Ефремов С.В., Косиченко Н.В. Декларирование опасных производств

Подождите немного. Документ загружается.

141

ной среды. Оценка риска включает анализ вероятности (или частоты), ана-

лиз последствий и их сочетания.

Показатели риска

Всесторонняя оценка риска аварий основывается на анализе причин

возникновения (отказов технических устройств, ошибок персонала, внеш-

них воздействий) и условий развития аварий, поражения производствен-

ного персонала, населения, причинения ущерба имуществу эксплуати-

рующей организации или третьим лицам, вреда окружающей природной

среде. Чтобы подчеркнуть, что речь идет об «измеряемой» величине, ис-

пользуется понятие степень

риска или уровень риска. Степень риска ава-

рий на опасном производственном объекте, эксплуатация которого связа-

на с множеством опасностей, определяется на основе учета соответст-

вующих показателей риска. В общем случае показатели риска выражаются

в виде сочетания (комбинации) вероятности (или частоты) и тяжести по-

следствий рассматриваемых нежелательных событий.

Основными количественными показателями

риска аварии являются:

Технический риск – вероятность отказа технических устройств с

последствиями определенного уровня (класса) за определенный период

функционирования опасного производственного объекта;

Индивидуальный риск – частота поражения отдельного человека в

результате воздействия исследуемых факторов опасности аварий;

Потенциальный территориальный риск (или потенциальный риск)

– частота реализации поражающих факторов аварии в рассматриваемой

точке территории;

Коллективный риск – ожидаемое количество пораженных в резуль-

тате возможных аварий за определенный период времени;

Социальный риск, или F/N кривая – зависимость частоты возникно-

вения событий

F, в которых пострадало на определенном уровне не менее

N человек, от этого числа N. Характеризует тяжесть последствий (катаст-

рофичность) реализации опасностей;

Ожидаемый ущерб – математическое ожидание величины ущерба

от возможной аварии, за определенный период времени.

Ниже даны краткие характеристики основных количественных пока-

зателей риска.

1. При анализе опасностей, связанных с отказами технических уст-

ройств, выделяют технический риск, показатели которого определяются

соответствующими методами теории надежности.

2. Одной из наиболее часто употребляющихся характеристик опасно-

сти является индивидуальный

риск. В общем случае количественно (чис-

ленно) индивидуальный риск выражается отношением числа пострадав-

ших людей к общему числу рискующих за определенный период времени.

142

ПОКАЗАТЕЛИ РИСКА

1. Технический риск

вероятность отказа технических устройств с последствиями

определенного уровня за определенный период функциони-

рования опасного производственного объекта.

2. Индивидуальный

риск

частота поражения отдельного человека в результате воз-

действия исследуемых факторов опасности

аварий.

3. Потенциальный

территориальный

риск

частота реализации поражающих факторов аварии в рас-

сматриваемой точке территории.

4. Коллективный

риск

ожидаемое количество пораженных в результате возможных

аварий за определенный период времени.

5. Социальный риск

зависимость частоты возникновения событий, в которых по-

страдало на определенном уровне не менее N человек, от

этого числа N.

6. Ожидаемый

ущерб

математическое ожидание величины ущерба от возможной

аварии, за определенный период времени.

При расчете распределения риска по территории вокруг объекта

(«картировании риска») индивидуальный риск определяется потенциаль-

ным территориальным риском и вероятностью нахождения человека в

районе возможного действия опасных факторов. Индивидуальный риск во

многом определяется квалификацией и готовностью индивидуума к дей-

ствиям в опасной ситуации, его защищенностью. Индивидуальный риск,

как правило, следует определять

не для каждого человека, а для групп лю-

дей, характеризующихся примерно одинаковым временем пребыванием в

различных опасных зонах и использующих одинаковые средства защиты.

Рекомендуется оценивать индивидуальный риск отдельно для персонала

объекта и для населения прилегающей территории, или, при необходимо-

сти, для более узких групп, например, для рабочих различных специально-

стей.

