Практика разработки паспортов безопасности (на примере паспорта безопасности автомобильной заправочной станции) Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Практика разработки паспортов безопасности (на примере паспорта безопасности автомобильной заправочной станции)

Е.Ю. Колесников

Марийский государственный технический университет, Йошкар-Ола

Аннотация

В работе рассмотрен круг проблем, касающихся практики разработки паспортов безопасности опасных объектов. Приведены краткие сведения о предыстории решения о необходимости разрабатывать паспорта безопасности, о его цели и задачах. Подробно изложены проблемы, возникающие при разработке паспорта безопасности. При работе над паспортом необходимо выполнить оценки вероятности четырёх блоков величин. Критически проанализированы методы, рекомендуемые нормативным документом РД 03-418-01, для выполнения оценок вероятности. Показано, что в методическом плане паспорт безопасности опасного объекта проработан недостаточно: имеются серьёзные проблемы, связанные с информационной необеспеченностью — острой нехваткой в открытой печати необходимых статистических и справочных данных, отсутствием методических указаний на способы оценки неопределённости получаемых оценок. В целях «замыкания» методологии риск-анализа предлагается гуманитарный ущерб при техногенных ЧС оценивать в денежном эквиваленте с использованием методики МЧС (2002 г.). Предложено доработать Методические указания по разработке паспортов безопасности с учётом высказанных соображений. В приложении в сокращённом виде приведён паспорт безопасности типичной автомобильной автозаправочной станции.

Ключевые слова:

паспорт безопасности опасного объекта, декларация безопасности, анализ риска, неопределенность оценок вероятности, анализ статистических данных, построение дендрограмм, денежный эквивалент гуманитарного ущерба

Development of Industrial Safety Certificates (by the Example of a Gas Station Safety Certificate)

Ye.Yu. Kolesnikov

Mari State Technical University, Yoshkar-Ola

Abstract

The paper covers a range of issues concerning the development of safety certificates for hazardous industrial facilities. It provides a brief background information on why and how the decision was made as to the necessity of safety certificates, what the safety certificate is needed for. The paper gives a detailed account of problems arising in the course of safety certificate development. When working at a safety certificate one has to estimate the probabilities of four sets of values. A critical review is given of the probability estimation methods recommended by the normative document 03-418-01. Methodical shortcomings are highlighted: serious difficulties arise due to acute shortage of publicly available necessary statistical and reference data, the lack of guidelines on the assessment of the uncertainty of obtained estimates. To “complete” the methodology of risk analysis, it is suggested that humanitarian damage caused by technological accidents be evaluated in terms of money using the appropriate method developed at EMERCOM of Russia (2002).

It is suggested that themethodical guidelines on safety certificate development should be revised to eliminate the said drawbacks. Appended to the paper is an abridged safety certificate of a typical gas filling station.

Key words:

Safety certificate for a hazardous industrial facility, industrial safety declaration, risk analysis, uncertainty of probability estimates, statistical data analysis, fault-tree construction money equivalent of humanitarian damage.

Содержание

Введение

1. Предыстория решения о разработке паспортов безопасности опасных объектов

2. Анализ методов, используемых при оценке вероятности инициирующих событий

3. Анализ методов, используемых при оценке последствий чрезвычайной ситуации

4. Проблема денежной оценки гуманитарного ущерба Заключение

Приложение — Паспорт безопасности автомобильной автозаправочной станции Литература

Введение

Многие годы управление безопасностью, инвестирование в обеспечение безопасности осуществлялось на основе субъективных, экспертных оценок. Оценка опасности того или иного объекта (ситуации), ранжирование и выявление приоритетов выполнялось на интуитивном уровне либо — по аналогии. С развитием методологии риск-анализа связаны надежды на объективизацию оценивания степени опасности тех или иных событий, объектов, что создаёт предпосылки для наиболее оптимального инвестирования ресурсов с целью повышения безопасности человека в техносфере. Паспорт безопасности опасного объекта, как и декларация промышленной безопасности, — это документ, цель которого — максимально объективная количественная оценка опасности (риска), которую он представляет для людей, природной среды и материальных ценностей.

1. Предыстория решения о разработке паспортов безопасности опасных объектов

В 1979 году, после аварии на химическом предприятии, расположенном в североитальянском городе Севезо, управляющий орган ЕЭС принял директиву, обязывающую руководство опасных промышленных объектов, расположенных на территории стран Общего рынка, провести анализ аварийного риска своих предприятий. Как известно, данная директива оказалась чрезвычайно эффективной — всего через пару лет после её принятия кривая аварийности резко пошла на спад и в наше время показатель аварийности на опасных промышленных объектах Западной Европы — один из самых низких в мире.

Опыт западных европейцев нельзя было не перенять, особенно для нашей страны (учитывая актуальность данной проблемы для России). Однако это произошло не сразу — сначала помешали идеологические догмы и инерция мышления советского руководства, а потом начался сумбур 90-х нового времени. Инициатива исходила от российского МЧС, которое в 1995 году подготовило Постановление Правительства РФ № 675 «О декларации безопасности промышленного объекта Российской Федерации». Эта декларация должна была стать документом, определяющим возможные характер и масштабы чрезвычайных ситуаций на промышленном объекте, мероприятия по их предупреждению и локализации. Основное содержание декларации — анализ риска возникновения на промышленном объекте чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

В 1997 году был принят Федеральный закон №116 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», в котором понятие безопасности сужено, акценты расставлены несколько по-иному. В центре его внимания оказались собственно аварии и инциденты (источники техногенных чрезвычайных ситуаций), а защита населения и территории отошли на второй план. В ФЗ № 116 содержится требование к предприятиям декларировать свою промышленную безопасность, однако оно обращено только к самым крупным объектам — Приложением № 2 к данному закону установлены пороговые количества опасных веществ, начиная с которых декларация промышленной безопасности является обязательной. Таким образом, «планка» необходимости декларирования безопасности согласно федеральному закону поднята очень высоко. Достаточно сказать, что из 200 тысяч опасных производственных объектов, зарегистрированных в государственном реестре России, декларируемых оказалось всего около 20 тысяч (т.е. 10 %), в Республике Марий Эл, например, таковых всего пять.

Практически сразу после принятия ФЗ № 116 в субъектах России было осознано, что критерии необходимости декларирования безопасности, принятые по рекомендации западных специалистов, неоправданно завышены. В различных регионах России в конце 90-х годов и начале нынешнего столетия были приняты решения, обязывающие декларировать свою безопасность большее число предприятий, чем того требует Федеральный закон № 116. Например, в Башкирии понизили «планку», уменьшив пороговые количества опасных веществ. В других российских регионах согласно решению местного органа власти требовалось разработать, где «регламенты безопасности», где «паспорта безопасности», где «декларации безопасности» аварийно опасных объектов. Зачастую это было связано с желанием привлечь зарубежные инвестиции, поскольку для западного бизнесмена декларирование безопасности и оценка риска давно уже является привычным и их отсутствие воспринимается как нечто неестественное.

Одновременно губернаторы обращались к Президенту России с просьбой принять решение на федеральном уровне, чтобы унифицировать данные требования. В результате на совместном заседании Совета безопасности России и Президиума Государственного Совета Российской Федерации, состоявшемся в ноябре 2003 года, было принято решение о необходимости разработки паспортов безопасности опасных объектов. Состав и структура этого документа утверждена приказом № 506 МЧС России от 4.11.2004 года. Паспорт безопасности разрабатывается на «объектах, использующих, производящих, перерабатывающих, хранящих или транспортирующих радиоактивные, пожаровзрывоопасные, опасные химические и биологические вещества, гидротехнических сооружениях в случае возможности возникновения чрезвычайной ситуации».

2. Анализ методов, используемых при оценке вероятности инициирующих событий

Целью разработки паспорта безопасности опасного объекта является:

а) оценка вероятности возникновения чрезвычайных ситуаций;

б) оценка последствий возможных ЧС;

в) оценка показателей степени риска.

При разработке паспортов безопасности необходимо рассмотреть все возможные сценарии реализации чрезвычайных ситуаций на опасном объекте. Допустим, для такого объекта, как автомобильная заправочная станция (или автомо-

бильная газозаправочная станция) возможны сценарии, связанные с проливом и последующим возгоранием или взрывом газо-паровоз-душных смесей. В некоторых случаях возможно образование так называемого «огненного шара», для которого характерно мощнейшее тепловое излучение. Последствия таких аварий могут быть достаточно серьёзными — например, 15 июля 2000 года при аварии на АЗС в г. Артём Приморского края погибли три человека, а через

2,5 года, 24 января 2003 года, в результате аналогичной аварии в г.Бугульме (Татарстан) трое получили тяжёлые ожоги.

При разработке паспорта безопасности опасного объекта необходимо выполнить количественные оценки для следующих величин:

I блок — вероятности возникновения источников чрезвычайных ситуаций;

II блок — пространственных масштабов возникающих в результате ЧС полей поражающих факторов;

III блок — вероятности поражения людей из числа персонала и населения (категории А и Б), материальных ценностей и объектов природной среды.

IV блок — гуманитарного, экологического и материального ущерба в результате рассматриваемых ЧС.

Наибольшие сложности (объективного и субъективного характера) вызывает решение задач первого блока. Объективное начало связано с пробелами в методическом обеспечении задачи, субъективное — с некомпетентностью или недобросовестностью части разработчиков паспортов безопасности. Действующий нормативно-методический документ [9] предлагает следующие способы оценки риска:

а) анализ статистических данных об уже происшедших ЧС на подобных объектах или отказах аналогичных технических устройств;

б) построение дендрограмм (деревьев отказов и деревьев событий) для рассматриваемых ЧС с последующим их анализом методами теории надёжности;

в) имитационное моделирование;

г) метод экспертного оценивания.

Последний метод вообще является палочкой-выручалочкой во всех сложных случаях, в том числе и для авторов-разработчиков РД 03-418-01 [9]. В самом деле, призывая оценивать «неопределённость и точность» получаемых результатов оценки риска, они в приложении 3 «постулируют», например, что вероятность события «оператор не заметил световой индикации...» равна 0,005 (почему не 0,05 или

0,0005?). Вообще же Методические указания по проведению анализа риска ... РД 03-418-01, на мой взгляд, слишком декларативны и малопригодны для практического использования.

Разберём последовательно практическую применимость рекомендуемых методов оценки риска.

