выявления аварийных ситуаций устанавливаются величины
частот их реализации. Для установления частот реализации аварийных ситуаций
могут использоваться:

статистические данные по аварийности и надежности
технологического оборудования, соответствующие специфике объекта оценки риска;

расчетные методы моделирования возникновения аварийных ситуаций.

При использовании имеющихся статистических данных
установление частоты возникновения аварийной ситуации осуществляется путем принятия
значения из диапазона частот отказов технологического оборудования на основе
экспертной оценки инициирующих аварийную ситуацию событий.

В качестве расчетных методов моделирования возникновения
аварийных ситуаций используются следующие методы:

построение и анализ деревьев отказов (методы теории
надежности);

имитационные модели (методы статистических испытаний типа
Монте-Карло).

При использовании метода дерева отказов фаза возникновения
аварийной ситуации разбивается на составляющие компоненты, определяемые
отказами оборудования. Исследование начинается с аварийной ситуации (верхнее
нежелательное  событие) и далее рассматриваются
события, которые могут привести к реализации аварийной ситуации. Затем
исследуются причины возникновения этих событий и так далее до тех пор, пока не
будут выявлены все первичные события.

Результатом анализа дерева отказов является перечень
комбинаций отказов оборудования. Каждая такая комбинация (минимальные прерывающиеся
совокупности) является минимальным набором отказов оборудования, реализация
которых приводит к аварийной ситуации.

Построение множества
сценариев возникновения и развития аварийных ситуаций и аварий

Для построения множества сценариев возникновения и развития
аварийных ситуаций и аварий с пожарами (взрывами) используется метод логических
деревьев событий при возникновении и развитии аварийных ситуаций и аварий
(далее - логическое дерево).

Логическое дерево является основой для оценки пожарного
риска. Сценарий возникновения и развития аварийной ситуации и аварии на логическом
дереве отражается в виде последовательности событий от исходного до конечного
события (ветвь дерева событий).

Анализ дерева событий является процессом, при котором
исследование развития аварийной ситуации начинается с исходного события с последующим
рассмотрением цепи дальнейших событий, приводящих к возникновению аварии с
пожаром (взрывом).

При построении логических деревьев событий учитываются
следующие положения:

выбирается аварийная ситуация, которая может повлечь за
собой возникновение аварии с пожаром (взрывом) с дальнейшим  развитием;

развитие аварийной ситуации и аварии должно рассматриваться
постадийно с учетом места ее возникновения на объекте оценки риска, уровня
потенциальной опасности каждой стадии и возможности ее локализации и
ликвидации. На логическом дереве стадии развития аварийной ситуации и аварии
могут отображаться в виде прямоугольников с находящимися в них краткими названиями
этих стадий;

переход с рассматриваемой стадии на новую определяется возможностью
либо локализации аварии на рассматриваемой стадии, либо развития аварии,
связанного с вовлечением расположенных рядом технологического оборудования,
помещений, сооружений в результате влияния на них опасных факторов пожара
(взрыва), возникших на рассматриваемой стадии. Вероятности переходов аварии со
стадии на стадию одной ветви или с ветви на ветвь определяется, исходя из
величин зон поражения опасными факторами пожара (взрыва), объемно-планировочных
решений и конструктивных особенностей оборудования и сооружений. При этом
каждой стадии иногда присваивается идентификационный номер, отражающий
последовательность переходов со стадии на стадию;

переход со стадии на стадию отображается в виде соединяющих
линий со стрелками, указывающими направления развития пожароопасной ситуации и
пожара. При этом соединения стадий должны отражать вероятностный характер
события с выполнением условий «И», «ИЛИ» и «И/ИЛИ» (условие «И» - взаимосвязь
событий, условие «ИЛИ» - независимость событий, а условие «И/ИЛИ» - возможность
частичной реализации либо условия «И», либо «ИЛИ» ввиду многообразия путей
дальнейшего развития). Отображение взаимосвязи событий по условию «И»
выполняется сплошной линией без ответвлений, по условию «ИЛИ» - сплошной линией
с ответвлениями к взаимоисключающим друг друга событиям (стадиям), по условию
«И/ИЛИ» - пунктирной линией с ответвлениями к потенциально возможным стадиям;

для каждой стадии должен устанавливаться уровень ее
опасности, характеризующийся возможностью перехода аварийной ситуации или
аварии на соседние с пожароопасным участки объекта;

при повторении одним из путей части другого пути развития
для упрощения построения логического дерева событий иногда вводят обозначение,
представляющее собой соответствующую линию со стрелкой и надпись «на стадию
(код последующей стадии)». При этом в случае перехода со стадии с более высоким
уровнем опасности на стадию с меньшим уровнем следует дополнять код стадии с
меньшим уровнем опасности кодом, соответствующим стадии с более высоким уровнем
опасности, указываемым в скобках.

При анализе логических деревьев событий следует
руководствоваться следующими положениями:

возможность предотвращения дальнейшего развития аварийной ситуации
и аварии зависит от количества стадий и времени их протекания (то есть от длины
пути развития аварийной ситуации и аварии). Это объясняется большей
вероятностью успешной ликвидации аварийной ситуации и аварии, связанной с
увеличением времени на локализацию аварийной ситуации и аварии и количеством
стадий, на которых эта локализация возможна;

наличие у стадии нескольких разветвлений по принципу «И»
или «И/ИЛИ» свидетельствует о приобретении аварийной ситуацией и аварией
«цепного» характера развития, то есть одновременного развития аварии по
нескольким путям с дальнейшим увеличением их количества («эффект домино»), что
в значительной мере затрудняет успешную локализацию и ликвидацию пожара;

наличие у стадии разветвлений по принципу «ИЛИ», одно из
которых приходит на стадию локализации аварийной ситуации или аварии (например
тушение очага пожара, своевременное обнаружение утечки и ликвидация пролива,
перекрытие запорной арматуры и т.п.), свидетельствует о возможности
предотвращения дальнейшего развития аварийной ситуации и аварии по этому пути.
Отсутствие стадии локализации аварийной ситуации и аварии на разветвлениях по
принципу «ИЛИ» свидетельствует о невозможности приостановления дальнейшего
развития аварийной ситуации и аварии на разветвляемой стадии;

чем больше возможных путей развития аварийной ситуации и
аварии приходит на одну стадию, тем больше вероятность возникновения этой стадии.

