработана система управления минимизацией риска, позволяющая в режиме реального времени управлять минимизацией риска до уровня R1 и предотвращать на ранней стадии возникновение аварийных ситуаций, которая рассматривается ниже.

В целом, предложенная методология анализа рисков с учетом нестационарности технологических процессов и нестационарности самих опасных объектов сводится к выполнению следующих методических приемов и рекомендаций:

  1.   идентификация опасностей и их источников на основе корреляционных матриц;
  2.  оценка корреляционных моментов факторов опасности;
  3.   расчет взаимосвязей сценариев развития аварий с учетом поражающих факторов;
  4.   вероятностно-статистическая оценка поражающих воздействий;
  5.   построение «деревьев отказов» и  «деревьев событий» с учетом нестационарности ОПО;
  6.  расчет функций взаимной корреляции временных распределений факторов опасностей;
  7.   расчет коэффициентов когерентности факторов опасности;
  8.   расчет временных интервалов корреляции, определяющих межремонтный период;
  9.   построение корреляционных синергетических матриц для оценки факторов опасности;
  10.   ранжирование технологических установок по категориям опасности;
  11.   определение ущерба от воздействия поражающих факторов;
  12.   определение энергоэффективности ОПО и уровня приемлемого риска;
  13.   расчет суммарного технического риска возникновения опасных ситуаций с учетом синергетического эффекта и энергоэффективности технологической установки.

Типовая алгоритмическая взаимосвязь в системе оценки опасностей с учетом нестационарности рисков и нестационарности самого технологического оборудования приведена на рисунке 11.

Рисунок 11 ‒  Алгоритмическая взаимосвязь в синергетической

системе оценки потенциальных опасностей нефтегазового оборудования

Основными преимуществами предложенного и разработанного корреляционного метода являются:

  1.   идентификация и ранжирование опасности в одних и тех же величинах. Коэффициент корегентности (КГ ) позволяет сопоставить опасности различной физической природы и более достоверно сопоставлять потенциальную интегральную опасность различных ОПО;
  2.   предложенная оценка потенциальной опасности по величинам корреляционных моментов факторов взрывопожароопасности, факторов токсичности (химической опасности) и факторов отказа оборудования позволяет количественно оценить синергетический  эффект, характеризующий потенциальную опасность в задаваемой точке размещения модулей технологической установки с учетом нестационарности технологических процессов, не поддающихся измерению в процессе эксплуатации ОПО;
  3.   на основании расчета прогнозных оценок когерентности представляется возможным определить обобщенный показатель рисков любого взрывопожароопасного объекта.  

2.4 Синтез системы моделирования возникновения и сценариев развития  аварийных ситуаций для нестационарных опасных производственных объектов нефтегазового комплекса

Представленные на рисунке 11 алгоритмические взаимосвязи и вышеприведенные алгоритмы корреляционного анализа опасных ситуаций с учетом нестационарности технологических процессов позволяют
по-новому подойти к реализации технологии управления минимизации рисков на основе их количественной оценки [132].

В качестве примера нами была проведена оценка и анализ возникновения опасных ситуаций для типовых взрывопожароопасных модулей   согласно таблицы 6.

Для прогнозной оценки частоты аварийных ситуаций из-за отказов технологического оборудования были использованы опыт эксплуатации приведенных  взрывопожароопасных модулей  и статистические данные обследования аналогичных установок [9-53, 87-123, 129].

По данным обследования были построены формализованные модели «деревьев отказов» и «деревьев событий» с учетом нестационарности рисков для головных ОПО, представленные на рисунках 12 и 13, которые используются при расчетах количественной оценки аварийных ситуаций и учете нестационарности технологических событий, согласно алгоритму расчета синергетического риска.

Для построения «деревьев отказов» и «деревьев событий» с учетом нестационарности рисков объектом исследований нами выбраны головные события взрывопожароопасных установок  и трубопроводных технологических систем (Приложения № 2, 5, 6). В качестве входной информации для построения «деревьев отказов» были  исследованы данные реальных аварийных ситуаций [86, 87, 89, 102], декомпозиция опасностей которых позволила построить модели причинно-следственных связей развития сценариев прогнозируемых опасностей.

Представленные в качестве примеров на рисунках 12 и 13 модели «деревьев отказов» для головных наиболее опасных событий, обладающих повышенным коэффициентом когерентности потенциальных опасностей, основаны на результатах анализа реальных аварий для сценариев «Разгерметизация оборудования работающего под давлением» и «Взрыв в нагревательных модулях» взрывопожароопасных установок.

Для определения прогнозируемого технического риска использованы величины вероятности исходных ситуаций, входящие в модели «деревьев отказов», включая учет отказов оборудования и данные экспертных оценок, приведенные в Приложении 7 и в работах [86, 87, 89].


Разгерметизация оборудования

Нарушение герметизации из-за нестационарности коррозии

Нестационарность
изменения давления

Нестационарность расхода сырья

Нестационарность
заполнения аппарата

Нестационарность
перетока паров
нефтепродукта

Нестационарность подачи холодного орошения и водяного пара

Внешние причины

Взрыв и пожар на соседних объектах

Дефекты конструкции

Отказ отсекателя

Необнаружение
пропусков при осмотре

Отказ клапана
регулятора

Нарушение работы электродегидраторов

Отказ контрольно- измерительной аппаратуры АСУ

Ошибки
обслуживающего
персонала

Отказ запорной
арматуры

Оценка вероятностей возникновения аварийных ситуаций

Расчет корреляционных моментов

Расчет прогнозного синергетического риска

Нестационарность температурных
режимов

Нестационарность
подачи насосов
и откачки продукта

Рисунок 12 ‒ Алгоритм построения формализованной модели

«дерева отказов» с учетом нестационарности рисков разгерметизации оборудования


Взрыв в нагревательном модуле

Нестационарность

давления топлива

Нестационарность расхода
нефтепродукта

через змеевик

Появление

топлива

Появление
парогазового      облака

Прогар  

змеевика

Отказ системы подачи топлива

Отказ системы
защиты от попадания парогазового облака

Отказ насоса подачи нефтепродукта в змеевик

Погасание      форсунки

Отказ детектора
пламени

Отказ работы   горелок

Отказ              АСУ

Ошибка             персонала

Отказ системы
обнаружения   неисправностей

Оценка вероятностей возникновения аварийных ситуаций                                и корреляционных моментов

Расчет прогнозного                                                                                               синергетического риска

Рисунок 13 ‒ Алгоритм построения формализованной модели «дерева отказов» в нагревательных модулях с учетом
нестационарности  рисков

На первом этапе анализа рисков согласно приведенным на рисунках 12 и 13 моделям «деревьев отказов» для событий «Разгерметизация оборудования » и «Взрыв в нагревательном модуле» выделяются основные факторы, вызывающие нестационарность технологических процессов, обусловленных как внешними, так и внутренними причинами эксплуатации технологического оборудования. В качестве определяющих факторов, приводящих к аварийным ситуациям, для ОПО рассматриваются следующие причины:

  1.   коррозия и усталостный износ оборудования;
  2.   нестационарность давления;
  3.   нестационарность температуры;
  4.   ошибки персонала;
  5.   проектный срок безотказной работы оборудования.

Вторым этапом построения модели «дерева отказов» являются отказы элементов технологического оборудования в виде разгерметизации (для модели рисунка 12) с выходом продукта из  аппарата, что приводит к разливу, испарению, огневому превращению по сценариям, которые рассматриваются с помощью последующего построения моделей «деревьев событий».

Таким образом, для построения «дерева отказов» технологических установок с учетом нестационарности нами рекомендуется следующая последовательность в системе алгоритмизации:

  1.   количественная оценка показателей нестационарности ОПО;
  2.   построение корреляционных матриц воздействия поражающих факторов на степень синергетического риска;
  3.   корреляционный анализ частоты аварийных ситуаций от величины когерентности и интервала корреляции аварийных событий;
  4.   построение моделей «деревьев отказов».

Вероятности возникновения отказов, использованных для расчета прогнозируемых технических рисков согласно алгоритму (19), приведены в таблице 9 [89].

Таблица 9 ‒ Вероятности возникновения опасных ситуаций первого уровня

№№
п/п

Наименование опасных ситуаций

Обозначение

Количественная
оценка

1

Потери герметичности змеевика из-за коррозии

Ркорр

3  10-4

2

Отказ насоса

Рнас

2,5  10-2

3

Отказ клапана-регулятора

Рклап

1  10-1

4

Минимальный расход продукта через змеевик

Рмин.пред

5  10-2

5

Снижение давления топлива в заводской сети

Рмин.давл

2  10-1

6

Попадание конденсата на горелки

Рконд.

1  10-1

7

Наличие парогазового облака

Робл

2,3  10-3

8

Подсос смеси в нагревательном модуле

Рподс

1  10-2

9

Отказ детектора пламени

Рд.плам

3  10-2

10

Ошибка персонала

Рперс

4  10-1

11

Отказ системы подачи пара в горелку

Рпарвгор

5  10-2

Анализ развития сценариев аварийных событиях с помощью формализированных моделей «деревьев событий» является составной частью синтеза системы анализа и управления минимизацией риска, позволяющего на стадии проектирования учесть влияние поражающих факторов, оценить зоны поражения и разработать организационные и технические мероприятия по раннему предотвращению аварийных ситуаций.

Несмотря на достаточный опыт построения «деревьев событий» [86, 87, 89] в настоящее время отсутствуют нормативно-инструктивная база и методические рекомендации для построения «деревьев событий» с учетом нестационарности ОПО. Нами разработаны следующие требования к построению формализованных моделей «деревьев событий» с учетом нестационарности рисков:

  1.   сбор данных и статистический анализ произошедших аварийных событий;
  2.  учет и анализ нестационарности пожаровзрывоопасности и токсичности горючих веществ;
  3.   анализ условий протекания последовательности сценариев развития аварийного события;
  4.   оценка частоты реализации условий развития аварийных событий;
  5.  определение структуры «деревьев событий» на основе расчета вероятностных оценок последовательных во времени сценариев развития
    аварий;
  6.   определение регламента технических и организационных решений для локализации и ликвидации аварийных ситуаций.

Для взрывопожароопасных технологических установок в качестве головных событий принимаются разгерметизация и нагрев оборудования, произошедшие в результате отказов элементов отдельных модулей, ошибок обслуживающего персонала или по другим причинам, за которыми следуют промежуточные причинно-следственные события ‒ этапы развития аварийной ситуации, приводящие к конечным событиям: воздействию на персонал, устройства и сооружения объекта, соседние объекты и др.

Разработанная нами типовая формализованная нестационарная модель сценариев развития аварийных событий с учетом нестационарности системных рисков для случая выброса из разгерметизированного оборудования представлена на рисунке 14.

В разработанной модели промежуточные события определяются выходом в атмосферу горючих веществ с образованием облаков топливно-воздушных смесей и их разливом на площадке объекта.

Как известно [86, 87], наиболее опасные сценарии развития аварийных событий возникают вследствие огневого превращения горючих веществ, поступивших в атмосферу в виде пожара, факельного горения, взрыва в форме детонации или дефлаграции и «огневого шара».

Нестационарность огневого превращения объясняется, прежде всего, непостоянством топлива и массы горючего вещества, а также характеристикой места расположения топливно-воздушной смеси.

Ввод в действие технологических и организационных мероприятий по локализации и ликвидации аварийных событий также является нестационарным случайным событием, так как обусловлен нестационарностью вероятностных характеристик пожара, взрыва или массы «огневого шара», что и обуславливает необходимость анализа «деревьев событий» с огневым превращением горючих веществ на основе нестационарности сценариев развития событий.

Приведенные на рисунке 14 элементы нестационарной модели развития событий для процесса разгерметизации можно объяснить следующими условиями развития событий:

  1.   нестационарность временного интервала и интенсивности выброса, определяемого начальным давлением, объемом поступления газовой фазы и др.;
  2.   нестационарность выброса, обусловленная погодно-климатическими условиями, формирующими парогазовое облако;
  3.   нестационарность появления источника зажигания при выбросе потока газовой фазы;
  4.   нестационарность времени зажигания после разгерметизации;
  5.   нестационарность времени зажигания разлива горючей жидкости;
  6.   нестационарность массы «огневого шара», зависящей от количества в оборудовании продукта и его свойств.

Разгерметизация  оборудования
(аппараты, насосы, трубопроводы, теплообменники)

Нестационарность            образования пролива и условий восстановления

Нестационарность образования парогазового облака и параметров токсического поражения

Ликвидация       пролива

Нестационарность               воспламенения
пролива

Нестационарность условий рассеивания     облака

Нестационарность воспламенения парогазового облака

Ликвидация    пожара

Нестационарность развития пожара
разлития

Нестационарность вспышечного пожара, нестационарность массы «огневого шара»

Нестационарность взрывопарогазового облака и воздействия ударной волны

Нестационарность условий перегрева оборудования  с последующим разрушением

Локализация пожара

Ликвидация аварийной ситуации  на основе            корреляционной матрицы принятия решений

Разгерметизация  оборудования
(аппараты, насосы, трубопроводы, теплообменники)

Нестационарность образования пролива и условий восстановления

Нестационарность образования парогазового облака и параметров токсического поражения

Ликвидация пролива

Нестационарность воспламенения
пролива

Нестационарность условий рассеивания облака

Нестационарность воспламенения парогазового облака

Ликвидация пожара

Нестационарность развития пожара
разлития

Нестационарность вспышечного пожара, нестационарность массы «огневого шара»

Нестационарность взрывопарогазового облака и воздействия ударной волны

Нестационарность условий перегрева оборудования с последующим разрушением

Локализация пожара

Ликвидация аварийной ситуации на основе корреляционной матрицы принятия решений

Рисунок 14 ‒  Алгоритм построения формализованной модели

«дерева событий» с учетом нестационарности
системных рисков

Результаты расчета степени нестационарности КГ при реализации сценариев развития аварийных ситуации согласно модели «дерева событий» для наиболее опасного события, представленного на рисунке 14, приведены в таблице 10 [87]

Таблица 10 ‒ Вероятности развития аварийных событий на основе нестационарной модели


п/п

Наименование

аварийного события

Вероятность
события

Коэффициент когерентности

Степень
синергетического риска

1

Появление топлива

Рпояв.топл = 6,7  10-2

0,4

8

2

Прогар змеевика

Рпр.эм. = 1,2  10-2

0,3

8

3

Попадание взрывоопасной паровоздушной смеси извне

Ризвне = 6,5  10-2

0,2

4

4

Вероятность возникновения результирующего катастрофического события «Взрыв в наг-ревательном модуле»

Ркатаст. = 8,9  10-2

0,2

4

Результаты корреляционного анализа частоты аварийных ситуаций с коэффициентом когерентности, характеризующим степень опасности аварийных ситуаций, представлены на рисунке 15. Данные представленной номограммы позволяют оценить уровень опасности нестационарных объектов и количественно оценить величину синергетического риска.

Как видно из приведенных данных, при увеличении показателя когерентности вероятностных распределений аварийных ситуаций (или коэффициента взаимной корреляции RФВК аварийных процессов) пропорционально увеличивается частота возникновения сценариев развития аварийных ситуаций Ai, что дает возможность раннего распознавания и локализации аварийного события на основе мониторинга показателя когерентности в режиме «On-Line», т.е. уменьшая показатель когерентности, можно минимизировать частоту возникновения аварийной ситуации  с соответствующим повышением энергоэффективности установки и уменьшением материального ущерба в целом.

Пример оценки частоты возникновения аварийных ситуаций согласно РД 03-418-0 для сценариев аварийных событий (рисунок14) представлен в таблице 11 [87].

Таблица 11 ‒  Количественная оценка риска сценариев аварийных
ситуаций


п/п

Сценарий события

Частота аварийных
событий, год
-1

1

Загазованность территории

3,18  10-2

2

Взрыв топливовоздушной смеси

5,72  10-3

3

Пожар разлития

9,54  10-3

4

Перегрев оборудования с последующим разрушением

4,77  10-3

5

Пожар в нагревательном модуле

2,5  10-2

, 1/год

КГ ‒ коэффициент когерентности;

‒ частота возникновения аварийных ситуаций;

1 ‒ при корреляции  взрывопожароопасных ситуаций;

2 ‒ при корреляции взрывоопасных ситуаций и токсических выбросов

Рисунок 15 ‒ Обобщенная  зависимость частоты возникновения

аварийных ситуаций  от уровня нестационарности КГ ОПО


2.5 Принципы разработки функциональной схемы управления минимизацией рисков с учетом нестационарности опасных производственных объектов

Как было показано выше, основу принятия решений по раннему распознаванию, своевременной локализации и ликвидации аварийных ситуаций составляют корреляционные матрицы для конкретного вида аварийной ситуации, представленные в таблице 11.

Рассмотренная нами количественная оценка степени опасности ОПО с учетом их нестационарности позволяет разработать на этой основе систему управления минимизацией технического риска, обеспечивающую безопасную эксплуатацию взрывопожароопасного оборудования технологических установок, позволяющую осуществлять мониторинг степени нестационарности технологических процессов, в первую очередь, нестационарность производительности по расходу сырья Q(), нестационарность давления Р() и температуры Т() в случае реализации определенных технических решений по минимизации риска. На рисунке 14 для события «разгерметизация оборудования» показан алгоритм построения формализованной модели «дерева событий» с учетом нестационарности системных рисков технологическая матрица, который определяется для следующих сценариев развития данной аварийной ситуации:

  1.   образование парогазового облака;
  2.   образование пролива;
  3.   пожар;
  4.   взрыв парогазового облака.

Разработанная технологическая матрица принятия рациональных технических решений по локализации и ликвидации аварийных ситуаций представлена в таблице 12.

Таблица 12 ‒ Корреляционная матрица принятия решений
на основе нестационарной модели «дерева событий»

№№
п/п

Сценарий развития
событий

Технологические решения

Энерго-
эффективность
установки

F1

F2

F3

Fi-1

Fi

1

Образование парогазового облака

R1,1

R1,2

R1,3

R1,i-1

R1,i

W1

2

Образование пролива

R2,1

R2,2

R2,3

R2,i-1

R2,i

W2

3

Пожар

разлития

R3,1

R3,2

R3,3

R3,i-1

R3,i

W3

4

Взрыв парогазового

облака

R4,1

R4,2

R4,3

R4,i-1

R4,i

W4

Примечание.

* Rn,i ‒ величины взаимной корреляции аварийных событий;

W1, W2, W3, W4 ‒ прогнозная энергоэффективность технологической установки с оценкой потерь на локализацию и ликвидацию аварии.

Учёт прогнозных величин ожидаемых потерь Fпот в случае реализации технических решений по минимизации синергетического риска осуществляется как:

.                        (21)

Оптимальное решение для минимизации возможного ущерба определяется по минимуму Fпот:

Fпот = minFпот.                        (22)

Для исключения неопределенности возможного принятия оптимальных или рациональных технических и организационных решений по управлению минимально допустимым уровнем риска при эксплуатации  технологического оборудования ОПО в случае оперативного мониторинга объектов в режиме «On-Line» автором обосновано и предложено использовать для раннего распознавания аварийной ситуации относительный показатель опасности, определяемый по отношению автокорреляционных функций контролируемых основных параметров эксплуатации в различных временных интервалах: производительности отдельных модулей установки, давления,  температуры и вибрации.

В этом случае величина прогнозируемого относительного показателя риска индекса нестационарности (Rmax) определяется как:

,                      (23)

где Rmax, Rmax ‒ автокорреляционные функции изменяющихся во времени нестационарных случайных процессов;

1, 2 ‒ временные интервалы обследования (измерения) автокорреляционных функций R и R соответственно.

Суммарный относительный риск на ранней стадии возникновения аварийной ситуации при n опасностях определяется как:

.                        (24)

По сравнению со стандартным методом расчета «абсолютного риска» [87, 89], определяемого по величине потенциального материального ущерба при возникновении аварии, предлагаемая технология позволяет прогнозировать и ранжировать ОПО по степени опасности не только на стадии проектирования, но и в процессе эксплуатации технологического оборудования на стадии возникновения предаварийной ситуации.

В основу концепции управления минимизацией рисков может быть положен корреляционный подход к разработке технологии управления потенциально опасными объектами, когда реализуется решение интегрального уравнения [85, 92, 138]:

Rс.п() = ,                 (25)

где Rc ‒ автокорреляционная функция производительности (расхода) сырья на входе реакционного модуля технологической установки;

Rc,п ‒ функция взаимной корреляции производительности Q (расхода) сырья и производительности (расхода) продукта;

h() ‒ импульсная переходная характеристика потенциально опасного объекта технологической установки.

Для определения параметров h достаточно лишь определить в процессе эксплуатации ОПО автокорреляционные и взаимнокорреляционные функции по расходу сырья и производительности по продукту.

Следует отметить, что в общем случае корреляционную функцию определяют по известной формуле [92]:

R() = .

При f1(t) = f2(t) приведенное выражение представляет собой функцию автокорреляции R1(), при f1(t) f2(t) ‒ функцию взаимной корреляции R1,2().

Учитывая, что отдельные модули искомой технологической установки статистически связаны между собой, алгоритмы для вычисления корреляционных функций и их матриц для совокупности информационных параметров технологической установки усложняются и подробно представлены в работе [85].

При окончательных расчетах по выбору оптимальных режимов функционирования ОПО согласно данным приведенного интегрального уравнения, обеспечивающих задаваемый критерий минимума потенциальной опасности R и КГ, необходимым является мониторинг входных и выходных режимных параметров модулей технологической установки в режиме «On-Linе». При этом управляющими воздействиями, обеспечивающими обратные связи в системе управления ОПО, будут энергетические характеристики и длительность импульсной переходной характеристики h(), обеспечивающие заданный уровень синергетического риска согласно алгоритмам (23) и (24).

Функциональная схема управления минимизацией рисков, разработанная на основе реализации количественной корреляционной оценки синергетического риска и представленных алгоритмов управления нестационарных технологических установок, приведена на рисунке 16.


Технология управления минимизацией рисков при проектировании и эксплуатации
ОПО нефтегазового комплекса    

Сбор, мониторинг и классификация входной информации

Модель управления рисками на основе дисперсионно-корреляционного анализа

Построение моделей и сценариев развития предаварийных и аварийных ситуаций

Синтез системы проектирования безопасной эксплуатации ОПО и планов безопасного размещения технического оборудования

Мероприятия и инженерно-технические решения по предупреждению и своевременной ликвидации

Синтез адаптивной системы управления минимизацией рисков в режиме «On-Line»

Пожароопасность

Взрывоопасность

Токсическая     опасность

Отказы технологического оборудования

Количественная оценка рисков

Расчет потенциально     допустимых рисков

Расчет безопасных планов размещения на основе    ГИС-технологий

Организационное

обеспечение

Алгоритмическое

обеспечение

Программное            обеспечение

Ранжирование ОПО по корреляционным моментам

Модель идентификации     и распознавания фактора риска

Раннее распознавание аварийных ситуаций

Рисунок 16 ‒  Функциональная схема управления минимизацией
рисков на основе использования синергетических
показателей аварийных ситуаций для ОПО
нефтегазового комплекса

Следует отметить, что на данный момент представленная методология управления является единственной, позволяющей количественно оценить не только степень безопасности ОПО с учетом нестационарности технологических процессов, но и управлять минимизацией синергетического риска на ранней стадии возникновения возможной аварийной ситуации в процессе эксплуатации технологической установки. При этом снижение методической погрешности управления достигается за счет учета нестационарных режимов эксплуатации путем использования корреляционного подхода к анализу и синтезу развития сценариев аварийных ситуаций, когда представляется возможность регулирования входных и выходных энергетических и технологических характеристик установки по задаваемому закону в режиме «On-Line».   

Отличительными особенностями разработанной концепции и функциональной  схемы для реализации технологии управления минимизацией рисков является использование не только технологии раннего распознавания предаварийных ситуаций на основе учета нестационарных рисков, но и применение технологии синтеза автоматизированного комплекса мониторинга и управления минимизацией рисков с соответствующими обратными связями, основанными на управлении энергетическими процессами ОПО нефтегазового комплекса.

Выводы по главе 2

1. Приведены результаты анализа и исследований нестационарности технологических процессов и технологического оборудования и показана необходимость их учета при проектировании и безопасной эксплуатации ОПО нефтегазового комплекса.

2. Впервые предложены и разработаны корреляционные критерии оценки опасности ОПО и произведено ранжирование технологического оборудования по степени опасности, что позволяет в форматах 2D и 3D осуществлять проектирование размещения оборудования, трубопроводных систем опасных объектов и обслуживающего персонала.

3. Разработано алгоритмическое обеспечение количественной оценки относительного показателя опасности технологического оборудования, позволяющего количественно оценить суммарную потенциальную пожароопасность, взрывоопасность и надежность оборудования, с учетом нестационарности эксплуатации ОПО.

4. Впервые предложены и разработаны критерии и методика раннего распознавания предаварийных ситуаций, позволяющие идентифицировать по результатам измерения в реальном времени степень опасности предаварийных ситуаций, дать количественную оценку степени опасности и принять соответствующие меры по устранению предаварийной ситуации.

