CC BY
26КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА, ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И ПОДГОТОВКИ К ДЕЙСТВИЯМ ПО ЛОКАЛИЗАЦИИ И ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ ООО «ГАЗПРОМ ДОБЫЧА АСТРАХАНЬ»
УДК 614.8
О.И. Шаповалов, ПАО «Газпром» (Москва, РФ),
Д.В. Пономаренко, ПАО «Газпром» (Санкт-Петербург, РФ),
О.Ю. Павлюковская, ООО «Газпром добыча Астрахань» (Астрахань, РФ),
В.И. Морозов, ООО «Газпром добыча Астрахань»,
О.С. Копылец, ООО «Газпром добыча Астрахань»,
Добыча и переработка сырья с высоким содержанием сероводорода (около 26 %) являются важнейшей особенностью Астраханского газоконденсатного месторождения с точки зрения специфики используемых технологий, характера воздействия предприятия на окружающую среду и высокой потенциальной степени опасности производства для персонала и населения. В качестве системы обеспечения промышленной безопасности месторождения научно обоснована и создана одна из первых в России информационно-управляющих систем мониторинга, предупреждения и ликвидации аварийных ситуаций. Система включает современные высокотехнологичные измерительные комплексы, средства связи, обработки и распределения данных, функционирующие в рамках единого системно-интегрированного подхода. С помощью вновь создаваемых и модернизируемых подсистем предприятия обеспечены автоматизированное управление и выполнение указанных задач.
Система производственно-экологического мониторинга осуществляет непрерывный контроль, сигнализирует о превышении установленных пороговых уровней и предельно допустимых концентраций вредных химических веществ. Система оповещения оперативно оповещает руководство, персонал и население об обстановке на объекте и чрезвычайных ситуациях. Подсистема спутниковой навигации и контроля перемещения автотранспорта аварийно-спасательной службы позволяет отслеживать текущие координаты, направление и скорость движения транспортных средств в реальном времени. Подсистема технологического видеонаблюдения осуществляет визуальный контроль работы систем мониторинга, работы спасателей, соблюдение предписаний по выбросу избытка давления на скважинах. Подсистема телеметрии оборудования спасателей осуществляет централизованный контроль состояния баллонов с воздухом и подвижностью сотрудников спасательных отрядов. Интегрированная сеть связи и передачи данных обеспечивает необходимую оперативность обработки данных, принятия решения и контроля над их выполнением.
Реализованные технические решения в полной мере соответствуют нормативным требованиям в области организации и обеспечения промышленной безопасности на опасных производственных объектах, а по целому ряду показателей и реализованных дополнительных функций превосходят существующие требования.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: АСТРАХАНСКОЕ ГАЗОКОНДЕНСАТНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ, ЧРЕЗВЫЧАЙНАЯ СИТУАЦИЯ, ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, СЕРОВОДОРОД, АВТОМАТИЗАЦИЯ.
Shapovalov O.I., Gazprom PJSC (Moscow, Russian Federation), [email protected] Ponomarenko D.V., Gazprom PJSC (Saint Petersburg, Russian Federation), [email protected] Pavlyukovskaya O.Yu., Gazprom dobycha Astrakhan LLC (Astrakhan, Russian Federation),
Morozov V.I., Gazprom dobycha Astrakhan LLC, [email protected] Kopylets O.S., Gazprom dobycha Astrakhan LLC, [email protected]
Integrated system of monitoring, warning and preparation for action on localization and elimination of emergency situations at dangerous production objects of Gazprom dobycha Astrakhan LLC
The extraction and processing of raw materials with a high content of hydrogen sulphide (about 26 %) is the most important feature of the Astrakhan gas condensate field with regard to the specifics of the used technologies and the company's environmental impact, as well as the high potential hazard of production for personnel and public.
One of the first in Russia information management system for monitoring, preventing and eliminating emergencies has been scientifically substantiated and designed to ensure industrial safety of the field. The system includes modern high-tech measuring complexes, communication equipment, data management and distribution capabilities operating within a single system-integrated approach. The automated management and implementation of these tasks are provided with the help of newly created and upgraded subsystems of the enterprise.
