Об опыте использования программного комплекса ТОКСИ+Risk в учебном процессе РХТУ имени Д.И. Менделеева Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева Кафедра компьютерно-интегрированных систем в химической технологии ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности» Докладчики: Профессор кафедры компьютерно-интегрированных систем в химической технологии (КИС ХТ) РХТУ им. Д.И. Менделеева, д.т.н., профессор Савицкая Т.В. Заведующий кафедрой КИС ХТ РХТУ им. Д.И. Менделеева, д.т.н., профессор Егоров А.Ф. Разработчик программного комплекса ТОКСИ+Risk. к.т.н. Агапов А.А.

В настоящее время в Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева ведется подготовка дипломированных специалистов по 57 образовательным программам высшего профессионального образования по направлениям (специальностям/профилям) подготовки специалистов (4-6 курсы), бакалавров (1-3 курсы) и магистров (1-2 года): Бакалавры, магистры: Техносферная безопасность Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии Специалисты: Безопасность технологических процессов и производств Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов Основные процессы химических производств и химическая кибернетика 2

экологическая и промышленная безопасность; анализ риска и последствий химических аварий; прогнозирование и управление качеством окружающей среды и безопасностью химических производств; моделирование и проектирование многоассортиментных экологически чистых и безопасных химических производств; разработка автоматизированных систем обучения и контроля знаний с использованием сетевых технологий и средств удаленного доступа. 3

Система управления контентом (CMS – Content Management System) MediaWiki 1.5+ CMS Media Wiki 1.5+ Система управления обучением LMS (Learning Management System – система управления обучением в дистанционном режиме) Модульная объектно-ориентированная динамическая учебная Moodle 1.6+ (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment ) Справочные материалы по химической безопасности Контроль знаний по разделу экологической безопасности Самоконтроль и тестирование Лекции по экологической безопасности Междисциплинарная автоматизированная система обучения (АСО) Учебно-методический комплекс (УМК) Автоматизированный лабораторный комплекс (АЛК) 4

55 Издания кафедры КИС ХТ в области безопасности и анализа риска Егоров А.Ф., Савицкая Т.В. Анализ риска, оценка последствий аварий и управление безопасностью химических, нефтеперерабатывающих и нефтехимических и производств. – М.: Химия, КолосС, – 526 с. (Гриф «Допущено Учебно- методическим объединением вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Безопасность жизнедеятельности») 1.Егоров А.Ф., Савицкая Т.В. Управление безопасностью химических производств на основе новых информационных технологий. – М.: Химия, КолосС, c.: ил.- (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений) (Гриф: Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов «Безопасность жизнедеятельности»)

Опыт сотрудничества кафедры компьютерно- интегрированных систем в химической технологии (КИС ХТ) Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева с ГК «Промышленная безопасность» по организации производственной и преддипломной практики студентов С 2009 по 2013 гг. в ГК «Промышленная безопасность» организуется производственная и преддипломная практика студентов кафедры КИС ХТ. За это время практику прошли около 30 студентов. Целями и задачами практики является закрепление студентами полученных теоретических знаний, умений и навыков в области анализа риска, оценки последствий аварий опасных производственных объектах химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газоперерабатывающей промышленности и получение новых навыков практической реализации программных модулей, информационных систем, информационно- обучающих систем. 6

Основные направления деятельности студентов на производственной и преддипломной практиках ГК «Промышленная безопасность» Основные направления деятельности студентов на производственной и преддипломной практиках ГК «Промышленная безопасность» Сбор информации и данных Ростехнадзора об имевших место авариях на опасных производственных объектах; Изучение состояния вопроса по совершенствованию нормативной базы в области промышленной безопасности; Разработка программных модулей (радиационный выброс, методика ТОКСИ, эвакуация, расчет величин пожарного риска, автоматизация документооборота); Изучение функциональных возможностей и разработка обучающих модулей и вопросов для проверки знаний специалистов эксплуатирующих организаций химической и смежных отраслей промышленности в обучающих информационных системах (ОЛИМП: ОКС (разработчик консалтинговая группа «Термика»), НАМЦ (разработчик ЗАО «Научно- технический центр исследований проблем промышленной безопасности»)); 7

