авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< 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


Pages:     | 1 | 2 ||

Обеспечение безопасности эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов на основе показателей риска

-- [ Страница 3 ] --

Рисунок 4 – «Дерево отказов» анализа причин аварийной ситуации

и вероятности ее проявления при разрушении резервуара

Установлено, что особую опасность представляют операции, связанные со сливом-наливом нефтепродуктов.

К основным причинам и факторам, связанным с отказами нефтегазового оборудования и трубопроводов, относятся:

- производственные, технологические причины;

- коррозионный износ материала оборудования;

- физический износ, усталость материалов, механические повреж-дения, образование трещин, свищей, температурные деформации, дефекты изготовления;

- прекращение подачи энергоресурсов (электроэнергии, воздуха);

- внешние причины (возникновение пожара и пр.).

Отмечено, что выбросы из стационарных объектов могут произойти по следующим причинам:

- разрывы или нарушения герметичности автоцистерн;

- нарушение герметичности наземных резервуаров и насосов;

- нарушение герметичности нефтегазового оборудования и трубопро-водов;

- выбросы, вызванные пожарами, поломками нефтегазового обору-дования и трубопроводов, предумышленными или преднамеренными действиями.

На третьем этапе были построены «деревья событий» (рисунки 5, 6).

Разрушение (полное, частичное) ж/д цистерны, сливного устройства с дизельным топливом 1,0




Разлитие дизельного топлива на открытой площадке 1,0






Сбор и нейтрализация пролива без опасных последствий 0,95 Воспламенение пролива и пожар 0,05 С13-пДТ, С16-пДТ, С19-пДТ

Рисунок 5 «Дерево событий» аварий при разгерметизации ж/д

цистерны с дизельным топливом, сливных устройств

при перекачке дизельного топлива

  «Дерево событий» аварий при-1

Рисунок 6 «Дерево событий» аварий при разгерметизации

ж/д цистерны с бензином, сливных устройств

при перекачке бензина

Оценка частоты аварий различных масштабов может быть сделана из опыта эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов. Для этого были использованы статистические данные ближайших аналогов.

Проведенный анализ позволил выявить перечень наиболее значимых факторов, влияющих на показатели риска участка слива-налива нефтепродуктов, среди которых:

1) наличие легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) (бензина, дизельного топлива); создает опасность аварийного выброса большого количества опасного вещества при аварийной разгерметизации нефтегазового оборудования и трубопроводов;

2) наличие ж/д цистерны с объемом котла до 120 м3; цистерна является источником повышенной опасности, так как при ее разгерметизации происходит высвобождение большого количества опасного вещества;

3) наличие сварных, фланцевых и разъемных соединений; создает дополнительную опасность разгерметизации системы в момент слива нефтепродукта;

4) наличие на ж/д путях до 450 т бензина или 516 т дизельного топлива в ж/д цистернах в момент приема нефтепродукта;

5) воздействие опасных природных явлений и неблагоприятных метеоусловий;

6) несанкционированные или террористические действия на террито-рии объекта.

Третья глава посвящена оценке последствий при реализации рас-сматриваемых аварийных ситуаций с учетом расположения нефтегазового оборудования и трубопроводов.

Ущерб от аварии рассчитывался по прямым потерям предприятия (Пп.п.) в результате реализации аварии, которые складываются из потерь организации в результате уничтожения (повреждения) соответственно основных фондов (производственных и непроизводственных) (По.ф.) и товарно-материальных ценностей (Птм.ц.):

Пп.п. = По.ф. + Птм.ц.. (2)

Результаты расчета при реализации аварий на исследуемом объекте приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Ущерб при реализации аварийных ситуаций на нефтебазе

Сценарии аварийных ситуаций Ущерб, тыс. руб.
С11-вбензин 1467
С12-пбензин 684
С14-вбензин 1693
С15-пбензин 845
С17-вбензин 963
С18-пбензин 583
С13-пДТ 1249
С16-пДТ 740
С19-пДТ 459

На основе результатов расчета экономического ущерба от реализации рассматриваемых аварийных ситуаций показано, что наиболее опасной аварией с точки зрения последствий является реализация взрыва.