3. Другим комплексным показателем риска, характеризующим про-

странственное распределение опасности по объекту и близлежащей терри-

тории, является

потенциальный территориальный риск. Потенциальный

территориальный, или потенциальный риск не зависит от факта нахожде-

ния объекта воздействия (например, человека) в данном месте пространст-

ва. Предполагается, что условная вероятность нахождения объекта воздей-

ствия равна 1 (т.е. человек находится в данной точке пространства в тече-

ние всего рассматриваемого промежутка времени). Потенциальный риск

не зависит от того,

находится ли опасный объект в многолюдном или пус-

тынном месте и может меняться в широком интервале. Потенциальный

риск, в соответствии с названием, выражает собой потенциал максимально

возможной опасности для конкретных объектов воздействия (реципиен-

тов), находящихся в данной точке пространства. Как правило, потенциаль-

ный риск оказывается промежуточной мерой опасности, используемой для

143

оценки социального и индивидуального риска при крупных авариях. Рас-

пределения потенциального риска и распределение населения в исследуе-

мом районе позволяет получить количественную оценку социального рис-

ка для населения. Для этого нужно определить число пораженных при ка-

ждом сценарии от каждого источника опасности и затем определить зави-

симость частоты событий (

F), в которых пострадало на том или ином

уровне число людей, больше определенного (

N), от этого определенного

числа людей (социальный риск).

4. Другой количественной интегральной мерой опасности объекта яв-

ляется коллективный риск, определяющий ожидаемое количество постра-

давших в результате аварий на объекте за определенный период времени.

5. Социальный риск характеризует масштаб и вероятность (частоту)

аварий и определяется функцией распределения потерь (ущерба), у кото-

рой есть

установившееся название - F/N-кривая

(в зарубежных работах

именуется как кривая Фармера). В общем случае в зависимости от задач

анализа под

N можно понимать и общее число пострадавших, и число

смертельно травмированных или другой показатель тяжести последствий.

Соответственно, критерий приемлемой риска будет определяться уже не

числом для отдельного события, а кривой, построенной для различных

сценариев аварии с учетом их вероятности. В настоящее время общерас-

пространенным подходом для определения приемлемости риска является

использование

двух кривых, когда, например, в логарифмических коорди-

натах определены

F/N-кривые приемлемого и неприемлемого риска смер-

тельного травмирования. Область между этими кривыми определяет про-

межуточную степень риска, вопрос о снижении которой следует решать,

исходя из специфики производства и региональных условий.

6. Для целей экономического регулирования промышленной безопас-

ности и страхования важным является такой показатель риска, как стати-

стически ожидаемый ущерб в

стоимостных или натуральных показателях

(математическое ожидание ущерба или сумма произведений вероятностей

причинения ущерба за определенный период на соответствующие размеры

этих ущербов).

В материалах Тематического семинара "Об опыте декларирования

промышленной безопасности и страхования ответственности. Развитие ме-

тодов оценки риска аварий на опасных производственных объектах". Мо-

сква, ГУП "НТЦ "Промышленная безопасность" 14 по

15 октября 2003 го-

да к основным количественные показатели риска аварии, представляемые

в ДПБ отнесены 9 показателей:

Кратность превышения массы обращающихся на ОПО ТЭК опас-

ных веществ над их предельным количеством, установленным - ФЗ № 116

(или, по-другому, - условный приведенный запас опасных веществ обра-

щающихся на ОПО) -

, [т*=т/т];

Частота (интенсивность) возникновения наиболее опасного сце-

нария аварии на ОПО ТЭК, 1/год;

144

3. Максимальны размер зон поражения при аварии, и радиус зоны

возможного аварийного поражения людей с 50% летальным исходом, м;

Возможное число пострадавших при аварии, чел.;

Возможный материальный и экологический ущерб при аварии, руб.;

Размер страховой суммы, руб.

Коллективный риск (ожидаемое число погибших от аварий за год),

чел/год;

Ожидаемый материальный и экологический ущерб от аварий за

год, руб/год;

Индивидуальный риск гибели от аварий для персонала и третьих

лиц, 1/год;

Подход к расчету риска эксплуатации ОПО

Для ОПО риск эксплуатации R в самом первом приближении может

быть количественно оценен математическим ожиданием ущерба

Y при

функционировании ОПО:

R = M [Y].

