Оценка риска при обосновании взрывоустойчивости зданий и сооружений на территории ОПО Москва 14.10.2013 Дегтярев Денис Владиславович, тел.: (495) 620-47-50; - презентация

1 Оценка риска при обосновании взрывоустойчивости зданий и сооружений на территории ОПО Москва Дегтярев Денис Владиславович, тел.: (495) ; Группа компаний «Промышленная безопасность» (НП ПБ-ГРУПП) Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности (ЗАО НТЦ ПБ) Агентство исследований промышленных рисков (АНО АИПР)

2 Фликсборо ( )

3 Бансфилд ( )

4

5 Уэст ( )

6 Уэст ( ) – 300 м от эпицентра

7 Тексас-Сити ( )

8

9 Актуальность обоснования взрывобезопасности ФНП «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств» (утв. приказом Ростехнадзора от г. 96, рег. в Минюсте РФ 16 апреля 2013 г Размещение анализаторных помещений (зданий) на площадке технологической установки (цеха) обосновывается в проектной документации в соответствии с требованиями законодательства о градостроительной деятельности, настоящих Правил. Анализаторные помещения (здания) должны сохранять устойчивость при воздействии ударной волны, возникающей при аварийных взрывах на технологических установках; 10.4 Здания, в которых расположены помещения управления (операторные), должны быть устойчивыми к воздействию ударной волны, обеспечивать безопасность находящегося в них персонала и иметь автономные средства обеспечения функционирования систем контроля, управления, ПАЗ для перевода технологических процессов в безопасное состояние в аварийной ситуации; 2.1. Разработка технологического процесса, разделение технологической схемы производства на отдельные технологические блоки, применение технологического оборудования, … должны быть обоснованы в проектной документации результатами анализа опасностей технологических процессов, … с использованием методов анализа риска аварий на ОПО, и должны обеспечивать минимальный уровень взрывоопасности технологических блоков, входящих в технологическую систему.

10 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств (утв. Ростехнадзором N 96, рег. Минюстом РФ ) Принципиально новым является внедрение положений о проведении: анализа опасностей технологических процессов (HAZID / HAZOP, КОР) (Приложение 1) анализа риска взрыва, в том числе для обосновании взрывоустойчивости зданий и сооружений, основанных на применении более точных методик последствий взрыва ТВС (РД , РД ) и вероятностных критериев разрушения зданий и гибели людей (Приложение 3). Индивидуальный риск для i-го человека или риска разрушения i-го здания: Обоснование взрывобезопасности

11 РД , Методика определения расчетных величин пожарного риска детонация облака газовой ТВС детонация гетерогенной ТВС дефлаграция Оценка параметров взрывной волны

12 Дрейф облака (РД ) распространение вторичного облака ТВС при аварийном выбросе и испарении из пролива стабильных жидкостей распространение первичного и вторичного облаков ТВС при аварийном выбросе вскипающих жидкостей

13 Сравнение зон разрушения при взрыве ТВС на УПГ ПБ РД – без учета дрейфа облака ТВС 14 к Па

14 Дрейф облака ТВС ФНП ОПВБ указывает на необходимость учета дрейфа облаков ТВС Зона действия ударной волны ΔР=35 к Па при аварии с полным разрушением колонны установки пиролиза с дрейфом и взрывом облака ТВС Расчет по ТОКСИ+risk. Масса облака ТВС (пропан/ пропилен), участвующая во взрыве – 78 т. Метеоусловия: ветер северо-восточный 5 м/с, класс устойчивости атмосферы – D. Смещение центра облака ТВС от источника выброса Хсм = 307 м место воспламенения смещение дрейфа Хсм точка выброса

15 Вероятностный подход к обеспечению взрывобезопасности Расчет условных вероятностей P(C ij А) реализации расчетных сценариев С ij

16 Показатели риска взрыва Риск взрыва: мера опасности взрыва, характеризующая возможность возникновения взрыва и степень разрушения зданий, сооружений при взрыве. Основные показатели риска : частота возникновения взрыва (аварии с взрывом); потенциальный риск разрушения при взрыве R (частота превышения избыточного давления на фронте падающей ударной волны в рассматриваемой точке территории); частота разрушения (повреждения определенной степени) здания при воздействии ударной волны при взрыве потенциальный риск разрушения определяется зависимостью частоты превышения определенной величины избыточного давления на фронте ударной волны Р ф, для данной точки территории с координатами (х,y), на которой могут находиться здания, сооружения и другие материальные объекты

17 Этапы расчета показателей риска взрыва

18 Классификация зон разрушения (Таблица 2 Приложения 3 ФНП) Взрывоустойчивость здания характеризуется предельным давлением во фронте взрывной волны, которое могут воспринять конструкции здания без потери ими несущей способности или пригодности к дальнейшей эксплуатации (Пособие по обследованию и проектированию зданий) Класс зоны разрушения К*, к ПаВероятные последствия, характер повреждений зданий и сооружений 13,8*Полное разрушение зданий с массивными стенами 25,670Разрушение стен кирпичных зданий толщиной в 1,5 кирпича; перемещение цилиндрических резервуаров; разрушение трубопроводных эстакад. 39,628Разрушение перекрытий промышленных зданий; разрушение промышленных стальных несущих конструкций; деформации трубопроводных эстакад Разрушение перегородок и кровли зданий; повреждение стальных конструкций каркасов, ферм. 556*Граница зоны повреждений зданий; частичное повреждение остекления

19 Данные о степени разрушения производственных, административных зданий и сооружений, имеющих разную устойчивость Данные о степени разрушения производственных, административных зданий и сооружений, имеющих разную устойчивость (Таблица 3 Приложения 3 ФНП) Тип зданий, сооружений Разрушение при избыточном давлении на фронте ударной волны, к Па Слабое СреднееСильное Полное Промышленные здания с легким каркасом и бескаркасной конструкцией >45 Складские кирпичные здания >40 Одноэтажные складские помещения с металлическим каркасом и стеновым заполнением из листового металла >15 Бетонные и железобетонные здания и антисейсмические конструкции >200 Здания железобетонные монолитные повышенной этажности Котельные, регуляторные станции в кирпичных зданиях Деревянные дома >20 Подземные сети, трубопроводы >1500 Трубопроводы наземные Кабельные подземные линии До 800-->1500 Цистерны для перевозки нефтепродуктов >80 Резервуары и емкости стальные наземные >90 Поземные резервуары >200

20 Критерии разрушения зданий Распределение потенциального риска разрушения зданий Rрзш (Рф, х,у), 1/год 10-3* * * * * * * * * * * /год - частота превышение давления во фронте УВ Рф=12 к Па здание 7720

21 Критерии разрушения зданий Отчет DNV (2010) Распределение давления волны сжатия при определенной частоте возникновения: 10-4 год-1 (контуры риска разрушения). DNV Phast

22 Критерии разрушения зданий Частота превышения Rрзш избыточного давления во фронте ударной волны Рф для различных зданий Рф Рпр i - проектное давление R 7720

23 Критерии приемлемого (допустимого) риска разрушения зданий 1)взрывоустойчивость здания обеспечивается, если здание находится вне максимального возможной зоны действия ударной волны с амплитудой давления, превышающей проектное давление Р ф max < Рпр ; 2)в случае невозможности выполнения условия 1, взрывоустойчивость здания обеспечивается, если частота разрушения здания Rрзш не превышает допустимую величину: R рзш < год -1

24 Оценка риска негативного воздействия теплового потока при авариях на трубопроводной эстакаде на ВЭЛ Поле риска для повреждения ВЭЛ

25 Оценка риска негативного воздействия теплового потока при авариях на трубопроводной эстакаде на ВЭЛ Поле риска для повреждения ВЭЛ вдоль трассы

26 Основные уравнения «прямого численного» (CFD) моделирования выброса и рассеяния Сохранение массы Сохранение отдельных компонент Сохранение импульса Сохранение энергии

27 Результаты базового расчета взрывных нагрузок нефтегазодобывающей платформы*

28 Использование CFD-моделей Расчет распределения концентрации ОВ на территории терминала

29 Сравнение зарубежной и российской нормативной методической базы Краткое описание модельной задачи. Путь к файлу с подробным описанием Контролиру емый параметр Значение параметра в FLACS Значение параметра в ТОКСИ+Risk Время расчета FLACS Время расчета ТОКСИ 1 Рассеяние облака хлора \Tasks\Task1\условие задачи.docx Зона порогового поражения (токсодоза = 0.6 мг*мин/л) По ветру, м 67 мин. (Размер ячеек от 0.5 м до 1 м) 2 мин Против ветра 64 Вероятность поражения 1(99)% По ветру 61(22)62(58) Шероховатость подстилающей поверхности м, Т=20°С, D-2, m=100 кг Против ветра 5(3)4(4) 2 Рассеяние облака хлора, различные временные интервалы. (до 10 минут) \Tasks\Task4\условие задачи.docx Зона порогового поражения (При токсодозе = 0.6 мг*мин/л), м. t, мин Зонаt, мин Зона 11.5 ч. (Размер ячеек от 1 м до 2 м по Х и от 1 м до 10 м по Y) 5 мин Условия аналогично п.1

30 Сравнение зарубежной и российской нормативной методической базы

31 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