, старший преподаватель, Тихоокеанский военно-морской институт им. .
ИССЛЕДОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ СИСТЕМ
ДЛЯ ОЦЕНКИ СТОЙКОСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ
ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
ПРИРОДНОГО ХАРАКТЕРА
В целях предупреждения аварий и катастроф особую актуальность имеет решение проблемы повышения устойчивости функционирования объектов экономики к поражающим факторам чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного характера. При заблаговременном проведении мероприятий повышения устойчивости функционирования объектов, возможные потери и материальный ущерб при ЧС могут быть снижены на 30 – 40% [1].
Для всех объектов экономики Российской Федерации законодательно определена необходимость разработки и проведения подобных мероприятий. В первую очередь, законодательные требования распространяются на потенциально опасные объекты, к которым в числе прочих относятся объекты хранения нефтепродуктов (ОХН). Для ОХН наибольшую угрозу несет не столько сам факт разрушения их элементов при ЧС, сколько угроза, что эти разрушения могут привести к взрыву или пожару, в результате которых сам объект может быть уничтожен или утратить способность функционирования на длительный срок. Средняя частота пожаров в резервуарных парках нефтебаз составляет 5,7 случаев в год и превышает аналогичные показатели для нефтеперерабатывающих предприятий – 3,3; нефтепромыслов – 1,6; нефтепроводов – 1,2 [2]. Пожары резервуарного парка ОХН крайне редко удается потушить в начальной стадии возникновения, вследствие наличия условий для их развития. Физическая стойкость элементов ОХН и, как следствие устойчивое функционирование в целом не нарушаются при получении частичных повреждений технологических трубопроводов, оборудования, КИП; незначительных повреждений запорной арматуры; небольших вмятин в корпусе резервуаров; смещения резервуаров в пределах установленных норм. Подобные последствия могут быть вызваны получением повреждений и слабых разрушений, что соответствует критериям сохранения пожаровзрывобезопасности элементов и ОХН в целом.
В настоящее время предпринимаются шаги к решению проблемы устойчивого функционирования ряда потенциально опасных объектов. С апреля текущего года введен ГОСТ Р.22.1.12–05 «Безопасность в ЧС. Структурированные системы мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Общие требования». В стандарте установлены категории особо опасных, технически сложных и уникальных объектов, подлежащих оснащению структурированными системами мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС). К данной категории относятся объекты хранения нефтепродуктов с емкостью хранения свыше 20 тысяч тонн. СМИС должны создаваться в целях обеспечения гарантированной устойчивости функционирования контролируемых объектов, и являются обязательным элементом автоматизированных систем объекта, разработанных по ГОСТ 34.003, ГОСТ 34.601, ГОСТ 34 603. Оснащение указанных выше объектов СМИС должно осуществляться при проведении проектных, строительных и монтажных работ для вновь строящихся объектов. Для ОХН в эксплуатации – во время плановых капитальных ремонтов. Прием в эксплуатацию указанных объектов без оборудования их СМИС не допускается.
Тем не менее, подавляющее большинство объектов хранения нефтепродуктов не принадлежит к категории особо опасных. Они нуждаются в более простых и менее затратных решениях.
Устойчивое функционирование при ЧС – это функция ОХН, как сложной иерархической системы. В состав этой сложной системы входят подсистемы: сливоналивных эстакад, автомобильных станций, сливоналивных пирсов (a); резервуарных парков, технических трубопроводов и насосных станций (b); коммунально-энергетическая (c); контроля, управления и противоаварийной защиты (d); структур обеспечения - гараж, пожарная команда, ремонтная служба (е). Взаимодействие этих подсистем обуславливает новое интегральное свойство – устойчивость функционирования ОХН. Это системное свойство не является результатом арифметического сложения свойств подсистем, оно качественно отличается от свойств каждого отдельного компонента системы.
Существующая практика обеспечения безопасности ОХН далеко не в полной мере учитывает процессы, возникающие при взаимодействии этих объектов с окружающей средой. ОХН следует рассматривать, как единую природно-техногенную систему (ПТС), в которую наряду с природными компонентами: почвы, рельеф, воздух, поверхностные и подземные воды, инсоляция, растительный и животный мир, входят техногенные компоненты - собственно ОХН. Компоненты, определяющие геодинамический, гидрометеорологический, а также фактор природной пожарной опасности для ОХН, можно объединить в следующие группы:
- гидрометеорологические условия;
- пирологические условия;
- состав и свойства грунтов;
- гидрогеологические условия;
- геолого-литологическое строение;
- тектоническое строение;
- геоморфологические условия;
- экзогенные геологические процессы;
- техногенные воздействия.
Параметры указанных компонент могут быть определены на моменты текущих и профилактических освидетельствований зданий и сооружений ОХН. На основании этого может быть оценена их стойкость к воздействиям поражающих факторов. Разработанная нами методика оценки устойчивости функционирования сложной природно-техногенной системы при воздействиях поражающих факторов ЧС, использует уравнение, в котором функция показателя устойчивости функционирования образуется по аддитивному принципу, как сумма произведений нормированных частных факторов на их весовые коэффициенты:
n
f(х)=∑Ai (X i/ Xei), (1)
n i=1
где ∑Ai=1
i=1
Ai – весовой коэффициент значимости i-го фактора;
n – количество факторов;
Xi – численное значение i-го фактора;
Xei – нормативное значение i-го фактора;
Хi / Хei = Хотн, где Хотн – относительный показатель.
Формула (1) пригодна для формирования однородного безразмерного массива исходных данных и соответствует совпадению размерности для различных величин (стандартизации исходных данных), так как увеличение значения величины приводит к увеличению числового значения формируемого индекса. В качестве значения показателя Хei принимается его фоновое значение. В случае затруднения оценки фонового значения, принимается минимальное значение или нормативно-установленное. Присвоение весовых коэффициентов обеспечивает дальнейшую сравнимость показателей:
1. Кфс гд - показатель стойкости ОХН по геодинамическому фактору.
2.Кфсгм - показатель стойкости ОХН по гидрометеорологическому фактору.
3. Кплчс - показатель готовности ОХН к предупреждению и ликвидации ЧС.
4. К пз – показатель противопожарной защиты ОХН.
Оценка показателей Кфс гд, Кфс гм, Кплчс, Кпз, Кпб, проведена расчетом взвешенной суммы, для всех подсистем ОХН:
Кn=А1Xа + А2Хb + А3 Хc + А4Хd + А5Хe. ….. + ...АnXn, (2)
где А1...Аn – весовые коэффициенты, назначенные экспертно;
Ха-е – исходный показатель подсистем (а), (b), (с), (d), (е), рассчитываемый, как относительный индекс линейной регрессионной зависимости.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. , Белов риск и устойчивость функционирования объектов // Гражданская защита. 2000. №3. С.35 – 36.
2. XXI век – вызовы и угрозы / Под редакцией - М.: Издательство «Ин – Октаво», 2005. – 304с.
3. Кремер вероятностей и математическая статистика. – М.: Издательство «ЮНИТИ – ДАНА», 2006. – 573с.
