Прогнозування наслідків аварії з аміаком

У міру втрат аміаку в холодильній  системі виробляється періодична його закачування в систему від спеціально обладнаній спецмашини з об'ємом ємності 5 тонн.

4.3 Розміщення основного технологічного  обладнання та розподіл небезпечної  речовини за технологічним блокам

План розташування основного технологічного устаткування представлено АХУ ВАТ  «Уфамолзавод» на малюнку П. 1.1. Розташування основного технологічного устаткування виконане з урахуванням раціональних технічних рішень та умов для безпечної експлуатації холодильного обладнання. Компресорний цех розташовується в будівлі корпусу допоміжних служб на першому поверсі (див. малюнок П. 1.1). Операторна розташована в окремому приміщенні комрессорного цеху в тому ж будинку.

Машинне відділення не відокремлено від операторної протипожежними стінами і перегородками без  отворів, що потрібно за нормами. Для забезпечення підвищеної безпеки експлуатації холодильної установки конденсатори, масловіддільники розташовані зовні поблизу машинного відділення. Лінійні ресивери розташовані в окремому закривається будівлі.

При розміщенні обладнання в приміщеннях  і на вулиці забезпечений доступ до нього для обслуговування відповідно до діючих норм, проте не передбачено достатнього місця для ремонту обладнання.

Загальна кількість аміаку на об'єкті - 16,59 т. Найбільша кількість аміаку міститься в приміщенні лінійних ресиверів - 6,3 т. Тому технологічні блоки 1, 1а, 1б, 1в, 2, 2а є найбільш небезпечними з точки зору наслідків виникнення НС. На безпеку їх експлуатації слід звернути першочергову увагу.

5. Сценарії можливих аварій

У даному розділі представлені можливі  сценарії аварій на АХУ, побудовано «дерево відмов» компресора, виявлені найбільш «вузькі» місця АХУ, на яких найімовірніше наступ аварійної ситуації.

5.1 Виявлення подій, що ведуть  до аварії

Статистичні дані переконують нас  у тому, що завдання підвищення безпеки техносфери виключно важлива і актуальна. Зробити техносферу абсолютно безпечною неможливо. Однак необхідно знижувати ймовірність виникнення аварій і катастроф, намагатися виключити або зменшити дію вражаючих факторів, тобто проводити роботу щодо попередження НС [2].

Згідно [30], попередження надзвичайних ситуацій - це комплекс заходів, які проводяться завчасно і спрямовані на максимально можливе зменшення  ризику виникнення надзвичайних ситуацій, а також на збереження здоров'я  людей, зниження розмірів шкоди навколишньому природному середовищу та матеріальних збитків у разі їх виникнення.

Однією зі сфер діяльності, що забезпечує безпеку в промисловості, є соціально-економічна. У ній задаються умови безпечного розвитку промислової активності, визначаються вимоги суспільства до техносфери. Основний механізм - законодавче регулювання державою всіх фаз промислової активності. Це означає, що на кожній стадії (розміщення виробництва, будівництво та експлуатація) керівництво підприємства, його власник, зобов'язані пред'являти докази безпеки свого об'єкта.

Таким чином, очевидна необхідність оцінки безпеки об'єкта. При цьому повинні вирішуватися такі питання:

1. Наскільки те чи інше підприємство є потенційно небезпечним?
2. Які кошти слід використовувати для підвищення безпеки виробництва?
3. Куди саме (в які виробничі процеси, заходи тощо) слід вкладати ці кошти.

Для вирішення цих питань необхідна  оцінка, аналіз, ідентифікація небезпек [2].

Ідентифікація небезпек - це виявлення  небажаних подій, що тягнуть за собою  реалізацію небезпеки, механізмів виникнення подібних подій, а також визначення масштабів наслідків та ймовірності будь-якої події, яка може мати нищівну силу.

Прийнятний ризик аварії - ризик, рівень якого допустимо і обгрунтований  виходячи з соціально-економічних міркувань. Ризик експлуатації об'єкта є прийнятним, якщо заради вигоди, одержуваної від експлуатації об'єкта, суспільство готове піти на цей ризик.

Ризик аварії - міра небезпеки, що характеризує можливість виникнення аварії на небезпечному виробничому об'єкті і тяжкість її наслідків. Основними кількісними показниками ризику аварії є:

1) технічний ризик - ймовірність  відмови технічних пристроїв  з наслідками певного рівня  (класу) за певний період функціонування  небезпечного виробничого об'єкта;

2) індивідуальний ризик - частота ураження окремої людини в результаті впливу досліджуваних факторів небезпеки аварій;

3) потенційний територіальний ризик  (або потенційний ризик) - частота  реалізації вражаючих чинників  аварії в розглянутій точці  території;

4) колективний ризик - очікувана  кількість уражених в результаті  можливих аварій за певний  час;

5) соціальний ризик, або F / N-крива, - залежність частоти виникнення  подій F, в яких постраждало  на певному рівні не менш N осіб, від цього числа N. Характеризує тяжкість наслідків (катастрофічність) реалізації небезпек;

6) очікуваний збиток - математичне  очікування величини збитку від  можливої ​​аварії, за певний час [30].

