Прогнозирование и оценка последствий аварий с разливом горючих жидкостей при дтп
Добавил пользователь Alex Обновлено: 19.09.2024
РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ
"МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ НА ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВАХ"
В разработке Руководства принимали участие С.Г.Радионова, Б.А.Красных. С.А.Жулина, В.В.Козельский, Г.М.Селезнев, И.С.Ясинский (Ростехнадзор), А.С.Печеркин, М.В.Лисанов, Д.В.Дегтярев, Е.А.Агапова (ЗАО "Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности"), С.И.Сумской (Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"),
Руководство содержит рекомендации по использованию методов вычислительной гидродинамики для расчета зон распространения опасных веществ в атмосфере и оценке параметров воздушных ударных волн при взрывах топливно-воздушных смесей, образующихся при промышленных авариях (в том числе с выбросом опасных веществ в сильно загроможденных пространствах и помещениях), для обеспечения выполнения требований промышленной безопасности при проектировании, строительстве, реконструкции, капитальном ремонте, техническом перевооружении, эксплуатации, консервации и ликвидации опасных производственных объектов химических производств.
I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2. Настоящее Руководство содержит рекомендации к расчетам зон распространения опасных веществ в атмосфере и оценке параметров воздушных ударных волн при взрывах ТВС, образующихся в атмосфере при промышленных авариях для обеспечения требований промышленной безопасности при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, техническом перевооружении, реконструкции, эксплуатации, консервации и ликвидации опасных производственных объектов химических производств.
3. Организации, осуществляющие оценку последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей, могут использовать иные обоснованные способы и методы, чем те, которые указаны в настоящем Руководстве.
4. В Руководстве используют сокращения, обозначения а также термины и определения, приведенные в приложениях N 1 и 2 к настоящему Руководству.
5. Руководство распространяется на опасные производственные объекты, на которых обращаются взрывопожароопасные вещества.
II. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ НА ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВАХ
6. При количественной оценке последствий аварий на взрывопожароопасных химических производствах рекомендуется проводить:
а) определение количества опасного вещества, участвующего в создании поражающих факторов аварии;
б) определение количественных параметров, характеризующих действие поражающих факторов (давление и импульс для ударных волн, интенсивность теплового излучения для пламени, размеры пламени и зоны распространения высокотемпературной среды при термическом воздействии, дальность дрейфа облака ТВС до источника зажигания);
в) сравнение рассчитанных количественных параметров с критериями поражения (разрушения).
7. Для определения количества опасного вещества, участвующего в создании поражающих факторов аварии, рекомендуется учитывать деление технологического оборудования и трубопроводов на изолируемые запорной арматурой секции (участки); интервал срабатывания и производительность систем аварийного сброса и опорожнения (в том числе на факел); влияние волновых гидродинамических процессов на режим истечения опасного вещества для протяженных трубопроводных систем (длиной более 500 м).
8. Оценку возможных последствий аварий рекомендуется проводить на основе методических документов, указанных в табл.1.
Таблица 1
1. Расчет параметров ударной волны, зон поражения и разрушения при воспламенении и взрыве облаков топливно-воздушных смесей
2. Расчет концентрации, массы ОВ во взрывоопасных пределах и зон поражения при пожаре-вспышке и взрыве ТВС
3. Определение параметров воздействия и зон поражения при горении пролива, огненном шаре, факельном горении
4. Расчет параметров воздействия и зон поражения при горении ОВ в зданиях
5. Расчет параметров воздействия и зон поражения продуктами горения
6. Расчет параметров воздействия и зон поражения осколками
СТО Газпром 2-2.3-400-2009 "Методика анализа риска для опасных производственных объектов газодобывающих предприятий ОАО "Газпром"
9. Для более точного расчета, а также расчета последствий аварий с выбросом опасных веществ и взрывом облака ТВС в помещениях рекомендуется использовать методы вычислительной гидродинамики в соответствии с разделом III настоящего Руководства.
III. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВА ТВС
10. Для моделирования распространения опасных веществ рекомендуется проводить численное интегрирование системы уравнений в частных производных, представимых в виде уравнений (1-5).
Уравнение сохранения массы:
Уравнение сохранения импульса:
где - тензор напряжений;
- сопротивление потока стенкам;
- сопротивление потока препятствиям, чей размер меньше одной ячейки вычислительной сетки:
Уравнение переноса для энтальпии:
Уравнение переноса для массовой доли топлива:
Уравнение переноса для доли смешения:
11. Турбулентность рекомендуется моделировать по модели , которая состоит из двух уравнений, одно для кинетической энергии турбулентности (6), а второе для диссипации кинетической энергии турбулентности (7).
