Моделирование сценариев развития аварийных ситуаций для нестационарных опасных производственных объектов нефтегазового комплекса
|
Введение 4
Термины и определения 6
Перечень сокращений и обозначений 7
1 Основные модели, используемые для описания возникновения и развития
аварийных ситуаций на нестационарных опасных производственных объектах нефтегазового комплекса (на примере Накынской нефтебазы Накынского отделения УМТС АК «АЛРОСА» (ПАО)) 8
1.1 Методы моделирования, используемые для прогнозирования сценариев
возникновения и развития аварийных ситуаций для опасных производственных объектов 8
1.2 Анализ причин аварийных ситуаций, возникающих при эксплуатации
опасных производственных объектов нефтегазового комплекса 12
2 Идентификация опасностей и построение моделей развития аварийных ситуаций на Накынской нефтебазе 17
2.1 Основные источники возникновения возможных аварийных ситуаций
на исследуемом объекте 17
2.2 Основные сценарии возникновения и развития аварийных ситуаций иих последствия, возникающие при ведении технологического процесса на
исследуемом объекте 27
3 Разработка мероприятий, по снижению вероятности возникновения аварийных ситуаций 43
3.1 Разработка мер, направленных на снижение вероятности возникновения
аварийных ситуаций на исследуемом объекте 43
3.2 Анализ и оценка эффективности предлагаемых мер по обеспечению
техносферной безопасности 61
Заключение 71
Список используемой литературы и используемых источников 74
Приложение А Акт об окончании пусконаладочных работ по ручным пожарным извещателям 80
Приложение Б Акт об окончании пусконаладочных работ по монтажу
порошковой системы пожаротушения БМНС 81
Приложение В Акт об окончании пусконаладочных работ по монтажу
порошковой системы пожаротушения насосной станции
авиатоплива 82
Приложение Г Акт об окончании пусконаладочных работ по монтажу датчиков ДВК в резервуарном парке ПЭР 83
Термины и определения 6
Перечень сокращений и обозначений 7
1 Основные модели, используемые для описания возникновения и развития
аварийных ситуаций на нестационарных опасных производственных объектах нефтегазового комплекса (на примере Накынской нефтебазы Накынского отделения УМТС АК «АЛРОСА» (ПАО)) 8
1.1 Методы моделирования, используемые для прогнозирования сценариев
возникновения и развития аварийных ситуаций для опасных производственных объектов 8
1.2 Анализ причин аварийных ситуаций, возникающих при эксплуатации
опасных производственных объектов нефтегазового комплекса 12
2 Идентификация опасностей и построение моделей развития аварийных ситуаций на Накынской нефтебазе 17
2.1 Основные источники возникновения возможных аварийных ситуаций
на исследуемом объекте 17
2.2 Основные сценарии возникновения и развития аварийных ситуаций иих последствия, возникающие при ведении технологического процесса на
исследуемом объекте 27
3 Разработка мероприятий, по снижению вероятности возникновения аварийных ситуаций 43
3.1 Разработка мер, направленных на снижение вероятности возникновения
аварийных ситуаций на исследуемом объекте 43
3.2 Анализ и оценка эффективности предлагаемых мер по обеспечению
техносферной безопасности 61
Заключение 71
Список используемой литературы и используемых источников 74
Приложение А Акт об окончании пусконаладочных работ по ручным пожарным извещателям 80
Приложение Б Акт об окончании пусконаладочных работ по монтажу
порошковой системы пожаротушения БМНС 81
Приложение В Акт об окончании пусконаладочных работ по монтажу
порошковой системы пожаротушения насосной станции
авиатоплива 82
Приложение Г Акт об окончании пусконаладочных работ по монтажу датчиков ДВК в резервуарном парке ПЭР 83
Тема магистерской диссертации: «Моделирование сценариев развития аварийных ситуаций для нестационарных опасных производственных объектов нефтегазового комплекса (на примере Накынской нефтебазы Накынского отделения УМТС АК «АЛРОСА» (ПАО)».
Техника и технологии определяют жизнь человека. Среда обитания, которую называют, в том числе, и техносферой, содержит большое количество опасностей, грозящих как человеку, так и окружающей среде. В первую очередь, это определяется наличием сложных многофункциональных производственных комплексов, неполадки в работе которых могут привести к экологическим катастрофам. Техносфера составляет целостную среду обитания, внутри которой живет человек.