Следует особо отметить, что полученные данные коррелируют с данными прогнозной вероятности безотказной эксплуатации технологического оборудования.

5. Впервые предложена и разработана методология оценки синергетического  риска на основе комплексного использования количественного критерия вероятности возникновения опасных ситуаций и энергоэффективности технологических установок, позволяющая осуществить их ранжирование по степени энергоэффективности эксплуатации, учитывающей последствия воздействия аварий и их ликвидацию.

6. Разработаны требования к построению функциональной схемы безопасной эксплуатации оборудования с учетом нестационарных рисков.


ГЛАВА 3 Исследование и разработка методологии управления  минимизацией нестационарных рисков
с использованием информационно-управляющей
системы обеспечения безопасности эксплуатации
опасных производственных объектов

3.1 Принципы разработки методологии управления минимизацией  нестационарных рисков на стадии проектирования системы обеспечения безопасности

По результатам анализа проведенных исследований и  математического моделирования нестационарных условий возникновения и развития аварийных ситуаций с целью минимизации рисков нами предлагается новая технология управления минимизацией рисков для ОПО нефтегазового комплекса, основанная на системном анализе входной информации и более достоверном прогнозировании аварийных ситуаций на ранней стадии их возникновения [65-74].

Учитывая, что причины возникновения аварийной ситуации, как правило, подразделяют на следующие класса, включающие:

  1.  отклонения от технологического регламента;
  2.  отказы оборудования;
  3.  внешние причины (стихийные бедствия, катастрофы, диверсии и т.д.);
  4.  ошибки производственного персонала;

и основываясь на данной классификации и требованиях законодательства РФ, стандартов OSHA 29 CFR 1910.119 и EPA RM Program Rule 40 CFR Part 68 и корпоративных стандартах управления безопасностью, нами предлагается модель управления производственной безопасностью и охраной труда, представленная на рисунке 17. Данную модель рекомендуется использовать при разработке системы управления промышленной безопасностью и охраной труда ОПО.

Регуляторы: Ростехнадзор, Роструд, Росприроднадзор, Роспотребнадзор, Главгосэкспертиза, МЧС России

ИУС ГРПБ

Персонал

Аудит

Подготовка к чрезвычайным ситуациям и проведение учений

Аттестация рабочих мест по условиям труда и оценка профессионального риска

Управление персоналом

Производственный контроль
по промышленной безопасности
и охране труда

Расследование происшествий (учет, техническое расследование причин аварий, инцидентов и несчастных случаев, анализ инцидентов и аварий)

Подрядчики

Подготовка и аттестация персонала

Технология

Информация о безопасности

Анализ опасностей

Операционные процедуры
(технологический регламент
по эксплуатации, инструкции)

Управление при нестационарном изменении технологического процесса

Оборудование

Управление при нестационарных изменениях

Техническое обслуживание и планово-предупредительный ремонт

Идентификация и регистрация ПОО

Проверка безопасности в предпусковой период

Обеспечение качества (сертификация, декларирование соответствия, разрешение на применение, экспертиза промышленной безопасности)

Лицензирование (ФЗ № 99) и страхование (ФЗ № 225) предприятия

Система управления безопасностью и охраной труда

ИУС ГРПБ – Информационно-управляющая система государственного регулирования промышленной безопасности

Рисунок 17 ‒  Модель системы управления промышленной
безопасностью и охраны труда для предприятий
нефтегазового комплекса [39-53]

Рассмотрим модель согласно требованиям действующего законодательства.

Раздел «Технология» с точки зрения формирования безопасности в России закладывается Федеральными законами  № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» и  № 184-ФЗ «О техническом регулировании»:

  1.   технологический регламент (№ 116-ФЗ, № 184-ФЗ, ПБ 09-563-03, ПБ 09-540-03, ПБ 08-624-03 и др.);
  2.   паспорт безопасности потенциально опасного объекта (ПОО)  (Приказ МЧС России от 04.11.2004 г. № 506);
  3.   декларация промышленной безопасности (№ 116-ФЗ, РД 03-357-00, РД 03-14-2005, РД 03-418-01, ПБ 03-314-99 и др.);
  4.   план ликвидации аварии (№ 116-ФЗ, № 69-ФЗ,  ПБ 03-571-03,
    ПБ 08-624-03 и др.);
  5.   план ликвидации аварийных ситуаций (№ 116-ФЗ, РД 09-536-03,
    ПБ 09-540-03 и др.);
  6.   план по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов (№ 68-ФЗ,  № 174-ФЗ, № 7-ФЗ и др.);
  7.   трехмерная модель ПОО  (Указания МЧС России от 03.02.2009 г.
    № 7-3-3113).

Элементы модели системы управления раздела «Оборудование» используются при формировании таких документов, как:

  1.   разрешение на применение технических устройств (ФЗ № 116);
  2.   сертификация или декларирование соответствия (ФЗ № 116,
    ФЗ № 184)
  3.   руководства (инструкции) по эксплуатации машины и (или)
    оборудования (Технический регламент «О безопасности машин и оборудования»);
  4.   испытания после проведения пусконаладочных работ (СНиП 3.05.01-85, СНиП 3.05.05-84);
  5.   идентификация объектов (ФЗ № 116, Административный регламент):
  6.   планово-предупредительный ремонт (ГОСТ 18322-78, ГОСТ Р ИСО 17359-2009 и др.);
  7.   мониторинг технического состояния оборудования (ГОСТ Р 53564-2009);
  8.   экспертиза промышленной безопасности (ФЗ № 116).

Раздел «Персонал» в данной модели является основным  при построении системы управления безопасности. Статистика на ОПО показывает, что в более 60 % аварий связаны с человеческим фактором (ошибками, браком, несоблюдением производственной дисциплины при проектировании, строительстве и эксплуатации). Рассмотрим элементы модели из раздела «Персонал»:

  1.   подготовка и аттестация руководителей и специалистов (приказ ФСЭТАН от 29.01.2007 г. № 37);
  2.   организация взаимодействия с другими организациями-подрядчиками (как правило, прописываются внутренними стандартами промышленного предприятия);
  3.   порядок проведения  расследования происшествий (ФЗ № 116, Административный регламент, утвержденный приказом Минприроды России от 30.06.09 г. № 191);
  4.   охрана труда и организация производственного контроля по промышленной безопасности  (№ 116-ФЗ и ГОСТ);
  5.   управление персоналом (по факту выполнения должностных обязанностей и (или) оценка персонала, основанная на компетенциях);
  6.   профилактика неблагоприятных событий и т.д.

Разработанная модель системы управления промышленной безопасностью и охраной труда предприятий нефтегазового комплекса позволяет сформулировать принципы управления минимизацией рисков при эксплуатации взрывопожароопасного оборудования на этих предприятиях.

Приведенная модель технологии управления реализуется на практике в составе информационно-управляющей системы типового предприятия, эксплуатирующего нефтегазовое оборудование и межобъектовые трубопроводы. В состав разрабатываемой модели (на основе представленной модели информационно-управляющей системы  типового предприятия, эксплуатирующего нефтегазовое оборудование и трубопроводные системы, реализующей концепцию минимизации рисков) входят следующие элементы технологии, основанные на использовании нестационарных  корреляционных моделей и адаптивной  обратной связи с ОПО:

  1.   технология проектирования безопасной эксплуатации ОПО («САПР-Безопасность») в режиме «Off-Line»;
  2.   технология количественной оценки опасностей, основанная на моделировании нестационарных технологических процессов;
  3.   технология построения геоинформационных моделей зон поражения и сценариев развития аварийных ситуаций с учетом нестационарности технологических процессов;
  4.   технология безопасной эксплуатации ОПО, основанная на корреляционном анализе технологических процессов в режиме «On-Line»;
  5.   автоматизированная система оперативного мониторинга и управления минимизацией рисков, объединяющая в локальную сеть все модули технологических установок с противоаварийной защитой;
  6.   автоматизированная система управления минимизацией рисков, основанная на минимизации стоимостных и энергетических затрат на локализацию и ликвидацию последствий аварийных ситуаций.

Функциональная схема разработанной технологии управления минимизацией нестационарных рисков представлена на рисунке 18.

В состав технологии входит реализация 7 технологических подсистем:

  1.   подсистема разработки информационно-управляющей модели управления минимизацией рисков, основанная на корреляционном моделировании нестационарных рисков;
  2.   подсистема сбора и формирования банка данных о безопасной эксплуатации технологических установок и отказах оборудования;
  3.   подсистема прогнозирования потенциальной опасности условий безопасной эксплуатации технологического оборудования, основанная на анализе вероятностно-статистических моделей распознаваний аварийных ситуаций;
  4.   подсистема построения «деревьев отказов» и «деревьев событий», основанная на учете нестационарности процессов и событий посредством «САПР-Безопасность»;
  5.   подсистема мониторинга и оперативного анализа вероятности возникновения аварийных ситуаций на ранней стадии «АРМ-Безопасность», позволяющая в режиме «On-Line» осуществлять раннее распознавание предаварийных ситуаций и осуществлять противоаварийную защиту;
  6.   подсистема алгоритмического и программного обеспечения поиска минимальных значений рисков и планов локализации и ликвидации предаварийных ситуаций;
  7.   подсистема управления принятием технологических решений по поиску адаптивных управляющих воздействий и мероприятий по минимизации рисков и противоаварийной защите.

Разработка информационно-управляющей модели управления
минимизации рисков

Прогнозирование потенциальной опасности условий безопасной эксплуатации

Построение «деревьев отказов» и «деревьев событий» с учетом нестационарности ПОО в системе «САПР-Безопасность»

Сбор данных о безопасности нестационарных технологических процессов

Оперативный анализ вероятности возникновения аварийных
ситуаций на ранней стадии «АРМ-Безопасность»

Алгоритмическое обеспечение поиска минимальных значений рисков и планов локализации опасных ситуаций

Технологические решения по поиску адаптивных управляющих воздействий по минимизации рисков и противоаварийной защиты

Рисунок 18 ‒ Функциональная схема реализации технологии
управления минимизацией рисков на основе
информационно-управляющей системы обеспечения безопасности


Первая очередь разработанной системы баз цифровой информации в подсистемах представленной технологии использует  ГИС-технологию как интегрированный банк данных предприятия с применением СУБД Oracle и ГИС Arс/Info. Технология доступа и формирования интегрированного банка данных предприятия основана на архитектуре клиент-сервер, причем в качестве клиента используется ГИС Arс/View [38-53, 126].

Опытная апробация первой очереди разработанной технологии и информационно-управляющей системы на ОПО позволила снизить степень технического риска на три порядка [38-53, 89] (Приложения 1, 3).

Разработанная функциональная  схема реализации  концепции минимизации рисков (рисунок 18), обеспечивающая  требуемый  приемлемый уровень безопасности, направлена на предупреждение аварийных ситуаций и реализуется за счет использования проектов безопасного размещения модулей технологического оборудования с учетом поражающих факторов установкой программируемых  контроллеров, противозащитного оборудования и защитных экранов, созданием соответствующей вентиляции, созданием автоматизированных систем управления  клапанно-запорной арматуры и других  противозащитных  технологий,  обеспечивающих  требуемый уровень безопасности как на уровне «Off-Line» в системе «САПР-Безопасность», так и на уровне «On-Line» в системе «АРМ-Безопасность» разработанной  информационно-управляющей системы. При этом величина минимизации синергетического риска должна соответствовать вероятности отказа элементов системы с учетом нестационарности технологических процессов, определяемой по данным расчета корреляционных моментов, согласно алгоритмам, представленным в главе 2.


3.2 Требования к построению информационно-управляющей
системы обеспечения безопасности при эксплуатации опасных производственных объектов

Автором сформулированы следующие требования к построению информационно-управляющей системы обеспечения безопасности «ИУС-Безопасность», позволяющей реализовать технологию управления минимизацией рисков при проектировании и эксплуатации ОПО и трубопроводных систем:

  1.  создание системы сбора и мониторинга процесса эксплуатации ОПО, позволяющей получать достоверную входную информацию о безопасном ведении производственных процессов [38-53];
  2.   создание и ведение информационного обеспечения ИУС, соответствующего единым стандартам и классификаторам, включая единые требования к организации хранения и доступа к специализированным базам данных  технологических установок и к банку данных (БД) предприятия [126];
  3.   методическое обеспечение ИУС должно соответствовать действующему нормативно-правовому обеспечению безопасности проектирования и эксплуатации ОПО согласно руководящим документам и законодательству РФ [107-111, 129, 130, 162-166];
  4.   техническое обеспечение «ИУС-Безопасность» должно включать первичные средства управления – датчики давления, расхода, температуры, вибрации, плотности, уровня и др.;
  5.   пункты сбора и предварительной обработки информации, поступаемой от первичных датчиков, на основе контроллерной внешней аппаратуры и компьютерная техника с периферийными устройствами должны быть в индустриальном исполнении. Техническое обеспечение ИУС должно содержать апробированные технические решения, соответствующие современным промышленным стандартам открытых компьютерных систем [126];
  6.   программное обеспечение разрабатываемой ИУС (ОС, СУБД, сетевое и коммуникационное обеспечение, программы для корреляционного анализа, программы вероятностно-статистического моделирования для технологических процессов и др.) должно соответствовать  базовому программному обеспечению [43, 47, 150].

Отличительной особенностью разрабатываемой ИУС является использование на этапах проектирования и эксплуатации ОПО инновационного потенциала, базирующегося на инновационных технологиях, направленных, в первую очередь, на предупреждение аварийных ситуаций с учетом нестандартности самих объектов и нестационарности технологических процессов [38-53].

Учитывая на данный момент отсутствие подобных информационно-управляющих систем безопасности с программируемыми контроллерами противоаварийной защиты на ранней стадии возникновения аварийной ситуации, рассмотрим требования к методическому информационному, техническому и программному обеспечению в отдельности.

Требования к методическому обеспечению.

Методическое обеспечение «ИУС-Безопасность» должно включать решение следующих методических задач:

  1.   разработка методики выбора информационных параметров и сбора входной информации о безопасности технологических процессов;
  2.   разработка методики диагностики нарушений технологических процессов для предприятий нефтегазового комплекса;  
  3.   разработка методики построения формализованных нестационарных моделей возникновения и развития аварийных ситуаций на основе «деревьев отказов» и «деревьев событий»;
  4.   разработка методики количественной оценки синергетического риска с учетом нестационарности технологических процессов;
  5.   разработка методики управления минимизацией рисков в режиме «On-Line»;
  6.   разработка методики разработки  Паспортов и Деклараций промышленной безопасности с учетом нестационарности ОПО;
  7.   разработка методики разработки Планов локализации и ликвидации аварийных ситуаций.

Организация информационных потоков для реализации методики диагностики отказов и нарушений технологических процессов представлена на рисунке 19  и позволяет на основе теории распознавания образов выявить потенциальные причины возникновения аварийных ситуаций.

При разработке формализованных моделей развития аварийных ситуаций на основе «деревьев отказов» и «деревьев событий» используется методика, изложенная в главе 2.

Количественная оценка вероятности возникновения аварийных ситуаций проводится на основе предложенного нами корреляционного метода анализа потенциального синергетического риска, на основе расчетов которого ведется сравнение с текущим анализом технического риска в режиме «On-Line» и дается прогнозная оценка временных интервалов безремонтной эксплуатации ОПО. Результатом функционирования методического обеспечения является формирование выходных документов и заключения о промышленной безопасности ОПО в форме Паспорта и Декларации промышленной безопасности [38-53].

Информация об отказах технологического оборудования и ошибках персонала

Информация        о нарушениях технологического процесса

Информация о нестационарности технологических процессов

Формирование баз данных                                                                    о безопасности технологических процессов

Информация, необходимая для построения «деревьев отказов»      и «деревьев событий»

Информация для расчета потенциального синергетического риска

Информация для составления отчетных документов                        и Планов локализации и ликвидации аварийных ситуаций

Информация для реализации методики управления безопасностью ОПО

Рисунок 19 ‒ Организация информационных потоков в модели
управления минимизацией синергетического риска

Требования к информационному обеспечению [38-53]

Информационное обеспечение управления безопасностью должно включать:

  1.   справочные материалы по ретроспективной входной информации, необходимые для количественной оценки рисков;
  2.   базы данных, содержащие информацию о безопасной эксплуатации ОПО;
  3.   программная документация для расчетов по проектированию и безопасной эксплуатации ОПО;
  4.   результаты экспертизы промышленной безопасности, включая экспертизу Деклараций о промышленной безопасности;
  5.   результаты расследования и анализа аварийных ситуаций;
  6.   результаты мониторинга ОПО;
  7.   результаты аттестации кадров;
  8.   результаты анализа рисков и расчетов по оценке ущерба, необходимые для страхования ответственности;
  9.   банк данных ОПО, включающий локальные базы данных по отдельным модулям технологических установок;
  10.   информационно-вычислительная сеть (ИВС) ИУС-предприятия, обеспечивающая передачу данных и сетевое обеспечение БД предприятия.

Информационную основу управления промышленной безопасностью предприятий составляют функциональные взаимосвязи информационно-вычислительной сети предприятия, включая банк данных с автоматизированной информационно-управляющей системой государственного регулирования промышленной безопасности (ИУС ГРПБ) (рисунок 17).

Требования к организационному обеспечению [38-53] должны включать:

  1.   комплекс мероприятий по организации технологических служб безопасной эксплуатации ОПО;
  2.   организационные мероприятия по ревизии, ремонту и замене вышедших из строя элементов оборудования;
  3.   организация проверок технического состояния оборудования;
  4.   разработка технологических регламентов по управлению минимизаций рисков и контролю реализации проектных решений;
  5.   организация контроля за соблюдением персоналом инструкций по технике безопасности и охране труда;
  6.   организация аттестации работников;
  7.   организация на предприятии эффективной системы контроля исполнительской дисциплины инженерно-технического персонала;
  8.   организация мероприятий по предупреждению аварийных ситуаций;
  9.   принятие и реализация решений о проведении аварийных работ по локализации и ликвидации опасных ситуаций.

Требования к техническому обеспечению [38-53, 126]

Несмотря на то, что практически все технологические установки оснащены отдельными элементами противоаварийной защиты в виде отдельных автоматизированных систем  блокировок, сигнализаций, в настоящее время на предприятиях с потенциально опасными модулями нефтегазового оборудования  отсутствуют многоуровневые компьютеризированные системы противоаварийной защиты с комплексом соответствующих датчиков, позволяющие согласно нормативным документам обеспечить интегрированную территориально-распределенную обработку входной информации и осуществить реализацию обратных связей в режиме «On-Line» по критерию минимизации синергетического риска до приемлемого уровня на ранней стадии возникновения аварийных ситуаций.

Требования к разработке технического обеспечения должны включать:

  1.   технические средства мониторинга и управления («АРМ-оператор», коммуникационные средства, модемные стойки);
  2.   необходимость разработки модулей ввода, вывода, графических устройств отображения информации, модемов и др.;
  3.   необходимость разработки системы интегрированной противоаварийной защиты;
  4.   необходимость разработки программно-логических контроллеров (ПЛК), обеспечивающих тройное дублирование полевой аппаратуры;
  5.   необходимость разработки противозащитных средств, электронных  и электрических схем и устройств с повышенной надежностью;
  6.   при создании ИВС предприятия должны быть использованы компьютеры только в индустриальном исполнении;
  7.   характеристики технических средств не должны ограничивать возможность расширения системы противоаварийной защиты и дальнейшего дублирования;
  8.   все технические средства должны быть сертифицированы в установленном порядке на предмет надежности и точности измерений;
  9.   системы технического обеспечения должны иметь надежную грозозащиту, а также защиту по электропитанию от электрических помех;
  10.   датчики, приборы и средства автоматизации, установленные на наружных площадках, должны сохранять работоспособность при температуре до минус 60 оС;
  11.   применяемые компьютерные системы должны иметь встроенные средства устранения «зависания» (сторожевой таймер).

Требования к программному обеспечению [38-53, 89, 126]

Требуемый уровень безопасности для программируемой системы противоаварийной защиты (ПАЗ) базируется на критерии уменьшения риска, равного вероятности технического отказа системы ПАЗ и для применяемых программно-логических контроллеров [42] может быть рассчитан программным  путем при помощи соответствующих модулей, при этом безопасность технологических установок будет зависеть от правильного выбора структуры программируемых логических контроллеров в соответствии с вероятностью возникновения аварийной ситуации. Не останавливаясь подробно на архитектурных особенностях известных систем ПАЗ, следует привести известный принцип выбора структуры ПАЗ и типа программно-логических контроллеров, учитывающий вероятность возникновения аварийной ситуации и вероятность отказа системы ПАЗ, представленной в таблице 13 [89].

Таблица 13 ‒ Выбор структуры программного обеспечения ПАЗ
«ИУС-Безопасность»

Относительный

энергетический
потенциал

Вероятность
возникновения
аварийной
ситуации

Вероятность
отказа системы ПАЗ

Структура
системы
ПАЗ

до 27

10-2

10-4

Троированный ПЛК

10-3

10-3

Двоированный ПЛК

10-4

10-2

Одинарный ПЛК

27—37

10-2

10-4

Троированный ПЛК

10-3

10-3

Двоированный ПЛК

более 37

10-3

10-5

Троированный ПЛК

Как  видно из анализа данных  таблицы 13, для  минимизации рисков наиболее эффективным является выбор программного обеспечения троированного ПЛК, обеспечивающего максимальную безопасность в эксплуатации путем использования межпроцессорной связи и соответствующего защитного кодирования  информации от ошибочных срабатываний [89], когда электронное оборудование для повышения надежности и проведения ремонтных работ без отключения ПАЗ должно быть изготовлено в дублированном и троированном исполнении.

Таким образом, можно сформулировать следующие требования к разработке программного обеспечения, обеспечивающего минимизацию системных рисков для ОПО:

  1.   желательно использование ПО троированных программируемых логических контроллеров;
  2.   должно быть использовано ПО для тройного дублирования электронных датчиков ПАЗ;
  3.   необходимость разработки ПО, обеспечивающего многоуровневую систему остановов технологических установок;
  4.   при разработке ПО ПАЗ должны быть использованы алгоритмы управления минимизацией синергетического риска в форме корреляционных матриц, позволяющих в отличие от экспертных систем осуществлять в режиме «On-Line» безопасную эксплуатацию ОПО на ранней стадии возникновения аварийной ситуации без аварийных остановов;
  5.   для взаимодействия  операторов с «ИУС-Безопасность» должно быть разработано ПО иерархической системы графических экранов. При этом основной экран должен содержать общую мнемосхему потенциально опасного объекта, где выделяются участки нестационарности технологических процессов, и осуществлять переход к более детальной мнемосхеме.

Каждый графический экран должен содержать окно аварийной сигнализации:

‒ по степени детализации отображения информации должен быть разработан операторский интерфейс, включающий следующие виды мнемосхем:

  1.   детальные мнемосхемы, соответствующие функциональным схемам АСУТП технологических установок;
  2.   групповые мнемосхемы систем сигнализации;
  3.   обзорные мнемосхемы систем сигнализации;
  4.   стандартные видеограммы.

‒ стандартные видеограммы должны включать:

  1.   тренды реального времени и ретроспективные тренды;
  2.   экраны аварийной сигнализации и защитных установок, содержащие сведения об отклонениях функционирования системы;
  3.   экраны генерации отчетов.
  4.   на экране нестационарных трендов должно быть  отражение ранее зарегистрированных и текущих значений входной информации;
  5.   должна быть предусмотрена возможность задания четырех установок сигнализации: S1 – аварийный верхний уровень; S2 – предупредительный верхний; S3 – предупредительный нижний; S4 – аварийный нижний;
  6.   должны быть обеспечены регистрация и хранение всех текущих значений аналоговых и дискретных данных, передаваемых по протоколу динамического обмена;
  7.   время хранения архивной информации должно быть не менее 6 месяцев;
  8.   должна быть обеспечена автоматически по времени или по запросу оператора печать промежуточных и итоговых отчетов, содержание и формат которых определяется инструктивно-нормативными документами;
  9.    в  состав  ПО должен  входить программный  модуль вычисления функции взаимных корреляций двух технологических процессов R1,2 (τ), сдвинутых на заданное время Δτ, причем временной интервал Δτ должен задаваться как фиксированное значение, так и в автоматическом режиме с линейным во времени измерением задержки τ. Коррелятор  должен  работать в реальном  времени  для оперативной оценки нестационарности технологических процессов [92, 138];
  10.   в состав ПО должен входить модуль предварительной обработки информационных сигналов, включающий программы фильтрации, усиления и нормирования информационных сигналов;
  11.   требования к разработке прикладных программ контроллеров должны включать требования к интерфейсам для организации локальных сетей (Ethernet и RS-485);
  12.   в состав ПО должен входить программный модуль управления минимизацией рисков, основанный на сравнении измеряемого синергетического риска с потенциальным минимальным уровнем риска;
  13.   требования к оперативной системе сводятся к необходимости адресации и переадресации оперативной памяти более 10 Мб;
  14.   для функционирования «ИУС-Безопасность» должна быть использована ОС Windows;
  15.   функционирование ПО «ИУС-Безопасность» в режиме  «Off-Line» должно обеспечивать корректирование проектов, планов безопасного размещения потенциально опасных модулей технологических установок, планов локализации и ликвидации аварийных ситуаций.

