автореферат диссертации по энергетике, 05.14.16, диссертация на тему:Повышение экологической безопасности магистральных нефтепроводов на основе анализа рисков

Предисловие.

Глава первая. Обзор исследований по анализу безопасности опасных производственных объектов. ^

1.1. Обзор исследований по методам оценки и обоснованию экологической безопасности производственных ооъектов. у

1.2. Обзор нормативно-технической литературы по оценке риска трубопроводных систем.

1.3. Цель и задачи исследования.

Глава вторая, Методика определения экологических последствий аварийных ситуаций на магистральных нефтепроводах с учетом вероятности их реализации.:. ^

2.1. Методика определения экологических рисков на магистральных нефтепроводах.

2.2. Определение количества нефти, способного участвовать в аварии.

2.3. Основы расчета экологического ущерба при аварийных ситуациях.

Глава третья. Характеристика опасностей магистральных нефтепроводов.

3.1. Развитие аварийных ситуаций на линейной части магистральных нефтепроводов. ^

3.2. Развитие аварийных ситуаций на нефтеперекачивающих станциях.

Глава четвертая. Анализ экологических рисков магистральных нефтепроводов.

4.1. Анализ экологических рисков линейной части магистральных нефтепроводов районного управления.

4.2. Анализ экологических рисков нефтеперекачивающих станций.

4.3. Технические решения по охране окружающей среды, реализованные в Саратовском РНУ.

Выводы.

Проблемы охраны окружающей среды являются одними из наиболее актуальных во всем мире. Нет такой сферы производственной деятельности человека, которая не влияла бы на окружающую среду, не изменяла бы ее состояние, все более разрушая прежнее состояние динамического равновесия. Не является исключением и магистральный трубопроводный транспорт нефти - потенциальный источник загрязнения окружающей среды нефтепродуктами.

Аварии на магистральных нефтепроводах наносят колоссальный ущерб, приводя к загрязнению территорий и водных объектов. Основные причины этого длительные сроки эксплуатации трубопроводного транспорта, физический, моральный износ и, как следствие, устойчивая тенденция роста числа аварий с все более тяжелыми социальными, экологическими и экономическими последствиями.

Для выбора адекватных мер предупреждения катастроф и аварий необходима научно-методическая база количественной оценки риска их появления. При решении этой проблемы важно, чтобы интересы защиты окружающей среды интегрировались в область принятия инженерных решений, позволяющих экономически обосновано минимизировать последствия негативных воздействий наиболее рациональными (наименее затратными) путями.

В этих условиях анализ экологических рисков магистральных нефтепроводов становится особо актуальным.

Исходя из сказанного, целью данной диссертации является повышение уровня экологической безопасности магистральных нефтепроводов путем обоснованного принятия инженерных решений и выбора способов и средств защиты окружающей среды на основе количественной оценки экологического риска.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Разработка методики количественного определения экологических рисков аварий на магистральных нефтепроводах с учетом вероятности их реализации.

2. Анализ безопасности функционирования линейной части магистральных нефтепроводов с учетом специфики параметров перекачки и потенциальной опасности нефти, особенностей профиля трассы и окружающей природной среды.

3. Анализ безопасности функционирования насосных перекачивающих станций с учетом технологических особенностей, схемных решений, специфики возникновения и развития аварийных и чрезвычайных ситуаций.

4. Анализ и расчет экологических рисков функционирования линейной части магистральных нефтепроводов и насосных перекачивающих станций как основа для разработки инженерных решений и выбора способов и средств защиты окружающей среды.

5. Обоснование эффективности методов охраны окружающей среды при водном переходе через реку Волгу.

Научная новизна работы заключается в том, что разработаны, научно обоснованы и реализованы на практике методы количественной оценки экологического риска - комплексного показателя безопасности магистральных нефтепроводов, выраженного в стоимостном эквиваленте и позволяющего применить экологические методы управления и охраны окружающей среды в процессе эксплуатации трубопроводного транспорта нефти.

Практическая ценность диссертационной работы определяется использованием основных результатов проведенных исследований и разработанной методики при:

• разработке раздела анализа опасностей и риска линейной части магистрального нефтепровода и площадных сооружений нефтеперекачивающих насосных станций в декларациях безопасности Саратовского и Удмуртского районных нефтепроводных управлений.

• разработке и обосновании инженерных решений, направленных на повышение экологической безопасности оборудования комплекса сооружений подводного перехода реального магистрального нефтепровода через р. Волга.

• экологического аудита Саратовского нефтепроводного управления.

Работа выполнена в Саратовском государственном техническом университете.

