автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Системная эффективность повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ с учетом риска

На правах рукописи

козлитин

Павел Анатольевич

ииЗОБЗЗОЭ

СИСТЕМНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ МАЗУТНОГО ХОЗЯЙСТВА И ХВО ТЭЦ С УЧЕТОМ РИСКА

Специальность 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2007

003053309

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Попов Анатолий Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Хрусталев Владимир Александрович

кандидат технических наук Артемьев Сергей Викторович

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Защита состоится 27 февраля 2007 года в 10.00 на заседании

диссертационного совета Д 212.242.07 при ГОУ ВПО «Саратовский

государственный технический университет» по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет».

Автореферат разослан « 17 » января 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Е.А. Ларин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Как известно, функционирование энергонасыщенных и химически опасных промышленных объектов всегда сопряжено с риском разрушительного высвобождения собственного энергозапаса или неконтролируемого выброса химически опасных веществ, что может привести к потере устойчивости объекта, значительному материальному ущербу и вредному воздействию на окружающую среду. В значительной степени это относится к ТЭЦ региональных энергетических систем. При этом основными энергонасыщенными и химически опасными составляющими ТЭЦ являются склады мазута и химических веществ. Существующая опасность высвобождения собственного энергозапаса ТЭЦ в системе мазуто-снабжения с формированием горящей гидродинамической волны прорыва или токсического заражения территории станции при авариях в ХВО с высокой степенью вероятности может привести к полному или частичному разрушению основного электро- и теплогенерирующего оборудования. Как следствие данных запроектных аварий, может быть нарушено или полностью прекращено энергообеспечение потребителей тепловой и электрической энергией. Катастрофичность последствий таких событий вполне очевидна для сфер жизнедеятельности населения и промышленных объектов. Таким образом, запроектные аварии в мазутном хозяйстве и ХВО ТЭЦ с высвобождением собственного энергозапаса или выбросом химически опасных веществ обусловливают риск внезапного нарушения энергоснабжения потребителей. В этой связи можно утверждать, что тема диссертации направлена на решение актуальной задачи — обеспечение системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ с учетом риска.

Актуальность и важность представленного исследования подтверждается участием автора в выполнении научно-технической программы Министерства образования Российской Федерации «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» 2000 - 2003 гг.

Целью работы является научное обоснование системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ с учетом риска.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

1. Разработка методических положений оценки системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ на основе интегрированного риска.

2. Теоретическое обоснование и разработка физико-математических моделей развития аварийных процессов и распространения поражающих факторов в окружающей среде при авариях в мазутном хозяйстве и ХВО ТЭЦ.

3. Разработка методики анализа и количественной оценки риска с целью определения системной эффективности повышения безопасности и снижения вредного воздействия на окружающую среду поражающих факторов аварий мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ.

4. Оценка системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ с учетом интегрированного риска (на примере ТЭЦ филиала «Волгоградская Генерация» ОАО «ЮГК ТГК-8»).

5. Разработка мероприятий и рекомендаций по снижению риска аварий в мазутном хозяйстве и ХВО ТЭЦ.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Основные принципы технико-экономического исследования системной эффективности инженерных решений обеспечения безопасности и снижения риска мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ.

2. Математическая модель и методика количественной оценки интегрированного риска мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ.

3. Аналитические зависимости и физико-математические модели развития аварийных процессов и поражающих факторов в окружающей среде при авариях в мазутном хозяйстве и ХВО ТЭЦ.

4. Теоретически обоснованные модели координатных законов риска поражения человека горящей гидродинамической волной прорыва мазута и токсичными парами соляной кислоты с учетом ее концентрации в водном растворе.

5. Технико-экономические расчеты системной эффективности повышен™ безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ с учетом интегрированного риска (на примере ТЭЦ филиала «Волгоградская Генерация» ОАО «ЮГК ТГК-8»).

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана экономико-математическая модель определения системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ на основе риска, учитывающая возможность возникновения, вероятность и параметры развития проектных и запроекгных аварий, реализации аварийных процессов и последствий, включая перерывы со снабжением потребителей электрической и тепловой энергией.

2. Разработаны теоретические положения количественной оценки опасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ в форме обобщающего показателя интегрированного риска, являющегося многофакторной функцией, объединяющей риски социального, экологического и материального ущербов, в том числе экономические потери в энергоснабжении потребителей.

3. Теоретически обоснован метод количественной оценки поражающих факторов аварий мазутного хозяйства ТЭЦ с формированием гидродинамической волны прорыва при разрушении наземных мазутных резервуаров. Получены аналитические зависимости расчета основных параметров воздействия: скорости и глубины потока, времени добегания волны прорыва до рассматриваемой точки территории, массы жидкости, перелившейся через обвалование в процессе разрушения резервуара, интенсивности теплового облучения при возгорании, в том числе смежных резервуаров и других факторов.

4. Получена аналитическая зависимость для определения величины токсодозы в рассматриваемой точке территории в функции концентрации соляной кислоты и других факторов рассеивания и воздействия при авариях в цехе ХВО ТЭЦ. Выполнено теоретическое обоснование и разработан координатный закон риска токсического поражения человека парами соляной кислоты, в том числе с учетом ее концентрации в водном растворе при авариях в цехе ХВО ТЭЦ.

Практическая ценность работы заключается в разработке:

- компьютерной программы для расчета вероятности возникновения аварий на наземных резервуарах;

- методики оценки риска поражения человека при растекании горящей гидродинамической волны мазута из разрушенного наземного резервуара;

- компьютерной программы для расчета интенсивности теплового облучения стенки наземного резервуара и оценки критерия потери им устойчивости.

Практическая ценность работы также заключается в использовании теоретических положений и разработанных методик при анализе и количественной оценке риска аварий в декларациях промышленной безопасности теплоэлектроцентралей ОАО «ЮГК ТГК-8» (Волгоградский регион) и ОАО «Саратовская ТГК» Волжской ТГК-7.

Методы исследования. В основу теоретических исследований были положены методы и концепции теории вероятностей и математической статистики, .теории подобия и математического моделирования, системного технико-экономического анализа, декомпозиции развития возможных аварийных ситуаций, выявления закономерностей, описания, обобщения.

Моделирование и расчеты, связанные с анализом и количественной оценкой риска, проведены с использованием методов и средств вычислительной.техники и технологий современного анализа данных на компьютере в математических системах: Mathcad 11 A, Statistica 6, Statgraphics Plus 5 и других.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 7 всероссийских и региональных научно-технических конференциях, в том числе:

-1 и II Всероссийских конференциях «Научные аспекты экологических проблем России» (Москва, РАН, 2001,2006);

- 3, 4 и 7-м Всероссийских тематических семинарах «Об опыте декларирования промышленной безопасности и страхования ответственности. Развитие методов оценки риска аварий на опасных производственных объектах» (Москва, 2002, 2003 и 2006);

- Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, 2003); '

- 9-й ежегодной итоговой научно-практической конференции Саратовского регионального отделения Российской экологической академии (Саратов, 2003).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 20 печатных работах, в том числе 1 статье в рецензируемом научном журнале, рекомендованном ВАК РФ, 1 монографии, 2 статьях в зарубежных научных периодических изданиях, 16 статьях в межвузовских сборниках научных трудов и материалах Всероссийских научных конференций.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов и списка использованной литературы из 145 наименований. Содержит 177 страниц, 61 таблицу, 46 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель л задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы. Проведен обзор опубликованных работ по известным методам оценки и обоснования промышленной безопасности опасных производственных объектов. Обсуждены различные подходы к анализу опасностей и оценке риска промышленных аварий, оценены их достоинства и недостатки.

Показано, что малоисследованными остаются запроектные аварии в мазутном Хозяйстве и ХВО ТЭЦ, связанные с аварийными выбросами пожароопасных и токсичных веществ и приводящие к внезапному нарушению энергоснабжения потре-

бителей. Мазут и трансформаторное масло сосредоточены в значительных количествах в резервуарных парках теплоэлектроцентралей, работающих на газомазутном топливе и маслоохладителях трансформаторов. Серьезную опасность ожидаемых острых воздействий на персонал станции и окружающую среду при аварийных выбросах представляют токсичные вещества, сосредоточенные в значительных количествах в цехах ХВО ТЭЦ - водные растворы хлористого водорода и концентрированная серная кислота. Существующая опасность высвобождения собственного энергозапаса ТЭЦ в системе мазутоснабжения с формированием горящей гидродинамической волны прорыва или токсического заражения территории станции при авариях в ХВО с высокой степенью вероятности может привести к полному или частичному разрушению основного электро- и теплогенерирующего оборудования. Как следствие данных запроектных аварий, может быть нарушено или полностью прекращено энергообеспечение потребителей тепловой и электрической энергией.

Определена область проводимых в диссертационной работе исследований - разработка научных методов анализа и обоснования системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ с учетом риска.

Основу исследований в диссертационной работе составили теоретические и практические труды в области анализа системной эффективности повышения безопасности ТЭЦ и оценки риска промышленных аварий, отечественных и зарубежных ученых, в числе которых: Р.З. Аминов, А.И. Андрющенко, М.В. Бесчастнов, H.H. Брушлинский, А.Н. Елохин, A.B. Измалков, В.И. Измалков, В.А. Котлярев-ский, X. Кумамото (Hiromitsu Kumamoto), Е.А. Ларин, М.В. Лисанов, В. Маршалл (V.C. Marshall), С.М. Пайтерсен (С.М. Pietersen), А.И. Попов, B.C. Сафонов, В.И. Сидоров, И.С. Таубкин, Э. Дж. Хенли (Ernest J. Henley), Ю.М. Хлебалин, В.А. Хрусталев, A.A. Шаталов, Ю.Н. Шебеко и ряд других крупных специалистов, преимущественно в области промышленной безопасности.

В первой главе разработана экономико-математическая модель определения системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ на основе риска, учитывающая возможность возникновения, вероятность и параметры развития проектных и запроектных аварий, реализации аварийных процессов и последствий, включая перерывы со снабжением потребителей электрической и тепловой энергией. Обоснованы подходы к определению целесообразности, технико-экономической необходимости и оптимизации инженерных решений, направленных на обеспечение безопасности объектов энергетических систем и комплексов и изложены основы методики исследования экономической эффективности мероприятий по снижению риска потерь в обществе и вредного воздействия на окружающую среду поражающих факторов аварий на теплоэлектроцентралях. Разработаны теоретические положения количественной оценки опасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ в форме обобщающего показателя интегрированного риска, являющегося многофакторной функцией, объединяющей риски социального, экологического и материального ущербов, в том числе экономические потери в энергоснабжении потребителей.

Опыт эксплуатации ТЭЦ свидетельствует об исключительной важности вопросов технико-экономического обоснования проектно-конструкторских и технологических решений с учетом объективных критериев безопасности объектов.

Для получения критерия сопоставления и оптимизации решений предложен метод сравнения, основанный на сопоставлении нескольких вариантов, различающих-

ся по капитальным затратам на технические системы безопасности, переменным издержкам и отчислениям на страхование возможных случаев аварийных ситуаций.

Основу экономико-математической модели расчета системной эффективности принимаемых решений с использованием понятия приведенных затрат Зпр в рыночных условиях составляет целевая функция

где 11п - выручка от реализации продукции, руб./год; 35 - ежегодные издержки производства, относимые на себестоимость продукции, руб./год; ун - функция, учитывающая систему федеральных, республиканских, региональных и местных налогов; £уу - функция, учитывающая условия участия учредителей в распределении прибыли; Зм - материальные и другие затраты, не включаемые в состав себестоимости, руб./год; Нх - суммарные дополнительные налоги и платежи, включающие плату за кредит, за землю и другие, руб./год; Г?.(У^) - интегрированный риск - комплексный показатель уровня опасности объекта, руб./год; ДЗЭН - затраты, в энергосистеме, вызванные обеспечением заданного уровня энергоснабжения потребителей или необходимые компенсационные мероприятия, руб./год; ДЗЛР - затраты в другие системы

в зависимости от последствий аварийной ситуации, руб./год; К - капитальные вложения в технические системы безопасности, руб.; Еин - коэффициент приведения разновременных затрат в технические системы безопасности, 1/год.

Целевая функция П(Х) = £[Зпр(Х)], являясь функцией переменной X, представляет собой показатель эффективности системы, достижение максимального значения которого соответствует цели управления - отыскать наиболее рациональное техническое или организационно-управленческое решение по снижению риска аварий при максимальных финансовых результатах.

В качестве переменной X могут рассматриваться параметры, определяющие выбранный уровень безопасности (высота обвалования резервуаров, конструкция обвалования, объем резервуара, количество лафетных стволов по периметру резерву-арного парка, системы нейтрализации разлитий кислот и т.д.).

В реальных условиях при технико-экономическом сравнении вариантов необходимо учитывать фактор времени. В этом случае целевая функция за период функционирования объекта Т с учетом приведенных затрат определяется из следующего выражения:

При технико-экономической оценке безопасности и системной надежности энергообеспечения сфер жизнедеятельности населения в качестве основной составляющей, изменение которой позволило бы отыскать наиболее рациональное техническое решение по обеспечению безопасности высокорисковых объектов, с учетом финансовых затрат, предлагается применить показатель, определяемый как интегрированный риск в едином стоимостном эквиваленте. Интегрированный риск - это комплексный показатель уровня опасности объекта, объединяющий в себе социальные Я(У^), материальные К(Ути) и экологические ЩУ,) риски, выраженные в едином стоимостном эквиваленте

П = К„(1-ун)(1-4уу)-Зпр;

3„р = 3,(1 - у„)(1+ Зи + Нг + ЕИНК + Я(Утг) + ДЗЭ„ + ДЗда,

(1)

(2)

К.(уё)=я(У1)++

Ы\ Н К к-! )

П 1Л ш (2)

ы н г=1

п го л

¡-1 н

где Рк - взвешивающий коэффициент, сопоставляющий к-ю степень поражения (нетрудоспособность, серьезные травмы, травмы средней и легкой тяжести) с летальным исходом; Ул - затраты на восстановление трудоспособности индивидуума с к-й степенью поражения; и Sj - плотность населения и площадь j-й зоны риска; ЦСЖ - цена спасения жизни; п - число возможных поражающих факторов, формирующихся в результате реализации на объекте существующих опасностей (взрыв, пожар, выброс химически опасных веществ); т - число рассматриваемых зон риска, расположенных в пределах круга вероятного поражения; а - число степеней поражения; <в - число составляющих материального ущерба; т) - число составляющих экологического ущерба; Я(Е) - потенциальный риск возникновения чрезвычайной ситуации для реципиента вида Е.