Техносферная безопасность - это свойство объекта, выраженное в его способности противостоять техносферным опасностям (негативным факторам техносферных опасностей). Обеспечение техносферной безопасности достигается созданием благоприятных для человека условий существования в преобразуемой человеком биосфере - техносфере. На управленческом уровне в настоящее время реализуется ряд систем для обеспечения безопасности человека в техносфере (безопасность труда, защита в чрезвычайных ситуациях, пожарная защита и др.). Они имеют общие цели и задачи, поэтому в перспективе могут быть сведены в общую систему «обеспечения безопасности техносферы».
Несмотря на то, что в области промышленной безопасности постоянно принимаются меры по снижению риска возникновения аварийных ситуаций, на все сто процентов исключить вероятность возникновения аварий на опасных производственных объектах (далее - ОПО) не представляется возможным. В большинстве случаев аварии возникают вследствие нарушения технологии производства, правил эксплуатации оборудования, машин и механизмов, неудовлетворительной трудовой и технологической дисциплины, не соблюдением работников объекта мер безопасности, отсутствием должного контроля за состоянием оборудования, машин и механизмов.
«Установление степени аварийной опасности ОПО или его составных частей для предварительного предупреждения угроз причинения вреда жизни, здоровью людей, вреда экологии, имуществу физических и юридических лиц, находящихся как на исследуемом объекте, так и вблизи него, не государственному или муниципальному имуществу, угроз возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций техногенного характера для разработки, реализации и своевременной корректировки обоснованных рекомендаций по снижению риска аварий и мероприятий, направленных на снижение масштаба последствий аварий и размера ущерба, нанесенного в случае аварии, являются в настоящее время наиболее актуальными задачами» [19].
С целью улучшения техносферной безопасности на объектах хранения нефти и нефтепродуктов необходимо развивать модернизацию действующего оборудования и оснастки, которые улучшили бы техногенную обстановку. А также усилить безопасность работников нефтебазы и работников рядом расположенных объектов на Накынской площадке. Для этого необходим повышенный контроль (без участия человека) за возможными утечками топлива и за скоплением паров от нефти внутри, например, насосных станций авиатоплива.
Для этого объекты нефтебазы и резервуарный парк, в том числе и после проведения независимого аудита, датчиками довзрывных концентраций, ручными пожарными извещателями, автоматическими системами пожаротушения. Дополнительно произведена установка полимерных эластичных резервуаров (далее ПЭР-250) в количестве 31 штука. Такая модернизация существующего оборудования поможет обеспечить дальнейшую защиту зданий и сооружений от развития аварийных ситуаций и в целом улучшить техносферную обстановку.
Техника и технологии определяют жизнь человека. Среда обитания, которую называют, в том числе, и техносферой, содержит большое количество опасностей, грозящих как человеку, так и окружающей среде. В первую очередь, это определяется наличием сложных многофункциональных производственных комплексов, неполадки в работе которых могут привести к экологическим катастрофам. Техносфера составляет целостную среду обитания, внутри которой живет человек.
Техносферная безопасность - это свойство объекта, выраженное в его способности противостоять техносферным опасностям (негативным факторам техносферных опасностей). Обеспечение техносферной безопасности достигается созданием благоприятных для человека условий существования в преобразуемой человеком биосфере - техносфере. На управленческом уровне в настоящее время реализуется ряд систем для обеспечения безопасности человека в техносфере (безопасность труда, защита в чрезвычайных ситуациях, пожарная защита и др.). Они имеют общие цели и задачи, поэтому в перспективе могут быть сведены в общую систему «обеспечения безопасности техносферы».
Несмотря на то, что в области промышленной безопасности постоянно принимаются меры по снижению риска возникновения аварийных ситуаций, на все сто процентов исключить вероятность возникновения аварий на опасных производственных объектах (далее - ОПО) не представляется возможным. В большинстве случаев аварии возникают вследствие нарушения технологии производства, правил эксплуатации оборудования, машин и механизмов, неудовлетворительной трудовой и технологической дисциплины, не соблюдением работников объекта мер безопасности, отсутствием должного контроля за состоянием оборудования, машин и механизмов.
