Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время в связи со вступлением в силу в 2003 г. Федерального закона от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» существенным образом изменяется отечественная система нормирования, в том числе и в области пожарной безопасности. Согласно положениям указанного закона стандарты, нормы, правила, утвержденные федеральными органами исполнительной власти до июля 2003 года, являются обязательными только до принятия соответствующих технических регламентов, после чего эти нормативные документы будут носить лишь рекомендательный характер. Обязательные для выполнения требования должны содержаться только в технических регламентах. Такая концепция значительным образом отличается от действовавшей в стране до вступления в действие Федерального закона «О техническом регулировании». Это влечет за собой существенные изменения подходов к нормированию в области пожарной безопасности, которые должны быть разработаны в ходе научных исследований.
Нормативное обеспечение пожарной безопасности включает в себя оценку уровня пожарной безопасности, сравнение этого уровня с заданными Федеральным законом значениями и разработку мероприятий по снижению этого уровня до требуемых значений. При этом наиболее трудной и ответственной является задача количественной оценки пожарной опасности объектов различного назначения, на основе решения которой могут быть разработаны адекватные и экономически целесообразные меры обеспечения пожарной безопасности.
В настоящее время в развитых странах реализуются два основных подхода к оценке пожарной безопасности промышленных объектов -детерминированный и вероятностный. При детерминированном подходе вероятность образования горючей среды и появления источника зажигания условно (с определенным запасом надежности) принимается равной единице. При этом в качестве расчетного принимается наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы технологического оборудования, при котором в пожаре (взрыве) принимает участие наибольшее количество веществ и материалов, наиболее опасных в отношении последствий пожара (взрыва), т.е. реализуется принцип максимальной проектной аварии.
К достоинствам детерминированного подхода следует отнести относительную простоту его использования, высокую степень завершенности и однозначность решения задачи обеспечения пожаровзрывоопасности объектов.
Недостатками детерминированного подхода являются:
жёсткость в определении расчетного варианта аварии, даже если вероятность максимальной проектной аварии очень мала, при этом применение некоторых защитных мероприятий может быть избыточным и
экономически неоправданным;
использование этого подхода не стимулирует предприятие повышать безопасность путем применения более надежного технологического оборудования (ведь согласно детерминированному подходу авария всё равно произойдёт).
Результаты оценки, проведенной с применением детерминированного подхода, дают определенный запас надежности, однако чрезмерная величина этого запаса может стать причиной нерациональных материальных затрат на обеспечение пожаровзрывобезопасности объекта.
Вероятностный подход по своей сути более совершенен, так как основан на более рациональном сопоставлении значений опасных факторов пожара (взрыва), уровня безопасности людей, ожидаемого материального ущерба и затрат на обеспечение пожаровзрывобезопасности. Результаты оценки, проведенной с применением вероятностного подхода, характеризуются величинами риска.
Как отмечено выше, каждый из двух предложенных подходов - детерминированный и вероятностный - имеют свои достоинства и недостатки. Поэтому основной задачей совершенствования системы нормирования в области пожарной безопасности является рациональное сочетание обоих подходов в зависимости от вида объекта, его сложности, потенциальных последствий пожара, возможности его каскадного развития и т.п. (т.е. каждому из подходов должно быть определено своё место в отечественной системе нормирования пожарной безопасности).
В связи с вышесказанным тема диссертационного исследования представляется актуальной.
Следует отметить большой вклад ряда отечественных и зарубежных ученых в решение проблемы технического регулирования пожарной безопасности промышленных предприятий. Решению данной проблемы способствовали работы А.Н. Баратова, Н.Н. Брушлинского, В.Т. Монахова, Г.И. Смелкова, А.Н. Блохина, B.C. Сафонова, А.Н. Швыряева, Н.А. Маху-това, А.П. Шевчука, В.И. Присадкова, М.В., А.И. Лисанова, В.И. Гражданина, А.Н. Черноплёкова, И.А. Болодьяна, Ю-Н. Шебеко, СМ. Pietersen, М. Morris, G.A. Clay, V. Marshall, B.I. Alle, A.Wolski, T.A. Roberts, H. Pas-man, P. Amyotte, R. Dobasri, W. Fan, B. Dlugogorcky и других. Несмотря на достигнутые успехи, проблема создания научных основ технического регулирования пожарной безопасности не решена, хотя достижения отдельных научных коллективов, работающих в указанной области, могут послужить отправной точкой для создания упомянутых основ.
Цель работы
В связи с вышеизложенным целью настоящей работы является разработка научных основ новой системы технического регулирования пожарной безопасности промышленных предприятий с использованием вероятностного и детерминированного подходов к оценке уровня пожарной опасности.
Для достижения поставленной цели ставятся и решаются следующие задачи:
совершенствование вероятностного подхода к оценке пожарной опасности промышленных объектов на основе развития концепции пожарного риска;
развитие детерминированного подхода к определению показателей, характеризующих пожарную опасность промышленных предприятий;
определение относительной роли вероятностного и детерминированного подходов при создании научно-обоснованной системы технического регулирования пожарной безопасности промышленных предприятий;
апробирование вероятностного подхода на примере особо пожароопасных промышленных объектов;
апробирование детерминированного подхода на примере технически сложных промышленных предприятий;
разработка и апробирование новых технических решений обеспечения пожарной безопасности промышленных объектов;
разработка методологии контроля за выполнением требований пожарной безопасности при проверке проектно-сметной документации;
создание концепции технического регулирования пожарной безопасности промышленных предприятий.
Объект исследования - производственные объекты различных отраслей промышленности, преимущественно предприятия топливно-энергетического комплекса.
Предмет исследования - методы технического регулирования пожарной безопасности промышленных предприятий.
Методы исследования - системный анализ, методы решения дифференциальных уравнений, моделирование опасных факторов пожара в помещениях и на наружных установках, методы теории вероятностей и математической статистики.
Научная новизна диссертации
Научная новизна работы определяется следующими результатами:
создана новая концепция технического регулирования пожарной безопасности промышленных, предприятий, основанная на сочетании вероятностного и детерминированного подходов к оценке пожарной опасности;
разработана методология оценки пожарного риска для промышленных объектов, основанная на современных подходах к оценке пожарной опасности;
разработана методология детерминированной оценки уровня пожарной опасности промышленных предприятий, основанная на принципе учета максимальной проектной аварии;
предложен принцип «максимального ожидаемого воздействия»
для выбора расчетного варианта аварии при категорировании помещений по взрывопожарной опасности;
получены новые количественные данные по оценке пожарной опасности для особо пожароопасных и технически сложных производственных объектов, использующих новые технологии и склонных к каскадному развитию пожароопасных аварий (крупномасштабные хранилища нефти, сжиженного природного газа и сжиженных углеводородных газов; Технологические комплексы подготовки нефти и газа; автозаправочные станции диметилового эфира; газобалонные автомобили; сливоналивные эстакады для сжиженных газов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; окрасочные камеры);
предложены и испытаны на пожарную безопасность новые высокоэффективные пожаробезопасные теплоизоляционные конструкции для низких температур;
разработана методология контроля за выполнением требований пожарной безопасности.
Достоверность и обоснованность результатов диссертации
Достоверность и обоснованность основных результатов, выводов и рекомендаций обусловлены применением современных методов и средств исследований, их внутренней непротиворечивостью и согласованностью с законами физики и химии и результатами других исследователей, а также положительными результатами внедрения в практику.