В основу модели интегрированного риска положены формулы математического ожидания соответствующих потерь (ожидаемый ущерб), функционально связывающие вероятность реализации поражающего фактора за интервал времени АХ, как правило, за год, и ущерб, нанесенный данным поражающим фактором.

При определении материального риска ЩУ*) учитывается особенность тепло-генерирующей энергетической системы, связанная с ожидаемым комплексным ущербом от проектных и запроектных аварий. Высвобождение собственного энергозапаса ТЭЦ в системе мазутоснабжения с формированием горящей гидродинамической волны прорыва с высокой степенью вероятности может привести к полному или частичному разрушению основного электро- и теплогенерирующего оборудования ТЭЦ, объектов газового хозяйства и складов жидкого топлива (мазута). Как следствие данной запроектной аварии, будет нарушено или полностью прекращено энергообеспечение объектов и сфер жизнедеятельности населения. Катастрофичность последствий таких событий вполне очевидна в период максимальной нагрузки отосительного сезона.

В Э1гих условиях комплексный материальный ущерб У* = У¡7 + Уи складывается из прямых потерь топлива, оборудования, зданий, сооружений (У^) и потерь из-за недоотпуска электрической и тепловой энергии потребителям (У,„).

В состав прямых потерь входит стоимость разрушенных зданий, сооружений,

п

технологического оборудования, утраченного топлива У^ = Суй ■ + , где -

¡»I

удельная стоимость топлива, руб./т; вт - масса топлива, утраченного в результате аварии, т; С| - стоимость 1-го материального имущества, руб.; п - количество имущества предприятия, уничтоженного (поврежденного) в результате аварии.

Потери из-за недоотпуска электрической и тепловой энергии потребителям определяются затратами на обеспечение заданного уровня энергоснабжения потреби-

телей и необходимыми компенсационными мероприятиями Д3511 =3;*д-<3э+3уд-(}т, где 3^ - удельные затраты в компенсационные мероприятия для обеспечения потребителей электрической энергией, руб./кВт-ч; - удельные затраты в компенсационные мероприятия для обеспечения потребителей тепловой энергией, руб./МВт-ч; (2э - недоотпущенная электрическая энергия потребителям, кВт-ч; Qт -недоотпущенная тепловая энергия потребителям, МВт-ч. Естественно, что величины С?э и имеют прямую зависимость со временем т, необходимым для восстановления работоспособности станции.

При оценке риска экологического ущерба (экологического риска) И(У') окружающая среда рассматривается в виде системы, состоящей из трех основных компонентов: литосферы, гидросферы и атмосферы. При этом экологический ущерб в стоимостном эквиваленте определяется величиной удельного ущерба для поражаемой компоненты окружающей среды и массой аварийного выброса, участвующего в загрязнении указанных составляющих экосистем

где - удельный экологический ущерб для .¡-й компоненты экосистемы; Ом - масса аварийного выброса; ^ — доля массы аварийного выброса, участвующая в загрязнении составляющей экосистемы; Ь-ш - повышающий коэффициент за сверхлимитное загрязнение ^й компоненты экосистемы; К„з - коэффициент индексации при оценке ущерба для ]-й компоненты экосистемы; С, - комплекс, определяющий ставку платы за загрязнение ]-й компоненты экосистемы; г| - число рассматриваемых компонент экосистемы.

Риск социального ущерба (коллективный риск) ЬЦУ*) учитывает масштаб воздействия, выражающийся в летальных исходах и поражениях людей тяжелой, средней и легкой степени, приведенных к суммарно эквивалентному числу летальных исходов. При определении потерь общества от возможных смертельных исходов Л(У^) человеческая жизнь оценивается в стоимостном выражении. В качестве такой величины в диссертации используется цена спасения жизни (ЦСЖ). В обобщенном виде ЦСЖ понимается как средневзвешенная по наиболее значимым и рисковым областям и сферам жизнедеятельности величина затрат для дополнительного спасения жизни каждого следующего индивидуума. Цена спасения жизни относится к разряду тех величин, которые принципиально не могут быть вычислены с большой точностью. Поэтому, учитывая значительную неопределенность данной величины, автором предлагается на основе обобщения при расчетах брать несколько уровней значения ЦСЖ в России - нижнее, среднее и верхнее значения, соответственно 600 тыс., 1 млн. и 1,5 млн. руб. на человека.

Во второй главе теоретически обоснован метод количественной оценки поражающих факторов аварий мазутного хозяйства ТЭЦ с формированием гидродинамической волны прорыва при разрушении наземных мазутных резервуаров. Получены аналитические зависимости расчета основных параметров воздействия: скорости и глубины потока, времени добегания волны прорыва до рассматриваемой точки территории, массы жидкости, перелившейся через обвалование в процессе

(4)

разрушения резервуара, интенсивности теплового облучения при возгорании, в том числе смежных резервуаров и других факторов. Подучена аналитическая зависимость для определения величины токсодозы в рассматриваемой точке территории в функции концентрации соляной кислоты при авариях в цехе ХВО ТЭЦ. Выполнено теоретическое обоснование и разработан координатный закон риска токсического поражения человека парами соляной кислоты с учетом ее концентрации в водном растворе при авариях в цехе ХВО ТЭЦ.

Показано, что основная опасность мазутохранилищ, приводящая к катастрофическим последствиям с большим материальным ущербом и гибелью людей, связана с возможностью полного разрушения резервуара и формированием гидродинамической волны прорыва. Теоретически обоснована и разработана математическая модель гравитационного растекания цилиндрического слоя жидкости при отсутствии обвалования. Учтены индивидуальные свойства растекающейся жидкости (плотность, кинематическая вязкость), условия ее хранения (начальная температура), а также особенности среды растекания (фильтрационная способность, тип, структура и рельеф подстилающей поверхности, пористость грунта). Получены аналитические зависимости для основных параметров гидродинамической волны прорыва на мазутных наземных резервуарах ТЭЦ, с учетом физических процессов растекания мазута и определяющие его поражающее действие — скорость и глубину потока, время добегания волны прорыва до рассматриваемой точки территории, рис.1.

у(Ц,Ь(Ц, 1(Ц,

м/с м мин.

1«п.2

ЫТЧ 3 ' . ь - о 1 .

П(ь) =---у; Ь„|п =--(Э),

«■р I п-р 1/ш 6-1Л

о м

Рис. 1. Математическая модель и графические зависимости скорости, глубины и времени растекания гидродинамической волны'прорыва от расстояния до центра разлития На рисунке используются следующие обозначения: Ь - расстояние от центра разлития до рассматриваемой точки территории в зоне растекания жидкости; Ьт -радиус зеркала разлития нефтепродукта на подстилающей поверхности; к - коэффициент, учитывающий характер истечения жидкости; т, п и в - показатели степени, учитывающие условия растекания жидкости (численные значения получены на основе исследований В.Ч. Реутта); Квл - коэффициент влияния структуры поверхности на растекание жидкостей; С> - масса аварийного вылива жидкости; р - плотность жидкости; V - кинематическая вязкость жидкости; г - радиус резервуара; 1(Ь) -время добегания волны прорыва до рассматриваемой точки территории; у(Ь) - скорость растекания жидкости; Ь(Ь) - глубина потока.

Показано, что при квазимгновенном разрушении резервуара, расположенного в обваловании, часть нефтепродукта может пфелиться через обвалование, так как гидродинамическая волна, достигнув обвалования, может оказаться значительно

О___r. Выбор расположения резервуаров в обваловании в соответствии с

данным выражением позволяет исключить перелив нефтепродукта через обвалование при квазимгновенном разрушении резервуара.

Показатели последствий силового воздействия гидродинамической волны прорыва на человека, здания и сооружения в случае разрушения обвалования определяются для территории в пределах зоны разлития, в границах которой воздействие волны прорыва опасно для жизни или здоровья человека, может вызвать разрушение или повреждение зданий и сооружений. В качестве параметров поражающего воздействия гидродинамической волны прорыва на реципиента рассматриваются глубина потока и скорость растекания жидкости. Для определения максимально возможных последствий силового воздействия волны прорыва на здания и сооружения выполнено обоснование минимальных критических параметров волны прорыва для слабых разрушений наиболее уязвимых элементов инженерно-технического комплекса ТЭЦ.

Наиболее опасным фактором гидродинамического растекания является перенос вместе с горящей жидкостью открытого огня, теплового излучения пламени и других опасных факторов пожара. При реализации данной аварийной ситуации одним из важнейших является вопрос прогнозной оценки степени устойчивости к тепловому воздействию соседних резервуаров, расположенных в индивидуальных обвалованиях на расстояниях Lj от фронта пламени горящего разлития и возможности возникновения эффекта «домино».

В диссертационной работе выполнен анализ литературных данных о характере теплового воздействия на резервуары и получена регрессионная модель критериальной кривой, устанавливающей зависимость критической интенсивности облучения стенки резервуара от продолжительности облучения 1(т) = ß • z~a, где 1(т) - критическая интенсивность облучения стенки резервуара; т - время облучения стенки резервуара; а и ß - параметры регрессионной модели. На основе полученной модели автором разработана компьютерная программа в среде Mathcad для практических расчетов интенсивности теплового облучения стенки резервуара, оценки критерия потери им устойчивости и определения безопасного расстояния L6e3 = f(I(t)).

В цехе ХВО с баками химреагентов ТЭЦ сосредоточены химически опасные вещества: серная кислота, щелочь, соляная кислота, представляющие опасность загрязнения окружающей среды и поражения персонала станции. Одной из важных задач повышения безопасности теплоцентралей и снижения риска аварийного воздействия на окружающую среду и персонал станции химически опасных веществ является количественная оценка поражающих факторов аварий в цехе ХВО. В диссертации выполнено теоретическое обоснование и разработаны модели количественной оценки поражающих факторов при авариях в цехе ХВО с баками химреагентов. Концентрированная соляная кислота по своим токсическим и физико-химическим свойствам отнесена к сильнодействующим ядовитым веществам. Наивысшая концентрация технической соляной кислоты около 38 -ь 40 % HCl. В цехе ХВО ТЭЦ, как правило, используется 24%-я соляная кислота. В этой связи возникает необходимость провести сравнительный анализ степени ингаляционной опасности для селитебных территорий аварийных проливов соляной кислоты с различным содержанием HCl в растворе. С целью сравнения опасности соляной кислоты различной концентрации важно выделить в математической модели, описывающей ха-

Рис. 2- Перелив через обвалование гидродинамической волны при квази мгновенном разрушении резервуара

выше расчетной высоты данного обвалования, что приведет к переливу части нефтепродукта через него, рис.2.

На основе полученных зависимостей (5) построены графики, описывающие характер изменения скорости и глубины потока в районе обвалования, рис.3.

Определена последовательность расчета массы перелившейся части жидкости через обвалование при квази мгновенном разрушений резервуара.

В точке «А» на рафике толщина слоя жидкости равна высоте обвалования Ься.ж = Ьобв, следовательно к моменту времени 1(ЬД) процесс перелива жидкости через обвалование заканчивается и часть объема жидкости, хранимой в резервуаре, остается в обваловании. Для количественной оценки массы (Зпр,., перелившейся части жидкости через обвалование при квазимгновенном разрушении резервуара необходимо знать высоту взлива Ь(г) жидкости в резервуаре, среднюю по высоте скорость движения столба жидкости в районе обвалования уСЬ^в+г), высоту столба жидкости над обвалованием Ь(Ьо6в+г), время добегания {(Ъл) гидродинамической волны до точки на местности, где высо-

обвалования

Рздчус

Рис. 3. Характер изменения скорости потока к глубины потока в функции расстояния от центра разлития

та столба жидкости сравняется с высотой обвалования Ьо6в.

С!«.*;

МО

1(1.) = 1,25-и

у^ + гИ^НЬа^ + О-Ь.,.];

•■-Щ-Я-Я}

(6)

Основываясь на вышеизложенном, разработаны аналитические зависимости (6) для количественной оценки массы жидкости, перелившейся через обвалование при квазимгновенном разрушении резервуара мазутного хозяйства ТЭЦ.

Для обоснования оптимального расстояния Ь„лт от стенки резервуара до

я-р ь* р

обвалования или ограждающей стены, при котором высота гидродинамической волны в районе обвалования будет меньше его высоты ЬП]М < Ьо6,, предлагается, основываясь на вышеизложенном, использовать следующую зависимость:

1 при Г < ЬБ

7 г2

Г ехр(---)с)7 при Г > Ь

2

Рг(Г) = А + В-1пИч(Г)-;Г} 1 =

где I - эффективное время экспозиции; ^ - характерное время обнаружения пожара; q(Г) - интенсивность теплового излучения в зависимости от расстояния; 1 - нижний порог теплового поражения человека; Рг(Г) - пробит-функция; Ъ - переменная интегрирования; А, В - параметры пробит-функции, Ь| - безопасное эвакуационное расстояние, ЬБ - радиус безопасности.

Выполнено теоретическое обоснование и разработан координатный закон Р(Г) токсического поражения человека парами соляной кислоты с учетом ее концентрации в водном растворе. В пределах зоны абсолютной смертности 0 > Г < Гш ^, при получении человеком токсодозы 0(Д%,Г) > ЬСг10а% превышающей абсолютно смертельную для рассматриваемого токсичного вещества, летальный исход можно считать достоверным событием с вероятностью Р(Г) = 1:

В четвертой главе выполнен анализ системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ (на примере филиала «Волгоградская Генерация» ОАО «ЮГК ТГК-8»). Определены типовые сценарии возможных аварий, и выполнена оценка количества опасных веществ, способных участвовать в аварии. Рассчитаны вероятные зоны действия поражающих факторов при авариях в мазутном хозяйстве, цехе ХВО и системе маслоснабжения, проведена оценка возможного числа пострадавших и возможного ущерба.

