авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Совершенствование метода расчета параметров потенциальной опасности оборудования установок нефтеперерабатывающих предприятий

На правах рукописи

ДАВЫДОВА ЕКАТЕРИНА ВАДИМОВНА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ОПАСНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ УСТАНОВОК НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ Специальность 05.26.03 – «Пожарная и промышленная безопасность» (нефтегазовая отрасль)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа – 2008

Работа выполнена на кафедре «Машины и аппараты химических произ водств» ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический уни верситет».

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Кузеев Искандер Рустемович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент Фролов Юрий Афанасьевич;

кандидат технических наук Ягафаров Рустем Равилевич.

Ведущая организация ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ».

Защита состоится 15 февраля 2008 года в 15-00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.05 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государст венного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «15» января 2008 года.

Ученый секретарь совета Лягов А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ К опасным производственным объектам (ОПО) предъявляются требова ния, направленные на снижение негативного влияния на человека и окружаю щую среду, предотвращение возникновения аварийных ситуаций и миними зацию ущерба. При этом превентивная направленность задач повышения уровня безопасности должна занимать доминирующую роль, особенно на та ких объектах как нефтеперерабатывающие предприятия.

Нефтеперерабатывающие предприятия являются одними из наиболее опас ных производственных объектов промышленности, на которых получаются, ис пользуются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются большое количество опасных веществ, и, как правило, они располагаются вблизи крупных населенных пунктов. Поэтому оценка опасности таких объектов, в первую оче редь, должна основываться на методике, обеспечивающей достоверные и удоб ные для дальнейшего использования результаты.

Имеющаяся нормативно-методическая база содержит практически все необходимые требования по обеспечению безопасности нефтеперерабатываю щих предприятий. Но следует отметить сложность применения этих методик для конкретной территории или объекта, трудоемкость расчетов, кроме того, они не содержат прямых данных, количественно определяющих опасность обо рудования.

Возрастающее в последние годы число аварий и катастроф на нефтепере рабатывающих предприятиях говорит о том, что существующая структура нор мативной документации в области промышленной безопасности не позволяет достоверно оценить уровень их опасности.

Научное и практическое ранжирование уровней потенциальной опасно сти установок необходимо для решения проблем обеспечения безопасности на всех стадиях жизненного цикла объекта.

В связи с этим особую актуальность приобретает разработка метода оценки опасности на основе комплексного анализа количественных характери стик аварий на нефтеперерабатывающих предприятиях, основой которого дол жен стать интегральный параметр потенциальной опасности.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ Совершенствование оценки потенциальной опасности оборудования тех нологических установок нефтеперерабатывающих предприятий с применением интегрального параметра.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 Сбор и анализ статистической информации по аварийности и травма тизму на нефтеперерабатывающих предприятиях.

2 Разработка метода и алгоритма определения опасности оборудования нефтеперерабатывающих установок, основанных на оценке поражающего воз действия пожаров, взрывов, токсического заражения.

3 Определение критических значений потенциальной опасности оборудо вания и разработка на их основе рекомендаций по уменьшению риска возникно вения аварий и обеспечению безопасной эксплуатации опасных объектов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА 1 Предложен интегральный параметр опасности оборудования в виде области трехмерного пространства, ограниченного плоскостью, которая пе ресекает оси координат в точках критических значений составляющих инте грального параметра. Указанная область определяется уравнением плоскости в отрезках. Области, ограничивающиеся этой плоскостью, разделены на зоны с различными значениями интегрального параметра и характеризуют степень потенциальной опасности оборудования. В качестве составляющих инте грального параметра приняты поражающие факторы дефлаграционного и де тонационного взрывов, пожара пролива и «огненного шара», токсического заражения.

2 Впервые построена пространственная диаграмма, ограничивающая объ ем различных значений интегрального параметра потенциальной опасности, разделенная на четыре области, характеризующие уровни низкой, приемлемой, высокой и предельной потенциальной опасности оборудования технологиче ских установок.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ Практическая ценность диссертационной работы заключается в исполь зовании интегрального параметра при обосновании реальной опасности обору дования с целью увеличения безопасности существующих и проектируемых ус тановок нефтеперерабатывающих предприятий.

Результаты, полученные в работе, используются в Уфимском государст венном нефтяном техническом университете в учебном процессе при выполне нии практических занятий по дисциплине «Методы математического модели рования оптимального расположения оборудования технологических устано вок» специальности 130603 «Оборудование нефтегазопереработки» и направ ления 150400 «Технологические машины и оборудование».

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Основное содержание работы

докладывалось и обсуждалось на 55, 57 Научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ, при реализации научно-технической программы «Критические техно логии Республики Башкортостан: физико-математические принципы и техни ческие решения».

ПУБЛИКАЦИИ Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 7 изда ниях, из них 1 статья в издании, включенном в перечень ВАК РФ, 4 статьи в периодических изданиях, а также тезисы двух докладов.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ Диссертационная работа состоит из четырех глав, основных выводов, списка использованных источников из 102 наименований, содержит 100 стра ниц машинописного текста, включая 25 рисунков и 18 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность выбранной темы диссертационной работы: сформулированы цель, задачи и основные положения, выносимые на защиту, отражена научная новизна выполненных исследований и их практиче ская значимость.

В первой главе проведен анализ статистической информации по авариям на опасных производственных объектах нефтеперерабатывающей промышленности за 2002-2007 гг. Установлено, что основными причинами возникновения аварийных ситуаций и травматизма, включая смертельные несчастные случаи, на предприяти ях нефтепереработки являются нарушения технологии и производственной дисци плины, неправильная организация производства работ, неэффективность производ ственного контроля, отсутствие средств противоаварийной защиты, аварийной сиг нализации и неудовлетворительное состояние зданий и сооружений.

Показано, что основными опасностями, характерными для нефтеперера батывающих предприятий, являются пожары, взрывы и токсическое заражение, хотя в работах ряда исследователей решение задачи по повышению безопасно сти таких предприятий основывалось лишь на рассмотрении взрывоопасности оборудования.

Во второй главе рассмотрены опасности и их последствия, характери зующие аварии на нефтеперерабатывающих объектах (взрывы, пожары, зоны токсического поражения).

Охарактеризовано негативное воздействие последствий взрывов, пожаров и очагов химического заражения на здания, сооружения, человека и окружаю щую среду.

Представлены существующие подходы по оценке последствий аварий:

поражающих факторов взрыва, поражающего воздействия пожаров и «огнен ных шаров», параметров зон заражения сильнодействующими ядовитыми ве ществами.

Поскольку действующие методики расчета последствий аварий во многом не согласованы и не позволяют однозначно судить об опасности ОПО, то наиболее перспективным с точки зрения комплексной оценки яв ляется интегральный параметр, разработанный Вахаповой Г.М. Описанный интегральный параметр потенциальной опасности учитывает поражающие факторы, различные по физической природе, возникающие на разных ста диях развития аварий, и весовые значения этих факторов с учетом компе тентности специалистов.

Также были выявлены недостатки данного интегрального параметра, ос новными из которых стали разная размерность его составляющих, невозмож ность определения по его значениям степени опасности оборудования, для кото рого он был рассчитан, и отсутствие критических значений данного параметра.

Придать интегральному параметру потенциальной опасности значимость, определить его границы и в итоге реально оценить индивидуальную опасность оборудования нефтеперерабатывающего предприятия, используя существую щую нормативно-методическую базу, позволит предложенная в виде алгоритма методика определения интегрального параметра опасности, представленная на рисунке 1.

В качестве поражающих факторов, входящих в состав интегрального параметра, согласно ГОСТ Р 12.3.047-98, РД 52.04.253-90, РД 03-409-01, ПБ 09-540-03 выбраны следующие:

- воздушная ударная волна, возникающая при разного рода взрывах (взрывоопасность);

- тепловое излучение пожара пролива и «огненного шара» при окисли тельных процессах различных веществ (пожароопасность);

- действие токсических веществ, участвующих в технологическом про цессе (токсическая опасность).

Анализ факторов опасности аварий Пожароопасность Взрывоопасность Токсичность Эксплуатационная q1 q2 q3 надежность - интенсивность - эквивалентное q - относительный излучения пожара количество опас потенциал взры пролива;

ного вещества в воопасности;

- интенсивность первичном облаке - избыточное дав излучения «ог- ление взрыва на ненного шара» фронте ударной волны Выбор критического Экспертная оценка опасностей значения поражаю щего воздействия опасных факторов Расчет весовых коэффициентов Мi для аварий каждого фактора опасности qi и типа qkpi оборудования j Расчет интегрального параметра потенциальной опасности аппарата Ij:

M i qi Ij = qkpi i = Анализ опасности каждого аппарата в условиях воз никновения аварии (q1+q2+q3)j1 при q10, q20, q Ранжирование аппаратов по потенциальной опасности Установление предельных значений рассчитанных опасных факторов и границ их варьирования Разработка рекомендаций по уменьшению степени опасности и повышению безопасной эксплуатации оборудования Рисунок 1 - Алгоритм определения интегрального параметра потенциальной опасности В качестве критических значений рассматриваемых поражающих факто ров для приведения интегрального параметра к безразмерной величине были ис пользованы данные работы Козлитина А.М., что позволило оценивать и сравни вать любые виды опасности и определять границы ее допустимого значения.

Эксплуатационную надежность как фактор потенциальной опасности оборудования предлагается учитывать с помощью поправочных коэффициен тов, величина которых для каждого аппарата установки будет зависеть от веро ятности его отказа и времени наработки.

Третья глава посвящена апробации методики определения интегрального параметра потенциальной опасности.

В качестве объектов исследования по моделированию аварийных ситуа ций было выбрано оборудование типовой наружной абсорбционной газофрак ционирующей установки (АГФУ) газокаталитического производства нефтепе рерабатывающих предприятий.

Возникновение опасности на АГФУ возможно вследствие высокой плот ности размещения технологического оборудования, наличия большого количе ства воспламеняющихся веществ, а также присутствия источников воспламене ния (открытый огонь печей). План расположения оборудования АГФУ пред ставлен на рисунке 2.

С учетом рабочих параметров оборудования рассматриваемой установки рассчитаны параметры поражающих факторов, образование которых возможно при авариях на объектах такого типа. В таблице 1 представлены значения дан ных расчетов. Индексы аппаратов указаны согласно существующей технологи ческой схеме (Т – теплообменное оборудование, Е – емкостное оборудование, К – оборудование колонного типа, П – печное оборудование).

Рисунок 2 – Типовой план расположения оборудования АГФУ Таблица 1 - Значения основных поражающих факторов, образование которых возможно при авариях на АГФУ Интенсивность Интенсивность Эквивалентное Общий энерго- Относительный теплового излу- теплового излу- количество ве Индекс потенциал взры- энергопотенциал Безразмерное чения пожара чения «огненно- щества по пер аппарата воопасности Е, взрывоопасности давление Рх пролива q, го шара» q, вичному облаку кДж Q кВт/м2 кВт/м2 QЭ1, т Е-8 2,44 109,82 4,377Е+06 9,89 11565,21 1354, Т-15 0,92 102,96 5,85Е+08 50,58 5919,45 6466, Т-19/1 7,43 81,18 2,669Е+06 8,39 2809,11 9, Т-19 7,43 70,39 1,101Е+06 6,24 2277,40 1, Т-21 2,90 33,76 1,101Е+06 6,24 1246,57 0, Т-20 1,79 103,62 1,49Е+08 32,06 6139,09 129, Т-22 1,79 103,62 1,49Е+08 32,06 6139,09 6, Е-1 0,85 101,89 1,363Е+07 14,45 5588,60 21, Е-4 0,60 87,57 5,623Е+07 23,17 3423,05 4, Е-10 0,68 10,84 1,8Е+08 34,15 718,76 3, Е-13 2,54 16,34 1,8Е+08 34,15 1282,02 2, К-1 0,77 88,41 1,49Е+08 32,06 3511,18 6, К-4 3,29 108,87 13,6Е+08 67,01 9890,73 134, К-6 3,92 108,74 2,04Е+08 35,6 9700,32 1732, К-7 3,92 108,31 4,14Е+08 45,08 9161,80 16, П-2 0,08 3,00 7,69Е+08 55,41 446,81 0, Т-10 0,09 57,81 8,13Е+08 56,45 1972,43 7, Т-13 0,27 1,01 5,72+06 10,82 767,50 0, Каждый фактор опасности, составляющий интегральный параметр, оце нивается экспертным путем, согласно исследованиям, проводимым в работах Вахаповой Г.М. и Чирковой А.Г. Для всех аппаратов АГФУ рассчитываются интегральные параметры потенциальной опасности, значения которых пред ставлены в таблице 2.

Таблица 2 - Интегральные параметры опасности аппаратов АГФУ № Индекс аппарата установки Интегральный параметр пп 1 Е-8 0, 2 Т-15 0, 3 Т-19/1 0, 4 Т-19 0, 5 Т-21 0, 6 Т-20 0, 7 Т-22 0, 8 Е-1 0, 9 Е-4 0, 10 Е-10 0, 11 Е-13 0, 12 К-1 0, 13 К-4 0, 14 К-6 0, 15 К-7 0, 16 П-2 0, 17 Т-10 0, 18 Т-13 0, Из таблицы 2 видно, что значения интегрального параметра потенциаль ной опасности для аппаратов одной установки изменяются от 0,10 (минималь ное значение – для холодильника тощего абсорбента Т-13) до 0,77 (максималь ное значение – для десорбера К-4). Таким образом, оценив потенциальную опасность оборудования АГФУ с помощью интегрального параметра, можно сказать, что наиболее опасным является колонное оборудование.

Чтобы оценить, какой степенью опасности по отношению к человеку и окружающей среде обладает каждый конкретный аппарат с соответствующим ему значением интегрального параметра, необходимо определить границы опасности. За границы опасности берется значение интегрального параметра, равное единице. Графически это можно отобразить в виде плоскости в отрезках (рисунок 3), представленной уравнением критической плоскости q1+q2+q3=1, ко торая будет ограничивать объем значений интегрального параметра от 0 до 1, где q1, q2, q3 - факторы пожароопасности, взрывоопасности и токсической опасности соответственно, при условии, что q10, q20, q30.

Рисунок 3 – Графическое представление предельного значения интегрального параметра оборудования Представленный в виде пространственной диаграммы интегральный па раметр потенциальной опасности позволяет ранжировать оборудование техно логической установки по степени его опасности. Основываясь на уравнении, описывающем критическую плоскость, и нормативно обоснованных значениях поражающих факторов, в таблице 3, в которой рассчитанный для аппаратов АГФУ интегральный параметр потенциальной опасности расположен по убы ванию его значений, выделим четыре области опасности.

На рисунке 4 для наглядности области опасности показаны двумерной диаграммой, частично описывающей интегральный параметр потенциальной опасности. Так, значение интегрального параметра от 0 до 0,33 характеризует область низкой опасности;

от 0,33 до 0,50 – приемлемой опасности;

от 0,50 до 0,70 – область высокой опасности, а значения от 0,70 до 1,00 – область пре дельной опасности.

Таблица 3 - Интегральный параметр аппаратов АГФУ по убыванию значений Интегральный Аппарат АГФУ параметр К-4 (десорбер для извлечения из деэтанизированного абсорбента пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой 0, фракции) К-7 бутановая колонна) 0, К-6 (пропановая колонна) 0, Т-15 (подогреватель сырья) 0, Т-10 (подогреватель сырья) 0, Т-20 (подогреватель сырья) 0, Т-22 (подогреватель сырья) 0, К-1 (абсорбер для извлечения газа пропан 0, пропиленовой, бутан-бутиленовой фракции) Е-8 (приемник рефлюкса) 0, Е-1 (отбойник конденсата) 0, Е-4 (емкость тощего абсорбента) 0, Т-19/1 (холодильник жирного газа) 0, Т-19 (холодильник пропановой колонны) 0, Е-13 (емкость орошения бутановой колонны) 0, П-2 (печь горячей струи) 0, Е-10 (емкость орошения пропановой колонны) 0, Т-21 (подогреватель сырья) 0, Т-13 (подогреватель сырья) 0, Из таблицы 3, в соответствии с предложенной классификацией, видно, что в область низкой опасности попадают аппараты Т-13 (подогреватель сырья), Т- (подогреватель сырья) и Е-10 (емкость орошения пропановой колонны), а наибо лее опасным оказался десорбер для извлечения пропан-пропиленовой и бутан бутиленовой фракции К-4, который находится в области предельной опасности.

Подобное распределение аппаратов по областям вполне обосновано и опреде ляется физико-химическими свойствами веществ, участвующих в процессах переработки углеводородов, их количеством, технологическими параметрами процессов, возможностью образования неконтролируемых реакций, способных привести к взрывам, возгораниям.

Так, количественно разграничив области опасности, получаем классифи кацию оборудования, которая позволяет оценивать опасность объекта по значе нию его интегрального параметра, что в последующем даст возможность опе рировать опасностью на различных стадиях его жизненного цикла.

qj/qкрj 1, Область предельной опасности 0, Область высокой опасности 0, Область приемлемой опасности 0,33 Область низкой опасности qi/qкрi 0,33 0,50 0,70 1, Рисунок 4 – Области опасности Это ранжирование также может быть использовано при совершенствова нии системы диагностирования и оценки текущего состояния оборудования ус тановок нефтепереработки.

Представленный в виде пространственной диаграммы интегральный па раметр потенциальной опасности может быть использован для определения границ варьирования значений факторов опасности.

Рисунок 5 - Графическое представление потенциальной опасности аппа рата в пространстве Наглядно это можно представить на рисунке 5, в качестве примера возь мем гипотетический аппарат с интегральным параметром 0,95, факторы опас ности, составляющие его, равны 0,44;

0,31 и 0,20. Рассматриваемый аппарат попадает в область предельной опасности;

наиболее весомым фактором является его пожароопасность.

Данная графическая интерпретация с разложением факторов, составляю щих интегральный параметр опасности, позволяет создать наглядный инстру мент для изменения их границ с целью уменьшения риска возникновения аварийной ситуации на ОПО.

В четвертой главе на основе предложенной оценки уровня потенциальной опасности даются рекомендации по уменьшению риска возникновения аварий и обеспечению безопасной эксплуатации опасных производственных объектов.

Согласно ПБ 09-540-03, критерием, по которому максимально рассредо точиваются аппараты на нефтеперерабатывающих предприятиях, являются наибольшие значения их энергетических потенциалов. Энергетический потен циал взрывоопасности характеризует детонационный взрыв, реализация кото рого для объектов этой отрасли несвойственна. Используя расчетные данные по составлению интегральных параметров потенциальной опасности аппаратов АГФУ, проделанные в работе, можно визуально представить не только зоны полных разрушений, но и ситуационные планы таких поражающих воздействий аварий, как пожар пролива, «огненный шар», токсическое поражение и дефла грационный взрыв. На рисунках 6-10 представлены зоны опасности оборудова ния АГФУ с указанием интегрального параметра опасности и места располо жения оборудования, а также его индекса согласно технологической схеме.

Как видно из рисунков 6-10, большинство аппаратов попадают в зоны поражающего воздействия соседних аппаратов при реализации любого из рас смотренных сценариев аварий.

Рисунок 6 - Зоны опасности оборудования АГФУ при реализации детонационного взрыва Рисунок 7 - Зоны опасности оборудования АГФУ при реализации токсического заражения Рисунок 8 - Зоны опасности оборудования АГФУ при реализации дефлаграционного взрыва Рисунок 9 - Зоны опасности оборудования АГФУ при реализации пожара пролива Рисунок 10 - Зоны опасности оборудования АГФУ при реализации «огненного шара» Данный факт позволяет, установив количество оборудования, попадающего в зоны поражающего воздействия при возникновении различно го рода аварий для каждого аппарата, и подсчитав их суммарный интегральный параметр потенциальной опасности, рассчитать обобщающий интегральный параметр аппарата, значение которого будет отражать опасность оборудования по степени его влияния на дальнейшее развитие аварийной ситуации (таблица 4).

Таблица 4 - Интегральный и обобщающий параметр потенциальной опасности оборудования АГФУ Сумма интегральных параметров аппаратов, Обобщающий попадающих в зону опасности Аппарат Интегральный интегральный АГФУ параметр Токсическое Пожар Дефлаграционной Детонационный «Огненный параметр воздействие пролива взрыв взрыв шар» К-4 0,77 0,70 0,27 3,1 2,77 5,00 11, К-7 0,64 1,95 0,58 5,7 4,19 5,70 18, К-6 0,58 2,34 0,64 5,7 3,3 6,9 18, Т-15 0,56 2,7 1,02 4,5 4,65 7,17 20, Т-10 0,55 1,25 0,1 0,32 5,37 2,13 9, Т-20 0,49 1,71 0,49 3,39 1,07 5,70 12, Т-22 0,49 1,71 0,49 1,82 1,13 5,70 10, К-1 0,43 1,04 - 0,77 1,04 1,69 4, Е-8 0,43 1,91 0,39 6,03 - 5,70 14, Е-1 0,39 1,95 0,43 3,85 - 5,70 11, Е-4 0,38 2,57 0,87 - 0,87 5,70 10, Т-19/1 0,37 2,31 1,59 1,76 - 5,70 11, Т-19 0,33 1,70 1,62 1,33 - 5,70 10, Е-13 0,27 1,20 0,77 - 1,20 0,77 3, П-2 0,27 - - - 1,04 - 1, Е-10 0,22 1,58 1,03 - 2,29 0,66 5, Т-21 0,17 3,90 0,38 - - 3,68 7, Т-13 0,10 2,41 0,77 - - - 3, Анализ данных таблицы 4 позволяет судить о том, что один и тот же аппарат установки может обладать различного рода опасностью. Так, колонна К-4, имеющая наибольший индивидуальный интегральный параметр потенци альной опасности, обладает обобщающим интегральным параметром среднего значения, а подогреватель сырья Т-15 с индивидуальным интегральным пара метром области высокой опасности 0,56 максимально опасен с точки зрения влияния на продолжительность аварии и усугубления ее последствий. Расчет обобщающего интегрального параметра также отображает зависимость его зна чения от размещения технологического оборудования на территории установки – аппараты Т-10, К-1, Е-13 отдалены от основного сосредоточения оборудова ния АГФУ, что сказывается на значении их обобщающего интегрального пара метра, хотя их потенциальная опасность велика.

Использование оценки потенциальной опасности технологического обо рудования позволит заблаговременно снизить риск возникновения аварий на стадии его проектирования, а также разработать комплекс мероприятий по обеспечению его безопасности на любом этапе жизненного цикла.

ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1 Разработан метод оценки поражающих факторов аварий оборудования технологических установок нефтеперерабатывающих предприятий, который основывается на интегральном параметре потенциальной опасности каждого аппарата, количественно представленном в виде суммы параметров поражаю щих факторов пожаро-, взрыво- и токсической опасности, приведенных к без размерной величине. Данный метод может быть использован при проектирова нии технологических установок в качестве инструмента снижения потенциаль ной опасности оборудования.

2 Анализ статистической информации по аварийности на нефтеперераба тывающих предприятиях показал, что пожары, взрывы и токсическое поражение составляют 91,5% от общего числа опасных ситуаций. В качестве критических значений поражающих факторов при расчете интегрального параметра прини маются значения, поражающее воздействие которых на человека и окружающую среду при реализации дефлаграционного и детонационного взрыва, пожара про лива, «огненного шара» и токсического заражения являются максимальным.

3 Потенциальная опасность в пространстве ограничивается плоскостью, выраженной уравнением в отрезках, которая отсекает критические значения со ставляющих интегрального параметра. Интегральный параметр потенциальной опасности, значения которого превышают единицу, находится за пределами области предельной опасности. Пространство в пределах плоскости критиче ских значений разделено на четыре зоны: область, характеризующаяся значе ниями интегрального параметра от 0 до 0,33 – область низкой опасности;

от 0,33 до 0,50 – область приемлемой опасности;

от 0,50 до 0,70 – область высокой опасности;

от 0,70 до 1,0 – область предельной опасности. При проектировании технологического оборудования необходимо добиваться значения интегрального параметра потенциальной опасности меньше единицы.

4 Пространственные диаграммы, отражающие степень опасности обору дования, рекомендуется применять при определении объема диагностических мероприятий при оценке технического состояния и при назначении сроков оче редных технических освидетельствований оборудования нефтеперерабаты вающих предприятий путем перераспределения средств, увеличивая долю за трат на диагностирование оборудования, интегральный параметр потенциаль ной опасности которого близок к критическому.

5 Предложен обобщающий интегральный параметр потенциальной опас ности, представляющий собой сумму индивидуальных интегральных парамет ров аппаратов, находящихся в зонах максимальных воздействий таких пора жающих факторов, как детонационный и дефлаграционный взрывы, пожар пролива и «огненный шар», очаги токсического заражения, позволяющий про гнозировать возможность развития аварийных ситуаций и оценивать тяжесть их последствий. Анализ опасности АГФУ с применением обобщающего инте грального параметра потенциальной опасности показывает, что оборудование можно ранжировать по степени опасности, определяющей влияние на даль нейшее развитие аварии при ее возникновении. Предложено группировать тех нологическое оборудование по четырем уровням с точки зрения степени влияния на развитие аварийной ситуации, границы которых определены значениями обобщающего интегрального параметра в пределах 0-5, 5-10, 10-15, 15-20. Так, для АГФУ наименьшей опасностью по влиянию на развитие аварии обладает печь П-2 с обобщающим интегральным параметром 1,04, а максимальной - подогрева тель сырья Т-15, обобщающий интегральный параметр которого составляет 20,00.

6 Результаты, полученные в работе, используются в Уфимском государ ственном нефтяном техническом университете в учебном процессе при чтении курса по дисциплине «Методы математического моделирования оптимального расположения оборудования технологических установок» по специальности 130603 «Оборудование нефтегазопереработки» и направлению «Технологические машины и оборудование», а также рекомендуются к применению при составлении планов ликвидации аварийных ситуаций и опре делении объемов диагностических работ для технологического оборудования установок нефтепереработки.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих научных трудах:

1 Давыдова Е.В. Обеспечение безопасности при эксплуатации электро обессоливающих установок / Е.В.Давыдова, Е.А.Наумкин // 55-я Научно техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ:

сб. тез. докл.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. – С. 277.

2 Кузеев И.Р. Повышение уровня безопасности сложных технических систем для переработки углеводородного сырья / И.Р.Кузеев, М.М.Закирничная, А.Г.Чиркова, М.И.Кузеев, Е.А.Наумкин, Р.Р.Тляшева, А.С.Симарчук, Л.Г.Авдеева, Е.В.Давыдова // Проблемы машиноведения и кри тических технологий в машиностроительном комплексе Республики Башкорто стан: сб. науч. тр. – Уфа: Гилем, 2005. – С. 60-71.

3 Шириязданова Э.И., Давыдова Е.В. Оценка потенциальной опасности установки каталитического риформинга /Э.И.Шириязданова, Е.В.Давыдова //57-я Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых уче ных УГНТУ: сб. тез. докл.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2006. – С. 164.

4 Тляшева Р.Р. Мониторинг опасных производственных объектов нефте газовой отрасли / Р.Р.Тляшева, А.Г.Чиркова, В.Р.Идрисов, Е.М.Ковалев, Е.В.Давыдова // Нефтегазовое дело.– 2006. – Т.4, № 2. – С. 108-123.

5 Кузеев И.Р., Закирничная М.М., Чиркова А.Г., Кузеев М.И., Наумкин Е.А., Тляшева Р.Р., Ковалев Е.М., Солодовников А.В., Кондрашова О.Г., Си марчук А.С., Авдеева Л.Г., Давыдова Е.В. Алгоритм оценки уровня опасности сложных технических систем / И.Р.Кузеев, М.М.Закирничная, А.Г.Чиркова, М.И.Кузеев, Е.А.Наумкин, Р.Р.Тляшева, Е.М.Ковалев, А.В.Солодовников, О.Г.Кондрашова, А.С.Симарчук, Л.Г.Авдеева, Е.В.Давыдова // Проблемы ма шиноведения и критических технологий в машиностроительном комплексе Республики Башкортостан: сб. науч. тр. – Уфа: Гилем, 2006. – С. 240-252.

6 Кузеев И.Р. Повышение безопасности абсорбционной газофракциони рующей установки / И.Р.Кузеев, Е.В.Давыдова, Е.Н.Буркина // Остаточный ре сурс нефтегазового оборудования: сб. науч. тр. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. – № 2. – С. 111-121.

7 Давыдова Е.В. Оценка потенциальной опасности оборудования устано вок нефтеперерабатывающих предприятий // Нефтегазовое дело, http://www.ogbus.ru/authors/Davydova/Davydova_1.pdf - 16 c.

Подписано в печать10.01.08. Бумага офсетная. Формат 60х84 1/6.

Гарнитура «Таймс». Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1.

Тираж 100. Заказ 62.

Типография ООО «СМУК-ПРЕСС» Адрес типографии: 450096, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Комсомольская, 122 б

 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.