«Установление степени аварийной опасности ОПО или его составных частей для предварительного предупреждения угроз причинения вреда жизни, здоровью людей, вреда экологии, имуществу физических и юридических лиц, находящихся как на исследуемом объекте, так и вблизи него, не государственному или муниципальному имуществу, угроз возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций техногенного характера для разработки, реализации и своевременной корректировки обоснованных рекомендаций по снижению риска аварий и мероприятий, направленных на снижение масштаба последствий аварий и размера ущерба, нанесенного в случае аварии, являются в настоящее время наиболее актуальными задачами» [19].
С целью улучшения техносферной безопасности на объектах хранения нефти и нефтепродуктов необходимо развивать модернизацию действующего оборудования и оснастки, которые улучшили бы техногенную обстановку. А также усилить безопасность работников нефтебазы и работников рядом расположенных объектов на Накынской площадке. Для этого необходим повышенный контроль (без участия человека) за возможными утечками топлива и за скоплением паров от нефти внутри, например, насосных станций авиатоплива.
Для этого объекты нефтебазы и резервуарный парк, в том числе и после проведения независимого аудита, датчиками довзрывных концентраций, ручными пожарными извещателями, автоматическими системами пожаротушения. Дополнительно произведена установка полимерных эластичных резервуаров (далее ПЭР-250) в количестве 31 штука. Такая модернизация существующего оборудования поможет обеспечить дальнейшую защиту зданий и сооружений от развития аварийных ситуаций и в целом улучшить техносферную обстановку.
В процессе внедрения на объекты Накынской нефтебазы новшеств (в том числе использование, кроме автоматических систем защиты объектов, и других приспособлений - например, сорбентов) апробация производилась путем проведения пусконаладочных работ, по результатам которых были оформлены соответствующие акты.
Также были учтены достижения, используемые в последних патентных изобретениях. «Патент № 2694851 от 17.07.2019. «Способ
пожаровзрывозащиты резервуара с нефтепродуктами, способ управления устройством аварийной разгерметизации и устройство для его реализации». Для защиты от пожаров и взрывов резервуаров со стационарной крышей, в которых размещены легковоспламеняющиеся и горючие жидкости» [15].
Патент № 2710999 от 14.01.2020. «Способ для сбора нефти и
нефтепродуктов под ледяным покровом». «Для сбора нефти или нефтепродуктов под ледяным покровом водоемов в случае утечки топлива в естественный или искусственный водоем» [16].
Патент №2777378 от 02.08.2022. «Способ локализации и ликвидации последствий нефти и нефтепродуктов». «Для использования технологии и техники локализации и ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов имеющимися сорбентами либо сбор загрязненной смеси нефти с грунтом, ее транспортировку и выгрузку» [17].
Патент № 207645 от 09.11.2021. «Устройство для анализа содержания аэрозолей и паров углеводородов при выбросе топливных жидкостей в атмосферу». «Для использования измерительной техники с целью анализа содержания аэрозолей и паров углеводородов при выбросе нефтепродуктов в атмосферу, а также с целью предупреждения техногенных аварий» [18].
В ходе выполнения практики было установлено, что перед тем как запустить в работу технические устройства (резервуары) или остановить их работу необходимо было предусмотреть меры по недопущению развития потенциальных аварийных ситуаций на объектах хранения нефтепродуктов вследствие скопления газов, разливов топлива.
«В результате установки датчиков анализа состава воздушной среды в перспективе ожидается оперативное обнаружение возгорания» [9]. Повышенная точность измерений позволит определить на более ранних стадиях образование опасных концентраций горючих газов и принять превентивные меры для предотвращения возникновения пожароопасной ситуации. А также своевременно оповестить персонал нефтебазы.
Так как эксплуатировать резервуары, трубопроводы, насосные станции нефтебаз при использовании существующих устройств было бы не совсем безопасно, то потребовалось внедрение дополнительных решений для обеспечения более безопасного производственного процесса хранения и отпуска нефтепродуктов Накынской нефтебазы.
Также было учтено влияние поражающих факторов, проведена оценка наиболее опасных технологических зон, которые могли бы подвергнуться в первую очередь поражению от воздействия возможного пожара, разлива горючей жидкости, взрыва топливно -воздушной смеси. Проведена оценка в сумме потенциальной пожароопасности, надежности как уже эксплуатируемого оборудования, так и вновь смонтированного. Была учтена опасность нестационарно эксплуатируемого оборудования (работа полимерных эластичных резервуаров).
Была проведена минимизация риска развития аварийных ситуаций на данном этапе эксплуатации нефтебазы с учетом финансирования выполняемых мероприятий и импортозамещения.
Как достижения от внедренных систем можно выделить следующие моменты.