На примере Волгоградской ТЭЦ-3 показано, что при полном разрушении резервуара, в результате взрыва паровоздушной смеси внутри резервуара, либо в результате воздействия внешних факторов взрыва или пожара на резервуар (сценарий А-3), с последующим квазимгновенным выбросом всей массы мазута, возможно гидродинамическое воздействие образовавшейся волны прорыва на обвалование и соседние резервуары с последующим их разрушением, и, как следствие цепного развития аварии, распространение горящей гидродинамической волны на прилегающую территорию. При развитии аварии по сценарию А-3 в зоне действия волны прорыва и открытого пламени оказываются основные составляющие комплекса сооружений ТЭЦ-3: главный корпус с электро- и теплогенерирующим оборудованием, распределительные устройства, площадка с трансформаторами, газораспределительный узел с последующим пожаром и разрушением. Как следствие данной за-проектной аварии, будет внезапно нарушена система энергообеспечения объектов и сфер жизнедеятельности населения. Зоны возможного теплового поражения горящей гидродинамической волной прорыва при развитии аварии по сценарию А-3 на резервуарах РВС-20000 показаны, в качестве примера, на рис.6.

По результатам выполненного анализа рассчитаны интегрируемый риск и возможный ущерб при развитии запроектной аварии в мазутном хозяйстве Волгоградской ТЭЦ - 3 ОАО «ЮГК ТГК-8», значения которых приведены в таблице.

1 при 0 < Г ^

(10)

Материальный риск потерь, тыс. руб./год Максимальный ущерб от поте материальный рь, млн. руб. Максимальный социальный риск, ТЫС. руб./год Возможный социальный ушерб, млн. руб. Экологический риск, тыс. руб./гоа Максимальный интегрированный рнск, тыс. руб./год Максимальный возможный ущерб, млн. руб.

мазута материальных ценностей из-за недоотпуска электрической и тепловой энергии мазута материальных ценностей из-за недоотпуска электрической и тепловой энергии

2,26 1,59 0,51 203,8 143,1 45,5 3,29 296,8 0,09 7,74 770,05

4,36 392.43

Рис.6. Зоны поражения горящей гидродинамической волной на Волгоградской ТЭЦ-3 при развитии аварии по сценарию А-3

Серьезную опасность представляет цех ХВО с баками химреагентов при развитии аварии по сценарию Р-2 на Волжской ТЭЦ: разрушение емкости хранения соляной кислоты —> выброс кислоты в поддон испарение НС1 с поверхности зеркала разлития -» формирование токсичного облака распространение опасного вещества по направлению ветра -» загрязнение окружающей среды и проникание ядовитых паров хлористого водорода в главный корпус станции —> поражение персонала с риском внезапного нарушения энергоснабжения потребителей.

Зоны токсического поражения при реализации аварии по сценарию £-2, показаны на рис.7. Максимальный ущерб социальных, экологических и материальных потерь, в том числе из-за недоотпуска электрической и тепловой энергии при развитии аварии по сценарию Р-2 на Волжской ТЭЦ-1 может составить 221,6 млн. рублей, при величине максимального интегрированного риска 6,42 тыс, руб./год.

Разработаны рекомендации и обоснованы мероприятия по снижению риска аварий в мазутном хозяйстве Волгоградской ТЭЦ-Э. Выполненные расчеты показывают, что может быть достигнуто значительное снижение возможного ущерба, если с целью исключения перелива жидкости через обвалование при квазимгновенном

Рис. 7. Зоны токсического поражения парами хлористого водорода на Волжской ТЭЦ-1 при развитии аварии по сценарию Р-2

параметра конкретного резервуара от средних статистических значений k;j =»

где jPijI - матрица вероятности i-ro отказа резервуара для j-ro параметра (по литературным данным о распределении вероятности отказов резервуара для рассматриваемого параметра), mj - среднее статистическое значение j-ro параметра. Получены численные значения весовых коэффициентов. Частота аварий на рассматриваемом наземном резервуаре определяется из выражения ХА -- ккн-котр-кж-ку-кДв, где >.6 - средняя статистическая частота возникновения аварии в резервуарных парках в течение года, значение которой получено на основе ретроспективного анализа прошлых аварий и выполненных статистических расчетов. Разработана компьютерная программа для расчета вероятности возникновения аварий на резервуарах.

Выполнено теоретическое обоснование и разработан координатный закон теплового поражения человека при формировании горящей гидродинамической волны прорыва в случае разрушения обвалования. Дано обоснование условия избегания человеком опасности поражения волной прорыва и получены аналитические зависимости. В условиях чрезвычайной ситуации человек стремится покинуть опасную зону, передвигаясь в безопасном направлении со скоростью vm(L) = const. Скорость

избегания человеком опасности будет определяться разностью скорости движения человека и скорости растекания мазута по прилегающей к резервуару территории Av = vm(L) - vB(L). При этом можно выделить две зоны: зону поражения волной проры-

V, м/с

г. ;' ¡-К

... ... .. .' \ у»(Ц ........................................1.....

:

0 2< ■50 60 SO l'oo 120 L, м.

"".......!' /ч. 4V = v„,(L) - v„(L)'"!''" ' ■ ?.............г.....-.......j

1 ....... 1 Зона поражения волной прорыва Зона избегания опасности

Рис.5. Условие избегания человеком опасности поражения волной прорыва при разрушении резервуара

и обвалования

Введено понятие «радиус безопасности» расчета:

Граница безопасности, разделяющая эти зоны, будет определяться радиусом окружности, находясь за пределами которой, человек может избежать опасности поражения волной прорыва, передвигаясь со скоростью Ут(Ь), рис.5.

Lb и получено выражение для его

1 J jt-p-g-Q-(4-g-h

7t-p

,+2-vm+l-1/4-vm+l)'

2" g" hmin (2 • g ■ hmjn + 2 • vm +1) +

(8)

Разработан координатный закон теплового поражения человека Р(Г) в зоне действия опасных факторов пожара - открытого огня и теплового излучения с поверхности фронта пламени гидродинамической волны прорыва при разрушении обвалования

рактер изменения токсодозы с расстоянием, те параметры, которые в значительной степени зависят, при прочих равных условиях, от концентрации HCl в растворе (Д%). Выполненные в диссертации исследования позволили в качестве таких параметров выделить парциальное давление РНс](Д%) паров хлористого водорода над водным раствором и плотность р(Л%) раствора для различных концентраций HCl при заданной температуре. Получены по эмпирико-статистическим данным регрессионные модели указанных параметров PHci(A%) = a-exp(ß-A%) и р(Д%) = А + B'Ä%; [I = const) и на их основе установлена функциональная зависимость D = f(A%)

1

D(A%) = 1,25 ■КГ" (а + b■ v)■ Ja ■ а - exp{{3■ Д%) —■ 0 ■ - ■ [ — aJ--f , (7)

™ Ь-р(Д%) ( Г J ' W

где KM, - комплексы, учитывающие влияние местности, скорости ветра, ме-

теорологических факторов на глубину распространения токсичного облака в поражающих концентрациях.

Введено понятие приведенной токсодозы Т# = D(~A%X,Ct'

величины, показывающей, во сколько раз в рассматриваемой точке территории текущее значение токсодозы D(A%) превышает летальную токсодозу LCt, рис.4.

Таким образом, можно констатировать, что эффект токсического поражения при авариях с выбросом соляной кислоты в

значительной степени определи-

гис.4. Изменения приведенной токсодозы для различных ется концентрацией хлористого значений концентрации соляной кислоты на примере водорода в водном растворе, Од- реальной ТЭЦ

вако в ряде методик для оценки

масштабов заражения HCl, расчетные параметры приведены только для концентрированной соляной кислоты (38% - 40% HCl). В этой связи выполненный автором анализ и полученные аналитические зависимости позволили более адекватно оценивать возможные последствия аварий на складах соляной кислоты и разработать рекомендации по выбору приемлемых значений концентрации соляной кислоты для хранения в цехе ХВО ТЭЦ.

В третьей главе выполнены теоретическое обоснование и разработка математических моделей и аналитических методов количественной оценки риска аварий теплоэлектроцентралей. Показано, что математическая модель потенциального риска существенно зависит от типа опасности (взрыв, пожар, токсическое воздействие) и от вида реципиента (человек, материальные объекты, экосистемы).

Для расчета вероятности (частоты) Хд реализации аварийных ситуаций для конкретных наземных резервуаров, с учетом их конструктивных особенностей (к„,), внутреннего объема (kv), срока эксплуатации (kt), вида хранимого- нефтепродукта (кж) и отраслевой принадлежности (к^), разработана методика учета дисперсии индивидуальных свойств резервуаров на основе весовых коэффициентов. Весовые коэффициенты отражают отклонение вероятности i-ro отказа резервуара для j-ro

КоЕщсчтрация соляной кислоты

разрушении резервуара РВС-20000 отнести обвалование на 15-20 м и увеличить его высоту до 2,5 - 3 м, рис. 8.

Для технико - экономиче- м v м/с ского обоснования предлагаемого инженерного решения рассмотрено несколько вариантов.

Базовый вариант (рис.6) -т.е. существующее общее обвалование группы из 3 резервуаров РВС-20000. Размеры обвалования 70x300x2 м. Обвалование выполнено из насыпного грунта. Минимальное расстояние от стенки резервуара до подошвы внутренних откосов обвалования 12 м.

Вариант М1 - общее обвалование группы из 3 резервуаров РВС-20000. Размеры обвалования 106x330x3 м. Обвалование выполнено из насыпного грунта. Минимальное расстояние от стенки резервуара до подошвы внутренних откосов обвалования 30 м.

Вариант №2 - общее обвалование группы из 3 резервуаров РВС-20000. Размеры обвалования 106x330x3 м. Обвалование выполнено из железобетонных фундаментных блоков ФБС-24-5-6т. Минимальное расстояние от стенки резервуара до подошвы внутренних откосов обвалования 30 м.

Вариант №3 - обвалование группы из 3 резервуаров РВС-20000. Разделительные перегородки между резервуарами высотой 2 м. Размеры общего обвалования 106x330x3 м. Обвалование выполнено из железобетонных фундаментных блоков ФБС-24-5-09 6т. Минимальное расстояние от°» стенки резервуара до подошвы 07 внутренних откосов обвалования 30 м.

Результаты расчетов технико-05 экономических показателей при „„ изменении затрат за рассматриваемый период для всех сравниваемых вариантов (базового ва-°! рианта, варианта №1, варианта о , №2 и варианта №3) показаны на о

Рис' Рис. 9. Технико-экономическое сравнение различных

Как видно ИЗ рисунка, ДО- вариантов инженерного решения по повышению полнительные капитальные вло- безопасности мазутного хозяйства

жения на строительство обвалования резервуаров, исключающего растекание гидродинамической волны прорыва, экономически оправдываются для варианта №2 за счет снижения интегрированного риска уже через 6 лет.

Обвалов; базовый

200 250 300 l, м

базовый вариант предлагаемый вариант

Рис. 8. Предлагаемая конструкция обвалования группы

резервуаров РВС-20000

Зпр, млн. руб.

1

Зпр|/

Ч/ Ли- __ '

»i——--1 \Вариант№1 \ Вариант №3\ Вариант №2\ ¡

// * / t

*

•................ ... .......;.................. .... ;...................„ i..........;________

\ Вазовый

вариант ..... . .-.. . .... .. .....,............... -...........

Тг : Т, т, ,

О ' 2 4 в i io 12 14 Ü 19 20 22 24 23 28 X лет

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана экономико-математическая модель определения системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ на основе риска, учитывающая возможность возникновения, вероятность и параметры развития проектных и запроектных аварий, реализацию аварийных процессов и последствий, включая перерывы со снабжением потребителей электрической и тепловой энергией.

2. Разработаны теоретические положения количественной оценки опасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ в форме обобщающего показателя интегрированного риска, являющегося многофакторной функцией, объединяющей риски социального, экологического и материального ущербов, в том числе экономические потери в энергоснабжении потребителей.

3. На основании обработки статистических данных более чем сорокалетней эксплуатации наземных резервуаров в России установлена частота аварий, связанных с разрушением резервуаров, в диапазоне от 2,76><10"3 до 1,2х10"4 год . В диссертации показаны зависимости частоты аварий резервуаров от объема, конструктивных особенностей, отраслевой принадлежности, вида хранимой жидкости и срока эксплуатации резервуаров.

4. Теоретически обоснован метод количественной оценки поражающих факторов аварий мазутного хозяйства ТЭЦ с формированием гидродинамической волны прорыва при разрушении наземных мазутных резервуаров. Получены аналитические зависимости расчета основных параметров воздействия: скорости и глубины потока, времени добегания волны прорыва до рассматриваемой точки территории, массы жидкости, перелившейся через обвалование в процессе разрушения резервуара, интенсивности теплового облучения при возгорании, в том числе смежных резервуаров и других факторов.

5. Обосновано, что учет факторов опасности мазутного хозяйства при развитии проектных и запроектных аварий требует пересмотра СНиП 2.11.03-93 «Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы» с целью введения дополнительных рекомендаций по обеспечению безопасности при строительстве резервуаров для хранения мазута на ТЭЦ.

6. На основании технико-экономических расчетов показано, что значительное снижение опасности мазутного хозяйства может быть экономически обосновано, если каждый наземный резервуар объемом более 10 тыс. м3 располагать в собственном обваловании или отделять каждый из резервуаров ограждающими стенами. С целью исключения перелива жидкости через обвалование при разрушении резервуара РВС-20000, предлагается в соответствии с выполненными расчетами отнести обвалование на 20-30 м от границы резервуара и увеличить его высоту до 2,5-3 м. Срок окупаемости таких мероприятий находится в диапазоне 6 - 10 лет в зависимости от конкретных исходных данных.

7. Расчетно-теоретическими исследованиями установлено, что наибольший эффект токсического поражения возникает при авариях, связанных с выбросом соляной кислоты. Показано, что наибольшее влияние на степень поражения оказывает концентрация хлористого водорода в водном растворе. Для снижения риска последствий аварий в цехе ХВО ТЭЦ не рекомендуется при транспортировке и хранении использовать концентрированную соляную кислоту.

