автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.04, диссертация на тему:Научное обоснование и внедрение комплексной системы управления промышленной и экологической безопасностью на газохимических производствах

/ 00 -¿г /^¿р _

п

На правах рукописи

Щугорев Виктор Дмитриевич

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ НА ГАЗОХИМИЧЕСКИХ _ _ _

О гл

я

М 1

Д5 ^б .^ШрояШ^е^а^^а^йдей

■•■'■ лг

Москва - 1999

У : 00-.¿Г

Работа выполнена на предприятии "Астраханьгазпром" открытого акционерного общества "Газпром".

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор

Блохин А.Н. Тер-Саркисов Р.М. Фомочкин А.В.

Ведущая орга^ воения недр РАН

Защита состо диссертационного ятии Научно - тех; ности Госгортехн; ность") по адресу:

С диссертаци ся в библиотеке Е

Диссертация в

Ученый секр диссертации

российо

а 1816 -00

Я - f_

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В диссертации, подготовленной в виде научного доклада на основании совокупности ранее опубликованных научных работ, приводится изложение, теоретическое обобщение и анализ основных результатов исследований, выполненных и внедренных автором, а также под его научным руководством и при его непосредственном участии в период 1975 - 1999 гг.

1.1. Актуальность темы.

К настоящему времени проблема снижения количества и масштабов последствий чрезвычайных ситуаций техногенного характера стала приобретать первостепенное значение, прямо связанное с эффективностью экономики и безопасностью жизнедеятельности населения промышленно развитых стран.

По данным Генерального секретаря ООН, за последние 30 лет ущерб, нанесенный мировой экономике техногенными катастрофами, увеличился в три раза и достигает 200 млрд. долл. США в год.

В России совокупный годовой материальный ущерб от техногенных аварий, включая затраты на их ликвидацию, превышает 40 млрд. рублей.

Результаты анализа динамики техногенных рисков в нефтяной и газовой промышленности показывают, что только за последние десять лет экономический ущерб от них возрос более чем в 2 раза. При этом средний экономический ущерб от крупной аварии на трубопроводах нефти и газа достигает 47, а на газоперерабатывающих заводах превышает 55 млн. долл. США.

/ ^ Так, ущерб от аварийного разрушения Транс - Эквадорского -«1юпровода в результате оползней составил 1.5 млрд. долл. США, _ дсрбы от аварий на газоразделительной установке в Юамах

' г.) и установке производства серы в Форт Мак Мюррее (1991 г.) § ; *^1сили соответственно 84 и 11 млн. долл. США.

Помимо имущественного, существенную долю совокупного} ' " "6а от техногенных чрезвычайных ситуаций может представ-/ - вред, нанесенный здоровью и жизни людей, а также загряз-! окружающей природной среды.

Только единичная авария наскважине Лоджпол в канадской провинции Альберта привела к опасному загрязнению окружающей среды на территории более 1000 км2 и создало угрозу здоровью населения на удалении до 60 км.

В результате открытого нефтегазового фонтана на одной из ^разведочных скважин Тенгизского нефтяного месторождения расчетный экономический эквивалент природоохранного ущерба для весьма уязвимых экосистем Прикаспия превысил 10 млн. долл. США, при этом угроза опасного загрязнения атмосферы потребовала эвакуации людей из зоны радиусом более 10 км.

Первоначальный период освоения и эксплуатации залежей унефти и газа в районе Нового Уренгоя сопровождался уничтожением лесов и деградацией почвы на больших территориях.

Загрязнение четвертичного водоносного горизонта в Западной Сибири нефтепродуктами вызвало рост заболеваемости желудоч-но- кишечного тракта у населения более, чем в три раза.

Пластовая; продукция и отходы производства ряда нефтяных и ^тазовых месторождений в России и за рубежом содержат ртуть, вредное воздействие паров которой на человека общеизвестно, а также другие токсичные микроэлементы.

Особую опасность представляют возможные аварийные выбросы пластовой продукции и технологических сред на газохимических комплексах, осуществляющих добычу, транспортировку и переработку сырья с высоким содержанием сероводорода, отличающегося повышенной токсической и коррозионной опасностью.

В этих условиях для обеспечения общественно приемлемого 1 уровня промышленной и экологической безопасности на газохимических комплексах по добыче и переработке сероводородсодер-жащих газов необходимы эффективные методы как уменьшения вероятности техногенных аварий, так и снижения возможных ущербов, включающие производственный экологический мониторинг и активное аварийное реагирование, обоснованное достоверным прогнозированием формирования и развития аварий.

Вся совокупность указанных методов наиболее эффективно может быть реализована в рамках комплексной системы управления промышленной и экологической безопасностью, охватывающей все ^ стадии добычи, транспорта и переработки сырья и включающей обоснованные управленческие воздействия на всех этапах планирования,

подготовки и реализации профилактических и аварийноспасагельных мероприятий.