Четвертая глава посвящена разработке мероприятий и рекомендаций по обеспечению безопасной эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов нефтегазовых производств на основе результатов анализа риска.

Существующими нормативными и техническими документами регла-ментировано проведение экспертизы промышленной безопасности дли-тельно проработавших нефтегазового оборудования и трубопроводов, осно-вываясь на результатах комплексного технического диагностирования (ТД).

Основные этапы работ по техническому диагностированию нефтегазового оборудования и трубопроводов включают:

- контроль и оценку технического состояния путем проведения экспертного обследования;

- поиск мест и анализ механизмов повреждений, определение причин возможных отказов вследствие их развития;

- прогнозирование технического состояния, т.е. определение техни-ческого состояния объекта обследования (ресурса) на предстоящий интервал времени эксплуатации.

Проведение первого, наиболее важного, этапа диагностических работ предполагает получение достоверной информации о фактическом состоянии конструктивных элементов нефтегазового оборудования: степени износа и дефектности, соответствии свойств материала и геометрических размеров элементов установленным нормам и др.

Показано, что обеспечение промышленной безопасности при эксплуатации нефтегазодобывающих объектов повышенной опасности, в особенности длительно проработавших нефтегазового оборудования и трубопроводов, на сегодняшний день связано со значительными материальными и трудовыми затратами. Это требует разработки более экономичных методик технического диагностирования.

Проведен экономический расчет, целью которого являлась оценка технико-экономических показателей, таких как затраты на проведение обследования нефтегазового оборудования и трубопроводов, а также сравнение этих затрат с ущербом от аварии. Результаты расчета приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Результаты расчета затрат на диагностические мероприятия

и расчета ущерба при реализации аварии

Наименование издержек Сумма, тыс. руб.
Затраты на обследование теплообменника 10,1
Затраты на обследование емкости 9,4
Итого 19,5
Прямые потери при аварии 21900
Затраты на ликвидацию аварии 1300
Итого 23200

Из полученных данных можно сделать следующий вывод: экономически выгодно провести оценку технического состояния нефтегазового оборудования и трубопроводов своевременно, так как последствия аварии несут за собой значительные экономические потери. Экономически выгодно произвести замену в период капитального ремонта. В этом случае потери будут минимальными. Это обусловлено тем, что нет необходимости останавливать незапланированно производство в целом.

В связи с этим применение описанного метода оценки опасности эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов процесса первичной подготовки нефти по предлагаемому параметру позволяет обеспечить возможность минимизировать затраты на проведение технического диагностирования, что представляет большой практический интерес.

Для решения задачи определения позиций нефтегазового оборудования и трубопроводов, в наибольшей степени подверженных риску возникновения различных аварий, предлагается использовать понятие «фокуса опасности».

На основе данного метода разработаны мероприятия по повышению безопасности эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов в случае реализации взрыва. При этом для оценки опасности применялся такой параметр, как общий энергетический потенциал Е.

Энергетический потенциал взрывоопасности Е, кДж, блока определяется полной энергией сгорания парогазовой фазы (ПГФ), находящейся в блоке, с учетом величины работы ее адиабатического расширения, а также величины энергии полного сгорания испарившейся жидкости с максимально возможной площади ее пролива.

«Фокус опасности» является той точкой пространства, относительно которой нефтегазовое оборудование ориентировано к источнику наибольшей опасности взрыва таким образом, что воздействие ударной волны при взрыве минимально. Координаты «фокуса опасности» хфо, уфо определяются по формулам:

(3)

где Ei – энергопотенциал i-ого аппарата, кДж;

xi, yi – координаты i-ого аппарата.

В качестве объекта исследования в данном случае рассматривался процесс первичной подготовки нефти. Данный выбор обосновывается тем, что сепарационные установки, обеспечивающие сепарацию газа от нефти, сброс пластовой воды до остаточного содержания воды в нефти 3 %, транспорт частично обезвоженной нефти по существующему нефтепроводу для дальнейшей подготовки, характеризуются меньшей степенью опасности. И для наглядности предлагаемого метода выбран именно процесс первичной подготовки нефти.

Энергетический потенциал взрывоопасности Еi, кДж, аппаратов был определен согласно ПБ 09-540-03, результаты расчета представлены в таблице 3.