Уравнение турбулентной кинетической энергии:
Уравнение скорости диссипации турбулентной кинетической энергии:
12. Тензор турбулентных вязких напряжений, используемый в уравнении (2), рекомендуется определять следующим образом:
где эффективная вязкость определяется следующим образом:
13. Вклад сдвиговой турбулентности , движения поверхностей , гравитационной турбулентности и препятствий, чей размер меньше одной ячейки в образование кинетической энергии турбулентности рекомендуется представлять в виде:
14. Диссипацию турбулентной энергии рекомендуется описывать уравнением:
где модель плавучести определяется следующим образом:
Для моделей с вихревой вязкостью тензор напряжений Рейнольдса определяется следующим образом:
В уравнениях (10)-(15) используются константы, сведения о которых приведены табл.2 и 3
НЕФТЕПРОДУКТЫ / СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ / ЛОКАЛИЗАЦИЯ И ЛИКВИДАЦИЯ ВОЗГОРАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ / OIL PRODUCTS / MONITORING AND FORECASTING OF EMERGENCY SITUATIONS / LOCALIZATION AND LIQUIDATION OF OIL FIRE
Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Валуйский Владимир Евгеньевич
Рассмотрены чрезвычайные ситуации, связанные с аварийными разливами нефти, которые представляют высокую и реальную опасность для населения и территорий; представлено прогнозирование объёмов и площадей разливов нефти и нефтепродуктов . Рассмотрены границы зон чрезвычайных ситуаций с учетом результатов оценки риска разливов нефти, нефтепродуктов и ситуационные модели наиболее опасных чрезвычайных ситуаций и их социально-экономических последствий для населения и окружающей среды прилегающей территорий. Приведена организация мониторинга за разливами нефтепродуктов
Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Валуйский Владимир Евгеньевич
Оценка возможных последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов в результате дорожно-транспортных происшествий. Обоснование оптимального состава сил и средств локализации и ликвидации последствий аварий
Нормативно-правовые требования по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, обусловленных разливами нефти и нефтепродуктов на железнодорожном транспорте
Разливы нефти и нефтепродуктов. Часть 1. Основные положения разработки Планов по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов
Возможные последствия чрезвычайных ситуаций, обусловленных разливами нефти и нефтепродуктов на морских акваториях
FORECASTING AND PREVENTION MEASURES EMERGENCIES WITH THE OIL SPILL
Considered emergencies related to the oil spill, which represent high and a real danger for the population and territories; forecasting volumes and surfaces of spills of oil and oil products . Considered the boundaries of the zones of emergency situations based on the results of risk assessment of oil spills, petroleum and situational models of the most dangerous emergency situations and their socio-economic consequences for the population and the environment of adjacent areas. The article presents the organization of monitoring of oil spills
ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ С РАЗЛИВОМ НЕФТЕПРОДУКТОВ
Рассмотрены чрезвычайные ситуации, связанные с аварийными разливами нефти, которые представляют высокую и реальную опасность для населения и территорий; представлено прогнозирование объёмов и площадей разливов нефти и нефтепродуктов. Рассмотрены границы зон чрезвычайных ситуаций с учетом результатов оценки риска разливов нефти, нефтепродуктов и ситуационные модели наиболее опасных чрезвычайных ситуаций и их социально-экономических последствий для населения и окружающей среды прилегающей территорий. Приведена организация мониторинга за разливами нефтепродуктов.
Ключевые слова: нефтепродукты, системы мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций, локализация и ликвидация возгорания нефтепродуктов.
Введение. Аварии, катастрофы, стихийные бедствия, известные случаи крупных загрязнений и заражений окружающей среды - эти и другие чрезвычайные ситуации за последние годы в России приобрели такой размах, что стали сказываться на безопасности государства и его населения.
Крупные аварии и катастрофы техногенного и природного характера в последнее десятилетие оказали существенное влияние на жизнь и здоровье населения планеты, его среду обитания, последствия которого будут заметны еще десятки и даже сотни лет.
торых имели место человеческие жертвы, составляет 75 % от общего числа техногенных ЧС.
Все это подчеркивает важность и актуальность рассматриваемой проблемы. Чрезвычайные ситуации, связанные с аварийными разливами нефти, представляют высокую и реальную опасность для населения и территорий. В связи с этим, вопросы организации ликвидации таких ЧС должны быть под пристальным вниманием, как органов государственной власти, так и органов управления (ОУ) единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций.
В соответствии с классификацией определяют уровень возможной чрезвычайной ситуации [2], исходя из объема разлившихся нефти и нефтепродуктов:
- автоцистерна - 100 процентов объема;
- железнодорожный состав - 50 процентов общего объема цистерн в железнодорожном составе;
Вестник Воронежского института И 1С МЧС России
- трубопровод при порыве - 25 процентов максимального объема прокачки в течение 6 часов и объем нефти между запорными задвижками на порванном участке трубопровода;
- трубопровод при проколе - 2 процента максимального объема прокачки в течение 14 дней;
- стационарные объекты хранения нефти и нефтепродуктов - 100 процентов объема максимальной емкости одного объекта хранения.
На размеры площади разлива нефтепродуктов и направление движения пятна влияют:
- время года в момент разлива;
- объём разлитого нефтепродукта;
- наличие и расстояние защитных сооружений от распространения разлива;
- рельеф, подстилающая поверхность и грунты в месте разлива;
- наличие на болотах мочажин, водоёмов и их размеры;
- наличие стоков в водотоки из водоёмов, расположенных на болотах в месте разлива;
- уровень обводнённости местности, где произошёл разлив;
- попадание разлитого нефтепродукта в водотоки;
- время локализации разлива нефтепродукта.
