Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Якутск, «Институт физико-технических проблем Севера им. В.П.
Ларионова, 2015. — 140 с.
Специальность 05.26.03 - «Пожарная и промышленная безопасность в
нефтегазовой промышленности
Научный руководитель: д.т.н., профессор Большаков А.М.
Цель работы: развитие теории анализа и оценки
риска аварий вертикальных резервуаров с нефтепродуктами и
магистральных газопроводов при низких температурах с учетом
аномальных неблагоприятных метеорологических условий для повышения
промышленной безопасности опасных производственных объектов,
работающих в условиях Севера.
Научная новизна: Разработаны «дерево отказов» хрупкого разрушения резервуаров, «деревья событий» при взрыве резервуара и истечении газа из газопровода, с оценкой частот реализации аварийных сценариев при минусовых температурах окружающей среды;
получены исходные частоты аварий резервуаров и газопроводов, предназначенные для количественной оценки риска.
Выявлено, что при снижении температуры окружающей среды увеличивается коэффициент пропускания атмосферы, следовательно, увеличивается и интенсивность теплового излучения. Показано, что при снижении температуры окружающей среды от +30 до -50 °С, безопасное расстояние для человека при пожаре разлития нефтепродукта увеличивается на 14%.
Обоснована необходимость учета влияния температурной инверсии на величину избыточного давления слабой ударной волны в условиях Севера.
Установлено, что вероятность появления опасных метеоусловий (сочетании инверсии со штилем) в зимний период может увеличиваться более чем на порядок (в 13 раз) по сравнению с летним периодом, что увеличивает и вероятность образования
взрывоопасной газовоздушной смеси облака метана в открытой местности или взрывоопасной смеси снаружи резервуара.
На основе выявленных особенностей влияния аномальных метеорологических условий на параметры риска, разработан методический подход к анализу риска аварий резервуаров и газопроводов при неблагоприятных метеорологических условиях (низкие температуры, инверсия, штиль).
Практическая ценность результатов: Основные результаты работы могут быть использованы при анализе и количественной оценке риска аварий в декларациях промышленной безопасности; в планах локализации и ликвидации аварийных ситуаций на взрывопожароопасных производственных объектах, работающих в условиях Севера; при обосновании размещения взрывопожароопасного объекта в ходе предпроектной стадии и т.д Содержание
Методология количественной оценки риска
Понятия опасности и риска. Этапы анализа риска
Действующие российские нормативно - методические документы
Анализ риска аварий резервуаров при низких температурах
Анализ риска аварий при хрупком разрушении резервуаров с разливом нефтепродукта при низких температурах окружающей среды
Основные причины взрыва резервуаров при низких температурах окружающей среды
Определение возможных сценариев развития аварии при взрыве резервуара методом дерева событий при низких температурах
Тепловое воздействие пожаров разлития нефтепродуктов при низких температурах окружающей среды
Оценка индивидуального риска
Образование горючей паровоздушной смеси снаружи резервуара при низких температурах окружающей среды
Анализ риска аварий газопроводов при низких температурах
Основные причины аварий на газопроводах, эксплуатирующихся при низких температурах
Разрушение газопроводов при низких температурах
Анализ условий возникновения и развития аварийных ситуаций на газопроводах при минусовых температурах окружающей среды
Анализ последствий аварий газопроводов в условиях Севера
Математические модели и оценка вероятных зон действия поражающих факторов
Тепловое излучение при пожаре газопровода при низких температурах окружающей среды
Ударная волна сжатия при взрыве газовоздушной смеси облака метана в открытой местности в условиях Севера
Оценка риска аварий на газопроводах при низких температурах
Сравнение частот аварий резервуаров и газопроводов, произошедших при отрицательных и положительных температурах окружающей среды и рекомендации по снижению риска аварий резервуаров и газопроводов в условиях Севера
Сравнение частот аварий резервуаров и газопроводов, произошедших при отрицательных и положительных температурах окружающей среды
Рекомендации по снижению риска аварий резервуаров и газопроводов в условиях Севера
Научная новизна: Разработаны «дерево отказов» хрупкого разрушения резервуаров, «деревья событий» при взрыве резервуара и истечении газа из газопровода, с оценкой частот реализации аварийных сценариев при минусовых температурах окружающей среды;
получены исходные частоты аварий резервуаров и газопроводов, предназначенные для количественной оценки риска.
Выявлено, что при снижении температуры окружающей среды увеличивается коэффициент пропускания атмосферы, следовательно, увеличивается и интенсивность теплового излучения. Показано, что при снижении температуры окружающей среды от +30 до -50 °С, безопасное расстояние для человека при пожаре разлития нефтепродукта увеличивается на 14%.
Обоснована необходимость учета влияния температурной инверсии на величину избыточного давления слабой ударной волны в условиях Севера.
Установлено, что вероятность появления опасных метеоусловий (сочетании инверсии со штилем) в зимний период может увеличиваться более чем на порядок (в 13 раз) по сравнению с летним периодом, что увеличивает и вероятность образования
взрывоопасной газовоздушной смеси облака метана в открытой местности или взрывоопасной смеси снаружи резервуара.
На основе выявленных особенностей влияния аномальных метеорологических условий на параметры риска, разработан методический подход к анализу риска аварий резервуаров и газопроводов при неблагоприятных метеорологических условиях (низкие температуры, инверсия, штиль).
Практическая ценность результатов: Основные результаты работы могут быть использованы при анализе и количественной оценке риска аварий в декларациях промышленной безопасности; в планах локализации и ликвидации аварийных ситуаций на взрывопожароопасных производственных объектах, работающих в условиях Севера; при обосновании размещения взрывопожароопасного объекта в ходе предпроектной стадии и т.д Содержание
Методология количественной оценки риска
Понятия опасности и риска. Этапы анализа риска
Действующие российские нормативно - методические документы
Анализ риска аварий резервуаров при низких температурах
Анализ риска аварий при хрупком разрушении резервуаров с разливом нефтепродукта при низких температурах окружающей среды
Основные причины взрыва резервуаров при низких температурах окружающей среды
Определение возможных сценариев развития аварии при взрыве резервуара методом дерева событий при низких температурах
Тепловое воздействие пожаров разлития нефтепродуктов при низких температурах окружающей среды
Оценка индивидуального риска
Образование горючей паровоздушной смеси снаружи резервуара при низких температурах окружающей среды
Анализ риска аварий газопроводов при низких температурах
Основные причины аварий на газопроводах, эксплуатирующихся при низких температурах
Разрушение газопроводов при низких температурах
Анализ условий возникновения и развития аварийных ситуаций на газопроводах при минусовых температурах окружающей среды
Анализ последствий аварий газопроводов в условиях Севера
Математические модели и оценка вероятных зон действия поражающих факторов
Тепловое излучение при пожаре газопровода при низких температурах окружающей среды
Ударная волна сжатия при взрыве газовоздушной смеси облака метана в открытой местности в условиях Севера
Оценка риска аварий на газопроводах при низких температурах
Сравнение частот аварий резервуаров и газопроводов, произошедших при отрицательных и положительных температурах окружающей среды и рекомендации по снижению риска аварий резервуаров и газопроводов в условиях Севера
Сравнение частот аварий резервуаров и газопроводов, произошедших при отрицательных и положительных температурах окружающей среды
Рекомендации по снижению риска аварий резервуаров и газопроводов в условиях Севера