В режиме «On-Line» ПО «ИУС-Безопасность» должно обеспечить решение следующих задач [126]:

  1.   непрерывный прием информации с датчиков технологической установки;
  2.   предварительная обработка поступаемой информации;
  3.   запись и хранение информации;
  4.   печать полученной информации;
  5.   оформление информации;
  6.   мониторинг заданного технологического режима;
  7.   распознавание предаварийных ситуаций;
  8.   ведение диалога оператора с подсистемами АСУТП технологических установок;
  9.   обработка результатов мониторинга;
  10.   оптимизация технологических режимов модулей технологических установок с целью минимизации технического риска;
  11.   ведение баз данных.  

3.3 Разработка принципов построения информационно-управляющей системы обеспечения безопасности
при эксплуатации опасных производственных объектов

На основании сформулированных требований нами разработаны принципы построения 4-уровневой  иерархической модели информационно-управляющей системы обеспечения безопасности, позволяющей обеспечить экологическую и промышленную безопасность ОПО на нижнем уровне, представленной на рисунке 20.

В основу создания «ИУС-Безопасность» положен четырехуровневый иерархический принцип построения.

I уровень включает подсистему управления нефтеперерабатывающим или нефтехимическим предприятием, обеспечивающую безопасность функционирования данного предприятия, включая банк данных БД и главный информационно-вычислительный центр ГИВЦ.

II уровень включает подсистему прогнозирования постоянно действующих цифровых корреляционных моделей возникновения и развития сценариев аварийных ситуаций, позволяющую в рамках «САПР-Безопасность» реализовать планы размещения ОПО для их безопасной эксплуатации.

III уровень обеспечивает реализацию технологии проектирования безопасной эксплуатации ОПО на основе данных корреляционного анализа входной информации и построения нестационарных моделей управления минимизацией рисков.

IV уровень обеспечивает оперативное управление минимизацией рисков на основе распределенной системы сбора и обработки информации, получаемой с удаленных рабочих мест «АРМ-оператор» (автоматизированное рабочее место оператора) и измерительных комплексов.

Вычислительные ресурсы предприятия сосредотачиваются в главном информационно-вычислительном центре (ГИВЦ) предприятия и узлах информационно-вычислительной сети ИВС, связанных с локальными информационно-вычислительными центрами (ЛИВЦ) технологических установок предприятия в составе «АРМ-оператор», объединяемым линиями связи, с которыми связаны удаленные рабочие места «АРМ» и программно-логические контроллеры ПЛК.

 Разработанная нами и представленная на рисунке 20 модель информационно-вычислительной системы, обеспечивающая 4-уровневый принцип управления промышленной безопасностью, приведена также на рисунке 21 [126].


I уровень: Технологии управления минимизацией рисков

Административно-организационная деятельность

БД предприятия

ГИВЦ предприятия

II уровень: Технологии прогнозирования условий возникновения и развития сценариев развития аварийных ситуаций

Комплексное эколого-индикационное моделирование сценариев развития аварийных ситуаций

III уровень: Технологии проектирования и управления эксплуатацией ОПО

IV уровень: Технологии мониторинга и оперативного
управления минимизацией рисков

Моделирование технического состояния ОПО

Объемное экологическое моделирование

Объемное моделирование пожаровзры-воопасных ситуаций

Модель управления минимизацией рисков

Статистическая       обработка данных

Динамика нестационарного распределения данных

Обработка         информации      при помощи ПЛК

Первичные средства преобразования технологических параметров и  пункты сбора       информации

АРМ-оператор

Система противоаварийной защиты ПАЗ

Рисунок 20 ‒ Обобщенная модель информационно-управляющей
системы обеспечения безопасности при эксплуатации ОПО нефтегазового комплекса

На рисунке 22 представлена функциональная схема банка данных нижнего уровня, обеспечивающего безопасность эксплуатации ОПО.

Основными входными данными БД предприятия являются нормативно-техническая документация, технологические регламенты соответствующих производств и корреляционные модели сценариев развития аварийных ситуаций.

Основной входной информацией для БД эксплуатации ОПО и управления противоаварийной защиты являются базы данных технологических параметров, измеряемых средствами автоматизации, статистические данные возможных нарушений технологических процессов, ошибок персонала и отказов технологического оборудования.

Разработанная первая очередь компьютеризированного аппаратно-программного комплекса для 4-ого уровня «ИУС-Безопасность» построена на основе индустриальных программируемых контроллеров ПЛК и состоит из «АРМ-оператор» и «АРМ-администратор» и, кроме того, включает «Ethernet-коммутатор» и источник бесперебойного питания.

«АРМ-оператор» предназначен для контроля технологических процессов модулей установки, задания оптимальных параметров и режимов работы модулей ПАЗ. «АРМ-оператор»  состоит из системного блока в индустриальном исполнении, цветного монитора и принтера. На компьютере «АРМ-оператор» устанавливается ОС Microsoft Windows 2000 Professional.

«АРМ-администратор» предназначен для ведения ПО и внесения дополнений в программное обеспечение системы.

Источник бесперебойного питания обеспечивает работу «АРМ» в течение 6 ч после отключения электрической сети.

Ethernet-коммутатор обеспечивает связь между ПЛК и «АРМ», образуя независимые участки информационно-вычислительной сети предприятия.


Рисунок 21 ‒ Функциональная схема информационно-вычислительной сети информационно-управляющей системы [126] ИУС ГРПБ – автоматизированная информационно-управляющая система государственного
регулирования промышленной безопасности


Банк данных «ИУС-Безопасность»

БД объемных эколого-математических моделей возникновения и развития аварийных ситуаций

БД управления эксплуатацией ОПО

БД противоаварийной защиты

БД «АРМ-оператор»

БД логических контроллеров

БД моделей технического состояния ОПО

БД экологических моделей

БД ретроспективной информации

Блок администрирования

БД управления безопасностью предприятия

БД проектирования безопасной эксплуатации ОПО

БД входной информации

БД результатов              статистической обработки

БД технических рисков

Рисунок 22 ‒  Функциональная схема банка данных
«ИУС-Безопасность» для нижнего уровня (4-ый уровень)


3.4 Принципы обеспечения безопасной эксплуатации
опасных производственных объектов с использованием
компьютеризированной технологии управления
минимизацией рисков

Технология управления минимизацией рисков с использованием разработанной системы «ИУС-Безопасность»  [38-53] включает следующую последовательность реализации инженерных технологических решений в процессе эксплуатации ОПО:

  1.   мониторинг оперативной информации;
  2.   сбор и анализ ретроспективной информации;
  3.   формирование и анализ исходной информации для оценки степени опасности ОПО и составление технологического регламента безопасной эксплуатации установки;
  4.   количественная оценка прогнозных и текущей вероятностей аварийных ситуаций;
  5.   сравнительный анализ прогнозного и текущего синергетического риска;
  6.   выдача заключения об изменении текущих технологических режимов;
  7.   формирование нового технологического решения ПАЗ и изменение логической схемы ПЛК.

Алгоритмическая взаимосвязь при реализации технологии управления минимизацией рисков приведена на рисунке 23.

Технология оперативного управления системой ПАЗ строится на принципе сравнения текущего значения синергетического риска с его верхней и нижней уставками прогнозных безопасных величин. В случае отклонения параметров уставок за допустимые границы ПЛК осуществляет адаптивный поиск возможных технологических причин отказов согласно табличным данным корреляционных матриц отказов, по которым формируются сообщения и логические схемы по причинам предаварийной ситуации с выдачей соответствующей рекомендации по минимизации риска и устранению причины опасной ситуации.

Технология управления минимизацией рисков

Данные

«САПР-Безопасность»

Данные ПАЗ

«On-Line»

Формирование БД системы управления

Проектные                       технологические решения

Расчет прогнозного

технического риска

Расчет текущих              технологических решений

Продолжение эксплуатации ОПО

Изменение               технологических    режимов

Выбор оптимального технологического      решения

Расчет текущего

технического риска

Да

Да

Нет

Нет

Технический риск больше допустимого

Технический риск больше допустимого

Рисунок  23 ‒ Алгоритмическая взаимосвязь реализации

компьютеризированной технологии управления
минимизацией рисков


3.5 Исследование результатов промышленной апробации первой очереди информационно-программного обеспечения
на пилотных опасных производственных объектах
нефтегазового комплекса

Опробование первой очереди «ИУС-Безопасность» и разработанной технологии управления проведено нами на пилотных объектах в течение 2000-2013 гг. (Приложения 1, 2, 3, 4, 5, 6). В качестве наиболее опасных объектов выбраны колонные аппараты и нагревательные модули технологических установок ОПО нефтегазового комплекса. Система противоаварийной защиты включает дополнительно широкополосные акустические датчики вибрации подшипников, датчики температуры и датчики давления в насосном оборудовании.  При этом автоматический пуск и остановка насосов обеспечиваются установкой управляемых задвижек на приемном и нагнетательном трубопроводах  при помощи обратных связей системы адаптивного управления минимизацией рисков.

Для исключения возможности воспламенения нефтепродуктов и взрывоопасной парогазовой смеси установлены датчики концентрации паров, позволяющие предотвратить возгорание при превышении допустимой концентрации.

Поскольку рассматриваемые модули являются взрывопожароопасными, система ПАЗ на 4-ом уровне «ИУС-Безопасность» оснащена компьютеризированными средствами оперативного мониторинга, регулирования и защиты путем автоматических блокировок, отключающих насосы, подводящие теплоноситель.

При разработке сценариев развития аварийных ситуаций по данным «САПР-Безопасность»  на данных установках в модулях колонных аппаратов с целью исключения прекращения подачи нефти, пара, воды, электроэнергии, воздуха и топлива [98] в системе мониторинга на колоннах, аппаратах установлены датчики уровня. Кроме того установлены дополнительные датчики загазованности территории.  На самих колоннах, аппаратах установлены датчики уровня кубовой жидкости, датчики температуры в верхней части колонны и датчики давления с соответствующими измерительными блоками, подключенными к устройству «АРМ-оператор» ИУС.

Для обеспечения безопасности эксплуатации нагревательных модулей на нижнем уровне «ИУС-Безопасность» установлены следующие компьютеризированные узлы системы ПАЗ, подключенные к устройству «АРМ-оператор» [38-53. 89. 143-151]:

  1.   блок измерения концентрации углеводородов в выходящих газах;
  2.   блок измерения концентрации углеводородов в окружающем пространстве;
  3.   блок измерения уровня в емкости для сбора конденсата;
  4.   блок регулирования аварийного байпасного клапана для подачи продукта в змеевик;
  5.   блок индикации пламени в камере сгорания.

Кроме того, в систему оперативного мониторинга безопасности включен блок измерения давления топлива в заводской сети.

Разработанная подсистема нижнего уровня «ИУС-Безопасность» обеспечивает следующие режимы безопасности при эксплуатации ОПО [38-53, 89]:

  1.   соответствие номинальных значений объема подаваемого сырья проектным решениям;
  2.   соответствие температуры подогретого сырья оптимальным значениям;
  3.   соответствие температуры низа температуре подаваемого сырья и температуре холодного орошения;
  4.   обеспечивает подачу оптимального объема топлива на горелки направленного модуля;
  5.   обеспечивает проверку состояния насосов и насосного оборудования;
  6.   при повышении температуры холодного орошения осуществляет автоматическую подачу воздушного охлаждения;
  7.   обеспечивает в автоматическом и ручном режимах посредством АРМ оператора запуск резервного откачивающего насоса с остановом насоса неисправного в случае уменьшения откачки продукта;
  8.   при увеличении расхода сырья осуществляется уменьшение расхода до оптимального путем включения байпаса и отключения основной задвижки в случае ее неисправности;
  9.   обеспечивает соответствие давления нагнетания насоса, подающего продукт в нагревательный модуль, давлению, измеренному на модуле;
  10.   в случае нарушения работоспособности насоса обеспечивает его останов и запуск резервного насоса.

Все факты нарушений режимов эксплуатации заносятся оператором в базу данных и автоматически передаются посредством информационно-вычислительной сети на верхние уровни ИУС для принятия управляющих решений. Результаты внедрения разработанной технологии приведены в главе 5.

По результатам промышленного автоматизированного мониторинга и противоаварийной защиты на нижнем уровне «ИУС-Безопасность» была проведена количественная оценка уровня опасностей на основе разработанной технологии минимизации рисков. Результаты расчета вероятности возникновения и развития аварийных ситуаций по алгоритму, приведенному в Приложении 7, позволили уменьшить риск возникновения аварийных ситуаций на три порядка, что составляет величину 8,0  10-6.

Выводы по главе 3

1. Разработаны требования к созданию информационно-управляющей системы безопасного проектирования и эксплуатации нестационарных  ОПО нефтегазового комплекса.

2. Предложены и разработаны принципы информационного обеспечения технологии управления минимизацией нестационарных рисков.

3. Предложены и разработаны принципы алгоритмического и программного обеспечения функционирования системы управления «ИУС-Безопасность» для ОПО нефтегазового комплекса.

4. Предложены и разработаны технология и модель информационно-управляющей системы минимизации рисков, основанные на раннем распознавании предаварийных и аварийных ситуаций.

5. Рассмотрены технические и технологические мероприятия по предотвращению и своевременной локализации предаварийных ситуаций на основе использования компьютизированной противоаварийной защиты.

6. Показаны результаты промышленной апробации разработанной технологии, позволяющей уменьшить синергетический риск возникновения аварийных ситуаций  на три порядка.


ГЛАВА 4 Повышение безопасности эксплуатации опасных
производственных объектов нефтегазового комплекса  с использованием оперативного мониторинга и
управления минимизацией синергетического риска

4.1 Разработка критериев управления безопасностью опасных производственных объектов с использованием минимизации синергетического риска  

В работах [38-53] автором предложены и разработаны основы инновационной технологии управления экологической и промышленной безопасностью ОПО, основанной на минимизации не только взрывопожароопасных факторов, но и токсической опасности, позволяющей предотвратить выбросы нефтепродуктов в окружающую среду и загрязнения окружающего пространства и, вместе с тем, позволяющей за счет оптимизации технологических процессов минимизировать нестационарные технические риски при эксплуатации ОПО [38-53] и обеспечить обезвреживание и улавливание летучих органических и сернистых соединений наряду с техническими мероприятиями по минимизации выбросов в процессе эксплуатации нефтегазового оборудования и транспортирования нефти, газа и нефтепродуктов.

Результаты анализа вредного воздействия предприятий нефтегазового комплекса на окружающую среду свидетельствуют о том, что в последнее время сохраняется тенденция увеличения объемов выбросов загрязняющих веществ при добыче, транспортировке и переработке углеводородного сырья, что обусловлено наращиванием промышленного потенциала в нефтегазовом комплексе РФ.

Учитывая, что большинство ОПО и технологических трубопроводных систем функционирует на данный момент по устаревшим технологиям на изношенном технологическом оборудовании и находятся вблизи крупных населенных пунктов, когда даже современные производства являются источниками загрязнения атмосферного воздуха углеводородами, диоксидом серы, оксидом углерода, оксидом азота и другими токсичными веществами, а при попадании их в поверхностные грунтовые воды и водоемы особенно актуальным становится создание системы мониторинга и управления промышленной и экологической безопасностью на ОПО, включая трубопроводные системы транспортирования углеводородов и химически опасных соединений в режиме реального времени.

Успешному развитию и внедрению новых эффективных технологий по снижению выбросов в атмосферу вредных веществ (таких как летучие органические соединения (ЛОС), оксид углерода (СО), оксид азота (NOх), диоксид серы (SO2) и др.) будут способствовать требования соблюдения нормативных и законодательных актов по минимизации технических рисков. В настоящее время только принят федеральный закон № 22-ФЗ от 4 марта 2013г., а разработка и внедрение  его основные положения находятся на первоначальной стадии, поэтому первостепенную роль играют разработка и внедрение новых технологий обеспечения промышленной безопасности ОПО, включая объекты транспортирования взрывопожароопасных сред.

В условиях нестационарности объемов и давлений перекачки углеводородных сред наиболее актуальным становится обеспечение эффективного эксплуатационного мониторинга и управления режимными параметрами действующих трубопроводных систем и эксплуатации оборудования.

Анализ результатов исследований по безопасной эксплуатации нестационарных взрывопожароопасных объектов, включая трубопроводные системы, позволил автору предложить и разработать следующие основные критерии управления промышленной и экологической безопасностью ОПО, использующие инновационные ресурсы и энергосберегающие технологии минимизации рисков:

  1.   обеспечение оптимальных величин давления и расхода транспортируемой среды по всей протяженности трубопровода;
  2.   обеспечение оперативного контроля индекса нестационарности Rотн согласно алгоритму (23);
  3.   наличие обратной связи в виде управляющих сигналов, регулирующих допустимые давления на входе и выходе насосной станции и минимальные величины индекса нестационарности;
  4.   необходимость применения технологических средств и системы измерений, функционирующей в рабочем диапазоне температур;
  5.  — необходимость применения технического обеспечения в интервале изменения рабочих давлений.  

4.2 Разработка технических требований к созданию системы
оперативного мониторинга и управления промышленной
и экологической безопасностью опасных производственных объектов на основе минимизации рисков

Проведенные теоретические и экспериментальные стендовые исследования позволили сформулировать следующие требования к системе оперативного управления промышленной и экологической безопасностью ОПО, трубопроводных систем, использующих с целью повышения экологической защищенности технологию минимизации рисков [43, 47, 150].

Основные требования, положенные в основу разработки оперативного мониторинга эксплуатации трубопроводных систем и оборудования, сводятся к следующим:

  1.   система управления должна состоять из контрольно-измерительного модуля и модуля обратной связи;
  2.   система управления должна обеспечивать регулирование нестационарных процессов в режиме «On-Line» как в линейных участках трубопроводов, так и в разветвленных участках, включая развилки, насосные агрегаты, задвижки, фильтры, обратные клапаны и др.;
  3.   модуль обратной связи в системе управления должен осуществлять регулирование производительности насосных агрегатов и расхода в оптимальных режимах, обеспечивающих параметры перекачки согласно задаваемой расчетной карте технологических режимов;
  4.   в системе должно быть предусмотрено регулирование индекса нестационарности Rотн, обеспечивающего минимизацию нестационарности течения углеводородных сред в трубопроводной системе;
  5.   в системе должно быть предусмотрено включение модуля регулирования гасителя ударной волны;
  6.   в системе должен быть включен модуль аварийной защиты насосных агрегатов,  функционирующий при минимальном и максимальном давлениях на входе и выходе насосных станций и максимальном перепаде давления на заслонках регулятора давления;
  7.   в систему должен быть включен модуль оперативного контроля напряженно-деформированного состояния стенок трубопровода.

Следует отметить, что отличительными особенностями разрабатываемой системы оперативного мониторинга и управления является возможность регулирования нестационарности рисков в реальном времени, когда отпадает необходимость в проведении сложных математических расчетов по моделированию эксплуатационных осложнений и режимов течения углеводородных сред в трубопроводных системах, а эффективный эксплуатационный мониторинг и возможность оперативного регулирования режимов действующих трубопроводных систем на основе минимизации нестационарных рисков позволяют впервые решить следующие задачи:

устранение побочных эффектов многофазности транспортируемой среды;

 снижение пульсаций давления перекачиваемых газожидкостных смесей;

ликвидация осложнений, связанных с уменьшением проходного сечения или полной закупоркой трубопроводной системы из-за образования газовых и водяных пробок;

устранение коррозионного износа трубопровода, вызванного наличием влаги в транспортируемом продукте и гидратообразованием при соответствующих температуре и давлении;

обеспечение эксплуатационной надежности и энергоэффективности эксплуатации трубопроводных систем.

4.3 Разработка принципов построения комплекса
оперативного диспетчерского мониторинга и управления
безопасностью эксплуатации трубопроводных систем
при транспортировании углеводородных и химически
опасных сред

Существующие на данный момент системы оперативного мониторинга эксплуатации трубопроводных систем предназначены, в основном, для обнаружения утечек транспортируемых углеводородных сред (система  LeakSpy NT,  разработанная ООО «Энергоавтоматика»; система Sherlog Security Pipelines фирмы «Технолоджи», Чехия; система Тюменского государственного нефтяного университета и др.) и не позволяют осуществить раннее распознование предаварийных  ситуаций  по всей длине трубопроводной системы и предотвратить эксплуатационные осложнения по трассе трубопровода.

Обоснованные и разработанные автором  в течение 2000-2013 гг. научно-методические основы управления синергетическим риском позволили сформулировать принципы построения аппаратно-программного  комплекса  управления синергетическим риском при эксплуатации трубопроводных систем, транспортирующих углеводородные среды, на низшем уровне информационно-управляющей системы
«ИУС-Безопасность», включая подсистемы методического и программного обеспечения.

Разработанный комплекс предназначен для решения следующих задач:

- контроль технологических режимов функционирования трубопроводной системы;

- обеспечение в режиме «On-Line» расчетных оптимальных значений гидродинамических давлений транспортируемой среды с помощью блока регулирования давлений согласно алгоритму

<,              (26),

где и ‒ максимальное и минимальное давления на выходе из насосной станции и входе в насосную станцию соответственно;

- контроль расхода транспортируемой среды;

- обеспечение в режиме «On-Line» стабилизации минимальных значений индекса нестационарности гидродинамического давления по трассе трубопроводной системы согласно алгоритму

,             (27)

где ‒ текущее значение индекса нестационарности, вычисляемого по алгоритму (23);

‒ задаваемая расчетная величина минимального синергетического риска;

‒ контроль системы аварийной защиты с целью автоматического отключения насосов по минимальному давлению на входе в насосную станцию, максимальному давлению на выходе насосной станции и максимальному дифференциальному давлению на заслонках блока регулирования;

‒  контроль в режиме «On-Line» напряженного состояния  металлических стенок трубопровода и индекса нестационарности коррозионного износа при помощи пьезоэлектрических акселерометров, разнесенных по длине линейной части трубопроводной системы, при помощи которых осуществляется  регистрация продольных и поперечных упругих волн, распространяющихся по металлу трубопровода при нестационарном движении транспортируемой среды (методика определения напряженного состояния металла трубопровода в режиме «On-Line»  разработана совместно с к.т.н. Шайбаковым Р.А. [4, 152, 154, 156, 157];

‒ контроль температуры транспортируемой среды;

‒ контроль влагосодержания в транспортируемом потоке.

Комплекс функционирует на основе корреляционной обработки входной информации и предусматривает дистанционную передачу данных на верхний уровень согласно информационно-вычислительной системе, представленной на рисунке 21.

 

4.3.1 Техническое обеспечение комплекса

Комплекс технических  средств, предназначенный для реализации оперативного мониторинга и управления нестационарными рисками с целью их минимизации, представлен на рисунке 24 и включает в себя следующие основные модули и блоки:

- гидродинамический модуль (блок 1), включающий датчики давления и расхода, установленные на входах и выходах насосных станций;

- технологический модуль (блок 2), служащий для контроля температуры и влагосодержания в транспортируемом потоке;

- акустический модуль (блок 3) с 3-компонентными акселерометрами, разнесенными по длине трубопровода, служащий для измерения в реальном времени упруго-деформационных свойств металла трубопровода;

- основной процессор (блок 8) с периферийными устройствами для корреляционной обработки входной информации;

- матричный сопроцессор (блок 10), разработанный для расчета синергетического риска;

- модуль управления (блок 12), предназначенный для регулирования давлений на входе и выходе насосных станций и стабилизации минимальных значений индекса нестационарности Ro;

- модуль измерения индекса нестационарности Ro (блок 11) согласно  алгоритму (23), учитывающий возможную величину нестационарных рисков при транспортировании углеводородного сырья, описанных в главе 4.1.

Комплекс должен обеспечивать одновременный прием и регистрацию корреляционных  параметров входных сигналов и их производных в реальном масштабе времени и автоматически определять моменты выхода величины Ro за пределы минимальных значений синергетического риска.

Рисунок 24 Функциональная схема аппаратно-программного
комплекса для оперативного мониторинга безопасной эксплуатации трубопроводных систем транспортировки углеводородного сырья

В дальнейшем комплекс должен быть адаптирован к составу технических средств аварийной защиты  и программному обеспечению расчета математических моделей нестационарных процессов в трубопроводных системах типа EA ModOS и Cassandra (ООО «Энергоавтоматика»), позволяющих не допустить выбросов давления выше максимального уровня, и вместе с тем, не допустить аварийных ситуаций. При этом совместное использование системы обнаружения утечек, разработанной ООО «Энергоавтоматика», и использование современных технических решений, разработанных аэрокосмической отраслью и используемых в ОАО «Транснефть», с разработанной технологией оперативного управления рисками позволит повысить уровень безопасности эксплуатации трубопроводных систем в осложненных условиях (подводные и подземные трубопроводы, межобъектовые трубопроводы при бурении и добыче углеводородного сырья и др.) на качественно новый уровень.