The system of industrial and environmental monitoring carries out continuous monitoring, signals the excess of the established threshold levels and the maximum permissible concentrations of harmful chemicals. The notification system promptly notifies management, personnel and public about the situation at the facility and emergency situations. The subsystem of satellite navigation and vehicle movement control of the emergency service allows to track the current coordinates, direction and speed of vehicles in real time. The subsystem of technological video monitoring performs visual monitoring of the monitoring systems, the work of rescuers, compliance with the requirements for the release of excess pressure in the wells. The telemetry subsystem of rescue equipment performs centralized monitoring of the air container status and the mobility of personnel of rescue squads. The integrated communication and data transmission network ensures the necessary operativity of data processing, decision making and control over their implementation.
The implemented technical solutions fully comply with the regulatory requirements in the field of organization and provision of industrial safety at hazardous production facilities and exceed the existing requirements for a number of indicators and implemented additional functions.
KEYWORDS: ASTRAKHAN GAS CONDENSATE FIELD, EMERGENCY SITUATION, INDUSTRIAL SAFETY, ENVIRONMENTAL SAFETY, HYDROGEN SULPHIDE, AUTOMATION.
Астраханское газоконденсатное месторождение (ГКМ) находится в непосредственной близости от уникальной природной среды Волго-Ахтубинской поймы, территорий интенсивного сельскохозяйственного производства, мест исторического проживания населения и развитых транспортных узлов, имеющих государственное и межгосударственное значение. Важнейшей особенностью месторождения является высокое (до 26 %) содержание сероводорода в составе добываемого и перерабатываемого углеводородного сырья, что определяет высокую степень опасности производства.
Одной из эффективных мер, направленных на защиту окружающей среды, служит наличие буферной (защитной) зоны, которая исключает возможность
превышения установленных значений пороговых токсодоз сероводорода и других вредных веществ в приземном слое атмосферного воздуха при различных метеоусловиях.
Буферная зона - территория с особым пропускным режимом, порядок нахождения в ней людей и ведения работ строго регламентирован, но для обеспечения промышленной, газовой и экологической безопасности этого недостаточно. До недавнего времени системы безопасности были разрознены и нуждались в совершенствовании.
На территории месторождения существовала комплексная система технических и программных средств, включающая систему производственного экологического мониторинга атмосферного
воздуха (ПЭМ) и систему оповещения о газовой опасности. Впервые работа комплекса описана в статье [1].
Система ПЭМ принята в промышленную эксплуатацию в августе 1997 г. и включает: «Систе-ма-1» - автоматический контроль загазованности в зоне расположения оборудования скважин и технологических установок завода; «Система-2» - автоматический контроль загазованности по периметру разбуренной части месторождения; «Система-3» -автоматический контроль загазованности в зоне влияния Астраханского газохимического комплекса (АГХК) сетью автоматических постов контроля загрязнения (АПКЗ).
На тот момент система являлась одной из первых в России
полностью автоматизированных комплексных систем экологического мониторинга, но при этом имела ряд существенных недостатков: у системы оповещения промышленных объектов не было централизованной структуры управления, в связи с чем отсутствовала возможность одновременного оповещения персонала всех промышленных объектов и жителей населенных пунктов, попадающих в зону возможного заражения;отсутствовали технические средства, позволяющие в автоматическом режиме проводить оповещение по личным и служебным мобильным средствам связи.
РЕАЛИЗАЦИЯ АКТУАЛЬНЫХ ЗАДАЧ
Система оперативного прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций при авариях на химических и взрывопожароопас-ных объектах, а также для получения оперативной информации, необходимой для выбора эффективных мероприятий в целях предупреждения, локализации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, включает систему «Щит», эксплуатируемую в ООО «Газпром добыча Астрахань» с 1999 г. [2].