5.2 Оцінка ризику виникнення  аварії

Оцінка аварійної небезпеки  будь-якого об'єкта повинна починатися з виявлення безлічі подій, здатних привести до реалізації небезпеки.

Очевидно, що можна перерахувати:

1. всі елементи технологічного обладнання, які містять запасену енергію і можуть стати джерелом її неконтрольованого виходу;
2. їх поєднання і режими вивільнення накопиченої енергії.

Найбільш поширений метод аналізу  ризику - побудова «дерева відмов». Він припускає наявність відомого «головного» наслідки від можливих причин (інцидентів). Як правило, мета аналізу ризику - оцінити імовірнісні характеристики настання верхнього небажаної події (ВНС). При цьому зазвичай кожному базисного події (тобто початкового події або нерозкладне кінцевому подією) приписується ймовірність (частота) його появи. Після цього, використовуючи формули теорії ймовірностей, отримують оцінку ймовірності настання ВНС. Для простих технологічних процесів вибір ВНС очевидний і не складає труднощів. Однак, для складних багатостадійних виробничих процесів, в яких беруть участь багатофазні рівноважні системи, а також велику кількість взаємодіючих апаратів, обгрунтування ВНС іноді вимагає побудови двох і більше «дерев відмов» [14].

Аналіз побудованих дерев відмов дозволяє виявити події, які викликають реалізацію небезпеки, тобто ті «вузькі» місця на підприємстві, які роблять його небезпечним для персоналу ОПО і населення, що проживає поблизу ОПН. Такими «вузькими місцями» можуть бути не тільки технологічні процеси, але й неправильні дії операторів. За деякими даними до 80% техногенних НС обумовлені помилками персоналу ОПО [2].

Основні і типові для більшості підприємств, що експлуатують АХУ, фактори, що впливають на промислову безпеку:

- Технічний стан обладнання, трубопроводів, запірної і запобіжної арматури;

- Наявність, технічний стан і організація грамотної експлуатації приладів автоматичного захисту і управління технологічним процесом;

- Кваліфікація персоналу і дотримання технологічної і трудової дисципліни;

- Готовність обслуговуючого персоналу до локалізації та ліквідації аварійних ситуацій і аварій;

- Оснащеність АХУ засобами протипожежного, а персоналу - індивідуального захисту;

- Належний контроль з боку керівництва за станом промислової безпеки та дотриманням нормативних вимог при експлуатації АХУ.

Нехтування будь-яким з перерахованих  факторів неодмінно збільшує небезпеку експлуатації ОПО, ставить персонал підприємства в залежність від волі випадку [13]. Одним з найважливіших напрямків підвищення професійного рівня робітників і службовців є навчання їх діям в екстремальних умовах. Витрати на подібні заходи, як правило, не перевищують 1% від величини матеріального збитку від можливої ​​аварії [2].

Приклад «дерева відмов», використовуваного  для аналізу причин виникнення аварійних  ситуацій під час роботи компресорів  АХУ представлений на рисунку 5.1. Умовні позначення елементів «дерева відмов» представлені в таблиці 5.1, вихідні дані для побудови «дерева відмов» компресора представлені в таблиці 5.2 [16]. У даному випадку розглядалася можлива аварійна ситуація, що склалася в результаті гідравлічного удару в циліндрах компресора. Як наслідок, викид аміаку з технологічного блоку.

Таблиця 5.1 - Умовні позначення елементів  «дерева відмов»

Назва (логічний знак), значення	Графічне зображення
«АБО» означає, що вищестояще подія  може відбутися вслествіе виникнення одного із нижчестоящих
«І» означає, що вищестояще подія  виникає при одночасному настанні нижчестоящих подій (відповідає перемноження їх ймовірностей для оцінки ймовірності  вищестоящого події)
Проміжні події
Постуліруемое вихідні події-передумови