2. Границы зон чрезвычайных ситуаций с
учетом результатов оценки риска разливов нефти и нефтепродуктов. В зависимости от объема и площади разлива нефти и нефтепродуктов на местности [3], выделяются чрезвычайные ситуации следующих категорий:
- локального значения - до 100 тонн нефти и нефтепродуктов на территории объекта;
- местного значения - разлив от 100 до 500 тонн нефти и нефтепродуктов в пределах административной границы муниципального образования либо разлив до 100 тонн нефти и нефтепродуктов, выходящий за пределы территории объекта;
- территориального значения - разлив от 500 до 1000 тонн нефти и нефтепродуктов в пределах административной границы субъекта Российской Федерации либо разлив от 100 до 500 тонн нефти и нефтепродуктов, выходящий за пределы административной границы муниципального образования;
- регионального значения - от 1000 до 5000 тонн нефти и нефтепродуктов либо разлив от 500 до 1000 тонн нефти и нефтепродуктов, выходящий за пределы административной границы субъекта Российской Федерации;
- федерального значения - разлив свыше 5000 тонн нефти и нефтепродуктов либо разлив нефти и нефтепродуктов вне зависимости от объема, выходящий за пределы государственной границы Российской Федерации, а также разлив нефти и нефтепродуктов, поступающий с территорий сопредельных государств (трансграничного значения).
3. Ситуационные модели наиболее опасных чрезвычайных ситуаций и их социально-экономических последствий для населения и окружающей среды прилегающей территории. При
хранении, транспортировке и перекачке нефти и нефтепродуктов возможно возникновение следующих чрезвычайных ситуаций (рис. 1):
Рис. 1. Ситуационные модели наиболее опасных ЧС.
На магистральном нефтепродуктопроводе:
- разрыв на магистральном участке или отводе на нефтебазу, утечка нефтепродукта с выходом на рельеф местности;
- выход нефтепродукта из-под сальниковых трещин, свищей запорной арматуры или нефтепро-дуктопровода с последующим возгоранием;
В результате аварии может образоваться в низких местах озеро нефтепродуктов площадью до
2400 м , пострадать около 15 тысяч человек, материальный ущерб может составить до 500 тысяч рублей, нанести значительный ущерб экологии.
На нефтебазах и автозаправочных комплексах при возникновении крупных аварийных разливов нефтепродуктов (более 4 м2) на заправочных площадках, образуется паровоздушная смесь, при возгорании которой, кроме материального ущерба, возникает реальная угроза человеческой жизни.
При автомобильных транспортировках возможны опрокидывания или разрушения емкостей с нефтепродуктами, при которых возможен разлив нефтепродуктов и образование незначительных по размерам очагов пожаров и загрязнений окружающей среды.
На территории аэродромов из-за возможного разлива авиатоплива может возникнуть пожар, который характеризуется, как правило, большими размерами, быстрым распространением горения, высокой скоротечностью и большой температурой в зоне горения.
На железнодорожных станциях может быть сосредоточено до 1000 тонн различных видов нефтепродуктов. В случае аварии на железнодорожном транспорте возможны разрушения путей, контактных линий электросети, близлежащих зданий и сооружений с образованием завалов и зон сплошных пожаров, произойдет разгерметизация цистерн, что приведет к частичному или полному выходу нефтепродуктов, образованию облака топливно-воздушной смеси (ТВС) вследствие испарения нефтепродукта с поверхности разлива, с образованием опасных для здоровья людей концентрации нефтепродуктов в воздухе. Облако ТВС может дрейфовать и, в конечном итоге, взорваться с образованием зоны избыточного давления. В случае большого выхода нефтепродуктов и образования облака ТВС аварийная ситуация может выйти за границы объекта, что может повлечь за собой жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительным материальным потерям и нарушению условий жизнедеятельности людей.
Неблагоприятное влияние на оперативность в организации и проведение работ по локализации и ликвидации разливов нефтепродуктов оказывают
инженерные сооружения области на транспортных коммуникациях:
- малое количество мостов и понтонных переправ через реку Дон;
- наличие виадуков, что затрудняет проезд крупногабаритной инженерной техники к местам проведения аварийно-спасательных работ;
- отсутствие хороших транспортных дорог, особенно в сельской местности, что увеличивает время прибытия на место ликвидации чрезвычайной ситуации;
- переезды через железнодорожные пути в случае закрытия для пропуска железнодорожных составов.
4. Организация мониторинга за разливами нефтепродуктов. Мониторинг за разливами (утечками) нефтепродуктов на территории Воронежской области осуществляется в рамках территориальной системы мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций (ТСМП ЧС) и проводится на трёх уровнях:
Схема организации мониторинга обстановки за разливами (загрязнениями) нефтепродуктов представлена на рис. 2.
На местном уровне осуществляется мониторинг за разливами нефтепродуктов путём сбора информации через муниципальные единые дежур-но-диспетчерские службы (ЕДДС).
На территориальном уровне мониторинг за разливами нефтепродуктов осуществляют территориальные контрольные и надзорные органы:
- Территориальное управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучию человека по Воронежской области;
- Управление федеральной службы по надзору в сфере природопользования по Воронежской области;
- Управление по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по Воронежской области;
- Управление по экологии и природопользованию по Воронежской области;
Вестник Воронежского института ГПС МЧС России
Идентификация разлива (загрязнения) нефтепродуктов
Рис. 2. Организация мониторинга за разливами нефтепродуктов.