Расстояния между аппаратами на идентичных объектах нефтегазодобывающих предприятий могут существенно отличаться друг от друга, поэтому в расчетах координаты аппаратов были заданы с помощью генератора случайных чисел.

На рисунке 7 приведен исходный план расположения нефтегазового оборудования и трубопроводов производства. Зоны полных разрушений представлены окружностями, центры которых являются центрами аппаратов. Как видно, все аппараты производства попадают в зону полных разрушений, что предполагает их повреждение в случае аварии, возникшей на любом из аппаратов.

Таблица 3 Энергопотенциалы аппаратов производства

Индекс аппарата Энергопотенциал взрывоопасности E, кДж Радиус полных разрушений, м Радиус минимальных разрушений, м
Т-15 5,846e + 08 65,11 959,49
Е-10 1,803e + 08 36,03 530,96
Е-13 1,803е + 08 36,03 530,96
Т-20 1,494e + 08 32,34 476,53
Т-22 1,494e + 08 32,34 476,53
Е-4 5,623e + 07 14,79 184,96
Е-1 1,363e + 07 6,77 207,00
Т-13 5,720e + 06 3,79 55,90
Е-8 4,377e + 06 3,17 46,77
Т-19/1 2,669e + 06 2,28 33,63
Т-19 1,101e + 06 1,26 18,63
Т-21 1,101e + 06 1,26 18,63

Повышение безопасности эксплуатации аппаратов предполагается за счет того, что они находятся вне зоны полных разрушений соседних аппаратов.

Результаты расчета полей распределения энергопотенциала аппаратов к «фокусу опасности» производства представлены на рисунках 8 10.

  Исходный план расположения-4

Рисунок 7 – Исходный план расположения нефтегазового

оборудования и трубопроводов производства

  Поле распределения-5

Рисунок 8 – Поле распределения энергопотенциала нефтегазового

оборудования производства при его первоначальном

расположении

Как видно на рисунке 8, максимальное значение Ei/Ri составляет 20878571,43 кДж/ед. длины (аппарат Т-15).

  Поле распределения-6

Рисунок 9 – Поле распределения энергопотенциала аппаратов

производства при оптимизированном их расположении

Рисунок 9 свидетельствует о том, что после оптимизации максималь-ное значение величины распределения энергопотенциала аппаратов к «фокусу опасности» производства составляет 9429032,258 кДж/ед. длины (аппарат Т-15), минимальное – 37965,51724 кДж/ед. длины (аппарат Т-19).

  Сравнение полей-7

Рисунок 10 – Сравнение полей распределения энергопотенциалов

аппаратов к «фокусу опасности» производства

до и после оптимизации

При первоначальном расположении нефтегазового оборудования и трубопроводов на производстве пять аппаратов первичной подготовки нефти из восемнадцати находятся вне области максимального значения отношения энергопотенциала аппаратов к «фокусу опасности» производства после оптимизации.

Есть опасность для всего производства в случае, когда 13 аппаратов из 18 находятся внутри области максимального значения отношения (Ei/Ri)оптим.. Если первоначальное расположение нефтегазового оборудо-вания принять как одну условную единицу, то можно заключить, что после оптимизации безопасность эксплуатации производства увеличилась в 1,4 раза.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

  1. На основе оценки и анализа материального риска проведено ранжирование нефтегазового оборудования и трубопроводов процесса первичной подготовки нефти, что позволяет разрабатывать мероприятия по обеспечению их безопасной эксплуатации, а также при проектировании и строительстве новых объектов.

2. Определена вероятность реализации различных аварийных ситуаций, построены «деревья отказов» и «деревья событий» для различных типов нефтегазового оборудования и трубопроводов. Установлено, что нефтегазовое оборудование и трубопроводы характеризуются различными степенями опасности при реализации пожара пролива, «огненного шара», взрыва. Определены их количественные значения.

На основании результатов расчета экономического ущерба от реализации рассматриваемых аварийных ситуаций показано, что наиболее опасной аварией с точки зрения последствий является реализация взрыва.

На основе метода «фокуса опасности» разработаны мероприятия по повышению безопасной эксплуатации нефтегазового оборудования и трубопроводов для случая

Pages:     | 1 | 2 ||
 








 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

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.