6.5.6 К локализующим системам (элементам) безопасности МН должны быть отнесены системы (элементы) безопасности, которые предназначены для предотвращения или ограничения распространения нефти при авариях на объекте (локализующие ограждения, запорная арматура, обратные клапаны, ёмкости для сбора проливов, размещение элементов объекта на разных уровнях и прочее).
6.5.7 К управляющим системам (элементам) безопасности объекта должны быть отнесены системы (элементы) безопасности, которые осуществляют приведение в действие других систем безопасности и обеспечивают контроль и управление ими в процессе выполнения заданных функций.
6.5.8 К обеспечивающим системам (элементам) безопасности объекта должны быть отнесены системы (элементы) безопасности, которые предназначены для снабжения систем безопасности энергией и рабочей средой. Эти системы создают необходимые условия для надёжного функционирования систем безопасности.
6.5.9 Состав и границы систем (элементов) безопасности объекта устанавливаются в проекте.
7 ПРИНЦИПЫ БЕЗОПАСНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ
7.1 Общие сведения
7.1.1 Трубопровод должен проектироваться, сооружаться, эксплуатироваться и обслуживаться таким образом, чтобы его безопасность и функциональная целостность при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации, включая проектные аварии, не приводили к превышению пределов установленных критериев безопасности, а также ограничивались при запроектных авариях.
7.1.2 Традиционный способ проектирования, основанный на применении коэффициентов безопасности и запасов прочности, не учитывает стохастического характера конструктивных и прочностных параметров и не позволяет определять вероятность отказа.
7.1.3 Использование вероятностных расчетов при проектировании дает возможность получения количественных характеристик надежности и безопасности.
7.2 Вероятностные методы проектирования
7.2.1 Проведения ВАБ МН предполагает анализ потенциальных опасностей, оценку рисков, а также поиск мер, позволяющих снизить риски до приемлемого уровня.
7.2.2 ВАБ МН может быть реализован только при выполнении следующих требований:
– наличие подробной информации по пространственному расположению объектов МН и взаимосвязях между ними;
– наличие подробной информации по техническим характеристикам всего оборудования МН;
– наличие сведений о потенциально опасных факторах, их влиянии на оборудование и персонал, возможных последствиях их проявления;
– наличие комплекса моделей, позволяющих оценивать влияние опасных факторов на оборудование и персонал, оценивать масштабы возможного ущерба;
– наличие моделей развития опасных ситуаций (аварий) и критериев принятия решений по управлению риском.
7.2.3 В процессе ВАБ МН решаются следующие задачи:
– выявляются возможные виды отказов МН в целом и составных частей (объектов) МН, изучаются их причины, механизмы и условия возникновения и развития;
– определяются возможные неблагоприятные последствия выявленных отказов, проводится качественный анализ тяжести последствий отказов и/или количественная оценка их критичности;
– составляются и периодически корректируются перечни критичных элементов и технологических процессов;
– оценивается достаточность предусмотренных средств и методов контроля работоспособности и диагностирования для своевременного обнаружения и локализации отказов, обосновывается необходимость введения дополнительных средств и методов сигнализации, контроля и диагностирования;
– вырабатываются предложения и рекомендации по внесению изменений в конструкции и /или технологию изготовления изделий, направленные на снижение вероятности и/или тяжести последствий отказов, оценивается эффективность ранее проведенных доработок;
–оценивается достаточность предусмотренных системой технологического обслуживания контрольно-диагностических и профилактических операций, направленных на предупреждение отказов в эксплуатации, вырабатываются предложения по корректировке методов и периодичности технического обслуживания;
– анализируются правила поведения и действий персонала при возникновении аварийных ситуаций, обусловленных возможными отказами, предусмотренные эксплуатационной документацией, вырабатываются предложения по их совершенствованию или внесению изменений в документацию при их отсутствии;
–проводится анализ возможных (наблюдаемых) ошибок персонала при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте, оцениваются их возможные последствия, вырабатываются предложения по совершенствованию и введению дополнительных средств защиты от ошибок персонала, по совершенствованию инструкций по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту.
