Развитие теории и методов оценки рисков для обеспечения промышленной безопасности объектов нефтегазового комплекса

На правах рукописи

КОЗЛИТИН

Анатолий Мефодьевич

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И МЕТОДОВ ОЦЕНКИ

РИСКОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО

КОМПЛЕКСА

Специальность 05.26.03. – «Пожарная и промышленная

безопасность»

(Нефтегазовая отрасль)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Уфа - 2006

Работа выполнена в Саратовском государственном техническом университете.

Научный консультант доктор технических наук, профессор, Попов Анатолий Иванович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук Хуснияров Мират Ханифович;

доктор технических наук, профессор, Нугаев Раис Янфурович;

доктор технических наук Елохин Андрей Николаевич.

Ведущая организация Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина.

Защита состоится 10 февраля 2006 года в 10-00 на заседании диссертационного совета Д_212.289.05 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан « 22 » декабря 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Закирничная М.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Ускорение темпов и расширение масштабов произ водственной деятельности в современных условиях неразрывно связано с возраста ющим использованием энергонасыщенных технологий и опасных веществ. В ре зультате возрастает потенциальная угроза для здоровья и жизни людей, окружаю щей среды, материальной базы производства.

В первую очередь это относится к объектам нефтегазового комплекса, где на блюдаются постоянная интенсификация технологий, связанная с возрастанием тем ператур и давлений, укрупнение единичных мощностей установок и аппаратов, на личие в них больших запасов взрыво-, пожаро- и токсикоопасных веществ.

Отсюда, как следствие, возможен рост числа аварий со все более тяжелыми со циальными, экономическими и экологическими последствиями.

Поскольку наряду с природными катастрофами увеличивается число техноген ных аварий, к середине наступившего столетия может оказаться, что в совокупно сти они будут нивелировать усилия по развитию экономики. Поэтому большинство развитых стран переходит на новую стратегию обеспечения безопасности, основан ную на принципах прогнозирования и предупреждения техногенных аварий.

В этой связи можно утверждать, что оценка риска и разработка мероприятий по снижению последствий техногенных аварий являются фундаментальной научной основой достижения устойчивого развития общества.

В связи с этим задачи развития теории и методов оценки рисков и выработки научно обоснованных методов управления безопасностью объектов нефтегазового комплекса становятся особо актуальными.

Актуальность и важность представленного исследования подтверждается уча стием автора в выполнении научно-технической программы Министерства образо вания Российской Федерации «Научные исследования высшей школы по приори тетным направлениям науки и техники» 2000 – 2003 гг.

Целью работы является развитие теории и методов комплексного анализа уровня опасности сложных технических систем на основе интегрированного риска для повышения промышленной безопасности опасных производственных объектов на примере объектов нефтегазового комплекса.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

1. Разработка методологии количественной оценки интегрированного риска, в том числе теоретическое обоснование и методическое определение комплексного показателя потенциальной опасности объектов нефтегазового комплекса.

2. Развитие теории и аналитических методов количественной оценки риска по следствий возможных аварий на объектах нефтегазового комплекса.

3. Теоретическое обоснование и применение физико-математических моделей развития аварийных процессов и распространения поражающих факторов в окру жающей среде.

4. Разработка методов анализа опасности возможных аварийных ситуаций в со ставе планов локализации и ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС) на объектах нефтегазового комплекса.

5. Разработка методов анализа и выполнение количественной оценки интегри рованного риска установок нефтеперерабатывающих предприятий с учетом техно логических особенностей, схемных решений, специфики возникновения и развития аварийных и чрезвычайных ситуаций.

6. Разработка методов и выполнение анализа риска аварий в составе проектной документации на примере проектов реконструкции опасных производственных объектов.

7. Разработка методов анализа безопасности и оценки интегрированного риска функционирования трубопроводного транспорта нефтегазового комплекса.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Теория и методы комплексного анализа уровня опасности сложных техниче ских систем, разработанные с учетом специфики опасных производственных объектов нефтегазовой отрасли.

2. Математическая модель и метод количественной оценки интегрированного риска.

3. Методика картирования потенциального, индивидуального и коллективного риска, позволяющая получить пространственное распределение уровней каждого из рисков.

4. Методика построения регрессионной модели технического риска, с учетом взаимосвязи физических и вероятностных процессов в технической системе.

5. Математические модели параметрических и координатных законов токсиче ского и фугасного поражения реципиента.

6. Анализ риска аварий, выполненный в декларациях промышленной безопас ности, в составе проектной документации, в составе планов локализации и ликви дации аварийных ситуаций ряда действующих и проектируемых опасных произ водственных объектов нефтегазового комплекса.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые поставлена и решена научная проблема комплексного анализа уров ня опасности объектов нефтегазовой отрасли на основе интегрированного риска возникновения и развития аварий в сложных технических системах, выраженного в едином стоимостном эквиваленте и объединяющего риски социального, материаль ного и экологического ущербов.

2. Разработан метод количественной оценки интегрированного риска, основан ный на использовании стохастической модели возникновения и развития аварии в сложной технической системе, локальных характеристик степени воздействия по ражающих факторов на реципиента в форме координатных и параметрических за конов поражения, а также удельных стоимостных характеристик прямых потерь и цены спасения жизни человека.

3. Разработана и доведена до практического применения оригинальная методи ка картирования потенциального, индивидуального и коллективного риска, позво ляющая на основе учета стохастических процессов возникновения, развития и воз действия поражающих факторов аварии, получить пространственное распределе ние уровней каждого из рисков и выявить зоны, в пределах которых необходимо принятие определенных мер, направленных на повышение уровня промышленной безопасности.

4. Предложена и используется на практике методика, позволяющая на основе декомпозиции возможной аварийной ситуации и метода регрессионного анализа построить для рассматриваемой сложной технической системы модель техническо го риска, определяющую опасность объекта как источника аварийных выбросов с помощью кривой плотности распределения относительных частот.

5. Показано, что задачи оценки последствий воздействия поражающих факто ров на реципиента могут быть сведены к моделированию ситуации с помощью рас пределения Вейбулла. Выполнен анализ эмпирико-статистических данных о харак тере воздействия поражающих факторов на человека, технологическое оборудова ние, здания и сооружения, и получены аналитические зависимости параметриче ских и координатных законов поражения реципиента, в основу которых положено трехпараметрическое распределение Вейбулла. Определены численные значения параметров соответствующих параметрических и координатных законов пораже ния реципиента.

6. Разработана и теоретически обоснована методика технико-экономического расчета эффективности инженерных решений обеспечения безопасности объектов нефтегазового комплекса, в которой предложен критерий выбора решений, направ ленных на повышение уровня промышленной безопасности, включающий величи ну интегрированного риска.

7. Обоснован метод анализа риска аварий с возникновением гидродинамиче ской волны прорыва на нефтяных резервуарах. Построена модель гравитационного растекания цилиндрического слоя жидкости, и разработана методика оценки вре мени добегания горящей гидродинамической волны прорыва до рассматриваемой точки территории.

Практическая ценность работы заключается в разработке:

- методик картирования на топографической карте прилегающих селитебных территорий потенциального, индивидуального и коллективного риска гибели лю дей при авариях на потенциально опасных объектах нефтегазового комплекса;

- методики анализа и количественной оценки риска перехода аварийной ситуа ции в технологическом блоке установки на более высокий по степени опасности и ожидаемым последствиям уровень «Б» для разработки ПЛАС;

- методики расчета высотных взрывов газопаровоздушных смесей при залпо вых выбросах горючей среды на большой высоте из колонных аппаратов;

- методики анализа риска аварий с формированием гидродинамической волны прорыва на нефтяных резервуарах.

Основные результаты выполненных теоретических исследований и разработан ные методики внедрены в ОАО «Саратовский НПЗ» и ОАО «Саратовнефтепро дукт» для использования при анализе и количественной оценке риска аварий в де кларациях промышленной безопасности, в планах по предупреждению и ликвида ции аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, в планах локализации и ликви дации аварийных ситуаций.

Практическая ценность работы также заключается в использовании теоретиче ских положений и разработанных методик при проведении практических занятий по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специально стей Саратовского государственного технического университета.

Методы исследования. В основу теоретических исследований были положены методы и концепции теории вероятностей и математической статистики, теории подобия и математического моделирования, теории матриц и теории множеств, ис следования операций, системного технико-экономического анализа, декомпозиции развития возможных аварийных ситуаций, выявления закономерностей, описания, обобщения.

Моделирование и расчеты, связанные с анализом и количественной оценкой риска, проведены с использованием методов и средств вычислительной техники и технологий современного анализа данных на компьютере в математических систе мах: Mathcad 11A, Maple 9XP, Statistica 6, SPSS 11, Statgraphics Plus 5 и других.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной ра боты докладывались на 18 международных, всероссийских, региональных, ву зовских научно-технических конференциях и тематических семинарах, в том чис ле:

- Международной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды - ПООС-95» (Томск, 1995);

- II Международной научной конференции «Mechanizmy i Uwarunkowania Eko rozwoju» (Белосток, Польша, 1998);

- 4-й Международной конференции Российского отделения Международного общества экологической экономики «Природа и общество на рубеже нового тыся челетия: Глобализация и региональные эколого-экономические проблемы» (Сара тов, ISEE/RC, 1999);

- Международной научно-технической конференции «Международные проекты по решению экологических проблем на территории Саратовской области» (Сара тов, СГТУ - Белостокский технический университет, Польша, 2001);

- 7-й Международной конференции Российского отделения Международного общества экологической экономики «Глобализация, новая экономика и окружаю щая среда: Проблемы общества и бизнеса на пути к устойчивому развитию»

(Санкт-Петербург, ISEE/RC, 2005);

- Всероссийской конференции «Научные аспекты экологических проблем Рос сии» (Москва, РАН, 2001);

- 3, 4 и 5-м Всероссийских тематических семинарах «Об опыте декларирования промышленной безопасности и страхования ответственности. Развитие методов оценки риска аварий на опасных производственных объектах» (Москва, 2002, и 2004);

- Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, 2003);

- тематическом семинаре Департамента предупреждения и ликвидации чрезвы чайных ситуаций МЧС России «О новых требованиях по предупреждению чрезвы чайных ситуаций на потенциально опасных объектах и объектах жизнеобеспече ния. Проблемы оценки риска, декларирования безопасности, страхования ответ ственности за причинение вреда при эксплуатации опасных объектов» (Москва, 2003);

- региональной научно-практической конференции «Проблемы автодорожного комплекса Саратовской области и пути их решения» (Саратов, 1996);

- научно-практической конференции «Безопасность больших городов» (Москва, 1997);

- научно-практической конференции «Декларирование безопасности и страхо вание гражданской ответственности потенциально опасных предприятий Сара товской области» (Саратов, 1996);

- 4-й и 9-й ежегодных итоговых научно-практических конференциях Сара товского регионального отделения Российской экологической академии (Саратов, 1998 и 2003);

- 6-й научно-технической конференции РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России»

(Москва, 2005);

- 58-й научно-технической конференции СГТУ (Саратов, 1994).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 50 печатных работах, в том числе 6 статьях в периодических научных и научно-технических из даниях из перечня ВАК РФ, 3 монографиях, 5 статьях в зарубежных периодических изданиях, 36 статьях в международных и межвузовских сборниках научных трудов и материалах научных конференций.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 7 глав, общих выво дов и списка использованной литературы из 325 наименований. Содержит страниц, 88 таблиц, 142 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы. Проведен обзор опубликованных работ по известным методам оценки и обоснования промышлен ной безопасности опасных производственных объектов. Обсуждены различные подходы к анализу опасностей и оценки риска промышленных аварий и катастроф, оценены их достоинства и недостатки. Отмечено, что методология учета безопас ности при обосновании технических и управленческих решений по действующим и проектируемым объектам нефтегазового комплекса до сих пор остается не до кон ца разработанной, несмотря на самое пристальное внимание исследователей. Нет достаточных оснований считать, что эти вопросы нашли окончательное решение и за рубежом.