Таблиця 5.2 - Вихідні дані для побудови «дерева відмов» компресора

№ п / п	Подія або стан моделі	Ймовірність події, P i
1	Система автоматичного захисту  виявилася відключеною	, 000 5 0, 000 5
2	Обрив ланцюгів передачі сигналу від датчиків рівня рідкого аміаку в циркуляційному ресівері	0,00001
3	Ослаблення сигналу  про перевищення допустимого  рівня рідкого аміаку в циркуляційному ресівері	0,0001
4	Відмова підсилювача-перетворювача  сигналу про перевищення допустимого рівня рідкого аміаку в циркуляційному ресівері	0,0002
5	Відмова рівнеміра	0,00005

6	Відмова датчика рівня	0,0002
7	Оператор не помітив  світлової індикації про несправності системи автоматичного захисту (помилка  оператора)
8	Оператор не почув  звукової сигналізації про відмову  системи автоматичного захисту (помилка  оператора)	0,001
9	Оператор не знав про  необхідність перекриття засувкою трубопроводу при перевищенні допустимого  рівня рідкого аміаку в циркуляційному ресівері	0,001
10	Оператор не помітив  індикації рівнеміра про перевищення  допустимого рівня рідкого аміаку в циркуляційному ресівері	0,004
11	Відмова рівнеміра	0,00005
12	Відмова автоматичного перекриття трубопроводу засувкою	0,00001
13	Обрив ланцюгів управління електроприводом засувки	0,00001

Малюнок 5.1 - «Дерево відмови» компресора

Найнебезпечнішими за своїми наслідками вважаються аварії:

- Пов'язані з руйнуванням компресорів при гідравлічних ударах в циліндрі;

- Розгерметизацією ємнісного обладнання (ресивери, конденсатори, випарники)

- Розгерметизація трубопроводів на боці високого тиску, особливо рідинних.

Якщо ж це відбувається в сукупності з грубими відхиленнями від нормативних вимог, порушенням технологічної і трудової дисципліни, відсутністю у персоналу ОПО належних навичок і уміння швидко і правильно ліквідувати аварію, то наслідки можуть бути самими трагічними [13].

5.3 Основні  можливі причини виникнення і розвитку аварій

Беручи до уваги кількості  утворюється в процесах аміаку, розміри  обладнання, трубопроводів та арматури, навіть невеликі у відсотковому відношенні до загального потоку витоку аміаку можуть призвести до утворення токсичної  хмари, дія якого може поширитися за межі огорожі підприємства.

Основні негативні фактори, які могли б ініціювати і сприяти  розвитку аварійних ситуацій на резервуарах:

1) тривалі відключення  енерго-і водопостачання;

2) відмова конструкції  резервуарів, цистерн;

3) відмови компресорного обладнання;

4) спрацьовування запобіжних  клапанів на резервуарах, цистернах;

5) відмови трубопроводів  системи АХУ;

6) відмови приладів  контролю і автоматики (КВП і  А);

7) помилки персоналу  ОПО [14].

5.3.1 Тривалі  відключення електроенергії, пари і водопостачання

Відключення електроенергії, пари та водопостачання навіть на тривалий час не можуть безпосередньо призвести  до руйнування технологічних блоків АХУ. Однак відключення електроенергії від усіх наявних джерел можуть викликати неприпустиме підвищення тиску в резервуарі, привести до необхідності скидання аміаку в дренажні ресивери або навіть в атмосферу з утворенням хмари. Проте одночасне тривале відключення всіх наявних джерел електропостачання є вкрай малоймовірним.

5.3.2 Відмова конструкції технологічних блоків АХУ

Відмова конструкції  технологічних блоків АХУ може бути викликаний дефектами конструкції, корозією або неправильним вибором  металу.

Небезпеки, пов'язані  з корозією, незначні, тому що для  виготовлення резервуара використана низьколегована сталь з дрібнозернистою структурою, що володіє гарну зварюваність і стійкістю до корозійного розтріскування в середовищі аміаку.

Вітчизняний і зарубіжний досвід експлуатації резервуарів для  зберігання рідкого аміаку, а також  науково-дослідні роботи в цій області показують, що за умов зберігання корозійне розтріскування в них практично відсутній. Зниження температури зберігання в ізотермічних резервуарах до мінус 20 ° С і нижче практично повністю пригнічує цей процес.

Імовірність відмови корпусу резервуара відповідно до статистичних даних, наведеними для подібних сховищ оцінюються не більш ніж 5.10 ^-8 на рік [5].

5.3.3 Спрацювання  запобіжних клапанів резервуара

Спрацьовування запобіжних клапанів, передбачених на окремих  ділянках АХУ можливо через недопустимого підвищення тиску в технологічних блоках:

- При відмові циліндрів компресора і продовженні прийому аміаку в циркуляційний ресивер;

- При прийомі аміаку з підвищеною температурою, коли компресор не справляється з підвищеним навантаженням по газоподібному аміаку.