Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА:1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В НЕФТЕГАЗОВОМ КОМПЛЕКСЕ 14
1.1. Идентификация техногенных рисков в нефтегазовом комплексе 14
1.1.1. Аварийность и травматизм в нефтяной и газовой промышленности. 15
1Л.2.0сновные опасности при строительстве и эксплуатации скважин 20
1.1.2.1. Анализ аварийности и травматизма
1.1.2.2. Рекомендации по снижению риска аварий и несчастных Случаев.
1.1.3. Основные опасности объектов промысловой подготовки и переработки углеводородов.25
1.1.3.1. Анализ аварийности и травматизма 25
1.1.3.2. Рекомендации по снижению риска аварий и несчастных случаев 28
1.1.4. Основные опасности нефтепродуктопроводов 33 ,
1.1-4.1. Анализ аварийности и травматизма .: 33
1.1.4.2. Рекомендации по снижению риска аварий и несчастных случаев .36
1.1.5. Анализ аварийности и травматизма на объектах систем газораспределения
1.2. Нормативно-правовое обеспечение промышленной безопасности...44
1.3. Обеспечение промышленной безопасности .53
1.3.1. Системы обеспечения промышленной безопасности...53
1.3.2. Системы управления промышленной безопасностью, охраной труда и защитой окружающей среды 55
1.4. Подход к управлению промышленной безопасностью, основанный на количественной оценке опасности, и детерминированный подход...
1.5. Методология анализа риска 73
1.6. г Анализ нормативного и методического обеспечения анализа риска 76
1.6.1. Использование понятия риска в требованиях промышленной безопасности и других нормативных документах 76
1.6.2. Методическое обеспечение анализа риска и его верификация 78
1.7. Практика применения методов анализа риска 91
1.8. Задачи методического обеспечения методологии анализа риска в нефтегазовом комплексе 93
1.9. Выводы 97
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ДАННЫХ ПО АВАРИЯМ И НЕСЧАСТНЫМ СЛУЧАЯМ В НЕФТЕГАЗОВОМ КОМПЛЕКСЕ 99
2.1. Место анализа аварийности и травматизма в обеспечении промышленной безопасности 99
2.2. Анализ путей и возможностей создания баз данных об инцидентах в промышленности 103
2.3. Анализ показателей, используемых при сборе данных об инцидентах и разработка предложений по созданию формы учета аварий 1
2.4. Разработка метода построения «деревьев происшествий» 114
2.5. Систематический анализ и создание базы данных по аварийности и травматизму на объектах нефтегазового комплекса 117
2. 6. Выводы 119
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ АВАРИЙ НА ОБЪЕКТАХ НЕФТЕГАЗОВОГО
КОМПЛЕКСА .120
3.1. Концепция системы методик по оценке последствий возможных аварий 120
3.2. Основные стадии развития аварийного процесса, связанного с выбросом опасных веществ 124
3.3. Моделирование стадий аварийного процесса, определяющих формирование поражающих факторов 128
3.3.1. Оценка последствий при взрыве облака топливовоздушной смеси 129
3.3.2. Распространение и дисперсия облаков тяжелых газов 140
3.3. Выводы 155
ГЛАВА 4. АЛГОРИТМЫ АНАЛИЗА РИСКА 157
4.1. Применение схем и алгоритмов при анализе риска 157
4.2. Общий алгоритм анализа риска объектов нефтегазового комплекса... 160
4.3. Алгоритмы анализа риска объектов газораспределения 1
4.3.1. Основные виды аварий в системах газораспределения 175
4.3.2. Алгоритм анализа риска распределительного газопровода 181
4.3.3. Алгоритм анализа риска газорегуляторного пункта и установки 190
4.4. Выводы 195
ГЛАВА 5. КАТЕГОРИРОВАНИЕ ОПАСНОСТЕЙ НА ОБЪЕКТАХ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОЛОГИИ АНАЛИЗА РИСКА 196
5.1. Категорирование как разрешение коллизии между рисковым и детерминированным подходом к управлению безопасностью 196
5.2. О принципах и критериях идентификации опасных производственных объектов и составе информации в Государственном реестре 198
5.3. Анализ существующих подходов к категорированию взрывоопасных и токсически опасных производств и объектов 203
5.4. Категорирование взрывоопасных зон на объектах нефтегазодобывающей промышленности 206
5.5. Категорирование аварий и чрезвычайных ситуаций по последствиям... 212
5.6. Классификация угроз 214