5. Определение достаточного состава сил и средств ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов с учетом их дислокации. Расчет сил и средств ТП РСЧС на случай локализации и ликвидации возгорания нефтепродуктов определяется объемом возможного разлива и масштабами распространения пятна нефтепродукта по рельефу местности [4].
При этом учитывается:
- максимально возможный объем разлившихся нефти и нефтепродуктов;
- год ввода в действие и год последнего капитального ремонта объекта;
- максимальный объем нефти и нефтепродуктов на объектах;
- физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов;
- влияние места расположения объекта на скорость распространения нефти и нефтепродуктов с учетом возможности их попадания в речные акватории, во внутренние водоемы;
- гидрометеорологические, гидрогеологические и другие условия в месте расположения объекта;
- возможности имеющихся на объекте сил и средств, а также профессиональных аварийно-спасательных формирований, дислоцированных в регионе;
- наличие полигонов по перевалке, хранению и переработке нефтяных отходов;
- транспортная инфраструктура в районе возможного разлива нефти и нефтепродуктов;
- время доставки сил и средств к месту чрезвычайной ситуации;
- время локализации разлива нефти и нефтепродуктов, которое не должно превышать 4 часов при разливе в акватории и 6 часов - при разливе на почве.
Необходимость привлечения дополнительных сил и средств для ликвидации аварии зависит от масштабов произошедшей аварии и определяется руководством объекта и Центром управления силами ГУ МЧС по Воронежской области.
С целью определения необходимого состава сил и специальных технических средств на проведение мероприятий организациями осуществляется прогнозирование последствий разливов нефти и нефтепродуктов и обусловленных ими вторичных чрезвычайных ситуаций. Прогнозирование осуществляется относительно последствий максимально возможных разливов нефти и нефтепродуктов на основании оценки риска с учетом неблагоприятных гидрометеорологических условий, времени года, суток, рельефа местности, экологических особенностей и характера использования территорий (акваторий).
Вывод. Чрезвычайные ситуации, связанные с аварийными разливами нефтепродуктов, в результате крушения подвижного состава представляют высокую и реальную опасность для населения и окружающей природной среды, так как при этом возможны утечка, загорание опасного вещества, разрушение железнодорожного полотна и контактной сети. Именно данные обстоятельства обусловили необходимость поиска и обоснования мероприятий по организации ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов на железнодорожном транспорте.
2. Исаева Л. К., Сулименко В. А Экологическая безопасность объектов топливно-энергетического комплекса / Л.К. Исаева, В.А. Сулименко // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. - 2013. - № 4. - С. 4-9.
4. Горшков А.В. Защита населения и территорий от природных и техногенных чрезвычайных ситуаций и опасностей военного характера: учеб. пособие / А.В. Горшков, Д.Л. Мальцев, С.М. Корнеев. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 2005. - 280 с.
2. Isaeva L. K., Sulimenko V. A Jekologicheskaja bezopasnost' ob'ektov toplivno-jenergeticheskogo kom-pleksa / L.K. Isaeva, V.A. Sulimenko // Pozhary i chrez-vychajnye situacii: predotvrashhenie, likvidacija. - 2013. -№ 4. - S. 4-9.
4. Gorshkov A. V. Zashhita naselenija i territorij ot prirodnyh i tehnogennyh chrezvychajnyh si-tuacij i opasnostej voennogo haraktera: ucheb. posobie / A.V. Gorshkov, D.L. Mal'cev, S.M. Korneev. - Voronezh: Izd-vo VGU, 2005. - 280 s.
FORECASTING AND PREVENTION MEASURES EMERGENCIES WITH THE OIL SPILL
Валуйский Владимир Евгеньевич,
Considered emergencies related to the oil spill, which represent high and a real danger for the population and territories; forecasting volumes and surfaces of spills of oil and oil products. Considered the boundaries of the zones of emergency situations based on the results of risk assessment of oil spills, petroleum and situational models of the most dangerous emergency situations and their socio-economic consequences for the population and the environment of adjacent areas. The article presents the organization of monitoring of oil spills.
Keywords: oil products, monitoring and forecasting of emergency situations, localization and liquidation of oil fire.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ОЦЕНКЕ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙНЫХ ВЫБРОСОВ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ
Б.А.Красных, А.А.Агапов, А.А.Шаталов, М.В.Лисанов, А.В.Пчельников, А.С.Печеркин, В.И.Сидоров, В.В.Симакин, С.И.Сумской, Е.В.Шанина
Методические указания по оценке последствий аварийных выбросов опасных веществ разработаны в соответствии с Планом разработки руководящих документов Ростехнадзора на 2007 г. в целях повышения качества экспертизы, декларирования промышленной безопасности, обоснования мероприятий по защите персонала и населения, планов локализации и ликвидации последствий аварий, оценке воздействия аварийных выбросов на окружающую природную среду и иных процедур обоснования безопасности и оценки риска аварий на опасных производственных объектах.
Алгоритм оценки последствий аварий, приведенный в Методических указаниях, основан на модели "тяжелого газа" и позволяет рассчитывать распространение газообразных веществ в атмосфере при промышленных авариях, в том числе рассчитывать пространственно-временное распределение опасных веществ и зоны токсического поражения и воспламенения топливно-воздушных смесей.