Основу исследований в диссертационной работе составили теоретические и практические труды в области анализа опасностей и оценки риска промышленных аварий, отечественных и зарубежных ученых, в числе которых: М.В. Бесчастнов, Н.Н. Брушлинский, А.А. Быков, А.Н. Елохин, В.А. Еременко, Р.Х. Идрисов, А.В._Измалков, В.И. Измалков, В.А. Котляревский, И.Р. Кузеев, И.И. Кузьмин, Х. Кумамото (Hiromitsu Kumamoto), В.И. Ларионов, В.А. Легасов, М.В. Лисанов, И.И. Мазур, В. Маршалл (V.C. Marshall), Н.А. Махутов, Г.Э. Одишария, C.M.

Пайтерсен (C.M. Pietersen), А.С. Печеркин, А.И. Попов, Б.Е. Прусенко, В.С. Сафо нов, В.И. Сидоров, И.С. Таубкин, Э. Дж. Хенли (Ernest J. Henley), А.Н. Чернопле ков, А.А. Шаталов, А.А. Швыряев и ряд других крупных специалистов, преимуще ственно в области промышленной безопасности.

В первой главе выполнен анализ и дано критическое осмысление общих теоре тических принципов и основных положений современной концепции промышлен ной безопасности техносферы, изложены подходы автора к разрабатываемым в диссертации методам количественной оценки техногенных рисков и обоснованию инженерных решений, направленных на повышение промышленной безопасности в нефтегазовой отрасли. Получен комплекс математических моделей, и разработа ны аналитические методы квантификации и анализа риска промышленных пред приятий, как части управления промышленной безопасностью. Разработана мето дика определения экологических рисков на межобъектовых нефтепроводах, предложена и реализована математическая модель расчета риска развития аварии на прилегающей к объекту территории с возможным загрязнением экосистем с уче том параметрического закона их поражения. Выполнен анализ показателей уровня опасности промышленных аварий на объектах техносферы, и предложены для ис пользования в расчетах критерии риска.

В плане развития теории техногенного риска разработана методика технико экономического обоснования инженерных решений обеспечения безопасности объектов нефтегазового комплекса. Предложен достаточно универсальный и при емлемый критерий выбора решений, направленных на изменение уровня промыш ленной и экологической безопасности, включающий величину интегрированного риска - комплексного показателя потенциальной опасности объекта, выраженного в едином стоимостном эквиваленте и позволяющего применить механизм исчисле ния экономической эффективности при сравнительном анализе по уровню про мышленной безопасности конкурирующих вариантов на этапе проектирования, мо дернизации или реконструкции потенциально опасных производств нефтегазового комплекса. С учетом факторов промышленной безопасности математическая мо дель интегрированного риска имеет вид:

( Y) = R ( YC ) + R ( YM ) + R ( YЭ );

R n m R(YC ) = R ( E C )ijsk N ij P( N )ij YC k ;

i= s= k = 1 1 j= (1) n m R(YM ) = R ( E M ) ijsr YMijr ;

i= s= r = 1 1 j= n m R(Y ) = R ( E ) ijsq Yijq ;

Yq = blim K q Cq, In q i= s= q = 1 1 j= где R(YС), R(YМ), R(Yэ) - риск социального, материального и экологического ущер ба, соответственно;

R(EC)ijsk, R(EМ)ijsr, R(Eэ)ijsq - потенциальный риск, соответствен но, для k-й степени поражения индивидуума, r-й степени разрушения материально го объекта и q-й компоненты экосистемы на рассматриваемой элементарной пло щадке территории с ij-координатами вследствие воздействия s-го поражающего фактора;

Nij - количество людей с примерно одинаковыми условиями поражения и временем пребывания на рассматриваемой ij-й элементарной площадке террито рии;

P(N)ij - вероятности нахождения данных людей на рассматриваемой ij-й эле ментарной площадке территории;

YС.k – денежный эквивалент k-й степени пораже ния индивидуума (летальный исход, нетрудоспособность, серьезные травмы, трав мы средней и легкой тяжести);

YМijr – материальный ущерб в денежном исчислении для r-й степени разрушения материального объекта на рассматриваемой ij-й эле ментарной площадке территории;

Yэijq - удельный экологический ущерб для q-й компоненты экосистемы на рассматриваемой ij-й элементарной площадке террито рии;

blim - повышающий коэффициент за сверхлимитное загрязнение q-й компо q In ненты экосистемы;

K q – коэффициент индексации при оценке ущерба для q-й компоненты экосистемы;

Сq – комплекс, определяющий ставку платы за загрязне ние q-й компоненты экосистемы;

n - число рассматриваемых элементарных площа док территории с ij-координатами, расположенных в пределах круга вероятного по ражения;

m - число возможных поражающих факторов, формирующихся в ре зультате реализации на объекте существующих опасностей (взрыв, пожар, выбросы химически опасных веществ);

- число степеней поражения;

- число составляю щих материального ущерба;

- число составляющих экологического ущерба.

Потенциальный риск R(E), входящий в качестве множителя в уравнение (1), яв ляется вероятностной величиной и характеризует потенциал возможной опасности поражения реципиента на рассматриваемой ij-й элементарной площадке террито рии при условии возникновения аварийной ситуации на опасном производствен ном объекте (ОПО). При этом уровень потенциального риска на указанной элемен тарной площадке, прилегающей к объекту территории, зависит от целого ряда случай ных событий, совокупность которых может привести к поражению реципиента. Случай ные события разделены на две группы.

Первая группа событий относится к технической системе, то есть потенциально опас ному объекту, и характеризует стохастический процесс реализации опасности (бес контрольное высвобождение энергии или утечка вредных веществ). Основным показа телем тяжести последствий реализовавшейся опасности является масса вещества (М), участвующая в создании поражающих факторов. Величина массы аварийного выброса является случайной величиной и характеризуется соответствующим вероятностным рас пределением с плотностью f(M).

Вторая группа - характеризует стохастический процесс поражения реципиента на рассматриваемой ij-й элементарной площадке, прилегающей к объекту территории при условии возникновения аварийной ситуации на ОПО, и описывается условной ве роятностью координатного поражения реципиента P(Г/М).

Основываясь на сказанном, потенциальный риск представлен интегральной формулой полной вероятности, отвечающей существу проблемы анализа потенци альной опасности промышленного объекта и позволяющей рассчитать риск на лю бой заданной площадке рассматриваемой территории с учетом технологических и технических особенностей, схемных решений, специфики возникновения и разви тия аварийных ситуаций. В общем случае потенциальный риск выражается следу ющей зависимостью:

M max f ( M ) P( Г / М )dM, R (E) = (2) M min где f(M) - плотность распределения аварийных выбросов на объекте;

P(Г/М) - вероят ность поражения реципиента в рассматриваемой точке территории при условии аварийного выброса опасного вещества (определяется координатным законом по ражения реципиента);

Г – расстояние от места аварии до рассматриваемой точки территории;

М - масса аварийного выброса опасного вещества;

[Мmin, Мmax] - диапа зон изменения массы аварийных выбросов на потенциально опасном объекте.

Функция f(M), построенная для различных сценариев аварий с учетом массива данных по вероятности Pij и массе аварийного выброса М ij, является базовой характеристикой технической системы, определяющей опасность объекта как ис точника аварийных выбросов. Для определения величин Pij использованы инженер ные методы оценки вероятности аварии и методы анализа статистических данных.

f ( M )dM – Rт = По своей сути функция f(M) определяет технический риск M[, ] вероятность аварий в рассматриваемой сложной технической системе с последствиями определенного уровня M [, ] за определенный период функционирования, как пра вило, за год.

Разработана, обоснована и практически используется оригинальная методика, позволяющая на основе декомпозиции возможной аварийной ситуации и метода регрессионного анализа определить для рассматриваемой сложной технической си стемы модель и параметры функции f(M) - технического риска системы (рис.1).

Рис.1. Регрессионный анализ технической системы На следующем этапе количественной оценки потенциального риска R(Е) рассматриваются события, связанные с воздействием поражающих факторов ава рии на реципиента (человека, материальные объекты, экосистемы) в рассматривае мой ij-й области прилегающей территории. При этом вероятность поражения реци пиента в этой области определяется принятым в расчетах параметрическим зако ном поражения, зависящего от характера процесса и параметров поражающего фактора в рассматриваемой области территории.

Математическая модель и количественная интерпретация параметрического за кона поражения определяются природой и конкретным механизмом действия пора жающего фактора, а также видом и состоянием реципиента.

Показано, что задачи оценки последствий воздействия поражающих факторов на реципиента могут быть сведены к моделированию ситуации с помощью трехпа раметрического распределения Вейбулла.

Выполнен анализ эмпирико-статистических данных о характере воздействия поражающих факторов на человека, технологическое оборудование, здания и соо ружения и получены аналитические зависимости параметрических законов пораже ния реципиента, в основу которых положено трехпараметрическое распределение Вейбулла. Определены численные значения параметров соответствующих парамет рических законов поражения реципиента.

На рис.2, в качестве примера, приведены параметрические законы поражения человека.

Рис.2. Параметрические законы токсического и фугасного поражения человека При решении проблем промышленной безопасности обоснование показателей риска от какого-либо объекта проводится в пределах зоны острых воздействий – круга вероятного поражения (КВП). В качестве КВП при авариях на опасных неф тегазовых объектах рассматривается территория, ограниченная изолинией с поро говыми значениями рассматриваемого поражающего фактора (ПФ) для токсодозы PCt, избыточного давления Рпор или интенсивности теплового излучения Jпор.

Рассматриваемые события поражения человека (смертельный исход, тяжелая, средняя и легкая степени поражения) являются несовместными событиями, так как человек не может одновременно погибнуть, получить поражение той или иной сте пени тяжести или остаться не пораженным.

Для решения данной проблемы и расчета числовых характеристик различных последствий поражающего воздействия, определяющих структуру ожидаемых по терь на прилегающей к объекту территории, получена система функций, описыва ющих параметрический закон поражения для полной группы событий.