8. В рамках разработанных деклараций промышленной безопасности выполнен анализ риска аварий мазутного хозяйства Волгоградской ТЭЦ-3, цеха ХВО и системы маслоснабжения Волгоградской ТЭЦ-2, Волгоградской ГРЭС, Волжской ТЭЦ-1, Волжской ТЭЦ-2, Камышинской ТЭЦ и подстанции «Алюминиевая» филиала «Волгоградская Генерация» ОАО «ЮГК ТГК-8». По результатам выполненного анализа наиболее высокий интегрируемый риск наблюдается для Волгоградской ТЭЦ-3, который может составить 7,74 тыс. руб./год, при величине максимального ущерба от аварий на уровне 770 млн. руб.

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 20 работах (в том числе 1 монографии):

1. Козлитин П.А. Анализ риска аварий с формированием гидродинамической волны прорыва на мазутных резервуарах ТЭЦ / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Безопасность труда в промышленности. 2003. №1. С. 26 - 32 (рекомендован ВАК РФ).

2. Козлитин П.А. Теоретические основы и практика анализа техногенных рисков. Вероятностные методы количественной оценки опасностей техносферы / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин. Саратов: СГТУ, 2002.180 с. (11,25 п.л./2,38 автор.).

3. K-Ozlitin Р.А Method of quantitative opinion of integrated risk breakdown of hydro-technical buildings / A.M. Kozlitin, A.I. Popov, P.A. Kozlitin // Economies and Environmental: Journal of the European Association of Environmental and Resource Economists. Bialystok (Poland), 2003. Nr 1(23). P. 45-67.

4. Kozlitin P.A Risk analysis for oil petroleum reservoirs and products / A.M. Kozlitin, A.I. Popov, P.A. Kozlitin // Economies and Environmental: Journal of the European Association of Environmental and Resource Economists. Bialystok (Poland), 2003. Nr 2(24). P. 133-146.

5. Козлитин П.А. Анализ методик оценки последствий взрывов на потенциально опасных объектах техносферы / А.И. Попов, П.А. Козлитин // Устойчивое экологическое развитие: региональные аспекты: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2001. С. 34-62.

6. Козлитин П.А. Детерминированные методы количественной оценки экологической опасности аварий на гидротехнических сооружениях / А.И. Попов, П.А. Козлитин // Устойчивое экологическое развитие: региональные аспекты: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2001. С. 69-78.

7. Козлитин П.А. Математические модели и методы количественной оценки экологического и интегрированного риска аварий гидротехнических сооружений / А.И. Попов, П.А. Козлитин // Устойчивое экологическое развитие: региональные аспекты: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2001. С. 83-103.

8. Козлитин П.А. Математические модели и методы детерминированной оценки последствий аварий на магистральном надземном трубопроводном транспорте в условиях Заполярья / А.И. Попов, П.А. Козлитин // Устойчивое экологическое развитие: региональные аспекты: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2001. С. 157-175.

9. Козлитин П.А. Стохастические модели и результаты количественной оценки интегрированного риска аварий на магистральном трубопроводном транспорте в условиях Заполярья / А.И. Попов, П.А. Козлитин // Устойчивое экологическое развитие: региональные аспекты: межвуз. науч. сб. Саратов: С1ТУ, 2001. С. 125-138.

10. Козлитин П.А. Методика определения экологических рисков аварий на магистральных трубопроводах / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Научные аспекты экологических проблем России: материалы Всерос. конф. (Москва, Ин-т глобального климата и экологни РАН, 13-16 июня 2001 г.). СПб.: Гидрометиздат, 2001. С. 216.

11. Козлитин П.А. Анализ рисков аварий в системе химводоподготовки теплоэлектроцентралей крупных городов Поволжского региона // Региональные проблемы управления экономическими и экологическими рисками: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2002. С.48-54.

12. Козлитин П.А. Количественная оценка риска аварий на мазутных резервуарах ТЭЦ / A.M. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Региональные проблемы управления экономическими и экологическими рисками: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2002. С. 5 -17.

13. Козлитин П.А. Анализ токсической опасности ТЭЦ / П.А. Козлитин, A.M. Козлитин // Региональные проблемы управления экономическими и экологическими рисками: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2002. С.83- 94.

14. Козлитин П.А. Методика определения экологических рисков аварий на магистральных трубопроводах / А.М. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Научные аспекты экологических проблем России: тр. Всерос. конф.: в 2 т. М.: Наука, 2002. Т.2. С. 332 - 337.

15. Козлитин П.А. Аналитические методы и практика анализа риска аварий на опасных химических объектах / А.И. Попов, П.А. Козлитин // Об опыте декларирования промышленной безопасности и развитии методов оценки риска аварий на опасных производственных объектах: материалы тематического семинара (Москва, 24 - 25 сентября 2002 г.). М.: ГУП «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. С. 73-79.

16. Козлитин П.А. Теория и практика анализа риска аварий химических производств I A.M. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Об опыте декларирования промышленной безопасности и страхования ответственности. Развитие методов оценки риска аварий на опасных производственных объектах: материалы тематического семинара (Москва, 14-15 октября 2003 г.). М.: ГУП «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. С. 46-52.

17. Козлитин П.А. Научные аспекты управления экологическими рисками промышленного региона / A.M. Козлитин, П.А. Козлитин // Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. трудов Всерос. науч.-практ. конф. Саратов: СГТУ, 2003. С.74-79.

18. Козлитин П.А. Анализ риска опасного производственного объекта «пункт налива нефти «N» в составе проектной документации / А.И. Попов, П.А. Козлитин, A.A. Ильченко II Управление промышленной и экологической безопасностью производственных объектов на основе риска: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2005. С. 101-121.

19. Козлитин П.А. Количественный анализ риска возможных разливов нефти и нефтепродуктов / А.И. Попов, П.А. Козлитин // Управление промышленной и экологической безопасностью производственных объектов на основе риска: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2005. С. 135-161.

20. Козлитин П.А. Представление функции устойчивого развития с количественной оценкой техногенных рисков / A.M. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Научные аспекты экологических проблем России: тез. докл. II Всерос. конф. Москва, 29-31 мая 2006. М.: Ин-т глобального климата и экологии РАН, 2006. С. 5.

Козлитин Павел Анатольевич СИСТЕМНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ МАЗУТНОГО ХОЗЯЙСТВА И ХВО ТЭЦ С УЧЕТОМ РИСХСА Автореферат

Корректор O.A. Панина

Подписано в печать 12.01.07 Бум. тип. Тираж 100 экз.

Усл. печ.л. 1,0 Заказ 5

Формат 60x84 1/16 Уч.-изд.л. 0,9 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77

Отпечатано в РИЦ СГТУ, 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77

Введение.

0.1. Анализ современного уровня опасности высокорисковых объектов топливно-энергетического комплекса.

0.2. Обзор исследований по методам оценки и обоснованию безопасности производственных объектов.

0.3. Цели и задачи исследования.

Глава 1. Основы методики исследования.

1.1. Основы методики оценки эффективности повышения безопасности ТЭЦ с учетом риска.

1.2. Методика расчета интегрированного риска.

Глава 2. Теоретическое обоснование и разработка физико-математических моделей распространения поражающих факторов в окружающей среде при авариях на ТЭЦ.

2.1. Теоретическое обоснование и разработка модели количественной оценки поражающих факторов аварий с формированием гидродинамической волны прорыва на мазутных резервуарах ТЭЦ.

2.1.1. Разработка модели количественной оценки поражающих факторов при гравитационном растекании цилиндрического слоя жидкости на неограниченной поверхности.

2.1.2. Разработка модели количественной оценки поражающих факторов при переливе части жидкости через обвалование вследствие квазимгновенного разрушения резервуара.

2.1.3. Разработка модели количественной оценки поражающих факторов при разрушении обвалования вследствие силового гидродинамического воздействия образовавшейся волны прорыва и растекании вылившейся жидкости по прилегающей территории.

2.1.4. Обоснование количественных показателей поражающего воздействия на реципиента гидродинамической волны прорыва при авариях на мазутных резервуарах ТЭЦ

2.2. Теоретическое обоснование количественных показателей поражающего воздействия аварий при пожарах разлития на мазутных резервуарах ТЭЦ.

2.3. Теоретическое обоснование и разработка модели количественной оценки поражающих факторов при авариях в цехе ХВО с баками химреагентов ТЭЦ.

Глава 3. Методика определения рисков аварий мазутного хозяйства и цеха ХВО теплоэлектроцентралей.

3.1. Разработка методики количественной оценки риска аварий теплоэлектроцентралей

3.2. Теоретическое обоснование и разработка координатного закона теплового поражения человека при формировании горящей гидродинамической волны прорыва.

3.3. Теоретическое обоснование и разработка координатного закона токсического поражения человека.

Глава 4. Анализ системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ (на примере филиала «Волгоградская Генерация» ОАО «ЮГК ТГК-8»).

4.1. Анализ основных причин происшедших аварий.

4.2. Анализ условий возникновения и развития аварий на ТЭЦ.

4.3. Анализ и количественная оценка интегрированного риска мазутного хозяйства ТЭЦ.

4.3.1 Определение типовых сценариев возможных аварий в мазутном хозяйстве (системе мазутоснабжения) ТЭЦ.

4.3.2. Оценка количества опасного вещества, участвующего в аварии на резервуарах мазутного хозяйства.

4.3.3. Расчет вероятных зон действия поражающих факторов при авариях в мазутном хозяйстве.

4.3.4. Оценка возможного ущерба при авариях в мазутном хозяйстве.

4.3.5. Оценка риска аварий в мазутном хозяйстве ТЭЦ.

4.4. Анализ и количественная оценка интегрированного риска в цехе ХВО с баками химреагентов ТЭЦ.

4.4.1. Определение типовых сценариев возможных аварий в цехе ХВО с баками химреагентов ТЭЦ.

4.4.2. Оценка количества опасного вещества, участвующего в аварии в цехе ХВО с баками химреагентов ТЭЦ.

4.4.3. Расчет вероятных зон действия поражающих факторов при авариях в цехе ХВО с баками химреагентов ТЭЦ.

4.4.4. Оценка возможного числа пострадавших при авариях в цехе ХВО с баками химреагентов ТЭЦ.

4.4.5. Оценка возможного ущерба от аварий в цехе ХВО с баками химреагентов ТЭЦ.

4.4.6. Оценка риска аварий в цехе ХВО ТЭЦ.

4.5. Анализ и количественная оценка интегрированного риска в системе маслоснабжения ТЭЦ.

4.5.1. Определение типовых сценариев возможных аварий в системе мас-лоснабжения.

4.5.2. Оценка количества опасного вещества, участвующего в аварии в системе маслоснабжения.

4.5.3. Расчет вероятных зон действия поражающих факторов при авариях на площадке установки трансформаторов ТЭЦ.

4.5.4. Оценка возможного числа пострадавших при авариях в системе маслоснабжения ТЭЦ (на площадке установки трансформаторов).

4.5.5. Оценка возможных ущербов от аварий в системе маслоснабжения ТЭЦ (площадка установки трансформаторов).

4.5.6. Оценка риска аварий в системе маслоснабжения ТЭЦ (площадка установки трансформаторов).

4.6. Рекомендации и мероприятия по уменьшению риска.

4.6.1. Обоснование и разработка мероприятий по снижению риска аварий в мазутном хозяйстве.

4.6.2. Технико-экономическое сравнение вариантов по повышению безопасности мазутного хозяйства ТЭЦ.

4.6.3. Обоснование рекомендаций по снижению риска аварий в цехе ХВО

0.1. Анализ современного уровня опасности высокорисковых объектов топливно-энергетического комплекса

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является важнейшей структурной составляющей экономики России, одним из ключевых факторов обеспечения функционирования производительных сил и жизнедеятельности населения страны. Он оказывает существенное влияние на формирование бюджета страны, обеспечивает более половины ее экспортного потенциала. Важным компонентом ТЭК является система энергоснабжения промышленного региона.

Система энергоснабжения промышленного региона объединяет промышленные предприятия, объекты коммунального хозяйства, электрифицированный транспорт и другие системы функционирования предприятий и жизнеобеспечения населенных мест.

Для большинства городов и населенных пунктов Российской Федерации важной составляющей региональной энергетической системы являются тепло-генерирующие объекты, обеспечивающие теплоснабжение потребителей в период стояния низких температур наружного воздуха. Основным компонентом централизованной системы теплоснабжения стали теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). В Центральном, Поволжском и Северо-Западном регионах России создана развитая инфраструктура центрального отопления, она представляет собой хорошую основу для дальнейшего развития ТЭЦ. Причем в Европейской части территории России преобладают газомазутные ТЭЦ.

Важным аспектом устойчивого функционирования и развития промышленного региона является обеспечение энергетической безопасности. Под энергетической безопасностью понимается защищённость городского сообщества от внутренних и внешних угроз полного или частичного разрушения энергообеспечения среды обитания, объектов и сфер жизнедеятельности населения, как в штатных, так и в чрезвычайных ситуациях. Обеспечение энергетической безопасности города, достигается системой гарантированных поставок топлива, устойчивой работой теплогенерирующих объектов и городского сетевого хозяйства.

В современных условиях одной из значимых составляющих энергетической безопасности становится экологическая безопасность, направленная на снижение вредного воздействия на окружающую среду энергетических систем и комплексов.

С точки зрения вредного воздействия на окружающую среду, топливно-энергетический комплекс выступает как один из крупнейших ее загрязнителей, выбрасывающий 48% всех вредных веществ в атмосферу страны, 27% загрязненных сточных вод, свыше 30% твердых отходов производства и до 70% общего объема парниковых газов. Выбросы ТЭК (83,1%), в основном, состоят из жидких и газообразных компонентов, около 30% - диоксид серы, 16,9% - твердые аэрозоли (зола и пыль), половина из которых (49,8%) выносится в процессе производства электроэнергии на тепловых электростанциях (ТЭС). Помимо атмосферного воздуха, предприятия ТЭК интенсивно используют природные воды и загрязняют, главным образом, поверхностные источники своими стоками.

Опасность для населения и природной среды мощных ТЭС обусловлена наличием в их выбросах таких химически агрессивных и ядовитых веществ как оксиды серы, азота, углерода, отдельных канцерогенов (бензопирена, оксида ванадия, высокомолекулярных органических соединений) и т.д.

За последние два десятилетия проведена обширная научно-практическая работа по снижению газообразных выбросов и сточных вод, а также электромагнитного загрязнения среды от энергоустановок.