7.2.4 ВАБ включает следующие этапы:
– создание статистической базы данных (исходная информация);
– анализ характера отказов;
– анализ неопределенностей;
– анализ надежности, безопасности и рисков.
7.2.1 Исходная информация
При вероятностном методе проектирования МН необходим учет вероятностного характера:
- конструктивных параметров объектов МН;
- физико-механических характеристик (параметров сопротивления) материала трубопроводов МН;
- нагрузок и эффектов нагружения;
- наработок до отказа для объектов МН, рассматриваемых по дискретным схемам;
- эксплуатационных (технологических) параметров для условий нормальной эксплуатации и нарушении нормальных условий эксплуатации, включая проектные аварии;
7.2.1.1 Основными используемыми при вероятностном проектировании характеристиками случайных величин объектов МН, рассматриваемых по континуальным схемам, являются функции распределения, моменты случайных величин (математическое ожидание, стандартное отклонение), а также характеристики корреляции параметров.
Процесс установления вида распределения вероятности для стохастической переменной (статистический вывод), состоит из следующих шагов:
– выбор модели распределения;
– оценка параметра распределения;
– сертификация аппроксимированных (подобранных) распределений.
7.2.1.2 Конструктивные параметры объектов МН, рассматриваемых по континуальным схемам (линейной части МН, технологических трубопроводов, резервуаров):
– толщина стенки δ (номинальная величина является приближением средней величины);
– диаметр трубы Dном;
– овальность трубы;
Овальность трубы определяется максимальным и минимальным диаметром трубы (Dmax и Dmin), измеренным по разным направлениям ее поперечного сечения из соотношения:
(1)
Начальная овальность характеризует состояние трубы после изготовления, когда труба еще не подвергалась сгибу и нагружению давлением.
Необходим учет различий вероятностных характеристик бесшовных труб, прямошовных и спиральношовных труб
Стандартное отклонение диаметра трубы в общем случае зависит от отношения толщины стенки к ее диаметру и сортамента труб.
7.2.1.3 Физико-механические характеристики материала объектов МН (линейной части МН, технологических трубопроводов, резервуаров):
– предел текучести Rн2;
– предел прочности на растяжение Rн1;
– ударная энергия V-образного теста по Шарпи;
– критическое смещение открытия (зарождения) вершины трещины (CTOD);
– кривые усталости и параметры роста усталостных трещин.
Предел текучести обычно представляет нижний (1–5) процентиль функции плотности вероятности.
Функции плотности вероятности для предела текучести могут быть построены на основании информации, содержащейся в заводских сертификатах на трубы и обычно может быть представлена как нормальное или логнормальное распределение, характеризуемое расчетными оценками среднего и стандартного отклонения. Доверительные интервалы по этой статистике будут зависеть от количества и изменчивости данных, причем увеличение количества данных приводит к большей степени достоверности.
Сопротивление зарождению трещин описывается параметрами механики хрупкого разрушения: смещение инициирования вершины трещины (CTOD).
Сопротивление распространению трещин или способность останавливать их рост обычно описывается при помощи результатов V-образного ударного теста по Шарпи в сочетании с ударными испытаниями на разрыв.
7.2.1.4 Для действующих трубопроводов, на которых имеются базы данных по результатам инспекций, вид, параметры распределений могут быть определены по статистическим данным.
7.2.1.5 При анализе нагрузок и эффектов нагружения должны быть рассмотрены:
– эффекты нагружения трубопроводов внутренним давлением трех типов (давление опрессовки – испытательное давление, отклонения от нормального рабочего давления, нештатное давление):
– эффекты нагружения внешним давлением слоя почвы, слоя воды или выталкивающей силы;
– эффекты нагружения продольными нагрузками вследствие термических эффектов, действия изгибающих моментов и действия осевых сил;
– ударные нагрузки (при транспортировке, проведении строительно-монтажных и ремонтных работ, а также деятельности третьей стороны);
– эффекты, возникающие вследствие нагрузок, связанных с воздействием факторов окружающей среды (землетрясения, наводнения, ветровые нагрузки и т. д.)
– совместное действие вышеуказанных факторов.
7.2.1.6 При рассмотрении проекта нового трубопровода целесообразно использовать существующие базы данных, если можно продемонстрировать, что новый трубопровод не будет подвергаться более интенсивному внешнему воздействию, чем действующий прототип.
В случаях, когда этого продемонстрировать невозможно, или где не имеется соответствующих данных вид и параметры распределений для нагрузок и эффектов нагружения для каждой категории нагрузок (функциональных или природных) может быть определен при помощи аналитических методов или численного моделирования.
7.2.1.7 В качестве основных вероятностных характеристик объектов МН, рассматриваемых по дискретным схемам (оборудования и комплектующих изделий МН) используются плотность распределения наработки до отказа f(t), вероятность безотказной работы Р(t )(ВБР) и интенсивность отказа h(t).
7.2.1.8 При анализе условий эксплуатации должны быть рассмотрены следующие эксплуатационные характеристики:
– номинальные (рабочие) и предельно допустимые параметры эксплуатации во всех эксплуатационных режимах;
– параметры эксплуатация объекта в аварийных условиях;
– продолжительности непрерывной и циклической работы;
– численность, состав и квалификация обслуживающего персонала;
–время приведения в готовность использования из режима технического обслуживания;
– наличие защиты от самопроизвольного нарушения функционирования;
– наличие и условия срабатывания аварийной сигнализации.
7.2.2 Идентификация опасностей, анализ условий и характера отказов
7.2.2.1 Цель идентификации опасностей – выявление объектов МН и событий, которые могут привести к возникновению опасностей.
7.2.2.2 Идентификация опасностей для трубопроводов МН включает следующие этапы:
– выявление источников опасности (утечки, взрывы, пожары);
– определение трубопроводов МН, которые могут вызывать опасные состояния;
– рассмотрение последовательности событий с учетом функционирования систем безопасности, превращающих опасность в аварию (достижение одного из предельных состояний, рассмотренных в п.6.4) - аварийных последовательностей;
– формирование ограничений на анализ.
7.2.2.3 Возможные опасности для трубопровода включают следующее:
– эффекты, возникающие вследствие чрезвычайных нагрузок, не предусмотренных проектом;
– воздействия вследствие деятельности третьей стороны;
– эксплуатационные дефекты.
7.2.2.4 Меры для смягчения или устранения этих опасностей:
– устранение источника опасности;
– минимизация последствий;
– проектирование с учетом опасностей.
7.2.2.5 При разработке проекта должны быть рассмотрены предельные состояния, вызванные условиями нагружения по п.7.2.1.5.
7.2.2.6 Предельные состояния, вызванные нагружением трубопроводов внутренним давлением:
а) превышение предела текучести материала окружными напряжениями растяжения, возникающими вследствие испытания давлением или максимального внештатного давления, не приводит к немедленным разрушениям и является достижением предельного состояния по работоспособности.
б) разрушение по пределу прочности (разрыв), вызванное окружными напряжениями растяжения, возникающими вследствие испытания давлением или максимального внештатного давления, соответствует предельному состоянию по исчерпанию несущей способности. При расчете прочности на разрыв для корродированных труб следует учитывать степень их повреждения коррозией.
в) разрушение вследствие роста трещин (под действием окружных напряжений от колебаний рабочего давления) относится к предельному состоянию по исчерпанию несущей способности.
