Читайте также:
|
|
Метод построения деревьев событий — это графический способ прослеживания последовательности отдельных возможных инцидентов, например отказов или неисправностей каких-либо элементов технологического процесса или системы, с оценкой ветроятности каждого из промежуточных событий и вычисления суммарной вероятности конечного события, приводящего к убыткам.
Дерево событий строится, начиная с заданных исходных событий, называемых инцидентами. Затем прослеживаются возможные пути развития последствий этих событий по цепочке причинно- следственных связей в зависимости от отказа или срабатывания промежуточных звеньев системы.
В качестве примера такого анализа рассмотрим построение дерева событий для случая развития аварии в виде пожара или взрыва на компрессорной станции (КС) магистрального газопровода. Исходным событием при этом является утечка газа вследствие нарушения уплотнений аппаратуры или разрыва трубопровода.
Предположим, что в данном случае функционирует простейшая схема предупреждения пожара, состоящая из четырех последовательных звеньев — систем: контроля утечки газа; автоматического прекращения подачи газа в поврежденный участок трубопровода'; аварийной вентиляции; взрыво- и пожарозащиты (рис.2).
Все элементы схемы развития аварии обозначены в верхней части рисунка в соответствующей последовательности. На каждом шаге развития событий рассматриваются две возможности: срабатывание системы (верхняя ветвь дерева) или отказ (нижняя ветвь). Предполагается, что каждое последующее звено срабатывает только при условии срабатывания предыдущего. Около каждой ветви указывается вероятность отказа (Р), либо вероятность срабатывания (1-Р). Для независимых событий вероятность реализации данной цепочки определяется произведением вероятностей каждого из событий цепочки. Полная вероятность событий указывается в правой части диаграммы. Поскольку вероятности отказов, как правило, очень малы, а вероятность срабатывания есть 1-Р, то для всех верхних ветвей в данном примере вероятность считается приблизительно равной 1.
Построение дерева событий позволяет последовательно проследить за последствиями каждого возможного исходного события и вычислить максимальную вероятность главного (конечного) события от каждого из таких инцидентов. Основное при этом — не пропустить какой-либо из возможных инцидентов и учесть все промежуточные звенья системы.
25. Изучение риска проводится в три стадии
Первая стадия: предварительный анализ опасности.
Риск чаще всего связан с бесконтрольным освобождением энергии или утечками
токсических веществ (факторы мгновенного действия). Обычно одни отделения
предприятия представляют большую опасность, чем другие, поэтому в самом
начале анализа следует разбить предприятие, для того чтобы выявить такие
участки производства или его компоненты, которые являются вероятными
источниками бесконтрольных утечек. Поэтому первым шагом будет:
1) Выявление источников опасности (например, возможны ли утечкиядовитых веществ, взрывы, пожары и т.д.?);2) Определение частей системы (подсистем), которые могут вызвать этиопасные состояния (химические реакторы, емкости и хранилища, энергетическиеустановки и др.) Вторая стадия: выявление последовательности опасных ситуаций.Вторая стадия начинается после того, как определена конфигурация системы изавершен предварительный анализ опасностей. Дальнейшее исследованиепроизводят с помощью двух основных аналитических методов:1) построения дерева событий;2) построения дерева отказов.Третья стадия: анализ последствий.
При анализе последствий используются данные, полученные на стадии
предварительной оценки опасности и на стадии выявления последовательности
опасных ситуаций.
26. Метод основан на сравнении показателей состояния реципиентов загрязненного и контрольного (незагрязненного или условно чистого) районов при оценке элементов натурального ущерба. Районы подбираются таким образом, чтобы все факторы, влияющие на состояние данного вида реципиентов, полностью совпадали в контрольном и загрязненном районах за исключением факторов загрязнения. При обоснованном выборе контрольного района влияние прочих факторов на тот или иной элемент натурального ущерба элиминируется, а ущерб в загрязненном районе приписывается исключительно действию загрязнителей. Выбор контрольного района осуществляется таким образом, чтобы показатели состояния реципиентов в нем (например, половозрастной состав населения, уровень медицинского обслуживания, качество окружающей природной среды, структура и масштабы хозяйства и т. д.) были равными или близкими по значению с аналогичными показателями в исследуемом районе. Как правило, контрольный район подбирается отдельно для каждого локального ущерба, что является очень сложной задачей, и исследователю приходится решать ряд вопросов. Во–первых, за редким исключением возможно подобрать район, в котором все показатели были бы идентичными показателям загрязненного района. Как подсказывает опыт, целесообразно определить круг превалирующих показателей, которые для каждого конкретного случая могут оказаться различными, и на основании их осуществлять выбор. При этом необходимо попытаться оценить возможную погрешность таких действий. Во–вторых, целый ряд показателей из–за недостатка информации вообще не может быть количественно формализован, а значит, и учтен. Здесь при выборе целесообразно опереться на практический опыт и интуицию местных специалистов соответствующих подразделений. В–третьих, даже контрольный район не является абсолютно чистым, т. е. и он имеет определенный уровень загрязнения, поэтому необходимо параллельно с расчетом ущерба определить коэффициенты, которые позволили бы скорректировать полученное значение ущерба в соответствии с реальным положением.