Метод анализа статистических данных. Имеется двоякое основание признать данный метод малопригодным для целей оценки риска чрезвычайных ситуаций техногенного характера:

1) во-первых, попытка его использования наталкивается на отсутствие в открытой печати подробной статистики техногенных происшествий по видам опасных объектов с указанием их причин. Имеются лишь отрывочные сведения, что такие базы данных накоплены в отдельных ведомствах, но по каким-то соображениям не опубликованы;

2) во-вторых, имеется соображение принципиального характера — коль скоро поставлена задача оценить техногенный риск ЧС на конкретном объекте, то среднеотраслевая статистика заключает в себе слишком большую неопре-делённость. Поясним этот тезис на примере автозаправочной станции: действующие сегодня в стране АЗС построены в разные годы, по различным проектам, их противоаварийная оснащённость отличается самым разительным образом — наличием дренажа, отбортовки разгрузочной площадки для автоцистерн, заглубленного резервуара для сбора крупных проливов, устройством молниезащиты, защиты от статического электричества, противопожарными средствами и т.д. Поэтому оценка, например, вероятности пожара пролива ГСМ на АЗС по данным многолетней всероссийской статистики как и «средней температуры по больнице» будет слишком грубой и малоинформативной. Данный подход не позволяет выполнить даже сравнительный анализ безопасности различных АЗС.

Метод построения дендрограмм и методология теории надёжности. Безусловным достоинством метода является простота и наглядность, к недостаткам можно отнести скудность имеющейся информации о параметрах интенсивности отказа элементов, в том числе человека-опе-ратора как элемента человеко-машинных систем. Опубликованные в различных изданиях справочные данные, как правило, являются лишь точечными оценками, более информативные интервальные оценки являются редкостью.

Далее, любимое всеми за простоту экспоненциальное распределение вероятности отказа технического устройства пригодно только в так называемой «рабочей фазе» его эксплуатации (при постоянной интенсивности отказов), а сведений о продолжительности этого периода хотя бы для наиболее распространённых типов технических устройств нет. Между тем оборудование тех же АЗС может иметь значительный срок эксплуатации. В этой связи представляет боль-

шой практический интерес публикация сведений об интенсивности отказов оборудования, дифференцированных хотя бы по сроку его эксплуатации.

Особенной проблемой в данной методологии является учёт человеческого фактора. Литературных данных немного. Неясен, например, источник информации для уже упоминавшихся оценок вероятности человеческих ошибок, использованных авторами РД 03-418-01. Могу указать на доступный мне источник — монографию П.Г.Белова [23]. В ней автор приводит интервальные оценки вероятности совершения челове-ком-оператором некоторых типов ошибочных действий.

Метод имитационного моделирования комментировать не буду, поскольку осведомлён о нём недостаточно и судить о практической применимости к решению обсуждаемой задачи не берусь.

Метод экспертного оценивания позволяет выполнить анализ на качественном уровне, сделать сравнительные оценки. В рамках второго из рассматриваемых подходов в затруднительных случаях приходится использовать экспертные оценки и для количественных параметров. При использовании любых экспертных оценок не следует забывать о привносимой неопре-делённости, связанной с субъективным фактором.

Таким образом, анализ существующего методического обеспечения задачи I блока показывает, что основная проблема заключается в преодолении «огульности» получаемых оценок и выработке методологии количественной оценки их неопределённости.

3. Анализ методов, используемых при оценке последствий чрезвычайной ситуации

Методически задачи II блока разработаны лучше. Отчасти это объясняется тем, что для их решения используется более привычный детерминистический подход. Разработаны математические модели рассматриваемых процессов (горения, взрыва, рассеивания примеси в атмосфере), обладающие той или иной степенью адекватности. Ряд моделей рекомендован к использованию в качестве нормативных [6, 11, 12]. Данные модели позволяют рассчитать пространственное распределение основных поражающих факторов техногенных ЧС:

• избыточного давления фронта воздушной ударной волны (ВУВ) и её импульса при взрыве конденсированных взрывчатых веществ или парогазовых (пылевоздушных) смесей;

П

НР

• интенсивности и «индекса дозы» теплового излучения пожара разлития и «огненного шара»;

• концентрации и токсодозы при аварийном выбросе в атмосферу токсичных веществ.

Предполагаемая зона поражения (территория или акватория) в рамках решения задач II блока разбивается на подзоны — области пространства, в которых расчётный уровень поражающих факторов рассматриваемой ЧС превышает некие пороги, т.о. обеспечивает поражение людей и материальных ценностей с заданной вероятностью. Основной методологической проблемой данного блока наряду с верификацией моделей является неразработанность подходов к оценке неопределённостей получаемых оценок.

III блок — самый простой. Оценку вероятности нахождения людей и подвижных материальных ценностей в подзонах предполагаемой области поражения выполнить несложно, однако единообразные подходы к оценке неопре-делённости получаемых значений отсутствуют.

4. Проблема денежной оценки гуманитарного ущерба

Задача IV блока сводится к оценке совокупного (гуманитарного, экологического и материального) ущерба в результате рассматриваемой ЧС. Точнее, Приказ МЧС [10] требует выполнить такую оценку только для двух сценариев — наиболее вероятного и наиболее опасного. Эта несложная, на первый взгляд, задача таит в себе одну очень серьёзную проблему, связанную с оценкой гуманитарного ущерба. Дело в том, что главный пафос методологии риск-анализа заключается в возможности объективизации оценивания опасностей, получения количественных оценок и ранжирования на их основе прогнозируемых опасных ситуаций. Управление риском возможно на основе выделения приоритетов, просчётов эффективности инвестиций и т.д. Однако ранжировать можно только скалярные величины. Между тем в большинстве работ, в том числе РД 03-418-01, ущерб предлагается оценивать векторной величиной: гуманитарный ущерб — числом погибших (пострадавших), материальный и экологический ущерб — в денежном эквиваленте. Таким образом, рекомендуемый РД 03-418-01 подход не позволяет сравнить последствия ЧС с различным числом погибших и материальным ущербом. Какая чрезвычайная ситуация опаснее — с тремя погибшими и ущербом в пять миллионов рублей или с пятью погибшими и ущербом три миллиона?

Чтобы «замкнуть» методологию, необходимо все ущербы, в том числе и гуманитарные, оцени-

вать единообразно, в денежном эквиваленте. Подобный денежный эквивалент экологического ущерба уже является общепризнанным, не вызывает недоумения и протестов, хотя речь идёт, по сути, о параметрах среды обитания человека и животных, либо о гибели представителей флоры и фауны. Решение существует — это методика [14], утверждённая МЧС и согласованная с Минфином и МЭРТ России в 2002 году, в которой денежный эквивалент гибели человека при аварии гидротехнического сооружения (ГТС) принят равным величине в 2000 МРОТ, на сегодняшний день это составляет 200 тысяч рублей. По-видимому, нет смысла делать различия, погиб ли человек при аварии ГТС или от взрыва. Таким образом, с использованием методик [13, 14] возможно получение оценки предполагаемого ущерба (включая гуманитарный, экологический и материальный аспекты) в денежном выражении. Полагаю, что при прогнозной оценке материального ущерба вполне обоснован укрупнённый подход — достаточно ограничиться только наиболее весомыми его составляющими, без скрупулёзного подсчёта оплаты больничных листов и т.п.

К сожалению, к настоящему времени ещё не сложился канонический подход к определению количественных параметров риска. Между тем понимание, что риск сочетает в себе оценку вероятности и масштаба события, уже является общепризнанным:

• риск — сочетание вероятности события и его частоты, [3];

• риск аварии — мера опасности, характеризующая возможность возникновения аварии на ОПО и тяжесть её последствий, [9].

Риск является объективизированной оценкой опасности, количественно его предложено оценивать параметром «степень риска». Для инженерных приложений, каковым, по сути, является паспорт безопасности опасного объекта, вполне приемлема трактовка степени риска как математического ожидания ущерба. Следовательно, размерность степени риска — рублей/год.

Можно указать ещё на одну пока не решённую проблему, с которой сталкиваются разработчики паспортов безопасности опасного объекта — это проблема приемлемого риска. Разумеется, решить её в рамках разработки паспорта безопасности конкретного опасного объекта невозможно, она не решена до сих пор концептуально, и решать её надо на государственном уровне. В качестве меры приближения можно указать на единственно существующие величины пожарного риска [4, 6]. А вот для ЧС с возможным токсическим поражением людей вследствие выброса химически опасных веществ в качестве порога приемлемого риска пока ничего не предложено.

В целом хотелось бы пожелать, чтобы методические рекомендации по анализу риска, разработке паспортов безопасности опасных объектов были выполнены не столько на научном, сколько на инженерном уровне, чтобы они были под силу ещё кому-нибудь, кроме самих авторов методических рекомендаций.

Заключение

Подытоживая, можно заключить, что разработка паспортов безопасности опасных объектов является делом весьма актуальным, важным и полезным. Однако эта работа требует серьёзной методологической проработки, имеющиеся методические рекомендации для разработчиков необходимо совершенствовать. В противном случае информационная ценность получаемых оценок безопасности невелика. Главной проблемой является более дифференцирован-

ный подход, учёт особенностей конкретного опасного объекта, и в основном это связано с оценкой вероятности инициирующих событий.

Пожалуй, было бы целесообразно подготовить вторую редакцию Методических указаний по разработке паспортов безопасности опасных объектов, в которых:

а) имелись бы ссылки на опубликованную статистику техногенных чрезвычайных ситуаций с подробными сведениями об их причинах;

б) содержалась бы справочная информация (либо ссылка на таковую) об интенсивности отказов наиболее распространённых элементов технических устройств, дифференцированная по сроку службы, может быть, даже изготовителю;

в) были бы предложены методы оценки неоп-ределённости получаемых оценок.

В приложении дан сокращённый вариант паспорта безопасности типичной автомобильной автозаправочной станции.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЬНОЙ АВТОЗАПРАВОЧНОЙ СТАНЦИИ

1. Технические параметры опасного объекта

1.1. АЗС предназначена для приёма, хранения и отпуска следующих видов горюче-смазочных материалов (ГСМ):

а) автомобильного бензина А-76;

б) дизельного топлива.

АЗС построена в 2006 году по проекту, разработанному в 2005 году ГПИ «МГП». Участок АЗС площадью 2,0 га расположен на южной окраине г.Энска, ближайшая жилая застройка находится на удалении 120 м в северном направлении.

Расположение ближайших по отношению к АЗС объектов показано в таблице 1.

Таблица 1

Расположение соседних к АЗС объектов

Наименование объекта Направление Удаление, * метров

Деревообрабатывающий цех восток 85*

Одноквартирный жилой дом север 120

Автотранспортное предприятие северо-запад 90

* От центра разгрузочной площадки АЗС.