(54)

Определим и обозначим также следующие события:

Событие А – авария на ОПО (нерасчетное внезапное высвобождение

энергии);

Событие С

– реализация аварии по i-му сценарию;

Событие В

–причинение ущерба y

ОПО и/или сторонним объектам.

Тогда формулу (1) можно представить следующим образом:

yBPYMR ×==

∑

)(][

(55)

где P(B

) – вероятность причинения ущерба y

при эксплуатации ОПО.

Формулу (2) полезно разбить на два слагаемых – риск аварии

штатные потери

, т.е.:

,(56)

где

- размер средних ущербов, причиняемых ОПО и/или сторон-

ним объектам при штатном функционировании ОПО.

Оценка величины риска аварии

iА

yBPR ×=

∑

−

)(

как на этапе проек-

тирования, так и на этапе эксплуатации ОПО проводится главным образом

в рамках процедуры декларирования промышленной безопасности ОПО.

Кратко остановимся на традиционных методах оценки риска аварии

. Для этого сначала определим событие В

через события А и С

145

(57)

Т.к. события

А и С

являются совместными, то искомая вероятность

события, связанного с причинением ущерба

при эксплуатации ОПО оп-

ределяется как:

(58)

Подставляя выражение (58) в формулу (56), получим:

(59)

или в более сжатом виде для риска аварии

(60)

Первый член [

P(A)] произведения выражения (60) описывает причинные

составляющие риска аварии R

, а второй член

∑

yACP

)|(

– последст-

вия возможной аварии.

Оценка последствий возможных аварий на ОПО (т.е. нахождение в

выражении (60) второго члена) является в настоящее время достаточно

изученным вопросом - существуют многочисленные методики оценки по-

следствий промышленных аварий, которые широко применяются на прак-

тике. В большинстве своем они базируются на методах анализа “дерева

событий” - сценариев развития

аварии (Events Tree – рис.15) совместно с

моделями поражения).

Рис.15. Дерево исходов аварии.

146

Сложнее обстоит дело с оценкой величины вероятности возникнове-

ния самой аварии

P(A). На практике, обычно величину P(A) принимают,

как среднестатистическую по отрасли для данного типа ОПО, что, к сожа-

лению, не отражает специфику отдельного ОПО.

В силу объективных и субъективных причин величина

Р(А) в явном

виде не применяется широко на практике, как количественный показатель

при анализе риска аварии ОПО.

Зачастую при анализе риска аварии употребляется термин “

вероят-

ность (частота) аварии

” с размерностью 1/год. Условимся далее обозна-

чать величину, характеризующую повторяемость события-аварии, как

(1/год).

λ легко вычислить для некоторой отраслевой совокупности дейст-

вующих объектов, если известна статистика аварий по отрасли за несколь-

ко последних лет

(61)

Такую же размерность имеет и средняя интенсивность аварий на

ОПО, которая линейно зависит от средней интенсивности выполняемых на

ОПО работ - I

, т.к. Р(А)=const для «идеального» ОПО в силу свойства ус-

тойчивости частоты, поэтому:

(62)

В качестве временного периода усреднения обычно принимают 1 год.

Таким образом, при анализе риска используются понятия “

интенсив-

ность

”, “частота” и “вероятность” аварии, которые в силу редкости со-

бытий-аварий численно совпадают, но имеют различные размерности:

Интенсивность аварий λ (1/год) – плотность потока событий-аварий

во времени, прямо пропорциональна интенсивности работ

с коэффици-

ентом пропорциональности равным

Р(А). Традиционно под интенсивно-

стью понимают частоту во времени (за год).

Частота (частость) аварии

[безразмерная величина] - статистическая оценка вероятности аварии

Р(А),

равная отношению интенсивности аварий

λ к интенсивности работ I

на

ОПО.

Вероятность аварии Р(А) [безразмерная величина] – числовая харак-

теристика уровня опасности конкретного ОПО; одна из основных состав-

ляющих риска аварии.

147

ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА РИСКА

1. Метод «Проверочного листа»

Результатом проверочного листа является перечень вопросов и отве-

тов о соответствии опасного производственного объекта требованиям про-

мышленной безопасности и указания по их обеспечению. Метод прове-

рочного листа отличается от «Что будет, если...?» более обширным пред-

ставлением исходной информации и представлением результатов о по-

следствиях нарушений безопасности.

