CC BY
24
5. ICS Manager. Система управления спектром. Справочное руководство. ATDI: 2002 г.
6. Программа перехода на цифровое телерадиовещание в Кыргызской Республике.
Analysis of random accidents and consequences of their appearance for the industrial safety equipment TPP Sporyhin N.1, Avilov M.2, Borodaj E.3 Анализ случайных аварийных факторов и последствий их проявления для промышленной безопасности оборудования ТЭС
1 2 3
Спорыхин Н. Д. , Авилов М. Ю. , Бородай Е. В.
1Спорыхин Николай Дмитриевич /Sporyhin Nikolaj - начальник, лаборатория неразрушающего контроля и технической диагностики;
2Авилов Михаил Юрьевич / Avilov Mihail - заместитель начальника,
Управление прочностных исследований и технической диагностики;
3Бородай Евгений Владимирович /Borodaj Evgenij - инженер-испытатель, Испытательная лаборатория, Межрегиональное общественное учреждение Институт инженерной физики, г. Серпухов, Московская область
Аннотация: в статье рассмотрены вопросы, связанные с анализом особенностей промышленной безопасности и последствий проявлений аварийных факторов для конструктивных элементов и оборудования ТЭС. Природные катаклизмы, техногенные аварии и катастрофы, террористические акты, приводящие к возникновению чрезвычайных ситуаций, становятся неотъемлимой частью жизни современного общества. Причины и частота проявления таких событий, в том числе и крупного масштаба, вынуждает признавать факт их системного характера, а значит, применять к исследованию причин и возможных последствий методов системного анализа.
Abstract: in this article are related the questions to the analysis of features at industrial safety and consequences manifestations of emergency factors for constructive elements and the equipment thermal power plants.The natural cataclysms, technogenic accidents and accidents, acts of terrorism leading to emergence of emergency situations become an integral part life in modern society.The reasons and frequency of manifestation of such events including large scale, forces to admit the fact of their system character so to apply to research of the reasons and possible consequences methods of the system analysis.
Ключевые слова: тепловые электрические станции, класс ответственности, надежность технологического оборудования, последствия проявления аварийных факторов, системный анализ случайных событий.
Keywords: thermal power plants, responsibility class, reliability of processing equipment, consequences of manifestation emergency factors, system analysis of casual events.
Значительное количество современных машин, технических устройств и приспособлений, применяемых в различных областях промышленного производства, процессов жизнедеятельности, сельского хозяйства и транспорта, ориентированы на применение электрической энергии.
Производство (или генерация) электрической энергии производится на специальных технологических объектах электроэнергетики: электростанциях (производит электрическую энергию) и теплофикационных электростанциях (производит электрическую и тепловую энергию) [1, 2].
По виду первичного источника (энергии), который подлежит преобразованию в электрическую энергию, генерирующие электростанции делятся на следующие виды [2]:
- тепловые электростанции (ТЭС): первичный источник энергии - органическое топливо (уголь, газ, нефть);
- атомные электростанции (АЭС): первичный источник энергии - урановый концентрат;
- гидравлические электростанции (ГЭС): первичный источник энергии -гидроресурсы (вода).
Кроме ТЭС, АЭС и ГЭС существуют другие генерирующие станции, в которых первичным источником энергии принимаются природные факторы: солнечная, геотермальная и ветровая энергия, энергия приливов и отливов, другие виды альтернативной энергии.
Электрическая составляющая предприятий, предназначенных для генерации электрической энергии (ТЭС, АЭС, ГЭС), и центры потребления электрической энергии соединяются структурными и отдельными линиями электрических сетей с формированием единого, взаимосвязанного комплекса технических устройств, который называется электроэнергетической системой страны [1, 2].
Электроэнергетическая система характеризуется следующими особенностями (по сравнению с другими крупными системами: производственными объединениями и комплексами материального производства) [3, 4]:
- процессы производства, распределения и потребления основного продукта (электрической энергии) осуществляются одновременно;
- отсутствие технических, технологических и организационных условий для хранения продукции (электрической энергии) на складе;
- возможный дисбаланс между количеством основного продукта (электрической энергии), производимого на генерирующих мощностях (электростанциях различного вида) и потребляемого электрической системой, является фактором, который приводит к снижению надежности функционирования рассматриваемой системы, а изменение количества генерируемой мощности приводит к изменению ее потребления и сопровождается изменением количественных показателей режима работы: напряжения, частоты, силы тока.