Рельеф местности на участке размещения АЗС спокойный. Вся территория участка размещения АЗС имеет твёрдое покрытие, обрамлённое бордюрным камнем:

а) разгрузочная площадка для автоцистерн — бетонное;

б) заправочный островок — цементобетонное с железнением;

в) заправочная площадка — бетонное;

г) подъездные пути — асфальтобетонное.

Численность персонала АЗС — два человека,

режим работы — круглосуточный.

1.2. В состав АЗС входит:

• операторская;

• заглубленный склад топлива (саркофаг):

— резервуар для хранения бензина А-76 ёмкостью 24 м3;

— резервуар для хранения дизтоплива ёмкостью 24 м3;

— трубопроводы и запорная арматура для раздачи топлива;

• две топливораздаточные колонки (ТРК) типа «Нара 42-16»;

• резервуар для сбора ливневых стоков ёмкостью 4 м3.

1.2.1. Операторская. Одноэтажное, без подвала, кирпичное здание с перекрытием из железобетонных плит имеет габариты в плане 5x6 м. Крыша односкатная с рулонной кровлей. Двери операторской деревянные, окрашенные масляной краской. В операторской имеется три окна с двойными застеклёнными деревянными рамами.

1.2.2. Заглубленный склад топлива. Склад представляет собой железобетонный футляр-саркофаг, стены которого выполнены из па-

нелей стеновых лёгкобетонных, в котором на железобетонных опорах ниже уровня земли установлены два цилиндрических горизонтальных резервуара РГО-24, днища которых находятся на отметке минус 1,0 м. Крыша саркофага выполнена из пустотелых железобетонных плит.

Все резервуары установлены на железобетонные столбики высотой 0,2 м от основания (фундамента) склада. Основание склада выполнено с уклоном в сторону приёмника утечек. Приёмник утечек оборудован трубой контроля герметичности резервуаров с заглушкой, выполненной из перфорированной асбоцементной трубы диаметром 273 мм.

Пространство под резервуарами засыпано промытым крупным гравием, а прочее свободное пространство — мелкозернистым песком с уплотнением. Резервуары рассчитаны на избыточное давление паров не более 0,07 МПа.

Каждый резервуар оборудован:

• двумя технологическими шахтами, с расположенным в них технологическим оборудованием;

• горловиной с крышкой, имеющей прокладку из маслобензостойкой резины;

• топливопроводом наполнения, оснащённым расположенным в сливном колодце приёмным патрубком с муфтой МСМ и фильтром грубой очистки;

• топливопроводом выдачи;

• замерным колодцем для метр-штока (который используется при определении уровня топлива в резервуарах);

• трубопроводом газоуравнительной системы;

• дыхательной трубкой, оборудованной совмещённым механическим клапаном с огневым преградителем типа СМДК-50. Клапан устанавливается на конце вертикального участка дыхательного трубопровода на высоте 4,5 м от уровня планировочной отметки земли и служит для выравнивания давлений в резервуаре и окружающем пространстве при «малых» дыханиях.

1.2.3. Бензин и дизельное топливо поступают на АЗС в автомобильной цистерне объёмом

2,5 м3. Прибывшая на разгрузочную площадку автоцистерна сливает моторное топливо через герметичную сливную муфту в соответствующий резервуар принудительным способом, насосом автоцистерны. Во время приёма топлива на разгрузочной площадке находятся два человека — водитель автоцистерны и оператор. Согласно требованиям [16] отпуск горюче-смазочных материалов (ГСМ) через ТРК в процессе разгрузки автоцистерны не осуществляется. Средняя продолжительность разгрузки составляет 20 минут.

1.2.4. Трубопроводы линии подачи и выдачи топлива расположены в подземных бетонных

лотках, засыпанных песком с уплотнением. Запорные вентили трубопроводов выдачи топлива находятся в колодцах возле разгрузочной площадки.

1.2.5. Две топливораздаточные колонки (ТРК) типа «Нара 42-16» установлены на заправочных островках шириной 1,3 м и позволяют одновременно заправлять четыре автомобиля (с левым и правым расположением горловины топливного бака). Островок облицован бордюрным камнем и находится выше уровня заправочной площадки на 30 см, что предотвращает наезд автотранспорта. Перед подачей в бак автомашины топливо очищается от механических примесей на фильтрах тонкой очистки, выполненных в виде сменных кассет и установленных в каждой ТРК. Номинальный расход колонки — 50 л/мин.

1.2.6. Для сбора условно чистых ливневых стоков и аварийных проливов ГСМ используется система ливневой канализации, включающая:

а) открытые железобетонные лотки, расположенные по периметру разгрузочной площадки и забранные металлическими решётками;

б) дренажный трубопровод, связывающий лотки с резервуаром сбора крупных утечек и ливневых вод;

в) заглубленный стальной резервуар ёмкостью 4 м3, выполняющий роль сборника ливневых вод и аварийных проливов ГСМ. По мере наполнения резервуара загрязнённые нефтепродуктами сточные воды и осадок вывозятся спецавтотранспортом в места, согласованные с природоохранными службами.

1.3. Согласно проектным данным оборот ГСМ по АЗС составит:

• бензин А-76 — 125 м3;

• дизельное топливо — 315 м3.

2. Характеристика объекта с точки зрения взрывопожарной опасности

На территории АЗС расположены следующие взрывопожароопасные объекты:

2.1. Разгрузочная площадка. С целью повышения взрывопожарной и экологической безопасности при сливе топлива используется газоуравнительная система «резервуар-автоцистерна», которая позволяет исключить попадание паров ГСМ в атмосферу при сливных операциях. Взрывопожарная опасность возникает в случае аварийной разгерметизации резервуара автоцистерны либо — сливного рукава.

2.2. Заглубленный склад ГСМ. Взрывопожарную опасность представляют дыхательные клапаны СМДК-50 в моменты «малого» дыхания резервуаров.

2.3. Заправочная площадка. Взрывные явления и возгорания на заправочной площадке могут возникнуть как в штатном режиме эксплуа-

тации, так и в результате аварийных проливов ГСМ.

2.4. Характеристика моторного топлива с точки зрения аварийной безопасности. Автомобильный бензин марки А-76 и дизельное топливо являются техническими жидкостями — продуктами переработки нефти, обладающими повышенной взрывопожарной опасностью. Данные виды моторного топлива изготавливаются методом прямой перегонки нефти и вторичных процессов (термокрекинга, коксования и ката-лического риформинга).

Моторное топливо способно электризоваться, [24]:

• при прокачке по рукавам и трубопроводам;

• прохождении через фильтры;

• ударе струи топлива о твёрдую поверхность;

• разбрызгивании в воздухе при падении с высоты.

Накопление статических зарядов опасно во взрывопожарном отношении, т.к. может вызывать образование электрических искр, поскольку пробой воздуха с парами нефтепродуктов возможен уже при разности потенциалов 300^ 500 В. Электризуемость топлива зависит от ряда его свойств: содержания воды, механических примесей, продуктов окисления, вязкости и может колебаться в некоторых пределах.

3. Описание технических решений, обеспечивающих противоаварийную безопасность АЗС

В качестве технических решений, позволяющих предотвратить возникновение на АЗС чрезвычайных ситуаций, а также — локализовать их, следует отметить следующее:

3.1. Разгрузочная площадка.

3.1.1. По периметру разгрузочной площадки установлены железобетонные лотки, служащие для перехвата и направления в заглубленный резервуар моторного топлива, пролитого в результате аварии.

3.1.2. Для снятия статических зарядов с автоцистерны на разгрузочной площадке смонтировано защитное заземляющее устройство (ЗЗУ), к которому водитель медным кабелем подключает корпус автоцистерны перед началом слива. Электрическое сопротивление ЗЗУ согласно протоколу замеров, выполненных в ноябре 2006 года, отвечает нормативным требованиям.

3.1.3. Резервуары склада ГСМ имеют повышенную антикоррозионную защиту и размещены в заглубленном железобетонном саркофаге. С целью предотвращения резервуаров от всплытия при попадании внутрь саркофага воды они установлены на железобетонных опорах высотой 200 мм и прикреплены к основанию анкерными болтами;

3.1.4. Для сбора возможных утечек фундамент саркофага имеет уклон в сторону

приёмника утечек, над которым смонтирована труба контроля герметичности резервуаров.

3.1.5. Приёмные патрубки резервуаров снабжены быстроразъёмными муфтами типа МСМ, обеспечивающими герметичный слив моторного топлива.

3.1.6. Аэрация парового пространства резервуаров обеспечивается с помощью дыхательных трубок, снабжённых дыхательными клапанами СМДК-50, совмещёнными с огнепреградителя-ми.

3.1.7. На крышках всехлюков, имеющихся на крыше саркофага, смонтированы резиновые прокладки.

3.1.8. Для защиты от проявлений статического электричества корпуса всех резервуаров надёжно заземлены.

3.1.9. С целью устранения выбросов паров моторных топлив «большого» дыхания (во время слива топлива из автоцистерн) на резервуарах смонтирована газоуравнительная система, позволяющая возвращать пары в автоцистерну.

3.2. Заправочная площадка.

3.2.1. Топливораздаточные колонки с целью предотвращения наездов автомашин установлены на заправочных островках, выше уровня дорожного покрытия площадки на 300 мм.

3.2.2. С целью недопущения переливов топлива при заправке автомашин на заправочном пистолете имеется рычаг, при отпускании которого прекращается подача топлива в бак автомобиля.

3.2.3. Согласно требованиям [16] на подающем топливном шланге ТРК установлены обратные клапаны, закрывающиеся при резком падении давления топлива в шланге (в результате разгерметизации топливной магистрали).

3.3. Топливопроводы.

3.3.1. Патрубки трубопроводов подачи топлива оснащены огнепреградителями.

3.3.2. Защита от действия вторичного (индукционного) действия молнии — установка стальных перемычек не требуется, т.к. длина топливопроводов не превышает 30 м.

3.4. Молниезащита.

Защита от молнии заглубленного склада ГСМ (саркофага), разгрузочной и заправочной площадок осуществляется многократным стержневым молниеприёмником (9 шт.). Электрическое сопротивление контура заземления стержневых молниеприёмников согласно протоколу замеров, выполненных в ноябре 2006 года, отвечает нормативным требованиям.