Изложенные в диссертации материалы опубликованы в [5-7;22;23; 51;52].

Основные результаты диссертационной работы докладывались на Четвертой Международной конференции Российского отделения Международного общества экологической экономики «Природа и общество на рубеже нового тысячелетия: Глобализация и региональные эколого-экономические проблемы» (Саратов, 5-9 июля 1999 г.), а также годичных собраниях Саратовского регионального отделения Российской экологической академии.

Разработанные в диссертации методические положения и результаты исследования внедрены при выполнении декларирования безопасности магистральных нефтепроводов Саратовского и Удмуртского районных неф-тепроводных управлений, а также реализации инженерных мероприятий по охране окружающей среды, повышений экологической и промышленной безопасности.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору Четверткову Славен-тину Семеновичу, научному консультанту - кандидату технических наук, доценту , кафедры «Эргономика и безопасность жизнедеятельности» СГТУ Козлитину Анатолию Мефодьевичу за внимательное руководство, постоянные консультации и большую помощь в процессе выполнения работы. 7

Автор благодарит доктора технических наук, профессора Попова Анатолия Ивановича за консультации и помощь в работе над отдельными главами диссертации, а также заведующего кафедрой МАХП доктора технических наук, профессора Печенегова Юрия Яковлевича и заведующего кафедрой ПТ доктора технических наук, профессора Симонова Вениамина Федоровича и сотрудников химико-технологических и теплоэнергетических кафедр за ценные замечания, высказанные в процессе выполнения работы.

Выводы

1. В результате проведенных исследований созданы и внедрены научно-методические основы защиты окружающей среды, заключающиеся в количественной оценке и анализе экологических рисков в реальных условиях эксплуатации магистральных нефтепроводов.

2. Разработана методика определения экологических рисков магистрального транспорта нефти, в которой предложен достаточно универсальный инструмент оценки последствий аварий на магистральных нефтепроводах - экологический риск. В качестве экологического риска рассматривается взвешенный по вероятности наступления негативных событий комплексный показатель прогнозируемого полного ущерба, нанесенного экосистемам от всего спектра сценариев возможных аварий.

3. Впервые предложена и реализована математическая модель расчета риска развития аварии на прилегающей к объекту территории с возможным загрязнением экосистем с учетом параметрического закона их поражения. Предложены программные разработки на основании использования математического пакета Mathcad 2000 Professional.

4. На основании предложенных методик проведен анализ безопасности и расчет экологического риска функционирования линейной части магистрального нефтепровода и насосных перекачивающих станций районного нефтепроводного управления в реальных конкретных условиях функционирования с учетом программы диагностирования, профилактических мероприятий, рельефа местности и т.п.

5. Результаты анализа позволили обосновать и внедрить инженерные мероприятия по защите окружающей среды в Саратовском районном нефтепроводном управлении на наиболее опасных участках, в том числе подводном переходе через реку Волгу, заключающиеся в установке дополнительных запирающих устройств, дополнительных амбарах для сборки нефти, обваловки территории камер, запуска и приема диагностических снарядов и других мероприятий, направленных на снижение экологического риска. Предложенные проектные изменения позволили уменьшить эко

172 логический риск в 8,5 раз. Общий объем затрат в Саратовском РНУ в 1999 году, направленных на защиту окружающей природной среды, на повышение экологической и промышленной безопасности с учетом разработанных в диссертации рекомендаций, составил свыше 70 млн. рублей.

6. Основные положения диссертационной работы использованы при выполнении декларации безопасности Саратовского и Удмуртского районных нефтепроводных управлений, разработке превентивных мероприятий и проведении экологического аудита Саратовского РНУ.

1. Азанов С.Н., Вангородский С.Н., Корнейчук Ю.Ю., Костров А.В., Мухин И.И. Еще раз о риске. // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. ВИНИТИ-1999, вып.7. С.32-51.

2. Акимов В.А. Методы сравнительной оценки опасности регионов России с учетом катастрофических чрезвычайных ситуаций. // Проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 1999. Вып.1. С. 41-46.

3. Военный энциклопедический словарь. М.: Воениздат. 1984. 863 с.

4. Гавидиа Джордж. Ослабление последствий стихийных бедствий: создание необходимых планов и стандартов, STOP Sisasters — Остановить катастрофы //ООН.МДУОСБ. 1996. № 12 (28). С.11.

5. ГОСТ Р 12.3.047-98 ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. Издание официальное. Госстандарт РФ, Москва.

6. ГОСТ Р ИСО 14001-98. Системы управления окружающей средой. Требования и руководство по применению. Издание официальное. Госстандарт России, Москва.