5.7. Категорирование угроз и мониторинг опасностей в целях управления промышленной безопасностью 216
5.8. Выбор критериев приемлемого риска 220
5.8.1. Индивидуальный риск 220
5.8.2. Коллективный риск 229
5.8.3. Социальный риск 233
5.8.4. Технический и материальный риск 237
5.9. Выводы 238
ГЛАВА 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ АНАЛИЗА РИСКА ПРИ ОЦЕНКЕ ОПАСНОСТЕЙ ОБЪЕКТОВ И ПРОИЗВОДСТВ 240
6.1. Анализ опасностей, связанных с использованием аммиака 241
6.2. Использование метода анализа «дерево отказов» для оценки опасности 249
6.2.1. Оценка степени риска открытого фонтана 249
6.2.2. «Дерево отказов» для случая травмирования падающим грузом при строительстве скважин 256
6.3. Количественный анализ риска типовых объектов систем газораспределения 266
6.3.1. Анализ риска стального распределительного газопровода высокого давления 266
6.3.2. Анализ риска полиэтиленового распределительного газопровода высокого давления 270
6.3.3. Анализ риска шкафного газорегуляторного пункта 273
6.4. Мониторинг опасности на примере объектов газораздаточной станции. 278
6.5. Выводы 287
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 289
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 292
ПРИЛОЖЕНИЯ 329
Акт внедрения РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина 329
Справка о внедрении МФ «Национальный институт нефти и газа» 330
Акт о внедрении ООО «ВолгоУралНИПИгаз» 331
Справка о внедрении ОАО «НТЦ «Промышленная безопаснсоть» 3
Введение к работе
Состояние промышленной безопасности на опасных производственных объектах вызывает обеспокоенность общественности, привлекают внимание ученых и специалистов. В нефтегазовом комплексе уровень аварийности и производственного травматизма остается высоким.
В России научные разработки по проблемам безопасного развития техносферы в последнем десятилетии XX века были сконцентрированы в Государственной научно-технической программе «Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска природных и техногенных катастроф», где проводилось комплексное исследование межотраслевых проблем промышленной безопасности, включая разработку научных методов теории техногенных и природных катастроф, теории защиты и безопасности, переход к проектированию, созданию и эксплуатации потенциально опасных производств и объектов на базе новых критериев, методов и средств обеспечения безопасности, создание методов и средств оповещения, защиты и спасения людей, а также ведения восстановительных работ в зонах возникновения и развития катастроф, создание единой национальной, региональной и международной нормативно-законодательной базы по техническому, правовому, и экономическому регулированию вопросов безопасности, создание отдельной отрасли законодательства Российской Федерации в сфере промышленной безопасности. Разработка научных основ обеспечения безопасности в нефтегазовой области ведется в ВУЗах этого профиля, отраслевых научно-исследовательских, институтах и научно-производственных фирмах. В работах Бурдакова Н.И., Гельфанда Б.Е., Генделя Г.Л., Гумерова А.Г., Гумерова Р.С., Елохина Н.А., Козлтина A.M., Короленка A.M., Корольченко А.Я., Котляревского В.А., Мастрюкова Б.С., Махутова Н.А., Одишаря Г.Э., Сафонова B.C., Хусниярова М.Х., Швыряева А.А., Шебеко Ю.Н. и других исследователей обоснован подход к управлению промышленной безопасностью как управлению рисками и разработаны методы оценки опасности. Между тем опыт использования анализа риска (ограниченный большей частью, оценкой;риска в декларациях промышленной безопасности) показывает, что его результаты? не; учитываются при принятии решений;, касающихся безопасности опасных производственных объектов. В результате у специалистов; складывается впечатление о «виртуальном» характере методологии анализа риска При этом; анализ риска является по существу ключевым? элементом на", пути; совершенствования систем управления: промышленной- безопасностью, учитывающих постоянно меняющийся; риск авари» наї объекте. Указанные обстоятельства обуславливают актуальность проведенныхуисследований.