Зона защиты молниеотвода — это пространство, внутри которого объект защищён от прямых ударов молнии (ПУМ) с надёжностью не ниже определённого значения. Геометрические параметры зоны защиты молниеприёмника от ПУМ зависят от выбранного уровня защиты,

П

НР

определяемого, в свою очередь, ее надежностью Р3 (вероятностью ПУМ в защищаемую область, рассчитываемую как 1 — Р3). Все объекты согласно РД 34.21.122-87 [18] должны иметь зоны защиты типа А и Б. В [18] зонам защиты А и Б приписана ориентировочная степень надежности

0,995 и 0,95, соответственно.

Рис. 1. Зона защиты (в плане) многократного стержневого молниеотвода

Зона защиты многократного стержневого молниеотвода определяется как зона защиты попарно взятых соседних стержневых молниеотводов высотой Ъ до 150 м.

Основным условием защищенности одного или нескольких объектов высотой Ъх с надёжностью, соответствующей надёжности зоны А и зоны Б, является выполнение неравенства гсх > 0 для всех попарно взятых молниеотводов. В противном случае построение зон защиты должно быть выполнено для одиночных или двойных стержневых молниеотводов в зависимости от выполнения условий п. 3.2.5.2 [18].

Зона защиты двойного стержневого молниеотвода высотой Ъ < 150 м представлена на рисунке 2. Торцевые области зоны защиты определяются как зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов, габаритные размеры которых Ъ0, г0, гх1, Гх2 определяются по формулам для обоих типов зон защиты.

Зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов высотой Ъ < 150 м имеют следующие габаритные размеры:

а) для молниеотводов высотой Ъ = 11м:

Зона А:

Ъ0 = 0,85Ъ = 0,85-11 = 9,35 м;

г0 = (1,1 -0,002Ъ)Ъ = (1,1 — 0,002 11) 11 = 11,86 м;

гх = (1,1 — 0,002Ъ)(Ъ — Ъх/0,85).

Зона Б:

Ъ0 = 0,92Ъ = 0,92-11 = 10,12 м; г0= 1,5Ъ = 1,5-11 = 16,5 м;

Гх=1,5(Ъ —Ьх/0,92).

Рис. 2. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода: И — высота молниеотвода; Ио — высота зоны защиты молниеотвода; го — радиус зоны защиты молниеотвода на нулевой отметке; гх — радиус зоны защиты молниеотвода на произвольной высоте Их; 1 — граница зоны защиты на уровне Их1; 2 — тоже на уровне Их2; 3 — тоже на уровне земли.

Проверим молниезащиту дыхательных клапанов резервуаров саркофага, расположенных на высоте = 4,5 м над уровнем земли, двойными стержневыми молниеотводами. Согласно [15] зона диаметром 3 м и высотой 2,5 м над дыхательной горловиной резервуара должна быть защищена от ПУМ.

Тогда = 4,5 + 2,5 = 7 м. Высота молниеотводов Ъ = 11м:

ЗонаА: гх = (1,1 - 0,002Ъ)(Ъ - Ъх/0,85) = (1,1 -

- 0,002 11)(11 - 7/0,85) = 2,98 м.

Расстояние между молниеотводами М1-М2 Ь = 10,3 м.

Т.к. Ь < Ъ: Ъс = Ъ0 - (0,17 + 3-10-3Ъ)(Ь - Ъ) = 9,35 - (0,17 + 0,003 11)(10,3 - 11) = 9,49 м; гс = г0 = 11,86 м; гсх = г0(Ъс - Ъх)/Ъс = 11,86(9,49 -

7)/9,49 = 3,11 м.

Зона Б: гх = 1,5(Ъ - Ъх/0,92) = 1,5(11 - 7/0,92) = 5,1 м.

Т.к. Ь < Ъ: Ъс = Ъ0 = 10,12 м; гс = г0 = 16,5 м; гсх = гх = 5,1 м.

Расстояние между молниеотводами М2 - М3 Ь = 9,55 м.

ЗонаА. при Ь< Ъ: Ъс = Ъ0 -(0,17 + 3-10-3Ъ)(Ь-

Ъ) = 9,35 - (0,17 + 0,003 11)(9,55 - 11) = 9,64 м; гс = г0 = 11,86 м; гсх = гс(Ьс - Ъх)/Ъс = 11,86(9,64 -

7)/9,64 = 3,25 м.

Зона Б, при Ь < Ъ: Ъс = Ъ0 = 10,12 м; гс = г0 = 16,5 м; гсх = гх = 5,1 м.

Дальнейший ход вычислений опущен.

Анализ выполненных расчётов показывает, что существующий многократный стержневой молниеотвод обеспечивает защиту II категории следующих объектов, которые находятся в зоне Б имеющихся молниеприёмников:

• топливораздаточных колонок;

• разгрузочной площадки со стоящей на ней автоцистерной;

• заправочной площадки со стоящей на ней автомашиной;

• сливных колодцев заглубленного склада ГСМ.

3.5. Противопожарные мероприятия

3.5.1. Противопожарная безопасность АЗС обеспечивается:

а) планировочными решениями - здания и сооружения размещены с учётом необходимых пожарных разрывов согласно требованиям [16];

б) выполнением электрооборудования во взрывобезопасном исполнении согласно требованиям ПУЭ [20];

в) защитой от проявлений статического электричества - заземлением всех взрывопожароопасных объектов.

3.5.2. Для своевременного обнаружения возгораний в здании операторской смонтирована система автоматической пожарной сигнализации.

3.5.3. В целях эффективной локализации возникших возгораний на АЗС имеются:

а) средства первичного пожаротушения:

• два огнетушителя ОП-50;

• два пожарных щита с ящиками с песком;

• пожарный гидрант, расположенный на расстоянии 80 метров;

б) телефонная связь с постом охраны предприятия и с экстренными службами г.Энска.

4. Оценка риска ЧС

В общем случае количественно риск может быть оценен параметром «степень риска», равным математическому ожиданию ущерба ЧС:

я = Хр1 • и1, (1)

1

где: Я - степень риска ЧС, рублей/год; Р; - веро-1 1 ятность 1-го события, год , вызывающего ущерб и1, рублей; 1 = 1, 2, 3 ... - номер сценария реализации ЧС.

Согласно приказу МЧС России № 506 [10] в Паспорте безопасности опасного объекта после определения значений вероятностей возникновения всех сценариев развития чрезвычайных ситуаций показатели степени риска приводятся только для двух из них: наиболее опасного и наиболее вероятного.

Вероятность нанесения ущерба какому-либо объекту в общем случае определяется произведением вероятностей двух независимых событий:

1) вероятности возникновения в данной точке пространства поражающего фактора ЧС с интенсивностью, достаточной для поражения;

2) вероятности нахождения объекта в данной точке пространства.

В свою очередь, вероятность может быть рассчитана методами теории надёжности по результатам анализа дерева отказов и дерева событий (дендрограмм) чрезвычайной ситуации.

На подготовительном этапе работы, до построения дендрограмм отказов и событий, следует провести предварительный анализ возможных чрезвычайных ситуаций на рассматриваемом опасном объекте.

4.1. Предварительный анализ риска ЧС

Предварительный анализ сценариев чрезвычайных ситуаций на автозаправочной станции показывает, что на данном опасном объекте возможно появление следующих источников ЧС (табл. 2).

Таблица 2

Возможные источники техногенных чрезвычайных ситуаций на автозаправочной станции

Обознач. сценария Источники техногенных чрезвычайных ситуаций

«А» Пожар разлития бензина на разгрузочной площадке при полной разгер- * метизации автоцистерны

«Б» Взрыв паров бензина на разгрузочной площадке при полной разгерметизации автоцистерны

Обознач. сценария Источники техногенных чрезвычайных ситуаций

«В» Образование «огненного шара» на разгрузочной площадке при разгерметизации полной автоцистерны с бензином

«Г» Пожар разлития дизельного топлива на разгрузочной площадке при полной разгерметизации автоцистерны

«Д» Взрыв паров дизельного топлива на разгрузочной площадке при полной разгерметизации автоцистерны

«Е» Взрыв паров бензина при «малом дыхании» резервуара

«Ж» Пожар разлития бензина на заправочной площадке

«З» Пожар разлития дизельного топлива на заправочной площадке

«И» Взрыв паров бензина на заправочной площадке

«К» Взрыв паров дизельного топлива на заправочной площадке

Примечание. Наряду с полной разгерметизацией возможна частичная, например, отсоединение сливного шланга автоцистерны от приёмного патрубка резервуара. Последствия этого сценария будут меньшими, чем в случае полной разгерметизации автоцистерны

В качестве чрезвычайных ситуаций на рассматриваемом АЗС, соответствующих вышеназванным источникам, могут рассматриваться следующие сценарии:

«А» — термическое поражение персонала, возгорание автоцистерны и прочих объектов в результате пожара, вызванного проливом бензина из автоцистерны на разгрузочной площадке и возгоранием пролива;

«Б» — барическое поражение персонала, повреждение автоцистерны и прочих объектов в результате объемного взрыва топливовоздушной смеси (ТВС) паров бензина на разгрузочной площадке, возникшего в результате разгерметизации автоцистерны;

«В» — термическое поражение персонала, возгорание автоцистерны и прочих объектов из-за действия теплового излучения «огненного шара», вызванного проливом бензина из автоцистерны на разгрузочной площадке и возгоранием облака топливовоздушной смеси (ТВС);

«Г» — термическое поражение персонала, возгорание автоцистерны и прочих объектов в результате пожара, вызванного проливом дизельного топлива из автоцистерны на разгрузочной площадке и возгоранием пролива;

«Д» — барическое поражение персонала, повреждение автоцистерны и прочих объектов в

результате объемного взрыва топливовоздушной смеси (ТВС) паров дизельного топлива на разгрузочной площадке, возникшего в результате разгерметизации автоцистерны;

«Е» — барическое поражение людей, зданий и прочих объектов в результате объемного взрыва ТВС, образовавшейся при «малом дыхании» резервуара с бензином;

«Ж» — термическое поражение персонала АЗС, водителей и пассажиров, возгорание заправляющихся автотранспортных средств и прочих объектов в результате пожара, вызванного проливом бензина на заправочной площадке и его возгоранием;

«З» — термическое поражение АЗС, водителей и пассажиров, возгорание заправляющихся автотранспортных средств и прочих объектов в результате пожара, вызванного проливом дизельного топлива на заправочной площадке и его возгоранием;

«И» — барическое поражение людей, зданий и прочих объектов в результате объемного взрыва ТВС, образовавшейся вследствие пролива бензина на заправочной площадке;

«К» — барическое поражение людей, зданий и прочих объектов в результате объемного взрыва ТВС, образовавшейся вследствие пролива дизельного топлива на заправочной площадке.

