Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Проблемы управления системами обеспечения промышленной безопасности современных нефтегазовых комплексов 8
1.1 Проблемы обеспечения безопасности человека и окружающей среды в результате хозяйственнойдеятельности 8
1.2 Характеристика рисков на предприятиях нефтегазового комплекса 11
1.3 Проблемы очистки промышленных стоков в нефтегазовом комплексе 16
1.4 Предупреждающие и корректирующие мероприятия по обеспечению безопасности сооружаемых объектов нефтегазового комплекса 20
1.5 Реализация требований международных стандартов ИСО 9000:2008 на этапах строительства и освоения нефтегазового комплекса 28
Выводы по главе 1 40
ГЛАВА 2 Анализ существующих и разработка новых методов управления риском для обеспечения безопасности объектов нефтегазового комплекса 42
2.1 Анализ математических методов количественных оценок статистических характеристик техногенных рисков 42
2.2 Расчет вероятности работоспособного состояния оборудования без резервирования при фиксированных вероятностях отказа и последовательном соединении элементов 43
2.3 Полнофункциональное общее резервирование технологических элементов 50
2.4 Раздельное резервирование технологических элементов 53
2.5 Скользящее резервирование технологических элементов... 56
2.6 Статистическое распределение потока отказов оборудования 57
Выводы по главе 2 79
ГЛАВА 3 Оценка времени наработки до отказа в разных режимах работы резервированного оборудования 80
3.1 Исследование зависимости времени наработки оборудования до отказа от количества работающих загруженных технологических элементов 80
3.2 Эксплуатационные параметры, характеризующие надежность с учетом восстановления оборудования 84
Выводы по главе 3 91
ГЛАВА 4 Повышение устойчивости и надежности производственного водоснабжения нефтегазового комплекса с рециркуляцией 92
4.1 Математическая модель расчета характеристик объема накопленной жидкости в емкостях очистных сооружений... 92
4.2 Математическая модель изменения объемов накопления жидкости в емкостях очистных сооружений без учета запаздываний в системе рециркуляции 101
4.3 Система автоматического управления накоплением жидкости в емкостях очистных сооружений 104
4.4 Система экологического менеджмента - эффективный инструмент оценки влияния различных факторов производства на окружающую среду 105
4.5 Минимизация загрязняющих веществ на предприятии нефтегазового комплекса 108
Выводы по главе 4 114
Основные выводы и рекомендации 116
Библиографический список использованной литературы
- Характеристика рисков на предприятиях нефтегазового комплекса
- Расчет вероятности работоспособного состояния оборудования без резервирования при фиксированных вероятностях отказа и последовательном соединении элементов
- Эксплуатационные параметры, характеризующие надежность с учетом восстановления оборудования
- Система автоматического управления накоплением жидкости в емкостях очистных сооружений
Введение к работе
Актуальность проблемы
В ближайшее время в России планируется введение новых нефтегазовых мощностей и производств. Острой проблемой стали техническая отсталость и высокий износ основных фондов. Около 50 % используемых в нефтегазовой промышленности технологий физически и морально устарели и только 20 % действующих технологий и оборудования можно считать современными с точки зрения стандартов развитых стран. В связи с этим для обеспечения промышленной безопасности и предупреждения экологических техногенных катастроф необходима коренная модернизация существующих производств.
К сожалению, проблемы обеспечения промышленной безопасности на стадиях проектирования, строительства новых и модернизации действующих предприятий недостаточно исследованы. Представленная диссертационная работа посвящена обобщению накопленного опыта и разработке новых решений в данной области.
Нефтегазовая промышленность относится к потенциально опасным отраслям. Одними из основных загрязнителей атмосферы являются летучие органические соединения, доля которых в выбросах достигает 20 %. Большое количество воды, используемой в технологических процессах, приводит к загрязнению сточных вод. К загрязнителям относятся также нефтяные шламы, образующиеся при строительстве нефтяных и газовых скважин, при разработке и эксплуатации месторождений; сточные воды, содержащие нефтепродукты, образующиеся при очистке резервуаров, емкостей и другого оборудования. Хранение некоторых видов отходов сопряжено с загрязнением природных водоемов, многие хранилища-накопители переполнены или требуют ревизии. К мероприятиям по модернизации производства нефтегазового комплекса относятся управление техногенными рисками; разработка оборотного водоснабжения промышленных предприятий с рециркуляцией сточных вод и с устойчивым функционированием системы, с учетом запаздываний изменения регулируемых параметров жидкости в системе трубопроводов и т.д.