7.2.2.7 Внешнее давление на трубопровод слоя почвы, слоя воды или силы плавучести, вызывает окружное напряжение сжатия, которое может привести к отказу/разрушению трубопровода, описанному при помощи следующих предельных состояний:
а) овализация поперечного сечения трубы –предельное состояние по работоспособности, препятствующее пропуску СОД;
б) потеря устойчивости сечения трубы (сплющивание) – предельное состояние по исчерпанию несущей способности;
в) распространение пучения/вздутия (только для морских трубопроводов) – предельное состояние от случайных факторов.
7.2.2.8 Предельные состояния, вызванные продольными нагрузками (от термических эффектов, эффектов действия внешнего и внутреннего давления, действия изгибающих моментов, действия осевых сил):
а) пучение/вздутие под общей сжимающей нагрузкой – предельное состояние по исчерпанию несущей способности;
б) разрушение кольцевого сварного шва под общей растягивающей нагрузкой, включая совместное действие процессов нестабильного образования трещин и образования пластического шарнира, – предельное состояние по исчерпанию несущей способности;
в) овализацию поперечного сечения при сгибе трубы – предельное состояние по работоспособности;
г) усталостные явления – усталостное предельное состояние обычно возникает из-за циклических продольных нагрузок (например, при протягивании трубы).
7.2.2.9 Предельные состояния от ударного воздействия:
а) повреждение защитных покрытий – предельное состояние по работоспособности;
б) постоянные вмятины на трубе – предельное состояние по работоспособности или по исчерпанию несущей способности (при наличии концентраторов напряжений);
в) механические повреждения стенки трубы (риски, риски во вмятинах) – усталостное разрушение трубопровода;
г) разрыв (разрушение) участка трубопровода – предельное состояние по исчерпанию несущей способности.
7.2.2.10 Ударные нагрузки подразделяются на:
– нормальные ударные нагрузки, возникающие, например, при погрузке-выгрузке, монтажных работах, или вследствие действий рыболовных судов (для морских трубопроводов);
– случайные ударные нагрузки, возникающие вследствие действий экскаваторной техники, или третьей стороны или зацепления якорей, падения предметов, столкновения с судами (для морских трубопроводов).
7.2.2.11 В зависимости от частоты возникновения соответствующего ударного воздействия режимы разрушения, связанные образованием зазубрин, разрывами и разрушениями, могут быть отнесены к предельному состоянию от случайных факторов.
7.2.2.12 Одновременное воздействие сразу нескольких факторов и комбинация нагрузок может привести к образованию следующих предельных состояний:
– разрушению под действием внутреннего давления и ударной нагрузки (вследствие повреждения);
– разрыву под действием внутреннего давления и ударной нагрузки (вследствие повреждения);
– взаимодействию вздутия/пучения и коллапса под действием внешнего давления, изгибающего момента, и осевых нагрузок;
– вздутие/пучение под действием внутреннего давления, изгибающего момента, и осевых нагрузок.
7.2.2.13 Ограничения на анализ предусматривает проведение оценки каждой опасности относительно установленных требований к показателям безопасности и исключение из дальнейшего вероятностного анализа тех опасностей, периодичность возникновения которых меньше, чем установленное эксплуатационное требование.
7.2.3 Оценка показателей надежности, безопасности и рисков
7.2.3.1 Решение задач оценки риска и выработки рекомендаций по управлению риском позволяет говорить о необходимости использование следующих классов моделей:
– модели надежности объекта МН, которые строятся на основе структурных и функциональных схем технологических узлов с учетом специфики технологического процесса перекачки нефти и предназначены для анализа показателей надежности функциональных узлов;
– модели безопасности, которые строятся на основе структурных и функциональных схем систем безопасности (противоаварийной защиты) и предназначены для анализа надежности систем противоаварийной защиты и безопасности технологических блоков и систем МН;
– модели аварий, которые строятся на основе структурных и функциональных схем технологического оборудования, описаний технологического процесса и систем защиты, а также на основе сценариев аварий. Модели аварий предназначены для оценки вероятности возникновения аварии, оценки возможных масштабов выбросов транспортируемого продукта; выявления возможных последствий аварии;
– модели оценки последствий аварий, которые строятся на основе моделей развития опасных факторов (взрыв, пожар, загрязнение местности и др.) и предназначены для пространственного моделирования зон действия опасных и поражающих факторов, а также оценки ущерба (разрушений, потерь и т. п.), вызываемых этими факторами;
– модели поиска решений по управлению риском, которые предназначены для выработки заключений об уровне опасности анализируемого объекта и его компонентов и предложений по снижению рисков аварий и повышению безопасности анализируемого объекта.