Методические указания совместно с Методикой оценки последствий химических аварий (Методика "ТОКСИ-2.2") реализованы в компьютерном варианте (ТОКСИ+), распространяемом НТЦ "Промышленная безопасность".
I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. Методические указания по оценке последствий аварийных выбросов опасных веществ (далее - Методические указания) применяются при расчете зон распространения опасных веществ в атмосфере при промышленных авариях.
2. Методические указания разработаны в соответствии с:
Порядком оформления декларации промышленной безопасности опасных производственных объектов и перечнем включаемых в нее сведений (РД-03-14-2005), утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 29.11.05 N 839;
ГОСТ Р 12.3.047-98 "ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля";
Методикой оценки последствий химических аварий (Методика "ТОКСИ"). М.: НТЦ "Промышленная безопасность", 1993. 19 с.;
Методикой оценки последствий химических аварий (Методика "ТОКСИ-2.2" НТЦ "Промышленная безопасность", согласованная Госгортехнадзором России) // Методики оценки последствий аварий на опасных производственных объектах: Сборник документов. Серия 27. Выпуск 2 / Колл. авт. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: ОАО "НТЦ "Промышленная безопасность", 2006. 208 с.
3. Действие Методических указаний распространяется на случаи выброса опасных веществ в атмосферу как в однофазном (газ или жидкость), так и в двухфазном (газ и жидкость) состоянии. Соответственно облако, рассеивающееся в атмосфере, состоит либо только из газа (воздух и опасное вещество), либо из газа (воздух и опасное вещество) и жидких аэрозольных включений (капли опасного вещества).
4. Методические указания применяются для расчетов выбросов опасных веществ, плотность которых на месте выброса больше плотности воздуха при соответствующих условиях.
5. Методические указания позволяют определить:
количество поступивших в атмосферу опасных веществ при различных сценариях аварии;
пространственно-временное поле концентраций опасных веществ в атмосфере, в том числе зоны опасного воздействия на окружающую природную среду;
размеры зон химического заражения, соответствующих различной степени поражения людей, определяемой по ингаляционной токсодозе, в том числе с учетом времени накопления токсодозы (с учетом пробит-функции);
размеры зон дрейфа пожаровзрывоопасных облаков, в пределах которых сохраняется способность к воспламенению, и размеры зон распространения пламени (пожара-вспышки) или детонации, области продуктов сгорания;
количество опасного вещества в облаке, ограниченном концентрационными пределами воспламенения.
6. Методические указания предназначены для работников Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору, осуществляющих надзор за опасными производственными объектами.
Методические указания используются при:
проектировании производственных объектов, на которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются опасные вещества;
разработке деклараций промышленной безопасности;
анализе риска аварий на опасных производственных объектах;
разработке планов локализации и ликвидации аварийных ситуаций;
разработке инженерно-технических мероприятий по предупреждению, локализации и ликвидации последствий аварий, сопровождающихся выбросом опасных веществ;
разработке мероприятий по защите персонала и населения от возможных аварий;
оценке воздействия аварийных выбросов опасных веществ на окружающую среду;
обосновании условий страхования и проведении иных процедур, связанных с оценкой последствий выбросов опасных веществ на опасных производственных объектах.
7. Основные термины, использованные в документе, и их определения приведены в приложении N 1.
8. Перечень условных обозначений и размерностей показателей, применяемых при расчетах, представлен в приложении N 2.
II. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТОВ
9. Расчеты распространения опасных веществ в атмосфере, приведенные в настоящих Методических указаниях, основаны на модели рассеяния "тяжелого" газа. Основными причинами образования "тяжелых" газов являются: молекулярный вес опасного вещества выше молекулярного веса воздуха (29,5 г/моль), низкая температура, наличие аэрозолей.
10. Модель "тяжелого" газа учитывает следующие процессы:
движение облака в переменной по высоте скорости ветра;
рассеяние облака в вертикальном направлении за счет атмосферной турбулентности (подмешивание воздуха в облако);
рассеяние облака в горизонтальном направлении за счет подмешивания воздуха в облако, происходящего как за счет атмосферной турбулентности, так и за счет гравитационного растекания;
нагрев или охлаждение облака за счет подмешивания воздуха;
фазовые переходы опасного вещества в облаке;
теплообмен облака с подстилающей поверхностью.
11. В Методических указаниях приняты следующие допущения:
газообразное опасное вещество считается идеальным газом, свойства которого не зависят от температуры;
жидкое опасное вещество считается несжимаемой жидкостью, свойства которой не зависят от температуры;
гравитационное растекание облака опасного вещества учитывается с помощью эмпирической зависимости;
истечение опасного вещества и его испарение происходят с постоянной скоростью, соответствующей максимальной скорости истечения (испарения);
разлив жидкой фазы происходит на твердой, невпитывающей поверхности;
для случаев отсутствия обвалования толщина слоя разлившегося опасного вещества принимается равной 0,05 м*;
осаждение на подстилающую поверхность выброса опасного вещества ("тяжелого" газа) и его химические превращения при рассеянии не учитываются.
* При наличии достаточных обоснований допускается задание слоя разлития с глубиной, отличной от 0,05 м, в частности в соответствии с нормами пожарной безопасности "Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности", утвержденными приказом Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий от 18.06.03 N 314 (НПБ 105-03).