Основополагающие вопросы охраны окружающей среды в электроэнергетике нашли свое отражение в работах ОАО «ЭНИН им. Г.М. Кржижановского», ОАО «Всероссийский теплотехнический институт», Московского энергетического института, Московского института энергобезопасности и энергосбережения, НИИ Атмосфера, Всероссийского научно-исследовательского института экономики минерального сырья и недропользования (ВИЭМС) МПР.

Однако, проводимые исследования и разработка научных подходов, методов, алгоритмов, программ и технологий по снижению вредного воздействия энергетических систем и комплексов на окружающую среду, затрагивают только область штатных выбросов энергоустановок.

Малоисследованными остаются факторы физического воздействия объектов электроэнергетики и в частности ТЭЦ на окружающую среду, связанные с нештатными, аварийными выбросами взрывопожароопасных веществ, носящими стохастический характер. Данные вещества - мазут и трансформаторное масло сосредоточенны в значительных количествах в резервуарных парках ТЭЦ, работающих на газомазутном топливе и маслоохладителях трансформаторов. Необходимо отметить, что в европейской части территории страны, включая Уральский регион, сосредоточено 77% мощностей тепловых электростанций России (102 млн. кВт), 80% из которых запроектированы и работают на газомазутном топливе.

Под физическим воздействием на окружающую среду понимаются физические поля поражающих факторов - воздушная ударная волна взрыва, тепловое излучение при пожарах разлития, гидродинамическая волна растекающегося мазута при квазимгновенном разрушении резервуара.

Из-за высокой температуры вспышки мазута в открытом тигле, существенно превышающую рабочую температуру хранения сложилось мнение, что при их хранении в резервуарах отсутствуют взрывоопасные концентрации в газовом пространстве резервуара и не представляют серьезной опасности. Однако, происшедшие ряд взрывов и пожаров в резервуарах с мазутами, как за рубежом, так и у нас в стране, заставили задуматься об особенностях взрывопо-жарной опасности мазутохранилищ.

Некоторые примеры аварий на мазутных резервуарах тепловых электростанций. В 1980 г. на Тамбовской ТЭЦ при проведении электросварочных работ произошел взрыв и пожар промежуточной емкости вместимостью 600 м мазутного хозяйства. Были выведены из строя сама емкость, два погружных насоса, трубопроводы и кабель.

В том же году на Чульманксой ГРЭС «Якутскэнерго» во время сварки вспыхнула пропитанная топливом теплоизоляция. Произошел взрыв паров в резервуаре мазутного хозяйства. Пожар распространился на другие резервуары.

В 1983 г. в резервуарном парке Киевской ТЭЦ-6 от прямого удара молнии взорвались пары в мазутной емкости объемом 30000 м3. В результате были повреждены девять панелей железобетонного перекрытия. Тушение пожара осложнилось выбросом мазута.

В 1988 г. в резервуарном парке Оршанской ТЭЦ «Белгородэнерго» от применения открытого огня взорвались пары мазута в резервуаре РВС-1000.

Один из крупнейших пожаров в резервуарах с мазутом произошел в Германии в 1979 году. После взрыва возник пожар в резервуарном парке Дуйсбурга. На территории шириной 200 м и длиной 1 км находились 24 емкости с различными нефтепродуктами. Емкость резервуаров составляла 1500 - 4000 м3 и они были объедены в три группы. Во второй и третьей группах хранился мазут. Поскольку температура вспышки паров нефтепродукта была более 100° С, на резервуарах отсутствовали стационарные установки пожаротушения. Ко времени прибытия основных сил пожар принял значительные размеры, огнем была охвачена группа резервуаров. К тушению были привлечены 426 пожарных из нескольких ближайших городов, 69 пожарных автомобилей различных типов, два пожарных катера и спасательный вертолет. Было израсходовано 50 тонн пенообразователя. В ходе тушения не раз создавались опасные ситуации из-за растекания накопившейся воды, покрытой слоем горючего, через поврежденное обвалование, а также из-за повторных загораний на большой площади.

В мае и июне 1988 г. в США и в Мексике произошло несколько пожаров, при которых погибли люди, и проводилась эвакуация населения. Так, на одной из мексиканских нефтебаз вспыхнул пожар после взрыва резервуара с 4200 т мазута. Из опасной зоны пришлось эвакуировать 100 тыс. жителей.

Настоящей катастрофой обернулся пожар на складе жидкого топлива электростанции Тасоа, снабжающей электроэнергией столицу Венесуэлы г. Каракас в 1982 г. При пожаре резервуара произошел выброс кипящих нефтепродуктов, в результате которого погибли свыше 150 человек, в том числе 40 пожарных.

Как у нас в стране, так и за рубежом зарегистрированы случаи полного раскрытия резервуаров, которые приводили к катастрофическим последствиям. За последние 20 лет произошло 46 случаев разрушения резервуаров.

Половина таких аварий приводила к крупным пожарам. Например, при разрушении от взрыва РВС-5000 на промышленном предприятии г. Санкт-Петербурга в 1978 г. мазут разлился на площади 2500 м. кв. Пожар продолжался более 16 часов, было уничтожено 7 зданий и строений.

При аварийном разливе на нефтебазе в г. Дудинка в 1983 г. в результате разрушения резервуара РВС-5000, площадь пожара составила 18 тыс. м , при пожаре погибло 2 человека.

При аварийном разливе на Камской нефтебазе Ростовской обл. в 1960 г. при разрушении резервуара объемом 700м , площадь пожара составила 10 тыс. м , при пожаре погиб 41 человек.

Аварийный разлив на НГДУ Кама-Измагил, «Татнефть» 1987 г. при разрушении резервуара РВС-5000, площадь пожара составила 9 тыс. м2.

Поскольку при проектировании ТЭЦ на генеральном плане не предусматривалось взаимное расположение зданий, сооружений, технологического оборудования с учетом риска возникновения на резервуарах гидродинамической волны, то при реализации данной аварийной ситуации с высокой степенью вероятности возможен цепной характер развития аварии [48]. В зоне действия волны прорыва и открытого пламени может оказаться главный корпус с тепло-генерирующим оборудованием ТЭЦ, газораспределительный узел и коммуникации газа с последующим их разрушением. Как следствие данной запроектной аварии будет нарушена система энергообеспечения среды обитания, объектов и сфер жизнедеятельности населения. Таким образом, запроектные аварии на ТЭЦ с высвобождением собственного энергозапаса носят системный характер.

Катастрофичность последствий таких аварий вполне очевидна в период стояния низких температур наружного воздуха, что требует техникоэкономического обоснования и разработке дополнительных мер безопасности ТЭЦ на основе риска.

В современных условиях одной из важных задач является экологическая безопасность, направленная на снижение вредного воздействия на окружающую среду энергетических систем и комплексов.

Для окружающей среды наиболее опасным фактором являются пожары в мазутных резервуарах и пожары разлития мазута и трансформаторного масла. Такие пожары характеризуются сильным задымлением окружающей среды и выделением токсичных продуктов сгорания, которые распространяются на значительные расстояния. Шлейф дыма с повышенной температурой задымленной среды и значительной концентрацией оксидов углерода, распространяясь по направлению ветра на селитебную территорию, способен вызвать смертельную интоксикацию проживающего рядом населения.

Пожары в мазутных резервуарах могут сопровождаться вскипанием содержащейся в мазуте воды с выбросом тысяч тонн нефтепродукта на расстояния свыше восьми диаметров резервуара (300 - 400 м в радиусе), вызывая сплошные пожары на площади несколько десятков и сотен тысяч квадратных метров за пределами территории ТЭЦ [7,49, 53].

Серьезную экологическую опасность для окружающей среды представляют аварии в цехе химводообработки ТЭЦ с выбросами серной и соляной кислот. Пары соляной кислоты, распространяясь по направлению ветра на сотни и тысячи метров, загрязняют атмосферный воздух в летальных и поражающих концентрациях на селитебной территории за пределами ТЭЦ.

Как правило, ТЭЦ размещены в непосредственной близости от потребителей тепла и электроэнергии - в больших городах или густонаселенных промышленных и сельскохозяйственных районах практически всех регионов России. Данный факт, а в большинстве случаев и отсутствие санитарно-защитных зон, определяют быстроту воздействия поражающих факторов при авариях на потенциально опасных составляющих ТЭЦ.

Таким образом, главной потенциальной опасностью, фактором риска эксплуатации региональной системы ТЭЦ являются нештатные, носящие стохастический характер, аварийные выбросы взрывопожароопасных и токсичных веществ с нанесением прямого ущерба окружающей среде.

Под окружающей средой понимается внешняя среда, в которой функционирует организация (региональная система энергоснабжения), включая воздух, воду, землю, природные ресурсы, флору, фауну, человека и сферу их взаимодействия (ГОСТ Р ИСО 14001-98) [78].

Из этого определения следует, что ущерб от аварий в мазутном хозяйстве и цехе ХВО региональной системы ТЭЦ является комплексной величиной, объединяющей (интегрирующей) в себе экологическую, социальную и материальную составляющие последствий реализации опасности - неконтролируемого выброса взрывопожароопасных и токсичных веществ.

Развитие общества на современном этапе все в большей мере сталкивается с проблемами обеспечения безопасности и защиты человека и окружающей среды: «устойчивое развитие и безопасность - две взаимосвязанные концепции, имеющие важное значение при выборе целей и путей перехода к совместной эволюции природы и общества».

В этой связи можно утверждать, что разработка научных подходов и методов по снижению вредного воздействия на окружающую среду поражающих факторов аварий мазутного хозяйства и цеха ХВО региональной системы энергоснабжения являются одной из составляющих научной основы достижения устойчивого развития общества.

0.2. Обзор исследований по методам оценки и обоснованию безопасности производственных объектов

Проблемы промышленной и экологической безопасности находят определенное освещение в научной и технической литературе.

Особый импульс решению указанных проблем был получен после принятия в Российской Федерации ряда Федеральных законов, таких как «Об охране окружающей природной среды» (2002 г), «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» (1994 г), «Об экологической экспертизе» (1996 г), «О безопасности гидротехнических сооружений» (1997 г.), «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (1997 г), «О техническом регулировании» (2002 г) и других.

Принятие федеральных законов способствовало появлению многочисленных нормативных и методических разработок по вопросам промышленной безопасности и снижения вредного воздействия на окружающую среду [29, 51, 61, 66, 71, 80] и ряд других.

В целом, можно утверждать, что уровень организационных, надзорных и экономических механизмов управления промышленной и экологической безопасностью в Российской Федерации постепенно приближается к международным стандартам.

Следует отметить, что проблемы промышленной и экологической безопасности являются ключевыми в реализации стратегии устойчивого развития любого государства, в том числе и Российской Федерации [79]

Публикации в данной области весьма обширны и вместе с тем недостаточны для практической реализации методов анализа рисков потенциально опасных объектов техносферы, в том числе, и ТЭЦ региональной системы энергоснабжения крупных городов и промышленных районов.

С одной стороны, это объясняется очень большой сложностью проблемы, по сути решающей вопросы моделирования и прогнозирования при функционировании потенциально опасных объектов. С другой стороны, взаимодействием технических систем с окружающей средой в широком смысле слова, включающей в это понятие и самого человека как элемента окружающей среды и, следовательно, проживающее вблизи объекта население.

Проблема сложна еще и тем, что она охватывает большой комплекс вопросов технических, экономических, правовых, социальных, а главное, необходимость увязки этих вопросов для решения поставленной задачи разработки системы взглядов по оценке риска потенциально опасных объектов и управления уровнем указанной опасности на основе экономического механизма, включающего инструмент страхования.

Существующей в России строго детерминированной системе управления окружающей средой (ГОСТ ИСО 14001-98) критериями экологической безопасности являются ПДК и ПДУ опасных веществ и воздействий, а также соответствующие им ПДВ и ПДС.

Однако использование данной системы критериев не позволяет определять меру воздействия на человека и элементы окружающей среды в тех случаях, когда эти критерии превышены, т.е. в условиях техногенных аварий и катастроф, носящих вероятностный характер, а следовательно и прогнозировать величину ущерба окружающей среде и человеку [81].

Для прогностической оценки последствий воздействия техногенных аварий на окружающую среду и решения проблемы управления окружающей средой необходимо иметь меру опасности. В качестве такой меры опасности нанесения ущерба окружающей среде в настоящее время используется понятие «риск».

Отечественные исследования по рассматриваемой проблеме риска начались сравнительно недавно. Начиная с 1991 г. они велись преимущественно в рамках Государственной научно-технической программы «Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф». В дальнейшем ГНТП трансформировалась в подпрограмму (1998 г.) и комплекс проектов (2002 г.) Федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» [82]. В эти годы значительный вклад в разработку нормативно-методической документации по промышленной безопасности и анализу риска аварий внесли специалисты ОАО «НТЦ «Промышленная безопасность» [67, 83, 84, 85, 86, 87].

В руководящем документе Госгортехнадзора России РД 03-418-01 [61] сформулированы основные методические принципы, термины и понятия анализа риска, определены общие требования к процедуре и оформлению результатов анализа риска, предложена трактовка количественных показателей риска -индивидуального, социального, коллективного, потенциального территориального риска и ожидаемого ущерба. Однако описанные в Методических указаниях методы анализа риска относятся к группе качественных оценок опасности. В то время как методы количественной оценки риска по-прежнему остаются в стадии становления и не внедрены в систему нормативно-методической документации по промышленной безопасности.

Проведенный анализ известных определений и толкований понятия «риск», встречающихся в различных областях знаний показал, что в настоящее время используется множество различных определений риска. Остановимся более подробно на ряде из них, при этом будем использовать исключительно те определения рисков, которые содержатся в цитируемых источниках:

1. Риск в теории принятия решений определяет средний ущерб и вычисляется по формуле р(Р,с!)= |ьКс1)сВД, (0.1) где Р(\у) - функция распределения вероятностей случайного события (параметра, фактора \у); - конкретная реализация случайной величины т.е. исход эксперимента; Ц\у,(1) - известная функция потерь двух аргументов; (1 - принятое лицом (статистиком) решение ((1еО, Б - пространство возможных решений); О - пространство возможных реализаций (\уеО).