Целью настоящей- работы является разработка, методологии, применения анализа риска ДЛЯ обеспечения; промышленной безопасности г на объектах нефтегазового комплекса.
При этом вдиссертации решались следующие.основные задачи:
- комплексный анализ; состояния промышленной безопасности и создание эмпирических баз данных по: аварийности- и; травматизму; как основы для идентификации- основных опасностей: объектов нефтегазового комплекса;:
- исследование механизмов и закономерностей физико-химических процессов; определяющих отдельные стадии инициирования и развития аварий №катастрофой разработка моделей для? оценки их последствий;.
- разработка алгоритмов и методов анализа, опасностей1 и риска промышленных объектов;
. - разработка критериев категорирования опасностей; .объектов: и производств;
- выявление зависимостей между различными показателями риска и обоснование критериев выбора приемлемого индивидуального, коллективного; социального, технического и материального риска;
- разработка методов идентификации признаков предаварийных ситуаций на опасном объекте;
- анализ риска типовых опасных объектов и производств.
Ш работе использовался системный подход; к; решению? поставленных задач.. Теоретические исследования, проводились.. с помощью методов; моделирования, а. в» необходимых- случаях; использовались» методы-; экспертных оценок . и статистики; Применяемые; методы исследований-? позволили комплексно рассмотреть, различные: аспекты; методологии применения анализа:риска.
Результаты систематической обработки данных по аварийности и производственному травматизму на опасных объектах нефтегазовой отрасли, обобщенные в монографиях «Анализ аварий и несчастных случаев в нефтегазовом комплексе России», «Анализ аварий и несчастных случаев на трубопроводном транспорте России», «Анализ аварий и несчастных случаев на объектах газового надзора», «Аварии и несчастные случаи на объектах котлонадзора», использованы в ООО «ВолгоУралНИГТИгаз» при разработке методов и средств снижения техногенных рисков нефтегазовых производств (скважины, объекты промысловой подготовки и переработки углеводородов, нефтепродуктопроводы).
Методы анализа риска, моделирование аварийных процессов, алгоритмы оценки риска, выбор критериев приемлемого риска, и их использование для категорирования опасных объектов и производств используются в учебном процессе РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина для подготовки специалистов по специальности 280100 «Безопасность жизнедеятельности» при чтении лекций, проведении семинарских занятий по курсам «Защита в чрезвычайных ситуациях», «Теория горения взрыва», а также при курсовом и дипломном проектировании.
Разработанные правила аттестации и программы подготовки экспертов в нефтяной и газовой промышленности используются в МФ «Национальный институт нефти и газа» при сертификации (аттестации) экспертов по промышленной безопасности Единой системы оценки соответствия на объектах, подконтрольных Ростехнадзору.
Основные научные и практические результаты работы использованы в НТЦ «Промышленная безопасность» при разработке нормативных документов Ростехнадзора:
- «Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России» (РД 09-102-95, утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 17.11.95 №57); - «Методические указания-: по- проведению анализа? рисках опасных промышленных: объектов»- (РДі 08-120-96,\ утверждены: постановлением? РосгортехнадзораРоссии от 12.07.96№29);.