7. ГОСТ Р ИСО 14004-98. Системы управления окружающей средой. Общие руководящие указания по принципам, системам и средствам обеспечения функционирования. Издание официальное. Госстандарт России, Москва.

8. ГОСТ Р ИСО 140010-98. Руководящие указания по экологическому аудиту. Основные принципы. Издание официальное. Госстандарт России, Москва.

9. ГОСТ Р ИСО 140011-98. Руководящие указания по экологическому аудиту. Процедуры аудита. Проведение аудита систем управления окружающей средой. Издание официальное. Госстандарт РФ, Москва.

10. ГОСТ Р ИСО 140012-98. Руководящие указания по экологическому аудиту. Квалификационные критерии для аудиторов в области экологии. Издание официальное. Госстандарт России, Москва.

11. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1996 году»,- М.: Госкомэкологии России, 1997.

12. Гохман О.Г. Экспертное оценивание. Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1991. 152 с.

13. Де Гроот М. Оптимальные статистические решения. Пер. с англ. М.: Мир. 1974. 496 с.

14. Декларирование безопасности и страхование гражданской ответственности потенциально опасных предприятий Саратовской области:

15. Организационно-методические материалы / A.M. Козлитин, Е.А. Ларин, А.И. Попов и др. Саратов: СГТУ, 1996. 172 с.

16. Декларация безопасности Саратовского районного нефтепро-водного управления ОАО «Приволжские магистральные нефтепроводы». Саратов. 1998. 250с.

17. Елохин А.Н., Бодриков О.В., Ульянов C.B., Глебов В.Ю. Методология комплексной оценки природных и техногенных рисков для населения регионов России. // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. ВИНИТИ-1996, вып.З. С.3-10.

18. Измалков В.И., Измалков A.B. Безопасность и риск при техногенных воздействиях. М. С.- Петербург: НИЦЭБ РАН, 1994г.

19. Кирюханцев Е.Е., Клубань B.C., Журавлев Ю.Г. и др. Новые способы тушения пожаров.// Трубопроводный транспорт нефти. 1988, №1. С. 23-26.

20. Козлитин A.M., Голиков Ю.Н., Попов А.И. Методика определения экологических рисков аварий на магистральных нефтепроводах// Экологическая и промышленная безопасность магистральных трубопроводов: Научный сборник. Саратов, СГТУ, 2000. с.31-43.

21. Козлитин A.M. Учет факторов промышленной безопасности при технико-экономическом обосновании объектов теплоэнергетики предприятий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 1998. 16 с.

22. Козлитин A.M., Попов А.И. Технико-экономическое обоснование мероприятий по повышению безопасности склада пропилена, аммиака и хранилища жидких промотходов. Саратов: Саратовское региональное отделение Российской экологической академии. 1997.-130 с.

23. Козлитин A.M., Попов А.И. Оценка риска при декларировании безопасности химических производств// Безопасность труда в промышленности. 1997, №2. с.21-25.

24. Кузьмин И.И. Безопасность и техногенный риск: системно-динамический подход// Журнал Всесоюзного хим. об-ва им. Д.И. Менделеева, т.35, вып. 4, 1990.

25. Лисанов М.В., Печеркин A.C., Сидоров В.И. Анализ риска и декларирование безопасности объектов нефтяной и газовой промышленности // Сертификация и безопасность оборудования. 1998, №1, с.37-41.

26. Лисанов М.В., Печеркин A.C., Сидоров В.И., Швыряев A.A., Сафонов B.C. и др. Оценка риска аварий на линейной части магистральных нефтепроводов. // Безопасность труда в промышленности. 1998, №9, с. 5056.

27. Лисин Ю.В., Верушин А.Ю., Лисанов М.В., Мартынюк В.Ф., Печеркин A.C., Сидоров В.И. Концепция методического руководства по оценке степени риска магистральных трубопроводов// Трубопроводный транспорт нефти. 1997, №12. С.8-14.

28. Лисин Ю.В., Галкин В.А. Сергеев Д.О. и др. Вопросы организации экологического обследования магистральных нефтепроводов.// Трубопроводный транспорт нефти. 1996, №12. - С. 9-12.

29. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1978.560 с.

30. Мазур И.И. Экология нефтегазового комплекса. М.: Недра, 1993.

31. Маршалл В. Основные опасности химических производств: Пер. с англ. М: Мир, 1989. - 672 с.

32. Материалы Всероссийского совещания по борьбе с экологическими правонарушениями, 26-27 мая 1996 г., Совет Безопасности Российской Федерации, Межведомственная комиссия по экологической безопасности, Москва, 1996.

