Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Украина
Некоторые аспекты оценки опасностей на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности
В течение последних лет наблюдался быстрый рост
потребности в исследовании опасности и оценке риска, и методов их проведения в
химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Исследование опасности и
оценка риска подразумевают выявление и описание опасностей установок или
производства и оценку риска, его количественную оценку, включая оценку, как
потенциала опасности, так и риска опасности. Обзор опасности может включать
оценку опасности.
Некоторыми принципиальными методами обзора опасности и
риска является использование контрольных перечней, индексов опасности, проверки
безопасности [1].
Что касается количественной оценки, некоторые первые
оценки опасностей и риска в химической промышленности появились из опознавания
потенциала большой опасности определенных процессов и из разработки систем
блокировки при этих процессах.
Опасности аварий на опасных производственных объектах
связаны с возможностью разрушения сооружений и (или) технических устройств,
взрывом и (или) выбросом опасных веществ с последующим причинением ущерба
человеку, имуществу и (или) нанесением вреда окружающей природной среде.
Одна из проблем, возникших во время представлений
опасностей, связана с теоретическими моделями расчета последствий
первоначальной аварии.
Есть две части этой проблемы. Первая – расчет
интенсивности вредных факторов, например, теплового излучения, ударной волны,
избыточного давления или концентрации опасного химического вещества (ОХВ). Это
требует создания весьма большой коллекции моделей. Некоторые основные требуемые
модели перечислены в табл. 1.
|
|
|
Таблица
1 – Модели опасности. |
|
|
Опасность |
Факторы,
от которых зависят последствия аварии |
|
Взрывы
(объемные взрывы облаков, взрывы конденсированных веществ и др.) |
Давление
во фронте ударной волны; удельный импульс; продолжительность фазы сжатия;
давление, создаваемое скоростным напором; др. параметры |
|
Пожары
(горение проливов, «огненный шар», факельное горение и др.) |
Интенсивность
теплового излучения; средняя поверхностная плотность теплового излучения
пламени; скорость выгорания; др. параметры |
|
Выбросы
вредных и токсичных веществ |
Эквивалентное
количество вещества в первичном и вторичном облаках; время подхода к объекту;
площадь зоны фактического и возможного заражения; глубина зоны заражения |
Вторая часть – расчет зависимости между интенсивностью
вредного причинного фактора и ущербом, наносимым уязвимым объектом, например,
людям, заводу или зданиям. Эта зависимость обычно выражается в виде пробит-функций
[2, 3, 4]. Пробит-функция относится к интенсивности причинного фактора
относительно процента уязвимых объектов, несущих определенную степень ущерба,
например, число несчастных случаев со смертельным исходом в результате ожога,
кровоизлияния в легкие или отравление газами. Некоторые
основные пробит-уравнения даны в таблице 2.
Пробит-функция является верхним пределом интегрирования
при оценке вероятности поражения объектов (субъектов) при возникновении
опасности определенной интенсивности. Доза негативного воздействия в области
распространения аварии может принимать несколько значений: допустимая,
критическая и вероятностная доза поражения.
|
Таблица
2 |
|
|
Причинный
фактор |
Воздействующий
фактор – интегральная характеристика |
|
Пожары
резервуаров |
Интенсивность
теплового излучения как функция смертельных исходов в результате ожога |
|
Пожары
от вспышки |
Интенсивность
теплового излучения как функция смертельных исходов в результате ожога |
|
Взрывы |
Избыточное
давление как функция смертельных исходов в результате кровоизлияния в легкие;
избыточное давление как функция разрывов барабанных перепонок; избыточное
давление как функция смертельных исходов в результате ударов; избыточное
давление как функция повреждений от летящих осколков; избыточное давление как
функция повреждений зданий; избыточное давление как функция разбивки оконных
стекол |
|
Утечка
ОХВ |
Концентрация
газа как функция смертельных исходов, повреждений |
Каждая из этих доз соответствует зоне действия конкретного поражающего фактора. Так область или зона, удаленная на некотором
расстоянии от места (источника) аварии или ЧС, где действие поражающего фактора
становится практически безопасным для объекта, называется допустимой. Область
или зона, прилегающая к месту (источнику) аварии или ЧС является критичной при
достаточной интенсивности поражающего фактора, так как действие последнего
максимально. Область или зона, расположенная между двумя названными выше, может
быть охарактеризована, как зона вероятных поражений.
Основное применение моделей опасностей и риска такого
рода заключаются в оценке опасностей для людей. Органы регулирования все больше
и больше требуют, чтобы опасности оценивались количественно, а это приводит к
использованию моделей опасностей.
Другая проблема, связанная с обзорами опасностей – это
проблема критериев риска, по которым должны оцениваться определенные риски.
Потребности в критериях риска в химической промышленности является следствием
практики количественного анализа опасностей. Наибольшие критерии риска основаны
на риске опасного случая со смертельным исходом.
Разработка критериев риска проводилась рядом
исследователей, в частности, среди первых это
проблемой занимались Клетц и Гибсон. В их системе принципиальный критерий риска
относится к риску отдельного служащего или отдельному члену общества. Вкратце,
основной критерий риска для служащего состоит в том, что он не должен
подвергаться риску больше, чем в среднем по отрасли. Формально этот критерий
выражается в виде показателя смертности от несчастных случаев (ПСНС. К тому же,
используется понятие цены жизни, но в качестве вторичного критерия. Требования
состоит в том, что основной критерий должен обязательно встречаться. Применение
вторичного критерия ограничивается до оценки экономической эффективности
дальнейших предохранительных мер.
Другим вопросом является критерий для всех людей, кто
может быть убит во время несчастного случая. Нормальный критерий ПСНС риска для
одного служащего сам по себе не отличается между несчастным случаем, который
вызывает одну смерть, и несчастным случаем, вызывающим массовые смерти.
Третий вопрос – это критерий зависимости между
тяжестью и частотой несчастных случаев. Здесь вопрос стоит о том, должна ли
быть какая-либо специальная оценка, чтобы уменьшить частоту этих несчастных
случаев, которые создают бедствия. Этот вопрос отличается от предыдущего. В
предыдущем случае вопрос был, как различить несчастный случай, при котором
гибнет один человек, от несчастного случая, при котором гибнут “n” человек. В данном же случае вопрос заключается в
том, что если при несчастном случае гибнет “n” человек, хуже ли это “n” несчастных случаев, при каждом из которых гибнет по
одному человеку.
Нужно подчеркнуть, что вопрос критериев риска является
вопросом быстрого развития. В настоящее время существуют методики определения
различных критериев риска для каждого вида опасности.
Так, например, в [5] для оценки
пожарного риска выделяют: потенциальный, индивидуальный, социальный и
коллективный риски.
Оценка опасностей все еще является развивающейся
областью. Как уже подчеркивалось, имеется широкий ряд опасных ситуаций и
соответственно широкий спектр оценок опасностей. Учитывая сомнения и трудности,
стоит еще раз подчеркнуть, что применение количественных методов оценки
опасностей в химической промышленности, не является политикой внешней власти,
наоборот, их применение было развито этой промышленностью как способ достижения
контроля над опасностями.