Разработка технологического процесса, разделение технологической схемы на отдельные технологические блоки, ее аппаратурное оформление, выбор типа отключающих устройств и мест их установки, использование средств контроля, управления и противоаварийной защиты при обоснованной технологической целесообразности должны обеспечивать минимальный уровень взрывоопасности технологических элементов, входящих в технологическую систему.
Ведение взрывопожароопасных технологических процессов осуществляется в соответствии с технологическими регламентами на строительство и освоение объектов нефтегазового комплекса, которые предусматривают анализ, последовательный учет всевозможных рисков и управление ими. Управление рисками включает в себя действия, направленные на компенсацию, диссипацию, уклонение и их локализацию. Для оценки вероятности наступления риска необходимо использовать статистические и экспертные методы анализа, а также разработать математическое и имитационное моделирование процессов.
Основным содержанием процедур по корректирующим мероприятиям являются выявление фактической проблемы и ее регистрация; определение подразделения, ответственного за решение проблемы; формирование аудиторской группы анализа проблемы; проведение анализа, установление и регистрация причины возникновения проблемы; определение, разработка и внедрение корректирующих действий; контроль выполнения действий и оценка их эффективности.
Цель работы - совершенствование методов обеспечения устойчивого и безопасного функционирования предприятий нефтегазового комплекса.
Для решения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:
-
Теоретический анализ факторов, влияющих на промышленную безопасность объектов нефтегазового комплекса на этапах строительства и освоения;
-
Количественная оценка характеристик техногенных рисков на предприятиях нефтегазового комплекса;
-
Оценка устойчивости и надежности функционирования систем очистки промышленных стоков;
-
Повышение устойчивости работы нефтегазовых комплексов за счет совершенствования оборотного водоснабжения.
Методы решения поставленных задач
Поставленные в диссертационной работе задачи решены путем разработки теоретических методов анализа и компьютерного моделирования процессов, выявления и оценки степени значимости факторов, влияющих на промышленную безопасность, лабораторных исследований и опытно-промышленных испытаний.
Научная новизна
-
Выполнены теоретический анализ факторов и компьютерное моделирование процессов, влияющих на промышленную безопасность объектов нефтегазового комплекса на этапах строительства и освоения.
-
Проведен анализ математических методов количественной оценки характеристик техногенных рисков на предприятиях нефтегазового комплекса.
-
Разработана методика оценки устойчивости и надежности функционирования систем очистки промышленных стоков.
-
Разработан способ оптимизации систем очистки промышленных стоков за счет совершенствования оборотного водоснабжения.
На защиту выносятся:
-
Теоретический анализ факторов, влияющих на промышленную безопасность объектов нефтегазового комплекса на этапах строительства и освоения;
-
Оценка характеристик техногенных рисков на предприятиях нефтегазового комплекса;
-
Методика оценки устойчивости и надежности функционирования систем очистки промышленных стоков;
-
Рекомендации по повышению устойчивости работы объектов нефтегазовых комплексов за счет совершенствования оборотного водоснабжения.
Практическая ценность и реализация результатов работы
Теоретическая и практическая ценность работы заключается в:
- разработке и реализации мероприятий, направленных на повышение промышленной безопасности нефтегазовых комплексов;
- разработке методики оценки характеристик техногенных рисков на предприятиях нефтегазового комплекса;
- выработке рекомендаций по повышению устойчивости работы неф-тегазовых комплексов за счет совершенствования оборотного водо-снабжения;
- разработке и внедрении в нефтегазовом комплексе системы эколо-гического менеджмента по международным стандартам.
Компьютерное моделирование функционирования автоматизирован-ных систем управления технологическими процессами на нефтегазовых предприятиях внедрено в учебный процесс кафедры «Безопасность жизнедеятельности и охрана окружающей среды» Башкирского государственного университета.
Результаты диссертационной работы использованы при разработке Проекта РФФИ № 08-01-97021-р_поволжье_а и Государственного контракта № 14.740.11.0429 на выполнение работ в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы.
Достоверность результатов работы
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается за счет использования теоретически обоснованных методов анализа и компьютерного моделирования процессов, выявления и оценки степени значимости факторов, влияющих на промышленную безопасность, лабораторных исследований и опытно-промышленных испытаний.