4.3.2 Гидродинамический модуль и модуль управления комплекса

Система регулирования режимов работы насосных станций реализуется по двум уставкам:

- по минимальному давлению на входе в насосную станцию, обеспечивающему минимальную величину индекса нестационарности Ro;

- по максимальному давлению на выходе насосной станции, обеспечивающего заданное расчетное значение  синергетического риска.

При этом система аварий защиты функционирует согласно алгоритмам автоматизированной системы отключения насосов по трем уставкам:

- по максимальному  давлению;

- по максимальному перепаду давления на выходе  системы регулирования давления;

- по минимальному давлению на входе  в насосную станцию.

Система аварийной защиты позволяет осуществлять запуск или остановку как одного, так и нескольких насосов в автоматизированном режиме, открывать и закрывать задвижки.

Модуль управления режимами работы насосов настроен на стабилизацию минимальных значений  индекса нестационарности Ro по всей длине трубопроводной  системы и обеспечивает стабильный режим эксплуатации гидродинамической системы.

4.3.3 Акустический модуль аппаратно-программного комплекса оперативного мониторинга

Акустический модуль предназначен для минимизации риска  аварийных ситуаций, связанных с коррозионным износом и деформацией трубопроводной  системы на сложных участках трассы [43, 47, 150].

Модуль обеспечивает регистрацию волнового поля, возникающего в металлической оболочке трубопроводной  системы  при движении транспортируемой среды под давлением.

Модуль обеспечивает реализацию следующих функций:

- многоканальный прием волнового  поля при помощи акустических преобразователей, разнесенных по длине трубопровода;

- регистрацию суммарной акустической мощности в полосе частот 0…5 Гц;

- вычисление и накопление автокорреляционных и взаимокорреляционных функций (ФАК и ФВК) с временной  привязкой и привязкой по длине трубопровода с  длительной ФАК и ФВК не менее 2500 мс;

- вычисление индекса нестационарности волнового поля по длине трубопровода согласно  алгоритму (23) с интервалом измерения 100 м;

- стабилизация во времени минимальных значений индекса нестационарности Ro путем регулирования давлений на входах и выходах насосных станций.

Обеспечение во время  эксплуатации  трубопроводной  системы   стабилизации  минимальных значений  индекса нестационарности  позволит значительно снизить уровень аварийности и увеличить сроки эксплуатации за счет снижения напряженного состояния металла трубопровода.

Раннее распознавание предаварийной ситуации позволит выявить заранее опасные участки трубопровода и произвести ремонтные работы или их замену.

Основные технические характеристики акустического модуля представлены в таблице 14.

Таблица 14 ‒ Технические характеристики акустического модуля

п/п

Технические данные

Диапазон
измерения

Примечание

  1.  

Диапазон регистрируемых частот

0…5 Гц

Характеристики приведены для сигналов акустических преобразователей, расположенных на расстояниях 100 м от входа и выхода насосной станции.

  1.  

Диапазон регистрируемых ускорений

0,01…0,5 g

  1.  

Полоса частот для корреляционной обработки

0…5 Гц

  1.  

Шаг дискретизации

5…10 мс

  1.  

Длительность замера

100…300 с

  1.  

Длины ФАК и ФВК

не менее 2500 мс

  1.  

Диапазон значений выходного сигнала

0…10 В

  1.  

Разрядность выходного цифрового сигнала

10 разрядов

  1.  

Уровень цифрового сигнала

ТТЛ-логика

4.3.4. Программное обеспечение комплекса

Программное обеспечение комплекса оперативного мониторинга и регулирования безопасной эксплуатации  трубопроводных  систем [31, 43, 125, 150,  156] включает системное и прикладное программное обеспечение.

Системное ПО  состоит из общесистемного ПО и специального системного ПО.

В качестве общесистемного ПО выбрана операционная система  
Windows.

Специальное системное ПО реализует выполнение следующих
функций:

- проведение измерений;

- диалог с оператором комплекса;

- управление функционированием узлов и агрегатов;

- формирование и ведение файлов, представляющих таблицы, отчетные документы и др.;

- формирование и вывод на экраны мониторов оперативной информации в виде схем и графиков;

- обмен информацией между  уровнями иерархической системы согласно информационно- вычислительной сети, представленной на рисунке 21.

Прикладное  ПО  реализует  выполнение следующих функций:

- подготовка к работе комплекса;

- инициализация комплекса;

- оперативный контроль входной информации;

- обработка входной информации;

- интерпретация результатов обработки;

- оптимизация технологических процессов;

- хранение информации.

ПО для подготовки и инициализации комплекса  реализует выполнение следующих функций:

- настройка комплекса на конкретные условия трассы  трубопроводной  системы и расчет координат трубопровода;

- установка заданных технологических показателей перекачки транспортируемой среды;

- выбор режимов эксплуатации трубопроводной системы в режиме «On-Line»;

- выбор режимов записи и регистрации входной и выходной информации.

ПО для обработки и  интерпретации  регистрируемой многоканальной информации реализует выполнение следующих функций:

- предварительный этап первичной обработки;

- фильтрация и накопление многоканальной информации, поступающей со всей длины   трубопроводной  системы;

- контроль технологических параметров эксплуатации в режиме «On-Line»;

- обработка многоканальной гидродинамической информации;

- обработка многоканальной акустической информации;

-  обработка оперативной информации для раннего распознавания предаварийной ситуации;

- моделирование нестационарных процессов транспортирования углеводородной среды.

В режиме предварительной обработки  ПО реализует следующие режимы накопления многоканальной входной информации:

- запись и чтение длинных зон в формате SEG-B;

- чтение и запись файлов в мультиплексной форме;

- отображение в экранной форме мультиплексной записи гидродинамической и акустической информации;

- редактирование формата мультиплексной  записи;

- печать мультиплексного формата.

В режиме  мультиплексирования ПО реализует:

- чтение в формате С1;

- отображение на экране монитора мультиплексной  записи;

- печать мультиплексного формата.

В режиме демультиплексирования ПО реализует:

- демультиплексирования записей при многоканальной регистрации входной информации;

- распечатка демультиплексированной информации;

- вывод записей на экран монитора и редактирование;

- режекторная фильтрация 50 Гц и автоматическая регулировка усиления.

При обработке многоканальной информации, регистрируемой с датчиков по всей длине трубопровода,  производится корреляция сигналов давления и акустических сигналов по всей трассе трубопровода и реализуется следующая последовательность операций:

- накопление информационных сигналов;

- регулирование динамического диапазона многоканальных записей;

- расчет спектральных информационных сигналов;

- расчет функций автокорреляции и их визуализация;

- подавление корреляционных помех и случайного шума;

- расчет переходных и передаточных характеристик трубопроводной системы, согласно алгоритмам, приведенным в главе 2;

- расчет взаимокорреляционных функций;

- расчет фазовых спектров и дисперсионных характеристик скорости распространения волнового поля по трубопроводу;

- накопление автокорреляционных и взаимокорреляционных функций;

- расчет индексов нестационарности и оптимальных параметров гидродинамической системы.

Программное обеспечение документирования результатов расчетов и передачи данных на верхний уровень информационно-вычислительной сети реализует следующие алгоритмы:

- вывод на печать и мониторы сообщений о раннем распознавании предаварийных ситуаций  и необходимых управляющих решений;

- организация передачи расчетных данных на верхние уровни управления комплекса оперативного мониторинга;

- документирование результатов обработки и организация хранения входной и выходной информации на магнитных носителях банка данных «ИУС-Безопасность».

Разработанное программное обеспечение представлено в виде функциональной схемы (рисунок 25).

Соответствующие инструктивно-методические материалы, разработанные для сопровождения отдельных подсистем комплекса оперативного мониторинга, представлены в Приложениях 2, 4, 5, 6, 8, 9.

Накопление многоканальной гидроакустической информации

Расчет автокорреляционных и взаимокорреляционных функций

Завершение расчетов по окончанию цикла измерений в режиме «On-Line» и передача данных на верхний уровень системы    мониторинга

 

Рисунок 25 ‒ Функциональная схема программного модуля управления минимизацией нестационарных рисков в режиме «On-Line»


4.4 Опробование аппаратно-программного комплекса
для оперативного мониторинга безопасной эксплуатации
трубопроводных систем при транспортировании
взрывопожароопасных и химически опасных сред

 

При опробовании первой очереди опытного образца комплекса для оперативного мониторинга безопасной эксплуатации трубопроводной системы [43, 53, 92] (Приложение 1) были реализованы следующие инновационные методические решения:

- методика обработки и интерпретации многоканальной гидродинамической информации;

- методика обработки многоканальной акустической информации;

- методика моделирования нестационарных процессов в гидродинамической и акустической системах комплекса  оперативного мониторинга;

- методика количественной оценки нестационарного синергетического риска;

- методика расчета индексов нестационарности в трубопроводной системе;

- методика количественной оценки напряженного состояния металлической оболочки трубопровода;

- методика управления синергетическим нестационарным  риском при эксплуатации ОПО.

Алгоритмическое и программное обеспечение комплекса разработаны совместно с к.т.н. Шайбаковым Р.А.

Опробование программного обеспечения комплекса для оперативного мониторинга  включало в себя опробование пяти программных модулей:

- модуль оперативной обработки информации  «On-Line» в реальном времени эксплуатации трубопроводной системы;

- модуль обработки и интерпретации информации для обработки данных, полученных после измерений в режиме  «Off-Line»;

-  модуль «SETUP» для настройки и адаптации модулей «On-Line» и «Off-Line» к конкретным условиям эксплуатации;

-  модуль «Print Trades» для печати  и визуализации данных, получаемый в режиме «On-Line»;

- модуль «Print Trades» для печати  и визуализации данных, получаемых в режиме «Off-Line».

Примеры функционирования разработанного программного модуля при расчете   автокорреляционных и взаимокорреляционных функций с последующим расчетом индекса нестационарности гидродинамических процессов в трубопроводной системе представлены на рисунках 26 и 27.

Рисунок 26 ‒ Параметры регистрации информационных сигналов
в комплексе оперативного мониторинга

Рисунок 27 ‒ Функции авто- и взаимной корреляции (ФАК, ФВК)
нестационарных гидродинамических процессов
в трубопроводной системе транспортирования
нефтепродукта и индекса нестационарности
R

Реализация разработанного комплекса  на основе минимизации нестационарных рисков при эксплуатации  трубопроводных систем  транспортирования взрывопожароопасных  и химически опасных сред позволяет адаптировать программное  обеспечение  системы к специфике любого ОПО, а  методология  оперативного мониторинга может быть адаптирована к условиям эксплуатации трубопроводов  с любой сложностью построения, в т.ч. и  для магистральных  нефтегазопроводов  с  целью контроля  и  управления  технологическими  параметрами  в режиме реального времени.

Подобный комплекс для оперативного мониторинга  и управления безопасностью трубопроводных систем  транспортирования взрывопожароопасных и химически опасных сред не имеет аналогов в мировой практике строительства и эксплуатации трубопроводных систем.

Выводы по главе 4

1. Предложены и разработаны концептуальные основы и критерии  оперативного мониторинга  и управления безопасностью ОПО нефтегазового комплекса с использованием технологии минимизации синергетического риска.

2. Обоснованы и разработаны требования  к аппаратно-программному комплексу оперативного контроля и управления минимизацией  рисков для  опасных объектов нефтегазового комплекса.

3. Обоснованы и разработаны принципы построения комплекса оперативного мониторинга  и управления транспортированием взрывопожароопасных и химически опасных сред  при эксплуатации трубопроводных систем.

4. Предложена и разработана функциональная схема  аппаратно-программного  комплекса, реализующая оперативный  мониторинг  и управление технологическими режимами  эксплуатации  трубопроводных систем  транспортирования углеводородных сред.

5. Отличительными особенностями разработанного комплекса являются использование многоканальной системы оперативного  мониторинга и возможность прогнозирования аварийных ситуаций на ранней стадии их возникновения.

6. На стадии  оперативного  мониторинга эксплуатации  трубопроводных   транспортных систем разработанный комплекс позволяет реализовать решение следующих задач:

- корреляционная обработка многоканальной  входной информации;

- количественная оценка  нестационарного синергетического риска;

- количественная оценка  индексов нестационарности;

- количественная оценка  нестационарности  гидродинамической системы;

- количественная оценка   напряженного состояния трубопроводной системы;

- раннее распознавание предаварийных ситуаций.

7. На стадии оперативного управления эксплуатацией  трубопроводной системы комплекс обеспечивает решение следующих задач:

- выбор оптимальных режимов эксплуатации   гидродинамической системы  трубопровода;

-  выбор оптимальных режимов  системы аварийной защиты;

- обеспечение стабилизации минимальных величин индекса нестационарности в оперативном режиме.

8. Впервые предложена и разработана технология оперативного управления минимизацией нестационарных  рисков на основе измерения корреляционных моментов  гидродинамической и акустической информации.

9. Обоснованные и разработанные критерии  оперативного мониторинга и управления минимизацией нестационарных  рисков позволяют
по-новому подойти к созданию дистанционного мониторинга безаварийной работы опасных объектов в различных условиях эксплуатации.


ГЛАВА 5 Опытно-промышленное применение и внедрение
технологии проектирования и  эксплуатации опасных производственных объектов нефтегазового комплекса
с использованием минимизации синергетического риска

5.1 Результаты опробования и внедрения организационной структуры  эксплуатации опасных производственных
объектов нефтегазового комплекса

Разработанная организационная структура в рамках функционирования первой очереди информационно-управляющей системы «ИУС-Безопасность» обеспечивает:

  1.   сбор и первичную обработку данных (аналого-цифровое преобразование, измерение, масштабирование, проверку достоверности) о безопасности технологических процессов и технологического оборудования;
  2.   сбор информации по данным мониторинга о состоянии и работе технологического оборудования, насосных агрегатов, схем автоматического регулирования давлений и аварийной защиты, устройства гашения ударных волн в трубопроводе и др.;
  3.   распознавание и сигнализацию о предаварийных и аварийных ситуациях;
  4.   сигнализацию отклонений приемлемого уровня риска от заданных пределов;
  5.  регистрацию контролируемых параметров и событий;
  6.  ведение технической документации и инструктивно-методических материалов.

Организационная структура безопасной эксплуатации реализована при участии автора в составе внедренной первой очереди «ИУС-Безопасность» на основе сетевой интеграции автоматизированных систем управления технологическими установками и стационарных компьютеризированных систем мониторинга на объектах ОАО «Газпром нефтехим Салават» и ОАО «Салаватский химический завод».

Функциональная схема организационной структуры безопасной эксплуатации технологических установок представлена на рисунке 28.

Перечень разработанных и внедренных в производство инструктивно-методических материалов и технологической документации, обеспечивающих безопасность объектов нефтегазового комплекса для соответствующих модулей потенциально опасных установок, представлен в Приложениях 4, 5, 6, 8.

Для обеспечения безопасной эксплуатации модулей технологических установок разработанная многоуровневая иерархическая структура позволяет решать организационные задачи принятия управляющих решений как в режиме «Off-Line», так и в режиме «On-Line».

В режиме «Off-Line» решаются следующие задачи повышения безопасности ОПО:

  1.   обеспечение интеграции локальных подсистем в рамках единого банка данных технологических процессов;
  2.   формирование и ведение единого банка данных ретроспективной и оперативной информации с целью доступа на основе стандартных интерфейсов различных прикладных систем применяемых технологических модулей;
  3.   соблюдение требований инструктивно-методических материалов и регламента безопасности технологических процессов и оборудования;
  4.   выбор технических средств и технологических мероприятий для обеспечения безопасной эксплуатации объектов технологической установки;
  5.   организация мероприятий по предупреждению аварий и аварийных ситуаций, включая организацию ППР;
  6.   принятие технологических и организационных решений по эвакуации персонала и ликвидации аварийных ситуаций на ранней стадии возникновения опасной ситуации.

В режиме реального времени «On-Line» решаются следующие задачи обеспечения безопасности эксплуатации опасных объектов (Приложение 1):

  1.   мониторинг, накопление и хранение информации о ходе технологических процессов, состоянии системы и действиях оператора;
  2.  расчет и хранение технико-экономических показателей;
  3.   формирование запросов в банк данных на выдачу задаваемой информации;
  4.   формирование и представление информации руководству ОПО в виде графиков, таблиц и диаграмм;
  5.   задание уставок сигнализации и блокировок;
  6.   вывод на экран монитора мнемосхем общего вида и отдельных объектов с индикацией текущих значений технологических параметров и их отклонений от нормы;
  7.   вывод экранов аварийной сигнализации;
  8.   вывод на экран контролируемых данных в виде таблиц;
  9.   диагностика состояния технологического оборудования и технических средств управления безопасностью объектов;
  10.   проверка достоверности информационных каналов многоканальной системы измерения;
  11.   сигнализация и регистрация отказов программно-технологических средств с указанием объекта, времени и вида отказа.

Следует отметить, что введенная в действие организационная структура обеспечения безопасности объектов «Газпром нефтехим Салават» успешно эксплуатируется с 2009 г. по настоящее время.

Беспроводной канал связи

Ввод информационных параметров

АРМ-Мониторинг оператора установки  № 1

АРМ-Мониторинг оператора установки  № 2

АРМ-Мониторинг оператора
установки №…

Сервер БД для локальных сетей  предприятия

АРМ-диспетчера

АРМ-оператора безопасной эксплуатации для функциональных подразделений

АРМ-управления безопасной эксплуатации ОПО предприятия

АРМ информационно-управляющей системы промышленной безопасности РБ

Рисунок 28 ‒  Структура организационного обеспечения безопасной эксплуатации ОПО  ОАО «Газпром нефтехим Салават» и  ОАО «Салаватский химический завод» на основе
аппаратно-программного комплекса оперативного
комплекса


5.2 Результаты опробования и внедрения инновационных
решений при проектировании и эксплуатации опасных
производственных объектов  нефтегазового комплекса

При реализации новой технологии использовались программный комплекс «САПР-Безопасность» и программный комплекс «СКАН -06» в составе  аппаратно-программного комплекса «АРМ-Мониторинг» [43, 126].

Функциональная схема типовой технологической установки с идентификацией ОПО и технологических трубопроводов представлена на рисунке 29. Буквами на рисунке обозначено следующее: а ‒ полугудрон; б ‒ промывочная жидкость; в ‒ легкий (тяжелый) вакуумный газойл; г ‒ внешний растворитель; д ‒ промывочная жидкость; е ‒ тяжелый остаток; и ‒ легкий крекинг-газойл; к ‒ продукт смещения установки; л ‒ водяной пар; о ‒ газ; п ‒ газойл; с ‒ дренаж жидких углеводородов; т ‒ жидкое топливо из сети завода; ф ‒ топливный газ из сети завода. При этом наиболее вероятными местами возникновения аварийных ситуаций являются технологические трубопроводы.

Там же приведено ранжирование опасностей технологической установки по категориям согласно данным корреляционного анализа и количественной оценки поражающих факторов согласно алгоритмам расчета синергетического риска.

Возможные сценарии развития аварийных ситуаций на основе разработки нестационарных моделей «дерева событий» с учетом нестационарности технологических процессов  и технологических трубопроводов представлены на рисунках 30 ‒ 44. Приведены рассчитанные «САПР-Безопасность» радиусы поражения при развитии сценариев аварийных ситуаций [87, 89, 141].

Разработанные планы безопасного расположения основного технологического оборудования, технологических трубопроводов и персонала по данным синергетического анализа и сценариев развития опасных ситуаций представлены на рисунках 45 ‒ 50.


1 ‒ модуль предварительного нагрева сырья (Qв = 8,8 т, R1 = 2,66 м);

2 ‒ реакционная секция сырья (Qв = 36,04 т, R1 = 37,6 м), категория опасности I;

3 ‒ модуль колонны фракционирования сырья (Qв = 33,08 т, R1 = 32,3 м),
категория опасности II;

4 ‒ модуль вакуумный сырья (Qв = 13,22 т, R1 = 5,5 м), категория опасности III;

5 ‒ модуль смешения сырья (Qв = 17,2 т, R1 = 10,2 м), категория опасности III;

6 ‒ модуль подготовки топлива сырья (Qв = 6,25 т, R1 = 1,14 м),
категория опасности III

Рисунок 29 ‒  Функциональная схема типовой потенциально
опасной установки нефтегазового оборудования
с идентификацией потенциально опасных
технологических трубопроводов и объектов

Сценарий № 1

Места скопления опасных продуктов и их количество следующие: гудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут – вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации являются технологические трубопроводы.

Возможный сценарий аварийной ситуации:

Разрушение сокинг-камеры поз. Р-3101 с выбросом крекинг-остатка на наружную установку и образованием пролива, образование первичного взрывопожароопасного облака с распространением первичного взрывопожароопасного облака с испарением с поверхности пролива, образование вторичного взрывопожароопасного облака с распространением взрывопожароопасного облака с воспламенением (взрыв), с разрушением оборудования, зданий, сооружений, трубопроводов, поражение производственного персонала ударной волной.

При этом основным поражающим фактором является ударная волна взрыва.

В создании основного поражающего фактора участвующие пары крекинг-остатка составляют 460,1 кг.

Рассчитанные  размеры зон действия основного поражающего фактора  для 1 класса: ΔP = 100 кПа, R1 = 37,61 м; для 2 класса: ΔP = 70 кПа,
R
2 ‒ 55,42 м; для 3 класса: ΔP = 28 кПа, R3 = 95,01 м; для 4 класса:
Δ
P = 14 кПа, R4 ‒ 277,12 м; для 5 класса: ΔP = 2 кПа, R5 = 554,24 м; где Ri ‒ радиус зоны разрушений, ΔP ‒ перепад давления.

План наиболее опасной ситуации представлен на рисунке 30.

Сценарий № 2

В данном случае места скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток – сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут – вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Места наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации ‒ технологические трубопроводы.

Прогнозируемый сценарий аварийной ситуации следующий:

Разрушение сырьевой емкости полугудрона поз. Е-3101 → выброс полугудрона и топливного газа на наружную установку → образование пролива, образование первичного взрывопожароопасного облака → распространение первичного взрывопожароопасного облака → испарение с поверхности пролива → образование вторичного взрывопожароопасного облака → распространение взрывопожароопасного облака → воспламенение (взрыв) взрывопожароопасного облака → разрушение оборудования, сооружений, трубопроводов, поражение производственного персонала ударной волной.

Основным поражающим фактором является ударная волна взрыва.

Количество вещества, участвующего в создании основного поражающего фактора, ‒ 6,7 кг топливного газа.

Рассчитанные размеры зон действия основного поражающего фактора следующие: для 1 класса: ΔP = 100 кПа, R1 = 2,66 м; для 2 класса:
Δ
P = 70 кПа, R2 = 3,91 м; для 3 класса: ΔP = 28 кПа, R3 = 6,71 м; для 4 класса: ΔP =14 кПа, R4 = 19,57 м; для 5 класса: ΔP = 2 кПа, R5 = 39,15 м, где Ri ‒ радиус зоны разрушений, ΔP ‒ перепад давления.

План рассматриваемого сценария с указанием радиусов зон разрушения представлен на рисунке 31.

Сценарий № 3

Места скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток – сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут – вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации являются технологические трубопроводы.

Прогнозируемый сценарий характеризуется разрушением сырьевой емкости полугудрона поз. Е-3101 → выброс полугудрона и топливного газа на наружную установку → образование пролива → образование первичного взрывопожароопасного облака → пожар пролива (при наличии источника зажигания), воздействие теплового излучения на конструкционные материалы, людей.

Основным поражающим фактором является тепловое излучение пожара.

В создании основного поражающего фактора участвует полугудрон  3,863 т.

Рассчитанные размеры зон действия основного поражающего фактора следующие: расстояние от границы пролива до зоны воздействия с
q = 10,5 кВт/м2, R2 = 0,63 м; расстояние от границы пролива до зоны воздействия с q = 7 кВт/м2, R3=4,31 м; расстояние от границы пролива до зоны воздействия с q = 4,2 кВт/м2, R4 = 10,04 м; безопасное расстояние от границы пролива с q = 1,4 кВт/м2, R5 = 26,45 м.

План аварийной ситуации в данном случае представлен на рисунке 32.

Сценарий № 4

В данном сценарии места скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации являются технологические трубопроводы.

Данный сценарий характеризуется разрушением теплообменника поз. Т-3101C/D → выбросом полугудрона и крекинг-остатка на наружную установку → самовоспламенением нефтепродуктов и воздействием теплового излучения пожара на конструкционные материалы, соседнее оборудование и людей.

Основным поражающим фактором является тепловое излучение пожара.

В создании основного поражающего фактора участвует полугудрон ‒ 10,731 т.