Для оценки вероятности перехода аварии со стадии на стадию
прежде всего необходимо определение условной вероятности реализации различных
ветвей дерева событий. Далее необходимо определение вероятностей срабатывания
соответствующих средств предотвращения или локализации аварии. Кроме того,
необходима оценка вероятности поражения расположенного в зоне возникновения
аварии технологического оборудования и сооружений объекта в результате
воздействия на них опасных факторов пожара (взрыва).

 

ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ С
ПОЖАРАМИ И ВЗРЫВАМИ

Оценка опасных факторов аварий с пожарами и взрывами

Для количественной оценки риска необходимо построение зоны
поражения опасными факторами пожара и взрыва для каждого сценария развития аварии.

Основными опасными факторами, типичными для аварий на
объектах являются:

избыточное давление и импульс волны давления при сгорании
газопаровоздушной смеси в открытом пространстве;

избыточное давление и импульс волны давления при разрыве
сосуда в результате воздействия на него очага пожара;

избыточное давление при взрыве газопаровоздушной смеси в
резервуаре или производственном помещении;

тепловое излучение при факельном горении, пожарах проливов
и «огненных шарах»;

осколки, образующиеся при взрывном разрушении элементов
технологического оборудования;

расширяющиеся продукты сгорания при реализации пожара -
вспышки.

Для оценки опасных факторов аварий с пожарами и взрывами
необходим учет физических процессов, протекающих при авариях, который проводится
на основе математического моделирования этих явлений. Необходимо моделирование
следующих процессов, возникающих при аварии или являющихся ее последствиями:

истечение жидкости из отверстия;

истечение газа из отверстия;

двухфазное истечение из отверстия;

растекание жидкости при квазимгновенном разрушении оборудования;

выброс газа при квазимгновенном разрушении оборудования;

расчет, моделирование перечисленных выше физических
процессов должен включать количественную оценку массы горючих веществ, поступающих
в окружающее пространство;

формирования взрывоопасных зон и определение их
максимальных размеров;

взрыв газопаровоздушного облака. Определение избыточного
давления и импульса в ударной волне (определение параметров нагрузки на здания
сооружения, элементы технологического оборудования);

взрыв сосуда с перегретой легковоспламеняющейся жидкостью,
горючей жидкостью или сжиженным горючим газом. Определение избыточного давления;

тепловое излучение от пожара пролива или «огненного шара».
Определение интенсивности излучения;

«пожар – вспышка». Определение параметров воздействия
(радиуса поражения) высокотемпературных продуктов сгорания газопаровоздушного облака;

образование и разлет осколков при взрывном разрушении
элементов технологического оборудования;

испарение жидкости из пролива;

образование газопаровоздушного облака (газы и пары тяжелее
воздуха);

взрыв газопаровоздушной смеси в резервуаре или
производственном помещении;

пожар в помещении;

факельное горение струи жидкости и/или газа;

тепловое излучение горящего резервуара;

вскипание и выброс горящей жидкости при пожаре в
резервуаре;

тушение пожара распыленной водой;

учет действия водяного орошения на нагрев резервуара с
жидкостью в очаге пожара.

Оценка последствий аварий с пожарами и взрывами

Для оценки последствий аварий с пожарами и взрывами
необходимо сопоставление величин опасных факторов пожара (взрыва) с критериями
поражения указанными опасными факторами людей, зданий, сооружений и оборудования.

Известные критерии поражения окружающих объектов опасными
факторами пожара и взрыва можно условно разделить на детерминированные и
вероятностные. Для оценки пожарного риска допускается применение как
детерминированных, так и вероятностных критериев поражения окружающих объектов
опасными факторами пожара и взрыва.

Детерминированные критерии приближенно показывают значения
параметров опасного фактора, при которых наблюдается тот или иной уровень
поражения (разрушения) окружающих объектов.

Вероятностные критерии показывают, какова вероятность того
или иного уровня поражения (разрушения) при заданном значении опасного фактора
(например, интенсивности теплового излучения). При этом в качестве
вероятностного критерия поражения людей и/или зданий и сооружений используется
понятие пробит-функции (probit-function), величина которой Pr в общем случае описывается следующим выражением (поражение ударной
волной, тепловым излучением, токсическое поражение):

 

Pr = a + bLn(S),                                         (1)

 

где,   a, b
- константы, зависящие от степени поражения и вида объекта;

S - величина воздействующего фактора.

Взаимосвязь величины Рr и условной вероятности поражения
определяется специальной таблицей 1, между реперными точками которой возможна
линейная интерполяция.

 

Таблица 1

Значения
условной вероятности поражения в зависимости от величины Рr







Условная вероятность
поражения, %


Величина Рr




0


1


2


3


4


5


6


7


8


9

 




0
10
20
30
40
50
60
70
80
90


-
3,72
4,16
4,48
4,75
5, 00
5,25
5,52
5,84
6,28


2,67