Апробация работы
Основные положения работы докладывались на Всероссийских научно-методических конференциях «Инновации и наукоемкие технологии в образовании и экономике» (Уфа, 2008 г., 2009 г., 2010 г.); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук» (Уфа, 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Безопасность человека: проблемы и пути решения в современных условиях» (Уфа, 2009 г.); на секции A «Проблемы ресурсо- и энергосбережения в технологиях освоения трудноизвлекаемых запасов углеводородов» в рамках VIII Международного конгресса нефтегазопромышленников России (Уфа, 2009 г.); Международном форуме «Новые информационные технологии и менеджмент качества» (Египет, Шарм-эль-Шейх, 2009 г.); на научно-практических конференциях «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа», «Проблемы и методы рационального использования нефтяного попутного газа» в рамках XVIII международной специализированной выставки «Газ. Нефть. Технологии – 2010» и на Десятой Всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффективность. Проблемы и решения» в рамках X Юбилейного российского энергетического форума (Уфа, 2010 г.).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе 7 статей в центральных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ. Получено 4 патента.
Структура и объем работы
Характеристика рисков на предприятиях нефтегазового комплекса
При разработке политики и стратегии учитываются потребности и ожидания всех сторон, заинтересованных в деятельности предприятия: сотрудников, акционеров, потребителей, района, где расположено предприятие, города, области и всей России. Потребности и ожидания потребителей учитываются в части выполнения количественных и качественных показателей выпускаемой продукции, а также соблюдения согласованных сроков поставки. Потребности и ожидания акционеров обеспечиваются тем, что планируются приемлемая прибыль от производства и долговременность поставок продукции на сформированном рынке потребителей, растет стоимость предприятия. Потребности и ожидания района, города обеспечиваются ежегодным наращиванием выпуска продукции, предоставлением новых рабочих мест, содействием охране окружающей среды, разработкой и внедрением системы управления охраной окружающей среды, стабильными перечислениями налогов. Потребности и ожидания сотрудников учитываются, так как ежегодно планируется и обеспечивается опережающее рост инфляции увеличение заработной платы сотрудникам, планируется и осуществляется регулярная выплата авансов и расчетов с сотрудниками, обеспечивается участие в управлении планами развития предприятия через инициативные творческие группы, Совет по качеству, планируются профессиональный рост сотрудников и стабильная работа предприятия. В результате растет удовлетворенность сотрудников работой на предприятии. Доказательством обоснованности применения приведенного состава планов могут служить, во-первых, вовлеченность всего персонала предприятия в решение вопросов качества, во-вторых, достижение запланированных результатов деятельности предприятия и удовлетворенности потребителя и других сторон, заинтересованных в деятельности предприятия.
В соответствии с целями, задачами и обязательствами предприятия в области качества разрабатываются политика и стратегия в рамках ключевых процессов, владельцами которых являются руководители структурных подразделений, годовые планы ведущих подразделений, от работы которых в решающей степени зависят успехи работы в области качества: службы качества и технического отдела. Разрабатывается и утверждается генеральным директором перспективный план работы управления качеством на год, разрабатываются и утверждаются начальником управления качеством планы работы на год отдела технического контроля, службы метрологии и заводской лаборатории. Разрабатывается и утверждается главным инженером план работы на год технического управления. В этих планах отражены перспективы деятельности предприятия в области совершенствования техники, технологии, контроля, метрологического обеспечения, обучения персонала с учетом принципов всеобщего управления качеством. Перспективный годовой график аудита системы качества, график поверки средств измерения на год и годовой график контроля соблюдения технологических процессов - это тоже элементы перспективного планирования.
Поэтапное решение долгосрочной стратегии и краткосрочной тактики планируется в ежемесячных планах всех подразделений.
В планах на месяц учитываются потребности и ожидания заказчика, акционеров и персонала. Планы нацелены на создание преимуществ в текущих задачах конкурентной борьбы и в решении перспективных задач в будущем.
Совет по качеству играет особую роль в планировании деятельности предприятия в области качества. Именно здесь обсуждаются текущие и перспективные проблемы качества, рассматриваются результаты деятельности в области качества, анализируются, принимаются и корректируются текущие и перспективные планы.