Размеры зон действия основного поражающего фактора следующие: расстояние от границы пролива до зоны воздействия с q = 10,5 кВт/м2,
R2 = 1,4 м; расстояние от границы пролива до зоны воздействия с
q = 7 кВт/м2, R3= 5,74 м; расстояние от границы пролива до зоны воздействия с q = 4,2 кВт/м2, R4= 12,73 м; безопасное расстояние от границы пролива (q = 1,4 кВт/м2, R5= 32,55 м).

План аварийной ситуации по сценарию № 4 представлен на рисунке 33.

Сценарий № 5

Места скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации также являются технологические трубопроводы.

Сценарий развития аварийной ситуации: разрушение сокинг-камеры поз. Р-3101 → выброс крекинг-остатка на наружную установку → образование пролива, образование первичного взрывопожароопасного облака → распространение первичного взрывопожароопасного облака → испарение с поверхности пролива → образование вторичного взрывопожароопасного облака → распространение взрывопожароопасного облака → воспламенение (взрыв) взрывопожароопасного облака → разрушение оборудования, зданий, сооружений, трубопроводов, поражение производственного персонала ударной волной.

Основным поражающим фактором является ударная волна взрыва.

В создании основного поражающего фактора участвуют пары крекинг-остатка ‒ 460,1 кг.

Основными поражающими факторами являются для 1 класса:
Δ
P = 100 кПа, R1 = 37,61 м; для 2 класса: ΔP = 70 кПа, R2 = 55,42 м; для 3 класса: ΔP = 28 кПа, R3 = 95,01 м; для 4 класса: ΔP = 14 кПа, R4 = 277,12 м; для 5 класса: ΔP = 2 кПа, R5 = 554,24 м, где Ri ‒ радиус зоны разрушений, ΔP ‒ перепад давления. План аварийной ситуации по сценарию № 5 представлен на рисунке 34.

Сценарий № 6

В данном случае места скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации также являются технологические трубопроводы.

Сценарий сопровождается: разрушением сокинг-камеры поз. Р-3101 → выбросом крекинг-остатка на наружную установку → образованием пролива образованием первичного взрывопожароопасного облака → пожаром пролива (при наличии источника зажигания), воздействием теплового излучения на конструкционные материалы и людей.

Основным поражающим фактором является тепловое излучение пожара.

В создании основного поражающего фактора участвует крекинг-остаток ‒ 3,863 т.

Зонами основного поражающего фактора являются следующие:
расстояние от границы пролива до зоны воздействия с
q = 7 кВт/м2,
R3= 1,21 м; расстояние от границы пролива до зоны воздействия с
q = 4,2 кВт/м2, R4= 5,08 м; безопасное расстояние от границы пролива
(
q = 1,4 кВт/м2, R5= 16,49 м).

План аварийной ситуации по данному сценарию представлен на рисунке 35.

Сценарий № 7

В этом случае места скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201
(28,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Места наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации ‒ технологические  трубопроводы.

Развитие данного сценария сопровождается разрушением колонны фракционирования поз. К-3201 → выбросом технологической среды (крекинг-остатка, газойля, нестабильной нафты, углеводородного газа) на наружную установку → образованием пролива, образованием первичного взрывопожароопасного облака → распространением первичного взрывопожароопасного облака → испарением с поверхности пролива → образованием вторичного взрывопожароопасного облака → распространением взрывопожароопасного облака → воспламенением (взрыв) взрывопожароопасного облака → разрушением оборудования, зданий, сооружений, трубопроводов → поражением производственного персонала ударной волной.

Основным поражающим фактором является ударная волна взрыва.

В создании основного поражающего фактора участвуют пары углеводородов ‒ 355,7 кг.

Размеры зон действия основного поражающего фактора: для 1 класса: ΔP = 100 кПа, R1= 32,271 м; для 2 класса: ΔP = 70 кПа, R2= 47,56 м; для 3 класса: ΔP = 28 кПа, R3= 81,53 м; для 4 класса: ΔP = 14 кПа, R4= 237,80 м; для 5 класса: ΔP = 2 кПа, R5= 475,60 м, где Ri ‒ радиус зоны разрушений, ΔP ‒ перепад давления.

План аварийной ситуации по сценарию № 7 модуля 3 представлен на рисунке 36.

Сценарий № 8

Места скопления опасных продуктов и их количество: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101
(4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость
Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации также являются технологические трубопроводы.

Развитие сценария сопровождается разрушением колонны фракционирования поз. К-3201 → выбросом технологической среды (крекинг-остатка, газойля, нестабильной нафты, углеводородного газа) на наружную установку → образованием пролива → образованием первичного взрывопожароопасного облака → пожаром пролива (при наличии источника зажигания) → воздействием теплового излучения на конструкционные материалы, людей.

Основным поражающим фактором является тепловое излучение пожара.

В создании основного поражающего фактора участвуют углеводороды  ‒ 44,879 т.

Размеры зон действия основного поражающего фактора следующие: Расстояние от границы пролива до зоны воздействия с q = 10,5 кВт/м2,
R2 = 0,71 м; расстояние от границы пролива до зоны воздействия с
q = 7 кВт/м2, R3 = 4,42 м; расстояние от границы пролива до зоны воздействия с q = 4,2 кВт/м2, R4 = 10,21 м; безопасное расстояние от границы пролива (q = 1,4 кВт/м2, R5 = 26,77 м).

План аварийной ситуации по сценарию № 8 представлен на рисунке 37.

 


Сценарий № 9

Места скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации являются технологические трубопроводы.

Сценарий характеризуется разрушением колонны фракционирования поз. К-3201 → выбросом технологической среды (крекинг-остатка, газойля, нестабильной нафты, углеводородного газа) на наружную установку →  образованием «огненного шара» при наличии источника зажигания → воздействием теплового излучения на конструкционные материалы, оборудование и людей.

Основным поражающим фактором является тепловое излучение «огненного шара».

В создании основного поражающего фактора участвуют углеводороды ‒ 44,879 т.

Размеры зон действия основного поражающего фактора: радиус ожогов 3-ей степени (Q = 3,2·105 Дж/м2, R1 = 95,91 м); радиус ожогов 3-ей степени (Q = 2,2·105 Дж/м2, R2 = 115,98 м); радиус ожогов 3-ей степени
(
Q =1,2·105 Дж/м2, R3 = 151,23 м).

Прогнозный ситуационный план данной аварийной ситуации представлен на рисунке 38.

Сценарий № 10

Места скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации являются технологические трубопроводы.

Развитие сценария № 10 сопровождается разрушением вакуумной колонны поз. К-3301 → выбросом технологической среды (легкого и тяжелого вакуумного газойла (ЛВГ, ТВГ), висбрекинг-остатка) на наружную установку → образованием пролива → образованием первичного взрывопожароопасного облака → распространением первичного взрывопожароопасного облака → испарением с поверхности пролива → образованием вторичного взрывопожароопасного облака → распространением взрывопожароопасного облака → воспламенением (взрывом) взрывопожароопасного облака → разрушением оборудования, сооружений, трубопроводов → поражение производственного персонала ударной волной.

Основным поражающим фактором является ударная волна взрыва.

В создании основного поражающего фактора участвуют пары углеводородов ‒ 22,7 кг.

Размеры зон действия основного поражающего фактора: для 1 класса: ΔP = 100 кПа, R1 = 5,47 м; для 2 класса: ΔP = 70 кПа, R2 = 8,05 м; для 3 класса: ΔP = 28 кПа, R3 = 13,81 м; для 4 класса: ΔP = 14 кПа, R4 = 40,27 м; для 5 класса: ΔP = 2 кПа, R5 = 80,55 м, где Ri ‒ радиус зоны разрушений, ΔP ‒ перепад давления.

План данной аварийной ситуации представлен на рисунке  39.

Сценарий № 11

Места скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации являются технологические трубопроводы.

Сценарий характеризуется: разрушением вакуумной колонны поз. К-3301 → выбросом технологической среды (ЛВГ, ТВГ, висбрекинг-остатка) на наружную установку → образованием пролива, образованием первичного взрывопожароопасного облака → пожаром пролива (при наличии источника зажигания) → воздействием теплового излучения на конструкционные материалы и людей.

Основным поражающим фактором является тепловое излучение пожара.

В создании основного поражающего фактора являются углеводороды ‒ 31,003 т.

Размеры зон действия основного поражающего фактора: расстояние от границы пролива до зоны воздействия с q = 10,5 кВт/м2, R2 = 0,3 м;
расстояние от границы пролива до зоны воздействия с
q = 7 кВт/м2,
R3 = 3,95 м; расстояние от границы пролива до зоны воздействия с
q = 4,2 кВт/м2, R4 = 9,34 м; безопасное расстояние от границы пролива
с
q = 1,4 кВт/м2, R5 = 25,26 м.

План аварийной ситуации представлен на рисунке 40.

Сценарий № 12

Места скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации являются технологические трубопроводы.

Сценарий характеризуется разрушением емкости смешения поз. Е-3401 → выбросом мазута и топливного газа на наружную установку → образованием пролива, образованием первичного взрывопожароопасного облака → распространением первичного взрывопожароопасного облака → испарением с поверхности пролива → образованием вторичного взрывопожароопасного облака → распространением взрывопожароопасного облака → воспламенением (взрывом) взрывопожароопасного облака → разрушением оборудования, сооружений, трубопроводов → поражением производственного персонала ударной волной.

Основным поражающим фактором является ударная волна взрыва.

В создании основного поражающего фактора участвует топливный газ ‒ 50,2 кг.

Размеры зон действия основного поражающего фактора для 1 класса: ΔP = 100 кПа, R1 = 10,17 м; для 2 класса: ΔP = 70 кПа, R2 = 14,99 м; для 3 класса: ΔP = 28 кПа, R3 = 25,69 м; для 4 класса: ΔP = 14 кПа, R4 = 74,93 м; для 5 класса: ΔP = 2 кПа, R5 = 149,86 м, где Ri ‒ радиус зоны разрушений, ΔP ‒ перепад давления.

Прогнозный план данной аварийной ситуации представлен на рисунке 41.

Сценарий № 13

Местами скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации являются технологические трубопроводы.

Данный сценарий характеризуется разрушением емкости смешения поз. Е-3401 → выбросом мазута и топливного газа на наружную установку → образованием пролива → образованием первичного взрывопожароопасного облака → пожаром пролива (при наличии источника зажигания) → воздействием теплового излучения на конструкционные материалы и людей.

Основным поражающим фактором является тепловое излучение пожара.

В создании основного поражающего фактора участвует мазут ‒ 4,16 т.

Размеры зон действия основного поражающего фактора: расстояние от границы пролива до зоны воздействия с q = 4,2 кВт/м2, R4 = 2,96 м; безопасное расстояние от границы пролива (q = 1,4 кВт/м2, R5= 11,57 м).

План по данному сценарию представлен на рисунке 42.

Сценарий № 14

Места скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации являются технологические трубопроводы.

Сценарий характерен разрушением сепаратора топливного газа поз. С-3104 → выбросом топливного газа на наружную установку → образованием взрывопожароопасного облака → воспламенением (взрывом) взрывопожароопасного облака → разрушением соседнего оборудования, сооружений, трубопроводов → поражением производственного персонала ударной волной.

Основным поражающим фактором является ударная волна взрыва.

В создании основного поражающего фактора участвует топливный газ ‒ 2,4 кг.

Размеры зон действия основного поражающего фактора для 1 класса: ΔP =100 кПа, R1 = 1,14 м; для 2 класса: ΔP = 70 кПа, R2 = 1,68 м; для 3 класса: ΔP = 28 кПа, R3 = 2,89 м; для 4 класса: ΔP = 14 кПа, R4 = 8,42 м; для 5 класса: ΔP = 2 кПа, R5 = 16,85 м, где Ri ‒ радиус зоны разрушений, ΔP ‒ перепад давления.

Прогнозный план развития данной аварийной ситуации представлен на рисунке 43.


Сценарий № 15

Места скопления опасных продуктов и их количество следующие: полугудрон ‒ емкость Е-3101 (3,863 т); крекинг-остаток ‒ сокинг-камера Р-3101 (4,318 т), ректификационная колонна К-3201 (28,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3301 (18,114 т), емкость смешения Е-3401 (4,622 т), емкость Е-3105 (3,355 т).

Местами наиболее вероятного возникновения аварийной ситуации являются трубопроводы.

Сценарий развивается следующим образом: разрушение емкости жидкого топлива поз. Е-3105 → выброс мазута на наружную установку → образование пролива → испарение с поверхности пролива → образование и распространение взрывопожароопасного облака → воспламенение (взрыв) взрывопожароопасного облака → разрушение оборудования, сооружений, трубопроводов → поражение производственного персонала ударной волной.

Основным поражающим фактором является тепловое излучение пожара.

В создании основного поражающего фактора участвует мазут ‒ 3,386 т.

Размеры зон действия основного поражающего фактора: Расстояние от границы пролива до зоны воздействия с q = 4,2 кВт/м2, R4 = 3,74 м; безопасное расстояние от границы пролива с q=1,4 кВт/м2  R5 = 19,47 м.

Прогнозный ситуационный план для данной аварийной ситуации представлен на рисунке 44.

Как было отмечено, на рисунках 45 ‒50 представлены планы безопасного  расположения основного оборудования установки  и технологических трубопроводов по данным синергетического (корреляционного)
анализа.


165

R1, R2, R3 ‒ рассчитанные радиусы зон поражения

Рисунок 30  ‒ Прогнозный план наиболее опасной аварийной  ситуации при реализации сценария № 1
для модуля № 2 (реакционная секция)


166

Рисунок 31 ‒ Прогнозный план аварийной ситуации по сценарию

2 модуля № 1 (модуля предварительного нагрева сырья)

167

Рисунок 32 ‒ Ситуационный план аварийной ситуации по сценарию № 3 модуль № 1 (модуль предварительного нагрева сырья)

168

Рисунок 33 ‒  Ситуационный план аварийной ситуации по сценарию №4 модуля № 1 (модуль предварительного нагрева сырья)

169

Рисунок 34 ‒ Ситуационный план аварийной ситуации по сценарию № 5 модуля № 2 (реакционная секция)

170

Рисунок 35 ‒ Ситуационный план аварийной ситуации по сценарию № 6 модуля № 2 (реакционная секция)

171

Рисунок 36 ‒ Ситуационный план аварийной ситуации по сценарию № 7 модуля № 3  (модуль колонны
фракционирования)

172

Рисунок  37 ‒ Ситуационный план аварийной ситуации по сценарию № 8 модуля № 3 (модуль колонны
фракционирования)

173

Рисунок 38 ‒ Прогнозный ситуационный план аварийной ситуации по сценарию № 9 модуля № 3 (модуль колонны
фракционирования)

174

Рисунок 39 ‒ Ситуационный план аварийной ситуации по сценарию № 10 модуля № 4 (вакуумный модуль)

175

Рисунок 40  ‒ Прогнозный ситуационный план аварийной ситуации по сценарию № 11 модуля № 4
(вакуумный модуль)

176

Рисунок 41 ‒ Прогнозный план аварийной ситуации по сценарию № 12 модуля № 5(узел смешения)

177

Рисунок 42 ‒ Ситуационный план аварийной ситуации по сценарию № 13 модуля № 5 (узел смешения)

178

Рисунок 43 ‒ Прогнозный план аварийной ситуации по сценарию № 14 модуля № 6 (модуль подготовки топлива)

179

Рисунок  44 ‒ Прогнозный ситуационный  план аварийной ситуации по сценарию № 15 модуля № 6
(модуль подготовки топлива)


Рисунок 45 ‒ План безопасного расположения основного оборудования

                      модуля № 1  (модуль предварительного нагрева сырья)  

                      по данным корреляционного (синергетического) анализа

                         Рисунок 46 ‒ План безопасного расположения основного оборудования модуля № 5
                                                (узел смешения) по данным синергетического анализа


Рисунок 47 ‒ План безопасного расположения основного
оборудования модуля № 4  (вакуумный модуль)
по данным синергетического анализа


Рисунок 48 ‒ План безопасного расположения основного
оборудования блока № 3 (модуль колонны
фракционирования) по данным синергетического
анализа


Рисунок 49 ‒ План безопасного расположения основного оборудования модуля № 2
(реакционная секция) по данным синергетического анализа


Рисунок 50 ‒ План безопасного расположения основного оборудования блока № 6
                (модуль подготовки топлива) по данным синергетического анализа


5.3 Сравнительный анализ эффективности инновационных решений новой технологии промышленной безопасности
со стандартными и рекомендации по ее дальнейшему
развитию

Автором по данным проведенных исследований существующих на данный момент известных стандартных технологий обеспечения безопасности функционирования ОПО сформулированы научные положения, позволяющие перейти от детерминированного подхода к анализу и управлению рисками и использованию регрессионных моделей к корреляционному методу, позволяющему повысить достоверность входной информации и методические возможности учета нестационарности технологических процессов.

Учитывая высокую значимость инновационных решений, разработанных автором, проведено сравнение новизны и эффективности стандартной известной технологии обеспечения безопасности и предлагаемой новой технологии, обеспечивающей более эффективную и надежную эксплуатацию ОПО. По результатам сравнения даны рекомендации автора по дальнейшему развитию рассматриваемой проблемы. Данные сопоставления приведены в таблице 15.

Таблица 15 ‒ Сравнительная эффективность стандартной
и разработанной технологии обеспечения безопасности функционирования ОПО

№ п/п

Основные характеристики технологий обеспечения безопасности

Стандартная
технология обеспечения
безопасности

Новая
технология  обеспечения
безопасности

1

2

3

4

1

Прогноз инициирования аварийной ситуации

Детерминированный подход к анализу опасностей, представленный в декларациях промышленной безопасности

Дисперсионно-корреляционный подход к анализу нестационарных рисков

2

Прогноз сценариев развития аварийных ситуаций

На основе регрессионного анализа информации и регрессионных моделей

Прогноз на основе динамических корреляционных моделей

3

Критерии выбора безопасных режимов эксплуатации

Качественные, основанные на расчете «абсолютного» риска методом экспертных оценок

Количественные, основанные на относительных показателях синергетического риска в режиме
«
On-Line»

4

Показатели оценки рисков

Оценка «абсолютного» риска на качественном уровне

Количественная оценка риска с учетом энергоэффективности технологических установок

5

Прогноз повторения аварийных ситуаций

Отсутствует

Прогноз временного интервала до возникновения аварийной ситуации


окончание таблицы 15

1

2

3

4

6

Раннее распознавание аварийных ситуаций

Отсутствует

Раннее распознавание аварийных ситуаций по корреляционным показателям

7

Мониторинг потенциально-опасных ситуаций в режиме
«
On-Line»

Отсутствует

Оперативный мониторинг ОПО

8

Управление минимизацией рисков в режиме «On-Line»

Отсутствует

Оперативный выбор безопасных параметров эксплуатации ОПО по энергетическим параметрами

9

Нормативно-законодательная база

Обеспечивается декларацией безопасности

На данный момент отсутствует

Применение разработанной технологии и комплекса технических и информационных мероприятий значительно снижает потенциальную опасность технического риска на ОПО типовых технологических установок, причем расчетная величина возникновения аварийной ситуации для наиболее опасного сценария № 1 типовой установки (реакционная секция Qв = 36,04, R1 = 37,6 м) составляет не более 1,9  10-5 год-1.

В таблице 16 приведены результаты сравнения максимальных значений потенциального риска для случаев отсутствия и проведения комплекса организационных мероприятий, технического и методического обеспечения согласно новой технологии предотвращения опасных ситуаций для сценария № 1.

Таблица 16 ‒ Расчетные величины потенциального риска

Наименование риска

Стандартная
технология

Новая
технология

Минимизация
риска, %

Потенциальный риск, год-1

8,06  10-5

1,75 10-5

460

Индивидуальный риск, год-1

1,14 10-5

0,23 10-5

495

Таким образом, использование новой технологии позволяет снизить потенциальный технический риск на наиболее опасном объекте  нефтегазового комплекса и индивидуальный риск для обслуживающего персонала в среднем в 5 раз.

На основании сопоставительного анализа автором предложены и разработаны следующие рекомендации по дальнейшему развитию организационного, методического и информационного обеспечения разработанной технологии:

  1.   разработка нормативных требований и нормативно-законодательной базы организационного обеспечения проектирования безопасной эксплуатации ОПО с учетом нестационарности технологических процессов;
  2.   исследование закономерностей физико-химических процессов, определяющих основные стадии возникновения и сценариев развития аварийных ситуаций в условиях нестационарности ОПО;
  3.   разработка требований к нормативным документам категорирования ОПО на основе корреляционного подхода оценки приемлемого риска;
  4.   разработка требований к созданию корреляционных моделей и самих моделей для различных стадий и категорийности ОПО на основе корреляционного метода количественной оценки рисков;
  5.   разработка требований и обоснование количественных критериев выбора приемлемого технического, социального, индивидуального, коллективного рисков;
  6.   реализация в нормативных документах критериев и методов управления минимизации рисков, разработанных на основе учета нестационарности ОПО;
  7.   разработка рекомендаций по управлению минимизацией риска, включающих отдельные стадии развития аварийных процессов,  позволяющих ограниченным числом корреляционных моделей осуществлять достоверный прогноз аварийных ситуаций.

Выводы по главе 5

1. На основе проведенных исследований разработана и внедрена иерархическая организационная структура безопасной эксплуатации ОПО нефтегазового комплекса, которая в дополнение к стандартной системе аварийной защиты  содержит модуль внешнего мониторинга и модуль внешнего управления технологическими процессами с сетевым обеспечением и банком данных.

2. С использованием разработанного метода корреляционных моментов по количественной оценке опасности технологического оборудования разработаны ситуационные планы с зонами разрушений при образовании парогазового облака.

3. На основе разработанных требований внедрены ситуационные планы и планы безопасного размещения технологических модулей на основе раннего диагностирования опасных ситуаций для ОПО объектов нефтегазового комплекса.

4. Опробована и внедрена новая технология прогнозирования и предотвращения аварийных ситуаций с учетом нестационарности производственных процессов на наиболее опасных объектах и технологических трубопроводах.

5. Даны рекомендации по дальнейшему совершенствованию безопасности эксплуатации объектов нефтегазового комплекса и трубопроводных систем с учетом нестационарности технологических процессов.

6. Дана сравнительная оценка эффективности безопасной эксплуатации ОПО по стандартной технологии и инновационным решениям согласно разработанной автором новой технологии.

7. Разработаны сценарии возможных аварийных ситуаций и планы безопасного размещения ОПО, модулей и безопасного размещения обслуживающего персонала.

8. По разработанным сценариям возникновения и развития аварийных ситуаций согласно составленным «деревьям отказов» проведено сопоставление потенциальных рисков при реализации стандартной технологии и разработанной с учетом нестационарности технологических объектов.

9. Показано, что использование на ОПО нефтегазового комплекса разработанных инновационных, организационных и технических решений позволяет снизить потенциальный синергетический риск на территориях размещения опасных объектов и индивидуальный риск для обслуживающего персонала в среднем в 5 раз.


Основные выводы и рекомендации

1. Обоснованы и разработаны принципы идентификации и анализа рисков для ОПО нефтегазового комплекса, основанные на представлении возникновения  и развития аварийных ситуаций как нестационарных случайных процессов.

2. Разработана информационная модель проектирования и эксплуатации ОПО, основанная на корреляционном анализе  рисков для нестационарных динамических систем.

3. Разработаны принципы управления нестационарными рисками при эксплуатации ОПО как нелинейных динамических систем на основе использования корреляционных моделей.

4. Научно обоснована и разработана многокритериальная модель  сценариев развития аварийных ситуаций, используемая при проектировании и эксплуатации ОПО.

5. Научно обоснованы и разработаны критерии количественной оценки степени опасности эксплуатации промышленных объектов и принципы управления минимизацией  синергетического риска,  реализованные в виде технологических регламентов безопасной эксплуатации ОПО нефтегазового комплекса и инструктивно-методических материалов.

6. Разработаны принципы построения информационно-управляющей системы адаптивного управления минимизацией рисков, реализующей многоуровневую систему безопасной эксплуатации ОПО нефтегазового комплекса.

7. Предложена и разработана  технология управления промышленной безопасностью ОПО трубопроводных систем на основе использования  методологии минимизации нестационарных рисков.

8. Обоснована и разработана организационная структура иерархической системы мониторинга  безопасной эксплуатации ОПО нефтегазового комплекса  и трубопроводных систем  с использованием количественной оценки  нестационарных рисков.  

9. Проведенные исследования показали возможность оперативного управления безопасной эксплуатацией ОПО нефтегазового комплекса  и трубопроводных систем на основе разработанной технологии минимизации рисков с использованием корреляционных критериев количественной оценки нестационарных рисков.

10. Результаты  проведенных исследований апробированы и внедрены при проектировании и эксплуатации пилотных объектов ОАО «Газпром нефтехим Салават» и ОАО «Салаватский химический завод» в технических решениях и инструктивно-методических материалах обеспечения мониторинга и управления минимизацией системных рисков.