Практическая ценность работы
Практическая ценность работы состоит в следующем:
предложенная концепция технического регулирования пожарной безопасности промышленных предприятий использована при разработке Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»;
разработана «Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах», позволяющая осуществлять оценку уровня пожарной безопасности объектов на основе вероятностного подхода, а также рассчитывать значения поражающих факторов аварий с пожарами и взрывами в рамках детерминированного подхода;
на основе предложенной методологии технического регулирования пожарной безопасности разработаны комплексы противопожарных мероприятий для технически сложных и особо пожаровзрывоопасных объектов, использукэщих новые технологии (крупномасштабные хранилища нефти, сжиженного природного газа и сжиженных углеводородных газов; технологические комплексы подготовки нефти и газа; автозаправочные станции диметилового эфира; газобалонные автомобили; сливоналивные эстакады для сжиженных газов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; окрасочные камеры);
предложенные высокоэффективные пожаробезопасные теплоизоляционные конструкции для низких температур использованы при проектировании и строительстве завода сжижения природного газа в рамках проекта «Сахалин-2»;
разработано «Руководство по контролю за выполнением требований пожарной безопасности при проверке проектно-сметной документации», позволяющее повысить технический уровень государственной, ведомственной и вневедомственной экспертизы проектов различных объектов экономики страны.
Комплекс проведенных исследований может быть квалифицирован как решение крупной народнохозяйственной проблемы - создание научных основ технического регулирования пожарной безопасности промышленных предприятий.
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
концепция технического регулирования пожарной безопасности промышленных предприятий;
методология оценки пожарного риска для производственных объектов;
методология детерминированной оценки пожарной опасности промышленных предприятий;
новые данные по характеристике пожарной опасности ряда особо пожароопасных и технически сложных производственных объектов, использующих новые технологии и на которых потенциально возможно каскадное развитие пожароопасных аварий (крупномасштабные хранилища нефти, сжиженного природного газа и сжиженных углеводородных газов; технологические комплексы подготовки нефти и газа; автозаправочные станции диметилового эфира; газобалонные автомобили; сливоналивные эстакады для сжиженных газов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; окрасочные камеры);
принцип «максимального ожидаемого воздействия» для выбора расчетного варианта аварии при категорировании помещений по взрыво-пожарной опасности;
новые высокоэффективные пожаробезопасные теплоизоляционные конструкции для низких температур;
методология контроля за выполнением требований пожарной безопасности.
Апробация работы
Результаты работы доложены на Всероссийской научно-практической конференции «Пожарная безопасность и охрана труда в газовой а химической промышленности» (Санкт-Петербург, 2000), XVI научно-практической конференции «Крупные пожары: предупреждение и тушение» (Балашиха, ВНИИПО, 2001), XVII Международной научно-практической конференции «Пожары и окружающая среда» (Балашиха,
ВНИИПО, 2002), 6 Asia-Pacific International Symposium on Combustion and Energy Utilization (Kuala-Lumpur, 2002), 4 International Seminar on Fire and Explosion Hazards (Londonderry, 2003), XIX научно-технической конференции «Пожарная безопасность многофункциональных и высотных зданий и сооружений» (Балашиха, ВНИИПО, 2005), 6 International Symposium on Hazards, Prevention and Mitigation of Industrial Explosions (Halifax, Canada, 2006), XX Международной научно-практической конференции «Исторические и современные аспекты решения проблем горения, тушения и обеспечения безопасности людей при пожарах» (Балашиха, ВНИИПО, 2007), XXI и XXII Международных научно-практических конференциях «Актуальные проблемы пожарной безопасности (Москва, ВВЦ, 2009, 2010).
Публикации. По результатам диссертационного исследования опубликовано 43 печатных работы, из mix 16 работ в изданиях перечня ВАК и 2 работы без соавторов. Вклад автора в работы, выполненные в соавторстве, состоит в постановке проблемы, выявлении оптимальных путей ее решения, анализе полученных результатов, формулировании выводов и практических рекомендаций.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, выводов, списка используемой литературы и приложений. Материал изложен на 604 страницах, в том числе 551странице основного текста, содержит 58 рисунков, 107 таблиц и приложения. Список литературы включает 259 позиций.