Зная параметрический закон поражения человека, мы не можем судить о харак тере распределения потенциального риска на прилегающей территории. Для оцен ки последствий аварий необходимо знать, как изменяется вероятность поражения человека по мере удаления от источника опасности, то есть от параметрического закона необходимо перейти к координатному закону поражения человека. Для ре шения данной задачи в диссертации использовались математические модели рас пространения поражающих факторов (дозы D или избыточного давления Рф) и ме тод обратных функций распределения. На основе вышесказанного автором получе ны аналитические зависимости для координатных законов токсического и фугасно го поражения человека, представленные функциями распределения следующего вида:

а) для токсического поражения 0 LCt100% 1 при ( ) PCt P( Г ) = (3) 1 exp LCt100% PCt, при б) для фугасного поражения max 1 exp 0 rобл при F( Г ) = (4) ( ) пор 1 exp rобл ( пор ), при где,, PCt и,, Pпор - параметры трехпараметрических законов распределения Вейбулла соответственно для токсического и фугасного поражения;

rобл - радиус облака газопаровоздушной смеси (ГПВС).

В пределах зоны абсолютной смертности 0 LCt100%, при получении челове ком токсодоз ( Г ) LCt100%, превышающих абсолютно смертельную для рассмат риваемого ядовитого вещества, летальный исход вследствие возможной аварии на ОПО можно считать достоверным событием с вероятностью Р(Г) = 1.

При взрывах газопарового облака в «открытых», неограниченных про странствах максимальное избыточное давление может изменяться в широких пре делах и зависит в значительной степени от вида горючего вещества и режима взрывного превращения облака ГПВС. В этой связи, для координатных законов фу гасного поражения человека, вероятности летального исхода F(Г) даже в пределах быстро сгорающего газопарового облака (дефлаграция) могут оказаться значитель но меньше единицы. Данная особенность координатных законов фугасного пора жения человека существенно отличает их от координатных законов токсического поражения, рис.3.

Рис.3. Координатные законы токсического и фугасного поражения человека С учетом того, что при воздействии поражающего фактора на человека суще ствует граничный (пороговый) уровень токсодозы или избыточного давления, ниже которого вероятность летального исхода исчезающе мала, в уравнения (3) и (4) вве дены параметры граничного, порогового воздействия: РСt – пороговая токсодоза для рассматриваемого ядовитого вещества и Pпор – порог поражения избыточным давлением.

В качестве примера на рис. 4 показаны результаты расчетов распределения ве роятностей летальных исходов вследствие токсического поражения человека на прилегающей к объекту территории (координатные законы поражения), при реали зации максимальной гипотетической аварии с выбросом сжиженного хлора на ре альном производственном объекте нефтегазового комплекса.

Рис.4. Координатные законы распределения вероятностей летальных исходов при поражении человека хлором на прилегающей к объекту территории:

1 – функция Р(Г), учитывающая параметр порогового воздействия PCt;

2 – функция Р(Г), без учета параметра порогового воздействия PCt Из сравнительного анализа координатных законов, представленных на рис. 4, видно, что функция вероятностей летальных исходов Р(Г), учитывающая параметр порогового воздействия PCt, стремится к нулю, при асимптотическом приближе нии к внешней границе КВП.

В другом случае, при PCt = 0, вероятность летальных исходов в результате ток сического воздействия паров хлора остается значимой и за пределами КВП, что приводит, по мнению автора, к необоснованному завышению уровня опасности объекта.

При количественной оценке риска токсического поражения людей учитывались защитные свойства различного типа укрытий – зданий культурно-бытового и адми нистративного назначения, промышленных и жилых зданий и сооружений различ ного назначения. Обоснована и представлена математическая модель координатно го закона токсического поражения человека для различных типов укрытий и време ни их нахождения (t) в зараженном воздухе, которая характеризуется функцией распределения следующего вида:

K ( t ) ( Г) LCt100% 1 при K ( t ) ( ) PCt Pu ( Г, t ) = (5) 1 exp LCt100% K ( t ) ( Г ) PC, при t где K ( t ) = – коэффициент проникания для рассматриваемого типа укры a t+ b тия в функции времени t нахождения данного укрытия в зараженном воздухе;

a, b – коэффициенты регрессионной модели, зависящие от типа укрытия (-0,28 a 0,83 и 0,55 b 5,08 для времени t в часах).

Для решения задач прогнозирования фугасного воздействия взрыва на объект в диссертации получен на основе трехпараметрического распределения Вейбулла па раметрический закон разрушений k Pn kj ( Pф ;

Plim ) kj ( Plim ) G kj ( Pф ) = 1 exp, (6) rkj ( Plim ) где G kj ( Pф ) - функция распределения вероятностей получения k-й степени разру шения j-м объектом в зависимости от давления РФ;

rkj ( Plim ), kj ( Plim ), k параметры параметрического закона для k-й степени разрушения j-го объекта;

Pф Pn kj ( Pф ;

Plim ) = Plim kj - коэффициент устойчивости j-го объекта к воздей ствию избыточного давления при рассматриваемых условиях;

Plim kj - предельная величина избыточного давления для k-й степени разрушения j-го объекта.

Параметры параметрического закона получены автором и представлены функ циями аргумента предельной величины избыточного давления Plim для k-й степе ни разрушения j-го объекта:

( lim kj o ) kj ( lim ) rkj ( lim ) = ;

kj ( lim ) = ;

lim kj 1 k ln 1 (7) o ( ) =, kj lim lim kj где Ро – порог разрушения рассматриваемого объекта;

- константа масштабного параметра kj ( lim ) распределения Вейбулла.

Для прогнозирования последствий аварийных взрывов на прилегающей к объекту территории получен координатный закон фугасного воздействия взрыва на технологическое оборудование, здания и сооружения в очаге взрыва k Ps kj ( ;

Plim ) kj ( Plim ) G kj ( ) = 1 exp, (8) rkj ( Plim ) где G kj ( ) - функция распределения вероятностей получения k-й степени разру шения j-м объектом в зависимости от расстояния Г до центра взрыва;

Pф ( ) Pskj ( ;

Plim ) = Plim kj - функционал, характеризующий приведенное к пре дельной величине Plim kj давление для k-й степени разрушения, воздействующее на j-й объект на расстоянии Г до центра взрыва;

Pф ( ) - функция, определяющая текущее значение избыточного давления на расстоянии Г до центра взрыва.

В диссертации определены численные значения параметров трехпараметриче ского распределения Вейбулла для соответствующих параметрических законов по ражающего воздействия на человека, технологическое оборудование, различные типы зданий и сооружений.

Координатные законы для рассматриваемых степеней разрушения оператор ного здания из монолитного железобетона приведены, в качестве примера, на рис.5.

Рис. 5. Зависимость вероятности разрушений от расстояния до центра взрыва:

1 - полные разрушения;

2 - сильные разрушения;

3 - средние разрушения;

4 - слабые разрушения Полученные параметрические и координатные законы токсического и фугасно го поражения реципиента, являясь базовой основой стохастических моделей потен циального, индивидуального и коллективного риска, позволяют при количествен ном анализе риска в нефтегазовой отрасли ранжировать прилегающую территорию по уровню опасности и выявить зоны и территории, где уровни риска достигают или превышают значения, при которых необходимо ужесточение контроля или принятие определенных мер по снижению риска и обеспечению нормативной без опасности производственного персонала и населения.

Во второй главе выполнен теоретический анализ и дано обоснование примене ния физико-математических моделей развития аварийных процессов и возникнове ния поражающих факторов в окружающей среде.

Расчет полей поражающих факторов, возникающих при взрывах, пожарах или формировании токсичного облака, - достаточно сложный и ответственный этап ко личественной оценки техногенных рисков. Это объясняется тем, что степень аде кватности предлагаемых методик реальным процессам изменения избыточного давления на фронте ударной волны, теплового излучения или токсодоз в рассмат риваемой точке территории значительно влияет на уровень достоверности полу ченных значений рисков аварий на потенциально опасных объектах техносферы.

Однако существование в настоящее время большого количества разнообразных ме тодик, различающихся по точности, сложности и глубине проработки процессов формирования зон поражающих факторов, и использование их исследователями при декларировании промышленной безопасности опасных производственных объектов определяют необходимость их сравнения, всестороннего анализа и даль нейшего развития.

Выполненный в диссертационной работе сравнительный анализ существующих методик оценки аварийных взрывов газопаровоздушных смесей позволил вырабо тать обоснованные предложения и рекомендации по их уточнению и применению.

Одним из основных факторов, определяющих ожидаемые последствия возмож ных аварий, а следовательно, и соответствующие показатели риска, является масса газопарового облака, образующегося в результате аварийной разгерметизации обо рудования. Однако в существующих методиках нет однозначного решения задачи расчета количества опасного вещества, участвующего в создании поражающих факторов. При этом методические подходы, используемые при расчете количества опасного вещества, участвующего в формировании взрыво-, пожаро- и токсикоо пасного облака при авариях, зависят, при прочих равных условиях, от агрегатного состояния данного вещества и рассматриваемого вида поражающего фактора. С учетом сказанного, в диссертационной работе выполнен сравнительный анализ су ществующих физико-математических моделей и эмпирических формул для расчета массы газопарового облака при неконтролируемых выбросах нефти, нефтепродук тов и сжиженных газов.

Особенности физико-химических свойств нефти и ее фракций (смеси жидких углеводородов и других химических соединений) и, в частности, их поведение в условиях повышенных температур и давления, при расчете количества опасного вещества, перешедшего в газопаровое облако при аварийном выбросе из техноло гического оборудования, не учитываются в существующих методиках, что дает значительный разброс результатов.

В диссертации выполнен анализ эмпирических зависимостей, определяющих физические свойства нефти и ее фракций, и дано обоснование их применимости для расчета количества опасного вещества, участвующего в создании поражающих факторов. На этой основе разработаны методика расчета количества паров нефти и нефтепродуктов в облаке при авариях с выбросом опасного вещества, участвующе го в создании поражающих факторов, и компьютерная программа, существенно упрощающая процедуру расчета.

Сущность алгоритма программы состоит в следующем: весь интервал кипения нефти или нефтепродукта разбивается на узкие фракции с интервалом выкипания, в пределах 10 20 °С. Каждая такая фракция рассматривается в дальнейшем как условный компонент нефтяной смеси, состав которой в этом случае представлен дискретной смесью этих компонентов с фиксированными температурами кипения и соответствующим %(масс.) выходом каждой узкой фракции, по справочно-лабо раторным данным предприятия для конкретных нефтей.

На основе полученных температур кипения для каждой такой компоненты неф тяной смеси определяются необходимые физические параметры, входящие в урав нения, используемые при расчете количества опасного вещества, участвующего в создании поражающих факторов.

В основу расчетов положены описанные в нормативной и справочной литерату ре эмпирические формулы, а также полученные автором по справочным данным о теплофизических свойствах некоторых жидких топлив аппроксимирующие зависи мости. При расчете доли испарившейся жидкости за счет энергии перегрева по от ношению к параметрам окружающей среды учитывались удельная изобарная теп лоемкость жидких нефтепродуктов, удельная теплота испарения нефтепродуктов в точке кипения при атмосферном давлении, относительная молекулярная масса в за висимости от температуры кипения и фактора парафинистости рассматриваемой фракции нефти.