В результате установки ручных пожарных извещателей в перспективе ожидается сокращение времени определения расположения очага возгорания в резервуарном парке нефтебазы. В дополнение к существующей установке пожарной автоматики обеспечивается повышенный уровень пожарной защиты.
В результате установки автоматических систем порошкового пожаротушения в насосных Накынской нефтебазы (блочно-модульная и авиатоплива) в перспективе ожидается уменьшение вероятности развития одного из возможных сценариев аварийной ситуации (пожар в замкнутом пространстве, взрыв ТВС в замкнутом пространстве, в том числе в помещении), а также в результате усовершенствованности системы повышается ее эффективность - возможность исключения участия в этом работников нефтебазы.
Также были учтены достижения, используемые в последних патентных изобретениях. «Патент № 2694851 от 17.07.2019. «Способ
пожаровзрывозащиты резервуара с нефтепродуктами, способ управления устройством аварийной разгерметизации и устройство для его реализации». Для защиты от пожаров и взрывов резервуаров со стационарной крышей, в которых размещены легковоспламеняющиеся и горючие жидкости» [15].
Патент № 2710999 от 14.01.2020. «Способ для сбора нефти и
нефтепродуктов под ледяным покровом». «Для сбора нефти или нефтепродуктов под ледяным покровом водоемов в случае утечки топлива в естественный или искусственный водоем» [16].
Патент №2777378 от 02.08.2022. «Способ локализации и ликвидации последствий нефти и нефтепродуктов». «Для использования технологии и техники локализации и ликвидации последствий разливов нефти и нефтепродуктов имеющимися сорбентами либо сбор загрязненной смеси нефти с грунтом, ее транспортировку и выгрузку» [17].
Патент № 207645 от 09.11.2021. «Устройство для анализа содержания аэрозолей и паров углеводородов при выбросе топливных жидкостей в атмосферу». «Для использования измерительной техники с целью анализа содержания аэрозолей и паров углеводородов при выбросе нефтепродуктов в атмосферу, а также с целью предупреждения техногенных аварий» [18].
В ходе выполнения практики было установлено, что перед тем как запустить в работу технические устройства (резервуары) или остановить их работу необходимо было предусмотреть меры по недопущению развития потенциальных аварийных ситуаций на объектах хранения нефтепродуктов вследствие скопления газов, разливов топлива.
«В результате установки датчиков анализа состава воздушной среды в перспективе ожидается оперативное обнаружение возгорания» [9]. Повышенная точность измерений позволит определить на более ранних стадиях образование опасных концентраций горючих газов и принять превентивные меры для предотвращения возникновения пожароопасной ситуации. А также своевременно оповестить персонал нефтебазы.
Так как эксплуатировать резервуары, трубопроводы, насосные станции нефтебаз при использовании существующих устройств было бы не совсем безопасно, то потребовалось внедрение дополнительных решений для обеспечения более безопасного производственного процесса хранения и отпуска нефтепродуктов Накынской нефтебазы.
Также было учтено влияние поражающих факторов, проведена оценка наиболее опасных технологических зон, которые могли бы подвергнуться в первую очередь поражению от воздействия возможного пожара, разлива горючей жидкости, взрыва топливно -воздушной смеси. Проведена оценка в сумме потенциальной пожароопасности, надежности как уже эксплуатируемого оборудования, так и вновь смонтированного. Была учтена опасность нестационарно эксплуатируемого оборудования (работа полимерных эластичных резервуаров).
Была проведена минимизация риска развития аварийных ситуаций на данном этапе эксплуатации нефтебазы с учетом финансирования выполняемых мероприятий и импортозамещения.
Как достижения от внедренных систем можно выделить следующие моменты.
В результате установки ручных пожарных извещателей в перспективе ожидается сокращение времени определения расположения очага возгорания в резервуарном парке нефтебазы. В дополнение к существующей установке пожарной автоматики обеспечивается повышенный уровень пожарной защиты.
В результате установки автоматических систем порошкового пожаротушения в насосных Накынской нефтебазы (блочно-модульная и авиатоплива) в перспективе ожидается уменьшение вероятности развития одного из возможных сценариев аварийной ситуации (пожар в замкнутом пространстве, взрыв ТВС в замкнутом пространстве, в том числе в помещении), а также в результате усовершенствованности системы повышается ее эффективность - возможность исключения участия в этом работников нефтебазы.