4.2. Качественный анализ риска ЧС

Качественный анализ техногенного риска на рассматриваемом АЗС проведем методом построения дендрограмм («деревьев») отказов и событий для всех вышеперечисленных сценариев.

Анализ реальных аварий, сопровождающихся образованием проливов моторного топлива и формированием ТВС его паров, показал, [26], что в результате такой аварии могут наблюдаться события, перечисленные в табл. 3.

Таблица 3

Реализации различных сценариев развития

аварии на объектах нефтепродуктообеспечения

Сценарий последствий аварии Процент случаев реализации сценария

Рассеивание в атмосфере паров бензина без пожара или взрыва 50

Пожар пролива 20

Пожар пролива с последующим взрывом

Взрыв

Взрыв с последующим образованием «огненного шара» 10

«Пожар-вспышка»* (или «хлопок») 0

Очевидно, что реализация того или иного сценария главным образом зависит от характера

распределения концентрации паров в облаке ТВС, а также местоположения источника зажигания (ИЗ). В подавляющем большинстве случаев ИЗ находится в периферийной части облака. После взрыва периферийной части облака ТВС (где концентрация паров находится в «опасном» диапазоне) из центральной, переобогащённой топливом части облака может образоваться «огненный шар». Иногда, впрочем, «огненный шар» образуется и при концентрациях горючего вещества, близких к стехиометрическим [27].

Вообще говоря, после образования облака ТВС возможен его дрейф (перенос ветром) с последующим либо взрывным превращением, либо рассеиванием в атмосфере без последствий. Однако в действующих на сегодняшний день нормативно-методических документах (НМД) [11, 12] отсутствует учёт дрейфа облака паров моторных топлив, за исключением СУГ, [11]. Кроме того, в НМД нет указаний на долю случаев реализации того или иного сценария, поскольку этот вопрос недостаточно изучен. В силу этого обстоятельства дрейф облака ТВС не рассматривается, а вероятности реализации сценариев условно приняты согласно столбцу 2 таблицы 3.

Сценарии «А», «Г», «Ж» и «З»

Горение пролива горючей жидкости возможно, если её температура превышает температуру воспламенения, а энергия источника зажигания выше минимальной Мт1п. С учётом низкой температуры вспышки бензинов и дизельного топлива , а также того обстоятельства, что температура воспламенения лишь на несколько градусов превышает температуру вспышки опыта с открытым тиглем, можно считать, что большинство обычных ИЗ (открытое пламя, искры электростатических разрядов и т.п.) способно поджечь пролив бензина и дизельного топлива.

* 7Т

Примечание: следует отметить, что параметры взрывоопасности, указанные в различных литературных источниках, несколько разнятся. Отчасти это объясняется разбросом свойств моторных топлив, изготавливаемых различными нефтеперегонными заводами (НПЗ). Поданным [19], температура вспышки (в стандартном опыте с закрытым тиглем) равна:

а) паров бензина: минус 36 + минус 37 °С;

б) паров дизельного топлива: плюс 35 + плюс 40 °С.

Сценарии «Б», «Д», «И» и «К»

Взрыв ТВС паров горючего вещества возможен лишь при одновременном наличии двух событий:

а) наличия взрывоопасной горючей среды;

б) появления в этой среде ИЗ с энергией, превышающей Мт1п.

Взрывоопасная горючая среда образуется при наличии в воздухе горючего вещества с концентрацией С, находящейся в «опасном» диапазоне:

НКПР < С < ВКПР, (2)

где: НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени; ВКПР - верхний концентрационный предел распространения пламени.

Оценим давление насыщенных паров горючего Рн по уравнению Антуана с коэффициентами, принятыми согласно Приложению 3 [19], при расчётной температуре 1р = 40 °С (пролив топлива на нагретую поверхность площадки):

а) бензина ^Рн = 4,2 - 680/(222 + 40) = 1,60 ^ Рн = 40,2 кПа (40% об.);

б) дизельного топлива ^Рн = 5,08 -

1255,7/(199,5 + 40) = - 0,16 ^ Рн = 0,69 кПа (0,68% об.).

Оба значения превышают величину НКПР для соответствующего топлива, определённую по Приложению 3 [19]. Следовательно, взрыв ТВС с парами топлива возможен.

Для бензина величина Рн выходит за границы «опасного» диапазона, поэтому непосредственно у поверхности зеркала испарения бензина область концентрации паров невзрывоопасна. Однако по мере удаления от поверхности испарения концентрация паров бензина убывает и на некотором удалении образуется область «опасных» концентраций. С учётом большой величины давления насыщенных паров бензина эта зона достаточно протяжённая, её размер может быть оценен по Приложению Б [6]. Появление ИЗ в этой зоне приведёт к взрыву и/или образованию «огненного шара» (см. ниже).

Сценарий «В»

Предварительно оценим величину стехиометрической концентрации Сст паров бензина и дизельного топлива. По формуле (3) [17]:

100

Сст =----:--—, % (об.) (3)

стехиометрический

1 + 4,84р

пн -пх по

где: В = пс + —------х---

с 4 2

коэффициент кислорода в реакции сгорания; пс, пн, по, пх — число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего вещества.

1. Бензин автомобильный: Суммарная формула бензина А-72 - С6 99Нпп [19].

„ ^пп 13,11 -0 o,

Тогда в = 6,99 + —-------— = 10,43.

АС

100

ст.бенз.

-= 1,94% (об.).

1 + 4,84-10,43

2. Дизельное топливо.

Суммарная формула дизельного топлива

«Л» — С14,5цН29д20, [19]. т 29,12 - 0 0

Тогда в = 14,51 +--- ------— = 21,79.

п НР

К 117

АС

ст.д / т

= 0,94% (об.).

1 + 4,84 •21,79

Как уже было отмечено выше, наличие в облаке ТВС области, в которой концентрация горючего вещества близка к стехиометрической или превышает её, при наличии ИЗ может привести к образованию «огненного шара». Выше были выполнены оценки давления паров бензина и дизельного топлива при расчётной температуре плюс 40 оС. Получено, что для дизельного топлива Рн близка к НКПР. Следовательно, в рассматриваемых условиях переобогащённых смесей (и даже близких по составу стехиометрическим) паров дизтоплива в облаке ТВС образоваться не будет, в связи с этим образование «огненного шара» в рассматриваемых условиях невозможно.

В качестве ИЗ возгорания (взрыва) в отмеченных выше сценариях будем рассматривать:

1) разряд атмосферного электричества;

2) искры электростатического разряда;

3) источники зажигания, вызванные действиями людей - курение, умышленный поджог и т.п. труднопрогнозируемые события.

Плотность поражения земной поверхности молнией пу, км-2тод-1, может быть оценена по соотношению (2.1) [18]:

пу = 0,067 •Та. (4)

Город Энск расположен в местности, где средняя продолжительность гроз составляет 60 ч/год, следовательно пу = 0,067-60 = 4,02 км-2 -год-1.

Переходим к построению дендрограмм.

Сценарий «А»

Дерево отказов для сценария «А» приведено на рис. 3.

Примечание: овалом показаны труднопрогнозируемые события.

Дерево событий для сценария «А» приведено на рис. 4 (показаны только события с негативным исходом).

Сценарий «Б»

Дерево отказов для сценария «Б» приведено на рис. 5.

Дерево событий для сценария «Б» приведено на рис. 6.

Соответствующие дендрограммы для прочих сценариев строятся аналогичным образом. Перейдём к количественным оценкам.

4.3. Количественная оценка риска ЧС

4.3.1. Оценка вероятности возникновения источников (инициации) ЧС

Оценка риска нанесения ущерба в результате чрезвычайной ситуации в общем случае выполняется в три этапа:

термическое

поражение

персонала

разгерметизация пролив возгорание возгорание возгорание

автоцистерны бензина пролива бензина не потушено автобензовоза

возгорание прочих соседних объектов

Рис. 4. Дерево событий для сценария «А»

П г

11В к

а) на первом этапе оценивается вероятность возникновения источника (инициации) ЧС Р1;

б) на втором - вероятность появления в определённой точке пространства поражающего фактора заданного уровня Рп;

в) на третьем - вероятность нахождения в данной точке пространства объекта нанесения ущерба (человека или иного объекта), Рш. Для стационарного объекта Рш = 1.

Тогда, с учётом независимости рассматриваемых событий, вероятность нанесения в результате ЧС ущерба заданного уровня рассматриваемому объекту Р может быть оценена по соотношению:

Р = Р1-Рп-РШ. (5)

Оценка вероятности реализации головного события для каждого из сценариев, исследованных в предыдущем разделе, осуществляется на основании соотношений теории надёжности.

Как известно из теории надёжности (см. ГОСТ 12.1.004-91 [4]), вероятность некоего со-

бытия С, появляющегося при одновременной реализации независимых событий а;, { = 1, 2, ...п (С = Л1пЛ2п...пЛп, т.е. события типа «И») вычисляется по соотношению:

Р{С} = П Р(а і },

і =1

(6)

где Р(а;} - вероятность события а;.

Возможна иная ситуация, когда некоторое событие О может произойти при реализации любого из событий В;, { = 1, 2, ...п (О = В1иВ2и...иВп, т.е. события типа «ИЛИ»). В этом случае:

Р(Б} = 1 -П (1-Р(М).

і=1

(7)

В свою очередь, вероятности Р(а;}, Р(Ъ;} могут быть оценены для периода нормальной эксплуатации (интенсивность отказов - постоянная величина) по формуле:

Р(аі} = 1 - е

-м,

(8)

1

взрыв паров пролива бензина

I

наличие пролива наличие источника

2 бензина 3 зажигания

разгерметизация цистерны автобензовоза

4

Рис. 5. Дерево отказов для сценария «Б»

И

Рис. 6. Дерево событий для сценария «Б»

п Р К 119

П

НР

где: 1. - интенсивность отказов 1-го элемента,

-1 1

ч ; ^ - общая продолжительность работы 1-го элемента за анализируемый период времени, ч.

Данные о надёжности оборудования можно найти в нормативно-технических документах или справочниках по надёжности.

Сценарии «А», «Б» и «В». Рассматриваемые в рамках данных сценариев события пронумерованы на дендрограммах.

Выполним оценку вероятности реализации событий на примере сценария «А» методами теории надёжности. Согласно рисунку 3 по (6):

Рх = Р2Р3Р4. (9)

Здесь и далее Рп обозначает то же, что Р{п}.

Р2 = Р5. (10)

Р3 = 1 - (1 - Р6) (1 - Р7) (1 - Рц). (11)

(12) (13)

Далее оценим величину Р2, равную Р5.