Основные направления деятельности студентов на производственной и преддипломной практиках Основные направления деятельности студентов на производственной и преддипломной практиках Разработка структур и реализация баз данных с использованием интернет- технологий (БД информационных бюллетеней Ростехнадзора, электронных версий журнала «Безопасность труда в промышленности» за весь период их изданий с 1932 по 2012 гг.); Исследование функциональных возможностей и разработка руководства пользователей программного комплекса FLACS (Flame Acceleration Simulator) для моделирования последствий аварий со взрывами газов, рассеиванием газовых облаков и многофазных разливов с учетом сложной геометрии окружающего пространства (разработчик компания Gex Con AS, Норвегия); Тестирование и изучение функциональных возможностей новых версий программного комплекса ТОКСИ+Risk (разработчик ЗАО «Научно- технический центр исследований проблем промышленной безопасности»); Помощь в проведении практических семинаров и вебинаров, организуемых ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности». 8

разработчик ЗАО НТЦ ПБ Другие модули: Модуль «ТОКСИ» Состав программного комплекса ТОКСИ +Risk (версии 4.2.0) Модуль «Пожар-пролива» Модуль «Взрыв ТНТ» Модуль «Взрыв ТВС» Модуль «Время эвакуации» Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно- воздушных смесей (РД ) Методические указания по оценке последствий аварийных выбросов опасных веществ (РД-03-26–2007) Методика оценки последствий химических аварий (ТОКСИ-2) Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств (Приложение 2 ПБ ) Модуль «Факел» Модуль «ОНД-86» Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах 2009 Модуль «Огненный шар» ТОКСИ-2 ТОКСИ-3 Модуль «Радиационный выброс» Модуль «Категорирование помещений» Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах 2009, 2010 (Приложение В) Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах 2009 (Приложение Д ) Правила устройства и безопасной эксплуатации факельных систем (Приложение ПБ ) Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД–86) Модуль «Методика ГОСТ Р » 9

10 Методическое пособие по расчету последствий возможных аварий и оценке риска на опасных производственных объектах с использованием программного комплекса ТОКСИ+Risk. А.А. Агапов, А.В. Дементиенко, А.Ф. Егоров, Л.А. Запасная, А.Ю. Клименко, М.Г. Курбатова, П.Г. Михайлова, С.А. Никитин, Т.В. Савицкая, А.С. Софьин, И.О. Хлобыстова / под общ. Ред. А.Ф. Егорова // Колл.авт.- М.: Закрытое акционерное общество Научно- технический центр исследований проблем промышленной безопасности, – 326 c.

11

12

13

14

15

16 Ход расчета в ПК Токси+ Risk Задание исходных данных (для сценария с полным разрушением оборудования) Для сценария с разгерметизацией оборудования

Нанести изолинии пороговых и смертельных токсодоз на ситуационный план. Ход расчета в ПК ТОКСИ+ Risk ТОКСИ-2 ТОКСИ-3 17

Модуль «Взрыв ТВС» Исходные данные: Оценить последствия аварии со взрывами топливно-воздушных смесей (ТВС) при разрушении оборудования с горючим газом и при разрушении оборудования с гетерогенной ТВС. Бензин: Удельная теплота сгорания, МДж/кг:46,74 Стехиометрическая концентрация, кг/м3:0,07329 Класс чувствительности: Средне-чувствительные вещества Агрегатное состояние:Гетерогенное Концентрация горючего, кг/м3:Равна стехиометрической Масса горючего, кг:5888 Окружающее пространство:Сильно загроможденное пространство Пропан: Удельная теплота сгорания, МДж/кг:47,54 Стехиометрическая концентрация, кг/м3:0, Класс чувствительности:Чувствительные вещества Агрегатное состояние:Газовое Концентрация горючего, кг/м3:Равна стехиометрической Масса горючего, кг:4072 Окружающее пространство:Сильно загроможденное пространство Часть данных по веществам содержится в базе данных программы, остальные исходные данные вводит пользователь Определить: –Детерминированные критерии поражения; –Вероятность поражения на 100м от эпицентра взрыва; –Получить графические зависимости поражения и нанести зоны поражения на план объекта; –Полученные результаты проверить ручным расчетом и сделать выводы. 18

Ввод данных и результаты расчета в ПК ТОКСИ+ Risk Программа позволяет определить как детерминированные критерии поражения, так и вероятности поражения на заданном расстоянии. 19

Графическое представление результатов в ПК ТОКСИ+ Risk Зависимость вероятности поражения от расстояния для бензина Результаты расчета можно вывести на план, где зоны поражения будут обозначены изолиниями различных цветов 20

