Прогнозирование аварийных ситуаций связанных с образованием топливовоздушных смесей на открытых производственных площадках.

Постоянное увеличение производственных мощностей и увеличение темпов развития технологий и химических процессов неизменно поднимает актуальность проблемы безопасности работ на открытых технологических площадках. Актуальность напрямую связана с тем, какие ресурсы перерабатываются и производятся на этих площадках.

При переработке углеводородов постоянно следует учитывать фактор того, что и ресурсы из которых изготавливаются продукт, и сам продукт являются энергонасыщенными веществами, и поэтому на производстве следует весьма внимательно относиться к возможным аварийным ситуациям. В первую очередь, следует обратить внимание на оборудование и объекты нефтяного и газового производства, где зачастую можно наблюдать непрерывное улучшение технологий и процессов, связанных с наращиванием высоких температур и давлений в аппаратах, наполненных врыво- и пожароопасными веществами.

Крупнейшие аварии, связанные с нефтегазовыми отраслями, постоянно приводят к десяткам и сотням унесённых человеческих жизней. Причинами этих аварий являются утечка горючих жидкостей и углеводородного газа. В качестве примера приведена таблица, с краткой информацией о причинах аварий. Но утечка газа и жидкостей является не самой проблемой, а лишь последствием нарушения большого количества регламентов, техник безопасности и ГОСТов, связанных целью обезопасить работы, проходящие на открытых производственных площадках нефтегазового комплекса.

Таблица 1.

Крупные аварии на предприятиях по переработке углеводородного сырья [1]

Как видно из данной таблицы, причиной почти каждой аварии является детонация топливоздушных смесей в кислороде воздуха на производственных площадках. В каждом из этих случаев имеются жертвы среди рабочих и обслуживающего персонала предприятия, что говорит о наивысшей степени опасности.

Причины, по которым происходят утечки, весьма разнообразны, но следует выделить 3 основные:

1.  Нарушение правил техники безопасности и пожарной безопасности – 33%.

2.  Некачественный монтаж и ремонт оборудования – 22%.

3.  Износ оборудования – 8%.

Из всех вышеизложенных причин можно сделать вывод, что большую часть произошедших несчастных случаев возможно предвидеть –спрогнозировать, и заблаговременно уменьшить вероятность неприятного исхода.

В подобных условиях сбор информации и оценка рисков возможных взрыва- и пожароопасных ситуаций должен стать обязательной частью любого предприятия. Особенно если подобное предприятие способно нанести вред не только своей инфраструктуре, но всем близлежащим объектам, находящимся за пределами ее веденья.

Без сомнений подобный подход к проблеме безопасности производства на открытых технологических площадках несет большое количество положительных моментов: возможность при выявлении первых признаков отклонения от программы, оперативно отреагировать на них, быть заблаговременно готовым к возможным последствиям любого сбоя или ЧП. Т.к. большинство несчастных случаев на предприятиях химической и нефтехимической отрасли происходит в результате выбросов в воздух энергонасыщеных газов и веществ (примерно 90%), то большое внимание следует уделить прогнозированию рассеивания этих веществ.

На сегодняшний день можно выделить три коренных подхода для описания процесса рассеивания выброса газообразных веществ в атмосферу:

· модели, в основу которых положены решение численных систем уравнения. Именуются методом численного моделирования;

· модели рассеивания, в основу которых заложены интегральные законы сохранения либо в облаке, либо в поперечном режиме;

· дисперсионные модели рассеивания (гауссовские модели) [3].

На сегодняшний день существует огромное количество методик и программных обеспечений, позволяющий рассчитать риски и последствия. Основным документом, регламентирующим расчет и определение приземных концентраций выбросов промышленных предприятий, является ОНД-86 [2].

Из огромного числа отечественных методик, позволяющих рассчитать последствия аварийного выброса можно выделить следующие: ГОСТ Р 12.3.047-2012, РД 03-409-01, методику прогнозирования масштабов заражения СДЯВ на химически опасных объектах и транспорте (РД 52.04.253-90). Все эти методики с различной степенью информативности и детальности результатов могут дать информацию о следующих процессах:

· поступление вредных и опасных веществ в окружающую среду с разной скоростью и продолжительностью;

· распространение пожаро- и взрывоопасных веществ в окружающей среде (распространение по поверхности или рассеивание в атмосфере);

· фазовые переходы и химическое и физическое разложение опасных веществ;

· воздействие факторов поражающего действия: взрывная волна, тепловое излучение, токсичное воздействие и т.д.

В наше время проблемы, связанные с решением прогнозирования образования и рассеивания облаков различных типов газа, для различных климатических условий и топографических местностей, можно назвать одними из наиболее актуальных в промышленной безопасности.

Все методы, которые наиболее распространены в нашей стране, способны решать лишь некоторую часть поставленных проблем в этой статье. Но не одна из представленных или существующих методик, не в состоянии учесть огромнейшее количество различных переменных, которые должны быть учтены при прогнозировании чрезвычайных происшествий.

Однако преимущества в сфере прогнозирования стоит отдать методу, основанному на численном моделировании. Именно этот метод лучшим образом подходит для исследования сложных, нелинейных и нестационарных процессов газовой динамики, и главным фактором точности прогнозирования является вычислительная мощность машин.