Один из этапов определения доли испарившейся i-й узкой фракции за счет энергии перегрева, на примере дифференцированного испарения низкокипящих фракций нефти, находящейся в оборудовании при высокой температуре tоб и вы брошенной в окружающую среду при аварийной разгерметизации, показан, в каче стве примера, на рис.6.

На основе полученных значений (t) для рассматриваемых узких фракций неф ти определяется масса паров веществ G эп, образовавшихся за счет энергии пере грева:

n %( t к )i G эп j = ( t )i, j G, (9) i= где (t)i,j - доля испарившейся i-й узкой фракции нефти за счет энергии перегрева по отношению к окружающей среде при j-й рабочей температуре в оборудовании;

%(tк)i – выход в %(масс.) i-й узкой фракции нефти при средней температуре кипе ния данной узкой фракции по справочно-лабораторным данным предприятия;

G масса вещества, участвующего в аварии;

n – число рассматриваемых узких фрак ций нефти.

Рис.6. Зависимость изменения долей испарившихся за счет энергии перегрева узких фракций нефти от температуры в оборудовании При расчете массы испарившейся жидкости за время иж вследствие турбулент но-диффузионного теплообмена с атмосферным воздухом по зеркалу разлития пло щадью Sж, учитывалась интенсивность испарения с зеркала разлития в функции парциального давления паров i-й узкой фракции над нефтью или нефтепродуктом, температуры воздуха и скорости приземного ветра.

Один из этапов предлагаемого подхода к определению интенсивности испаре ния i-й узкой фракции за счет теплопритока от окружающей среды, на примере ис парения фракций нефти, при заданных температуре воздуха tв и скорости ветра v, показан на рис.7.

Масса паров, образовавшихся при испарении жидкости за счет турбулентно диффузионного теплообмена с атмосферным воздухом, определяется из следующе го выражения:

n G зр = i ( t в, v ) S ж иж, (10) i= где i(tв,v) – интенсивности испарения i-й узкой фракции нефтепродукта с зеркала разлития в функции температуры атмосферного воздуха и скорости ветра.

Рис.7. Зависимость интенсивности испарения узких фракций нефти от температуры окружающей среды Общее количество паров нефти и нефтепродуктов в облаке, образовавшихся за счет энергии перегрева и теплопритока от окружающей среды, составит G обл = G эп + G зр. (11) Выполненный анализ существующих физических моделей и методов расчета позволил обосновать для последующих расчетов уточненные аналитические зави симости и разработать компьютерную программу для определения количества опасных веществ, участвующих в создании поражающих факторов при авариях с выбросом нефти и нефтепродуктов с учетом их фракционного состава, технологи ческих характеристик и характеристик окружающей среды.

В третьей главе выполнены теоретическое обоснование и разработка матема тических моделей и аналитических методов количественной оценки риска социаль ных последствий возможных аварий. Разработана методика построения социально го риска - зависимости риска поражения людей в рассматриваемых квадратах тер ритории от количества людей, - представленного графиком закона распределения потерь. Данная зависимость отражает на координатной плоскости в виде точек ре зультаты всех рассмотренных сценариев развития аварийных ситуаций и устанав ливает связь между возможными потерями N в рассматриваемых квадратах терри тории и вероятностями реализации опасности в этих квадратах (рис.8). Кривые предельного риска, построенные в логарифмическом масштабе, делят координат ную плоскость на три области – приемлемого, промежуточного и неприемлемого риска.

Рис.8. Социальный риск и кривые предельного риска для реального предприятия нефтегазовой отрасли Социальный риск для отдельных сценариев развития аварии на рассматривае мом опасном производственном объекте по своим показателям попадает в область неприемлемого риска. Причем конкретным сценариям соответствуют конкретные места массового скопления людей - производственные помещения, предприятия, организации, жилые дома, учреждения, учебные заведения. По результатам выпол ненного анализа разрабатывается программа снижения риска для сценариев, пока затели которых превысили уровень максимального риска.

В плане развития теории техногенного риска предложена методология картиро вания коллективного риска и на ее основе для объектов нефтегазового комплекса разработана методика, позволяющая на топографической карте получить распреде ление ожидаемого количества пораженных. Характер изолиний коллективного рис ка позволяет исследователю видеть наиболее опасные участки территории и, исхо дя из этого, принимать соответствующие организационные, управленческие и инженерные решения.

Алгоритм разработанной методики картирования рисков можно кратко пред ставить следующей последовательностью: формирование сценариев развития ава рий на потенциально опасном объекте расчет масс аварийных выбросов для каждого сценария расчет вероятностей реализации рассматриваемых сценариев определение регрессионной модели развития аварии на объекте (технического риска) на основе технического риска, параметрических законов поражения чело века и детерминированных моделей формирования поля поражающих факторов расчет потенциального риска картирование потенциального риска определе ние матрицы вероятностей нахождения индивидуума в рассматриваемых ij-квад ратах территории расчет индивидуального риска картирование индивидуаль ного риска определение матрицы распределения людей по ij-квадратам террито рии расчет коллективного риска картирование коллективного риска.

Описанный алгоритм методики картирования потенциального, индивидуально го и коллективного риска иллюстрирует рис.9.

Рис.9. Алгоритм методики картирования потенциального, индивидуального и коллективного риска Характер поля коллективного риска отражает реальную картину ожидаемых по следствий возможных аварий на потенциально опасных объектах нефтегазового комплекса. Изолинии коллективного риска позволяют выделить на карте те ij-квад раты территории, где наиболее неблагоприятным образом сочетаются составляю щие коллективного риска – вероятность летального исхода в год R(xi,yj) и числен ность групп людей N(xi,yj), объединенных одинаковыми условиями поражения и временем пребывания с соответствующими вероятностями P(N,xi,yj) нахождения данных групп людей в рассматриваемых квадратах.

Разработана оригинальная методика определения матрицы вероятностей нахо ждения индивидуума в рассматриваемых ij-квадратах территории Pij ( x,y ).

N Распределение населения на прилегающей к объекту территории не является равномерным. Селитебная территория представляет собой совокупность мест массового скопления людей – жилые массивы, предприятия, организации, учре ждения, учебные заведения, лечебные, спортивные и другие комплексы, количе ство людей в которых меняется в течение суток. Данный фактор пространственно временной неоднородности жизнедеятельности человека на прилегающей к объек ту территории достаточно сложно формализовать математически. Один из возмож ных путей решения этой проблемы – построение матрицы N ij ( N,x,y ) математиче P ского ожидания числа людей, подверженных риску поражающего воздействия в рассматриваемых квадратах территории. Каждый ij-элемент данной матрицы опре деляется из выражения So ( ) + Pq ( ) + Sij P c ( ), qij N ij ( N,x,y ) P N z Prz No o c = (12) r q So r= 0 q= 0 q N ij ( N, x, y ) P где - математическое ожидание числа людей, расположенных в пределах ij-квадрата территории с координатами (xi,yj) и объединенных в группы с одина ковыми условиями поражения и временем пребывания в r-м здании, на q-м объек те, в жилом массиве;

N z - количество людей, сосредоточенных в здании r-го на r значения (школа, институт, больница и т.п.), показанном на карте соответствую щим условным знаком;

N o - количество людей, распределенных по территории q объекта q-го назначения (завод, предприятие, организация, стадион и т.п.), занима ющего на карте определенную площадь So ;

Prz ( ), Pq ( ) и P c ( ) - вероятно o q сти нахождения среднестатистического индивидуума из рассматриваемых групп людей с одинаковым временем пребывания соответственно в r-м здании, на q-м объекте и на территории жилого массива;

So - доля площади q-го объекта в пре qij c делах ij-квадрата территории;

- доля площади жилого массива в пределах ij Sij квадрата территории;

- плотность людей на заселенной территории -го района города;

, - количество объектов соответствующего назначения в пределах ij квадрата территории.

Вероятность P( ) рассчитывается как доля времени пребывания средне статистического индивидуума из рассматриваемой группы людей в указанном ме сте компактного их размещения за год:

wy dw d P( ) =, (13) где wy, dw, d – число соответственно недель в году, дней в неделе и часов в день, когда среднестатистический индивидуум подвергается риску поражающего воздействия, находясь в указанном месте компактного размещения рассматривае мой группы людей;

– число часов в году.

Полагая в уравнении (12) Р() = 1, рассчитываем максимально возможное чис ло людей N(xi,yj), которые в момент аварии одновременно могут оказаться в преде лах рассматриваемого ij-квадрата территории с координатами (xi,yj), и на этой основе формируем матрицу N ij. Затем определяем средний показатель вероятно N ij ( N,x,y ) P P( N, x i, y j ) = сти нахождения среднестатистического индивидуума в N(x i, y j ) пределах рассматриваемого ij-квадрата территории с координатами (xi,yj) и строим матрицу Pij ( x,y ).

N На основе полученной и соответствующим образом обработанной исходной ин формации о населении и прилегающей территории осуществляется картирование коллективного риска. При этом полученная информация является базовой для ко личественной оценки риска ожидаемых последствий от источника любого типа опасности – токсического, фугасного или теплового поражения.

Построенная, в качестве примера, в одних осях с трехмерным графиком распре деления коллективного риска RK(x,y) секущая плоскость заданных значений соци ального риска, когда, например, 10 человек и более подвергаются опасности ле тального исхода с вероятностью 10-5 в год, позволяет выделить зоны с повышен ным уровнем коллективного риска в одноименных ij-квадратах координатной сет ки карты (рис.10).

Рис. 10. Оценка остаточного коллективного риска По величине остаточного риска можно судить о степени опасности объекта, об эффективности инженерных, организационных и управленческих решений, направ ленных на предупреждение аварий, о рациональном размещении объекта в преде лах рассматриваемой территории.

Описанные методы количественного анализа риска позволяют получить объек тивную информацию о степени опасности объекта, ранжировать прилегающую территорию по уровню индивидуального, потенциального и коллективного риска, выявить, при наличии законодательно установленных критериев социального и ин дивидуального риска, зоны и территории, где уровни риска достигают или превы шают значения, при которых необходимо ужесточение контроля или принятие определенных мер по снижению риска и обеспечению безопасности произ водственного персонала и населения.

В четвертой главе предложены алгоритм выполнения и порядок оформления результатов анализа опасности технологического блока в расчетно-пояснительной записке ПЛАС для объектов нефтегазового комплекса, на примере установки пер вичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ-2 одного из нефтеперерабатывающих пред приятий г. Орска. Обоснован метод количественной оценки технического риска блока установки в составе ПЛАС в зависимости от технологической схемы, состава и характеристик оборудования. Разработана методика анализа и количественной оценки возможности перехода аварийной ситуации в технологическом блоке уста новки на более высокий по степени опасности и ожидаемым последствиям уровень «Б». На ее основе получена компьютерная программа, которая позволяет:

- сравнить взрывоустойчивость оборудования, аппаратов и конструкционных элементов зданий и сооружений с уровнями избыточного давления на фронте воз душной ударной волны в разных точках территории и определить вероятности по тери взрывоустойчивости оборудованием установки;

- определить потерю устойчивости к тепловому воздействию смежного ем костного оборудования и резервуаров, расположенных на рассматриваемых рассто яниях от фронта пламени горящего разлития.