Общая продолжительность слива бензина из автоцистерны на разгрузочной площадке составляет (125-20) / (2,5-60) = 16,5 ч/год. Интенсивность отказа резервуара (цистерны) принимаем по табл. 4.

Таблица 4

Интенсивность отказов элементов согласно [22]

Рб = Рх<>.

Р4 = Р8Р9.

Наиме- нование элемента Интенсивность отказов ^-Ш^ч-1

Нижний предел Среднее значение Верхний предел

Резервуары нормального давления 0,2

Тогда: Р2 = Р5 = 1-е-0,2-=

= 1 - е-0,0000033 Ю 0,0000033 = 3,3-10—6 год-1.

Оценим вероятность Рб. Известно, что при движении диэлектрической жидкости возникает электризация. С целью исключения аварийных последствий статического электричества при всех сливо-наливных операциях нефтепродуктов согласно требованиям [15, 16] оборудование должно быть надёжно заземлено. На разгрузочной площадке имеется заземляющее устройство (ЗУ), снабжённое болтовым соединением, для крепления медного провода сечением 6 мм2 от корпуса автоцистерны.

Оценку вероятности события «ошибка персонала» (неподключение корпуса автоцистерны к ЗУ) выполним на основании данных, приведённых в Приложении 1 [23]. Так, согласно таблице П 1.4 указанного приложения вероятность безошибочного выполнения операции «ВЫПОЛНЕНИЕ ПУНКТА ИНСТРУКЦИИ» составляет 0,9915—0,9955, со средней величиной 0,9935. Следовательно, для вероятности человеческой ошибки Р10 можно принять значение 0,0065.

Тогда Р6 = Р10 = (1 - 0,9935) = 0,0065.

Далее, на АЗС используются два огнетушителя: ОП-50. Вероятность отказа огнетушителя можно приравнять к вероятности отказа его клапана. Согласно [4] средняя интенсивность отказа задвижки клапана равна 5-10-6 год-1.

Тогда Р8 = Р9 = 1 - е-5 10-6 8760 = 1 - е-°,°438 * * 0,044 год-1.

С учётом наличия резервного огнетушителя Р4 = Р8Р9 = 0,0019 год-1.

Прежде чем оценить Р7, необходимо оценить размер области пространства с «опасной» концентрацией паров бензина в случае его утечки. Для ЛВЖ геометрически зона, ограниченная НКПР паров, будет представлять собой цилиндр с основанием радиусом КНКПР и высотой 2НКПР при высоте источника паров ЛВЖ.

Согласно [6] радиус зоны КНКПр для паров ЛВЖ, ограничивающие область концентраций, превышающих НКПР, рассчитывается по формуле:

. 0,813

РНКПР = М5^

V СНКПР

шп

-, м, (14)

где: тп - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг; рп - плотность паров ЛВЖ при расчётной температуре и атмосферном давлении, кг/м3; Рн - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчётной температуре, кПа. Для расчётной температуры плюс 40 °С (температура дорожного покрытия разгрузочной площадки) Рн было выше оценено величиной 40 кПа (40% об.); К — коэффициент (для ЛВЖ К = Т/3600), где Т — продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с; СНКПР — нижний концентрационный предел распространения пламени паров ЛВЖ, % (об.), для паров бензина 1,1 %.

Верхняя граница зоны «опасных концентраций» ^НКПр согласно [6]:

, 0,813

-НКПР

= 0,12-Ук

'НКПР

м.

(15)

Далее, интенсивность испарения кг/(с-м2), для не нагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ, при отсутствии данных, допускается рассчитывать по формуле приложения И [6] (справедливой в диапазоне температур от минус 50 до плюс 40 °С):

(16)

= 10 -6 п/МРн,

где: п — коэффициент, принимаемый по табл. 5 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; М — молярная масса ЛВЖ, г/моль; Рн - давление насыщенного пара при расчётной температуре жидкости, кПа.

Таблица 5

Величина поправочного коэффициента на скорость ветра, [6]___________________________

Скорость воздушного потока, м/с Значение коэффициента ^ при температуре 1, ° С, воздуха

10 15 20 30 35

0,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

0,1 3,0 2,6 2,4 1,8 1,6

0,2 4,6 3,8 3,5 2,4 2,3

0,5 6,6 5,7 5,4 3,6 3,2

1,0 10,0 8,7 7,7 5,6 4,6

Согласно Приложению 3 [19] для молекулярной массы летнего автомобильного бензина можно принять значение М = 98 г/моль. Тогда для наихудших условий (скорость ветра 1,0 м/с):

М = 10 -6 4,6 л/96-40 = 0,00183 кг/м2с.

Территория АЗС расположена на ровном участке местности, по периметру разгрузочной площадки смонтированы дренажные лотки, забранные металлическими решётками, которые перехватят аварийный пролив бензина.

Оценим продолжительность испарения бензина. Согласно [27] при свободном растекании 1 л бензина на бетонную поверхность образуется пятно площадью 0,67 м2. Следовательно, на каждом кв. м бетонной поверхности будет удержано т1 = 1/0,67 = 1,5 л бензина, или, при плотности 0,75 кг/л, 1,125 кг (как при свободном растекании, поскольку излишки бензина утекут в дренажную систему). Тогда оценка продолжительности испарения даёт величину:

т = т.. и2! . 625 с.

М 0,0018

С учётом площади площадки для разгрузки автоцистерн масса паров бензина в облаке ТВС тп = 1,125-30 = 33,75 кг.

Плотность паров бензина рп при расчётной температуре 1р может быть определена согласно Приложению А [6]:

Р П

м

V» -(1 + 0,00367^)

=__________98__________

22,41-(1 + 0,00367-40)

Окончательно,

= 3,81кг / м

Кнкнр = 3,1^614/36001 40

33,75 3,81- 40

0,333

= 14,66 м;

11

2нкнр = 0,127614/3600111

0,813

0,813

33,75 3,81- 40

0,333

= 0,56 м.

Выше было показано, что автоцистерна на разгрузочной площадке находится в зоне Б существующей молниезащиты. Однако область взрывоопасных концентраций паров бензина, возникающая в результате разгерметизации автоцистерны, не защищена от ПУМ. Согласно [4] число возможных ПУМ в объекты круглой формы можно оценить по формуле:

N

= (2Я + 6Н)2 пу 10-6,

(17)

где: Н - наибольшая высота объекта, м; Я - радиус объекта, м; пу - среднее число ударов молнии на 1 км2 земной поверхности.

Чтобы оценить число возможных попаданий ПУМ в область взрывоопасных концентраций паров бензина, следует учесть:

а) плотность ударов молнии для г. Энска пу = = 4,02 км-2 год-1;

б) геометрические размеры области: цилиндр радиусом 14,66 м и высотой 0,56 м;

в) возможную продолжительность существования этой области в течение года - 16,5 ч/год. Тогда, согласно (17):

Р8 = Му.м. = 10-6 -(2-14,66 + 6-0,56)2 х х4,02-16,5 /8760 = 8,0-10 -6 год-1.

Однако корректно оценить методами теории надёжности вероятность события Р3 не представляется возможным из-за наличия труднопрогнозируемого события Рп (фрикционные искры от удара металлического предмета, курение, диверсия и т.п.). Следует учесть, что неоп-ределённость, присущая использованным методам теории надёжности, в рассматриваемом случае достаточно велика (несколько порядков величины) из-за присутствия подобного рода труднопрогнозируемых событий.

Более реалистично вероятность развития событий можно оценить с использованием табл. 3, основанной на статистике реальных аварий на отечественных объектах нефтепродуктообеспе-чения.

Тогда: а) для сценария «А» в качестве вероятности реализации примем величину 0,2-Р2 = = 0,2-3,3-10-6 = 6,6-10-7 год-1;

б) для сценария «Б» - 0,2-3,3-10-6 = 6,6-10-7 год-1;

П

НР

К 121

X

X

X

X

в) для сценария «В» - 0,1-3,3-10-6 = = 3,310-7 год-1.

Для сценариев «Г»-«Д» оценка вероятности производится аналогично.

Сценарий «Е». Предварительно рассмотрим работу дыхательного клапана резервуара. В верхней части дыхательной трубки резервуаров с ГСМ на АЗС смонтированы дыхательные клапаны типа СМДК-50. Это клапан нормально закрытого типа, имеющий следующие характеристики:

• диаметр проходного сечения - 50 мм;

• избыточное давления открытия - 2 кПа;

• давление разрежения открытия - 0,25 кПа.

Учитывая, что резервуары с ГСМ заглублены,

температура паров бензина не может превысить плюс 15 °С. Вычислим давление насыщенных паров бензина при расчётной температуре плюс 15 °С: ^Рн = 4,2 - 680/(222 + 15) = 1,33 ^ Рн = = 21,4 кПа (21,1% об.). Избыточное давление

2 кПа в резервуаре РГО-24 при изотермических условиях будет создано ТВС объёмом 0,48 м3.

Плотность паров бензина при расчётной температуре, кг/м3;

М

Р П

V»-(1 + 0,00367 - Ц) 98

(18)

= 4Д4 кг /м

22,41 • (1 + 0,00367-15)

Линейную скорость выхода паров бензина через СМДК-50 ю, м/с, под действием среднего избыточного давления АР = 1000 Па, можно рассчитать по уравнению:

2

АР =

рю

где р

(19)

плотность ТВС, равна 1,29 0,79 +

2

+ 4,14-0,21 = 1,89 кг/м3. Следовательно,

ю =

2 АР

2 1000 1,89

= 32,53м/с.

При площади «живого» сечения клапана

~4

= 0,00196 м2

п

НР

122 К

средняя объёмная скорость выхода ТВС из клапана составляет 0,064 м3/с. А с учётом плотности и объёмной концентрации паров бензина в резервуаре усреднённый массовый выброс бензина - 0,064-0,21-4,14 = 0,055 кг/с. Среднюю продолжительность открытого состояния клапана СМДК-50 можно оценить величиной 0,48/0,064 = 7,5 с. За это время в атмосферу поступит 0,055-7,5 = 0,41 кг паров бензина.

Удельная скорость испарения бензина в резервуаре по (5.14) с учётом табл. 5:

М= 10-6-1,0-Т98-21,1 = 0,00021 кг/м2с.

Учитывая геометрические размеры РГО-24, среднюю площадь зеркала испарения бензина в резервуаре принимаем равной 10 м2. Тогда массовая скорость испарения при температуре плюс 15 °С составит в среднем 0,00021-10 = = 0,0021 кг/с. Эта величина соответствует объёмной скорости 0,0021/4,14 = 0,0005 м3/с образования паров бензина в резервуаре. Отсюда можно ориентировочно оценить продолжительность закрытого состояния клапана СМДК-50 при «малом дыхании» - 0,48/0,0005 = = 960 с.