2. «Анализ вида и последствий отказов» (АВПО)

Существенной чертой этого метода является рассмотрение каждого

аппарата (установки, блока, изделия) или составной части системы (эле-

мента) на предмет того, как он стал неисправным (вид и причина отказа) и

какое было бы воздействие отказа на техническую систему.

3. Анализ вида, последствий и критичности отказа (АВПКО)

В этом случае каждый вид отказа ранжируется с учетом двух состав-

ляющих критичности

— вероятности (или частоты) отказа

— тяжести последствий отказа.

Результаты анализа представляются в виде таблиц с перечнем обору-

дования, видом и причин возможных отказов, частотой, последствиями,

критичностью, средствами обнаружения неисправности (сигнализаторы,

приборы контроля и т.п.) и рекомендациями по

уменьшению опасности.

В таблице 32 в качестве примера приведены показатели (индексы)

уровня и критерии критичности по вероятности и тяжести последствий от-

каза. Для анализа выделены четыре группы, которым может быть нанесен

ущерб от отказа: персонал, население, имущество (оборудование, соору-

жения, здания, продукция и т.п.), окружающая среда.

В таблице применены следующие

варианты критериев отказов по тя-

жести последствий:

катастрофический отказ – приводит к смерти людей, существен-

ному ущербу имуществу, наносит невосполнимый ущерб окружающей

среде,

критический/некритический отказ – угрожает/не угрожает жизни

людей, приводит (не приводит) к существенному ущербу имуществу, ок-

ружающей среде,

отказ с пренебрежимо малыми последствиями – отказ, не относя-

щийся по своим последствиям ни к одной из первых трех категорий.

Категории (критичность) отказов:

- «А» - обязателен количественный анализ риска, или требуются осо-

бые меры обеспечения безопасности;

148

- «В» – желателен количественный анализ риска, или требуется при-

нятие определенных мер безопасности;

- «С» – рекомендуется проведение качественного анализа опасностей

или принятие некоторых мер безопасности;

- «Д» – анализ и принятие специальных (дополнительных) мер безо-

пасности не требуется.

Методы АВПО, АВПКО применяются, как правило, для анализа про-

ектов сложных технических систем или технических

решений. Выполняет-

ся группой специалистов различного профиля (например, специалист по

технологии, химическим процессам, инженер-механик) из 3 - 7 человек в

течение нескольких дней, недель.

Таблица 32.

Матрица «вероятность-тяжесть последствий»

Частота возникнове-

ния

Тяжесть последствий отказов

отказа 1/год катастро-

фи-

ческий

отказ

критиче-

ский от-

каз

некритиче-

ский отказ

отказ с пре-

небрежимо

малыми по-

следствии-ями

Частый от-

каз

>1 А А А С

Вероятный

отказ

1 - 10

-2

А А В С

Возможный

отказ

-2

- 10

В В С

Редкий отказ 10

-4

- 10

В С Д

Практически

невероятный

отказ

<10

-6

В С С Д

4. Метод «Анализ опасности и работоспособности» (АОР)

Этим методом исследуется влияние отклонений технологических па-

раметров (температуры, давления и пр.) от регламентных режимов с точки

зрения возможности возникновения опасности. АОР по сложности и каче-

ству результатов соответствует уровню АВПО, АВПКО.

В процессе анализа для каждой составляющей опасного производст-

венного объекта или технологического блока определяются возможные от-

клонения, причины и

указания по их недопущению. При характеристике

отклонения используются ключевые слова «нет», «больше», «меньше»,

«также как», «другой», «иначе чем», «обратный» и т.п. Применение клю-

чевых слов помогает исполнителям выявить все возможные отклонения.

Конкретное сочетание этих слов с технологическими параметрами опреде-

ляется спецификой производства.