Для количественной оценки опасностей и риска установки ЭЛОУ-АВТ-2 была выполнена следующая последовательность действий:

- проведен анализ возможных причин возникновения и развития аварийных си туаций с учетом отказов и неполадок оборудования, возможности ошибочных дей ствий персонала, внешних воздействий природного и техногенного характера;

- рассмотрены и проанализированы схемы возможных сценариев возникнове ния и развития аварийных ситуаций блоков установки;

- оценены вероятности проявления опасных ситуаций блоков установки на основе данных статистического анализа о надежности работы оборудования;

- оценены зоны разрушений и поражения людей при авариях, сопровождаю щихся взрывами облака газопаровоздушной смеси и пожарами разлития.

Выполненный в диссертации анализ возможных стадий развития аварий в тех нологическом блоке установки ЭЛОУ-АВТ-2 позволил выделить стадию с наибо лее тяжелыми последствиями, сопровождающуюся взрывом облака топливовоз душной смеси.

Для данной стадии аварии была проведена количественная оценка возможности перехода аварийной ситуации в технологическом блоке установки на более высо кий по степени опасности и ожидаемым последствиям уровень «Б».

На рис.11 показано изменение избыточного давления в функции расстояния от центра взрыва облака ТВС, построены прямые равных значений предельной ве личины избыточного давления Рпр, соответствующего сильным разрушениям, до которой рассматриваемые элементы технологической установки сохраняют ре монтопригодность, и определены зоны потери взрывоустойчивости технологиче ского оборудования при реализации рассматриваемой стадии развития аварийной ситуации.

Рис.11. Зоны потери взрывоустойчивости для технологического оборудования Из рисунка видно, что зоны ожидаемых сильных разрушений технологических трубопроводов, емкостного и другого оборудования, зданий насосной и компрес сорной могут сформироваться за пределами территории установки ЭЛОУ-АВТ-2.

Вследствие силового воздействия на соседние блоки установки, воздушная ударная волна может вызвать дополнительные разрушения оборудования и реали зацию заключенных в них опасностей с последующим формированием полей пора жающих факторов. Выполненный сравнительный анализ позволяет утверждать, что при взрыве облака ТВС возможен цепной характер развития аварии на установ ке ЭЛОУ-АВТ-2 с переходом аварийной ситуации на уровень «Б».

В диссертации предложен метод количественной оценки риска перехода ава рийной ситуации на более высокий по степени опасности и ожидаемым послед ствиям уровень «Б». На основе выполненных в первой главе диссертации исследо ваний получены координатные законы разрушений технологического оборудова ния соседних блоков и определены вероятности потери взрывоустойчивости дан ным оборудованием за пределами блока (рис.12). По величине технического риска j-й аварийной ситуации R А j и вероятности потери взрывоустойчивости i-м обору дованием PBi рассчитан риск цепного развития аварии на установке с переходом аварийной ситуации на уровень «Б».

Предложенный в диссертационной работе методический подход позволяет оце нить степень достаточности принятых мер по предупреждению аварийных ситуа ций и при необходимости обосновать дополнительные мероприятия, направленные на повышение противоаварийной защиты и снижение последствий аварий на объектах нефтегазового комплекса.

Рис. 12. Координатные законы потери взрывоустойчивости технологического оборудования:

1 - вагон-цистерна;

2 – автоцистерна;

3 - колонный аппарат;

4 - технологические трубопроводы;

5 - производственное здание;

6 - емкостное оборудование;

7 - здания операторной и насосной В пятой главе разработаны методы анализа и оценки интегрированного риска технологических установок нефтеперерабатывающих предприятий с учетом техно логических особенностей, схемных решений, специфики возникновения и развития аварийных ситуаций на примере технологических установок получения автомо бильных бензинов и очищенного топлива одного из нефтеперерабатывающих пред приятий г. Орска.

Определены типовые сценарии возможных аварий, и выполнена оценка количе ства опасных веществ, способных участвовать в аварии. Рассчитаны вероятные зоны действия поражающих факторов при авариях технологических установок по лучения автомобильных бензинов и очищенного топлива, проведена оценка воз можного числа пострадавших и возможного ущерба. Предложена методика расчета высотных взрывов газопаровоздушных смесей при залповых выбросах горючей среды из колонного оборудования.

В условиях залпового выброса значительной массы горючей среды на высоте, определяемой высотой колонного оборудования, паровое облако приобретает в большинстве случаев форму сферы. При этом центр взрыва находится на высоте h над поверхностью земли. Соответственно характер поражающего воздействия из быточного давления РФ на расстоянии L от центра облака при высотном взрыве (h r) будет отличаться от воздействия наземного взрыва. Особенности расчета из быточного давления в рассматриваемой точке территории при высотном взрыве показаны на рис.13.

Г - расстояние от эпицентра взрыва до объекта воздействия;

h- высота взрыва;

r- радиус облака;

РА(L) - избыточное давление в точке А на расстоянии L от центра взрыва;

РВ, РГ - вертикальная и горизонтальная составляющие избыточного давления в точке А.

Рис.13. Характер поражающего воздействия избыточного давления при высотном взрыве Сравнение результатов расчетов по методике, предложенной для высотного взрыва, и методике для наземного взрыва в реальных условиях, приведено в табли це.

Изменение избыточного давления с расстоянием Г, м 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 Рвыс, кПа 61 58 52 45 39 35 31 27 25 22 21 19 18 16 15 14 14 13 12 12 Рназ, кПа 88 88 69 54 45 38 33 29 26 23 21 19 18 17 16 15 14 13 12 12 Примечание. Исходные данные расчетов: радиус облака ГПВС – 22,4 м;

высота взрыва – 50,5 м;

Рвыс – давление, рассчитанное по методике высотного взрыва;

Рназ – давление, рассчитанное по ме тодике наземного взрыва.

В диссертации показано, что на технологических установках получения автомо бильных бензинов и очищенного топлива наиболее тяжелые последствия можно ожидать при развитии аварийной ситуации по следующему сценарию: разгермети зация наиболее крупного емкостного аппарата Е-2а блока №4 установки ГФУ(45-1) с выбросом в окружающую среду 168 т бензина с температурой 40°С, образовани ем первичного парогазового облака и в результате взрывом облака газопаровоз душной смеси углеводородов.

Наибольшая величина материального ущерба на опасной составляющей объек та (установки Т-22-4, Л-35-11/300, ЛГ-35-11/300-95, Л-24-2000-86, ГФУ(45-1), Л-24-Т6) может составить 13,3 млн.руб., экологического - 63,8 тыс.руб. При реали зации рассматриваемого сценария с вероятностью 1,1410-4 в год, максимальный интегрированный риск, при ЦСЖ 1,4 млн. руб./чел., прогнозируется на уровне 6,44 тыс. руб. в год. Коллективный риск от рассмотренной аварии составляет 2,1610-4 чел./год, в денежном выражении при цене спасения жизни 1,4 млн. руб. 302,2 руб./год, материальный риск - 6,13 тыс. руб./год, экологический риск 7,27 руб./год. Для рассматриваемых условий развития аварии составляющие инте грированного риска распределены следующим образом: материальный риск со ставляет 95%, коллективный риск - 4,8% и экологический риск - 0,2%.

По результатам выполненного анализа интегрированного риска возможных ава рий на рассматриваемой составляющей объекта был предложен перечень мер, направленных на уменьшение риска аварий:

- дооснастить установки производства автоматизированными системами управ ления и противоаварийной защиты с применением микропроцессорной техники, обеспечивающей автоматическое регулирование процесса и безаварийную останов ку производства по спецпрограммам;

- предусмотреть блокировки, исключающие пуск и прекращение работы цен тробежных насосов при отклонении уровней в емкостях и насосах;

- оборудовать технологические печи паровой завесой, включающейся автомати чески;

- оборудовать технологические установки системой сброса с предохранитель ных клапанов колонн и аппаратов в факельную систему с установкой емкости от боя жидкой фазы.

В шестой главе разработаны методы анализа риска аварий в составе проектной документации на примере проекта реконструкции пункта налива нефти ОАО «Са ратовнефтегаз».

Исходя из рекомендаций нормативных документов автором была предложена уточненная структура анализа риска аварий в составе проекта.

Основные разделы: методология анализа, исходные предположения и ограниче ния, определяющие пределы анализа риска;

анализ и определение возможных при чин и факторов, способствующих возникновению и развитию аварий;

определение типовых сценариев возможных аварий, оценка количества опасных веществ, участ вующих в аварии, расчет вероятных зон действия поражающих факторов, оценка возможного числа пострадавших, оценка возможных ущербов;

оценка вероятности реализации сценариев, графическое отображение результатов анализа риска на си туационных планах;

анализ неопределенностей результатов оценки риска;

обобще ние оценок риска, в том числе с указанием наиболее «слабых мест», и рекоменда ции и мероприятия по уменьшению риска.

В диссертации разработана модель гравитационного растекания цилиндриче ского слоя жидкости и обоснован метод оценки времени добегания горящей гидро динамической волны прорыва до рассматриваемой точки территории.

Наиболее опасным фактором гидродинамического растекания является перенос вместе с горящей жидкостью открытого огня, теплового излучения пламени и дру гих опасных факторов пожара. При реализации данной аварийной ситуации, в зоне действия открытого пламени могут оказаться здания и сооружения, в которых на ходится значительное количество обслуживающего персонала. Возможность чело века покинуть опасную зону до прихода в рассматриваемую точку горящей гидро динамической волны прорыва, при прочих равных условиях, будет зависеть от вре мени добегания до данной точки горящей жидкости.

На уровне оценки времени растекания горящей нефти обосновано предположе ние, что «цилиндрический» слой жидкости, образовавшийся в результате квази мгновенного разрушения резервуара, растекается под действием только гравитаци онных сил (рис.14).

Рис.14. Модель гравитационного растекания цилиндрического слоя жидкости На основе решения дифференциального уравнения, описывающего движение «цилиндрического» слоя жидкости, образовавшегося в результате квазимгновенно го разрушения резервуара и растекающегося под действием только гравитацион ных сил, получена аналитическая зависимость для расчета времени добегания жид кости t(L) до точки, расположенной на расстоянии L от аварийного резервуара:

2 1 Q Q, (14) L t(L) = L2 h min + r r 2 h min 2g h min где Q - масса вещества, участвующего в аварии;

– плотность вещества;

hmin – ми нимальная толщина «цилиндрического» слоя жидкости;

r - радиус аварийного ре зервуара.

На базе выполненных в первых главах диссертации исследований определен ха рактер распределения условной вероятности теплового поражения Р*(Г) в зоне дей ствия опасных факторов пожара – открытого огня и теплового излучения с поверх ности фронта пламени гидродинамической волны прорыва, представленной следу ющим выражением:

1 при L Р P ( ) = Pr( ) Z exp( )dZ при L Р ;

(15) [ ] Pr( ) = A + B ln t 0 ( q( ) J ) ;

t 0 = const, где t0 – эффективное время экспозиции;

q(Г) – интенсивность теплового излучения в зависимости от расстояния;

J – нижний порог теплового поражения человека;

Pr(Г) – пробит–функция;

LP – максимальный радиус зеркала разлития при полном растекании нефти по подстилающей поверхности до минимальной толщины слоя жидкости, принятой hmin;

Г – расстояние от аварийного резервуара до места нахо ждения персонала;

Z – переменная интегрирования;

А, В - параметры пробит– функции.

