Документационное обеспечение требований промышленной безопасности, использующее анализ и расчет риска возникновения аварии на ОПО с использованием основных методов анализа риска Hazid и Hazop

С целью снижения риска возникновения аварийных и чрезвычайных ситуаций, связанных с утечкой СУГ (пропана) вследствие разгерметизации емкостей, предназначенных для его хранения на нефтеперерабатывающих заводах и газораспределительных станциях, проводятся расчеты, с помощью которых осуществляется моделирование аварийных ситуаций. Указанные расчеты приводятся в расчетнопояснительной записки к Декларации промышленной безопасности, разрабатываемой в соответствии со ст. 14 Федерального закона № 116-ФЗ «Об опасных производственных объектах».

Разработка декларации включает:

• -    всестороннюю оценку риска аварии и связанной с ней угрозы;

• -    анализ достаточности принятых мер по предупреждению аварий, обеспечению готовности организации к эксплуатации ОПО в соответствии с требованиями промышленной безопасности, а также к локализации и ликвидации последствий аварии на ОПО;

• -    разработку мероприятий, направленных на снижение масштаба последствий аварии и размера ущерба, нанесенного в случае аварии на ОПО.

В случае, если при проектировании, строительстве, эксплуатации, реконструкции, капитальном ремонте, консервации или ликвидации опасного производственного объекта требуется отступление от требований промышленной безопасности, установленных федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности, таких требований недостаточно и (или) они не установлены, лицом, осуществляющим подготовку проектной документации на строительство, реконструкцию опасного производственного объекта, могут быть установлены требования промышленной безопасности к его эксплуатации, капитальному ремонту, консервации и ликвидации в обосновании безопасности опасного производственного объекта. Обоснование безопасности опасного производственного объекта - документ, содержащий сведения о результатах оценки риска аварии на опасном производственном объекте и связанной с ней угрозы, условия безопасной эксплуатации опасного производственного объекта, требования к эксплуатации, капитальному ремонту, консервации и ликвидации опасного производственного объекта. Таким образом анализ и расчет риска возникновения возможных аварий на опасном производственном объекте производится ещё на стадии проектирования.

Также на стадии проектирования производится условное разбиение объекта на технологические блоки, расчет их энергопотенциалов и определение на основании этого категории взрывоопасности. Расчет энергопотенциалов из проектной документации ложится в основу разработки технологического регламента на выпуск продукции.

Кроме того, в соответствии со ст. 10 ФЗ № 116-ФЗ «Об опасных производственных объектах» на предприятии разработан План мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий (ПМЛА). На основании пункта 4 Постановления Правительства от 26.08.2013 № 730 данный документ разработан для всего опасного производственного объекта, но во исполнение пункта 10 указанного Постановления Правительства для каждого объекта, являющегося составляющим опасного производственного объекта, разрабатывается отдельно План локализации и ликвидации аварий (ПЛА), о чем говорится в конкретных разделах ПМЛА. Все ПЛА являются необходимым приложением к ПМЛА. Таким образом обеспечивается конкретизация первоочередных действий персонала при получении сигнала об аварии на объекте, определяются действия производственного персонала и аварийно-спасательных служб (формирований) по локализации и ликвидации аварийных ситуаций применительно к каждому конкретному объекту. ПЛА разрабатываются в соответствии с методическими рекомендациями, утвержденными приказом Ростехнадзора от 26.12.2012 № 781. Указанный акт содержит рекомендации по разработке плана локализации и ликвидации аварий, его составу, содержанию, форме, процедуре утверждения и пересмотра.

Согласно методическимрекомедациям ПЛА разрабатывается с целью:

• -    планирования действий персонала ОПО и специализированных служб на различных уровнях развития ситуаций;

• -    определения готовности организации к локализации и ликвидации аварий на ОПО;

• -    выявления достаточности принятых мер по предупреждению аварий на объекте;

• -    разработки мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий на ОПО.

Кроме того, ПЛА основывается:

• -    на прогнозировании сценариев возникновения и развития аварий;

• -    на постадийном анализе сценариев развития аварий;

• -    на оценке достаточности принятых (для действующих ОПО) или планируемых (для проектируемых и строящихся) мер, препятствующих возникновению и развитию аварий;

• -    на анализе действий персонала ОПО, специализированных служб при локализации и ликвидации аварий на соответствующих стадиях их развития.

Таким образом, при разработке ПЛА, Декларации промышленной безопасности, Обоснования безопасности необходимо использовать данные расчета риска аварий для каждого объекта, включающие в себя формирование сценариев возможных аварий на объекте, расчет последствий реализации каждого из сценариев, таких как:

• -    разгерметизация оборудования с выбросом опасного вещества и негативными экологическими последствиями;

• -    воспламенение розлива опасного вещества – образование пожара;

• -    факельное горение;

• -    образование и дрейф облака с горючими газами и парами с возможным его воспламенением («Огненный шар»);

• -    взрыв пара расширяющейся и кипящей жидкости («BLEVE»).