Основными генерирующими предприятиями теплоэнергетики являются тепловые электростанции (ТЭС) следующих основных типов [5, 6]:
- конденсационныеэлектрические станции (КЭС) — основной технологический процесс связан с выработкой только электрической энергии для внешних потребителей;
- теплофикационные электрические станции (ТЭЦ) — основной технологический процесс связан с выработкой как электрической, так и тепловой энергии: как для внешних, так и для внутренних потребителей.
Эффективность преобразования энергии органического топлива в электрическую и тепловую энергию (пар и горячая вода) ориентировочно составляет: 70-75 % по электрической энергии и 80-85 % по генерации тепла — для ТЭС теплофикационного типа (ТЭЦ) [6].
Тепловые электрические станции (ТЭС) представляют значительную часть производственных мощностей, на которых производится процесс промышленного перевода различных видов органического топлива (твердого, жидкого и газового) в тепловую и электрическую энергию, необходимых для нормального функционирования отраслей народного хозяйства, обеспечения процессов жизнедеятельности и решения социальных вопросов [1, 3].
Для всех зданий и сооружений (в том числе и объектов теплоэнергетики, ТЭС), когда-либо построенных, находящихся в эксплуатации, строящихся или проектируемых, существует классификация требований и характеристик, определяющих их конкретное технологическое и функциональное назначение.
Среди назначенных классов ответственности [7] особый интерес вызывают строительные объекты, имеющие уникальное народохозяйственное и/или социальное значение. Для такого класса зданий и сооружений предъявляются исключительно высокие требований к надежности их функционирования. Нарушения технологического регламента работы этих объектов приводят к возникновению чрезвычайных ситуаций [8], экономическим и социальным потерям для значительных территорий и числа населения (Рисунок 1).
Рис. 1. Последствия нарушений технологического регламента ТЭС
Зависимость функциональной эффективности и промыленной безопасности технологического оборудования, строительных конструкций и защитных элементов ТЭС (как структурных элементов целостной технической системы) от воздействия различных негативных факторов (в том числе имеющих случайный характер проявления), приведена на Рисунке 2.
Рис. 2. Характеристика негативных факторов влияния на функциональную эффективность структурных элементов ТЭС (как сложной технической системы)
В действующих современных нормах проектирования при расчете элементов технологического оборудования и строительных конструкций ответственных объектов (в том числе ТЭС) во внимание принимаются возможные случайные факторы (например, в формате динамической нагрузки большой интенсивности), хотя частота их появления невелика и может быть отнесена к редким или случайным событиям [7].
Рассматриваются следующие группы динамических нагрузок большой интенсивности:
- нагрузки, вызванные авариями или неисправностью технологического оборудования внутри самого объекта;
- нагрузки, вызванные технологическими авариями и катастрофами других объектов, находящихся на некотором расстоянии от рассматриваемого объекта;
- внешние умышленные действия, направленные на ухудшение технологических процессов или уничтожение объекта (террористические акты);
- стихийные бедствия и природные катаклизмы.
Учет рассмотренных групп нагрузок приводит к существенному увеличению защитных мероприятий, направленных на промышленную безопасность технологического функционирования объектов ТЭС и может сформировать условия для снижения экономической эффективности предприятия. Именно это обстоятельство является основанием для применения дифференцированного подхода к номенклатуре соответствующих защитных устройств и оборудования.
Результатом выхода параметров работы технологического оборудования ТЭС за границу области рекомендуемого регламентом режима является некоторое дискретное состояние, которое характеризуется отклонением от нормального режима эксплуатации и характеризуется как нештатная или особая ситуация — техническое состояние элемента, узла или агрегата при производстве технологического процесса в результате негативного воздействия отдельных неблагоприятных (аварийных) факторов или их сочетаний (см. Рисунок 2).
Под неблагоприятными факторами подразумеваются случайные явления, вызывающие или сопутствующие выходу параметров эксплуатации из области эксплуатационных ограничений. В перечень аварийных факторов входят следующие явления и события:
- отказы и неисправности отдельных элементов функциональных систем;
- воздействия неблагоприятных внешних условий и условий эксплуатации;
- ошибки и нарушения правил эксплуатации обслуживающим персоналом функциональных систем оборудования;
- проявления неблагоприятных конструктивных особенностей элементов оборудования и систем защиты;
- сочетаний указанных выше факторов.