33. Математический энциклопедический словарь. М.: «Большая Российская Энциклопедия», 1995. 847 с.

34. Махутов Н.А., Грацианский Е.В., Петров В.П., Тарташев Н.И., Чистозвонова О.Н. Основы и пути реализации ФЦНТП ПП "Безопасность" в 1999 г. // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. ВИНИТИ-1999, вып.1. С.14-17.

35. Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах / Руководящий документ АК «Транснефть» // М.В. Лисанов, В.Ф. Мартынюк, А.С. Печеркин и др. М.: ОАО «АК «Транснефть». 1999. 94 с.

36. Методические рекомендации по проведению экологического обследования действующих магистральных нефтепроводов. Проект. (Разработан ФЦГС «Экология»), 1997.

37. Методика определения ущерба окружающей среде при авариях на магистральных нефтепроводах. Утверждена Минтопэнерго РФ 01.11.95г., согласована с департаментом Государственного экологического контроля Минприроды РФ. Транспресс, 1996, -68 с.

38. Мушик Э., Миллер Ф. Методы принятия технических решений/ Пер. с немец. М.: Мир, 1990.

39. Онищенко В.Я. Классификация и сравнительная оценка факторов риска // Безопасность труда в промышленности. 1995, №7. С. 23-27.

40. Осипов В. И. Всемирная конференция по природным катастрофам: итоги, стратегия, перспективы // ВИНИТИ. Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1994. Вып. 11. С. 3-21.

41. Оценка риска, связанного с эксплуатацией трубопроводов для жидких углеводородов в штате Калифорния (США).// Трубопроводный транспорт нефти. 1994, №5.

42. Оценка вероятности разливов нефти из трубопроводов по результатам статистических исследований.// Трубопроводный транспорт нефти. -1994, №9.

43. Попов А.И., Козлитин A.M. Методологические подходы и количественная оценка риска чрезвычайных ситуаций в регионах с потенциально опасными объектами// Безопасность труда в промышленности, 1995, № 2, с. 10 -14.

44. Попов А.А., Голиков Ю.Н. Основы и процедура расчета экологического ущерба при аварийных ситуациях на магистральных нефтепроводах// Экологическая и промышленная безопасность магистральных трубопроводов: Научный сборник. Саратов, СГТУ, 2000 г. с. 43-52.

45. Попов А.И., Голиков Ю.Н., Козлитин A.M. Технико-экономическое обоснование повышения экологической безопасности магистральных нефтепроводов на основе рисков//Инструменты рыночной экономики: Межвузовский научный сборник. Саратов, СГТУ, 2000. с.77-80.

46. Порядок определения размеров ущербов от загрязнения земель химическими веществами. М.: Роскомзем, 1993.

47. Постановление Правительства РФ от 1 июля 1995 г. №675 «О декларировании безопасности промышленного объекта Российской Федерации».

48. Проценко А.Н. Региональная безопасность: концептуальные принципы управления и основные направления их реализации. // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. ВИНИТИ -1996, вып.11. с.3-26.

49. Риск как точная наука. / С.Т. Беляев, О.И. Ларичев, И.И. Кузьмин // Наука и жизнь. №3,1991. С. 2-11.

50. Сафонов B.C., Одишария Г.Э., Швыряев A.A. Теория и практика анализа риска в газовой промышленности. М.: РАО «Газпром», 1996 г. 208 с.

51. Сборник практических расчетов при транспортировке нефтепродуктов по трубопроводам. / И.Т. Ишмухаметов, С.Л. Исаев, С.П. Макаров, М.В. Лурье. М.: Нефть и газ, 1997. 112 с.

52. Сборник методик по прогнозированию возможных аварий, катастроф, стихийных бедствий в РСЧС книга 2, М: МЧС России, 1994. 76с.

53. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы (для резервуарных парков).

54. СНиП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы. Нормы проектирования.

55. СНиП III-4-80. Техника безопасности в строительстве.

56. СНиП 2.01.02-85. Противопожарные нормы.

57. Сучков В.П., Безродный И.Ф. и др. Пожары резервуаров с нефтя-ми и нефтепродуктами./Юбзорная информация. Серия транспорт и хранение нефтепродуктов и углеродного сырья. Выпуск 3-4, ЦНИИТЭнефтехим, 1992.

58. True W.R. European pipeline performance improving, spill study shows. // Oil and Gas J. 1998, 7/XII, Vol. 96, № 49. P. 53-57.

59. Федеральный закон РФ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" от 21 июля 1997г., № 116-ФЗ.