27. Модели "доза эффект"
При количественном определении риска и анализе различных видов воздействий широко используются следующие основные закономерности, принятые в теории опасности и риска: индексный подход при оценке опасности, аддитивность опасности и рисков, пороговый принцип, зависимость “доза-эффект”.
Базовым понятием в теории опасности и риска является зависимость “доза-эффект”, которая отражает количественную характеристику токсикологического (эпидемиологического, поражающего, техногенного) воздействия и определяет связь между влияющим фактором (например, дозой или концентрацией загрязняющего вещества, силой взрыва) и случаями вредных или опасных эффектов в экспонируемой популяции. Существуют различные виды этих зависимостей. Среди них можно выделить так называемые зависимости “доза-эффект” с беспороговым механизмом действия, у которых связь между дозой (интенсивностью фактора) и обусловленным ею воздействием наблюдается при любых дозах, вплоть до ничтожно малых. К таким опасностям можно отнести канцерогенное воздействие вредных веществ, развитие мутагенных эффектов и генетических дефектов при химических (радиационных) воздействиях, биологические последствия ионизирующих излучений, нарушение среды в заповедных зонах.
Зависимость “доза-эффект” для большинства опасностей представляется в виде S-образной кривой с явно выраженной неопределенностью, что определяется вариабельностью (изменчивостью) данных, несовершенствованием методов и недостаточностью знаний об исследуемом опасном процессе. В теории безопасности S-образными функциями описывают эмпирически установленный факт, что с ростом уровня воздействия любой опасности вероятность её возникновения резко уменьшается, стремясь к нулю.
Чаще всего зависимости “доза-эффект” характеризуются S-образными функциями следующих видов распределений: логарифмически-нормальным, логистическим, двойным показательным; распределениями Пуассона, Вейбулла, Парето; гамма-распределением; экспоненциальным распределением.
При количественной оценке риска обычно для описания рисков в области сильных и слабых воздействий используют разные математические модели. Такой подход позволяет получить близкие к фактическим данным результаты, используя условное разделение уровня воздействий. При этом чаще всего при слабых воздействиях применяют линейные зависимости “доза-эффект”, а при сильных – S-образные.
28. Население занимает особое место среди объектов риск-анализа по многим причинам. Во-первых, согласно концепции устойчивого развития, одобренной на Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.) 179 государствами мира, состояние здоровья и продолжительность жизни рассматриваются в качестве важнейших критериев общественного процесса. Во-вторых, рост заболеваемости и увеличение смертности населения, особенно находящегося в трудоспособном возрасте, объективно ведут к возрастанию экономических потерь государства в целом, предприятий и организаций, снижению уровня благосостояния семей, их экономического потенциала, необходимого для полноценного воспроизводства будущих поколений. В третьих, население и показатели его здоровья сами являются индикаторами качества окружающей среды, поэтому на них ориентированы многочисленные экологические стандарты (ПДК, допустимые уровни шумового и электромагнитного воздействия и т.п.).
29.Основными факторами, определяющими величину ущерба, наносимого окружающей природной среде при авариях на нефтепроводах, являются:
- количество вылившейся из нефтепровода нефти и распределение ее по компонентам окружающей среды;
- площадь и степень загрязнения земель;
- площадь и степень загрязнения водных объектов;
- количество углеводородов, выделившихся в атмосферу.
Объем V1 нефти, вытекшей из нефтепровода с момента Tа возникновения аварии до момента Tо остановки перекачки, определяется соотношением
V1=Q1T1=Q1(To-Tа). (2.1)
Время повреждения Tа и остановки Tо насосов фиксируется системой автоматического контроля режимов перекачки.
Расход нефти через место повреждения Q1 (рисунок) определяется из выражения [1]:
Q1=Q'-Qo{1/(l-x*)[Z1-Z2+(P'-P")/pg-iox*(Q'/Qo)(2-mo)]/io}(1/2-mo). (2.2)
Расход нефти в исправном нефтепроводе при работающих насосных станциях Qo определяется режимом загрузки нефтепровода и фиксируется по показаниям приборов на нефтеперекачивающих станциях (НПС).
