Научно-методические основы обеспечения безопасной эксплуатации опасных производственных объектов нефтегазового комплекса на основе управления системными рисками (стр. 16 )

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-3,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3,114 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-3,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3,114 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-3,868 т); мазут ‒ вакуумная колонна К-3,114 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.

R1, R2, R3 ‒ рассчитанные радиусы зон поражения

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

Рисунок 31 ‒ Прогнозный план аварийной ситуации по сценарию

2 модуля № 1 (модуля предварительного нагрева сырья)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

 

 

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

 

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.