Если Р(П) - дифференцируемая функция (имеет меру по Лебегу [144]), то р(Р, (1) = |*Ц\у, (1)(1рСш)(1\у, (0.2) п где р(\у) - плотность распределения вероятностей случайной величины

Таким образом, р(Р,ф есть математическое ожидание потерь - ожидаемый средний ущерб, который причиняется индивидууму, если он принимает решение 6. [88].

2. Риск статистической процедуры (в теории статистических решений [89]) рассматривается как средние потери и рассчитывается по формуле

11(9,6)= ]ь(0,5(х))с1Ре(х),

0.3) х где Ц0,8(х)) - функция потерь; 0 - параметр функции распределения вероятностей; 8(х) - решающая функция; Ре(х) - функция распределения вероятностей; X - область изменения случайной величины X.

3. Индивидуальный риск (по В. Маршаллу [54]) - это частота возникновения поражающих воздействий определенного вида, возникающих при реализации определенных опасностей в определенной точке пространства (где может находиться индивидуум).

Индивидуальный риск (по РД 03-418-01 [61]) - частота поражения отдельного человека в результате воздействия исследуемых факторов опасности.

Индивидуальный риск (в теории предупреждения и ликвидации ЧС [93]) -частота гибели человека от определенных причин (или их совокупности) в определенной точке пространства. Рассчитывается по формуле где Рд (х,у) - вероятность воздействия на человека в точке с координатами х,у) С)гго поражающего фактора с интенсивностью, соответствующей гибели (поражению) человека при условии реализации Ат-го события (аварии, опасного природного явления); Р(Ат) - частота возникновения Ат-го события в год; М - множество индексов, которое соответствует рассматриваемым событиям; Ь -множество индексов, которое соответствует перечню всех поражающих факторов.

Социальный риск (по В. Маршаллу [54]) - это зависимость частоты возникновения событий, состоящих в поражении определенного числа людей, подвергаемых поражающим воздействиям определенного вида при реализации определенных опасностей, от этого числа людей и характеризует масштаб катастрофичности, опасности. ав(*>У)= ЦРд,(^У)Р(Ат)>

0.4) теМ 1еЬ

Социальный риск, или F/N-кривая (по РД 03-418-01 [61]) - зависимость частоты возникновения событий F, в которых пострадало на определенном уровне не менее N человек, от этого числа N. Характеризует тяжесть последствий (катастрофичность) реализации опасности.

Социальный риск (в теории предупреждения и ликвидации ЧС [93]) - зависимость частоты возникновения событий, вызывающих поражение определенного числа людей, от этого числа людей. Рассчитывается по формуле meM leL где p(N/Qi) - вероятность гибели N людей от Qi-ro поражающего фактора; P(Q,/Am) - вероятность возникновения Qi-го поражающего фактора при реализации Ат-го события; F(Am) - частота возникновения Ат-го события.

4. Общий риск (по И.И. Кузьмину [90]) - общее число смертей в год в расчете на тысячу человек среднего по возрасту населения. Общий риск включает в себя социально-экономический и техногенный риск.

Социально-экономический риск Reo - общее число смертей в год в расчете на тысячу человек, обусловленное недостаточным уровнем развития экономики, уровнем питания, уровнем жизни. Основываясь на данном утверждении величина Ясэ в [90] представлена как функция, зависящая главным образом от годового дохода человека

R-c-э = A/L1'3, (0.6) где А=280; L - годовой доход человека в долларах.

Техногенный риск - общее число смертей в год в расчете на тысячу человек, обусловленное хозяйственной деятельностью.

5. Риск (в теории принятия решений [91]) - величина, равная произведению величины события (А) (например, ущерба, эффекта поражения и т.д.) на меру возможности наступления этого события (q).

R=A-q. (0.7)

6. Риск (в теории управления риском в социально-экономических системах [92]) - мера для количественного измерения опасности, представляющая собой векторную (т.е. многокомпонентную) величину, измеренную, например, с помощью статистических данных или рассчитанную с помощью имитационных моделей, включающую следующие количественные показатели:

• величину ущерба от воздействия того или иного опасного фактора;

• вероятность возникновения (частоту возникновения) рассматриваемого опасного фактора;

• неопределенность в величинах как ущерба, так и вероятности.

7. Техногенные и экологические риски (в техногенной и экологической безопасности [31]) - вероятностная мера возникновения техногенных и природных явлений, сопровождающихся формированием и действием вредных факторов и нанесением при этом ущерба где Я - уровень риска, т.е. вероятность нанесения определенного ущерба человеку и окружающей среде; Я] - вероятность (в ретроспективе - частота) возникновения события или явления, обусловливающего формирование и действие поражающих факторов; Я2 - вероятность формирования определенных уровней физических полей, ударных нагрузок, полей концентраций вредных веществ в различных средах и их дозовых нагрузок, воздействующих на людей и другие объекты биосферы; Лз - вероятность того, что указанные выше уровни полей и нагрузок приведут к определенному ущербу: ухудшению состояния здоровья и снижению жизнедеятельности людей, в том числе летальному поражению, поражению тех или иных популяций животных и растений, сдвигу равновесного состояния экосистем и т.п.

Математическое ожидание величины ущерба

11-11]-Лг-Кз,

0.8) п

0.9) где Я; - вероятность возникновения опасного события 1-го вида; У} - величина ущерба при 1-ом событии; п - число опасных событий.

Интересными, на наш взгляд, представляются подходы к анализу и управлению риском, связанным с техногенным воздействием на человека и окружающую среду, при сооружении и эксплуатации объектов газотранспортных систем, изложенными в работах [46, 94, 95]. В данных работах описана последовательность построения и анализа полей потенциального риска объектов нефтегазового комплекса.

Однако при картировании потенциального риска авторы указанных работах строят на карте не изолинии равных значений риска, а вероятные зоны поражения, которые являются площадной характеристикой и отображаются на карте площадью равных значений потенциального риска.

Аналогичный подход к зонированию территории по уровню риска предложен в работе [96].

Определенный интерес, на наш взгляд, представляет методический подход к оценке экологического риска, изложенный в работе [97]. Экологический риск в данной работе рассматривается как вероятность экологического бедствия, катастрофы, нарушения дальнейшего нормального функционирования и существования экологических систем и объектов в результате антропогенного вмешательства в природную среду или стихийного бедствия.

Нежелательные события экологического риска могут проявляться как непосредственно в зонах вмешательства, так и за их пределами:

ОЛО) где 11о - экологический риск; АО - число антропогенных экологических катастроф и стихийных бедствий в единицу времени V, О - число потенциальных источников экологических разрушений на рассматриваемой территории.

Масштабы экологического риска Я™ оцениваются автором [97] процентным соотношением площади кризисных или катастрофических территорий АБ к общей площади рассматриваемого биогеоциноза Б: т ДБ

Яо = — -100,%. (0.11)

Дополнительным косвенным критерием экологического риска автор работы [97] предлагает использовать интегральный показатель экологичности территории рассматриваемой местности (предприятия), соотносимой с динамикой плотности населения (численности работающих):

От=Мр, (0.12) где От - уровень экологичности территории; ДМ - динамика прироста численности населения (работающих) в течение периода наблюдения 1; Б - площадь исследуемой территории.

АМ = (0-и) + (Р-V), (0.13) где в, Р, и, V - соответственно численность родившихся на наблюдаемый период, прибывших в данную местность на постоянное местожительство, умерших и погибших, выехавших в другую местность на постоянное местожительство (уволившихся).

В этой формуле разность (в-Ц) характеризует естественный, а (Р-У) -миграционный прирост населения на территории (текучесть кадров).

Положительное значение уровня экологичности говорит о степени экологического благополучия, и наоборот, отрицательное значение уровня От - о степени экологического бедствия.

Однако, такой подход, отражая только динамику уровня экологичности территории за длительный период не позволяет количественно измерить риск поражающего воздействия потенциально опасного объекта на экосистемы и социум рассматриваемой территории и на этой основе получить эколого-экономическую оценку возможных последствий аварий.

Проблемы оценки опасности природных и техногенных процессов достаточно подробно рассмотрены д.г-м.н. А.Л. Рагозиным в [98, 99, 100]. В частности, в работах [98, 100] выводятся общая и частная формулы для оценки социального, индивидуального, экономического и других типов риска от различных природных и технологических опасностей.

Средний за определенное время или комбинированный (приведенный к единице времени) риск от события А определяется из выражения:

R(A) = Р(А) Vs(A)Yn(A), (0.14) где Р(А) - повторяемость события А , имеющая размерность, обратную времени; VS(A) - степень уязвимости объекта при событии А определенной интенсивности; Уп(А) - условный полный ущерб от события А, равный численности населения, количеству или стоимости всех объектов (элементов) в зоне поражения.

Повторяемость в формуле (0.14) численно равна частоте или статистической вероятности события А и выражается числом «отказовых» случаев за единицу времени (отказов/месяц, аварий/год и т.д.). Для нее применимы основные теоремы вероятностей.

Формула является общей, но в каждом случае надо учитывать конкретную специфику событий и системы, их особенности.

Социальный риск от определенной опасности обычно устанавливается применительно к вероятности гибели населения и определяется по формуле:

Rs(H) = P(A)P(H)Vs(H)Dp, (0.15) где Р(Н) - вероятность нахождения группы людей (населения, работников отрасли и т.д.) в зоне поражения; VS(H) - степень социальной уязвимости этой группы; Dp - численность населения в определнной зоне поражения.

Удельным показателем и критерием для ранжирования территории является индивидуальный риск поражения населения. Индивидуальный риск определяет вероятность оказаться в числе пострадавших для одного человека из группы рискующих в зоне возможного поражения [100]. Такой риск устанавливается по формуле:

Rj(H) = RS(H)P(I), (0.16) где Р(1) = 1хш"' - вероятность поражения одного человека из группы, оказавшейся в зоне поражения; т - численность этой группы; 118(Н) - полный социальный риск поражения населения.

По аналогии с индивидуальным риском вводится дополнительно понятие удельного экономического риска от события А:

МА)=МА), (0.17) где Ям(А) - экономический (материальный) риск от события А; Б - площадь зоны поражения при этом событии.

Как видно из (0.17), удельный экономический риск - это вероятная характеристика возможности определенного ущерба на единице площади в опредеу ленный отрезок времени, имеющая размерность руб./км год и т.д.

Данная характеристика представляется весьма перспективной для картографического отображения результатов риск-анализа с целью выявления пространственных закономерностей изменения экономического риска. Подобную удельную и (или) индивидуальную характеристику целесообразно использовать и при анализе риска потенциально опасных предприятий.

Вопросы технической надежности систем различного назначения (энергетика, химия, машиностроение, газодобывающая промышленность и др.) рассмотрены в [46, 64,101, 102].

Успехи в становлении этого важного научного направления несомненны [103]. Четко просматриваются перспективы его дальнейшего развития [82, 104, 105]. Большое внимание развитию теории безопасности и методов оценки риска технических систем уделяется в специализированных российских журналах «Безопасность труда в промышленности», «Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций», «Вопросы анализа риска», «Управление риском». Всё это свидетельствует о том, что методология анализа риска в России находит всё более широкое использование.

Обобщая многочисленные публикации по проблеме оценки опасности промышленных и природных объектов, можно сделать следующие выводы.

Опасность - это свойство материальных объектов и систем природы и общества наносить при взаимодействии какой-либо урон. Опасность проявляется в виде предсказуемой, но не контролируемой угрозы наступления негативного события с определенными параметрами на определенной площади в определенный промежуток времени, имеющей неясные социальные, экономические и экологические последствия.

Основной мерой опасности является риск.

Опасность и риск являются ключевыми понятиями концепции обеспечения безопасности окружающей среды, человека и объектов хозяйства, исходящей их допустимых для общества и природы уровней риска.

Методология риска позволяет перейти от бессистемной практики осуществления неотложных защитных мероприятий и действий по ликвидации последствий аварий к последовательной государственной политике управления риском в техносфере, основанной на прогнозировании и профилактике возможных опасностей.

Активная политика государства в области решения проблем промышленной безопасности, принятие Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», утверждение Ростехнадзором Методических указаний по проведению анализа риска опасных производственных объектов [РД 03-418-01], бурное развитие исследований в данном направлении, создали объективные условия для внедрения методологии анализа риска в практику обеспечения промышленной безопасности. На этой основе активизировалась и научно-исследовательская деятельность в данной области знаний -поиск, разработка и совершенствование методов количественной оценки риска аварий.

0.3. Цели и задачи исследования

Актуальность темы исследования. Проблема защиты окружающей среды является одной из наиболее актуальных во всем мире. Нет такой сферы производственной деятельности человека, которая не влияла бы на окружающую среду, не изменяла бы ее, всё более разрушая прежнее состояние динамического равновесия. Не является исключением и топливно-энергетический комплекс - потенциальный источник вредного воздействия на окружающую среду. Главной потенциальной опасностью, фактором риска эксплуатации составляющей ТЭК - теплоэлектроцентралей региональной системы энергоснабжения крупных городов и промышленных районов - являются нештатные, носящие стохастический характер, аварийные выбросы взрывопожароопасных и токсичных веществ с нанесением прямого ущерба окружающей среде.

Анализ и оценка опасностей возможных аварий на потенциально опасных объектах техносферы является одной из ключевых проблем промышленной безопасности. Применение методов анализа риска в практике обеспечения промышленной безопасности требует создания единых методологических подходов, учитывающих специфику опасных производственных объектов и нормативных требований в области промышленной, пожарной, экологической безопасности и защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. Для выбора адекватных мер предупреждения аварий вследствие стохастического характера их возникновения на ТЭЦ необходима научно-методическая база анализа и количественной оценки риска их появления.

В связи с этим задачи разработки аналитических методов анализа и оценки рисков с целью повышения безопасности и снижения вредного воздействия на окружающую среду поражающих факторов аварий на ТЭЦ при энергоснабжении крупных городов и промышленных районов становятся особо актуальными.

Актуальность и важность представленного исследования подтверждается участием автора в выполнении научно-технической программы Министерства образования Российской Федерации «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» 2000 - 2003 гг.

Однако проведенный обзор и анализ выполненных исследований показал, что методология анализа риска потенциально опасных объектов региональной системы энергоснабжения крупных городов и промышленных районов остается не до конца разработанной, несмотря на самое пристальное внимание исследователей. Нет, достаточных оснований считать, что эти вопросы нашли окончательное решение за рубежом.