- «Правила: безопасности" в нефтяной? и газовой5 промышленности» (утверждены постановлением ЕосгортехнадзораРосситот 09Ю4.99 №24);
- «Правила: проведения экспертизы,; промышленной1 безопасности»-(утверждены постановлением Еосгортехнадзора 06?Г0:98?г.:№64);п
- «Методики, проведения экспертизы, промышленной: безопасности на» объектах: газоснабжения»- (согласованы-: отдел ом газового надзора; ЕосгортехнадзораРоссишотЗОЮ4.2003: г. № :14-3/100);:
- «Положение: о» порядке, технического І расследования; причине авариш на: опасных производственных объектах» (РД 03-293-99J утверждено постановлениемІГосгортехнадзораРоссииют08;06.99т. №40);
- «Методика: оценки: последствий! аварийных: взрывов топливно-воздушных смесей» (РДС 03-409 0 Г, утверждена: Босгортехнадзором России-: 26Ю6:01)
- «Методика расчета! геометрических характерных: масштабов зот поражения: по; концентрациям; и токсодозам при; выбросах парожидкостной: фракции-. хлора в стратифицированную: атмосферу» (согласована-! Еосгортехнадзором:Рбссшг22.07.98);
Достоверность. полученных результатов: обеспечивается корректностью постановки: задач, достаточным: объемом исходных статистических/ данных,: использованием апробированных методов; исследований,- верификацией: результатові расчетов? с последствиями: экспериментов; и реальных аварий, сходимостью результатов; полученных на различных технических объектах, с результатами расследования аварий.
Работав выполнена в соответствии; с , планами научно-исследовательских работ Єовета Безопасности: Российской Федерации на 1994, 1995: и 1996 гг., а.такжев рамках Государственной научно-технической программы «Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска природных и техногенных катастроф», Федеральной программы «Экологическая безопасность России» и Комплексной программы «Безопасность Москвы».
Личный вклад автора в выполнение работы заключается в разработке комплексных программ НИР с определением целей и постановкой задач исследований, научных методов их конкретного решения, обработке результатов экспериментов, а также научно-методической координации НИР при межотраслевых исследованиях. При его непосредственном участии проведены теоретические исследования, составлены алгоритмы и программы. Автор активно внедрял результаты разработок в практику.
Апробация работы. Основные научные результаты диссертации изложены в 80 научных изданиях, включая 27 публикаций в ведущих научных журналах и изданиях из Перечня ВАК для докторских диссертаций. Они докладывались на Втором и Третьем Российско-норвежских семинарах «Безопасность и надежность сложных технических систем» (Трондхейм, 1994 г., Санкт-Петербург, 1996 г.), на НТС МЧС России (1995 г.), на ХШ Всероссийской научно-практической конференции «Пожарная безопасность-95» (ВНИИПО МВД России, 1995 г.), на Научно-практической конференции «Спасение, защита, безопасность - новое в науке, технике, технологии» (Москва, 1995 г.), на XI Всесоюзном симпозиуме по горению и взрыву (Черноголовка, 1996 г.), на Международной конференции «Риск: наука, обучение, рынок труда» (Москва, 1996 г.), на Научно-практической конференции «Безопасность населения г. Москвы и меры по снижению риска от чрезвычайных ситуаций» (Москва, 1997 г.), на ХШ Международной конференции «Уравнения состояния вещества» (Терскол, 1998 г.), на 4 Международной конференции «Промышленная безопасность» (Москва, 1998 г.), на Международной конференции «Совершенствование работ по оценке, экспертизе, сертификации и страхованию объектов повышенной опасности» (Анталия, 1998 г.), на Научно-технических конференциях «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (Москва, 1999, 2001, 2003, 2005, 2007 гг.), на семинарах Госгортехнадзора России (Воскресенск, 1994 г., Туапсе, 1995 г., Железноводск, 1996 г., Таганрог, 1997 г., Владимир, 2003, 2004, 2005, 2006 гг., Тверь 2008 г.,), Научно практическом семинаре «Взрывобезопасность промышленных объектов» (Москва, 2000 г.), на конференции «Управление рисками и устойчивое развитие Единой системы газоснабжения» (Москва, 2006 г.), на международной конференции «Безопасность морских объектов» (Москва, 2007 г.) Седьмом международном симпозиуме по промышленным взрывам (Санкт-Петербург, 2008 г.).