Цели организации, сформулированные в проекте «Политика в области качества», обсуждаются во всех подразделениях предприятия, на производственных совещаниях, на совещаниях у генерального директора, начальника управления качеством, главного инженера. После длительного и детального обсуждения, корректировки и уточнения «Политика в области качества» утверждается генеральным директором и становится законом жизни предприятия, законом для каждого подразделения, для каждого работающего.
«Политика в области качества» вывешивается на видных местах всех подразделений, на всех производственных участках. Каждый работающий лично получает текст «Политики в области качества», каждому принимаемому на работу на предприятие выдается текст «Политики в области качества».
Координацию и контроль за реализацией планов по качеству осуществляет начальник управления качеством, который отчитывается по этим вопросам лично перед генеральным директором и на еженедельных оперативных совещаниях у генерального директора. Начальник управления качеством с целью улучшения осведомленности персонала о политике и планах организации лично беседует практически с каждым работником как на его рабочем месте, так и на своем рабочем месте, где сконцентрирована вся документация по системе качества и имеется возможность обсудить конкретные вопросы и выявить недостатки по каждой из операций или процессу производства и контроля. Эффективность таких личных собеседований, на наш взгляд, очень результативна. Пользу при этом получает не только работник, с которым проводится беседа, но и начальник управления качеством. Некоторые предложения работников, высказанные в процессе собеседований, рекомендовано оформить в виде рационализаторских предложений, другие вошли в планы подразделений и были реализованы. Практика таких собеседований будет продолжена.
Управлением качеством в соответствии с политикой и целями в области качества с учетом мнения всех структурных подразделений разрабатывается план работ на год. План обсуждается на заседании Совета по качеству; если поступают дополнительные предложения — корректируется, утверждается генеральным директором и доводится до всех подразделений предприятия. Структурные подразделения включают в свои планы на каждый месяц те пункты общего плана предприятия, которые им поручено выполнять. В планах структурных подразделений указываются конкретные исполнители - сотрудники предприятия и сроки выполнения работ. Таким образом, поставленные перед организацией цели и задачи, отдельные положения «Политики в области качества» попадают в планы работы конкретных сотрудников предприятия.
Говоря о механизме доведения целей, политики в области качества, планов по достижению поставленных целей до подразделений и персонала, следует отметить, что все руководители подразделений предприятия участвуют в работе Совета по качеству, где обсуждаются и утверждаются политика в области качества, цели и планы по достижению поставленных целей всего предприятия и конкретных подразделений. Перечисленные документы после утверждения передаются в подразделения, где обсуждаются на собраниях коллективов, включаются в планы на каждый месяц. Планы подразделений, кроме того, вывешиваются в подразделениях рядом с текстом «Политики в области качества», и каждый сотрудник имеет возможность детально с ними ознакомиться. На специальных стендах постоянно обновляется информация о качестве продукции, результатах статистического анализа качества, планах и результатах их выполнения.
Расчет вероятности работоспособного состояния оборудования без резервирования при фиксированных вероятностях отказа и последовательном соединении элементов
Центральный момент ju2 второго порядка называется дисперсией D=cf, а- стандартное отклонение. При проведении расчетов дисперсии формулу (2.37) обычно модифицируют следующим образом: Оценка дисперсии, выполненная на основе конечной по объему дискретной последовательности отсчетных значений x[i] случайного процесса, с некоторым приближением может быть рассчитана следующим образом: N { = . (2.39) Применение формулы (2.39) обычно дает заниженные (смещенные) значения оценки дисперсии. Наименьшая погрешность использования (2.39) достигается при анализе временных рядов достаточной длины (большое количество отсчетных значений N) для -коррелированных процессов.