За время эксплуатации Астраханский газовый комплекс (АГК) технически совершенствовался, прирастая новыми производственными мощностями. При этом технические средства обеспечения газовой безопасности перестали удовлетворять современным нормативным требованиям контроля и безопасности в части автоматизации, оперативности сбора информации и реагирования. Так, время сбора информации и оперативного реагирования могло превышать расчетное время подхода газового шлейфа к населенному пункту.
Такая ситуация предопределила необходимость решения задачи по созданию и внедрению единой комплексной системы, обеспечи-
вающей промышленную, экологическую и газовую безопасность предприятия [3].
Задача была успешно реализована путем интеграции существующих и вновь созданных систем в комплексную систему мониторинга, предупреждения и подготовки к действиям по локализации и ликвидации аварийных ситуаций на опасных производственных объектах АГК.
В 2010 г. специалистами ООО «Газпром добыча Астрахань» было разработано и утверждено задание на выполнение проекта реконструкции постов газовой безопасности ООО «Газпром добыча Астрахань», а в 20112014 гг. проект был успешно реализован на АГК.
Выполнение проектных мероприятий обеспечило создание следующих подсистем: технологического видеонаблюдения; телеметрии оборудования спасателей; навигации и контроля перемещения транспорта; хранения, обработки и отображения данных; интегрированной сети связи и передачи данных. Помимо этого, проведена реконструкция существующей автоматической системы оповещения. Комплекс успешно эксплуатируется начиная с 2015 г.
СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ
Реконструированная автоматизированная локальная система оповещения (ЛСО) на базе WiMax имеет централизованную структуру управления,резервирование и запасные пункты управления, защищенность от несанкционированного доступа,четкую иерархию прав на управление частями системы или системой в целом. Обеспечена возможность циркулярного и выборочного оповещения с использованием заранее подготовленных сообщений по подготовленным сценариям.
Подсистема технологического видеонаблюдения позволяет в режиме реального времени
вести видеомониторинг состояния Астраханского ГКМ, удаленных объектов, контроль работ, проводимых на объектах. Стационарные видеокамеры установлены на объектах Астраханского газоперерабатывающего завода (АГПЗ), Газопромыслового управления (ГПУ), мобильные - на оперативном транспорте аварийно-спасательных формирований (АСФ). Функции дистанционного управления камерами включают управление панорамированием,наклоном и масштабированием камер. Указывается текущее состояние подключенных устройств, а также предоставляется возможность доступа к приложению для настройки устройств. Появилась возможность в режиме реального времени вести визуальный контроль состояния опасных производственных объектов Общества посредством стационарных и мобильных видеокамер.
Информация от стационарных камер передается по существующей региональной сети передачи данных (РСПД), от мобильных -по сети WiMax подсистемы связи и передачи данных проекта, с использованием коммутаторов, включенных в подсистему спутниковой навигации. Интеграция программного комплекса «Щит» и системы геопозиционирования ГЛОНАСС позволяет быстро управлять передвижением оперативных подразделений.
В рамках внедренной подсистемы телеметрии оборудования спасателей установлены датчики давления на воздушно-дыхательных аппаратах, датчики движения спасателей, дисплеи для полнолицевых масок для отображения текущей информации. Информация с датчиков передается по радиоканалу на базовую станцию малого радиуса действия, установленную в автомобиле и подключенную к ПК для местного контроля. Система телеметрии позволяет руководителю АСФ контролировать данные
спасателей(давление в баллонах, время работы, подвижность спасателя и т. д.).
Подсистема навигации и контроля перемещения транспорта обеспечивает возможность в режиме реального времени получать информацию о местоположении автотранспорта в целях его перенаправления и контроля.
Интегрированная сеть связи и передачи данных является обеспечивающей и предназначена для организации связи между отдельными подсистемами. Подсистема построена на основе беспроводного широкополосного доступа, обеспечивающего необходимую мобильность для передачи данных и связи с подвижными объектами, связь с удаленными объектами системы оповещения. Подсистема интегрируется с существующими на Астраханском ГКМ кабельными (металлическими, оптическими) сетями связи и передачи данных (РСПД).