1.2. Цель работы.

Создание комплексной системы управления промышленной и экологической безопасностью на газохимических производствах, обеспечивающей общественно приемлемый уровень техногенных рисков с учетом их социальной, экологической и экономической опасности.

В соответствии с указанной целью в работе сформулированы и решены следующие основные задачи:

- выбор и обоснование количественных критериев и нормативов потенциального и приемлемого техногенного риска для типовых опасных объектов газохимических производств;

- разработка и обоснование инженерных методик и программно-технических средств для достоверного прогнозирования техногенных рисков, оценки эффективности профилактических и аварийноспаса-тельных мероприятий и ресурсов, необходимых для их реализации;

- обоснование эффективных методов и разработка технических средств оптимизации (снижения) техногенных нагрузок на окружающую природную среду, управления техногенными рисками на стадиях возникновения и развития аварийных выбросов на основе достоверных критериев опасностей;

- обоснование и создание эффективной системы производственного экологического мониторинга атмосферного воздуха для раннего оповещения и защиты персонала и населения от газовой опасности;

- обоснование типовых управленческих решений для эффективного аварийного реагирования на базе единой централизованной системы, включающей предварительное планирование и материальное обеспечение аварийных мероприятий, использование организационных и технических средств аварийной защиты с учетом всего спектра потенциальных техногенных рисков.

1.3. Основные методы исследований.

Для решения поставленных задач в работе использован комплекс методов, включающий:

- методы математических логико- вероятностных исследований

для оценки уровня техногенных рисков и выявления значимых факторов их формирования на газохимических комплексах, включая социальные, экологические и имущественные риски;

- совокупность методов математического моделирования, модельных и прямых инструментальных исследований для оценки физико-химических параметров опасных аварийных факторов, включая стандартные и оригинальные, апробированные методы химического анализа атмосферного воздуха, воздуха рабочей зоны, поверхностных, грунтовых и подземных вод;

- комплекс экономических методов оценки эффективности управленческих решений в области промышленной и экологической безопасности на всех стадиях проектирования, строительства и эксплуатации опасных производственных объектов;

- эвристические методы решения изобретательских задач для разработки новых методов управления рисками, включая активное воздействие на их формирование и развитие, раннее обнаружение, локализацию и ликвидацию.

1.4. Достоверность и обоснованность

научных положений, выводов и рекомендаций обеспечены современными методами и средствами логико- математических и экспериментальных исследований, подтверждением теоретических положений экспериментальными и промышленными данными, включая результаты промышленных испытаний технических средств, результатами государственной и независимой экспертизы организационных и управленческих решений, в том числе представленных в составе проектной и нормативно- технической документации, а также результатами внедрения новых научно- технических решений на Астраханском, Тенгизском, Карачаганакском и ряде других крупных газохимических комплексов с полным технологическим циклом добычи, переработки и транспорта сырья и продукции.

1.5. Научная новизна.

Научно обоснованы объективные количественные критерии потенциального и приемлемого техногенного риска для типовых опасных объектов газохимических производств.

Обоснованы теоретически и подтверждены прямыми экспериментальными исследованиями принципы построения и основные технические решения в области создания и эффективной эксплуатации автоматизированных систем комплексного экологического мониторинга на химически опасных производственных объектах.

Научно обоснованы технические решения, обеспечивающие предотвращение техногенной сейсмической опасности при разработке нефтяных и газовых месторождений.

Научно обоснованы комплексные технологические и организационные решения, направленные на оптимизацию техногенных экологических и других рисков на основе принципа максимальной эффективности экономических и ресурсных вложений в обеспечение промышленной и экологической безопасности.

Научно обоснованы концептуальные принципы создания и обеспечения эффективности единой централизованной системы аварийного управления промышленной и экологической безопасностью для крупных энергетических объектов, регламентирующей обязанности персонала, функции и оснащенность специализированных аварийных служб, органы, методы и средства управления в чрезвычайных ситуациях, принципы взаимодействия с региональными властными и надзорными органами.

1.6. Практическая ценность.

Разработаны и апробированы количественные критерии общественной приемлемости техногенных рисков и обоснованы эффективные направления их снижения, обеспечивающие исключение возможности катастрофических ущербов и приемлемый уровень техногенной нагрузки на окружающую природную среду.

Разработаны и апробированы инженерные методы и программно- технические средства для достоверного прогнозирования техногенных рисков, оценки эффективности профилактических и аварийных мероприятий и ресурсов, необходимых для их реализации.

Разработан комплексный алгоритм принятия эффективных управленческих решений в области промышленной и экологической безопасности на всех стадиях'проектирования, строительства, эксплуатации, консервации и ликвидации опасных производственных

/ -8 -

объектов добычи, транспорта и переработку нефти и газа.