 


Список литературы

  1.  Абдрахманов, Н. Х. Автоматизированная система управления рисками [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Р. А. Шайбаков // Актуальные вопросы разработки нефтегазовых месторождений на поздних стадиях. Технологии. Оборудование. Безопасность. Экология: матер. научн.-практ. конф. 26-27 мая 2010 г. / УГНТУ.  ‒ Уфа, 2010. ‒ С. 214-218.
  2.  Абдрахманов, Н. Х. Атмосферная перегонка нефти, предварительно подвергнутой ультразвуковому воздействию [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Ф.Ш. Хафизов, И. П. Юминов, И.Ф. Файзуллин, Р.Р. Фасхутдинов // Наука и технология углеводородных дисперсных систем: матер. I междунар. симпозиума. ‒ М., 1997. ‒ С. 42.
  3.  Абдрахманов Н. Х. Взаимодействие воздушной ударной волны с наземными объектами [Текст] / Н.Х.  Абдрахманов, Ю.В. Волкова // Нефтегазовое дело: электронный научный журнал. ‒ 2013. ‒ № 6. ‒ С. 432-444. ‒ URL: http://www.ogbus.ru/authors/AbdrakhmanovNH/Abdrakhma-novNH_1.pdf.
  4.  Абдрахманов, Н. Х.  Влияние пожара пролива и его тушения на состояние технологических трубопроводов [Текст] / Н. Х. Абдрахманов,
    Р. А. Шайбаков // Техносферная и экологическая безопасность на транспорте: матер. Междунар. научн.-практ. конф. ‒ СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения, 2008. ‒ С. 239-241.
  5.  Абдрахманов, Н. Х. Вопросы экологичности и безопасности получения изомасляной кислоты [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Д. А. Шавалеев, Э.Н. Абдрахманова, Г.Г. Ягафарова, Г.К. Аминова, А.К. Мазитова // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. ‒ 2013. ‒ № 3. ‒ С. 9-14.
  6.  Абдрахманов, Н. Х. Защитные средства, используемые при ремонте и эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения: учебн.-метод. пособие [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, А.К. Мазитова, В. С. Горелов. ‒ Уфа: Изд-во «Реактив», 2007. ‒ 10 с.
  7.  Абдрахманов, Н. Х. Инструкция по применению полимерных изоляционных лент и оберток с двусторонним липким слоем [Текст] /
    Н. Х. Абдрахманов, Ф.М. Мустафин, Н. И. Коновалов, Р.А. Харисов. ‒ Уфа: Изд-во «Реактив», 2010. ‒ 48 с.
  8.  Абдрахманов, Н. Х. Исследование процесса конденсации и сепарации фаз в закрученном потоке [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Ф. Ш. Хафизов, О.Н. Климин, И.П. Юминов  // Обеспечение промышленной безопасности производственных объектов топливно-энергетического комплекса Республики Башкортостан: матер. II научн.-техн. семинара. ‒ Уфа, 1999. ‒ С. 222.
  9.  Абдрахманов, Н. Х. Итоги международной научно-практической конференции «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» [Текст] / Н. Х. Абдрахманов // Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: матер. междунар. научн.-практ. конф. / УГНТУ. ‒ Уфа, 2008. ‒ С. 21-24.
  10.  Абдрахманов, Н. Х. «Кама-1»: некоторые проблемы уникального производственного объекта [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Р. А. Шайбаков, Д.А. Шавалеев, Т.В. Ахтанина // Повышение надежности эксплуатации насосного и компрессорного оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств: сб. научн. тр. по матер. консультационно-метод. семинара 23-24.06.2010 г. / УГНТУ.  ‒ Уфа, 2010. ‒ С. 153-155.
  11.  Абдрахманов, Н. Х. Комплексная экспресс-оценка экологических рисков в нефтяной промышленности [Текст] / Н. Х. Абдрахманов,
    Д. Н. Семченкова, В.В. Растоскуев, Н.С. Колобов // Нефтяное хозяйство: ‒ 2008. ‒ № 8. ‒ С. 104-105.
  12.  Абдрахманов, Н. Х. Концепция системы мониторинга и управления рисками на резервуарных парках [Текст] / Н. Х. Абдрахманов // Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах. Технический надзор, диагностика и экспертиза: матер. научн.-практ. конф.  ‒ Уфа, УГНТУ,  2007. ‒ С. 41-43.
  13.  Абдрахманов Н. Х. Методика определения остаточного ресурса изоляционных покрытий подземных трубопроводов [Текст]: РД 39Р-00147105-038-2010 / Н. Х. Абдрахманов, Ф.М. Мустафин, Н. И. Коновалов, Р.А. Харисов. ‒ Уфа: Изд-во «Реактив», 2010. ‒ 48 с.
  14.  Абдрахманов Н.Х. Модель процесса течения в цилиндрическом канале вихревой трубы [Текст] / Н.Х. Абдрахманов, Ф.Ш. Хафизов,
    О.Н. Климин, И.П. Юминов // Обеспечение промышленной безопасности производственных объектов топливно-энергетического комплекса Республики Башкортостан: матер.
    II научн.-техн. семинара. ‒ Уфа, 1999.  ‒ С. 223.
  15.  Абдрахманов, Н. Х. Надежный партнер в вопросах безопасности [Текст] / Н. Х. Абдрахманов // Безопасность труда в промышленности.‒ 2009. ‒ № 7. ‒ С. 64.
  16.  Абдрахманов, Н. Х. Обеспечение промышленной безопасности: взаимодействие экспертных и страховых компаний [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, А. В. Солодовников // Обеспечение промышленной безопасности при эксплуатации резервуаров и резервуарных парков: сб. научн. тр. по матер. консультационно-метод. семинара 22-23.06.2011 г. / УГНТУ.  ‒ Уфа, 2011. ‒ С. 280-283.
  17.  Абдрахманов, Н. Х. Об экспертизе дымовых и вентиляционных труб [Текст] / Н. Х. Абдрахманов // Промышленная безопасность дымовых и вентиляционных промышленных труб: сб. научн. тр. по материалам консультационно-методического семинара 19.06.2008 / УГНТУ. ‒ Уфа, 2008. ‒ С. 27-30.
  18.  Абдрахманов, Н. Х. Опыт применения кавитационно-вихревых эффектов в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, И. П. Юминов, Ф. Ш. Хафизов // Десять лет эксперимента на кафедре МАХП: некоторые результаты: сб. тез. и научн. ст. ‒ Уфа, 1998. ‒ С. 65.
  19.  Абдрахманов, Н. Х. Основные направления интенсификации тепломассобменных процессов [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Ф. Ш. Хафизов, И. П. Юминов // Обеспечение промышленной безопасности производственных объектов топливно-энергетического комплекса Республики Башкортостан: матер. II научн.-техн. семинара. ‒ Уфа, 1999. ‒ С. 227.
  20.  Абдрахманов, Н. Х. Оценка пожарной, взрывопожарной опасности зданий и их частей: учебн.-метод. пособие [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, В. С. Горелов. ‒ Уфа: Изд-во «Реактив», 2008. ‒ 10 с.
  21.  Абдрахманов, Н. Х. Повышение безопасности опасных производственных объектов [Текст] / Н. Х. Абдрахманов // Безопасность труда в промышленности:  ‒ 2007. ‒ № 12. ‒ С. 65-68.
  22.  Абдрахманов, Н. Х. Повышение качества экспертизы промышленной безопасности и уровня подготовки специалистов опасных производственных объектов [Текст] / Н. Х. Абдрахманов // Совершенствование надзорной деятельности на объектах магистрального трубопроводного транспорта, предприятий нефтегазодобычи, газопереработки и геологоразведки: матер. всеросс. семинара 12-15 мая 2008 г.  ‒ Уфа: Изд-во ООО «Информ-Сервис»,  2008. ‒ С. 91-95.
  23.  Абдрахманов, Н. Х. Повышение надежности эксплуатации насосного и компрессорного оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств [Текст] / Н. Х. Абдрахманов // Безопасность труда в промышленности.  ‒ 2010. ‒ № 10. ‒ С. 61-62.
  24.  Абдрахманов, Н. Х. Повышение эксплуатационной надежности резервуаров при размыве и смешении донных отложений [Текст] /
    Н. Х. Абдрахманов, Д. А. Шавалеев, В.Ф. Галиакбаров // Промышленная безопасность на объектах нефтегазодобычи. Техническое диагностирование и экспертиза: матер. научн.-практ. конф. 25-26 мая 2011 г. / УГНТУ. ‒ Уфа, 2011. ‒ С. 210-212.  
  25.  Абдрахманов, Н. Х. Подготовка и аттестация специалистов опасных производственных объектов на знание правил промышленной безопасности [Текст] / Н. Х. Абдрахманов // Обеспечение промышленной безопасности на предприятиях нефтяной и газовой отрасли: сб. научн. тр. / УГНТУ. ‒ Уфа, 2007. ‒ С. 7-14.
  26.  Абдрахманов, Н. Х. Подъемные сооружения должны быть безопасными [Текст] / Н. Х. Абдрахманов // Безопасность труда в промышленности.  ‒ 2007. ‒ № 8. ‒ С. 40-41.
  27.  Абдрахманов, Н. Х. Предложения по совершенствованию государственной системы управления отходами [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, В.Р. Шайбакова, Д.А. Шавалеев, Р. А. Шайбаков  // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. ‒ 2013. ‒ № 7. ‒ С. 5-11.
  28.  Абдрахманов, Н. Х. Предупреждение порывов промысловых трубопроводов как задача промышленной безопасности [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, А. А. Селуянов // Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: матер. IV междунар. научн.-практ. конф. 17-18 марта 2010 г. / УГНТУ.  ‒ Уфа, 2010. ‒ С. 239-241.
  29.  Абдрахманов, Н. Х. Приготовление дизельного топлива зимних сортов с применением волновых аппаратов [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Ф. Ш. Хафизов, И.П. Ланин, Ф.Г. Шаяхметов // Обеспечение промышленной безопасности производственных объектов топливно-энергетического комплекса Республики Башкортостан: матер. II научн.-техн. семинара. ‒ Уфа, 1999. ‒ С. 231.
  30.  Абдрахманов, Н. Х. Применение вихревых аппаратов в промышленности [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Ф. Ш. Хафизов, О.Н. Климин,
    И.П. Юминов // Обеспечение промышленной безопасности производственных объектов топливно-энергетического комплекса Республики Башкортостан: матер.
    II научн.-техн. семинара. ‒ Уфа, 1999. ‒ С. 225.
  31.  Абдрахманов, Н. Х. Применение современных информационных технологий для обеспечения безопасного развития системы инженерного образования [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Р. Г. Шарафиев, В.В. Ерофеев, А.Ф. Исакова, Б.В. Никишин  // Региональная безопасность как условие стабильности федеративного государства: сб. научн. ст. ‒ Уфа: Восточный университет, 2008. ‒ С. 180-187.
  32.   Абдрахманов, Н. Х. Природа и экология Башкортостана − крупнейшего центра ТЭК России [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, В. С. Горелов, А.К. Мазитова. ‒ Уфа: Изд-во «Реактив», 2006. ‒ 150 с.
  33.  Абдрахманов, Н. Х. Проблемы безопасности и рисков при переходе Российской Федерации в информационное общество [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Р. Г. Шарафиев, В.В. Ерофеев, А.Ф. Исакова, А.П. Блинов // Региональная безопасность как условие стабильности федеративного государства: сб. научн. ст. ‒ Уфа: Восточный университет, 2008. ‒ С. 73-80.
  34.  Абдрахманов, Н. Х. Промышленная безопасность аммиачных холодильных установок [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Р. А. Шайбаков // Безопасность труда в промышленности. ‒ 2008. ‒ № 12. ‒ С. 75-76.
  35.  Абдрахманов, Н. Х. Промышленная безопасность дымовых и вентиляционных промышленных труб [Текст] / Н. Х. Абдрахманов,
    Р. А. Шайбаков, Н.П.Четверик // Безопасность труда в промышленности. ‒ 2008. ‒ № 8. ‒ С. 70-73.
  36.  Абдрахманов, Н. Х. Промышленная безопасность как составляющая часть безопасности Республики Башкортостан [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, А. В. Солодовников // Промышленная безопасность аммиачных холодильных установок: сб. научн. тр. по матер. консультационно-метод. семинара 19.10.2008 / УГНТУ. ‒ Уфа, 2008. ‒ С. 15-21.
  37.  Абдрахманов, Н. Х. Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах [Текст] /
    Н. Х. Абдрахманов // Безопасность труда в промышленности.  ‒ 2010. ‒
    № 5. ‒ С. 76-77.
  38.  Абдрахманов, Н. Х. Промышленная безопасность при эксплуатации подъемных сооружений [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, С. Г. Зубаиров // Безопасность труда в промышленности. ‒ 2009. ‒ № 11. ‒ С. 71-72.
  39.   Абдрахманов, Н. Х. Промышленная безопасность − это наша профессия [Текст] / Н. Х. Абдрахманов // Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах. Технический надзор, диагностика и экспертиза: матер. научн.-практ. конф. ‒ Уфа: УГНТУ, 2007. ‒ С. 4-5.
  40.  Абдрахманов, Н. Х. Психические состояния личности в системе «человек − техника − среда» [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, О.И. Кушнерук // Промышленная безопасность при эксплуатации подъемных сооружений: матер. I научн.-практ. конф. / УГНТУ. ‒ Уфа, 2007. ‒ С. 94-95.
  41.  Абдрахманов, Н. Х. Разработка гидродинамического кавитационного аппарата для смешения систем жидкость − жидкость [Текст]: дис. … канд. техн. наук : 05.04.09 / Абдрахманов Наиль Хадитович. ‒ Уфа: УГНТУ, 2000. ‒ 128 с.
  42.  Абдрахманов, Н. Х. Роль анализа причин аварий на объектах нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств в оценке уровня рисков [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Р. А. Шайбаков, Р.А. Байбурин // Нефтегазовое дело. ‒ 2008. ‒ Т. 6. ‒ № 1. ‒ С. 189-190.
  43.  Абдрахманов, Н. Х. Роль общественных, некоммерческих и саморегулируемых организаций в совершенствовании системы управления государственными органами исполнительной власти [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Р. А. Шайбаков, Д.А. Шавалеев // Промышленная безопасность на объектах нефтегазодобычи. Техническое диагностирование и экспертиза: матер. научн.-практ. конф. 25-26 мая 2011 г. / УГНТУ. ‒ Уфа, 2011. ‒ С. 152-156.
  44.  Абдрахманов, Н. Х. Роль экспертизы промышленной безопасности опасных производственных объектов [Текст] / Н. Х. Абдрахманов,
    А. П. Юдин // Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: матер. междунар. научн.-практ. конф. / УГНТУ.  ‒ Уфа, 2008. ‒ С. 38-41.
  45.  Абдрахманов, Н. Х. Совершенствование оценки рисков нефтеперерабатывающих предприятий [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Р. А. Шайбаков // Безопасность труда в промышленности. ‒ 2007. ‒ № 12. ‒ С. 58-59.
  46.  Абдрахманов, Н. Х. Страхование ответственности организаций, эксплуатирующих опасные производственные объекты [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, А. Н. Колобов, А.В. Лобко //  Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: матер. междунар. научн.-практ конф./ УГНТУ. ‒ Уфа, 2008. ‒ С. 30-33.
  47.  Абдрахманов, Н. Х. Управление промышленной и экологической безопасностью объектов нефтепереработки и нефтехимии на основе анализа рисков [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, Д. А. Шавалеев // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе.  ‒ 2013. ‒ № 3. ‒ С. 5-9.
  48.  Абдрахманов, Н. Х. Фактор паники при воздействии экстремальной ситуации на производственных объектах [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, О. И. Кушнерук // Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: матер. междунар. научн.-практ. конф. / УГНТУ.‒ Уфа, 2008. ‒ С. 345-347.
  49.  Абдрахманов, Н. Х. Экологические проблемы нефтедобывающих предприятий  [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, А. А. Селуянов // Новые технологии и безопасность при бурении нефтяных и газовых скважин: матер. Всеросс. научн.-практ. конф. 27.05.2009 г. / УГНТУ. ‒ Уфа, 2009. ‒
    С. 109-113.
  50.  Абдрахманов, Н. Х. Экологические проблемы нефтеперерабатывающих предприятий [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, А. А. Селуянов // Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: матер. III междунар. научн.-практ. конф.
    17-20 февраля 2009 г. / УГНТУ. ‒ Уфа, 2009. ‒ С. 167-172.
  51.  Абдрахманов, Н. Х. Экспертиза промышленной безопасности опасных производственных объектов Республики Башкортостан [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, А. П.  Юдин // Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: матер. III междунар. научн.-практ. конф. 17-20 февраля 2009 г. / УГНТУ. ‒ Уфа, 2009. ‒ С. 31-34.
  52.  Абдрахманов, Н. Х. Эксплуатация промысловых трубопроводов на поздних стадиях разработки нефтяных  месторождений [Текст] /
    Н. Х. Абдрахманов, А. А. Селуянов // Повышение  надежности эксплуатации насосного и компрессорного оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств: сб. научн. тр. по матер. консультационно-метод. семинара 23-24.06.2010 г. / УГНТУ.  ‒ Уфа, 2010. ‒ С. 175-179.
  53.  Абдрахманов, Н. Х. Эффективность акустико-эмиссионного контроля при диагностировании технического состояния технологического оборудования ОАО «Газпромнефтехим Салават» [Текст] / Н. Х. Абдрахманов, И.Н. Емельянова, Д. А. Шавалеев // Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах. Технический надзор, диагностика и экспертиза: матер. научн.-практ. конф. 23-24 мая 2012 г. / УГНТУ.  ‒ Уфа, 2012. ‒ С. 5-16.
  54.  Абросимов, А. А. Экология переработки углеводородных систем [Текст] / А. А. Абросимов. ‒ М.: Химия, 2002. ‒ 607 с.
  55.  Аварии на трубопроводном транспорте: по материалам МЧС России [Текст] // Трубопроводы и экология. ‒ 1988. ‒ № 4. ‒ С. 27.
  56.  Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий: учебн. изд. [Текст] / Под общ. ред. В. А. Котляревского и А. В. Забегаева. ‒ М.: Изд-во Ассоциации строительных ВУЗов, 1998. ‒ Кн. 4. ‒ 203 с.
  57.  Аварии и несчастные случаи в нефтяной и газовой промышленности России [Текст] / Под общ. ред. Ю. А. Дадонова, В. Я. Кершенбаума. ‒ М.: Технонефтегаз, 2001. ‒ 213 с.
  58.  Агишев, В. Н. Прогнозирование потенциальной опасности и остаточного ресурса магистральных трубопроводов с дефектами формы [Текст]: дис… канд. техн. наук : 05.17.03 / Агишев Вадим Наилович. ‒ Уфа, 2005. ‒ 145 с.
  59.  Акимов, В. А. Надежность технических систем и техногенный риск [Текст] / В. А. Акимов, В. Л. Лапин, В.М. Попов, В.А. Пучков,
    В.И. Томаков, М.И. Фалеев. ‒ М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2002. ‒ 367 с.
  60.  Акимов, В. А. Основы анализа и управления риском в природной и техногенной сферах [Текст] / В. А. Акимов, В. В. Лесных, Н. Н. Радаев. ‒ М.: Деловой экспресс, 2004. ‒ 353 с.
  61.  Акимов, В. А. О федеральной целевой программе «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2005 года» [Текст] /
    В. А. Акимов // Мир и безопасность. ‒ М., 2000. ‒ № 2. ‒ С. 4-21.
  62.  Акимов, В. А. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски [Текст] / В. А. Акимов, В. Д. Новиков, Н. Н. Радаев. ‒ М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2001. ‒ 341 с.
  63.  Акимов, В. А. Проблема выбора оптимальной структуры национальной системы возмещения ущерба от природных и технологических чрезвычайных ситуаций [Текст] / В. А. Акимов, В. В. Лесных, Т.Б. Тимофеева // Проблемы безопасности чрезвычайных ситуаций. ‒ 2006. ‒ № 6. ‒ С. 15-26.
  64.  Акимов, В. А. Риски в природе, техносфере, обществе и экономике [Текст] / В. А. Акимов, В. В. Лесных, Н. Н. Радаев. ‒ М.: Деловой экспресс, 2004. ‒ 352 с.
  65.  Александров, А. Б. Использование метода дерева отказов для анализа несчастных случаев [Текст] / А. Б. Александров, В. Ф. Мартынюк, С.Л. Фомин, Е.Е. Фомина  // Безопасность жизнедеятельности. ‒ 2002. ‒
    № 9. ‒ С. 6-11.
  66.  Анализ аварий и несчастных случаев в нефтегазовом комплексе России: учебн. пособие [Текст] / под ред.: Б.Е. Прусенко, В.Ф. Мартынюка. ‒ М.: ООО «Анализ опасностей», 2002. ‒ 309 с.
  67.  Анализ аварий и несчастных случаев на объектах газового надзора: учебн. пособие [Текст] / Б. А. Красных, В. Ф. Мартынюк, Т.А. Сергиенко, А.А. Сорокин, А.А. Феоктистов, А.С. Нечаев  ‒ М.: ООО «Анализ опасностей», 2003. ‒ С. 38.
  68.  Арнольд, В. И. Теория катастроф [Текст] / В. И. Арнольд. ‒ М.: Природа, 1979. ‒ С. 54-63.
  69.  Бард, В. Л. Предупреждение аварий в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности [Текст] / В. Л. Бард, А. В. Кузин. ‒ М.: Химия, 1984. ‒ 288 с.
  70.  Башкин, В. Н. Управление экологическим риском [Текст] /
    В. Н. Башкин. ‒ М.: Научный мир, 2005. ‒ 367 с.
  71.  Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Защита населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера [Текст] / под общ. ред. С. К. Шойгу. ‒ М.: МГФ «Знание», 1999. ‒ 368 с.
  72.  Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Безопасность трубопроводного транспорта [Текст] / Под общ. ред. С.К. Шойгу. ‒ М.: МГФ Знание», 2002. ‒  752 с.
  73.  Безродный, И. Ф. Тушение нефти и нефтепродуктов [Текст]: пособие МВД РФ НИИ Противопожарной обороны / И. Ф. Безродный,
    В.А. Меркулов, А.В. Шариков, Е.Е. Кирюханцев, А.Ф. Шароварников, В.П. Сучков. ‒ М., 1996. ‒ 213 с.
  74.  Бесчастнов, М. В. Аварии в химических производствах и меры их предупреждения [Текст] / М. В. Бесчастнов. ‒ М., 1976. ‒ 368 с.
  75.  Бесчастнов, М. В. Взрывобезопасность и противоаварийная защита химико-технологических процессов [Текст] / М. В. Бесчастнов. ‒ М.: Химия, 1982. ‒ 472 с.
  76.  Бесчастнов, М. В. Предупреждение аварий в химических производствах [Текст] / М. В. Бесчастнов, В. М. Соколов. ‒ М.: Химия, 1979. ‒ 394 с.
  77.  Бесчастнов, М. В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение [Текст] / М. В. Бесчастнов. ‒ М.: Химия, 1991. ‒ 432 с.
  78.  Борзенко, И. М. Адаптация, прогнозирование и выбор решений в алгоритмах управления технологическими объектами [Текст] / И. М.  Борзенко. ‒ М.: Энергоатомиздат, 1984. ‒ 245 с.
  79.  Брейман, М. И. Безопасная эксплуатация оборудования на открытых площадках [Текст] / М. И. Брейман. ‒ М.: Химия, 1978. ‒ 203 с.
  80.  Бусленко, Н. П. Моделирование сложных систем [Текст] /
    Н. П. Бусленко. ‒ М.: Наука, 1978. ‒ 399 с.
  81.  Вентцель, Е. С. Теория вероятности и ее инженерные приложения [Текст] / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. ‒ М.: Высшая школа, 2000. ‒ 259 с.
  82.  Временный порядок внесения сведений в реестр заключений экспертизы промышленной безопасности [Текст] / Утв. распоряжением Ростехнадзора  от 14 01.2014, № 3-рп. // Гарант плюс.
  83.  Гендель, Г. Л. Концепция выбора мероприятий, повышающих уровень безопасности нефтегазовых производств [Текст] / Г. Л. Гендель, А. В. Клейменов // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. ‒ 2004. ‒ № 8. ‒ С. 11-14.
  84.  Гражданкин, А. И. Оценка техногенного риска и оптимизация мер безопасности  опасных  производственных объектов [Текст] / А. И. Гражданкин // Проблемы управления безопасностью сложных систем: матер.
    7-ой междунар конф.  ‒ М., 2000. ‒ С. 24-29.
  85.  Гринин, А. С. Математическое моделирование в экологии [Текст] / А. С. Гринин, Н. А. Орехов, В. Н. Новиков. ‒ М.: ЮНИТИ, 2003. ‒ 269 с.
  86.  Елохин, А. Н. Анализ и управление риском: теория и практика [Текст] / А. Н. Елохин. ‒ М.: ПолиМедиа, 2002. ‒ 191 с.
  87.  Козлитин, А. М. Развитие теории и методов оценки рисков для обеспечения промышленной безопасности объектов нефтегазового комплекса [Текст] : дис… д-ра техн. наук : 05.26.03 / Козлитин Анатолий Мефодьевич. ‒ Саратов: СГТУ, 2006. ‒ 395 с.
  88.  Кондратьев, С. Ю. Идентификация признаков предаварийных ситуаций на опасных производственных объектах с помощью редукционной декомпозиции угроз и логико-графического метода «дерево отказов» [Текст] / С. Ю. Кондратьев, В. В. Суворова, В.Ф. Мартынюк //Нефть, газ и бизнес. ‒ 2006. ‒ № 6. ‒ С. 47.
  89.  Коптев, Н. П. Обеспечение безопасности технологических установок нефтепереработки с использованием систем противоаварийной защиты [Текст]: дис…канд. техн. наук: 05.02.21 / Коптев Николай Павлович. ‒ Уфа: УГНТУ, 2000. ‒ 97 с.
  90.  Котляревский, В. А. Безопасность резервуаров и трубопроводов [Текст] / В. А. Котляревский, А. А. Шаталов, Х. М. Ханухов. ‒ М.: изд-во «Экономика и информатика», 2000. ‒ 555 с.
  91.  Кузеев, И. Р. Оценка безопасности эксплуатации технологических установок предприятий нефтепереработки [Текст] / И. Р. Кузеев, М. Х. Хуснияров, Р. Г.  Шарафиев // Обеспечение промышленной безопасности производственных объектов ТЭК  РБ: матер. II научн.-техн. семинара. ‒ Уфа, 1999. ‒ С. 52-55.
  92.  Ланге Ф. Корреляционная электроника [Текст] / Ф. Ланге. Пер. с нем. ‒ Л.: Госсоюзиздат, 1963. ‒ 447 с.