12. В Методических указаниях используются стандартные характеристики атмосферы и профили ветра, а также известные скорости подмешивания воздуха в выброс.
Для описания устойчивости атмосферы используется 6 классов устойчивости - А, В, С, D, Е и F (по Паскуилу). Первые три класса соответствуют неустойчивой стратификации атмосферы, последние два - устойчивой. Класс D соответствует нейтральной стратификации атмосферы. Характеристики атмосферы рассчитываются согласно соотношениям раздела IV.
Предполагается, что в течение времени распространения облака характеристики атмосферы не меняются.
13. В Методических указаниях рассматриваются следующие условия изменения состояния опасного вещества:
проливы жидкой фазы имеют форму квадрата, вдоль одной из сторон которого направлен ветер; в случае если поперечные размеры пролива существенно отличаются во взаимно перпендикулярных направлениях, допускается принимать поперечный размер пролива отличным от принятого в Методических указаниях;
выброс происходит на уровне земли или площадки (этажерки), где расположено технологическое оборудование, рассеяние выброса проходит от уровня поверхности земли;
в начальный момент времени (на месте выброса) первичное облако опасного вещества имеет форму цилиндра (рис.3.1 приложения N 3), а сечение вторичного облака во всех сценариях представляет собой прямоугольник (рис.3.2 приложения N 3);
капли в облаках и пролив жидкости на подстилающую поверхность не "захолаживаются", то есть их температура не опускается ниже температуры кипения;
распространение выброса происходит над твердой ровной поверхностью, с которой нет обмена массой, а есть только обмен теплом;
в начальный момент времени в облаках (первичном и вторичных) опасное вещество воздухом не разбавлено;
в облаке существует фазовое равновесие газ-жидкость, это равновесие устанавливается мгновенно;
фазовые переходы опасного вещества приводят только к изменению высоты облака;
при определении размеров зон, где возможно горение (или детонация) топливно-воздушной смеси (далее - ТВС), предполагалось, что горение (или детонация) может быть инициировано в областях со средней концентрацией от 0,5 нижнего концентрационного предела распространения пламени (далее - НКПВ) до верхнего концентрационного предела распространения пламени (далее - ВКПВ).
14. Методические указания не применяются или применяются ограниченно в следующих случаях:
расчет рассеяния вещества в штилевых условиях;
расчет распространения выброса внутри помещений;
распространение выброса за пределами 20-30 км от места выброса;
распространение выброса с массой опасного вещества в первичном облаке более 500 т;
распространение облаков от пролива опасного вещества площадью более 250000 м;
наличие на пути движения облака препятствий, размеры которых больше размеров облака;
рассеяния твердых опасных веществ;
выпадения конденсированной фазы на подстилающую поверхность и ее повторного поступления в атмосферу.
III. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫБРОСА ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ
15. Методические указания позволяют провести расчеты для следующих инициирующих событий аварийных ситуаций в зависимости от характера разрушения оборудования и агрегатного состояния опасного вещества в нем.
а) Для опасного вещества, находящегося в технологическом оборудовании в газообразном состоянии:
1. Сценарий 1. Полное разрушение оборудования, содержащего опасное вещество в газообразном состоянии.
2. Сценарий 2. Нарушение герметичности (частичное разрушение) оборудования, содержащего опасное вещество в газообразном состоянии.
б) Для опасного вещества, находящегося в технологическом оборудовании в жидком состоянии:
1. Сценарий 3. Полное разрушение оборудования, содержащего опасное вещество в жидком состоянии.
РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ
"Методика оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности"
___________________________________________________________________
Текст Сравнения "Методики оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности (Руководство по безопасности)",
утвержденной Приказом Ростехнадзора от 29.06.2016 N 272 и "Методики оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности (Руководство по безопасности)",
утвержденной Приказом Ростехнадзора от 27.12.2013 N 646 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
__________________________________________________________________
В разработке Руководства принимали участие С.Г.Радионова, С.А.Жулина, В.В.Козельский, А.А.Воротилкин, О.В.Кононова, Д.М.Чеботарева (Ростехнадзор), А.С.Печеркин, А.И.Гражданкин, Д.В.Дегтярев, М.В.Лисанов, Е.Е.Невская (ЗАО "Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности"), Н.А.Махутов (РАН), Р.Э.Чавдаров (ПАО "Газпромнефть"), Ю.Н.Шебеко (ФГБУ ВНИИПО МЧС России), О.Н.Кирюшина, А.А.Ляпин (РСПП), С.И.Сумской (Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"), А.А.Швыряев (МГУ им.М.В.Ломоносова).
Руководство содержит рекомендации к количественной оценке риска аварий для обеспечения соблюдения требований промышленной безопасности при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, техническом перевооружении, реконструкции, эксплуатации, консервации и ликвидации опасных производственных объектов нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности и не является нормативным правовым актом.
I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2. Настоящее Руководство содержит рекомендации к количественной оценке риска аварий (далее - оценка риска) для обеспечения требований промышленной безопасности при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, техническом перевооружении, реконструкции, эксплуатации, консервации и ликвидации опасных производственных объектов нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности и не является нормативным правовым актом.