7.2.3.2 Анализ надежности предполагает создание комплекса моделей, описывающих функционирование технологического оборудования и систем противоаварийной защиты при опасных отклонениях параметров технологического процесса.
Результатом анализа надежности является значение вероятности отказа (Qf) функциональных узлов и систем безопасности для любого идентифицированного предельного состояния.
При анализе надежности работы оборудования учитывается его собственная надежность, надежность систем снабжения электроэнергией, водой, топливом и другими необходимыми ресурсами.
Оборудование разделяется на группы:
1)основное технологическое оборудование, обеспечивающее выполнение технологического процесса - для описания технологического процесса используется модель надежности;
2)оборудование систем безопасности, обеспечивающее защиту при возникновении потенциально опасных ситуаций - для описания функционирования защитного оборудования используется модель безопасности;
3)трубопроводы и другое вспомогательное оборудование (например, приводы насосов и т. п.);
4)описание и схемы системы противоаварийной защиты
5)сведения о режимах работы, надежностных и иных характеристиках оборудования систем защиты.
Для объектов МН, рассматриваемых по континуальным схемам (линейной части МН, технологических трубопроводов, резервуаров) необходимо провести вероятностное моделирование функции предельного состояния, т. е. осуществить аналитическую формулировку критериев отказа.
Для конкретного предельного состояния вероятностный расчет заключается в моделировании нагрузки S и сопротивления R.
Соответствующая функция предельного состояния g(x) записывается в виде:
(1)
При известных функциях распределения для R и S вероятность отказа Qf рассчитывается по формуле
(2)
За выбор и правильность применения методики оценки надежности несет ответственность предприятие или организация, выполнявшая соответствующие расчеты.
Вероятность безотказной работы Р(t) (ВБР) и интенсивность отказа h(t) объектов МН, рассматриваемых по дискретным схемам (оборудования и комплектующих изделий МН) определяется из соотношений
, (3)
где τ– случайная величина,
f(τ)–плотность распределения случайной величины τ
, (4)
где t– случайная величина (наработка до отказа),
f(t)–плотность распределения случайной величины t
Для анализа надежности установки необходимо сформировать банк данных, содержащий сведения по надежности, защищенности и другим характеристикам оборудования, а также разработать модели, описывающие штатное функционирование МН (участка МН) и/или его объектов в ходе технологического процесса.
Входной информацией являются показатели надежности и технического состояния оборудования. Выходной информацией являются вероятности безотказной работы или вероятности отказа оборудования, узлов, блоков и объектов и МН в целом.
Анализ надежности систем безопасности проводится с учетом результатов анализа потенциально опасных ситуаций.
Для анализа надежности систем безопасности необходимо сформировать банк данных, содержащий сведения по надежности, защищенности и другим характеристикам оборудования и устройств защиты, а также разработать модели, описывающие функционирование устройств защиты при возникновении опасных факторов.
Входной информацией являются показатели надежности и технического состояния оборудования и устройств защиты. Выходной информацией являются вероятности безотказной работы или вероятности отказа устройств защиты, а также вероятность возникновения опасной ситуации как следствие неспособности системы безопасности исключить развитие опасных факторов.
Проверка соответствия трубопровода требованиям по надежности состоит в удовлетворении критерия:
, (5)
где Qf – рассчитанная вероятность отказа по анализу надежности,
Qf, уст – величина вероятности, соответствие которой должно быть обеспечено для того, чтобы проект и/или режим эксплуатации были приняты.
7.2.3.3 Анализ сценариев развития аварии предполагает исследование всех возможных вариантов развития аварии, определение факторов, способствующих или препятствующих развитию аварии, и создание комплекса моделей описывающих выделенные сценарии развития аварий.
Результатом анализа сценариев развития аварии является определение места разгерметизации и определение возможных вариантов развития аварии.
Для анализа сценариев развития аварии необходимо:
– выделить все потенциально опасные факторы, способные привести к опасным ситуациям и, в дальнейшем к авариям. Под опасным фактором понимается выход параметров технологического процесса за допустимые пределы, приводящие к возможности возникновения опасных ситуаций;
– для каждого опасного фактора определить возможные опасные ситуации. Под опасной ситуацией понимается состояние оборудования, узла, блока или установки, при котором имеется потенциальная возможность возникновения аварии: разрушение оборудования, утечки или выброс веществ и т. п.
– для каждой опасной ситуации определить перечень факторов, которые способствуют или препятствуют возникновению аварии;
– определить поражающие факторы, возникающие при возникновении аварии при определенных способствующих факторах.
Логические модели аварийных последовательностей для определения путей протекания аварий, требований к срабатыванию различных систем и выполнению действий персонала (т. е. определению моделируемых функций и их критериев успеха) должны разрабатываться для всех исходных событий.
Под инициирующими (исходными) событиями (ИС) аварии понимаются такие события, которые либо непосредственно вызывают повреждения объектов МН, связанные с выходом нефти и нефтепродуктов в окружающую среду, либо могут привести к таким событиям в случае невыполнения функций безопасности, предусмотренных для предотвращения таких повреждений или ограничения их размеров.
Перечень возможных ИС на объектах МН приведен в приложении В
При построении моделей АП следует учитывать влияние одних моделируемых событий на другие. Примерами такого влияния являются воздействие на работоспособность оборудования систем истекающих струй, биений трубопроводов, летящих предметов, ударных волн, вторичных пожаров, воздействий температурных деформаций в конструкционных материалах и других факторов. При этом следует учитывать зависимость режима работы систем от характера аварийного процесса, возможность работы одних систем при отказе других и т. п.
Для анализа сценариев развития аварий необходимо иметь банк данных, содержащий сведения по надежности, защищенности и другим характеристикам оборудования и устройств безопасности, а также разработать модели, описывающие развитие опасных и влияние способствующих факторов.
Входной информацией являются вероятности безотказной работы оборудования и систем безопасности. Выходной информацией являются вероятности возникновения различных аварийных ситуаций.
7.2.3.4 Оценка последствий аварий предполагает исследование всех возможных вариантов развития и оценку возможных последствий аварии. Мерой оценки последствий в зависимости от решаемой задачи анализа риск является ущерб. При оценке социального риска мерой ущерба являются жертвы среди обслуживающего персона и гражданского населения, при оценке технического риска - возможные разрушения оборудования и т. п.
Результатом оценки последствий аварий является значение возможного ущерба от аварии, оценка возможных потерь.
Оценка последствий основывается на комплексе аналитических моделей, описывающих все потенциально возможные для рассматриваемого объекта (установки) виды аварий;
При анализе последствий аварий необходимо рассматривать все возможные опасности с учетом факторов, способствующих реализации различных сценариев аварии. Процесс создания модели аварии основывается на анализе особенностей технологического процесса и функционирования систем защиты и включает три этапа:
1) определяются потенциально опасные ситуации и их возможные последствия;
2) определяются факторы, способствующие возникновению и развитию аварии;
3) определяются сценарии развития аварии и формируется модель развития аварии.
7.2.3.5 Риск аварии Risk определяется как математическое ожидание вероятности возникновения потенциально опасных факторов и возможного ущерба от аварии
(6)
где qОФ - вероятность проявления потенциально опасных факторов, следствием которых может быть авария,
C - ожидаемый ущерб от действия рассматриваемых опасных факторов в случае возникновения аварии.