Парирование или снижение степени последствий особых ситуаций в ходе технической эксплуатации достигается комплексом мероприятий, а успешность предпринятых действий, в конечном итоге, определяется своевременными действиями обслуживающего персонала, технических средств защиты и автоматизации, предусмотренных конструкцией технологического оборудования ТЭС.
Литература
1. Федеральная целевая программа Энергоснабжения России (1998-2005 гг.). Указание президента РФ от 07.05.1995 № 472.
2. Федоров А. А., Каменева В. В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1979. 288 с.
3. Гладышев Т. П., Аминов Р. З. и др. Надежность теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС. М.: Высшая школа, 1991. 303 с.
4. Михайлов В. В. Надежность электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоиздат, 1982. 130 с.
5. ВНТП 81. Ведомственные нормы технологического проектирования тепловых электрических станций. М.: Министерство энергетики и электрификации СССР, 1981. 46 с.
6. Буров В. Д., Дорохов Е. В., Елизаров Д. П. и другие. Тепловые электрические станции: учебник для вузов. М: Издательский дом МЭИ, 2009. 466 с.
7. Федеральный закон от 21.07.1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (с изменениями и дополнениями, в редакции от 13.07.2015 г. № 233-Ф3).
8. Kuptsov A. I., Zubkov A. G., Gimranov F. M. Computational fluid dynamics. Influence of atmospheric stratification on discharge of hazardous gases through a stack to the atmosphere / A. I. Kuptsov, A. G. Zubkov, F. M. Gimranov // Вестник технологического университета. - 2015. - № 23. - С. 129-130.
Improving industrial safety in underground gas storages Kalinin P.1, Silant'ev S.2, Bjahtygareev R.3 Совершенствование промышленной безопасности на подземных
хранилищах газа
1 2 3
Калинин П. В. , Силантьев С. П. , Бяхтыгареев Р. Г.
1 Калинин Павел Владимирович / Kalinin Pavel - руководитель экспертного центра,
начальник отдела;
2Силантьев Сергей Петрович /Silant'ev Sergej - начальник, лаборатория неразрушающего контроля, заместитель начальника отдела;
3Бяхтыгареев Ринат Галимдженович /Bjahtygareev Rinat - инженер-эксперт, отдел технической экспертизы и неразрушающего контроля, ЗАО «Промсервис», г. Димитровград
Аннотация: в данной статье рассматривается техническое нововведение, предназначенное для создания и эксплуатации подземных хранилищ газа в вышезалегающих геологических структурах с учетом совершенствования на них промышленной безопасности.
Abstract: this article examines the technological innovations designed for the creation and operation of underground gas storage in the higher -lying geological structures based on improving industrial safety to them.
Ключевые слова: промышленная безопасность, подземные хранилища газа. Keywords: industrial safety, underground gas storage facilities.
Подземные хранилища газа (далее ПХГ) представляют собой совокупность разных объектов с длительным сроком службы в условиях многокомпонентных и многофакторных неопределенностей внешних и внутренних эксплуатационных, природных и техногенных воздействий. Поэтому эти объекты обычно характеризуются плохо диагностируемым прогнозом ресурса их безопасной эксплуатации и надежности работы. Для таких объектов гарантии функциональной безопасности, системной надежности и экологической приемлемости для периода их будущей эксплуатации во многом формируются за счет выполнения специальных программ и инженерно-технических мероприятий по техническому, в т. ч. и диагностическому обслуживанию и предупредительного ремонта [1-3].
Известен способ создания и эксплуатации подземного хранилища природного газа в пористых и проницаемых коллекторах горных структур, насыщенных водой, истощенных газовых и газоконденсатных месторождениях, включающий бурение или использование имеющихся эксплуатационных скважин, циклическую закачку и отбор газа из ПХГ с образованием буферного и активного объемов его хранения [4].
Однако основным недостатком известного способа является то, что для создания ПХГ используется природный газ из месторождений, находящихся, как правило, на значительных расстояниях от геологического объекта, выбранного для ПХГ. В то же