Для летальных исходов, в соответствии с рекомендациями стандарта по пожар ной безопасности ГОСТ Р 12.3.047-98, параметры пробит-функции соответственно равны А = –14,9, В = 2,56.

При определении времени пребывания человека в зоне теплового облучения (t0) учитывались адекватность действий в сложившейся ситуации и скорость его пере движения к безопасной зоне, а также скорость растекания горящей нефти. При за данном времени экспозиции существует граничный (пороговый) уровень теплового потока, ниже которого вероятность летального исхода при тепловом поражении индивидуума исчезающе мала. С этой целью в уравнение (15) автором введен пара метр граничного, порогового воздействия J. В качестве нижнего порога теплового воздействия для производственного персонала принята величина J 3,5 кВт/м2.

Данная величина обосновывается тем, что минимальная доза теплового потока Dmin= Jt0, которую может получить человек на внешней границе круга вероятного поражения за время t0, не должна превысить дозу, соответствующую ожогу первой степени поражения.

В диссертации приведен анализ риска аварий с формированием гидродинамиче ской волны прорыва на нефтяных резервуарах. Результаты расчетов распределения вероятностей летальных исходов вследствие теплового поражения человека на при легающей к объекту территории (координатный закон поражения), при реализации максимальной гипотетической аварии на резервуарах, показаны на рис.15.

Интегрированный риск реконструируемого пункта налива нефти ОАО «Сара товнефтегаз», составляет 57,8 тыс. руб./год. Выполнен анализ неопределенностей результатов оценки риска. Разработаны рекомендации и мероприятия по уменьше нию риска. На основе выполненных расчетов показано, что значительное снижение интегрированного риска возможно при расположении каждого резервуара в соб ственном обваловании.

В седьмой главе разработаны методы анализа безопасности и оценки интегри рованного риска функционирования технологических и межобъектовых нефтепро водов с учетом их технических особенностей, схемных решений, специфики воз никновения и развития аварийных ситуаций, на примере проектируемого меж объектового нефтепровода от базы нефтей ОАО СНПЗ до ж/д эстакады Увекской нефтебазы ОАО «Саратовнефтепродукт».

Рис.15. Распределение вероятности теплового поражения человека по территории объекта Разработаны методы анализа риска аварий межобъектовых газопроводов при родного газа ОАО «Норильскгазпром», работающих в экстремальных природно климатических условиях Заполярья.

С целью анализа и оценки интегрированного риска межобъектовых нефтепро водов предприятий нефтегазового комплекса разработаны методы оценки количе ства опасного вещества, участвующего в аварии на межобъектовых нефтепроводах, методы расчета вероятных зон действия поражающих факторов, методы расчета линейных размеров и площади зеркала разлива нефти и времени растекания при аварийном порыве трубопровода.

Рассмотрен цепной характер развития аварии (эффект «Домино») на террито рии железнодорожной эстакады: порыв трубопровода, истечение нефти на подсти лающую поверхность, появление источника воспламенения, возникновение пер вичного очага пожара разлития, распространение огня на железнодорожные ци стерны, разрушение железнодорожных цистерн, разлив горящей нефти на прилега ющую территорию, возникновение вторичного очага пожара разлития, воздействие открытого пламени и теплового излучения на персонал и объекты (рис.16).

Выполнена оценка возможного числа пострадавших вследствие воздействия открытого пламени, горящего разлития нефти и нефтепродуктов.

Выполненные анализ и оценка интегрированного риска на примере проектируе мого межобъектового нефтепровода от базы нефтей ОАО СНПЗ до ж/д эстакады Увекской нефтебазы ОАО «Саратовнефтепродукт» показали, что максимальный интегрированный риск прогнозируется на уровне 577,8 руб. в год.

Рис.16. Зоны возможного теплового поражения при цепном развитии аварии Наибольший вес в интегрированный риск вносит коллективный риск, доля ко торого составляет 78%, материальный риск – 21% и экологический риск – 1%. Для снижения риска ожидаемых социальных и материальных потерь обоснована необ ходимость строительства на ж/д эстакаде отводного железнодорожного пути для растаскивания вагонов-цистерн в случае их загорания.

Получены аналитические зависимости и математические модели для расчета интегрированного риска аварий с учетом природно-климатических особенностей эксплуатации газопровода в условиях Крайнего Севера.

Риск аварий для межобъектовых газопроводов природного газа определяется материальной составляющей от потерь газа и затрат на проведение ремонтно восстановительных работ, экологической составляющей от загрязнения атмосферы метаном, социальной составляющей от воздействия полей поражающих факторов на человека в рассматриваемом сценарии аварии.

Экологический риск на рассматриваемом участке трассы газопровода определя ется величиной удельного ущерба для поражаемой компоненты природной среды, массой аварийного выброса и частотой реализации сценария развития аварии на трубопроводе и составляет 4,5510-3 руб./год на километр трассы.

Материальный риск от потерь газа и затрат на проведение ремонтно-восстано вительных работ определяется величиной удельного материального ущерба, массой аварийного выброса и частотой реализации аварий на трубопроводе. В дис сертации приведены полученные значения материальных рисков для рассматривае мых участков трассы газопровода.

Распределение социального риска вдоль линейной части межобъектового газо провода по виду поражающего воздействия, при условии равномерного расселения людей, имеет следующий характер:

- 1,210-9 чел./(годкм) при формировании поля поражающих факторов в ре зультате взрывного высвобождения энергии сжатого газа с разлетом фрагментов трубы;

- 410-10 чел./(годкм) при струйном горении газа с формированием теплового излучения;

- 910-11 чел./(годкм) при взрыве облака газовоздушной смеси метана с фор мированием воздушной ударной волны;

- 2,610-10 чел./(годкм) при вспышечном сгорании шлейфа газовоздушной сме си метана с формированием воздушной ударной волны.

Это обосновывается:

- во-первых, тем, что поля поражающих факторов (для человека), создаваемые при аварийных выбросах природного газа, не выходят за пределы 200-метровой охранной зоны газопровода;

- во-вторых, низкой урбанизацией территории – 0,01-0,1% (в городах сосредо точено населения от 66% - Таймырский АО до 76,8% - Ямало-Ненецкий АО) и очень низкой плотностью населения (0,064 чел./км2 - Таймырский АО и 0,57 чел./км2 - Ямало-Ненецкий АО). Исходя из вышеприведенных данных, на тер ритории, расположенной в 200-метровой охранной зоне вдоль трассы магистраль ного газопровода, может находиться 2,5610-5 чел. на 1 км трассы.

Выполненные сопоставительный анализ и оценка интегрированного риска на примере надземных межобъектовых трубопроводов природного газа ОАО «Но рильскгазпром» показали, что в условиях Крайнего Севера преобладает риск мате риального ущерба от потерь газа, труб, арматуры и затрат на проведение ремонтно восстановительных работ.

Социальная составляющая риска на линейной части газопровода, без учета ожидаемого ущерба для населения Норильска, ниже фоновых уровней и не превы шает, в условиях Крайнего Севера, величины 1,9510-9 чел./(годкм). Риски линей ной части в газопроводных системах – материальный, экологический, социальный в условиях Заполярья составляют в составе интегрированного риска 99%, 0,7% и 0,3% соответственно.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Результатом выполненных исследований является развитие теории и методов количественной оценки риска последствий возможных аварий на примере объектов нефтегазового комплекса. Основу выполненных исследований составляет комплекс математических моделей и аналитических методов квантификации и анализа риска промышленных предприятий, как подсистемы управления промышленной безопас ностью. Предложенные методы количественного анализа риска позволяют полу чить информацию о степени опасности объекта, ранжировать прилегающую терри торию по уровню индивидуального, потенциального и коллективного риска, вы явить зоны и территории, где уровни риска достигают или превышают установлен ные значения.

2. Показано, что интегрированный риск является многофакторной функцией, объединяющей риски социального, материального и экологического ущербов, об ладающих свойством аддитивности и зависящих от типа реализуемой опасности и вида реципиента воздействия. Разработан метод количественной оценки интегри рованного риска, основанный на использовании стохастической модели возникно вения и развития аварии в сложной технической системе, локальных характеристик степени воздействия поражающих факторов на реципиента в форме координатных и параметрических законов поражения, а также удельных стоимостных характери стик прямых потерь и цены спасения жизни человека.

3. Разработана и доведена до практического применения оригинальная методи ка картирования потенциального, индивидуального и коллективного риска, позво ляющая на основе учета стохастических процессов возникновения, развития и воз действия поражающих факторов аварии, получить пространственное распределе ние уровней каждого из рисков и выявить зоны, в пределах которых необходимо принятие определенных мер, направленных на повышение уровня промышленной безопасности.

4. Предложена и используется на практике методика, позволяющая на основе декомпозиции возможной аварийной ситуации и метода регрессионного анализа построить для рассматриваемой сложной технической системы модель техническо го риска, определяющую опасность объекта как источника аварийных выбросов с помощью кривой плотности распределения относительных частот. Полученная кри вая плотности распределения относительных частот аварийных выбросов в предлагае мой интерпретации служит общей оценкой уровня опасности технической системы и является входной величиной для модели последовательности развития аварии.

5. Показано, что задачи оценки последствий воздействия поражающих факто ров на реципиента могут быть сведены к моделированию ситуации с помощью рас пределения Вейбулла. Выполнен анализ эмпирико-статистических данных о харак тере воздействия поражающих факторов, и получены аналитические зависимости параметрических и координатных законов поражения реципиента, в основу кото рых положено трехпараметрическое распределение Вейбулла. Определены числен ные значения параметров соответствующих параметрических и координатных за конов поражения реципиента.

Установлено, что различные здания, сооружения или технологическое оборудо вание при одинаковом внешнем воздействии на них избыточного давления имеют значительный разброс предела взрывоустойчивости Рlim, поэтому параметры пара метрического закона фугасного поражения обоснованы и представлены функциями аргумента Рlim для соответствующей степени разрушения рассматриваемого объекта. Такой подход позволяет при количественной оценке риска возможных разрушений учесть тип, назначение и конструктивные особенности различных зда ний, сооружений или технологического оборудования.

Выявлено, что для практического применения при прогнозировании послед ствий аварийных ситуаций наиболее удобны координатные законы, устанавливаю щие функциональную связь вероятности «эффекта поражения» с расстоянием до источника поражающего фактора. Поэтому в диссертации обоснован и выполнен аналитический переход от параметрических законов поражения реципиента к коор динатным законам, позволяющим получить распределение потенциального риска на прилегающей к потенциально опасному объекту территории.

Проведен сравнительный анализ координатных законов токсического и фугас ного поражения реципиента, полученных на основе распределения Вейбулла и про бит-функций зарубежных исследователей. Выполненный сопоставительный анализ позволяет утверждать, что полученные автором законы поражения реципиента, ап проксимируемые трехпараметрическим распределением Вейбулла, с хорошей точностью совпадают с реперными данными отечественных нормативных доку ментов Ростехнадзора и МЧС России.