  93.  Лисанов, М. В. Анализ риска в управлении промышленной безопасностью опасных производственных объектов нефтегазового комплекса [Текст] : дис.  … д-ра техн. наук : 05.26.03 / Лисанов Михаил Вячеславович. ‒ М., 2002. ‒ 247 с.
  94.  Лисанов, М. В. Анализ риска промышленных объектов [Текст] / М. В. Лисанов, В. Ф. Мартынюк // Гражданская защита. ‒ 1998. ‒ № 6. ‒
    С. 71-73.
  95.  Лисанов, М. В. Методическое обеспечение декларирования промышленной безопасности [Текст] / М. В. Лисанов, А. С. Печеркин, В. И. Сидоров // Безопасность труда в промышленности. ‒ 2000. ‒ № 7. ‒ С. 12-16.
  96.  Лисанов, М. В. Методология риска в надзорной деятельности. Проблемы и перспективы [Текст] / М. В. Лисанов, В. Ф. Мартынюк,
    А. С. Печеркин, В.И. Сидоров // Риск: наука, обучение, рынок труда: матер. междунар. научн.-практ. конф. ‒ М.,1996. ‒ С. 336-339.
  97.  Лисанов, М. В. Проект методических рекомендаций для проведения анализа опасностей и рисков при декларировании безопасности промышленного объекта [Текст] / М. В. Лисанов, В. Ф. Мартынюк // Пожарная безопасность: матер.  XIII Всеросс. научн.-практ. конф. / ВНИИПО. ‒ М., 1995. ‒ С. 277-278.
  98.  Малов, Е. А. Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России [Текст] / Е. А. Малов, Н. Н. Карнаух, В.С. Котельников, А.А. Шаталов, В.И. Сидоров, В.Ф. Мартынюк, Н.А. Махутов  // Безопасность труда в промышленности. ‒ 1996. ‒ № 3. ‒ С. 45-51.
  99.  Мартынюк, В. Ф. Возможности создания банков данных по авариям и инцидентам в нефтегазовом комплексе [Текст] / В. Ф. Мартынюк // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. ‒ 2007. ‒ № 4. ‒ С. 48-52.
  100.  Мартынюк, В. Ф. Категорирование опасных объектов в нефтегазовой промышленности  как разрешение коллизии между вероятностным и детерминированным подходами к обеспечению промышленной безопасности [Текст] / В. Ф. Мартынюк // Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа. ‒ 2003. ‒ № 1. ‒ С. 30-33.
  101.   Мартынюк, В. Ф. Методология применения анализа риска в целях обеспечения промышленной безопасности на объектах нефтегазового комплекса [Текст]: дис. … д-ра техн. наук:  05.26.03 / Мартынюк Василий Филиппович. ‒ Уфа, 2009. ‒ 328 с.
  102.  Мартынюк, В. Ф. Принципы деятельности Госгортехнадзора России по предупреждению опасных ситуаций [Текст] / В. Ф. Мартынюк, Б. А. Красных // Безопасность труда в промышленности. ‒ 1998. ‒ № 7. ‒ С. 50-51.
  103.  Мартынюк, В. Ф. Роль анализа риска в обеспечении промышленной безопасности [Текст] / В. Ф. Мартынюк // Безопасность труда в промышленности. ‒ 2007. ‒ № 1. ‒ С. 66-67.
  104.  Маршал В. Основные опасности химических производств [Текст] / В. Маршал. Пер. с англ. ‒ М.: Мир, 1989. ‒ 527 с.
  105.  Методика оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтеперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности [Текст] / Утв. Приказом Ростехнадзора от 27.12.2013. ‒ М.: ЗАО «Научно-технический центр исследования проблем промышленной безопасности», 2014. ‒ 44 с.
  106.  Методика прогнозирования масштабов заражения сильно действующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте [Текст]: РД 52.04.253-90 / Утв. Штабом ГО СССР, Госкомгидрометом СССР 23.03.1990. ‒ М., 1991. ‒ 19 с.
  107.  Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86) [Текст]: РД 52.04.212-86 / Утв. приказом Росгидромета от 16.06.98 № 76. ‒ СПб., 1986. ‒ 68 с.
  108.  Методические рекомендации по организации производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на опасных производственных объектах [Текст]: РД 04-355-00 / Утв. постановлением Госгортехнадзора России от 26.04.2000, № 49. ‒ 2000. ‒  15 с.
  109.  Методические указания по проведению анализа рисков опасных производственных объектов [Текст]: РД 03-418-01 / Утв. постановлением Госгортехнадзора России от 10.07.2001, № 30. ‒ М., 2001. ‒ 18 с.
  110.  Методические рекомендации по идентификации опасных производственных объектов [Текст] / Утв. Приказом Ростехнадзора № 131 от 05.03.2008.  ‒ М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 2008. ‒ 52 с.
  111.  Методические рекомендации по составлению декларации промышленной безопасности опасного производственного объекта [Текст]: РД 03-357-00. ‒ М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 2000. ‒ 98 с.
  112.  Методические рекомендации по составлению декларации промышленной безопасности опасного производственного объекта [Текст]: РД 03-357-00 (с изменениями от 23.01.2008 г.). ‒ М., 2008.
  113.  Методические рекомендации по разработке планов локализации и ликвидации аварий на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах [Текст] / Утв. Приказом Ростехнадзора № 781 от 26.12.2012 г. ‒ М.: ЗАО «Научно-технический центр исследования проблем промышленной безопасности», 2012. ‒ 56 с.
  114.  Налимов, В. В. Статистические методы планирования экспериментов [Текст] / В. В. Налимов, Н. А Чернова. ‒ М.: Недра, 1965. ‒ 340 с.
  115.  Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств [Текст] / Утв. Приказом Ростехнадзора России от 11.03.2013 г., № 96. ‒ М.: ЗАО «Научно-технический центр исследования проблем промышленной безопасности»,  2013. ‒ 126 с.
  116.  Онищенко, В. Я. Управление технологическим риском [Текст] / В. Я. Онищенко // Безопасность труда в промышленности. ‒ 1996. ‒ № 12. ‒ С. 29-31.
  117.  Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности [Текст]: НПБ 105-03 / Утв. Гл. упр. гос. противопожарной службы МЧС Российской Федерации от 30.06.2003 г. ‒ М., 2003. ‒ 49 с.
  118.  Острейковский, В. А. Безопасность атомных станций. Вероятностный анализ [Текст] / В. А. Острейковский, Ю. В. Швыряев. ‒ М.:  Физматлит, 2008. ‒ 352 с.
  119.  Отраслевое руководство по анализу и управлению риском, связанным с техногенным воздействием на человека и окружающую среду при сооружении и эксплуатации объектов добычи, транспорта, хранения и переработки углеводородного сырья с целью повышения их надежности и безопасности [Текст]. ‒ М.: РАО «Газпром», 1996. ‒ 78 с.
  120.  Положение о системе управления промышленной безопасностью и охраной труда в вертикально интегрированной нефтяной компании ОАО «ЛУКОЙЛ» [Текст] / Утверждено 31.03.99 г. ‒ М., 1999. ‒ 57 с.   
  121.  Порядок оформления декларации промышленной безопасности опасных производственных объектов и перечень включаемых в нее сведений [Текст]: РД 03-14-2005 / Утв. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 29.11.2005, № 893. ‒ М., 2005. ‒ 8 с.
  122.  Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности [Текст] / Утв. Приказом Ростехнадзора России от 12.03.2013 г., № 101. ‒ М.: ЗАО «Научно-технический центр исследования проблем промышленной безопасности», 2013. ‒ 288 с.
  123.  Правила применения анализа риска в нефтяной промышленности [Текст] / Нормативный документ Норвежского Нефтяного Директората, 4/42/1990.  
  124.  Проект стандарта МЭК. Руководство по анализу риска технологических систем [Текст] (Guidelines for the Risk Analysis of Technological Systems). Committee Draft //JEC/TC 56.27.1., 1993-09-30.
  125.  Рекомендации по разработке и применению систем управления в области охраны здоровья, безопасности труда и защиты окружающей среды [Текст]: № 6.36/210 / Т. В. Голдсмит, Л. Чеффа, Р.Дж. Эдвардс ‒ L.: EXP Forum, 1994. ‒ 48 с.
  126.  Савко, В. Г. Стратегия создания информационных управляющих систем для предприятий нефтегазового комплекса [Текст] / В. Г. Савко. ‒ М.: Т-Траст, 2012. ‒ 91 с.
  127.  Смирнова, В. В. Анализ причин аварийности, мероприятий по предупреждению опасностей и ликвидации последствий аварий на объектах нефтегазодобычи и нефтепродуктопроводах [Текст] / В. В. Смирнова, В. Ф. Мартынюк, Б.Е. Прусенко, Т.Г. Лопатина, А.Т. Волохина, В.В. Карпова // Безопасность жизнедеятельности. ‒ 2007.  ‒ № 7. ‒ С. 33-37.
  128.  Смирнов, Н. В. Курс теории вероятности и математической статистики [Текст] / Н. В. Смирнов,  И. В. Дунин-Барковский; для инженерных приложений. ‒ М.: Наука, 1965. ‒ 356 с.
  129.  Суворова, В. В. О выборе допустимого индивидуального риска [Текст] / В. В. Суворова, В. Ф. Мартынюк, С.А. Грудина // Безопасность жизнедеятельности. ‒ 2005. ‒ № 6. ‒ С. 36-39.
  130.  Суворова, В. В. Идентификация и категорирование опасностей объектов газораспределительных систем [Текст]: дис… канд. наук: 05.26.03 / Суворова Виктория Валентиновна. ‒ М., 2006. ‒ 147 с.
  131.  Типовое положение о расследовании и учете некатегорийных аварий, не повлекших за собой несчастных случаев на химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих объектах [Текст]. ‒ М.: Госпроматомнадзор, 1990. ‒ 7 с.
  132.  Управление риском. Риск. Устойчивое развитие. Синергетика [Текст]. ‒ М.: Наука, 2000. ‒ 428 с.
  133.  Халимов А. Г. Техническая диагностика и оценка ресурса аппаратов: учебн. пособие [Текст] / А. Г. Халимов, Р. С. Зайнуллин, А. А. Халимов. ‒ Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. ‒ 408 с.
  134.  Ханухов Х.М. Техническое диагностирование и анализ безопасности эксплуатации резервуаров вертикальных стальных для нефти и нефтепродуктов [Текст] / Х.М. Ханухов, Р.А. Шайбаков, Н.Х. Абдрахманов, А.Г. Марков // Нефтегазовое дело: электронный научный журнал 2013. № 4. С. 243-257. URL: http://www.ogbus.ru/authors/HanuhovHM/ HanuhovHM_1.pdf.
  135.  Хенли, Е. Надежность технических систем и оценка риска [Текст] / Пер. с англ.; Е. Хенли, Х.  Кумамото. ‒ М.: Машиностроение, 1984. ‒ 528 с.
  136.  Химельблау, Д. Обнаружение и диагностика неполадок в химических и нефтехимических процессах [Текст] / Пер. с англ.; Д. Химельблау. ‒ Л.: Химия, 1983. ‒ 352 с.
  137.  Хуснияров, М. Х. Оценка последствий аварий на пожаровзрывопасных объектах нефтепереработки и нефтехимии [Текст]: учебн. пособие / М. Х. Хуснияров, Ю. В. Бугаева. ‒ Уфа: УГНТУ, 1997. ‒ 64 с.
  138.  Чеголин, П. М. Автоматизация спектрального и корреляционного анализа [Текст] / П. М. Чеголин. ‒ М.: Энергия, 1989. ‒ 384 с.
  139.  Чиркова, А. Г. Деформирование сварных соединений труб печей пиролиза [Текст] / А. Г. Чиркова, Л. Г. Авдеева, А. С. Симарчук и др.  // Башкирский химический журнал. ‒ 2003. ‒ Т. 10. ‒ № 1. ‒ С. 20-21.
  140.  Чиркова, А. Г. Иерархическая система оценки безопасной эксплуатации оборудования для переработки нефти [Текст]: дис…д-ра. техн. наук : 05.26.03 / Чиркова Алена Геннадиевна. ‒ Уфа, 2005. ‒ 308 с.
  141.  Чиркова, А. Г. Определение напряженно-деформированного состояния сварных соединений [Текст] / А. Г. Чиркова, А. С. Симарчук,
    С. А. Кинев // Машиностроитель:  ‒ 2003. ‒ № 11. ‒ С. 16-18.
  142.  Шавалеев, Д. А. Автоматизированная система управления промышленной безопасностью объектов топливно-энергетического комплекса на основе анализа и мониторинга рисков [Текст] / Д. А. Шавалеев,
    Р. А. Шайбаков, Н. Х. Абдрахманов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов: ‒ 2013. ‒ Вып. 1 (91). ‒ С. 92-99.
  143.  Шавалеев, Д. А. Анализ методов решения задач о напряженно-деформированном состоянии стальных вертикальных резервуаров [Текст] / Д. А. Шавалеев, Г. Е. Коробков, Р.М. Зарипов, А.П. Янчушка  // Обеспечение промышленной безопасности при эксплуатации резервуаров и резервуарных парков: сб. научн. тр. по материалам консультационно-метод. семинара / УГНТУ.  ‒ Уфа, 2011. ‒ 406 с.
  144.  Шавалеев, Д. А. Маркетинговая информационная система организации [Текст] / Д. А. Шавалеев, Б. В. Ермоленко, А. А. Ивасик // Нефть, газ и бизнес. ‒ 2007. ‒ № 3. ‒ С. 48-50.
  145.  Шавалеев, Д. А. Моделирование напряженно-деформированного состояния вертикальных стальных резервуаров [Текст] / Д. А. Шавалеев, Г. Е. Коробков, Р.М. Зарипов, А.П. Янчушка   // Обеспечение промышленной безопасности при эксплуатации резервуаров и резервуарных парков: сб. научн. тр. по матер. консультационно-метод. семинара 22-23.06.2011 г. / УГНТУ. ‒ Уфа, 2011. ‒ 406 с.
  146.   Шавалеев, Д. А. Подход к управлению безопасностью предприятий топливно-энергетического комплекса [Текст] / Д. А. Шавалеев,
    А. В. Солодовников // Обеспечение промышленной безопасности при эксплуатации резервуаров и резервуарных парков: сб. научн. тр. по материалам консультационно-метод. семинара 22-23.06.2011 г. / УГНТУ. ‒ Уфа, 2011. ‒ 406 с.
  147.  Шавалеев, Д. А. Подходы по увеличению межремонтных пробегов насосного оборудования в ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» [Текст] /
    Д. А. Шавалеев, С. М. Сергеев // Повышение надежности эксплуатации насосного и компрессорного оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств: сб. научн. тр. по матер. консульт.-метод. семинара / УГНТУ.  ‒ Уфа, 2010. ‒ 181 с.
  148.  Шавалеев, Д. А. Разработка моделей эколого-экономической оптимизации стратегии развития вертикально-интегрированной компании полимерной отрасли [Текст] / Д. А. Шавалеев, Б. В. Ермоленко // Менеджмент в России и за рубежом. ‒ 2007. ‒ № 4. ‒ С. 99-109.
  149.  Шавалеев, Д. А. Управление безопасностью предприятий нефтепереработки и нефтехимии [Текст] / Д. А. Шавалеев, А. В. Солодовников // Промышленная безопасность на взрывоопасных и химически опасных производственных объектах. Технический надзор, диагностика и экспертиза: матер. V междунар. научн.-практ. конф. / УГНТУ. ‒ Уфа, 2011. ‒ 276 с.
  150.  Шавалеев, Д. А. Управление промышленной безопасностью объектов топливно-энергетического комплекса на основе анализа и мониторинга рисков [Текст] / Д. А. Шавалеев,  Н. Х. Абдрахманов // Нефтегазовое дело: электронный научный журнал. ‒ 2012. ‒ № 6. ‒ С. 435-441. URL: http:www.ogbus.ru/authors/ShavaleevDA/ShavaleevDA_1.pdf.
  151.  Шавалеев, Д. А. Формирование и выбор стратегии развития предприятий по производству полимерных материалов [Текст] / Д. А. Шавалеев, А. Ф. Андреев, Б. В. Ермоленко // Нефть, газ и бизнес. ‒ 2006. ‒ № 6. ‒ С. 34-37.
  152.  Шайбаков, Р. А. Влияние опасных факторов, возникающих при пожаре пролива, и его тушения на напряженно-деформированное состояние трубопровода [Текст] / Р. А. Шайбаков, Н. Х. Абдрахманов, И. Р. Кузеев, Симарчук А.С., Байбурин Р.А. // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов / ИПТЭР. ‒ Уфа, 2008. ‒ Вып. 4 (74). ‒ С. 77-82.
  153.  Шайбаков, Р. А. Основные аспекты оценки технического состояния технологических трубопроводов [Текст] / Р.А. Шайбаков, Д.Г. Давыдова, Н.Х. Абдрахманов, А.В. Жуков, Д.Б. Журавлев, А.Г. Марков // Нефтегазовое дело: электронный научный журнал. ‒ 2013. ‒ № 4. ‒ С. 258-270. ‒ URL: http://www.ogbus.ru/authors/ShaybakovRA/ShaybakovRA_1.pdf .
  154.  Шайбаков, Р. А. Оценка технического состояния трубопровода при сварке его разнотолщиных участков [Текст] / Р. А. Шайбаков // Трубопроводный транспорт – 2008: матер. IV междунар. учебн.-научн.-практ. конф. 20.08.2008. ‒ Уфа, 2008. ‒ С. 123-126.
  155.   Шайбаков, Р. А. Помехоустойчивый метод акустико-эмиссионного мониторинга резервуаров [Текст] / Р.А. Шайбаков, Н.Х. Абдрахманов, Д.Г. Давыдова, А.Н. Кузьмин, А.Г. Марков // Нефтегазовое дело: электронный научный журнал. 2013.  4. С. 448-464. URL: http://www.ogbus.ru/authors/ShaybakovRA/ShaybakovRA_2.pdf .
  156.  Шайбаков, Р. А. Проблемы оценки технического состояния трубопроводов при сварке разнотолщинных участков  [Текст] / Р. А. Шайбаков, Н. Х. Абдрахманов, И. Р. Кузеев // Промышленная безопасность дымовых и вентиляционных промышленных труб / УГНТУ. ‒ Уфа, 2008. ‒ С. 191-123.
  157.  Шайбаков, Р. А. Расследование аварийных ситуаций: новые методы и подходы [Текст] / Р. А. Шайбаков, Н. Х. Абдрахманов, И. Р. Кузеев, А. С. Симарчук, Ф. Р. Рахимов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов / ИПТЭР. ‒ Уфа, 2008. ‒ Вып. 3 (73). ‒ С. 110-121.
  158.  Шаталов, А. А. Методика расчета распространения аварийных выбросов, основанная на модели рассеяния тяжелого газа [Текст] / А. А. Шаталов, М. В. Лисанов, А. С. Печеркин // Безопасность труда в промышленности. ‒ 2004. ‒ № 9. ‒ С. 46-52.
  159.  Шахраманьян, М. А. Комплексная оценка риска от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера [Текст] /
    М. А. Шахраманьян  // Безопасность жизнедеятельности. ‒ 2001. ‒ № 2. ‒ С. 4-9.
  160.  Шевердин, А. В. Оценка массы взрывоопасного парогазового облака, образующегося при аварийной разгерметизации оборудования нефтеперерабатывающих предприятий [Текст]: дис. … канд. наук: 05.26.03 / Шевердин Александр Васильевич. ‒ Уфа, 2001. ‒ 151 с.
  161.  Шишкунов, С. А. Прогноз последствий аварий на химически опасных объектах [Текст]: информ. бюл. ГИС / С. А. Шишкунов,
    Б. В. Шпакин // Ассоциации. ‒ 2001. ‒ № 4. ‒ С. 46.
  162.  Федеральный закон «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера». № 68-ФЗ от 21.12.1994 (с изменениями от 18.12.2006 г.) [Текст] // Гарант плюс.
  163.  Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21.07.1997 (с изменениями от 25.06.2012) [Текст] // Гарант плюс.
  164.  Федеральный закон № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды от 10.01.2002 (с изменениями от 19.07.2011 г.) [Текст] // Гарант плюс.
  165.  Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г.
    № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (с изменениями от 10.07.2012 г.)    [Текст] // Гарант плюс.
  166.  Федеральный закон «О промышленной безопасности» № 22-ФЗ от 04.03.2013 г. [Текст] // Гарант плюс.
  167.  Юнкин, А. И. Авария в ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» [Текст] / А. И. Юнкин, Г. С. Бородаев // Безопасность труда в промышленности. ‒ 2001. ‒ Вып. 1. ‒ С. 22-24.
  168.  Юнкин, А. И. Авария на установке производства серной кислоты [Текст] / А. И. Юнкин, К. Н. Селиванова // Безопасность труда в промышленности. ‒ 2001. ‒ Вып. 2. ‒ С. 23-25.
  169.  Blackmore, D. R. Heavy Gas Dispersion Model [Text] /
    D. R. Blackmore, M. N. Herman, J. L. Woodward // J. of Hazardous Materials. ‒ 1982. ‒ No. 6. ‒ P. 34-38.
  170.  Brossard, J. Overpressure Imposed by Blast Wave [Text] /
    J. Brossard, P. Bailly, D. Desbordes // Progress in Astronautics and Aeronautics. ‒ Oslo, Norway, 1989. ‒  Vol. 4. ‒
    Р. 410.
  171.    Brossard, J. Air Blast Unconfined Gaseous Detenations /
    J. Brossard, J. Leyer, D. Desbordes et al. // Progress in Astronautics and Aeronautics: Dynamics of Shock Waves, Explosions and Detonations. ‒ 1984. ‒ Vol. 94. ‒
    Р. 556-566.
  172.   Brossard, J. Overpressure Imposed by Blast Wave [Text] /
    J. Brossard, P. Bailly, C. Desroser, J. Renard // Progress in Astronautics and Aeronautics: Dynamics of Explosions. ‒ 1989. ‒ Vol. 96. ‒ P. 401.
  173.  Eidsvik, R. L. Heavy Gas Dispersion Model with Liquefied Release [Text] / R. L. Eidsvik // Atm. Env. ‒ 1981. ‒  No. 15. ‒ P. 1163-1164.
  174.   Eidsvik, R. J. A Model for Heavy Gas Dispersion in the Atmosphere [Text] / R. J. Eidsvik // Atm. Env. ‒ 1980. ‒ No. 14. ‒ P. 769.
  175.   Federal Register [Text], 29 CGR, part 1910 // Process Safety Management. ‒ 1990.
  176.   Fishburn, B. D. Some Aspects of Blasts from FAE [Text] /
    B. D. Fishburn // Acta Astronautica. ‒ 1976. ‒ No. 3. ‒ P. 1049-1055.
  177.   Giesbrecht, H. Analysis of Explosion Hazards on Spontaneous Release of Inflammable Gases [Text] / H. Giesbrecht, G. Hemmer, K. Hess et al. // Ger. Chem. Eng. ‒ 1984. ‒ No. 4. ‒  P. 315-325.
  178.  Gumbel, E. J. Statistical Theory of Extreme Values and Some Practical Applications [Text] / E. J. Gumbel // National Bureau of Standards. ‒ Washington, 1954.
  179.  Havens, J. A. Further Analysis on Catastrophic LNG Spill Vapor Dispersion [Text] / J. A. Havens, N. O. Spicer // S. Hatwig Heavy Gas and Risk Assessment. 2, 1983.  Battelle-Institute. v. Frankfurt am Main, Germany, 1983.  ‒ P. 181-210.
  180.  Hazard Evaluation Procedures [Text] // American Institute of Chemical Engineers. ‒ 1995.
  181.  Hewett, T. A. Laboratory Experiments of Smoke Task Plume in a Stable Atmosphere [Text] / T. A. Hewett, J. A. Fay, D. F. Hoult // Atm. Env. ‒ 1971. ‒ No. 9. ‒  P. 767-789.
  182.   Jones, D. H. Foamehroof Enclosures: Redetermination with Ammonia-Air Mixtures of the Maximum Safe Gap Ror One Inch Flange [Text] /
    D. H. Jones, N. C. Heatchcote // ERA TR D/T128. ‒ 1961.
  183.   Koophman, R. P. Analysis of Burro Series 40 m3 LNG Spill Experiments [Text] / R. P. Koophman, P. T. Gederwall, D. L. Ermak et al. // J. of Hazardous Materials. ‒ 1982. ‒ No. 6. ‒ P. 43.
  184.  Krzanovski, R. M. GIS Lexicon. 1991-1992 International GIS Sourcebook: Geographic Information System Technology in 1991 [Text] /
    R. M. Krzanovski, C. L. Palylyk, P.H. Croun // Fort Collins: GIS World, Inc. ‒ 1991. ‒
    Р. 552-586.
  185.  Kulh, A. L. AIAA [Text] / A. L. Kulh, J. R. Bowen, J. C. Leyer,
    A. A. Borisov. ‒ Washington, D.C., 1988. ‒ Vol. 114. ‒
    Р. 389-400.
  186.  Lee, J. H. Blast Effects from Vapor Cloud Explosion [Text] /
    J. H. Lee, C. V. Guirao, G. G. Bach // Loss Prevention. ‒ 1989. ‒ Vol. 11. ‒ No. 1. ‒
    Р. 59-70.
  187.  Les Melanges Explosives [Text]. L*Inst. Nat. de Rech. et de Security // INRS. ‒ 1989.
  188.  Lewis, D. J. Progress in Energy and Combustion Sci. [Text] /
    D. J. Lewis. ‒ 1980. ‒ Vol. 6. No. 2. P. 121-126.
  189.  McDonell, R. International GIS Dictionary [Text] / R. McDonell,
    K. Kemp // Geoinformation International. ‒ 1995. ‒
    Р. 111.
  190.  McQuaid, J. Some Experiments on the Structure of Stably-Stratified Shear Flows [Text] / J. McQuaid // Safety in Mines Research Establishment. ‒ 1976. ‒ P. 21.
  191.  Methods for the Calculation of Physical Effects of Escape of Dangerous Material Yellow Book [Text] // Committee for the Prevention of Disasters caused by Dangerous Substances. ‒ 1988. ‒ 280 p.
  192.  Methods for the Determining of Proposed Damage: Green Book [Text] // Committee for the Prevention of Disasters Caused by Dangerous Substances. ‒ 1991. ‒ 310 p.
  193.    Obert, K. I. Causes and Prevention of Ammonia Explosions, Refrigerating Service and Contracting [Text]: Пер. с англ. / K. I. Obert. // ВНИИПО СССР. ‒ 1984. ‒ № 2912/2. ‒ 47 с.
  194.  Regulations Relating to implementation and Use of Risk Analysis in the Petroleum Activities [Text], 4.12.1990.
  195.  Saint-Cloud, J. P. Experimental Analysis of the Confined Combustion of NH3 + Air Mixtures: Rapport MM 79/2 [Text] / J. P. Saint-Cloud, C. Guerraud, A. Lannoy // ENSMA. ‒ 1979.  
  196.  Shakhramanjysn M.A., Nigmetov G.M., Larionov V.I.  Advanced Procedures for Risk Assessment and Management  in Russia // Int.J.Risk Assessment and Management. Vol.2. Nos 3/4. 2001.
  197.  Sherman, M. P. The Possibility of Local Detonations during Degraded Core Decidents in the Bellafonte Nuclear Power Plant [Text] / M. P. Sherman, M. Berman // Nuclear Technology. ‒ 1988. ‒ Vol. 81. ‒ P. 63-77.
  198.  Strahlow, R. A. The Characterization and Evaluation of Accidental Explosions [Text] / R. A. Strahlow, W. E.  Baker // Prog. Energy Comb. Sci. ‒ 1976. ‒ Vol. 2. ‒ No. 1. ‒ Pр. 27-60.
  199.  Taylor, G. I. The Dynamics of the Combustion Products Behind Plane and Spherical Detonation Fronts in Explosives [Text] / G. I.  Taylor // Proc. R. Soc. London, Ser. A 200. ‒ 1950. ‒ P. 235.
  200.  Tennekes, H. A First Course in Turbulence [Text] / H. Tennekes, J.L. Lumley. The MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 1972. ‒ 338 p.
  201.  Vinnem, J. E. Offshore Risk Assessment University of Stavanger [Text] // Stavanger. ‒ Norway, 2007. 
  202.   White, A. G. Limits for propagation of flame at various temperatures in the mixtures of ammonia with air and nitrogen [Text] / A. G. White //
    J. Chem. Soc. ‒ 1992. ‒  V. 12.  
  203.  Woodward, J. L. A Comparison with Experimental Data of Several Models for Dispersion of Vapor Clouds [Text] / J. L. Woodward, J. A. Havens, W. C. Mc.Bride, J. R. Taft // J. of Hazardous Materials. ‒ 1982. ‒ No. 6. ‒
    P. 161.