Вычисление состоятельных оценок статистических моментов Mb порядка Ъ осуществляется по формуле Щ Mb = xb\i] N -і . (2.40) Состоятельные оценки центральных статистических моментов \ib порядка Ь N = . (2.41) Заметим, что формула 2.41 дает заниженные значения или смещенные оценки центральных моментов /4,. В практике численных расчетов использование формул (2.37), (2.39), (2.41) неудобно, поскольку предварительно необходимо знать оценку (2.36) среднего значения. Это обстоятельство препятствует осуществлению расчетов по формулам (2.37),(2.39), (2.41) в реальном масштабе времени. При вычислении дисперсии данный недостаток можно преодолеть, если за основу для численных расчетов взять формулу (2.38). В этом случае выражение (2.39) может быть преобразовано следующим образом: /=i l-W =1 J - і=і ш (2.42) Достоинством этой формулы является возможность вычислений без накопления информации, что позволяет обрабатывать практически не ограниченные по длине числовые последовательности, соответствующие дискретизированным во времени случайным процессам. Для вычисления состоятельных оценок центральных моментов jLl3i JU4 соответственно третьего и четвертого порядков можно получить следующие формулы: ju3 = МЪ - ЗМ2 Ml + 2 (Ml)3 (2 43) jU4=M4 4МЗ Ml + 6М2 (Ml)2 - 3(Мі)4 (2.44) Практика выполнения численных расчетов согласно (2.43) и (2.44) показывает, что в ряде случаев для медленно меняющихся во времени процессов получаемые оценки моментов /и3 и /и4 оказываются сильно смещенными. В связи с этим рекомендуется при выполнении соответствующих расчетов /л3 и /л4 предпочтение отдавать формуле (2.41).
Для получения малых погрешностей вычисления моментных функций необходимо обрабатывать очень большие числовые последовательности отсчетных значений, число N которых определяет объем выборки, по которой проводятся вычисления характеристик случайного процесса. Если N — оо то соответствующая последовательность образует так называемую генеральную совокупность отсчетных значений случайного процесса. На практике проведение статистических расчетов по генеральной совокупности не представляется возможным из-за неограниченного объема вычислений. Поэтому при проведении расчетов приходится решать вопрос о нахождении с заданной точностью оценок по конечному числу отсчетных значений. Определим состоятельные оценки центральных моментов третьего и четвертого порядков: N - , (2.45) N . , (2.46) Расчеты показывают, что для получения несмещенных и состоятельных оценок центральных моментов третьего и четвертого порядков -коррелированных случайных процессов необходимо использовать формулы N2 (N-Wr-2) \ (2 47) _ N(N2 -2N + 3)M, -3N(2N-Ъ)М\ "4 = (N-l\N-2)(N-3) М\ (2 48) В статистических приложениях широкое распространение получили кумулянты первых четырех порядков и связанные с ними безразмерные коэффициенты асимметрии и эксцесса. Кумулянт первого порядка к} определяется средним значением случайного процесса: i=wi. (2.49) Кумулянт второго порядка определяется дисперсией случайного процесса или центральным моментом /i2 второго порядка: к2 = м2 = ВД = я2 . (2.50) Кумулянт третьего порядка определяется центральным моментом д? третьего порядка: «з=/"з. (2.51) Нормированное на дисперсию безразмерное значение кумулянта третьего порядка 73 (2.52) получило название коэффициента асимметрии. Кумулянт четвертого порядка определяется центральным моментом JLI4 четвертого порядка и дисперсией: кл=М4-з-м22 т (2 53) Нормированное на дисперсию безразмерное значение кумулянта четвертого порядка (2.54) полнило название коэффициента эксцесса. Если отличными от нуля являются кумулянты первых двух порядков, а все остальные кумулянты равны 0, то случайный процесс будет описываться нормальной функцией распределения.
Коэффициент эксцесса может- являться показателем того, каким является пик функции распределения случайного процесса с заданной дисперсией относительно гауссовской функции распределения. Если кривая распределения более острая, чем кривая нормального распределения, то к4 0. И, наоборот, если кривая распределения более «размытая», то к4 0. Значения коэффициентов эксцесса для некоторых наиболее типичных процессов приведены в таблице 2.4.
Численные расчеты показывают, что для известных в математике случайных процессов минимальное значение коэффициента эксцесса равно минус 2 (бинарный псевдослучайный сигнал). Максимальное значение коэффициента эксцесса не ограничено.
Эксплуатационные параметры, характеризующие надежность с учетом восстановления оборудования
Актуальной проблемой современности, является сохранение-окружающей природы для настоящего и будущих поколений. Решение столь сложной проблемы возможно лишь при соблюдении баланса между природньїмиївозможностями и общественными потребностями. Обеспечение такого баланса определило необходимость формирования и внедрения особого вида управления хозяйственной деятельностью — экологического менеджмента.
Мировая практика показывает, что наличие эффективной системы экологического- менеджмента способствует не только увеличению- степени экологической безопасности предприятия, но и его финансовой стабильности. Поэтому при разработке стратегических и тактических действий современные руководители должны оценивать не только экономические, но и экологические аспекты принятия управленческих решений.
Требования к системам экологического менеджмента сформулированы в международных стандартах ИСО серии 14000 [84-91]. Основополагающим концептуальным положением стандартов ИСО серии 14000 является возможность публичной демонстрации организацией своего экологического менеджмента.
В соответствии с требованиями стандарта ИСО 14001 организация должна идентифицировать те операции и виды деятельности, которые связаны со значительными экологическими аспектами, а также разработать и документально оформить процедуры или рабочие инструкции для тех ситуаций, в которых отсутствие подобных документов может привести к отступлениям от экологической политики, целевых и плановых экологических показателей. Необходимо вычленить в идентифицированных экологических аспектах те из них, которые оказывают или могут оказывать значительное воздействие на окружающую среду. Именно эти аспекты должны по требованиям ИСО 14001е приниматься во внимание при определении целевых и плановых экологических показателей. Более того, можно утверждать, что система экологического менеджмента - это система управления значительными экологическими аспектами.
Поскольку единого подхода к идентификации экологических аспектов и определению тех из них, которые являются значимыми, в стандартах ИСО серии 14000 не предложено, каждое предприятие и организация самостоятельно решают эти вопросы. В настоящей работе предложен вариант подхода к решению, который может, на наш взгляд, быть использованным и другими предприятиями № организациями [92-94].
Процедуру идентификации экологических аспектов и выявления значимых экологических аспектов, изложенную в отдельной методической инструкции, рассмотрим на примере ОАО «АНК «Роснефть». Идентификация экологических аспектов всей деятельности предприятия учитывает все экологические аспекты, обусловленные прошлой, настоящей или планируемой деятельностью, продукцией или услугами, с последующим определением значимости воздействий на окружающую среду (определением рейтинга экологического аспекта) [95]. Вначале оценивают и анализируют исходную картину взаимодействия предприятия с окружающей средой. При этом стремятся рассмотреть все экологические аспекты предприятия как основы для разработки системы экологического менеджмента.
Идентификация экологических аспектов всей деятельности предприятия и оценка рейтинга экологического аспекта осуществляются ежегодно в первом квартале года. Снижение рейтинга экологического аспекта характеризует улучшение экологической результативности, результативность выполненных в течение года мероприятий по уменьшению отрицательного воздействия на окружающую среду.
Рассматриваются аспекты, относящиеся к деятельности организации по производству тепловой энергии, транспортированию ее до потребителя; управление отходами; получение и распределение сырьевых материалов и использование природных ресурсов; распределение, использование и утилизация продукции, срок службы которой закончился.
Процесс идентификации экологических аспектов организует начальник производственно-технического отдела. Работы по идентификации выполняет ведущий инженер по экологии производственно-технического отдела совместно со специалистами структурных подразделений и филиалов. Они разрабатывают проекты сводных реестров экологических аспектов и передают их ведущему инженеру по экологии производственно-технического отдела предприятия, который обобщает представленные данные и подготавливает сводный реестр экологических аспектов, представляющий собой таблицу со следующими столбцами: № п/п, экологический аспект, характер воздействия на окружающую среду, режим, вид производственного процесса, критерии значимости аспекта, уровень контроля, рейтинг экологического аспекта. Экологические аспекты располагают в таблице в "порядке убывания рейтинга экологического аспекта. Определяют средний рейтинг экологических аспектов. Сводный реестр экологических аспектов предприятия подписывают главный инженер, начальник производственно-технического отдела и ведущий инженер по экологии, а утверждает директор. Рейтинги идентифицированных в текущем году экологических аспектов могут быть для наглядности представлены в виде диаграммы, пример которой приведен на рисунке 4.7.
Система автоматического управления накоплением жидкости в емкостях очистных сооружений
В системах с прямоточным использованием воды вся отработанная вода сортируется по степени и характеру загрязненности. В обязательном порядке оцениваются последствия сброса в водоемы воды с теми или иными видами примесей вредных химических веществ. В настоящее время принята приведенная в таблице 4.2 следующая классификация сточных вод промышленных предприятий по их действию на водоемы [70].
Для предприятий, работающих на территории Российской Федерации, сбрасываемые в водоемы сточные воды должны отвечать определенным нормам и требованиям, определяемым согласно [69, 71-75].
В водоемах при наличии органических загрязнений в небольшой концентрации возможно самоочищение воды за счет биологических и сорбционных процессов. При переработке органических загрязнений биологически активные объекты активно потребляют растворенный в воде кислород. В связи с этим предельное количество вредных веществ, при котором происходит самоочищение водоема, зависит от количества поступающего в водоем кислорода. Фауна в водоеме может погибнуть от недостатка кислорода и при попадании в водоем отравляющих веществ, например соединений тяжелых металлов, в концентрациях, превышающих ПДК. На территории ряда стран СНГ действуют нормы, согласно которым качество очистки сбрасываемых сточных вод должно соответствовать требованиям Водного кодекса Российской Федерации. Согласно этому документу установлены приведенные в таблице 4.3 следующие предельно-допустимые концентрации вредных веществ в водоемах[76-78]. Таблица 4.2 — Классификация сточных вод по их действию на водоемы
Группа Характер примесей Характер действияпримесей наводоемы и водныеорганизмы Происхождение сточных вод
1. Неорганические со специфическими токсическими свойствами Изменение органолептических и физико-химических свойств воды. Производства основной химической, нефтегазовой и азотной отраслей промышленности, электрохимические производства и др.
2. Неорганические без специфических токсических свойств Содержат взвешенные вещества. Нарушают прозрачность воды. Забивают фильтры и нарушают работу гидротехнического оборудования. В водоемах создают дополнительные слои ила. Производства керамической, силикатной отраслей промышленности, углеобогатительные фабрики и др.
3. Органические со специфическими токсическими свойствами Отравляют водные организмы, ухудшают качество воды, создают дефицит кислорода. Большинство химических и нефтегазовых производств.
4. Органические без специфических токсических свойств Создают дефицит кислорода. То же. Таблица 4.3 - ПДК вредных веществ в водоемах (мг/л)
Высокие требования к экологической безопасности современных нефтегазовых предприятий повысили интерес к созданию, систем оборотного водоснабжения с полным замкнутым циклом. Согласно современным представлениям экологической безопасности вся отработанная вода после очистки, соответствующей подготовки и кондиционирования- должна повторно использоваться в тех или иных производственных процессах. На практике система оборотного водоснабжения используется далеко не на всех предприятиях. Одной из причин этому является неустойчивая? работа систем оборотного водоснабжения. Оценка устойчивости систем оборотного водоснабжения относится к одному из наименее- изученных научно-технических направлений» [79, 80]. Поэтому в дальнейшем рассмотрим математическое моделирование простых гидротехнических структур.
В рамках математической модели непрерывного процесса функционирования в данном разделе исследуются нестабильность и устойчивость изменения во времени объемов накопления воды в очистных сооружениях промышленного предприятия с учетом задержек потоков жидкости в системе рециркуляции [81, 82].
Мировой финансовый и экономический кризис заставил специалистов самых различных профилей обратить внимание на проблему обеспечения устойчивости функционирования промышленных предприятий. В настоящее время» четко прослеживаются две точки зрения к анализу устойчивости социально-экономических и производственных структур. Первая точка зрения: связана с популярной в настоящее время логистикой, в рамках которой;, в частности, выявляется, степень влияния, различных факторована устойчивость работы исследуемой системы. Вторая точка зрения связана с математическими методами анализа, устойчивости процессов в: различных системах.-Всилу ряда причин при анализе устойчивости функционирования социально-экономических систем в настоящее время в основном применяются эвристические методы,, не требующие использования сложных математических теорий устойчивости, изучение которых к тому же не входят в вузовские стандарты подготовки экономистов различных профилей. Все это привело в современном мировом сообществе к частичной, потере контроля над устойчивостью-социально-экономических процессов.
Математическая теория устойчивости была создана в 30— 60-ые годы 20-ого века в результате развития теории колебаний, радиотехники и кибернетики. Что касается социально-экономических процессов, то создание математической теории устойчивости управления ими находится в начальной стадии становления и развития.
В данном разделе рассматривается одна из простейших математических моделей функционирования нефтегазового предприятия с рециркуляцией воды через очистные сооружения. На рисунке 4.1 приведена функциональная схема модели накопления жидкости в емкостях очистных сооружений промышленного предприятия в приближении непрерывного процесса. Основу модели составляет аналоговое интегрирующее звено