Таким образом, продолжительность одного цикла 960 + 7,5 * 968 с. В течение суток будет наблюдаться 24-3600/968 = 89 циклов. Общая продолжительность открытого состояния клапана в течение суток 7,5-89/3600 = 0,185 ч, а в течение года - 67,7 ч/год.

Взрывоопасная зона паров ТВС при срабатывании СМДК-50 согласно [15] представляет собой цилиндр диаметром 3,0 м и высотой 2,5 м, расположенный над его выходным отверстием. Выше было показано, что дыхательные клапаны резервуаров находятся в зоне Б защиты от ПУМ. С учётом этих обстоятельств вероятность попадания ПУМ в рассматриваемую область оценим по (17):

^.м = 10

-6-[2-3+6-(4,5+2,5)]2х х4,02-67,7-(1-0,95)/8760 = 3,56-10-6.

Следовательно, вероятность события «Е» равна 3,610-6 год-1.

Аналогичные оценки для резервуара с дизельным топливом показывают, что масса его паров при каждом открытии СМДК-50 не превышает нескольких граммов, поэтому данный сценарий не рассматривается в качестве источника ЧС.

Оценка вероятности сценариев «Ж»-«К» выполняется аналогично сценариям «А»-«Б», «Г»-«Д».

Результаты расчётов раздела 4.3 приведены в табл. 6.

Таблица 6

Вероятности возникновения источников техногенных чрезвычайных ситуаций

Обознач. сценария Источники техногенных чрезвычайных ситуаций Вероятн., год-1

А Пожар разлития бензина на разгрузочной площадке при разгерметизации автобензовоза 6,6-10-7

Б Взрыв паров бензина на разгрузочной площадке при разгерметизации автобензовоза 6,6-10-7

Обознач. сценария Источники техногенных чрезвычайных ситуаций Вероятн., год-1

В «Огненный шар» на разгрузочной площадке при проливе бензина из автобензовоза 3,6 10-7

Г Пожар разлития дизельного топлива на разгрузочной площадке при разгерметизации автоцистерны 1,7 -10-6

д Взрыв паров дизельного топлива на разгрузочной площадке при разгерметизации автоцистерны 1,7 -10-6

Е Взрыв паров бензина при «малом дыхании» резервуара 3,6 10-6

ж Пожар разлития бензина на заправочной площадке 2,2 -10-7

З Пожар разлития дизельного топлива на заправочной площадке 5,5 -10-7

И Взрыв паров бензина на заправочной площадке 2,2 -10-7

К Взрыв паров дизельного топлива на заправочной площадке 5,5 -10-7

В ГОСТ Р 12.3.047-98 [6] приведены два критерия приемлемого риска:

а) параметр «индивидуальный риск», определяемый как вероятность (частота) возникновения опасных факторов пожара и взрыва, возникающих при аварии в определенной точке пространства. Согласно [6] эксплуатация технологических процессов является недопустимой, если индивидуальный риск превышает 10-6 год-1. Согласно выполненным оценкам, эксплуатация рассматриваемой АЗС является допустимой, поскольку индивидуальный риск не превышает нормативную величину 10-6 год-1;

б) параметр «социальный риск», определяемый как вероятность поражения определённого числа людей опасными факторами, возникающими при реализации ЧС. В качестве порога приемлемого социального риска принята величина 10-5 год-1.

Для оценки социального риска необходимо выполнить расчёты пространственного распределения поражающих факторов, возникающих при рассматриваемых сценариях ЧС.

4.3.2. Оценка уровней поражающих факторов

ЧС

Оценим «поля потенциального риска», т.е. пространственное распределение вероятности

возникновения поражающих факторов заданного уровня Рп (в терминологии п. 4.3.1), возникающих при реализации всех вышеперечисленных сценариев ЧС. Это будет сделано с использованием расчётных соотношений, действующих нормативно-технических документов [6, 11].

Сценарии «А» (пожар пролива бензина на разгрузочной площадке)

Таблица 7 Перечень основных параметров

Наименование параметра Основание Значение параметра

Исходные данные

вид ГСМ бензин автомобильный

подстилающая поверхность бетон

расчётная температура. °С +40

площадь пролива, м2 30

удельная скорость испарения бензина, кг/м2 0,00183

продолжительность испарения, с 630

масса паров в облаке ТВС, кг 34

плотность паров, кг/м3 3,81

Расчётные параметры по Приложению В [6]

эффективный диаметр а, м (В.2) 3,18

высота пламени Н, м (В.3) 11,9

среднеповерхностная плотность теплового излучения Бг, кВт/м2 таблица В.1 60

массовая скорость выгорания тв, кг/м2 таблица В.1 0,06

Рис. 7. Зависимость интенсивности теплового потока пожара пролива, кВт/м2, от расстояния до его центра,м

Сценарии «Б» (взрыв паров пролива бензина)

Таблица 8 Перечень основных параметров

Наименование параметра Основание Значение параметра

Исходные данные

вид ГСМ бензин автомобильный

масса паров в облаке ТВС, кг 34

Расчётные параметры, по Приложению Е [6]

коэффициент участия Ъ п.Е.1 0,1

удельная теплота сгорания Р, Дж/кг 43240

приведённая масса паров, кг п.Е.1 32,53

3500.0

3000.0

2500.0

2000.0

1500.0

1000.0 500,0

0,0

2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10

Рис. 8. Графики зависимости избыточногодавления взрыва, кПа, от расстояния до эпицентра, м

П

НР

Рис. 9. Графики зависимости импульса взрыва, Па-с, от расстояния до эпицентра, м

Сценарии «В» (образование «огненного шара» на месте пролива бензина)

Таблица 9 Перечень основных параметров

Наименование параметра Основание Значение параметра

Исходные данные

вид ГСМ бензин автомобильный

масса паров в облаке ТВС, кг 34

Расчётные параметры, по Приложению Д [6]

эффективный диаметр, м п. Д.1 16,8

высота центра шара, м п. Д.1 8,4

продолжительность существования шара, с п. Д.1 2,7

Рис. 10. График зависимости теплового излучения «огненного шара» от расстояния до его центра, м

Рис. 11. График зависимости индекса дозы теплового излучения от расстояния до его центра, м

Сценарии «Е» (взрыв паров бензина «малого дыхания»)

Таблица 10 Перечень основных параметров

Наименование параметра Основание Значение параметра

Исходные данные

вид ГСМ бензин автомобильный

масса паров в облаке ТВС, кг 0,41

Расчётные параметры, по Приложению Е [6]

коэффициент участия Ъ п.Е.1 0,1

удельная теплота сгорания Р, Дж/кг 43240

Наименование параметра Основание Значение параметра

приведённая масса паров, кг п.Е.1 0,39

120,0 -100,0 -

0,0 -І----------,--------,-------,--------,--------,-------,--------,--------,-------,--------,--------,-------,--------,--------,-------,--------

2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10

Рис. 12. Графики зависимости избыточного давления взрыва, кПа, от расстояния до эпицентра, м

Рис. 13. График зависимости импульса взрыва, Па-с, от расстояния до эпицентра, м

Для остальных сценариев количественные оценки выполняются аналогичным образом.

5. Оценка последствий реализации сценариев развития ЧС

Предварительно приведём в табличной и графической форме критерии воздействия поражающих факторов ЧС на людей и материальные объекты (табл. 11 — 13, рис.14).

При величине теплового потока 85 кВт/м2 воспламенение наступает через 3-5 с.

Таблица 11

Предельно допустимая интенсивность теплового излучения пожара пролива ЛВЖ, [6]

Степень поражения Интенсивность теплового излучения, кВт/м2

Без негативных последствий в течение длительного времени 1,4

Безопасно для человека в брезентовой одежде 4,2

Непереносимая боль через 20-30 с Ожог 1-й степени через 15-20 с Ожог 2-й степени через 30-40 с Воспламенение хлопка-волокна через 15 мин 7,0

Непереносимая боль через 3-5 с Ожог 1-й степени через 6-8 с Ожог 2-й степени через 12-16 с 10,5

Воспламенение древесины с шероховатой поверхностью (влажность 12 %) при длительности облучения 15 мин 12,9

Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской по строганой поверхности; воспламенение фанеры 17,0

Таблица 12

Критические плотности падающих лучистых потоков, вызывающих возгорание различных материалов

за различное время, [11]

Материал Тепловой поток, вызывающий воспламенение некоторых материалов за определённое время, кВт/м2

15 180 300 900

Древесина 43 19 17 14

Кровля мягкая 46 — - -

Парусина 36 — — -

Конвейерная лента 37 - - -

Резина автомобильная 23 22 19 15

Слоистый пластик - 22 19 15

П

НР

%

100

80

60

40

20

О

Ю' 2 4 б 8 10* 2 4 6 8 10* -1-

Рис. 14. Процент смертельных исходов в зависимости от индекса дозы теплового излучения «огненного шара», [11]

Таблица 13

Предельно допустимое избыточное давление при сгорании газо-, паровоздушных смесей в

помещениях или в открытом пространстве, [6]

Степень поражения Избыточное давление, кПа

Полное разрушение зданий 100

50%-ное разрушение зданий 53

Средние повреждения зданий 28

Умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.) 12

Нижний порог повреждения человека волной давления 5

Малые повреждения (разбита часть остекления) 3

6. Анализ результатов оценки риска

В расчётно-пояснительной записке проанализирован риск возникновения и развития чрезвычайных ситуаций на АЗС. Всего рассмотрено десять сценариев:

• термическое поражение персонала, возгорание автоцистерны и прочих объектов в результате пожара, вызванного проливом бензина из автоцистерны на разгрузочной площадке и возгоранием пролива;

• барическое поражение персонала, повреждение автоцистерны и прочих объектов в результате объёмного взрыва топливовоздушной смеси (ТВС) паров бензина на разгрузочной площадке, возникшего в результате разгерметизации автоцистерны;

• термическое поражение персонала, возгорание автоцистерны и прочих объектов из-за действия теплового излучения «огненного

шара», вызванного проливом бензина из автоцистерны на разгрузочной площадке и возгоранием облака ТВС;

• термическое поражение персонала, возгорание автоцистерны и прочих объектов в результате пожара, вызванного проливом дизельного топлива из автоцистерны на разгрузочной площадке и возгоранием пролива;

• барическое поражение персонала, повреждение автоцистерны и прочих объектов в результате объёмного взрыва ТВС паров дизельного топлива на разгрузочной площадке, возникшего в результате разгерметизации автоцистерны;

• барическое поражение людей, зданий и прочих объектов в результате объёмного взрыва ТВС, образовавшейся при «малом дыхании» резервуара с бензином;

• термическое поражение персонала АЗС, водителей и пассажиров, возгорание заправляющихся автотранспортных средств и прочих объектов в результате пожара, вызванного проливом бензина на заправочной площадке и его возгоранием;

• термическое поражение АЗС, водителей и пассажиров, возгорание заправляющихся автотранспортных средств и прочих объектов в результате пожара, вызванного проливом дизельного топлива на заправочной площадке и его возгоранием;

• барическое поражение людей, зданий и прочих объектов в результате объёмного взрыва ТВС, образовавшейся вследствие пролива бензина на заправочной площадке;

• барическое поражение людей, зданий и прочих объектов в результате объёмного взрыва ТВС, образовавшейся вследствие пролива дизельного топлива на заправочной площадке.

Для вышеперечисленных сценариев с помощью построения деревьев отказов и деревьев событий, опираясь на методический аппарат теории надёжности, оценены вероятности возникновения ЧС.

Согласно требованиям [10] количественно риск оценивается для наиболее вероятного и наиболее опасного сценариев развития ЧС.

Анализ таблицы 6 показывает, что:

а) наиболее вероятным является сценарий «Е» (взрыв паров «малого дыхания» резервуара с бензином), вероятность реализации оценена величиной 3,6 -10—6 год-1.

б) наиболее опасным - сценарий «Б» (взрыв паров бензина после полной разгерметизации автоцистерны на разгрузочной площадке, вероятность события оценена величиной

6,6 -10-7 год-1.

Количественно риск оценивается параметром «степень риска» по соотношению (1). Величину ущерба будем оценивать с учётом указаний [13].

6.1. Оценка степени риска наиболее вероятного сценария

Анализируя последствия развития событий по сценарию «Е» (см. табл. 10, 13, рис. 12), можно заключить, что возможный объёмный взрыв вызовет:

а) поражение людей лёгкой степени (контузия) в радиусе до 15 м. Консервативно (в наихудшем случае) количество пострадавших можно оценить тремя человеками;

б) незначительные повреждения зданий и прочих материальных ценностей (автомобилей, оборудования АЗС) будет наблюдаться в радиусе 22 метров от эпицентра взрыва.

Таким образом, гуманитарный ущерб для данного сценария не оценивается, материальный ущерб экспертно можно оценить величиной 5000 рублей.

Степень риска наиболее вероятного сценария:

Янв = 3,6'10-6-5,0'103 = 0,018 рублей/год.

6.2. Оценка степени риска наиболее опасного сценария

Анализ последствий развития сценариев, расчёт которых выполнен выше, показывает, что наиболее масштабные последствия будут наблюдаться при развитии событий по сценарию «Б», поскольку при этом масса паров в облаке ТВС наибольшая— 34 кг.

Согласно табл. 8 и 13, рис. 8 и 9:

а) все люди, находящиеся на открытой местности, в радиусе 15 метров, погибнут. Это персонал АЗС (два человека), водитель автоцистерны и четыре человека из числа водителей и пассажиров. Таким образом, консервативно число жертв можно оценить семью погибшими;

б) взрывной волной будет разрушено здание АЗС, наземное оборудование, нанесено повреждение автоцистерне и заправляющимся автомобилям.

Гуманитарный ущерб. Согласно Методике [14], согласованной с МЭРТ РФ и МФ РФ, денежный эквивалент ущерба от гибели одного человека составляет 2000 МРОТ. При МРОТ, равной 1 100 рублей, это составляет 2 200 000 рублей, 2,2-106 рублей. При семи погибших денежный эквивалент равен 1,54 107 рублей.

Материальный ущерб. С учётом остаточной стоимости здания и оборудования АЗС прямой ущерб в результате воздействия воздушной ударной волны (ВУВ) можно оценить величиной 5,0-105 рублей. Косвенный ущерб складывается из недополученной прибыли, выплачиваемой заработной платы и неустойки, а также расходов на восстановление АЗС. Совокупный косвенный ущерб составит ориентировочно 2,5107 рублей.

Общий ущерб. С учётом отмеченных обстоятельств денежный эквивалент общего ущерба от воздействия ВУВ составит 1,54 107 + 5,5 105 + + 2,5 107 = 4,1 107 рублей.

Степень риска наиболее опасного сценария: Кнв = 6,6-10-7-4,1'107 = 27,0 рубля/год.

При этом вероятность гибели персонала (социальный риск для персонала) по совокупности сценариев (в силу их независимости) может быть оценен по соотношению (6.1):

^.п. = 1 -П(1 - кг.п.а (6Л)

1=1

где: Ягп1 - социальный риск гибели персонала при реализации 1-го сценария:

Яг п 1 (сценарий «А») = 0;

Яг п 2 (сценарий «Б») = 6,6 10-7;

Яг п 3 (сценарий «В») = 3,3-10-7;

Яг п 4 (сценарий «Г») = 0;

Яг. п.5 (сценарий «Д») = 1,7-10-7;

Яг п 6 (сценарий «Е») = 0;

Яг п 7 (сценарий «Ж») = 0;

Яг п 8 (сценарий «З») = 0;

Яг п 9 (сценарий «И») = 2,2-10-7;

Яг п 10 (сценарий «К») = 5,5-10-7;

В итоге, Яг п = 1 - (1 - 6,610-7) (1 - 3,3-10-7)х х(1 -1,7'10-'7)-(1 - 2,210-7) (1 - 5,5-10-7) = = 1,9'10-6 год-1.

Согласно ГОСТ Р 12. 3 . 047-98 [6] социальный риск определяется как зависимость вероятности (частоты) возникновения событий, состоящих в поражении определенного числа людей, подвергшихся поражающим воздействиям пожара и взрыва, от числа этих людей и характеризует масштаб пожаровзрывоопасности . Социальный риск оценивается по поражению не менее десяти человек . Эксплуатация технологических процессов является недопустимой, если социальный риск больше 10-5 год-1 .

Таким образом, выполненные оценки показывают, что риск гибели людей в результате чрезвычайных ситуаций на АЗС является приемлемым, поскольку не превышает нормативную величину 10-5 год-1.

Возможное число погибших составляет максимально 8 человек, т . е . не превышает 10 человек, следовательно, в этом случае согласно п . 4 приложения Ш ГОСТ Р 12.3.047-98 [6], социальный риск гибели персонала в виде Б/М-диаграм-мы не строится.

Заключение

В расчётно-пояснительной записке к паспорту безопасности АЗС выполнена оценка риска для десяти сценариев развития техногенных чрезвычайных ситуаций. Анализ результатов расчётов показал, что риск гибели людей находится в зоне контролируемого риска, не превышает допустимых значений.

В разработке мероприятий по уменьшению риска нет необходимости.

Методология риск-анализа в настоящее время начинает широко применяться в области управления безопасностью, т.к. является методом достаточно объективным, позволяющим ранжировать опасности и принимать оптимальные решения в условиях ограниченности финансовых и материальных ресурсов. При этом следует отдавать себе отчёт, что получаемые в процессе риск-анализа оценки не являются абсолютно точными в силу разных обстоятельств: из-за неточности и недостаточности исходных данных, неопределённости параметров интенсивности отказов, неучёта технического состояния элементов технической системы, а главным образом - вероятности отказа, связанной с человеческим фактором (операторы АЗС).

Тем не менее, не взирая на эти очевидные недостатки, методология анализа риска на сегодняшний день является наилучшим и наиболее перспективным методом объективной оценки безопасности населения, персонала, материальных ценностей и экосистем.

Литература

1. Федеральный закон «О защите населения и территории от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» № 68-ФЗ от 21.12.94 г.

2. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21.07.97 г.

3. ГОСТ Р 51901-2002 Управление надёжностью. Анализ риска технологических систем.

4. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

5. ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ. Пожаровзрывоопас-ность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

6. ГОСТ Р 12.3.047-98 ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

7. ГОСТ Р 22.0.05-94 БЧС. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения.

8. ГОСТ Р 22.0.08-96 БЧС. Техногенные чрезвычайные ситуации. Взрывы. Термины и определения.

9. РД 03-418-01 Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов.

10. Приказ МЧС РФ от 4.11.2004 г. № 506 «Об утверждении типового паспорта безопасности опасного объекта».

11. Методика оценки последствий аварий на пожаровзрывоопасных объектах -М.: МЧС РФ, 1994.

12. РД-03-409-01 Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей.

13. РД 03-496-02 Методические указания по оценке ущерба от аварий на опасных производственных объектах.

14. Методика определения размера вреда, который может быть причинён жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнического сооружения Утв. Приказом МЧС России от 15.08.2003 г. № 482/173.

15. ПБ 09-540-03 Общие правила взрывобезопасно-сти для взрывоопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств.

16. НПБ 111-98* Автозаправочные станции. Требования пожарной безопасности.

17. НПБ 105-03 Нормы пожарной безопасности. Определение категории помещений зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

18. РД 34.21.122-87 Инструкция по устройству мол-ниезащиты зданий и сооружений.

19. Пособие по применению НПБ 105-95. - М., ВНИИПО МВД РФ, 1996.

20. Правила устройства электроустановок. 6-е издание. - СПб, 1999. - 926 с.

21. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Требования к текстовым документам.

22. Надёжность и эффективность в технике: Справочник в 10 т. /ред. совет В.С. Авдуевский (пред.) и др. М.:Машиностроение. Т. 10: Справочные данные по эксплуатации и характеристикам надёжности /под ред. Кузнецова А.А. (1990).

23. Белов П.Г. (2003) Системный анализ и моделирование опасных процессов в техносфере, М.:Издательский дом «Академия».

24. Волгушев А.Н., Сафонов А.С., Ушаков А.И. (2001) Автозаправочные станции. Оборудование. Эксплуатация, СПб: ДНК.

25. Взрывные явления. Оценка и последствия: в 2 кн. /Бейкер У., Кокс П., Уэйстайн П. (1986), М.: Мир.

26. Моделирование пожаров и взрывов /под ред. Брушлинского Н.Н., (2000), М.: Пожнаука.

27. И.С. Таубкин (1999). Пожаровзрывобезопасность автомобильных сливо-наливных эстакад и экспертный анализ нормативно-технических документов, её регламентирующих, М.: РФЦ судебной экспертизы МЮ РФ.

П

ПР______