Приложение 1


Приложение 2


Приложение 3


Продолжение приложения 3


Приложение 4


Приложение 5


Приложение 6


Приложение 7

Расчет вероятностей возникновения аварийной ситуации на типовой технологической установке НПП (ЭЛОУ-АВТ)

Расчет вероятностей производится с учетом деревьев отказов и использованием сценариев событий разработанных автором на основе алгоритмов, изложенных в [87, 89, 139-141]:

I. Расчет вероятности возникновения аварийной ситуации в моделях нагрева производится в следующей последовательности [89]:

Вероятности сценариев развития событий определяются следующим образом:

  1.  потеря герметичности змеевика из-за коррозии:
    Р
    корр. = 3  10-4;
  2.  отказ насоса:
    Р
    нас. = 2,5  10-2;
  3.  отказ клапана-регулятора:
    Р
    клап. = 1,0  10-1;
  4.  минимальный расход продукта через змеевик:
    Р
    мин.прод. = 5  10-2;
  5.  снижение давления топлива в заводской сети:
    Р
    мин.давл. = 2,0  10-1;
  6.  попадание конденсата на горелки:
    Р
    конд. = 1,0  10-1;
  7.  наличие парогазового облака:
    Р
    обл. = 2,3  10-3;
  8.  подсос смеси:
    Р
    подс. = 1,0  10-2;
  9.  ошибка персонала:
    Р
    перс = 4,0  10-1;
  10.  отказ детектора пламени:
    Р
    д.плам. = 3  10-2;
  11.  отказ системы подачи пара в горелку:
    Р
    парагор. = 5  10-2.

II. Расчет вероятности возникновения аварийных ситуаций в модуле подготовки топлива (сценарий № 6):

  1.  подача топлива:
    Р
    появ.топл. = (Рмин.прод. + Рмин.давл.)  РСАРтоп. + Рконд. ур + Рперс.)  (Рд.плам. +    + Рперс.) + Рперс.,

где РСАРтоп. ‒ вероятность отказа системы автоматического регулирования подачи  топлива в форсунки;

Рур. ‒ вероятность отказа измерителя уровня в емкости для сбора конденсата, тогда

Рпояв.топл. = (5  10-2 + 2  10-1)  3,2  10-2 +1  10-1 (4,1  10-2 +4  10-1)     (3  10-2 + 4  10-1) + 4  10-2 = 6,7  10-2.

  1.  прогар змеевика:

Рпр.зм. = (Ркорр + Рнас + Рклап.)  РСУ,

где РСУ ‒ вероятность отказа системы управления;

Рпр.зм. = (3  10-2 + 2,5  10-2 + 1  10-1)  7,6  10-2 = 1,2  10-2.

  1.  попадание взрывоопасной паровоздушной смеси извне:

Рсм.извне = (Робл. + Рподс.)  (Рпар.зав. + РСН + Рперс.),

где Рпар.зав. ‒ вероятность отказа паровой завесы;

РСН ‒ вероятность отказа обнаружения углеводородов в пространстве, прилегающем к печи;

Рсм.извне = (2,3  10-2 + 1  10-2)  (8,2  10-2 = 7,6  10-2 + 4  10-2) = 6,5  10-3.

III. Расчет вероятности возникновения результирующего катастрофического события. Взрыв в модуле нагрева

Ркатас. = (Рсм.извне + Рпр.зм. + Рпояв.топл.)  Рпарогор.

Ркатас. = 6,5  10-3 + 1,2  10-2 + 6,7  10-2)  1  10-1 = 8,6  10-3.


Приложение 8

Инструктивно-нормативная техническая документация

для обеспечения промышленной безопасности объектов

типового опасного производственного объекта

Перечень технологических, должностных инструкций, инструкций по организационному обеспечению, необходимых для обеспечения безопасности ведения процесса, обслуживания и ремонта оборудования, нормативных документов, норм, правил и т. п., обязательных для исполнения персоналом типового ОПО  приведен в следующей таблице.

Таблица Инструктивно-нормативные и методические материалы организационного обеспечения для типового ОПО

Наименование инструкций, нормативной и технической
документации

№№ инструкций, положений

1

2

10.1 Инструкции по производственной безопасности

1 Разработка и оформление производственных и специальных инструкций, норм технологического режима

СТП 05766575.007

2 Порядок составления и утверждения заданий на проектирование, закупку технологии, поставку оборудования выполнения НИОКР и ТР

СТП 05766575.019

3 Контроль за соблюдением норм технологического режима и качества продукции, учет нарушений и разбор причин их возникновения в подразделениях

Изменение № 1

СТП 05766575.029

4 Управление несоответствующей продукцией

Изменение № 1

Изменение № 2

СТП 05766575.031

5 Организация хранения и учета готовой продукции

СТП 010101-205032

6 Порядок ведения технической документации вахтовым персоналом технологических установок

СТО 05766575.037

7 Порядок разработки и оформления технологических регламентов

СТП 05766575.039-2008

8 Общие требования по подготовке к эксплуатации и перегрузке
аппаратов, заполняемых катализаторами, адсорбентами, насадками и т. п.

Изменение № 1

Изменение № 2

СТО 05766575.044-2007

продолжение таблицы

Наименование инструкций, нормативной и технической
документации

№№ инструкций, положений

1

2

9 Инструкция по консервации и пуску технологических установок, цехов, производств после остановки на 3 и более месяца

ИУН-ОПК 5063.0001-2007

10 Порядок проведения технического расследования и учета инцидентов на опасных производственных объектах

СТО 12.07-2011

11 Порядок учета и реализации отработанного катализатора

Изменение № 1

Изменение № 2

Изменение № 3

СТП 010101-210050

12 Положение о подразделении (технологический цех )

ПП-1818

13 Инструкция, приема, хранения и выдачи технологической документации в техническом архиве технологического отдела технического управления

ИТА 5070.0001-2010

14 Порядок проведения технического расследования причин аварий и инцидентов на объектах, поднадзорных Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору

РД 03-28-2008

15 Типовое положение о порядке организации и проведении работ по безопасной остановке на длительный период и/или консервации химически опасных промышленных объектов

Изменение № 1

РД 09-390-00

16. Методические указания о порядке разработки плана локализации и ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС) на химико-технологических объектах

РД 09-536-03

17 Методические рекомендации по разработке технологического регламента на производство продукции нефтеперерабатывающей промышленности

18 Положение о прядке безопасного проведения ремонтных работ на химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих опасных производственных объектах

Изменение № 1

РД 09-250-98

19 Методика организации и выполнения дополнительных работ при ревизии и техническом диагностировании (обследовании) технологических трубопроводов с опорами КП по ОСТ 36-146-88

продолжение таблицы

Наименование инструкций, нормативной и технической
документации

№№ инструкций, положений

1

2

10.2 Инструкции по охране труда

1 Положение о производственном контроле

ПД 5058.0001-2011

2 Инструкция по общим вопросам охраны труда для работников ОАО «Салаватнефтеоргсинтез»

ИУН-ОТ А605.0001

3 Инструкция по газобезопасности

ИУН-ОТ А605.0002

4 Инструкция о порядке обучения по охране труда и проверки знаний требований охраны труда работников

ИУН-ОТ А605.0003

5 Инструкция по охране труда при проведении огневых работ на объектах

ИУН-ОТ А605.0004

6 Инструкция по безопасной эксплуатации внутризаводского транспорта

ИУН-ОТ А605.0005

7 Инструкция по организации проведения обязательных предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров работников

ИУН-ОТ А605.0006-2011

8 Инструкция по безопасной организации ремонтных, строительно-монтажных и других работ на объектах

ИУН-ОТ А605.0008-2011

9 Инструкция по безопасному подключению воды, пара, азота и воздуха к технологическому оборудованию

ИУН-ОТ А605.009-2011

10. Инструкция по безопасному подключению воды, пара, азота и воздуха к технологическому оборудованию

ИУН-ОТ А605.0010-2011

11 Инструкция по охране труда при проведении погрузочно-разгрузочных работ и размещении грузов

ИУН-ОТ А605.0011-2011

12 Инструкция по охране труда при работе на высоте

ИУН-ОТ А605.0012-2011

13 Инструкция по безопасной эксплуатации и испытанию предохранительных поясов

ИУН-ОТ А605.0013-2011

14 Инструкция по безопасной организации работ при установке и снятии заглушек на оборудовании и коммуникациях

ИУН-ОТ А605.0014-2011

15 Инструкция о порядке выдачи лечебно-профилактического питания

ИУН-ОТ А605.0015-2011

продолжение таблицы

Наименование инструкций, нормативной и технической
документации

№№ инструкций, положений

1

2

16 Инструкция по обеспечению, использованию и хранению СИЗОД

ИУН-ОТ А605.0016-2011

17 Инструкция по обеспечению безопасной и быстрой эвакуации людей из административно-бытовых зданий при возникновении чрезвычайных ситуаций

ИУН-ОТ А605.0018-2011

18 План локализации и ликвидации аварийных ситуаций производства полиэтилена высокой плотности

ПЛАС 1820.010-2009

19 Инструкция по охране труда для грузо-подъемных работ

ИОТ 1820.0241-2011

20 Инструкция по охране труда для машиниста насосных установок

ИОТ 1820.0242-2011

21 Инструкция по охране труда для комплектовщика установки грануляции

ИОТ 1820.0243-2011

22 Инструкция по охране труда для аппаратчика полимеризации установки полимеризации

ИОТ 1820.0258-2011

23 Инструкция по охране труда для оператора товарного установки грануляции

ИОТ 1820.0244-2011

24 Инструкция по охране труда для аппаратчика гранулирования установки грануляции

ИОТ 1820.0259-2011

25 Инструкция по охране труда для аппаратчика смешивания установки грануляции

ИОТ 1820.0260-2011

26 Инструкция по охране труда для аппаратчика подготовки сырья и отпуска полуфабрикатов и продукции

ИОТ 1820.0266-2011

27 Инструкция по охране труда для машиниста экструдера установки грануляции

ИОТ 1820.0263-2011

28 Инструкция по охране труда для машиниста расфасовочно-упаковочных машин установки грануляции

ИОТ 1820.0264-2011

29 Инструкция по охране труда для лифтера по обслуживанию грузового лифта

ИОТ 1820.0435-2011

продолжение таблицы

Наименование инструкций, нормативной и технической
документации

№№ инструкций, положений

1

2

30 Инструкция по охране труда для водителя погрузчика склада готовой продукции установки Грануляция»

ИОТ 1820.0670-2011

31 Положение о присвоении звания «Лучший (старший) уполномоченный по охране труда установки (участка), цеха, подразделения

Изменение № 2

ПС 5063.001-2088

32 Инструкция по охране труда при работе с персональными электронно-вычислительными машинами, принтерами, копировально-множительными аппаратами и другими электрическими приборами

ИОТ 1899.0663-2011

33 Положение об особенностях расследования несчастных случаев на производстве в отдельных отраслях и организациях

34 Положение по работе с нарушителями правил промышленной безопасности и охраны труда

Приказ № 1111

10.3 Инструкции по энергетической службе

1 Положение о порядке взаимодействия отдела по работе на оптовом рынке электроэнергии управления главного энергетика производственно-технического департамента с энергетическими и техническими службами заводов (структур, подразделений общества) по организации планирования электрической энергии и мощности

ПД 5004/05.0001-2010

2 Инструкция по эксплуатации водоподогревателей систем горячего водоснабжения

ИУН-Э 5004/05.0025-20100

3 Инструкция по эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды

ИУН-Э 5004/05.0026-2010

4 Инструкция для ответственного за исправное состояние и безопасную эксплуатацию трубопроводов пара и горячей воды

ИУН-Э 5004/05.0030-2010

5 Инструкция по возврату конденсата и эксплуатации конденсатных станций

Изменение № 1

ИУН-Э 5004/05.0031-2010

6 Инструкция по эксплуатации систем отопления

ИУН-Э 5004/05.0032-2010

продолжение таблицы

Наименование инструкций, нормативной и технической
документации

№№ инструкций, положений

1

2

7 Положение по организации технического обслуживания и планово- предупредительных ремонтов автоматических установок пожаротушения на объектах

ПОО-Э 5004/05.0033-208

8 Инструкция по взаимоотношениям Предприятия энергоснабжения с энергетическими службами заводов, управлений, производств (структурных подразделений Общества) по эксплуатации электроустановок и о границах обслуживания электрооборудования

ИУН-Э500/05.0035-2009

9 Инструкция по контролю металла трубопроводов пара и горячей воды

ИУН-Э 5004/05.0039-2009

10 Инструкция по эксплуатации устройств заземления, молниезащиты, защиты от статического электричества

ИУН-Э 5004/05.0040-2009

11 Инструкция о порядке оформлении разрешений и производства земляных работ-раскопок на территории

ИУН-Э 5004/05.0045-2010

12 Инструкция по обслуживанию и ремонту электрооборудования грузоподъемных кранов

Изменение № 1

ИУН-Э 5004/05.0043-2010

13 Инструкция для лиц, ответственных за исправное состояние электрооборудования грузоподъемных кранов

Изменение  №1

ИУН-Э 5004/05.0044-2010

14 Положение по проведению технического обслуживания и планово-предупредительного ремонта установок охранно-пожарной сигнализации

ПД 1717.008-2007

15 Положение по взаимоотношениям с подразделениями по вопросам обеспечения тепловой энергией и границ обслуживания паротеплопроводов ООО «Предприятия энергоснабжения»

ПД 5004/05.0002

16 Инструкция по техническому обслуживанию и планово-предупредительному ремонту электротехнического оборудования в подразделениях

ИУН-Э 5004/05.0049-2011

17 Положение по организации технического обслуживания и планово-предупредительного ремонта теплоэнергетического оборудования

10.4 Инструкции по метрологической службе и службе КИПиА

продолжение таблицы

Наименование инструкций, нормативной и технической
документации

№№ инструкций, положений

1

2

2 Инструкция по ремонту регулирующих клапанов и отсекателей

ИУН-ОМ 5077.0005

3 Положение о метрологической службе

ПУН-ОМ 5077.0006

4 Положение о порядке организации работ по эксплуатации систем противоаварийной защиты и схем аварийно-предупредительной сигнализации

ПУН-ОМ 5077.0008

5 Положение о разграничении функций и обязанностей между службой контроля  автоматики и другими службами ОАО «Салаватнефтеоргсинтез»

ПУН-ОМ 5077.0009

10.5 Инструкции по механической службе

1 Инструкция по безопасному обслуживанию сосудов и аппаратов, работающих под давлением

ИУН-М 5080.0018

2 Инструкция для ответственного за исправное состояние и безопасную эксплуатацию сосудов, работающих под давлением

ИУН-М 5080.0019

3 Инструкция по охране труда при работе с ручным электрическим и пневматическим инструментом

ИЭОМ 5080.0021

4 Инструкция по организации и безопасному производству ремонтных работ временными бригадами из технологического персонала

ИЭОМ 5080.0023

5 Инструкция по безопасному ведению работ для рабочих люльки, находящихся на подъемнике (вышке)

ИУН-М 5080.0026

6. Инструкция для лиц, пользующихся грузоподъемными механизмами, управляемыми с пола

ИУН-М 5080.0056

7. Инструкция для специалистов, ответственных за организацию эксплуатации лифтов

ИУН-М 5004.0057

8 Инструкция по надзору за эксплуатацией, ревизии, отбраковке и ремонту технологических трубопроводов с давлением до 10 МПа

ИЭОМ 5080.0032

9 Инструкция для стропальщиков по безопасному производству работ грузоподъемными машинами

Изменение № 1

ИУН-М 5080.0020

10 Инструкция для лиц, ответственных за безопасное производство работ кранами

ИУН-М 5080.0024

продолжение таблицы

Наименование инструкций, нормативной и технической
документации

№№ инструкций, положений

1

2

11 Инструкция по эксплуатации технических манометров

ИЭОМ 5080.0035

12 Инструкция об организации и порядке проведения планово-предупредительных ремонтов машинного оборудования

ИЭОМ 5080.0036

13 Инструкция по испытанию и приемке компрессоров после средних и капитальных ремонтов

ИЭОМ 5080.0037

14 Инструкция по эксплуатации и испытанию лебедок и ручных талей

ИЭОМ 5080.0039

15 Инструкция по безопасной эксплуатации и техническому обслуживанию взрывозащищенных вентиляторов

ИЭОМ 5080.0041

16 Инструкция по эксплуатации, ревизии и ремонту пружинных предохранительных клапанов

ИЭОМ 5080.0042

17 Инструкция по эксплуатации, ревизии и ремонту переключающих устройств пружинных предохранительных клапанов

ИЭОМ 5080.0043

18 Стандарт. Техническое обслуживание и ремонт оборудования

19 Методические указания по определению договорной цены на ремонт основных фондов

20 Положение о порядке организации и оформления отчетной документации при проведении ремонтных работ по сервисному обслуживанию

21 Методика по ремонту резервуаров «О порядке организации процесса ремонта резервуаров вертикальных цилиндрических стальных»

10.6 Инструкции по охране окружающей среды

1 Инструкция по обращению с отходами производства и потребления, используемых для рекультивации карьера

ИУН-ООП 5093.0001-2008

2 Инструкция по физической защите радиационных источников, пунктов хранения, радиоактивных веществ

ИУН-ООП 5093.0002-2006

3 Инструкция по учету и контролю радиоактивных веществ и радиоактивных отходов

ИУН-ООП 5093.0003-2006

4 Инструкция по обеспечению радиационной безопасности при эксплуатации радиационно-опасных объектов

ИУН-ООП 5093.0005-2010

окончание таблицы

Наименование инструкций, нормативной и технической
документации

№№ инструкций, положений

1

2

5 Инструкция по предупреждению радиационных аварий и ликвидации их последствий

ИУН-ООП 5093.0006-2010

6 План мероприятий по защите персонала в случае радиационной аварии

7 Охрана окружающей среды. Контроль за состоянием почвы, радиационной безопасности, воздушного и водного бассейнов в промышленности, санитарной зонах, прилегающем водоеме

СТП 010101-203012

8 Управление отходами производства и потребления, реализуемыми через УМТС

СТП 05766575.036-2004

9 Инструкция по дезинфекции систем водоснабжения, предназначенных для подачи воды питьевого и бытового назначения на территории и объектах ОАО «Салаватнефтеоргсинтез», после строительства, проведения аварийно-ремонтных работ и замены в ходе эксплуатации

ИУН-ДСВ 3307.0118-2009

10 Требования экологической безопасности

ТЭБ 5069.001-2005

11 Положение о доведении требований системы экологического менеджмента до подрядных организаций

12 Инструкция по учету продуктов, образующихся при очистке промышленного оборудования (резервуаров, емкостей), освобождения прочих мест хранения продуктов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств и предназначенных для использования в качестве компонента котельных топлив

13 Инструкция по обеспечению радиационной безопасности при эксплуатации радиоизотопных приборов

ИОРБ 1881.0477


                                                                          Приложение 9

 

ИНСТРУКЦИЯ

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВАРИЙНО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ  

Дата вступления в действие:  апрель 2012


Содержание

1

Область применения ……………………………………………………

2

Назначение ………………………………………………………………