6. Выполнен анализ существующих физических моделей и методов расчета ко личества опасного вещества, участвующего в создании поражающих факторов при авариях на потенциально опасных производственных объектах. Обоснованы анали тические зависимости, позволяющие рассчитать количество опасного вещества, участвующего в создании поражающих факторов при авариях с выбросом нефти и нефтепродуктов с учетом их фракционного состава, технологических характери стик и характеристик окружающей среды.

7. Предложены алгоритм выполнения и порядок оформления результатов ана лиза опасности технологического блока в расчетно-пояснительной записке ПЛАС для объектов нефтегазового комплекса. Обоснован метод количественной оценки технического риска технологического блока установки в зависимости от техноло гической схемы, состава и характеристик оборудования. Разработана методика ана лиза и количественной оценки возможности перехода аварийной ситуации в техно логическом блоке установки на более высокий по степени опасности и ожидаемым последствиям уровень «Б». Предложенная методика позволяет выявить и обосно вать достаточность принятых мер по предупреждению аварийных ситуаций и раз работать мероприятия, направленные на повышение противоаварийной защиты и снижение последствий аварий на объектах нефтегазового комплекса.

8. Проведена оценка уровня опасности технологических установок нефтепере рабатывающих предприятий с учетом места расположения, технологических осо бенностей, схемных решений, специфики возникновения и развития аварийных си туаций. Предложена методика расчета высотных взрывов газопаровоздушных сме сей при залповых выбросах горючей среды на большой высоте из колонного обору дования. В качестве примера рассчитан риск технологической установки получе ния автомобильных бензинов и очищенного топлива ГФУ(45-1) одного из нефте перерабатывающих предприятий г. Орска. Интегрированный риск функционирова ния установки ГФУ(45-1) лежит в пределах 6,3 – 6,5 тыс. руб. в год при величине полного ущерба от аварий на установке ГФУ(45-1) на уровне 14,6 – 16,2 млн. руб.

Для рассматриваемых условий развития аварии составляющие интегрированного риска распределены следующим образом: риск материального ущерба составляет 95%, риск социального ущерба - 4,8% и риск экологического ущерба - 0,2%. Разра ботаны рекомендации и мероприятия по уменьшению риска.

9. Выполнен анализ риска аварий в составе проектной документации на приме ре реконструируемого пункта налива нефти ОАО «Саратовнефтегаз». Разработаны методы анализа риска аварий с возникновением гидродинамической волны проры ва на нефтяных резервуарах. Построена модель гравитационного растекания ци линдрического слоя жидкости, и обоснован метод оценки времени добегания горя щей гидродинамической волны прорыва до рассматриваемой точки территории.

Проведен анализ неопределенностей результатов оценки риска. Разработаны реко мендации и мероприятия по уменьшению риска. В качестве примера рассчитан ин тегрированный риск реконструируемого пункта налива нефти ОАО «Саратовнеф тегаз», составивший 54,4 – 61,2 тыс. руб./год, при величине полного ущерба от ава рий на резервуарах пункта налива нефти на уровне 99,2 – 110,4 млн. руб. и вероят ности реализации наиболее тяжелого по своим последствиям сценария на уровне 5,410-4 1/год, что подтверждает целесообразность предлагаемых мер, направлен ных на повышение уровня промышленной безопасности.

10. Проведены анализ безопасности и оценка интегрированного риска функцио нирования межобъектовых нефтепроводов на примере проектируемого нефтепро вода от базы нефтей ОАО СНПЗ до ж/д эстакады Увекской нефтебазы ОАО «Сара товнефтепродукт» с учетом технологических и технических особенностей, схем ных решений, специфики возникновения и развития аварийных ситуаций. Выпол ненный анализ и оценка интегрированного риска показали, что максимальный ин тегрированный риск прогнозируется на уровне 322 – 578 руб. в год при величине прогнозируемого полного ущерба от аварий на нефтепроводе на уровне 27,7 32,4_млн. руб. и вероятности гильотинного разрыва трубопровода на уровне 1,810-5 1/год, что подтверждает необходимость повышения уровня промышленной безопасности. Для рассматриваемых условий развития аварии составляющие инте грированного риска распределены следующим образом: риск социального ущерба составляет 78%, риск материального ущерба - 21% и риск экологического ущерба 1%. Для снижения риска ожидаемых социальных и материальных потерь обоснова на необходимость строительства на ж/д эстакаде отводного железнодорожного пути для растаскивания вагонов-цистерн в случае их загорания.

11. Проведена оценка уровня опасности межобъектовых газопроводов, работа ющих в экстремальных природно-климатических условиях Заполярья. Выполнен ный сопоставительный анализ и оценка интегрированного риска на примере над земных межобъектовых трубопроводов природного газа ОАО «Норильскгазпром»

показали, что в условиях Крайнего Севера при аварии на газопроводе преобладает риск материального ущерба от потерь газа, труб и арматуры, а также затрат на про ведение ремонтно-восстановительных работ. Социальная составляющая риска на линейной части газопровода, без учета ожидаемого ущерба для населения Нориль ска, ниже фоновых уровней и не превышает, в условиях Крайнего Севера, величи ны 210-9 чел./(годкм). Риски линейной части в газопроводных системах – матери альный, экологический, социальный - в условиях Заполярья составляют в составе интегрированного риска 99%, 0,7% и 0,3% соответственно.

12. Результаты диссертационной работы внедрены на наиболее крупных произ водственных объектах нефтегазового комплекса ОАО «Саратовский НПЗ» и нефте баз ОАО «Саратовнефтепродукт»:

- при разработке раздела анализа безопасности и риска в декларациях промыш ленной безопасности опасных производственных объектов;

- при разработке планов локализации и ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС) для технологических установок;

- при разработке планов по предупреждению и ликвидации аварийных разли вов нефти и нефтепродуктов (ПЛАРН);

- при выработке и обосновании инженерных решений, направленных на сниже ние опасности проектируемых межобъектовых нефтепроводов ОАО «Саратовнеф тепродукт».

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в работах (в том числе 3 монографиях), из них в журналах и изданиях из перечня ВАК РФ опубликовано 6 работ:

1. Вопросы методологии управления безопасностью в регионах с высокорис ковыми объектами / В.А. Хрусталев, А.И. Попов, А.М. Козлитин и др. // Безопас ность труда в промышленности. 1994. № 9. С.31-39.

2. Козлитин А.М. Методологические подходы и количественная оценка риска чрезвычайных ситуаций в регионах с потенциально опасными объектами / А.И. Попов, А.М. Козлитин // Безопасность труда в промышленности. 1995. № 2.

С.10 - 14.

3. Козлитин А.М. Оценка риска при декларировании безопасности химических производств / А.М. Козлитин, А.И. Попов // Безопасность труда в промышленно сти. 1997. №2. С. 21-25.

4. Козлитин А.М. Анализ риска аварий с формированием гидродинамической волны прорыва на мазутных резервуарах ТЭЦ / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Безопасность труда в промышленности. 2003. №1. С. 26 – 32.

5. Козлитин А.М. Совершенствование методов расчета показателей риска ава рий на опасных производственных объектах / А.М. Козлитин // Безопасность труда в промышленности. 2004. №10. С. 35 – 42.

6. Козлитин А.М. Методы расчета риска техногенных аварий / А.М. Козлитин // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2004. №4(5).

С. 58 – 64.

7. Декларирование безопасности и страхование гражданской ответственности потенциально опасных предприятий Саратовской области: организационно-мето дические материалы / А.М. Козлитин, Е.А. Ларин, А.И. Попов и др. Саратов:

СГТУ, 1996. 172 с. (10,75 п.л./2,75 автор.).

8. Козлитин А.М. Методы технико-экономической оценки промышленной и экологической безопасности высокорисковых объектов техносферы / А.М. Козли тин, А.И. Попов. Саратов: СГТУ, 2000. 216 с. (13,5 п.л./12,5 автор.).

9. Козлитин А.М. Теоретические основы и практика анализа техногенных рис ков. Вероятностные методы количественной оценки опасностей техносферы /_ А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин. Саратов: СГТУ, 2002. 180 с. (11, п.л./10,05 автор.).

10. Kozlitin A.M. The Method to Determine the Cost of Counteracting the Emergen cies / A.I. Popov, A.M. Kozlitin // Mechanizmy i Uwarunkowania Ekorozwoju: Mono grafi opracowano na podstawie referatw nadesanych na II Midzynarodow Inter dyscyplinarn Konferencj Naukow. Rajgrd, 21-24 wrzenia 1998. Sterowanie Ekoroz wojem. Zarzadzanie w Warunkach Eckorozwoju. Biaystok (Poland), 1998. T.2. S.61-67.

11. Kozlitin A.M. Methodology of integrated risk assessment for potentially danger ous objects of techno-sphere / A.M. Kozlitin, A.I. Popow // Economics and Environmen tal: Journal of the European Association of Environmental and Resource Economists. Bi alystok (Poland), 1999. Nr 2(15). P. 7-21.

12. Kozlitin A.M. Methodology of Analysis of Reduction of Risk of Oil Piping Fail ure / A.M. Kozlitin, A.I. Popow, J.M. Golikow // Economics and Environmental: Journal of the European Association of Environmental and Resource Economists. Bialystok (Poland), 2000. Nr 2(17). P. 9-20.

13. Kozlitin A.M. Method of quantitative opinion of integrated risk breakdown of hy dro-technical buildings / A.M. Kozlitin, A.I. Popov, Р.А. Kozlitin // Economics and En vironmental: Journal of the European Association of Environmental and Resource Economists. Bialystok (Poland), 2003. Nr 1(23). P. 45-67.

14. Kozlitin A.M. Risk analysis for oil petroleum reservoirs and products / A.M. Kozlitin, A.I. Popov, Р.А. Kozlitin // Economics and Environmental: Journal of the European Association of Environmental and Resource Economists. Bialystok (Poland), 2003. Nr_2(24). P. 133-146.

15. Козлитин А.М. Методологические подходы к оценке риска для населения от потенциально опасных объектов / А.И. Попов, А.М. Козлитин // Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды: материалы Междунар. конф.

(Томск, 12-16 сентября 1995 г.). Томск: ТГУ, 1995. Т.5. С.39-40.

16. Kozlitin A.M. Methodological approaches to the risk estimation for population against potentially dangerous objects / A.I. Popov, A.M. Kozlitin // Materials of Interna tional Conference on Fundamental and Applied Problems of Environmental Protection (Tomsk, September 12-16, 1995). Tomsk: Tomsk State University, 1995. V. 5. P.27-28.

17. Козлитин А.М. Оценка риска поражения населения при перевозках опасных грузов по автомобильным дорогам промышленного региона / А.М. Козлитин, А.И. Попов // Проблемы автодорожного комплекса Саратовской области и пути их решения: материалы регион. науч.-практ. конф. (Саратов, 16-17 мая 1996 г.). Сара тов: СГТУ, 1996. Ч.I. С.118-119.

18. Козлитин А.М. Декларирование безопасности объектов в городах Сара товской области (опыт, проблемы и задачи) / А.И. Попов, А.М. Козлитин // Без опасность больших городов: материалы науч.-практ. конф. (Москва, 18-19 июня 1997_г.). М.: МЧС РФ, 1997. С.156.

19. Козлитин А.М. Методика технико-экономического обоснования и опти мизации инженерных решений обеспечения экологической и промышленной без опасности / А.М. Козлитин, А.И. Попов // Основные направления стратегии устой чивого эколого-экономического развития Саратовской области: научные доклады, обосновывающие материалы, информация. Саратов: СГТУ,1998. С.84-92.

20. Kozlitin A.M. Metody okrelania kosztw przeciwdziaania nadzwyczajnym za groeniom / A.I. Popov, A.M. Kozlitin // Mechanizmy i Uwarunkowania Ekorozwoju:

Monografi opracowano na podstawie referatw nadesanych na II Midzynarodow In terdyscyplinarn Konferencj Naukow. Sterowanie Ekorozwojem. Zarzadzanie w Warunkach Eckorozwoju. Biaystok (Poland), 1998. T.2. S.68.

21. Kozlitin A.M. The Technique for Registration of Industrial and Ecological Safety with Technical-Economic Substantiation of Highly-Risky Objects of Techno-sphere / A.M. Kozlitin, A.I. Popov // Nature and society of the next millennium: Globalization and Regional Ecological Economics problems: materials of Fourth International Confer ence of the Russian Chapter of the International Society for Ecological Economics. (Sara tov, July 5-9, 1999). Saratov: PH “Parokhod”, 1999. P. 66-67.

22. Kozlitin A.M. Methodic Peculiarities of Integrated Risk Evaluation in Pipeline Transportation Accidents / A.M. Kozlitin, A.I. Popov, V.E. Burdachev // Nature and so ciety of the next millennium: Globalization and Regional Ecological Economics prob lems: materials of Fourth International Conference of the Russian Chapter of the Interna tional Society for Ecological Economics. (Saratov, July 5-9, 1999). Saratov: PH “Parokhod”, 1999. P. 68-69.

23. Козлитин А.М. Методика учета факторов промышленной и экологической безопасности при технико-экономическом обосновании высокорисковых объектов техносферы / А.М. Козлитин, А.И. Попов // Природа и общество на рубеже нового тысячелетия: Глобализация и региональные эколого-экономические проблемы: ма териалы Четвертой Междунар. конф. Рос. отделения Междунар. общества экологи ческой экономики. (Саратов, 5-9 июля 1999 г.). Саратов: ИКД «Пароход», 1999.

С. 70 -71.

24. Козлитин А.М. Методические особенности оценки интегрированного риска при авариях на трубопроводном транспорте / А.М. Козлитин, А.И. Попов, В.Е. Бурдачев // Природа и общество на рубеже нового тысячелетия: Глобализация и региональные эколого-экономические проблемы: материалы Четвертой Между нар. конф. Рос. отделения Междунар. общества экологической экономики. (Сара тов, 5-9 июля 1999 г.). Саратов: ИКД «Пароход», 1999. С.71-72.

25. Анализ экологических рисков линейной части магистральных нефтепрово дов районного управления / А.М. Козлитин, Ю.Н. Голиков, А.И. Попов и др. // Эко логическая и промышленная безопасность магистральных нефтепроводов: межвуз.

науч. сб. Саратов: СГТУ, 2000. С.89-105.

26. Козлитин А.М. Методика определения экологических рисков аварий на ма гистральных нефтепроводах / А.М. Козлитин, Ю.Н. Голиков, А.И. Попов // Эколо гическая и промышленная безопасность магистральных нефтепроводов: межвуз.

науч. сб. Саратов: СГТУ, 2000. С.31-43.

27. Козлитин А.М. Система терминов и определений, применяемых в промыш ленной и экологической безопасности / А.М. Козлитин, А.И. Попов // Экологиче ская и промышленная безопасность магистральных нефтепроводов: межвуз. науч.

сб. Саратов: СГТУ, 2000. С. 4-14.

28. Козлитин А.М. Методология анализа и практика снижения экологических рисков аварий на магистральных нефтепроводах / А.М. Козлитин, А.И. Попов, Ю.Н. Голиков // Региональные проблемы экологической экономики, логистики и предпринимательства: Междунар. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2000. С. 29-42.

29. Козлитин А.М. Технико-экономическое обоснование повышения экологиче ской безопасности магистральных нефтепроводов на основе рисков / А.И. Попов, Ю.Н. Голиков, А.М. Козлитин // Инструменты рыночной экономики: межвуз. науч.

сб. Саратов: СГТУ, 2000. С. 77– 80.

30. Козлитин А.М. Анализ методик оценки последствий взрывов на потенци ально опасных объектах техносферы / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А.

Козлитин // Устойчивое экологическое развитие: региональные аспекты: Между нар. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2001. С. 34-62.

31. Детерминированные методы количественной оценки экологической опасно сти аварий на гидротехнических сооружениях / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин и др. // Устойчивое экологическое развитие: региональные аспекты:

Междунар. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2001. С. 69-78.

32. Математические модели и методы количественной оценки экологического и интегрированного риска аварий гидротехнических сооружений / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин и др. // Устойчивое экологическое развитие: региональ ные аспекты: Междунар. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2001. С. 83-103.

33. Козлитин А.М. Математические модели и методы детерминированной оцен ки последствий аварий на магистральном надземном трубопроводном транспорте в условиях Заполярья / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Устойчивое экологическое развитие: региональные аспекты: Междунар. науч. сб. Саратов:

СГТУ, 2001. С. 157-175.

34. Козлитин А.М. Стохастические модели и результаты количественной оцен ки интегрированного риска аварий на магистральном трубопроводном транспорте в условиях Заполярья / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Устойчивое экологическое развитие: региональные аспекты: Междунар. науч. сб. Саратов:

СГТУ, 2001. С. 125-138.

35. Козлитин А.М. Анализ состояния воздушной среды канализационных очистных сооружений на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности / Б.Н. Яковлев, А.М. Козлитин // Устойчивое экологическое развитие: региональ ные аспекты: Междунар. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2001. С. 139-148.

36. Козлитин А.М. Методика определения экологических рисков аварий на ма гистральных трубопроводах / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Науч ные аспекты экологических проблем России: материалы Всерос. конф. (Москва, РАН, 13-16 июня 2001 г.). СПб.: Гидрометиздат, 2001. С. 216.

37. Козлитин А.М. Проблемы устойчивого эколого-экономического развития региона и некоторые пути их решения / А.И. Попов, А.М. Козлитин // Научные ас пекты экологических проблем России: материалы Всерос. конф. (Москва, РАН, 13-16 июня 2001 г.). СПб.: Гидрометиздат, 2001. С. 194.

38. Козлитин А.М. Количественная оценка риска аварий на мазутных резервуа рах ТЭЦ / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Региональные проблемы управления экономическими и экологическими рисками: межвуз. науч. сб. Сара тов: СГТУ, 2002. С. 5 -17.

39. Козлитин А.М. Анализ токсической опасности ТЭЦ / П.А. Козлитин, А.М. Козлитин // Региональные проблемы управления экономическими и экологи ческими рисками: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2002. С.83– 94.

40. Козлитин А.М. Методика определения экологических рисков аварий на ма гистральных трубопроводах / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Науч ные аспекты экологических проблем России: тр. Всерос. конф.: в 2 т. М.: Наука, 2002. Т.2. С. 332 – 337.

41. Козлитин А.М. Аналитические методы и практика анализа риска аварий на опасных химических объектах / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Об опыте декларирования промышленной безопасности и развитии методов оценки риска аварий на опасных производственных объектах: материалы тематического семинара (Москва, 24 - 25 сентября 2002 г.). М.: ГУП «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. С. 73-79.

42. Козлитин А.М. Теория и практика анализа риска аварий химических произ водств / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Об опыте декларирования промышленной безопасности и страхования ответственности. Развитие методов оценки риска аварий на опасных производственных объектах: материалы тематиче ского семинара (Москва, 14 - 15 октября 2003 г.). М.: ГУП «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003.

С. 46-52.

43. Козлитин А.М. Научные аспекты управления экологическими рисками про мышленного региона / А.М. Козлитин, П.А. Козлитин // Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. трудов Всерос. науч.-практ. конф. Саратов:

СГТУ, 2003. С. 74-79.

44. Козлитин А.М. Методологические и организационные основы управления безопасностью опасных производственных объектов с использованием критериев риска / А.М. Козлитин, А.И. Попов // Об опыте декларирования промышленной безопасности и страхования ответственности. Развитие методов оценки риска ава рий на опасных производственных объектах: материалы пятого тематического се минара (Москва, 26 - 27 октября 2004 г.). М.: ФГУП «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004. С. 28-34.

45. Козлитин А.М. Вероятностные методы анализа последствий фугасного воз действия взрыва на человека, технологическое оборудование, здания, сооружения при аварийных ситуациях на предприятиях нефтегазовой отрасли / А.М.

Козлитин // Управление промышленной и экологической безопасностью произ водственных объектов на основе риска: Междунар. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2005.

С. 16-43.

46. Методологические и организационные основы управления безопасностью опасных производственных объектов с использованием критериев риска / А.И. По пов, А.М. Козлитин, С.А. Головачев и др. // Управление промышленной и экологи ческой безопасностью производственных объектов на основе риска: Междунар.

науч. сб. Саратов: СГТУ, 2005. С. 44-61.

47. Козлитин А.М. Оценка риска гидродинамических аварий на хранилищах производственных отходов химических предприятий / А.М. Козлитин, А.И. Попов // Управление промышленной и экологической безопасностью производственных объектов на основе риска: Междунар. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2005. С. 63-82.

48. Анализ риска опасного производственного объекта «пункт налива нефти «N» в составе проектной документации / А.И. Попов, А.М. Козлитин, П.А. Козли тин и др. // Управление промышленной и экологической безопасностью произ водственных объектов на основе риска: Междунар. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2005.

С. 101-121.

49. Козлитин А.М. Количественный анализ риска возможных разливов нефти и нефтепродуктов / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Управление про мышленной и экологической безопасностью производственных объектов на основе риска: Междунар. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2005. С. 135-161.

50. Управление безопасностью производственных систем на основе риска / А.И. Попов, А.М. Козлитин, Л.А. Новожилова и др. // Глобализация, новая эконо мика и окружающая среда: Проблемы общества и бизнеса на пути к устойчивому развитию: материалы Седьмой Междунар. конф. Рос. отделения Междунар. обще ства экологической экономики (Санкт-Петербург, 23-25 июня 2005 г.). СПб: Санкт Петербург. ун-т, 2005. С. 270 – 271.

Козлитин Анатолий Мефодьевич РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И МЕТОДОВ ОЦЕНКИ РИСКОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА Автореферат Редактор Н.В. Исхакова Корректор О.А. Панина Лицензия ИД №06268 от 14.11. Подписано в печать 08.12.2005 г. Формат 6084 1/ Бум. тип. Усл. печ.л. 2,0 Уч.-изд.л. 2, Тираж 90 экз. Заказ Саратовский государственный технический университет 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, Отпечатано в РИЦ СГТУ, 410054 г. Саратов, ул. Политехническая,