149

Примерное содержание ключевых слов следующее:

НЕТ» – отсутствие прямой подачи вещества, когда она должна быть;

БОЛЬШЕ (МЕНЬШЕ)» – увеличение (уменьшение) значений ре-

жимных переменных по сравнению с заданными параметрами (температу-

ры, давления, расхода);

ТАКЖЕ КАК» – появление дополнительных компонентов (воздух,

вода, примеси);

ДРУГОЙ» – состояние, отличающиеся от обычной работы (пуск, ос-

тановка, повышение производительности и т.д.);

ИНАЧЕ ЧЕМ» – полное изменение процесса, непредвиденное собы-

тие, разрушение, разгерметизация оборудования;

ОБРАТНЫЙ» – логическая противоположность замыслу, появление

обратного потока вещества.

Результаты анализа представляются на специальных технологических

листах (таблицах). Степень опасности отклонений может быть определена

количественно путем оценки вероятности и тяжести последствий рассмат-

риваемой ситуации по критериям критичности аналогично методу АВП-

КО (Таблица 32).

ПРИМЕР 1.

Применение метода качественного анализа опасности

В таблице представлены фрагмент результатов анализа опасности и

работоспособности цеха холодильно-компрессорных установок. В процес-

се анализа для каждой установки, производственной линии или блока оп-

ределяются возможные отклонения, причины и рекомендации по обеспе-

чению безопасности. При характеристике каждого возможного отклонения

используются ключевые слова «нет", "больше", "меньше", "так же как",

"другой", "

иначе чем", "обратный" и т.п. В таблице представлены также

экспертные балльные оценки вероятности возникновения рассматриваемо-

го отклонения

В, тяжести последствий Т и показателя критичности

К=В+Т. Показатели В и Т определялись по 4-х балльной шкале (балл рав-

ный 4 соответствует максимальной опасности).

Отклонения, имеющие повышенные значения критичности, далее рас-

сматривались более детально, в том числе при построении сценариев ава-

рийных ситуаций и количественной оценки риска.

150

Таблица 33.

Перечень отклонений при применении метода изучения опасности и

работоспособности компрессорного узла цеха холодильно-

компрессорных установок (фрагмент результатов)

Ключевое

слово

Отклонение Причины Последс-

твия

В Т К Рекомендации

МЕНЬШЕ НЕТ ПОТОКА

ВЕЩЕСТВА

1.Разрыв трубо-

провода

Выброс ам-

миака

24 6Установить сис-

тему аварийной

сигнализации

2.Отказ в сис-

теме э/питания

Опасности

нет

31 4 Повысить надеж-

ность системы ре-

зервирования

БОЛЬШЕ ПОВЫШЕ-

НИЕ ДАВЛЕ-

НИЯ -

НАГНЕТА-

3.Закрыт нагне-

тательный вен-

тиль

Разрушение

компрессора

и выброс

аммиака

12 3 Заменить реле

давления, предо-

хранительный и

обратные клапана

НИЯ

КОМПРЕС

СОРА

4.Отсутствует

или недостаточ-

ная подача воды

на конденсатор

Как в п.3 1 2 3

5.Наличие боль-

шого количес-

тва воздуха в

конденсаторе

Образование

взрывоопас-

ной смеси

13 4

ПОВЫШЕ

НИЕ ТЕМПЕ-

РАТУРЫ НА-

ГНЕТА-

ТЕЛЬНОГО

6.Нет протока

воды через ох-

лаждаемую ру-

башку компрес-

сора

Разрушение

компрессора

с выбросом

аммиака

12 3 Установить реле

температуры на

компрессорах ВД

и НД,

КОМПРЕС-

СОРА

7.Чрезмерный

перегрев паров

аммиака на вса-

сывании

Как в п.6 1 2 3

МЕНЬШЕ ПОНИЖЕ-

НИЕ ДАВЛЕ-

НИЯ ВСАСЫ-

ВАНИЯ

8.Повышенная

производитель-

ность компрес-

сора

Опасности

нет

11 2 Проверить реле

давления

5. Логико-графический метод анализа «деревьев событий»

Анализ «дерева событий» (АДС) – алгоритм построения последова-

тельности событий, исходящих из основного события (аварийной ситуа-

ции). Используется для анализа развития аварийной ситуации. Частота ка-

ждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем ум-

ножения частоты основного события на условную вероятность конечного

события (например, аварии с разгерметизацией оборудования с горючим

веществом в зависимости

от условий могут развиваться как с воспламене-

нием, так и без воспламенения вещества).