• -    разлет осколков оборудования при взрыве.

Расчет последствий и характеристик поражающих факторов по каждому из этих сценариев производится по разработанным и утвержденным методикам МЧС и Ростехнадзора. Указанные методики основаны на сложнейших математических моделях аэродинамических, гидродинамических, термодинамических процессов, процессов горения, взрыва, фазового перехода веществ, смешения с воздухом. Поэтому проведение подобных расчетов вручную не представляется возможным. Для обеспечения качественных расчетов созданы соответствующие программные комплексы.

Для обеспечения проведения качественного анализа риска аварии на объекте следует производить как качественный анализ (анализ реальных аварий имевших место на аналогичных объектах в соответствии с их актами расследования) так и количественный анализ путем математического моделирования различных физических и термодинамических процессов, происходящих при реальных авариях.

Анализ опасностей технологических процессов, количественная оценка риска и иные методы анализа опасностей и оценки риска являются составной частью декларирования промышленной безопасности, обоснования безопасности ОПО, риск-менеджмента и системы управления промышленной безопасностью на ОПО.

Основными методами анализа опасностей технологических процессов являются:

• 1.    Метод идентификации опасностей (HAZID);

• 2.    Метод анализа опасности и работоспособности (далее – АОР) (HAZOP).

Метод идентификации опасностей (или предварительный анализ опасностей) основан на анализе перечня нежелательных последствий возможных аварий и инцидентов, и наиболее эффективен для предварительного выявления и описания опасностей на начальном этапе проектирования, при выборе оптимальных вариантов расположения производственной площадки, размещения технологических объектов, компоновки установок и оборудования.

Применение метода АОР предпочтительно на промежуточных и завершающих стадиях разработки проекта, на которых прорабатываются основные конструктивные и технологические решения. Методом АОР исследуются опасности отказов технических устройств, отклонений технологических параметров (температуры, давления, состава материальной среды) от регламентных режимов.

При проведении анализа опасностей количественными методами за основу принимается «Методика оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте-и газохимической промышленности» утвержденной федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору приказомот 29 июня 2016 г. № 272, основанная на известных термодинамических моделях, определяющих энергию взрывного и теплового поражения персонала, зданий и сооружений. При этом неизменно приходится использовать определенные допущения. Чем меньше допущений, тем точнее расчет. Но при этом возрастает количество исходных параметров. К числу таких допущений относятся в том числе:

• -    для сценариев аварий с разрушением емкостного оборудования в аварии участвует вся масса вещества в оборудовании при максимальном уровне его заполнения, а также масса вещества, которая поступает от другого оборудования и из трубопроводов блока плюс масса вещества, поступающая от смежных блоков;

• -    масса аварийного выброса опасных веществ определятся как масса вещества в аппарате (трубопроводе) с учетом перетоков от соседних аппаратов (участков) в течение продолжительности выброса и перекрытия запорной арматуры (задвижек) с учетом массы стока вещества из отсеченного блока (трубопровода). При отсутствии достоверных сведений продолжительность выброса рекомендуется принимать равной 600 секунд в случае наличия средств противоаварийной защиты и системы обнаружения утечек (принимается условное время, не соответствующее реальным условиям) и 1800 секунд – в случае их отсутствия;

• -    при расчете массы утечки опасного вещества рассматривались 2 периода истечения: первый период – истечение в напорном режиме (до закрытия задвижек), второй период – истечение из отсеченного участка (эквивалентно истечению из сосуда);

• -    время испарения до взрыва составляет 3600 с (методика задает константу времени испарения, на самом деле время испарения разное и зависит от вещества, температуры и других факторов);

• -    размер отверстия при частичной разгерметизации – 25 мм (та же самая константа, хотя размер отверстия всегда будет варьироваться в большую или меньшую величину);

• -    поверхность пола под оборудованием не обладает впитывающими свойствами (хотя часть пролитой жидкости может быть впитана грунтом).

В то же время, математические модели возникновения и развития аварий постоянно совершенствуются, что находит свое отражение и в изменении методик расчета, определенных нормативными документами и рекомендациями по безопасности, утверждаемых Ростехнадзором.

Так, например, до марта 2003 года при расчетах радиусов зон разрушений практически не учитывался характер горения вещества, постоянный переход фазового состояния при горении, а до 2016 г. в применяемых методиках моделирования взрывов использовался только метод «тротилового эквивалента», то есть детонационного взрыва без учета дефлаграционного превращения.

На основании описанных выше методов разработано большое количество программных комплексов по анализу риска, как российских, так и зарубежных, в большей или меньшей степени учитывающих параметры исходных данных.