Все это требует проведения дополнительных исследований по детальному и полному учету факторов промышленной и экологической безопасности с единых методических позиций.

Целью работы является научное обоснование системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ с учетом риска.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

1. Разработка методических положений оценки системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ на основе интегрированного риска.

2. Теоретическое обоснование и разработка физико-математических моделей развития аварийных процессов и распространения поражающих факторов в окружающей среде при авариях в мазутном хозяйстве и ХВО ТЭЦ.

3. Разработка методики анализа и количественной оценки риска с целью определения системной эффективности повышения безопасности и снижения вредного воздействия на окружающую среду поражающих факторов аварий мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ.

4. Оценка системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ с учетом интегрированного риска (на примере ТЭЦ филиала «Волгоградская Генерация» ОАО «ЮГК ТГК-8»)

5. Разработка мероприятий и рекомендаций по снижению риска аварий в мазутном хозяйстве и ХВО ТЭЦ.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Основные принципы технико-экономического исследования системной эффективности инженерных решений обеспечения безопасности и снижения риска мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ.

2. Математическая модель и методика количественной оценки интегрированного риска мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ.

3. Аналитические зависимости и физико-математические модели развития аварийных процессов и поражающих факторов в окружающей среде при авариях в мазутном хозяйстве и ХВО ТЭЦ

4. Теоретически обоснованные модели координатных законов риска поражения человека горящей гидродинамической волной прорыва мазута и токсичными парами соляной кислоты с учетом ее концентрации в водном растворе.

5. Технико-экономические расчеты системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ с учетом интегрированного риска (на примере ТЭЦ филиала «Волгоградская Генерация» ОАО «ЮГК ТГК-8»).

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана экономико-математическая модель определения системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ на основе риска, учитывающая возможность возникновения, вероятность и параметры развития проектных и запроектных аварий, реализации аварийных процессов и последствий, включая перерывы со снабжением потребителей электрической и тепловой энергией.

2. Разработаны теоретические положения количественной оценки опасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ в форме обобщающего показателя интегрированного риска, являющегося многофакторной функцией, объединяющей риски социального, экологического и материального ущербов, в том числе экономические потери в энергоснабжении потребителей.

3. Теоретически обоснован метод количественной оценки поражающих факторов аварий мазутного хозяйства ТЭЦ с формированием гидродинамической волны прорыва при разрушении наземных мазутных резервуаров. Получены аналитические зависимости расчета основных параметров воздействия: скорости и глубины потока, время добегания волны прорыва до рассматриваемой точки территории, масса жидкости перелившейся через обвалование в процессе разрушения резервуара, интенсивности теплового облучения при возгорании, в том числе смежных резервуаров и другие факторы.

4. Получена аналитическая зависимость для определения величины ток-содозы в рассматриваемой точке территории в функции концентрации соляной кислоты и других факторов рассеивания и воздействия при авариях в цехе ХВО ТЭЦ. Выполнено теоретическое обоснование и разработан координатный закон риска токсического поражения человека парами соляной кислоты, в том числе с учетом ее концентрации в водном растворе при авариях в цехе ХВО ТЭЦ.

Практическая ценность работы заключается в разработке:

- компьютерной программы для расчета вероятности возникновения аварий на наземных резервуарах;

- методики оценки риска поражения человека при растекании горящей гидродинамической волны мазута из разрушенного наземного резервуара;

- компьютерной программы для расчета интенсивности теплового облучения стенки наземного резервуара и оценки критерия потери им устойчивости.

Практическая ценность работы также заключается в использовании теоретических положений и разработанных методик при анализе и количественной оценке риска аварий в декларациях промышленной безопасности теплоэлектроцентралей ОАО «ЮГК ТГК-8» (Волгоградский регион) и ОАО «Саратовская ТГК» Волжской ТГК-7.

Методы исследования. В основу теоретических исследований были положены методы и концепции теории вероятностей и математической статистики, теории подобия и математического моделирования, системного технико-экономического анализа, декомпозиции развития возможных аварийных ситуаций, выявления закономерностей, описания, обобщения.

Моделирование и расчеты, связанные с анализом и количественной оценкой риска, проведены с использованием методов и средств вычислительной техники и технологий современного анализа данных на компьютере в математических системах: Mathcad 11 A, Statistica 6, Statgraphics Plus 5 и других.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана экономико-математическая модель определения системной эффективности повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ на основе риска, учитывающая возможность возникновения, вероятность и параметры развития проектных и запроектных аварий, реализацию аварийных процессов и последствий, включая перерывы со снабжением потребителей электрической и тепловой энергией.

2. Разработаны теоретические положения количественной оценки опасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ в форме обобщающего показателя интегрированного риска, являющегося многофакторной функцией, объединяющей риски социального, экологического и материального ущербов, в том числе экономические потери в энергоснабжении потребителей.

3. На основании обработки статистических данных более чем сорокалетней эксплуатации наземных резервуаров в России установлена частота аварий, связанных с разрушением резервуаров, в диапазоне от 2,76x10"3 до 1,2x1с"4 год"1. В диссертации показаны зависимости частоты аварий резервуаров от объема, конструктивных особенностей, отраслевой принадлежности, вида хранимой жидкости и срока эксплуатации резервуаров.

4. Теоретически обоснован метод количественной оценки поражающих факторов аварий мазутного хозяйства ТЭЦ с формированием гидродинамической волны прорыва при разрушении наземных мазутных резервуаров. Получены аналитические зависимости расчета основных параметров воздействия: скорости и глубины потока, время добегания волны прорыва до рассматриваемой точки территории, массы жидкости перелившейся через обвалование в процессе разрушения резервуара, интенсивность теплового облучения при возгорании, в том числе смежных резервуаров и других факторов.

5. Обосновано, что учет факторов опасности мазутного хозяйства при развитии проектных и запроектных аварий требует пересмотра СНиП 2.11.03-93 «Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы» с целью введения дополнительных рекомендаций по обеспечению безопасности при строительстве резервуаров для хранения мазута на ТЭЦ.

6. На основании технико-экономических расчетов показано, что значительное снижение опасности мазутного хозяйства может быть экономически обосновано, если каждый наземный резервуар объемом более 10 тыс. м располагать в собственном обваловании или отделять каждый из резервуаров ограждающими стенами. С целью исключения перелива жидкости через обвалование при разрушении резервуара РВС-20000, предлагается в соответствии с выполненными расчетами отнести обвалование на 20-30 м от границы резервуара и увеличить его высоту до 2,5-3 м. Срок окупаемости таких мероприятий находится в диапазоне 6-10 лет в зависимости от конкретных исходных данных.

7. Расчетно-теоретическими исследованиями установлено, что наибольший эффект токсического поражения возникает при авариях, связанных с выбросом соляной кислоты. Показано, что наибольшее влияние на степень поражения оказывает концентрация хлористого водорода в водном растворе. Для снижения риска последствий аварий в цехе ХВО ТЭЦ не рекомендуется при транспортировке и хранении использовать концентрированную соляную кислоту.

8. В рамках разработанных деклараций промышленной безопасности выполнен анализ риска аварий мазутного хозяйства Волгоградской ТЭЦ-3, цеха ХВО и системы маслоснабжения Волгоградской ТЭЦ-2, Волгоградской ГРЭС, Волжской ТЭЦ-1, Волжской ТЭЦ-2, Камышинской ТЭЦ и подстанции «Алюминиевая» филиала «Волгоградская Генерация» ОАО «ЮГК ТГК-8». По результатам выполненного анализа наиболее высокий интегрируемый риск наблюдается для Волгоградской ТЭЦ-3, который может составить 7,74 тыс. руб./год, при величине максимального ущерба от аварий на уровне 770 млн. руб.

1. О промышленной безопасности опасных производственных объектов: закон Российской Федерации от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ.

2. О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера: закон Российской Федерации от 21 декабря 1994 г. №68 ФЗ.

3. ГОСТ Р 12.3.047-98 ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

4. Козлитин A.M. Методы технико-экономической оценки промышленной и экологической безопасности высокорисковых объектов техносферы / A.M. Козлитин, А.И. Попов. Саратов: СГТУ, 2000. 216 с.

5. Козлитин П.А. Теоретические основы и практика анализа техногенных рисков. Вероятностные методы количественной оценки опасностей техносферы / A.M. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин. Саратов: СГТУ, 2002. 180 с.

6. Сучков В.П. Пожары резервуаров с нефтью и нефтепродуктами: Обзорная информация / В.П. Сучков, И.Ф. Безродный, А.Н. Швырков // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1992. Вып. 3-4. 70 с.

7. Розенштейн И.М. Аварии и надежность стальных резервуаров. М.: Недра. 1995. 230 с.

8. Котляревский В.А. Безопасность резервуаров и трубопроводов / Котля-ревский В.А., Шаталов A.A., Ханухов Х.М. М.: Экономика и информатика. 2000. 552 с.

9. Прохоров В.А. Разрушения резервуаров и причиняемый ущерб в условиях Севера// Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. Вып.5, 1998. С.27-35.

10. Швырков С.А. Анализ статистических данных разрушений резервуаров / С.А. Швырков, B.J1. Семиков, А.Н. Швырков // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1996. Вып.5. С.39-50.

11. Козлитин П.А. Анализ риска аварий с формированием гидродинамической волны прорыва на мазутных резервуарах ТЭЦ / A.M. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Безопасность труда в промышленности. 2003. №1. С. 26-32.

12. Иванов E.H. Противопожарная защита открытых технологических установок/ E.H. Иванов. М.: Химия, 1986. 367 с.

13. Тугунов П.И. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов: Учебное пособие для ВУЗов / П.И. Тугунов, В.Ф. Новоселов, A.A. Коршак, A.M. Шаммазов. Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002. 658 с.

14. СНиП 2.11.03-93 «Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы». М.: Госстрой России, 1993.

15. Greenspan N.P. Flow over a containment dyke / Greenspan N.P., Young R.E. //Journal of Fluid Mechanics, 1987, v. 87, №1. P. 179-192.

16. Шебеко Ю.Н. Расчет влияния обвалования на растекание горючей жидкости при разрушении резервуара / Шебеко Ю.Н., Шевчук А.П., Смолин И.М. //Химическая промышленность, 1994, №4. С. 230-233.

17. Венгерцев А.Ю. Анализ отказов металлических резервуаров на предприятиях по обеспечению нефтепродуктами / А.Ю. Венгерцев // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. М.: ВНИИОЭНГ. 1989. №6. С.3-4.

18. Лебедев JI.H. Лавинные выбросы при разрушении резервуаров с жидкостями / Л.Н. Лебедев, М.В. Лурье, А.Н. Швырков // Инженерно-физический журнал РАН. 1991. №5. С. 726-731.

19. Швырков А.Н. Прогнозирование площади разлива при аварии резервуара с нефтью / А.Н. Швырков, В.П. Сучков, С.А. Горячев // Профилактика и тушение пожаров. Севастополь, 1988. С.81-92.

20. Руководство по контролю вредных веществ в воздухе рабочей зоны: Справ, изд. / С.И. Муравьев, М.И. Буковский, Е.К. Прохорова и др. М.: Химия, 1991.368 с.

21. Муравьев С.И. Санитарно-химический контроль воздуха промышленных предприятий. / Муравьев С.И., Бабина М.Д. М.: Медицина, 1982. 345 с.

22. Бесчастнов М.В. Промышленные взрывы. Оценка и предупреждение. М.: Химия, 1991.432 с.

23. Александров В.Н. Отравляющие вещества. / Александров В.Н., Емельянов В.И. М.: Воениздат, 1990. 271 с.

24. Козлитин П.А. Алгоритм расчета интегрированного риска потенциально опасных объектов техносферы / A.M. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин и др. Саратов: Саратовское региональное отделение РЭА, 2006, 72 с.

25. Франке 3. Химия отравляющих веществ: В 2 томах: Пер. с нем. М.: Химия, 1973. Т.1 440 с. Т.2 - 404 с.

26. Вредные вещества в промышленности: Справочник. В 3 т. М.: Химия, 1977. Т.З. 650 с.

27. РД 52.04.253-90. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. JI.: Гидрометеоиздат, 1991. 27 с

28. Методика оценки последствий химических аварий (Методика «Ток-си». Редакция 2.2). // Сборник документов. Серия 27. Вып. 2. М.: ГУП «НТЦ «Промышленная безопасность» Госгортехнадзора России», 2002. С 123-206.

29. Справочник по защите населения от сильнодействующих ядовитых веществ // ВНИИ ГОЧС. М.: МЧС РФ, 1995. 235 с.

30. Измалков В.И., Измалков A.B. Безопасность и риск при техногенных воздействиях. М. : НИЦЭБ РАН, 1994.269 с.

31. Савин C.B. Особенности опасных материалов в условиях пожаров / Савин C.B., Карпов A.B. // Гражданская оборона: Информационный сборник. М.: ВИМИ, 1990. Вып.4. С.38-42.

32. Таубкин И.С. Соляная кислота, ее свойства и вопросы безопасной транспортировки, хранения и применения // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 2000. Вып.4. С.59-85.

33. Ильин A.A. Токсикологические проблемы в стратегии уменьшения опасности химических производств // Журнал Всесоюзного хим. об-ва им. Д.И. Менделеева. 1990. Т.35. Вып.4. С.440 -447.

34. Веревкин В.Н. Токсичность выделений при пожаре и методы ее определения / Веревкин В.Н., Сашин В.Н. // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 2000. Вып.4. С.86-102.

35. Химия: Справ, изд. / В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, X. Бибрак и др.: Пер. с нем. М.: Химия, 2000. 648 с.

36. Свойства, очистка и применение важнейших реагентов, растворителей и вспомогательных веществ. ОРГАНИКУМ (Практикум по органической химии). В 4 т. Т.2. М.: Мир, 1979. 353 с.

37. Козлитин A.M. Чрезвычайные ситуации техногенного характера. Прогнозирование и оценка: детерминированные методы количественной оценки опасностей техносферы: Учеб. пособие / A.M. Козлитин, Б.Н. Яковлев. Саратов: СГТУ, 2000. 124 с.

38. Мацак В.Г. Упругость пара и испарение веществ в подвижном воздухе / В.Г. Мацак // Гигиена и санитария. 1957. №8. С 35-41.

39. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе. М.: Химия, 1991. 368 с.

40. Краткая химическая энциклопедия. T. IV. М.: Советская энциклопедия, 1965.

41. Лоури H.A. Соляная кислота и сульфат натрия. Л.: Госхимтехиздат, 1934. 120 с.

42. Methods for the determination of possible damage. CPR 16 E. Den Haag, Committee for the prevention of Disasters, 1989.

43. Martinsen W.E. Determining spacing by radiant heat limits. / Martinsen W.E., Johnson D.W., Millsap S.B. // Plant / Operations Progress, 1989, v.8, №1, p.25-28.

44. Шебеко Ю.Н. Методы оценки поражающих факторов крупных пожаров и взрывов на наружных технологических установках / Шебеко Ю.Н., Мал-кин B.JI., Смолин И.М., Колосов В.А., Смирнов Е.В., Паршин A.C. // Пожаров-зрывобезопасность, 1999, т.8, №4, с. 18-28.

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

46. Fire spread in storage tank-farms // Fire international. 1987. No 107. P. 9496.

47. Елохин A.H. Некоторые подходы к учету цепного развития чрезвычайных ситуаций техногенного характера / Елохин А.Н., Бодриков О.В., Глебов

48. B.Ю. // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1999. Вып.7.1. C.63-68.

49. Сучков В.П. Актуальные проблемы обеспечения устойчивости к возникновению и развитию пожара технологий хранения нефти и нефтепродуктов / В.П. Сучков. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1995.

50. НПБ-105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2003.

51. Методика оценки последствий аварий на пожаровзрывоопасных объектах // Сборник методик по прогнозированию возможных аварий, катастроф, стихийных бедствий в РСЧС. М.: МЧС России, 1994. 42 с.

52. Сильнодействующие ядовитые вещества и защита от них / Под ред. В.А. Владимирова. М.: Воениздат, 1989. 176 с.

53. Сучков В.П. Разработка технических предложений по предупреждению пожаров и аварий в резервуарных парках энергопредприятий с использованием анализа и моделирования. М.: Минэнерго, 1991. 133 с.

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

55. Махутов H.A. Оценка последствий отказов резервуаров / Махутов H.A., Прохоров В.А. // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. Вып.5,1998. С.35-42.

56. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах: Рекомендации. М.: ВНИИПО МВД РФ, 1991. 48 с.

57. Вентцель Е.С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. / Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. М.: Высш. шк., 2000. 480 с.

58. Кокс Д. Теоретическая статистика. / Кокс Д., Хинкли Д. Пер. с англ. М.: Мир, 1978. 560 с.

59. Хальд А. Математическая статистика с техническими приложениями. М.: Изд-во иностр. лит., 1956. 642 с.

60. Эфрон Б. Нетрадиционные методы многомерного статистического анализа. М.: Финансы и статистика, 1988. 263 с.

61. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов. Утверждены Госгортехнадзором России Постановлением от 10.07.2001 г. №30.

62. Эпов А.Б. Аварии, катастрофы и стихийные бедствия в России. М.: Финиздат, 1994. 314 с.

63. Хенли Э. Дж. Надежность технических систем и оценка риска: пер. с англ. / Э. Дж. Хенли, X. М. Кумамото: Машиностроение, 1984. 528 с.

64. Козлитин П.А. Система реляционной базы данных «Частоты отказов элементов технологического оборудования нефтегазовой и химической промышленности». / A.M. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин и др. Саратов: Саратовское региональное отделение РЭА, 2006.

65. Методические указания по проведению анализа риска для опасных производственных объектов газотранспортных предприятий ОАО «Газпром». СТО РД Газпром 39-1. 10-084-2003. М.: РАО «Газпром», 2003. 320 с.

66. Лисанов M.B. Оценка опасности установок первичной переработки нефти при декларировании промышленной безопасности. / М.В. Лисанов, С.М. Лыков, A.C. Печеркин, В.И. Сидоров, Е.В. Ханин. // Безопасность труда в промышленности. 1999. №8. С. 23-27.

67. Шебеко Ю.Н. Моделирование пожаров технологических объектов / Ю.Н. Шебеко, А.Я. Корольченко // В кн.: Моделирование пожаров и взрывов: под ред. H.H. Брушлинского, А.Я. Корольченко. М.: Пожнаука, 2000. С.198 -219.

68. Сучков В.П. Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории / В.П. Сучков, В.П. Молчанов, А.Ф. Шароварников, А.Н. Швырков и др. М.: ВНИИПО, 1997.50 с.

69. РД 09-391-00. Методика расчета зон затопления при гидродинамических авариях на хранилищах производственных отходов химических предприятий. Серия 09. Вып. 4. М.: ГУП «НТЦ «Промышленная безопасность», 2002. 68 с.

70. Мальцев В.А. Методики оценки обстановки на промышленном предприятии при чрезвычайных ситуациях: Учеб.-метод. пособие. М.: ИПК госслужбы, 1993. 125 с.

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

72. Методика расчета токсодоз и вероятностного прогнозирования поражений сильнодействующими ядовитыми веществами. М.: ВНИИ ГОЧС, 1993. 56 с.

73. Методика по оценке химической обстановки при авариях на объектах с сильнодействующими ядовитыми веществами. М.: ГШ МО РФ, 1989. 72 с

74. Потехин Г.С. Управление риском в химической промышленности / Потехин Г.С., Прохоров Н.С., Терещенко Г.Ф. // Журнал Всесоюзного хим. об-ва им. Д.И. Менделеева. 1990. Т.35. Вып.4. С.421-424.

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

76. Стабилизация и улучшение экологического состояния Саратовской области с переходом на модель устойчивого развития ¡.Материалы конференции, доклады, сообщения, информация / Под ред. А.И. Попова, А.Н. Маликова. Саратов: СГТУ, 1996. 204 с.

77. РД 03-496-02. Методические рекомендации по оценке ущерба от аварий на опасных производственных объектах. Серия 03. Вып. 19 / Колл. авт. М.: ГУП «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгор-технадзора России», 2002. 40 с.

78. 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.

79. Мартынюк В.Ф. Анализ риска и его нормативное обеспечение / В.Ф. Мартынюк, М.В. Лисанов, Е.В. Кловач и др. // Безопасность труда в промышленности. 1995. № 11. С.55-61.

80. Лисанов M.B. Концепция методического руководства по оценке степени риска магистральных трубопроводов / М.В. Лисанов, В.Ф. Мартынюк, A.C. Печеркин и др. М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 1997. 14 с.

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

82. Лисанов М.В. Принципы оценки экономического ущерба от промышленных аварий / М.В. Лисанов, A.C. Печеркин, В.И. Сидоров // Безопасность труда в промышленности. 1995. №6. С.49-52.

83. Гражданкин А.И. Основные показатели риска аварии в терминах теории вероятностей / А.И. Гражданкин, Д.В. Дегтярев, М.В. Лисанов и др. // Безопасность труда в промышленности. 2002. № 7. С. 35 39.

84. Де Гроот М. Оптимальные статистические решения. Пер. с англ. М.: Мир. 1974.496 с.

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

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

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

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

89. Ларионов В.И. Риск аварий на автозаправочных станциях / В.И. Ларионов, В.А. Акатьев, A.A. Александров // Безопасность труда в промышленности. 2004. №2. С. 44-48.

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

91. Рагозин А.Л. Оценка и картографирование опасности и риска от природных и техноприродных процессов / А.Л. Рагозин // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1993. Вып.З. С. 16-41.

92. Рагозин А.Л. Оценка и картографирование опасности и риска от природных и техноприродных процессов (методика и примеры) А.Л. Рагозин // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1993. Вып.5. С.4-21.

93. Рагозин А.Л. Общие закономерности формирования и количественная оценка природных рисков на территории России / А.Л. Рагозин // Проблемы анализа риска. 2006. Т.З. №2. С. 174-194.

94. Елохин А.Н. Анализ и управление риском: теория и практика /

95. A.Н. Елохин. M.: НК Лукойл, 2000. 185 с.

96. Мишуев A.B. Инженерные методы определения степени взрывобе-зопасности промышленных и гражданских объектов города / A.B. Мишуев,

97. B.В. Казеннов, A.A. Комаров, Е.С. Кудинов // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1997. Вып.5. С.27-35.

98. Ренн О. Три десятилетия исследования риска: достижения и новые горизонты / О. Ренн // Вопросы анализа риска. 1999. Т.1. №1. С. 80-99.

99. Деньга B.C. Перспективы и направления развития методологии качественного анализа риска / B.C. Деньга // Управление риском. 1999. №3. С. 4650.

100. Чибураев В.И. Перспективы и направления развития методологии оценки риска в России / В.И. Чибураев // Вопросы анализа риска. 1999. Т.1. №1. С. 78-79.

101. Козлитин П.А. Математические модели и методы детерминированной оценки последствий аварий на магистральном надземном трубопроводном транспорте в условиях Заполярья / A.M. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин

102. Устойчивое экологическое развитие: региональные аспекты: Междунар. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2001. С. 157-175.

103. Козлитин П.А. Анализ рисков аварий в системе химводоподготовки теплоэлектроцентралей крупных городов Поволжского региона // Региональные проблемы управления экономическими и экологическими рисками: Межвуз. научн. сб. Саратов: СГТУ, 2002. С.48- 54.

104. Козлитин П.А. Количественная оценка риска аварий на мазутных резервуарах ТЭЦ / A.M. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Региональные проблемы управления экономическими и экологическими рисками: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2002. С. 5 -17.

105. Козлитин П.А. Анализ токсической опасности ТЭЦ / П.А. Козлитин, A.M. Козлитин // Региональные проблемы управления экономическими и экологическими рисками: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2002. С.83- 94.

106. Козлитин П.А. Методика определения экологических рисков аварий на магистральных трубопроводах / A.M. Козлитин, А.И. Попов, П.А. Козлитин // Научные аспекты экологических проблем России: тр. Всерос. конф.: в 2 т. М.: Наука, 2002. Т.2. С. 332 337.

107. Аминов Р.З. Эффективность ПГУ на природном газе в новых экономических условиях / Аминов Р.З., Доронин М.С., Борисенков А.Э., Гариевский М.В. //Теплоэнергетика. 2002. №9. С.52-55.

108. Аминов Р.З. Методика определения экономически эффективных типов ПГУ с учетом топливного ограничения / Аминов Р.З., Новичков C.B. // Совершенствование энергетических систем и комплексов: Сб. науч. трудов. Саратов: Изд. Сарат. ун-та, 2000. С. 45-50.

109. Аминов Р.З. Выбор эффективных направлений развития энергогене-рирующих мощностей в Европейской части страны. / Аминов Р.З., Хрусталев В.А., Шкрет A.A., Гориевский М.В. Теплоэнергетика, 2003. № 4. С. 64—67.

110. Аминов Р. 3. Повышение эффективности ТЭС и АЭС в энергосистемах: Межвуз. науч. сб. / Р. 3. Аминов. Саратов: СПИ, 1991. 89 с.

111. Хлебалин Ю.М. Эксергетический метод основа анализа систем теплофикации с целью повышения их эффективности и конкурентоспособности // Пром. энергетика. 2005. №3. С.2-4.

112. Хлебалин Ю.М. Технико-экономическая оптимизация давления промперегрева пара на отраслевых ТЭЦ / Хлебалин Ю.М., Николаев Ю.Е. // Изв. вузов. Энергетика. 1977. №8. С.48-53.

113. Попов А.И. Критерии сопоставления и оптимизации энергосберегающих решений в рыночных условиях / А.И. Попов, В.Ф. Симонов, P.A. Попов // Матер, межвуз. научн. семинара по проблемам теплоэнергетики. Саратов: СГТУ, 1996. С.87-91.

114. Ипатов П.Л. Безопасность и системная эффективность АЭС с ВВЭР основа развития атомной энергетики в России / П.Л. Ипатов, Е.А. Ларин, В.А. Хрусталев и др. // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2006. №1 (10). С. 101-105.

115. И.А. Кручинина И.А. К вопросу об оценке стоимости человеческой жизни / И.А. Кручинина, М.В. Лисанов, A.C. Печеркин и др. // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2003. №3. С. 72-75.

116. Раппопорт А. Н. Актуальные задачи обеспечения надежности электросетевого комплекса при развитии рыночных отношений в электроэнергетике / Раппопорт А. Н., Кучеров Ю. Н. // Энергетик. 2004. № 10.

117. Кучеров Ю.Н. Обеспечение надежности ЕЭС России в условиях развития конкурентных отношений в электроэнергетике / Ю.Н. Кучеров, Ю.А. Тихонов, В.А. Баринов и др. // 19-й Конгресс МИРЭС, Сидней, Австралия, 5-9 сентября 2004.

118. Стахорский B.C. Аварии и катастрофы техногенного характера как источник экологической опасности / B.C. Стахорский, А.Ю. Королев-Перл ишин, В.И. Уткин и др. // Экология промышленного производства. 1993. Вып.2. С. 11-20.

119. Антонченков В.П. Формула для расчета давления насыщенного пара узких нефтяных фракций / В.П. Антонченков // Химия и технология топлив и масел. 1994. №9-10. С.16.

120. Экономика природопользования. Аналитические и нормативно-методические материалы. М.: Минприроды РФ. 1994. 472 с.

121. Методика расчета выбросов вредных веществ в атмосферу при свободном горении нефти и нефтепродуктов. Самарский областной комитет охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ. Самара, 1996. 11 с.

122. Временное методическое руководство по оценке экологического риска деятельности нефтебаз и автозаправочных станций. Утверждено Госкомэкологии РФ 21.12.1999 г. М.: 1999,47 с.

123. Методика расчета выбросов от источников горения при разливе нефти и нефтепродуктов. Введена приказом Госкомэкологии России №90 от 5.03.97 г.

124. Методика определения ущерба окружающей, среде при авариях на магистральных нефтепроводах. Утв. Минтопэнерго РФ 01.11.1995 г., согласована с департаментом экологического контроля Минприроды РФ. М.: Транспресс, 1996. 68 с.

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

126. Вероятность и математическая статистика: Энциклопедия. М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. 910 с.

127. Акимов В.А. Долгосрочное прогнозирование катастроф, инициированных природными явлениями. //Проблемы безопасности при ЧС. Вып. 3, 1999. С.30-41