Разработан и апробирован комплекс типовых управленческих решений для эффективного аварийного реагирования, включающего предварительное планирование и материальное обеспечение аварийных мероприятий на газохимических комплексах.

Впервые создана и внедрена на Астраханском ГКМ автоматизированная система производственного экологического мониторинга для раннего оповещения и защиты персонала и населения от газовой опасности.

Разработаны технические решения, направленные на обеспечение экологической безопасности при строительстве и эксплуатации искусственных резервуаров для хранения нефти и газового конденсата в подземных горизонтах.

Разработаны организационные и технические решения, обеспечивающие эффективное функционирование единой централизованной системы управления промышленной и экологической безопасностью на газохимических комплексах.

Разработаны организационные и технические решения в области планирования и подготовки эффективного аварийного реагирования на основе рационального взаимодействия ведомственных и региональных органов и специализированных аварийных служб.

Практическое использование теоретических результатов работы, а также внедренных организационно- методических решений и технических средств широко осуществляется в отечественной и зарубежной промышленности с 1980 г.

1.7. Основные научные положения, выносимые на защиту

- Обоснованные автором методология и алгоритм создания комплексной системы управления промышленной и экологической безопасностью на всех стадиях проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации опасных объектов газохимических производств.

- Принципы снижения техногенных рисков научно обоснованными техническими и организационными методами на основе объективных количественных критериев и адекватных методов прогнозирования опасности, комплексности, максимальной эффективности

РОС^ийли-ГО-СУ, 4

- 9 - 1>ЙБЛИвТи

экономических и ресурсных вложений.

- Научные основы и концептуальные организационно- технические решения в области создания эффективной автоматизированной системы комплексного экологического мониторинга на химически опасных производственных объектах.

- Концепция построения и эффективного функционирования единой централизованной системы аварийного реагирования для крупных энергетических производств, включающих химические и пожа-ровзрывоопасные объекты.

1.8. Личный вклад автора

- Обоснование цели и задач исследований, разработка и развитие методологии их решения, научно- методическое руководство основными исследованиями, по совокупности результатов которых подготовлена диссертация.

- Обоснование методологии и алгоритма комплексного управления промышленной и экологической безопасностью на газохимических производствах на всех стадиях "жизненного цикла" опасных производственных объектов.

- Авторское участие в разработке патентозащищенных технических решений, направленных на снижение техногенных рисков на объектах газохимического производства.

- Научное обоснование концептуальных принципов создания и обеспечения эффективности централизованной системы аварийного реагирования для крупных энергетических производств.

- Организация и научно- методическое руководство межведомственным комплексным творческим коллективом по разработке и внедрению автоматизированной системы производственного экологического мониторинга.

- Обоснование и реализация концептуальных управленческих решений в области промышленной и экологической безопасности на Оренбургском и Астраханском ГХК.

1.9. Апробация работы.

Основные научные положения и практические результаты работы неоднократно доложены, обсуждены, одобрены и рекомендованы к использованию на научно- технических конференциях и симпозиу-

мах, включая Международные газовые конгрессы, Международные форумы и конференции по проблемам экологии (Москва, 1994 г., Астрахань, 1997 г., Майами, 1998 г., Москва, 1998 г.).

Основные технические решения, разработанные автором удостоены медалей ВДНХ, отраслевых и региональных премий в области науки и техники, одобрены и включены в программу приоритетных работ Международного Газового Союза.

Основные организационные и технические решения, разработанные автором апробированы в составе Федеральных и отраслевых нормативных актов по промышленной безопасности, а также в составе проектной документации на обустройство нефтяных и газовых месторождений с высоким содержанием сероводорода.

Новизна и уровень разработанных научно- технических решений подтверждены и защищены авторскими свидетельствами СССР, патентами РФ, а их эффективность и полезность подтверждены результатами широкого внедрения в России и странах СНГ.

Комплекс технических и программных средств производственного экологического мониторинга Астраханского газохимического комплекса и прилегающей территории удостоен премии ОАО "Газпром" в области науки и техники за 1998 г.

1.10. Реализация результатов работы.

Организационно - методические и технические решения, отражающие основные результаты работы, введены в состав основополагающих Федеральных и отраслевых нормативных актов по промышленной и экологической безопасности в нефтяной и газовой промышленности, включая " Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности", " Инструкцию по безопасному ведению работ при разведке и разработке нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений с высоким содержанием сероводорода", "Единую систему управления охраной труда в газовой промышленности".

Практическая реализация научно обоснованных методов системного управления промышленной и экологической безопасностью осуществлена в конкретных организационно - методических решениях, включенных в проектную документацию на обустройство Астраханского, Карачаган