Вероятность qОФ является функцией от надежности различных групп оборудования, эффективности функционирования персонала, условий способствующих развитию аварий и вычисляется с использованием моделей надежности и безопасности:
, (7)
где НОО, НАЗ, НВО - надежность основного оборудования, аварийной защиты, и вспомогательного оборудования,
НП - надежность обслуживающего персонала (операторов) установки,
ОФ - наличие условий (способствующих факторов) для развития аварии при наличии опасных факторов (вероятность или интенсивность возникновения способствующих факторов).
Ожидаемый ущерб C определяется с использованием моделей оценки последствий аварий. На основании сведений о месте аварии, действующих опасных факторах объеме и составе участвующих в аварии опасных веществ рассчитываются зоны поражения (действия опасных факторов - ударная волна, термическое воздействие, химическое заражение) и с использованием картографического блока СУР определяются объекты, попавшие в зоны поражения. В зависимости от выбранного для оценки риска критерия (социальный риск, территориальный риск и т. д.) определяется ожидаемый ущерб C определяется либо в форме материального ущерба от аварии (прямого и косвенного), либо как число возможных жертв аварии.
7.2.3.6 Процесс проектирования представляет собой итеративный процесс, который повторяется до тех пор, пока не будет обеспечено соблюдение установленных критериев. Низкий уровень риска является нормативной целью для МН любого (наземного или морского) применения.
7.2.3.7 Решение задач ВАБ должно осуществляться на основе использования специализированных информационных систем, реализующих в себе функции хранения и обработки массивов данных, моделирования и выполнения расчетных задач, представления результатов в наглядной графической форме, выработки советов и рекомендаций лицам, принимающим решения по управлению рисками и ликвидации аварий.
7.2.3.8 Для решения задач ВАБ необходимо создание комплекса программного обеспечения, ориентированного на решение задач информационной поддержки процессов управления рисками при эксплуатации МН.
Комплекс программного обеспечения должен обеспечивать:
– разработку моделей надежности и безопасности объектов МН;
– оценку надежности оборудования и выработку рекомендаций по организации системы технического обслуживания и ремонта;
– разработку сценариев развития аварий, выбор критериев моделирования и оценки результатов;
– оценку безопасности оборудования и выработка рекомендаций по снижению риска возникновения аварий;
– моделирование развития аварий, включая взрывы и пожары, а также комбинированные аварии;
– оценку ущерба при авариях и отказах оборудования, включая человеческие потери, разрушения оборудования, установок и зданий МН;
– оценку различных видов риска, построение полей риска;
– визуальное отображение результатов моделирования и оценки с использованием топографической основы (карты и планы), графиков и диаграмм.
8 ТРЕБОВАНИЯ К БЕЗОПАСНОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ МН
8.1 Общие требования
8.1.1 При изысканиях трасс МН и площадок для объектов МН должны быть определены следующие исходные данные для проектирования:
- географическое положение;
- топографические условия и привязки;
- демографические условия;
- региональная климатология;
- метеорологические и гидрологические условия;
- геологические, гидрогеологические, сейсмотектонические и инженерно-геологические условия.
8.1.2 Обеспечению безопасной и надежной работы МН на этапе проектирования служат следующие проектные решения:
- резервирование МН;
- деление МН на эксплуатационные участки;
- защита трубопроводов от перегрузок по давлению;
- защита МН от коррозии;
- закрепление трубопроводов на проектных отметках;
-применение системы автоматизации и телемеханизации технологических процессов.
8.1.3 При проектировании должно отдаваться предпочтение системам, устройство которых основано на пассивном принципе действия.
8.1.4 В проекте должны предусматриваться средства, исключающие единичные ошибки персонала или ослабляющие их последствия, в том числе при техническом обслуживании.
8.1.5 Проект объекта должен содержать данные о показателях надежности систем, оборудования и элементов важных для безопасности.
8.2 Системы нормальной эксплуатации
8.2.1 Конструкция систем нормальной эксплуатации МН должна обеспечивать транспортировку нефти потребителям при технологических параметрах (давление и температура), установленных проектом для нормальной эксплуатации, а также в случаях нарушения нормальной эксплуатации, включая проектные аварии.
8.2.2 К объектам нормальной эксплуатации МН относятся
- линейная часть МН,
- нефтеперекачивающие станции,
- резервуарные парки,
- система энергоснабжения,
- управляющие системы нормальной эксплуатации в части выполнения ими функций перекачки нефти.
8.2.3. Обеспечению безопасной работы МН служат следующие проектные решения:
– резервирование МН;
– деление МН на эксплуатационные участки;
– применение системы автоматизации и телемеханизации технологических процессов.
8.2.4 Резервирование МН предусматривает:
8.2.4.1 Резервирование пропускной способности (занижение расчетного числа дней перекачки относительно фактического числа дней в году в пределах от 2,2% до 4,5%);
8.2.4.2 Резервирование линейной части МН:
– завышение толщины стенки труб (в соответствии со СНиП 2.05.06,
РД «Магистральные нефтепроводы. Проектирование»;
– прокладка резервных ниток («холодный» резерв);
– сооружение многониточных трубопроводов с перемычками («горячий» резерв).
8.2.4.3 Резервирование насосного оборудования:
а) установка резервных насосов в зданиях НПС:
1) при числе рабочих насосов до трех предусматривается один резервный насос;
2) при большем числе рабочих насосов – два резервных насоса;
б) применение в магистральных насосах роторов на различную подачу.
В случае, если производительность может быть обеспечена насосами с роторами на различную подачу, выбирается ротор на меньшую производительность. Это приводит к снижению потребляемой мощности и улучшению условий работы ротора.
На период эксплуатации магистральных трубопроводов до сооружения всех НПС должны предусматриваться сменные роторы для магистральных насосов.
8.2.5. Разделение МН на несколько эксплуатационных участков с тремя – четырьмя НПС на каждом и резервуарным парком в начале и в конце, образовывающих несколько состыкованных друг с другом трубопроводов, в которых отказ НПС на одном из участков не влияет на НПС других участков.
Длина эксплуатационного участка между соседними НПС с РП не должна превышать:
- при регулировании давления на входе и выходе НПС методом дросселирования– требований РД 153-39., РД «Магистральные нефтепроводы. Проектирование»;
–при регулировании давления изменением числа оборотов насосов частотно-регулируемым электроприводом – требований РД «Магистральные нефтепроводы. Проектирование».
8.2.6 Применение системы автоматизации и телемеханизации технологических процессов имеет целью:
– обеспечение применение экономичных технологичных схем, позволяющих снизить капиталовложения и эксплуатационные расходы при различных системах перекачки;
– улучшение и облегчение условий работы обслуживающего персонала, снижение эксплуатационных затрат, сокращение штатов;
– сбор и обработку информации для использования автоматизированных систем управления.
8.2.6.1 Эффективная эксплуатация технологических объектов современных МН не возможна без применения АСУ ТП и других систем автоматизации контроля и управления в связи со следующими особенностями:
–производственные комплексы транспортировки нефти имеют, как правило, высокую единичную мощность (пропускную способность), что диктует необходимость бесперебойного и безошибочного управления их работой;
–большинство технологических объектов МН относится к категории опасных производственных объектов, на которых возможно появление ситуаций, приносящих или способных принести значительный вред здоровью персонала, окружающей среде и/или имуществу;
– технологические объекты управления МН, как правило, разнесены на большие расстояния, что предопределяет необходимость применения в АСУ ТП систем (подсистем) телемеханики и/или специальных промышленных телекоммуникационных систем, реализующих передачу сигналов и данных, требующихся для управления технологически и информационно взаимосвязанными объектами;
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