Протяженность поврежденного участка нефтепровода l, заключенного между 2-мя НПС, протяженность участка нефтепровода от НПС до места повреждения х*, геодезические отметки начала Z1 и конца Z2 участка l определяются по профилю трассы нефтепровода.
Расход Q', давление в начале Р' и в конце Р" участка l в поврежденном нефтепроводе при работающих НПС определяются по показаниям приборов на НПС на момент аварии.
В соответствии с рекомендациями [2], показатель режима движения нефти по нефтепроводу mо равен 0,25.
Частные случаи определения Q1:
а) при Q'=~Qo (когда величина утечки настолько мала, что не фиксируется приборами на НПС)
(2.3.)
Площадь дефектного отверстия w в зависимости от формы разрыва стенки нефтепровода определяется по формулам, приведенным в приложении 2.
Коэффициент расхода m через дефектное отверстие диаметром dотв. определяется в зависимости от числа Рейнольдса Re в соответствии с табл. 2.1.
Число Рейнольдса Re рассчитывается по формуле:
(2.4)
Для определения коэффициента расхода m отверстий, форма которых отличается от круглой, рассчитывается эквивалентный диаметр
(2.5)
В этом случае в формулу (2.4) подставляем dотв.=dэкв.
Перепад напора h* в точке истечения зависит от давления Р' в начале участка l, гидравлического уклона i', удаленности места повреждения от НПС, глубины hТ заложения нефтепровода, напора hв, создаваемого атмосферным давлением, и определяется из выражения
h*=ро'/pg-i'x*-hТ; (2.6)
б) если Р"=0
или P"<(Zn-Z2)роg,
или P"<(Zм-Z2)роg,
то Q1=Q'. (2.7)
2.1.3. После отключения насосных станций происходит опорожнение расположенных между двумя ближайшими насосными станциями возвышенных и прилегающих к месту повреждения участков, за исключением понижений между ними. Истечение нефти определяется переменным во времени напором, уменьшающимся вследствие опорожнения нефтепровода.
Для выполнения расчетов продолжительность истечения нефти T2 с момента остановки перекачки Tо до закрытия задвижек Tз разбивается на элементарные интервалы Ti, внутри которых режим истечения (напор и расход) принимается неизменным.
Для практического применения обычно достаточна точность расчетов, получаемая при Ti равном 0,25 ч, для более точных расчетов значения Ti можно уменьшить (Ti=0,01...0,1 ч).
Общий объем выхода нефти из нефтепровода за время T2=(Tо-Tз) определяется как сумма объемов Vi нефти, вытекших за элементарные промежутки времени Ti:
(2.8)
Для каждого i-го элементарного интервала времени определяется соответствующий расход Qi нефти через дефектное отверстие:
(2.9)
Напор в отверстии, соответствующий i-му элементарному интервалу времени, рассчитывается по формуле
hi=Zi-Zм-hT-hв (2.10)
Величина Zi является геодезической отметкой самой высокой точки профиля рассматриваемого участка нефтепровода, заполненного нефтью на i-й момент времени.
За элементарный промежуток времени Ti освобождается объем нефтепровода Vi, что соответствует освобождению liучастка нефтепровода:
(2.11)
Освобожденному участку li соответствуют значения хi и Zi, определяющие статический напор в нефтепроводе в следующий расчетный интервал времени Ti+1.
Значение Zi подставляется в формулу (2.10) и далее расчет повторяется полностью для интервала времени Ti+1. Операция расчета повторяется до истечения времени T2=Tо-Tз.
2.1.4. Истечение нефти из нефтепровода с момента закрытия задвижек до прекращения утечки.
Основной объем вытекающей после закрытия задвижек нефти V'3 определяется по формуле
(2.12)
Значение l' находится как сумма длин участков нефтепровода между перевальными точками или 2-мя смежными с местом повреждения задвижками, возвышенных относительно места повреждения М (х*, Zм) и обращенных к месту повреждения, за исключением участков, геодезические отметки которых ниже отметки места повреждения.
В зависимости от положения нижней точки контура повреждения относительно поверхности трубы и профиля участков нефтепровода, примыкающих к месту повреждения, возможно и частичное их опорожнение. Дополнительный сток DV3, определяемый объемом участка нефтепровода с частичным опорожнением, для различных условий в зависимости от диаметра нефтепровода определяется в соответствии с данными, приведенными в табл. 2.2.
2.1.5. Объем стока нефти из нефтепровода с момента закрытия задвижек равен
(2.13)
2.1.6. Общий объем (общая масса М) вылившейся при аварии нефти определяется суммой объемов истечения нефти с момента возникновения аварии до прекращения утечки:
V=V1+V2+V3
или М=роV. (2.14)
Дата добавления: 2015-09-10; просмотров: 45 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |