Курсовая работа: Оценка профессиональных рисков при возникновении аварийных ситуаций в технологическом процессе переработки нефтешламов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт неразрушающего контроля

Кафедра экологии и безопасности жизнедеятельности

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Управление профессиональными и аварийными рисками

Тема работы

Оценка профессиональных рисков при возникновении аварийных ситуаций в технологическом процессе переработки нефтешламов

Мелков Дмитрий Николаевич

Томск-2016

Введение

Производственная деятельность человека потенциально опасна, так как связана с проведением технологических процессов, а последние - с энергопотреблением (выработкой, хранением, преобразованием тепловой, механической, электрической и другой энергии).

В современном мире, оценка риска все больше набирает обороты. По последним нормативных технических документациях, для внедрения какого-либо мероприятия, или принятия решения, касающихся возникновению ЧС, необходимо произвести оценку риска.

Зарубежный опыт показывает, что в некоторых странах, например, Польши, Нидерландов, Японии, законодательно закрепили оценку и управление профессиональными рисками. В соответствии с требованиями законодательства, оценка рисков является одним из основных обязательств работодателя. Это обязательство было введено законодательством стран более 10 лет назад в процессе сближения законодательства с правовой системой Европейского Сообщества. [1]

Конечно же и в России, как и во многих других странах, оценка риска становится основным механизмом, влияющим на принятие научно обоснованных решений по уменьшению и предупреждению техногенного воздействия на окружающую среду.

Сегодня в России существует обширная нормативная база по оценке рисков. Проблема в том, что в соответствии с традиционным в нашей стране подходом в качестве главного источника рисков рассматриваются технологические системы и практически не учитывается «человеческий фактор».

В данной курсовой работе, взят технологический процесс переработки нефтешламов на Александровской нефтеперекачивающей станцией Томской области.

Целью курсовой работы является количественная оценка риска гибели рабочего персонала, в случае возникновения ЧС в технологическом оборудовании переработки нефтешламов.

Задачи курсовой работы являются:

- определение возможных сценариев возникновения и развития аварийных ситуаций, вероятности их реализации;

- оценка времени растекания нефтешлама.

- оценка зон теплового поражения человека при пожарах разлития нефтешлама;

- оценка риска гибели персонала.

чрезвычайный нефтешлам пожар аварийный

1. Методика оценки рисков

Опасность - объективно существующая возможность негативного воздействия на объект или процесс, в результате которого может быть причинен какой-либо ущерб, вред, ухудшающий состояние, придающий развитию нежелательные динамику или параметры (характер, темп, формы и т. д.); состояние, когда не обеспечена защищенность жизненно важных средств субъектов от возможности снижения пользы или причинения вреда.

Опасность техногенная - состояние внутренне присущее технической системе, промышленному или транспортному объекту, реализуемое либо в виде поражающих воздействий источника техногенной опасности на человека и окружающую среду при его возникновении, либо в виде прямого или косвенного ущерба для человека и окружающей среды в процессе нормальной эксплуатации объектов [2]. Опасность существует всегда, даже в состоянии нормальной эксплуатации технических объектов или в повседневной жизнедеятельности. Мерой опасности является риск - величина, учитывающая как вероятность появления опасности, так и наносимый ею ущерб (вред), у.е./год:

R = W·Y, (1.1)

где W - частота, т. е. вероятность появления опасности за определенный промежуток времени, обычно один год, год^-1;

Y - величина наносимого ущерба, выражаемая в рублях, долларах, условных единицах. Рассмотрим количественные показатели риска [2]. Технический риск - вероятность отказа технических устройств с последствиями определенного уровня (класса) за определенный период функционирования опасного производственного объекта. Потенциальный риск - ожидаемая частота поражения определенной тяжести реципиента в результате воздействия совокупности поражающих факторов всех возможных источников чрезвычайной ситуации при условии постоянного нахождения реципиента в этой точке. Индивидуальный риск - частота поражения определенной тяжести представителя выделяемой категории реципиентов в данной точке в результате воздействия совокупности поражающих факторов источников чрезвычайной ситуации с учетом доли времени нахождения в рассматриваемой точке территории за выбранный период, особенностей физиологического восприятия негативного воздействия, адекватности действий при чрезвычайной ситуации, наличия и эффективности систем защиты от соответствующего поражающего фактора.

Коллективный риск - сумма произведений индивидуальных рисков на число реципиентов, подвергшихся этому риску. Социальный риск - зависимость частоты событий, в которых пострадало на том или ином уровне число людей, больше определенного числа людей. Приемлемый риск - риск, уровень которого допустим и обоснован исходя из экономических и социальных соображений развития общества. Понятие приемлемого риска было введено в 1981 г. Международным агентством по атомной энергетике (МАГАТЭ), и в настоящее время только одна страна - Нидерланды - законодательно зафиксировала величину приемлемого риска Rпр = 1 · 10-6 год-1, т.е. недопустимо никакое строительство, модернизация, проектирование, если допустима вероятность гибели одного человека из миллиона. Приемлемый риск в промышленности России составляет 10-4 год-1, т.е. на два порядка выше, чем в Нидерландах. Анализ риска - процесс идентификации опасностей и оценки риска для отдельных лиц или групп населения, имущества или окружающей среды. Оценка риска - процесс, используемый для определения степени риска анализируемой опасности для здоровья человека, имущества или окружающей среды. Оценка риска предусматривает анализ частоты появления события, последствий его появления и их сочетания. Опасная ситуация при определенных условиях может перерасти в чрезвычайную.

1. Идентификация опасностей в технологическом процессе

1.1 Описание установки переработки нефтешлама

Технологический процесс переработки нефти сопровождается образованием опасных в обращении отходов - нефтешламов, относящихся к веществам токсичным и взрывопожароопасным и являющихся одним из источников загрязнения поверхностных и подземных вод, почвенного покрова и атмосферного воздуха.

Ежегодно на Александровской нефтеперекачивающей станцией (далее НПС) в результате производственной деятельности образуется около 800 м³ нефтяных шламов и осадков, содержащих нефтепродукты. Источниками образования нефтешламов являются:

- сбросы нефти и нефтепродуктов со сточными водами с технологических установок, в том числе при проведении ремонтных работ, зачистке аппаратов;

- сбросы в системы оборотного водоснабжения с технологических установок в случае нарушения плотности теплообменной аппаратуры;

- осажденная смесь воды и шламов с товарных и промежуточных резервуаров, а также образующаяся при зачистке резервуаров хранения нефти и нефтепродуктов перед их ремонтом; системы отвода нефтешлама из сооружений механической очистки и водяных блоков, и пены из установок напорной флотации; зачистка загрязненных нефтепродуктами территорий.

Для переработки нефтешламов используется оборудование фирмы «Альфа Лаваль» (рис. 1), предназначенное для отделения смеси нефтяных фракций от воды и механических примесей, с последующим обезвоживанием, включающее в себя [3]:

установки сепарационного оборудования в комплекте с заборным устройством для сбора и утилизации поверхностного слоя нефтешламов с буферного пруда, накопленных за период эксплуатации пруда, а также ходовых нефтешламов, образующихся на территории предприятия в результате производственной деятельности;

приемные резервуары для приема нефтесодержащих шламов, направляемых с буферного пруда и с территории завода, для нагрева и гомогенизации шлама перед подачей его на сепарационный модуль.

Биологическая деструкция нефтесодержащих шламов осуществляется на полигоне, предназначенном для биологической обработки и обезвреживания твердой фазы, образующейся в процессе разделения нефтесодержащего сырья на сепарационной установке.

Наибольшую опасность представляют резервуары для хранения нефтепродуктов, поскольку они содержат большой объем горючей жидкости и работают в сложном напряженно-деформированном состоянии, что при возникновении аварий приводит к катастрофическим последствиям - пожарам, с большим материальным ущербом и гибелью людей.

Рисунок 1. - Схема установки переработки нефтешлама

1.2 Определение возможных сценариев возникновения и развития аварийных ситуаций, вероятности их реализации

Закономерность возникновения и развития аварийных ситуаций представляется последовательностью событий на технологическом блоке, так называемым сценарием развития возможной аварии.

Данная установка является объектом повышенной опасности. Процесс переработки нефтешлама связанный с извлечением нефтепродуктов, что является источником опасности. Нефть, является природным топливом. Температура вспышки нефти варьируется от 35 до 121 ⁰С. [4]

Наиболее вероятные сценарии аварий на комплексе по переработке нефтешламов следующие [5]:

Сценарий С1. Разрушение резервуара. Разлитие нефтешлама в обваловании. Данное развитие проходит по следующему сценарию: полное разрушение резервуара - разлив нефтешлама в обвалование - пожар пролива.

Сценарий С2. Порыв трубопровода перекачки нефтешлама с резервуара ^ неконтролируемая утечка нефтепродукта через аварийное отверстие за время, определяемое временем обнаружения и временем устранения утечки аварийно-восстановительной бригадой.

Сценарий С3. Пожар на установке сепарационного оборудования.

Принимая во внимание надежность резервуаров и другие данные, можно оценить вероятную частоту возникновения аварии. Оценка частоты аварий различного масштаба может быть сделана из опыта эксплуатации, поэтому в работе целесообразно было бы использовать данные, относящиеся непосредственно к рассматриваемому производству, а не среднестатистические. Но статистических данных об авариях в производстве нет. Поэтому при построении «деревьев отказов» (рисунок 2, 1.1.3, 1.1.4, 1.1.5, 1.1.6) использовались данные из литературы.

Рисунок 2. - Дерево отказов анализа причин аварийной ситуации и вероятности ее проявления для резервуара

Конструктивный отказ включает в себя отказы связанные с дефектами заводами изготовителями (дефекты сварочных швов, хрупкое разрушение металла и т.п.)

Рисунок 3. - дерево событии разрушения резервуара с нефтешламом

2.3. Расчет зоны воздействия пожара пролива

Для расчетов использовались приведенные ниже характеристики резервуара РВС-400:

Таблица 1 - Характеристики РВС 400

При оценке времени растекания нефтепродуктов рассматривается случай мгновенного раскрытия резервуара с полным выбросом содержимого в окружающую среду [5], исходя из предположения, что «цилиндрический» слой жидкости, образовавшийся в результате мгновенного разрушения резервуара, растекается под действием только гравитационных сил (рис. 4).

Рисунок 4. - Принципиальная схема расчета гравитационного растекания «цилиндрического» слоя жидкости

Приведем уравнение материального баланса для скорости гравитационного растекания «цилиндрического» слоя жидкости (см. [6] План по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов).

(1)

где g - ускорение свободного падения, м/с2;

h(t) и h_min - текущая и минимальная толщина слоя жидкости, м;