3. Организации, осуществляющие оценку риска аварий, могут использовать иные обоснованные способы и методы, чем те, которые указаны в настоящем Руководстве, в случае если они получили одобрение Научно-технического совета Ростехнадзора.
4. В Руководстве применяют сокращения и обозначения, а также термины и определения, приведенные в приложениях N 1 и 2 к настоящему Руководству.
5. Руководство распространяется на опасные производственные объекты нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности.
II. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ АНАЛИЗА ОПАСНОСТЕЙ И ОЦЕНКИ РИСКА АВАРИЙ
7. Оценку риска аварий опасных производственных объектов нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности рекомендуется проводить при разработке:
проектной документации на строительство или реконструкцию опасного производственного объекта;
документации на техническое перевооружение, капитальный ремонт, консервацию и ликвидацию опасного производственного объекта;
Оценку риска аварий опасных производственных объектов нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности рекомендуется также проводить при определении критериев приемлемого риска аварий на опасных производственных объектах, устанавливаемых в федеральных нормах и правилах в области промышленной безопасности, и проведении иных работ, связанных с определением степени опасности и проведением количественной оценки риска аварий на опасных производственных объектах.
8. При оценке риска аварий на опасных производственных объектах рекомендуется учитывать влияние систем противоаварийной защиты, действия средств блокировок, автоматического контроля и регулирования; защитных мероприятий по эвакуации людей; действия аварийно-спасательных формирований.
9. При анализе причин возникновения аварийных ситуаций на опасных производственных объектах рекомендуется рассматривать отказы (неполадки) технических устройств, ошибочные или несвоевременные действия персонала, внешние воздействия природного и техногенного характера с учетом:
отказов технических устройств, связанных с типовыми процессами, физическим износом, коррозией, выходом технологических параметров на предельно допустимые значения, прекращением подачи энергоресурсов (электроэнергии, пара, воды, воздуха), нарушением работы систем и/или средств управления и контроля;
ошибочных действий персонала, связанных с отступлением от установленных параметров технологического регламента ведения производственного процесса, нарушением режима эксплуатации производственных установок и оборудования, недостаточным контролем (или отсутствием контроля) за параметрами технологического процесса;
внешних воздействий природного и техногенного характера, связанных с землетрясениями, паводками и разливами, несанкционированным вмешательством в технологический процесс, диверсиями или террористическими актами, авариями или другими техногенными происшествиями на соседних объектах.
11. Исходные данные, сделанные допущения и предположения, результаты оценки риска аварий на опасных производственных объектах рекомендуется обосновывать и документально фиксировать в объеме, достаточном для того, чтобы выполненные расчеты и выводы могли быть повторены и проверены в ходе независимого аудита или экспертизы.
III. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РИСКА АВАРИЙ
12. Для оценки риска аварий на опасных производственных объектах рекомендуется использовать следующие количественные показатели риска аварии: индивидуальный риск , потенциальный риск , коллективный риск , социальный риск , частота реализации аварии с гибелью не менее одного человека .
13. Показатели риска аварии являются функцией конкретных исходных данных, которые в свою очередь являются функцией времени.
14. Показатели риска аварии рекомендуется представлять в виде значений, рассчитанных для составляющих опасного производственного объекта, а также просуммированных значений для всего опасного производственного объекта.
15. Показатели индивидуального риска и коллективного риска рекомендуется представлять в виде значений вероятности смерти 1 человека или группы лиц (рекомендуется принимать группу равной 10 человек) в течение 1 года.
16. Распределение потенциального риска рекомендуется представлять на ситуационном плане в виде изолиний, кратных отрицательной степени 10, показывающих распределение значений риска гибели людей от поражающих факторов аварий по территории опасного производственного объекта и прилегающей местности в течение 1 года.
17. Показатель социального риска аварии рекомендуется представлять в виде графика ступенчатой функции, описывающей зависимость ожидаемой частоты аварий, в которых могут погибнуть не менее "х" человек, от числа погибших - "х".
IV. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКЕ РИСКА АВАРИЙ
18. Количественная оценка риска аварий включает определение сценариев развития аварий, оценку частоты возможных сценариев аварий, оценку возможных последствий по рассматриваемым сценариям аварий, расчет показателей риска аварий.