Подсистема хранения, обработки и отображения данных является обеспечивающей подсистемой и объединяет в себе все информационные потоки от других подсистем, распределяет информацию по виртуальным серверам, обеспечивает работу серверных приложений и вывод необходимой информации на экраны, имеет резервирование и разграничение прав доступа к текущей и хранимой информации. Для вывода графической информации на Центральном посту газовой безопасности (ЦПГБ) установлена видеостена (размером 2 * 3 видеокуба). На экране отображаются карта Астраханского ГКМ, информация с датчиков объектов ГПУ, АГПЗ, автоматических пунктов контроля загрязнения, местоположение автотранспорта.
Интеграция программного комплекса «Щит» и ЛСО обеспечивает возможность в автоматическом режиме проводить расчет опасных зон аварийной ситуации, используя информацию датчиков обнаружения загазованно-
сти («Система-1», «Система-2» и «Система-3») и предлагает оператору системы трансляцию сигналов тревоги и речевых сообщений на соответствующие объекты комплекса и населенные пункты на границе санитарно-защитной зоны для проведения заблаговременных эвакуационных мероприятий.
Таким образом, ЦПГБ владеет полной оперативной информацией о текущей и чрезвычайной ситуации, что позволяет осуществлять комплекс оперативных мероприятий, направленных на локализацию и ликвидацию чрезвычайной ситуации.
ПРИМЕР
ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
Рассмотрим поэтапно работу систем безопасности в комплексе на примере срабатывания системы раннего обнаружения по сероводороду.
На скважине ГПУ ООО «Газпром добыча Астрахань» произошло срабатывание датчика № 001. При этом программный комплекс «Щит», интегрированный с ПЭМ (информация о фактических метеоусловиях поступает с АПКЗ) и ЛСО, обеспечивает в автоматическом режиме расчет опасных зон аварийной ситуации, выводит информацию в графическом виде на видеостену ЦПГБ (рис. 1) и прогнозирует возможное развитие аварийной ситуации при изменении метеоусловий. Начальнику смены ЦПГБ предлагается трансляция сигналов тревоги и речевых сообщений на соответствующие объекты комплекса посредством ЛСО, автоматически определяемые и предлагаемые оператору информационной системой, с помощью перехвата всех радиотрансляционных систем и автоматической передачи через них речевого сообщения. Пример диалогового окна с выбранным объектом оповещения приведен на рис. 2.
Далее ЦПГБ доводит информацию до производственно-дис-
Рис. 1. Расчет опасных зон аварийной ситуации в программном комплексе «Щит»
Fig. 1. Calculation of dangerous zones of the emergency situation in the program complex "Shield"
Рис. 2. Пример диалогового окна с выбранным объектом оповещения Fig. 2. An example of a dialog box with the selected alert object
Рис. 3. Автомобили, оборудованные подсистемой видеонаблюдения Fig. 3. Cars equipped with a subsystem of video monitoring
петчерской службы (ПДС) ГПУ, получает подтверждение о данном факте от диспетчера ПДС ГПУ и дает разрешение системе провести трансляцию сигналов тревоги и речевых сообщений на соответствующие объекты комплекса. Затем ЦПГБ направляет на скважину АСФ. В состав привлекаемой техники входят автомобили, оборудованные подсистемой видеонаблюдения (рис. 3). Установленная на авто-
; Ыш
\ / J I \
Рис. 4. Информация о движении привлекаемой техники выводится на карту в режиме реального времени Fig. 4. Information on the movement of the involved equipment is displayed on the map in real time
мобиле поворотная камера имеет оптическое увеличение, управление камерой осуществляется с ЦПГБ. Движение привлекаемой техники отслеживается в режиме реального времени с использованием подсистемы спутниковой навигации ГЛОНАСС и выводится на карту видеостены ЦПГБ (рис. 4).