21 Моделирование пожаров огненных шаров при авариях на типовом оборудовании и установках опасных производственных объектов Моделирование пожаров огненных шаров при авариях на типовом оборудовании и установках опасных производственных объектов Исходные данные С использованием модуля «Огненный шар» программного комплекса ТОКСИ+Risk версии определить последствия пожара. Определить: 1) зоны поражения от воздействия теплового излучения пожара «огненного шара»; 2) интенсивность теплового излучения на расстоянии 10 м и 500 м от места аварии и время существования «огненного шара». 3) расчеты провести по методикам ГОСТ Р , методике определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах (утверждена приказом МЧС России от 10 июля 2009 г. 404) и методике определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах (с изменениями, утвержденными приказом МЧС России от 14 декабря 2010 г. 649). Сделать выводы по полученным результатам. Характеристики источника загрязнения: Вещество, находящееся в резервуаре: бензин Объем резервуара, м3: 100 Агрегатное состояние вещества: гетерогенное Плотность вещества, кг/м3: 736

22 Ввод исходных данных и результаты расчета ГОСТ Р , Методика 2009 Методика

23 Результаты. Интенсивности теплового излучения от расстояния ГОСТ Р Методика 2009 Методика 2010 Методика 2009, Методика 2010 Результаты. Вероятности смертельного поражения от расстояния 23

Расчет потенциального пожарного риска в программном комплексе ТОКСИ+ Risk Задание: С использованием программного комплекса ТОКСИ+ Risk для объектов, расположенных на одной производственной площадке, выполнить анализ риска по двум наиболее опасным сценариям со взрывами и пожарами: Разгерметизация резервуаров с пропан-бутановой фракцией происходит в центре резервуарного парка (взрыв). Разгерметизация одной из ёмкостей с метанолом (пожар пролива). Исходные данные: На территории объекта расположены: 1.9 горизонтальных стальных цилиндрических резервуаров, содержащих сжиженную пропан-бутановую фракцию (давление 18 атм.); 2.10 горизонтальных стальных цилиндрических резервуаров с бензином (давление 0,1 атм.); 3.2 метанольные емкости (давление 0,1 атм.). Масса пропан-бутановой смеси в резервуаре кг. Масса бензина в резервуаре кг Масса метанола в резервуаре кг. Доля загруженности оборудования равна единице. 24

Исходные данные для проведения риск-анализа Используя значения частот и условных вероятностей образования опасных факторов аварии из Приложений 1 и 2 Методики определения расчетных величин пожарного риска на ПО: построить поле потенциального риска на территории предприятия и за его пределами; определить показатели пожарного риска для персонала объекта и третьих лиц; I. Персонал объекта (всего 141 человек): 1.Административные здания. Число сотрудников – 25 чел. Режим работы – 8-ми часовая 5- дневная рабочая неделя. 2.Производственная площадка. Число сотрудников – 96 чел. Режим работы – 3 смены по 8 часов 7-дневная рабочая неделя. 3.Пост охраны. Число сотрудников – 20 чел. Число человек в смене – 2 чел. Режим работы – сутки через двое. II. Третьи лица. Населенный пункт. Число жителей – 100 чел. 25

Работа с деревом событий для возможных путей развития аварии Возможные пути развития аварии при разгерметизации емкости СУГ при разгерметизации емкости с метанолом Интерфейс для работы с деревом событий 26

Результаты расчета потенциального пожарного риска в программном комплексе ТОКСИ+ Risk (версия 4.2.0) Протокол расчета - таблица с количественными показателями риска с детализацией по площадным объектам 27

Результаты расчета потенциального пожарного риска в программном комплексе ТОКСИ+ Risk (версия 4.2.0) Результаты выводятся на подложку в виде полей риска и изолиний: Еще одним средством представления данных о рисках являются F-N диаграммы. 28

Модуль для определения расчетного времени эвакуации из производственных и непроизводственных зданий по интегральной модели Модуль для определения расчетного времени эвакуации людей из зданий сооружений и строений различных классов функциональной пожарной опасности разработан на основе методических указаний изложенных в Методике определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах (утверждена приказом МЧС России от 10 июля 2009 г. 404) с изменениями, утвержденными приказом МЧС России от

Исходные данные для определение расчетного времени эвакуации из непроизводственного здания по интегральной модели 30

Протокол величин расчетного времени эвакуации по маршрутам 31

п.п. Название видеоурока Продолжитель ность, мин Объем, Мб 1Основы работы с ситуационным планом05:189,50 2.1Знакомство с основными функциями, часть 112:5819,4 2.2Знакомство с основными функциями, часть 201:483,32 2.3Знакомство с основными функциями, часть 302:092,79 2.4Знакомство с основными функциями, часть 404:236,96 2.5Знакомство с основными функциями, часть 502:242,59 2.6Знакомство с основными функциями, часть 603:054,88 2.7Знакомство с основными функциями, часть 704:0110,3 3.1Моделирование рассеяния, часть 105:115,74 3.2Моделирование рассеяния, часть 203:053,88 4Моделирование взрывов ТВС06:028,02 5Моделирование пожара пролива06:0928,8 6Расчет пожарного риска18:4077,2 7Определение расчетного времени эвакуации12:1816,8 Состав видеоуроков по работе с программным комплексом « ТОКСИ+ Risk » 87:52 мин Общая продолжительность видеокурса составила – 87:52 мин 200,18 Мб. Объем видеоинформации – 200,18 Мб. Camtasia Studio – программный комплекс для создания интерактивных обучающих видеоуроков, который может осуществлять запись с экрана последовательности действий из заранее помеченной области рабочего стола и сохранять последовательность кадров в виде видеофайла стандарта. 32

От 15 до 20 ВУЗов России используют в процессе обучения «Методическое пособие по расчету последствий возможных аварий и оценке риска на опасных производственных объектах с использованием программного комплекса ТОКСИ+Risk». Среди них: Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана Российский государственный технологический университет МАТИ Казанский национальный исследовательский технологический университет Тамбовский государственный технический университет Академия гражданской защиты МЧС России Московский автомобильно- дорожный государственный технический университет (МАДИ) Военно- космическая академия имени А.Ф. Можайского 33

30 сентября - 6 октября 2013 г. в Московском государственном техническом университете им.Н.Э.Баумана состоялось V Всероссийское совещание заведующих кафедрами вузов по вопросам образования в области безопасности жизнедеятельности и защиты окружающей среды, организованное научно-методическим Советом по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» Минобрнауки РФ Учебно-методического объединения вузов по университетскому политехническому образованию. Наряду с МГТУ им. Н.Э. Баумана выездные заседания совещания прошли на территориях 7 московских вузов: федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования (ФГБОУ ВПО) «Академия Государственной противопожарной службы Министерства РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» (Академия ГПС МЧС России). ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ». ФГБОУ ВПО «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева». ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)». ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина». ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского». ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС». 34

РХТУ им. Д.И.Менделеева принял активное участие в совещании: ТОКСИ+ Risk Кафедра компьютерно-интегрированных систем в химической технологии совместно с разработчиком ПК ТОКСИ+ Risk ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности» (ЗАО НТЦ ПБ) с докладом «Лабораторный практикум по расчету последствий возможных аварий и оценке риска на опасных производственных объектах с использованием программного комплекса ТОКСИ+Risk» Кафедра надежности и безопасности технологических процессов и производств. В выездном заседании РХТУ им. Д.И. Менделеева приняли участие представители более 25 вузов: ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина», ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ», ФГБОУ ВПО «Мурманский государственный технический университет», ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления», ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет», ФГБОУ ВПО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», федеральное государственное автономное образовательное учреждение ВПО «Южный федеральный университет», научно-исследовательский институт экологической токсикологии ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет». 35

Совместные усилия высших учебных заведений и разработчиков программного обеспечения, направленные на внедрение современных информационных технологий в области анализа риска и оценки последствий аварий на ОПО в процесс подготовки специалистов, будут способствовать повышению профессионального уровня, компетенции выпускников и их востребованности на рынке труда. Преподаватели, сотрудники, аспиранты и студенты РХТУ им. Д.И. Менделеева благодарят руководство группы компаний «Промышленная безопасность» в лице ее президента д-ра техн. наук, проф. В.И. Сидорова за предоставленную возможность безвозмездного использования в учебном процессе программного комплекса ТОКСИ+ Risk и надеются на дальнейшее сотрудничество. 36

Контактная информация Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева» Москва, Миусская пл., 9 ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности» Москва, Переведеновский переулок, дом 13, строение 14 Профессор кафедры компьютерно-интегрированных систем в химической технологии, доктор технических наук, профессор Савицкая Татьяна Вадимовна тел: (495) Заведующий кафедрой компьютерно-интегрированных систем в химической технологии, доктор технических наук, профессор Егоров Александр Федорович тел: (495) Разработчик программного комплекса ТОКСИ+Risk, кандидат технических наук, Агапов Александр Анатольевич тел: (495) доб