19. При определении сценариев аварий рекомендуется рассматривать следующие случаи и сопровождающие их поражающие факторы:
мгновенный выброс опасных веществ с воспламенением и образованием струевого пламени или колонного пожара вследствие разрыва технологического трубопровода или разрушения емкости, аппарата, установки с газом, жидкостью под давлением, а также распространением следующих поражающих факторов: осколков; ударной волны (воздушной волны сжатия), образующейся в начальные моменты истечения сжатого газа в атмосферу; скоростного напора струи газа; прямого воздействия пламени; теплового излучения от пламени;
истечение газа (жидкости) с последующим образованием взрывоопасной газовоздушной смеси, воспламенением смеси и ее взрывным превращением по дефлаграционному типу, а также пожар колонного типа в загроможденном пространстве с распространением следующих поражающих факторов: ударной волны, скоростного напора струи газа, прямого воздействия пламени, теплового излучения от пламени;
взрыв ТВС в емкости с последующим разливом, воспламенением горючих жидкостей и горением в виде пожара разлития, а также распространением следующих поражающих факторов: осколков, ударной волны, прямого воздействия пламени и теплового излучения от пламени;
истечение горючей термодинамически стабильной жидкости из емкости, резервуара, технологического трубопровода с образованием площади разлития и испарением жидкости с поверхности разлива; воспламенение облака ТВС от источника зажигания (автомобиля с работающим двигателем, неисправного электрооборудования или открытого источника огня) на территории промышленной площадки или вне ее, с последующим распространением поражающих факторов: ударной волны, образующейся при взрывном сгорании смеси; прямого воздействия пламени при сгорании облака ТВС; пожара-вспышки; огненного шара; теплового излучения от пламени пожара разлития;
истечение термодинамически нестабильной жидкости из емкости, резервуара, технологического трубопровода или насоса с образованием разлития и интенсивным испарением легких фракций с поверхности разлития, образованием, рассеиванием и переносом паров продукта (тяжелее воздуха) вблизи поверхности земли по направлению ветра, а также воспламенение взрывопожароопасного облака от источника зажигания с последующим распространением вблизи места аварии поражающих факторов: ударной волны, прямого воздействия пламени при сгорании облака ТВС, пожара-вспышки, огненного шара от пожара разлития, теплового излучения от пламени пожара разлития.
20. При определении сценариев на последних этапах развития аварии рекомендуется учитывать сочетание последовательных сценариев или "эффект домино". Этот эффект рекомендуется учитывать, если затронутое оборудование содержит опасные вещества.
21. Пример сценариев представлен в приложении N 4 к настоящему Руководству.
22. Частота сценария аварии определяется путем перемножения условной вероятности сценария на частоту возникновения аварии (частоту разгерметизации).
23. Для определения условной вероятности сценария аварии рекомендуется использовать метод построения деревьев событий в соответствии с Руководством по безопасности "Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах".
24. В качестве исходного события каждого дерева рекомендуется принимать разгерметизацию технического устройства или его элемента (для технологических трубопроводов - участка).
Каждый узел (разветвление) дерева событий отражает влияние факторов развития аварий. Общее число конечных ветвей дерева событий соответствует общему числу расчетных сценариев аварии, образующих полную группу несовместных событий (см. пример в приложении N 5 к настоящему Руководству).
При отсутствии обоснованных значений рекомендуется для оценки частот разгерметизации использовать метод анализа деревьев отказов (ГОСТ Р 27.302-2009 "Надежность в технике. Анализ дерева неисправностей"), построение "моделей отказов" (ГОСТ Р 27.004-2009 "Надежность в технике. Модели отказов") с анализом их последствий (ГОСТ Р 51901.12-2007 "Менеджмент риска. Метод анализа видов и последствий отказов") с учетом влияния методов управления надежностью технических устройств (ГОСТ Р 27.606-2013 "Надежность в технике. Управление надежностью. Техническое обслуживание, ориентированное на безотказность") и методов контроля заданных показателей надежности (ГОСТ Р 27.403-2009 "Надежность в технике. Планы испытаний для контроля вероятности безотказной работы").
26. При оценке возможных последствий аварий рекомендуется определять вероятные зоны действия поражающих факторов и причиненный ущерб (количество пострадавших).
27. При определении вероятных зон действия поражающих факторов рекомендуется проводить:
определение количества опасного вещества, участвующего в создании поражающих факторов аварии;
определение количественных параметров, характеризующих действие поражающих факторов (давление и импульс для ударных волн, интенсивность теплового излучения для пламени, размеры пламени и зоны распространения высокотемпературной среды при термическом воздействии, дальность дрейфа облака ТВС до источника зажигания);
сравнение рассчитанных количественных параметров с критериями поражения (разрушения).
28. Для определения количества опасного вещества, участвующего в создании поражающих факторов аварии, рекомендуется учитывать деление технологического оборудования и трубопроводов на изолируемые запорной арматурой секции (участки); интервал срабатывания и производительность систем аварийного сброса и опорожнения (в том числе на факел); влияние волновых гидродинамических процессов на режим истечения опасного вещества для протяженных трубопроводных систем (длиной более 500 метров).
29. Рекомендуемый порядок расчета истечения опасных веществ из технологических трубопроводов приведен в приложении N 6 к настоящему Руководству.
30. Массу аварийного выброса опасных веществ рекомендуется определять как массу вещества в аппарате (трубопроводе) с учетом перетоков от соседних аппаратов (участков) в течение продолжительности выброса и перекрытия запорной арматуры (задвижек) с учетом массы стока вещества из отсеченного блока (трубопровода). При отсутствии достоверных сведений продолжительность выброса рекомендуется принимать равной 600 секунд в случае наличия средств противоаварийной защиты и системы обнаружения утечек и 1800 секунд - в случае их отсутствия.
31. Для сценария взрыва облака ТВС в соответствии с Руководством по безопасности "Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ", утвержденным приказом Ростехнадзора от 20 апреля 2015 г. N 158 (далее - Руководство по безопасности "Методика моделирования распространения аварийных выбросов опасных веществ"), количество опасного вещества в облаке рекомендуется определять как сумму масс газовых фракций в аппарате, образовавшихся при кипении жидкости за счет внутренней энергии, поступивших за счет перетока из соседних аппаратов с учетом изменения в процессе выброса состава облака ТВС, температуры и давления согласно термодинамическим расчетам.
Читайте также: