5. МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА РИСКА
При выборе методов проведения анализа риска руководствуются функциональными особенностями опасного производственного объекта (проектирование, эксплуатация и т.д.), основными целями анализа, критериями приемлемого риска, типом анализируемого опасного производственного объекта и характером опасности, наличием ресурсов для проведения анализа, опытом и квалификацией исполнителей, наличием необходимой информации и другими факторами. Так, на стадии распознавания опасностей и предварительных оценок риска рекомендуется применять методы качественного анализа и оценки риска, опирающиеся на продуманную процедуру, специальные вспомогательные средства (анкеты, бланки, опросные листы, инструкции) и практический опыт исполнителей. Эта стадия может именоваться анализом опасностей. На стадии оценки риска могут использоваться количественные методы анализа риска, однако в связи с их сложностью и невысокой точностью проведение полной количественной оценки риска более эффективно для сравнения источников опасностей или различных вариантов мер безопасности (например, при размещении объекта), чем для составления заключения о степени безопасности объекта. Однако количественные методы оценки риска всегда очень полезны, а в некоторых ситуациях и единственно допустимы, в частности для сравнения опасностей различной природы, оценки последствий крупных аварий или для иллюстрации результатов. Обеспеченность необходимой информацией является важным условием проведения оценки риска. Вследствие недостатка статистических данных на практике рекомендуется использовать экспертные оценки и методы ранжирования риска, основанные на упрощенных методах количественного анализа риска. В этих подходах рассматриваемые события или элементы обычно разбиваются по величине вероятности, тяжести последствий и риска на несколько групп (или категорий, рангов), например, с высоким, промежуточным, низким или незначительным уровнем риска. При таком подходе высокий уровень риска может считаться (в зависимости от специфики объекта) неприемлемым (или требующим особого рассмотрения), промежуточный уровень риска требует выполнения программы работ по уменьшению уровня риска, низкий уровень считается приемлемым, а незначительный вообще может не рассматриваться. При выборе и применении методов анализа риска рекомендуется придерживаться следующих требований [22]: 1) метод должен быть научно обоснован и соответствовать рассматриваемым опасностям; 2) метод должен давать результаты в виде, позволяющем лучше понять формы реализации опасностей и наметить пути снижения риска; 3) метод должен быть повторяемым и проверяемым. 1 «Что будет, если..?»; 2 проверочный лист; 3 анализ опасности и работоспособности; 4 анализ видов и последствий отказов; 5 анализ «дерева отказов»; 6 анализ «дерева событий»; 7 соответствующие эквивалентные методы.
5.1. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА РИСКА
Практика показывает, что крупные аварии, как правило, характеризуются комбинацией случайных событий, возникающих с различной частотой на разных стадиях возникновения и развития аварии (отказы оборудования, ошибки человека, нерасчетные внешние воздействия, разрушение, выброс, пролив вещества, рассеяние веществ, воспламенение, взрыв, интоксикация и т.д.). Прогнозирование и определение сценария последствий аварий можно создать при помощи методов анализа риска [22, 23]. Самый простой и действенный метод − метод проверочного листа и «Что будет, если..?» или их комбинация, которые относятся к группе методов, которые определяют качественную оценку опасности, и основаны эти методы на изучении соответствия условий эксплуатации объекта (ОПО) требованиям промышленной безопасности. Результатом метода проверочного листа являются перечень вопросов и ответов о соответствии опасного производственного объекта требованиям промышленной безопасности и указания по их обеспечению. Метод проверочного листа отличается от «Что будет, если..?» более обширным представлением исходной информации и представлением результатов о последствиях нарушений безопасности. Эти методы используются для первичной оценки и анализа аварийных ситуаций, они нетрудоемки, зачастую результаты этих методов может получит один специалист и наиболее эффективны при исследовании безопасности объектов с известной технологией. Анализ видов и последствий отказов (АВПО) также является методом качественного анализа риска рассматриваемой технической системы. Отличие этого метода заключаются в том, что рассматриваются аппарат (установки, блоки, изделия) или составная часть системы (элемента) на предмет первопричины его неисправности (вид и причина отказа) и воздействие отказа на техническую систему. Под технической системой, в зависимости от целей анализа, могут пониматься как совокупность технических устройств, так и отдельные технические устройства или их элементы. Анализ видов и последствий отказа можно расширить до количественного анализа видов, последствий и критичности отказов (АВПКО). В этом случае каждый вид отказа ранжируется с учетом двух составляющих критичности − вероятности (или частоты) и тяжести последствий отказа. Определение параметров критичности необходимо для выработки рекомендаций и приоритетности мер безопасности. Результаты анализа представляются в виде таблиц с перечнем оборудования, видов и причин возможных отказов, с частотой, последствиями, критичностью, средствами обнаружения неисправности (сигнализаторы, приборы контроля и т.п.) и рекомендациями по уменьшению опасности. Систему классификации отказов по критериям вероятности-тяжести последствий следует конкретизировать для каждого объекта или технического устройства с учетом его специфики. В табл. 5.1 в качестве критериев отказов приведены показатели (индексы) уровня и критерии критичности по вероятности и тяжести последствий отказа. Для анализа выделены четыре группы, которым может быть нанесен ущерб от отказа: персонал, население, имущество (оборудование, сооружения, здания, продукция и т.п.), окружающая среда. В табл. 5.1 приведены следующие варианты критериев: 1. Критерии отказов по тяжести последствий: катастрофический отказ приводит к смерти людей, существенному ущербу имуществу, наносит невосполнимый ущерб окружающей среде; критический (некритический) отказ угрожает (не угрожает) жизни людей, приводит (не приводит) к существенному ущербу имуществу, окружающей среде; отказ с пренебрежимо малыми последствиями - отказ, не относящийся по своим последствиям ни к одной из первых трех категорий; 2. Категории (критичность) отказов: А − обязателен количественный анализ риска или требуются особые меры обеспечения безопасности; В − желателен количественный анализ риска или требуется принятие определенных мер безопасности; С − рекомендуется проведение качественного анализа опасностей или принятие некоторых мер безопасности; D − анализ и принятие специальных (дополнительных) мер безопасности не требуются.
5.1. Матрица «вероятность-тяжесть последствий»
Методы АВПО, АВПКО применяются, как правило, для анализа проектов сложных технических систем или технических решений. Выполняются группой специалистов различного профиля (например, специалистами по технологии, химическим процессам, инженером-механиком) из 3 − 7 человек в течение нескольких дней, недель. Методом анализа опасности и работоспособности (АОР) анализируются опасности, которые представляют собою отклонение технологических параметров (температуры, давления и пр.) от регламентных режимов. АОР по сложности своей логической схемы и качеству результатов соответствует уровню АВПО, АВПКО. В процессе исследования каждой составляющей опасного производственного объекта или технологического блока идентифицируются возможные отклонения параметров от заданных, выясняется причина отклонения параметров. При детерминировании отклонения лицо, проводящее проверку, использует слова, заранее оговоренные регламентом: «нет», «больше», «меньше», «так же, как», «другой», «иначе, чем», «обратный» и т.п. Применение таких слов помогает исполнителям (ИТР) выявить все возможные отклонения, а также в указанные сроки ликвидировать эти отклонения. Также при проверке и анализе потенциальных рисков могут использоваться и конкретные сочетания этих слов с технологическими параметрами, что определяется спецификой производства. Примерное содержание ключевых слов следующее: «нет» − отсутствие прямой подачи вещества, когда она должна быть; «больше (меньше)» − увеличение (уменьшение) значений режимных переменных по сравнению с заданными параметрами (температуры, давления, расхода); «так же, как» − появление дополнительных компонентов (воздух, вода, примеси); «другой» − состояние, отличающееся от обычной работы (пуск, остановка, повышение производительности и т.д.); «иначе, чем» − полное изменение процесса, непредвиденное событие, разрушение, разгерметизация оборудования; «обратный» − логическая противоположность замыслу, появление обратного потока вещества. После проведения проверки блока, линии ОПО и анализа аварийной ситуации результаты анализа представляются на специальных технологических листах (таблицах). Степень опасности отклонений может быть определена количественно путем оценки вероятности и тяжести последствий рассматриваемой ситуации по критериям критичности аналогично методу АВПКО (см. табл. 5.1). Отметим, что метод АОР, так же как АВПКО, кроме распознавания опасностей и их ранжирования позволяет выявить неясности и неточности в инструкциях по безопасности и способствует их дальнейшему совершенствованию. Недостатки методов связаны с затрудненностью их применения для анализа комбинаций событий, приводящих к аварии. Для построения причинно-следственных связей между произошедшими событиями используют логико-графические методы анализа «деревьев отказов» и «деревьев событий». В процессе построения «деревьев отказов» (АДО) в основном выявляются комбинации отказов (неполадок) оборудования, которые могут привести (приводят) к инцидентам. Кроме этого, количественный метод анализа рисков выявляет ошибки персонала и нерасчетных внешних (техногенных, природных) воздействий, приводящие к головному событию (аварийной ситуации). Количественные методы анализа риска хорошо зарекомендовали себя при анализе возможных причин возникновения аварийной ситуации и расчете их частот (на основе знания частот исходных событий). При анализе «дерева отказа» (аварии) приоритетным направлением является определение минимальных сочетаний событий, которые в свою очередь являются определяющими для возникновения или невозможности возникновения аварии (минимальное пропускное и отсечное сочетания, соответственно). В качестве примера анализа АДС можно рассмотреть алгоритм построения (розлива ЛВЖ) (рис. 5.1). Последовательность событий, исходящих из основного события (аварийной ситуации), используется для анализа развития аварийной ситуации. Частота каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения частоты основного события на условную вероятность конечного события (например, аварии с разгерметизацией оборудования с горючим веществом в зависимости от условий могут развиваться как с воспламенением, так и без воспламенения вещества). В качестве примера рассмотрим анализ рисков возникновения чрезвычайной ситуации (ЧС) при производстве присадок к ГСМ. «Дерево событий» при аварийных ситуациях – разгерметизация емкостного оборудования с легко воспламеняющейся жидкостью (ЛВЖ): – емкость ЛВЖ мерник (V = 16м3, Т о. с, Р азота = 0,04 кгс/см2); –напорная емкость ЛВЖ (V = 16м3, Т о. с,, Р азота = 0,04 кгс/см2). Вероятность разгерметизации Р4 = 7,69×10-2. Рис. 5.1. «Дерево событий» аварий на ОПО Вероятность развития аварийных ситуаций при разгерметизации по сценариям:
РС0-1 = 7,69×10−2 × 2×10−2 × 1,0×10−2 = 1,53·10−5; РС0-2 = 7,69×10−2 × 2,0×10−2 × 1,0×10−2 = 1,53·10−5; РС1 = 7,69×10−2 × 9,8×10−1 × 5,3×10−1 × 3,8 × 10−1 = 1,518·10−2; РС2-1 = 7,69×10−2 × 9,8×10−1 × 5,3×10−1 × 1,5×10-1 × 7,0×10−2 = 4,193·10−4; РС2-2 = 7,69×10−2 × 9,8×10−1 × 5,3×10−1 × 1,5×10−1 × 8,0×10−2 = 4,792·10−4; РС3-1 = 7,69×10−2 × 9,8×10−1 × 4,5×10−1 × 2,0×10−1 × 1,0×10−1 = 6,782·10−4; РС3-2 = 7,69×10−2 × 9,8×10−1 × 4,5×10−1 × 2,0×10−1 × 1,0×10−1 =6,782·10−4; РС3-3 = 7,69×10−2 × 9,8×10−1 × 4,5×10−1 × 2,5×10−1 × 1×10−1 × 2,0х10-2 = = 1,69·10−5; РС4-2 = 7,69×10−2 × 9,8×10−1 × 4,5×10−1 × 2,5×10−1 × 1×10−1 × 8,0×10-2 = = 6,78·10−5; РС3-4 = 7,69×10−2 × 9,8×10−1 × 4,5×10−1 × 2,5х10−1 × 1,5×10−1 = 1,272·10−3.
Наряду с построением «Дерева событий» для количественного анализа риска используется и логико-графический метод «Дерево отказов». Пример «Дерева отказов», используемого для анализа причин возникновения аварийных ситуаций при автоматизированной заправке мерников и аппаратов ЛВЖ и ГЖ на ОПО, приведен на рис. 5. 2. Структура дерева отказа включает одно головное событие (авария, инцидент), которое соединяется с набором соответствующих нижестоящих событий (ошибок, отказов, неблагоприятных внешних воздействий), образующих причинные цепи (сценарии аварий). В проектируемых элементах объекта вероятность Qi (ап) вычисляют для периода нормальной эксплуатации элемента, как вероятность отказа технических устройств (изделий), обеспечивающих невозможность реализации ап причин, по [3]:
Qi (аn) = 1 - Pi (ап) = 1 – е-λτ,
где Pi (аn) – вероятность безотказной работы производственного оборудования (изделия), исключающей возможность реализации ап причины; λ - интенсивность отказов производственного оборудования (изделия), исключающего возможность реализации аn причины;τ - общее время работы (изделия) за анализируемый период времени; е – константа 2,73. Интенсивность отказов элементов, приборов и аппаратов приведена в ГОСТ 12.1.004 - 91. Анализируемый период времени – календарный год. При наличии статистических данных по отказам аналогичного оборудования, устройств, при расчетах вероятности реализации того или иного события применялась формула согласно ГОСТ 12.1004 - 91:
Q(tn) = 1 – е-Nτp,
где N – число аналогичных случаев за год; е – константа 2,73; τp – продолжительность периода наблюдения, год.
Расчеты значений Qi и Pi к «Дереву отказов» проводим по следующим сценариям развития ЧС на ОПО. Согласно проекту емкости предназначены для хранения и использования разных видов продуктов в зависимости от технологического процесса и эксплуатируются круглый год, поэтому время работы (τ) данного оборудования для расчетов принимается равным 360 суток (8640 часов в год). Методика расчета вероятности Qi отказа технических средств приведена ниже. 1). Разгерметизация емкостного оборудовании с ЛВЖ и ГЖ. Первопричиной данного инцидента может служить несрабатывание прибора контроля уровня (Q1.1 = 1 – е-λτ). Интенсивность отказов λ при этом может иметь значение λ = 5,6×10-6 (ГОСТ 12.1.004 – 91), а вероятность отказа оборудования для емкостей, емкости-смесителя, гидрозатворов составит Q1.1 = 1 – 2,73 -5,6×10^-6×8640 = 4,74×10-2 . Несрабатывание отсечного клапана (Q1.2= 1 – е-λτ) Блокировка отсечным клапаном на линии приема сырья, в емкость приема нитробензола по достижению максимального уровня наполнения емкости. Интенсивность отказов в этом случае составит λ = 6,5×10-6 (ГОСТ 12.1.004 – 91). Для емкостей: Q1.2 = 1 – 2,73 -6,5×10^-6×8640 = 5,48 ×10-2 . Отказ отключающих устройств насосов (Q1= 1 – е-λτ). Блокировки по предельному значению максимального уровня продукта в емкости с остановкой работы подающего насоса. Интенсивность отказов будет иметь значение в этом случае λ = 8,74×10-6 (см. ГОСТ 12.1.004 – 91, раздел 5, таблица 9, по насосу с машинным приводом, среднее значение); Кроме неполадок оборудования, может присутствовать человеческий фактор, ошибки, невнимательность, халатность аппаратчика (Q1.3): В этом случае вероятность ошибки аппаратчика принимается по (ГОСТ 12.1.004 – 91), а вероятность отказа для емкостей, емкости-смесителя, гидрозатворов Q 1.3= 1,52×10-3 . 2). Расчет вероятности отказа вспомогательного оборудования проводим в следующем порядке. Первоначально определим наименее надежные единицы вспомогательного оборудования, к которым можно отнести насосно-перекачивающие станции, состоящие, как правило, из привода (электродвигатель, редуктор), предохранительного устройства (муфты) и непосредственно насоса. Количество насосно-перекачивающих станций соответствует напорным емкостям, с которыми они работают. Для начала расчета вероятности отказа Q вспомогательного оборудования зададимся начальными данными: - расчетная мощность производства по проекту 60 т/мес каждой смесевой добавки (БВД, АДА, АДА - Р, АДА - М, АДА - МД, АДА - ТФ, АДА - Н и АДА - НМ, АДА - ТФ - С и АДА - ТФ - С1) или 7200 т/год всех смесевых добавок; - суммарный расход сырья в год (толуол, ИБС, ИПС, МТБЭ, фракция С5+С9, СЭК) с учетом расходных норм и мощности составляет 22320 т; - производительность насоса Q = 36 м3/ч; - средняя плотность сырья для расчета d ~ 0,8 т/м3. τ = 22320 / (Q×d) = 22320 / (36×0,8) = 775 ч. Вероятность отказа насоса подающего, вышеперечисленные продукты в напорную емкость, составит. Q2 = 1 – 2,73 -8,74×10^-6×775 = 6,78×10-3 . - Время работы насоса для подачи комплексных присадок (τ): -расчетная мощность производства по проекту: 1000 т/мес добавки АДА - КРАТА - Т 1000 т/мес. или 12000 т/год; 1000 т/мес. добавки АДА - КРАТА м.А, Б или 12000 т/год; -суммарный расход комплексных присадок в год (раствор ПЭПА в 2-этилгексаноле или раствор ПЭПА и присадки Keropur в 2-этилгексаноле; раствор ПЭПА в СЭК или раствор ПЭПА и присадки Keropur в СЭК) с учетом расходных норм и мощности составляет 600 т; - производительность насоса Q = 12,5 м3/ч; - средняя плотность раствора для расчета d ~ 0,9 т/м3. τ = 600/ (Q×d) = 600 / (12,5×0,9) = 53,3 ч. Вероятность отказа насоса подающего, вышеперечисленные продукты в мерную емкость составит.
Q2 = 1 – 2,73 -8,74×10^-6×53,3 = 4,64×10-4 . Отказ оборудования также может произойти из-за воздействия агрессивной среды на рабочие органы и поверхности рассматриваемого оборудования, а также воздействия инородных предметов на внешние узлы и агрегаты оборудования. 3). Коррозионный и физический износ оборудования (Q3= 1 – е-λτ). Интенсивность отказов при этом составит λ = 1,1×10-6 (ГОСТ 12.1.004 – 91) для емкостей, емкости-смесителя, гидрозатворов. Вероятность отказа будет иметь следующее значение. Q3 = 1 – 2,73 -1,1×10^-6×8640 = 9,5 ×10-3. 4) Механические повреждения (Q7= 1 – е-λτ). Интенсивность отказов при этом составит λ = 1,1×10-6 (ГОСТ 12.1.004 – 91) для емкостей, емкости-смесителя, гидрозатворов. Вероятность отказов будет иметь следующее значение. Q4 = 1 – 2,73 -1,1×10^-6×8640 = 9,5 ×10-3. 5) Неудовлетворительный контроль за техническим состоянием оборудования, несвоевременное проведение ППР и ТО оборудования (Q8). Данный отказ можно отнести к ошибке обслуживающего персонала. Вероятность ошибки аппаратчика (см. ГОСТ 12.1.004 – 91) для емкостей емкости-смесителя гидрозатворов. Вероятность отказа составит Q5 = 1,52×10-3.
6)
Дефекты изготовления (трещины, сквозные
отверстия и др.) Интенсивность отказов для данного типа отказа имеет следующее значение λ = 0,03×10-6 (см. ГОСТ 12.1.004 – 91, раздел 5, таблица 9 по корпусу, нижний предел) для емкости-смесителя, гидрозатворов. Вероятность отказа имеет следующее значение: Q6 = 1 – 2,73 -0,03×10^-6×8640 = 2,6 ×10-4. 7) Искры статического электричества (Q7= 1 – е-λτ): Интенсивность отказов в этом случае составит, λ = 0,047×10-6 ( ГОСТ 12.1.004 – 91 ) для емкостей, емкости-смесители, гидрозатворов Q7 = 1 – 2,73 -0,047×10^-6×8640 = 4,08 ×10-4. 8) Нагретые раскаленные предметы (использование светильников в невзрывозащищенном исполнении) (Q8 = 1 – е -Nτр): Ввиду отсутствия статистических данных по интенсивности отказов воспользуемся информацией ВНИИТБХП (сборник «Аварии в химической промышленности и меры по их устранению» под редакцией М.Б. Бесчастного), утверждающей, что 0,8% аварий произошло по причине использования нагретых раскаленных предметов. Так за период 1974 – 1975 гг. произошло 120 категорированных аварий, следовательно: N = 120×0,008 = (0,96) 1 авария. τр – продолжительность периода наблюдения – 1 год. Для емкостей, емкости-смесителя, гидрозатворов б: Q8 = 1 – 2,73 -0,96×10^-6×1 = 1,0×10-6
9)
Искра от удара при применении стального
инструмента при ремонте, при падении стальных или твердых предметов
на пол Ввиду отсутствия статистических данных по интенсивности отказов воспользуемся информацией ВНИИТБХП (сборник «Аварии в химической промышленности и меры по их устранению» под редакцией М.Б. Бесчастного), утверждающей, что 13,6% аварий произошло по причине возникновения фрикционных искр. Так за период 1974 – 1975 гг. произошло 120 категорированных аварий, следовательно: N = 120×0,136 = (16,3) 16 аварий. τр – продолжительность периода наблюдения – 1 год. Отсюда для емкостей емкости-смесителя, гидрозатворов: Q9 = 1 - 2,73 -16,3×10^-6×1 = 1,6×10-5. 10) Искра открытых контактов эл. оборудования в невзрывобезопасном исполнении (Q10): Учитывая соответствие исполнения электрооборудования категории и группе взрывоопасной среды, вероятность появления электрических искр, согласно ГОСТ 12.1.004 – 91 для емкостей, емкости-смесителя, гидрозатворов составляет: Q10 = 1,0×10-8.
11)
Наличие открытого огня при проведении
огневых работ Ввиду отсутствия статистических данных по интенсивности отказов воспользуемся информацией ВНИИТБХП (сборник «Аварии в химической промышленности и меры по их устранению» под редакцией М.Б. Бесчастного), утверждающей, что 5,4% аварий произошло по причине использования нагретых раскаленных предметов. Так за период 1974 – 1975 г.г произошло 120 категорированных аварий, следовательно: N = 120×0,054= 6, 48 (6 аварий). τр – продолжительность периода наблюдения – 1 год. Отсюда для емкостей, емкости-смесителя, гидрозатворов: Q11 = 1 - 2,73 -6,48×10^-6×1 = 6,5×10-6 . 12) Короткое замыкание (Q12): Согласно статистическим данным, приведенным в ГОСТ 12.1.004 – 91, вероятность возникновения аварии по причине короткого замыкания для емкостей, емкости-смесителя, гидрозатворов составляет: Q12 = 1,0×10-8. Рассмотрим пример расчета вероятности развития аварийной ситуации (Рi ) для емкостного оборудования с ЛВЖ и ГЖ, которая может быть инициирована отказом (Qi) какой - либо единицы оборудования, см. расчет выше. 1) Превышение уровня в емкости выше критического значения (Р1): - для емкостей с коррозионной агрессивной средой Р1 = Q1 + Q2 + Q4 = 4,74×10-2 + 1,52×10-3 + 6,78×10-3 = 5,57×10-2; - для емкости с эрозионно агрессивной средой Р1 = Q1 + Q2 + Q4 = 4,74×10-2 + 1,52×10-3 + 4,64×10-4 = 4,94×10-2; - для мерников Р1 = Q1 + Q2 + Q3 = 4,74×10-2 + 1,52×10-3 + 5,48×10-2 = 1,03×10-1; - для емкостей, гидрозатворов Р1 = Q1 + Q2 = 4,74×10-2 + 1,52×10-3 = 4,89×10-2. 2) Разгерметизация (разрушение) (Р2): - для емкостей емкости-смесителя, гидрозатворов Р2 = Q5 + Q6 + Q7 + Q8 = 9,5×10-3 + 9,5×10-3 + 1,52×10-3 + 2,6×10-4 = = 2,078×10-2. 3) Наличие источника инициирования достаточной мощности для емкостей (Р3): - для емкостей, емкости-смесителя, гидрозатворов Р3 = Q9 + Q10 + Q11 + Q12+ Q13 + Q14 =
= 4,08×10-4
+ 1,0×10-6 +
1,6×10-5
+
1,0×10-8 +
6,5×10-6+
1,0×10-8 =
4) Розлив ЛВЖ и ГЖ из емкости с последующим взрывом в паровоздушном облаке (для ЛВЖ) и пожаром пролива (Р4). - для емкостей с ЛВЖ; Р4 = Р1 + Р2 + Р3 = 5,57×10-2+ 2,078×10-2 + 4,32×10-4 = 7,69×10-2. - для емкости с ЛВЖ и ГЖ Р4 = Р1 + Р2 + Р3 = 4,94×10-2 + 2,078×10-2 + 4,32×10-4 = 7,06 ×10-2. - для емкости с ГЖ Р4 = Р1 + Р2 + Р3 = 1,03×10-1+ 2,078×10-2 + 4,32×10-4 = 1,12×10-1. - для емкости с ЛВЖ; для емкости-смесителя с ЛВЖ и ГЖ, гидрозатворов Р4 = Р1 + Р2 + Р3 = 4,89×10-2 + 2,078×10-2 + 4,32×10-4 = 7,01×10-2. 5). Разгерметизация тарных емкостей на открытой прицеховой площадке слива-налива. - автоцистерна с сырьем или готовым продуктом (добавками); - бочка с готовым продуктом (добавками); - контейнер с сырьем. предназначены для хранения и транспортировки разных видов продуктов в зависимости от нарабатываемой добавки и эксплуатируются круглый год, поэтому время работы (τ) данного оборудования для расчетов принимается равным 360 суток (8640 часов в год). Расчет вероятности Qi отказа технических средств контроля (средства автоматики). 1) Ошибки (невнимательность, халатность) оператора (Q1). Вероятность ошибки оператора принимается по ГОСТ 12.1.004 – 91 и рассчитывается по следующей зависимости. Q1 = 1,52×10-3. Q1 = 1 – 2,73 -6,5×10^-6×8640 = 5,48 ×10-2. 2) Коррозионный и физический износ оборудования (Q5). Интенсивность отказов в этом случае составит λ = 1,1×10-6 (см. ГОСТ 12.1.004 – 91, раздел 5, таблица 9 по корпусу, среднее значение) Q5 = 1 – 2,73 -1,1×10^-6×8640 = 9,5 ×10-3. 3) Механические повреждения (Q6). Интенсивность отказов в этом случае составит λ = 1,1×10-6 (см. ГОСТ 12.1.004 – 91, раздел 5, таблица 9 по корпусу, среднее значение) Q6 = 1 – 2,73 -1,1×10^-6×8640 = 9,5 ×10-3. 4) Неудовлетворительный контроль за техническим состоянием оборудования, несвоевременное проведение ППР и ТО оборудования (Q7). Данный отказ можно отнести к ошибке обслуживающего персонала. Вероятность ошибки оператора (см. ГОСТ 12.1.004 – 91, раздел 6, стр. 103); Q4 = 1,52×10-3. 5) Дефекты изготовления (трещины, сквозные отверстия и др.) (Q8): Интенсивность отказов в этом случае составит, λ = 0,03×10-6 (см. ГОСТ 12.1.004 – 91, раздел 5, таблица 9 по корпусу, нижний предел) Q8 = 1 – 2,73 -0,03×10^-6×8640 = 2,6 ×10-4 6) Искры статического электричества (Q9): Интенсивность отказов в этом случае составит, λ = 0,047×10-6 (см. ГОСТ 12.1.004 – 91, раздел 5, таблица 10 по кабелю, среднее значение) Q9 = 1 – 2,73 -0,047×10^-6×8640 = 4,08 ×10-4. 7) Нагретые раскаленные предметы (использование светильников в невзрывозащищенном исполнении) (Q7). Ввиду отсутствия статистических данных по интенсивности отказов воспользуемся информацией ВНИИТБХП (сборник «Аварии в химической промышленности и меры по их устранению» под редакцией М.Б. Бесчастного), утверждающей, что 0,8% аварий произошло по причине использования нагретых раскаленных предметов. Так за период 1974 – 1975 гг. произошло 120 категорированных аварий, следовательно: N = 120×0,008 = (0,96) 1 авария. Q10 = 1 – е -Nτр = 1 - 2,73 -0,96×10^-6×1 = 1,0×10-6, где τр – продолжительность периода наблюдения – 1 год. 8) Искра от удара при применении стального инструмента при ремонте, при падении стальных или твердых предметов на пол (Q8): Ввиду отсутствия статистических данных по интенсивности отказов воспользуемся информацией ВНИИТБХП (сборник «Аварии в химической промышленности и меры по их устранению» под редакцией М.Б. Бесчастного), утверждающий, что 13,6% аварий произошло по причине возникновения фрикционных искр. Так за период 1974 – 1975 г.г произошло 120 категорированных аварий, следовательно: N = 120×0,136 = (16,3) 16 аварий. Q8 = 1 – е -Nτр = 1 - 2,73 -16,3×10^-6×1 = 1,6×10-5, где τр – продолжительность периода наблюдения – 1 год. 9) Искра открытых контактов эл. оборудования в невзрывобезопасном исполнении (Q9): Учитывая соответствие исполнения эл. оборудования категории и группе взрывоопасной среды, вероятность появления электрических искр, согласно ГОСТ 12.1.004 – 91 3 составляет: Q9 = 1,0×10-8. 10) Наличие открытого огня при проведении огневых работ (Q10): Ввиду отсутствия статистических данных по интенсивности отказов воспользуемся информацией ВНИИТБХП (сборник «Аварии в химической промышленности и меры по их устранению» под редакцией М.Б. Бесчастного), утверждающей, что 5,4% аварий произошло по причине использования нагретых раскаленных предметов. Так за период 1974 – 1975 гг. произошло 120 категорированных аварий, следовательно: N = 120×0,054= (6, 48) 6 аварий. Q10 = 1 – е -Nτр = 1 -2,73 6,48×10^-6×1 = 6,5×10-6. Τр – продолжительность периода наблюдения – 1 год. 11) Короткое замыкание (Q11): Согласно статистическим данным, приведенным в ГОСТ 12.1.004 – 91, вероятность возникновения аварии по причине короткого замыкания составляет: Q11 = 1,0×10-8 .
Расчет вероятности развития аварийной ситуации (Рi) для тарных емкостей. 1) Превышение уровня в емкости выше критического значения (Р1): Р1 = Q2 + Q3 = 1,52×10-3 + 5,48×10-2 = 5,63×10-2. 2) Разгерметизация (разрушение) (Р2): Р2 = Q5 + Q6 + Q7 + Q8 = 9,5×10-3 + 9,5×10-3 + 1,52×10-3 + 2,6×10-4 = 2,078×10-2. 3) Наличие источника инициирования достаточной мощности для емкостей (Р3): Р3 = Q9 + Q10 + Q11 + Q12+ Q13 + Q14 = 4,08×10-4 + 1,0×10-6 + 1,6×10-5 + 1,0×10-8 + 6,5×10-6+ 1,0×10-8 = = 4,32×10-4. 4) Розлив ЛВЖ и ГЖ из емкости с последующим взрывом в паровоздушном облаке (для ЛВЖ) и пожаром пролива (Р4): Р4 = Р1 + Р2 + Р3 = 5,63×10-2 + 2,078×10-2 + 4,32×10-4 = 7,75×10-2; Р4 = Р2 + Р3 = 2,078×10-2 + 4,32×10-4 = 2,12×10-2. «Дерево отказов» анализа причин аварийной ситуации и вероятность ее проявления при розливе ЛВЖ в результате разгерметизации емкости ЛВЖ приведена на рис. 5.2. Рис. 5. 2. «Дерево отказа» наполнения мерников Анализ «дерева отказа» позволяет выделить ветви прохождения сигнала к головному событию (в нашем случае на рис. 5. 2 их три), а также указать связанные с ними минимальные пропускные сочетания, минимальные отсечные сочетания. Минимальные пропускные сочетания - это набор исходных событий-предпосылок (на рис. 5. 2 отмечены цифрами), обязательное (одновременное) возникновение которых достаточно для появления головного события (аварии).
5.2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
ПОТЕНЦИАЛЬНОГО
Распределение потенциального территориального риска, характеризующего максимальное значение частоты поражения человека от возможных аварий для каждой точки площадки объекта и прилегающей территории, показано на рис. 5.3 (цифрами у изолиний указана частота смертельного поражения человека за один год, при условии его постоянного местонахождения в данной точке).
Рис. 5. 3. Распределение
потенциального риска по территории вблизи А − граница зон поражения людей, рассчитанных для сценариев аварии с одинаковой массой выброса по всем направлениям ветра; Б − зона поражения для отдельного сценария при заданном направлении ветра. Рекомендации по выбору методов анализа риска для различных видов деятельности и этапов функционирования опасного производственного объекта представлены ниже в табл. 5.2 5.2. Рекомендации по выбору методов анализа риска
В таблице приняты следующие обозначения: 0 − наименее подходящий метод анализа; + − рекомендуемый метод; ++ − наиболее подходящий метод. Методы могут применяться изолированно или в дополнение друг к другу, причем методы качественного анализа могут включать количественные критерии риска (в основном, по экспертным оценкам с использованием, например, матрицы «вероятность-тяжесть последствий» ранжирования опасности). По возможности полный количественный анализ риска должен использовать результаты качественного анализа опасностей. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||