С помощью подсистемы технологического видеонаблюдения (рис. 5) ЦПГБ проводит видеомониторинг обстановки, используя видеокамеры установки предварительной подготовки газа-2 (УППГ-2) ГПУ, управление видеокамерами осуществляет ЦПГБ.
На следующем этапе ЦПГБ проводит оповещение руководства и персонала аварийных и ремонтных служб предприятия, а также организаций и учреждений, расположенных в зоне возможного заражения, согласно формируемому списку оповещения (рис. 6) с помощью автоматизированной системы оповещения по стационарным, служебным и сотовым телефонам. Далее ЦПГБ контро-
Рис. 5. Видеомониторинг обстановки с помощью подсистемы технологического видеонаблюдения Fig. 5. Video monitoring of the situation with the help of a subsystem of technological video surveillance
_ — _
___ e
ВГ 1 свис»
1
1 —J
Рис. 6. Список оповещения Fig. 6. Notification list
лирует ситуацию, поддерживает постоянную связь с оперативными подразделениями и готов при изменении ситуации дополнительно провести оповещение персонала Астраханского ГКМ.
ВЫВОДЫ
В ходе выполнения задач по созданию безопасных условий труда и сохранению жизни и здоровья работника, снижению рисков аварий и инцидентов на опасных производственных объектах в соответствии с Политикой ПАО «Газпром» в области охраны окружающей среды, охраны тру-
да, промышленной безопасности, энергосбережения, качества продукции и услуг в ООО «Газпром добыча Астрахань» реализован проект по разработке и внедрению комплексной системы мониторинга, предупреждения и подготовки к действиям по локализации и ликвидации аварийных ситуаций на опасных производственных объектах ПАО «Газпром».
Внедрение комплексной системы позволяет сделать вывод о том, что: получение визуальной информации исключает искажение реальной ситуации; время с момента поступления информации и оперативного реагирования сократилось втрое; выбор оптимального решения по эвакуации исключает ошибку и, как следствие, панику на объекте; управление оперативным составом, занятым в локализации и ликвидации аварии, позволяет сосредоточить необходимое количество сил и средств; полный охват оповещением руководства и промперсонала АГХК и жителей населенных пунктов в зоне влияния комплекса позволяет исключить неблагоприятные события или снизить их тяжесть.
Эксплуатация комплексной системы на базе ООО «Газпром добыча Астрахань» и внедрение подобных систем на опасных производственных объектах Группы компаний «Газпром» позволяют в перспективе рассматривать возможность создания централизованной системы контроля и мониторинга безопасности ПАО «Газпром». ■
ЛИТЕРАТУРА
1. Щугорев В.Д. Экологическая безопасность Астраханского ГХК и прилегающей территории // Газовая промышленность. 1999. № 7. С. 72-73.
2. Щугорев В.Д., Тягненко В.А., Куцын П.В., Гендель Г.Л. Промышленная безопасность при разработке сероводородсодержащих месторождений // Газовая промышленность. 1999. № 2. С. 62-64.
3. Методические рекомендации по созданию в районах размещения потенциально опасных объектов локальных систем оповещения [Электронный источник]. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/898901035 (дата обращения: 04.05.2018).
REFERENCES
1. Shchugorev V.D. Environmental Safety of the Astrakhan Gas Chemical Complex and Adjacent Territory. Gazovaya promyshlennost' = Gas Industry, 1999, No. 7, P. 72-73. (In Russian)
2. Shchugorev V.D., Tyagnenko V.A., Kutsyn P.V., Gendel G.L. Industrial Safety in the Development of Hydrogen-Sulphide-Containing Deposits. Gazovaya promyshlennost' = Gas Industry, 1999, No. 2, P. 62-64. (In Russian)
3. Methodological Recommendations for Design of Local Warning Systems in the Areas of Location of Potentially Dangerous Objects [Electronic source]. Access mode: http://docs.cntd.ru/document/898901035 (access date: May 4, 2018). (In Russian)
