РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ РИСКА АВАРИЙ И СВЯЗАННОЙ С НЕЙ УГРОЗЫ В ПРОЦЕССЕ ОБОСНОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ АММИАЧНО-ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Обоснование безопасности опасного производственного объекта (далее – ОПО) должно содержать оценку риска аварии и связанной с ней угрозы. Данное требование прописано п. 3 Федеральных нормах и правилах [1]. Более подробно содержание этого пункта обоснования безопасности описано в п. 9 данного нормативного документа.

Вопросы методологии анализа опасностей и оценки риска, а также сценарии аварий, для обоснования безопасности аммиачно-холодильной установки рассмотрены в статье настоящего сборника (авторы Попов А.И., Попов А.А., Витенко Н.Н.).

Описание состава, структуры и технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте “Аммиачно-холодильная установка”, приведено в статье данного сборника (авторы Чугунов И.С., Шерстнев А.В., Бойко Л.Л.).

Перечень отступлений от требований Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности, а также компенсирующие мероприятия при обосновании безопасности аммиачно-холодильной установки изложены в статье настоящего сборника (авторы Попов А.А., Попов А.И., Тарасов А.С.).

Исходные данные и их источники, в том числе по аварийности и надежности, использованные при обосновании безопасности аммиачно-холодильной установки, показаны в статье данного сборника (авторы Чугунов И.С., Андриянов А.А., Сухарев Н.Н.).

В данной статье представлены результаты оценки риска аварий и связанной с ней угрозы, которые были получены при разработке обоснования безопасности аммиачно-холодильной установки. В статье будет показана специфика данного типа объектов и ее влияние на анализ риска аварий и полученные результаты. Обоснование безопасности аммиачно-холодильной установки разработано в целях обоснования отступления от п. 6.7. “Правила безопасности аммиачных холодильных установок” (ПБ 09-595-03).

Основным подходом к оценке риска являются качественный и количественный анализ риска аварий, которые отражены в Федеральных нормах и правилах [2], а так же подробно описаны в руководящем документе [3].

Применительно к анализу опасностей и оценки риска аварии и связанной с ней угрозы на рассматриваемом объекте – аммиачно-холодильной установке – наиболее рационально использовать метод “Анализ вида и последствий отказов (АВПО)” с расширением его до полуколичественного метода “Анализ вида, последствий и критичности отказа (АВПКО)” [3].

Метод “Анализ вида и последствий отказов” (далее – метод АВПО) применяется для качественного анализа опасностей отказов технических устройств в рассматриваемой технологической системе. Методом АВПО рассматриваются вид и причины отказа технических устройств, последствия воздействия отказа на технологическую систему ОПО и (или) составную часть ОПО [3].

Анализ условий безопасной эксплуатации проводится при конкретных характеристиках, параметрах и режимах эксплуатации установки при условии выполнения значения критерия допустимого риска согласно используемой методологии [1÷4] матрицы частота-аварии – тяжесть последствий.

При выборе риск-ориентированных показателей опасности аварии (показателей риска) осуществляли:

1. Предварительную качественную оценку возможности увеличения опасности аварий на опасном производственном объекте при отступлении от требований норм и правил.
2. Первичный выбор показателей риска, с помощью которых оценивалась возможность реализации отступлений от требований, установленных в федеральных нормах и правилах в области промышленной безопасности, в условиях принятия компенсирующих мер.
3. Анализ чувствительности и адекватности показателей риска. Для этого производились тестовые оценочные расчеты значений показателя риска до и после реализации компенсирующих мероприятий.

В качестве первичных исходных данных при анализе и оценке риска безопасной эксплуатации ОПО “Аммиачно-холодильная установка” использовали документацию предприятия: технологический регламент аммиачно-холодильной установки, план мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий на опасных производственных объектах эксплуатирующей организации, рабочие инструкции по эксплуатации оборудования и технических устройств аммиачно-холодильной установки, заключения экспертиз промышленной безопасности на оборудование и здание ОПО “Аммиачно-холодильная установка” и т.д.

На основании статистических данных по аварийности аммиачно-холодильных установок и с использование данных о частотах разгерметизации технологического оборудования, представленных в [2] получено значение вероятности аварии, связанной со взрывом аммиака, которая для данного объекта составила – 4,55х10^-5 1/год (см. статью данного сборника, авторы Чугунов И.С., Андриянов А.А., Сухарев Н.Н.).

Основные причины возникновения аварий на аммиачно-холодильной установке можно объединить в три взаимосвязанные группы, характеризующиеся:

• разрушением (разгерметизацией) технологического оборудования, трубопроводов и арматуры и отказом систем противоаварийной защиты объекта;
• ошибками, запаздыванием в принятии решений или бездействием персонала в штатных и нештатных ситуациях, несанкционированными действиями персонала;
• внешними воздействиями природного и техногенного характера.

K основным причинам, приводящим к отказу систем ПАЗ или разгерметизации оборудования и трубопроводов, относятся:

• нарушение прочности технологического оборудования и трубопроводов;
• внешнее механическое повреждение оборудования и трубопроводов;
• опасности типовых технологических процессов;
• прекращение подачи энергоресурсов.

Основные причины возможной аварии при отступлении от ФНП на ОПО “Аммиачно-холодильная установка”:

• отсутствие технической возможности выноса технологического оборудования аппаратного отделения из подвального помещения, что повышает масштабы разрушений при взрыве аммиачно-воздушной смеси (далее – АВС) в аппаратном отделении с возможностью обрушения здания компрессорного цеха;
• неисправность системы контроля концентраций горючих веществ;
• неисправность системы заземления аппаратного отделения компрессорного цеха ОПО “Аммиачно-холодильная установка”;
• нарушение обслуживающим персоналом технологического режима в аппаратном отделении компрессорного цеха ОПО “Аммиачно-холодильная установка”;
• нарушение обслуживающим персоналом рабочих инструкций, инструкций по технике безопасности и т.д., которые могут привести к появлению источника зажигания в аппаратном отделении компрессорного цеха ОПО “Аммиачно-холодильная установка”;
• внешние причины: террористический акт, катастрофические природные явления (ураган, землетрясение, удар молнии и т.д.), аварии на соседних ОПО.

Основными факторами возможной аварии на аммиачно-холодильной установке являются:

• наличие в технологическом процессе токсичного и взрывоопасного газа в сжиженной форме – аммиака, со специфическими взрывоопасными свойствами [7, 10], снижает вероятность образования облака АВС и воспламенения его с последующим взрывом;
• большое количество технологического оборудования и разветвленная система трубопроводов, повышает вероятность аварии на отдельной единице оборудования или трубопроводе;
• высокий уровень производственной дисциплины обслуживающего персонала на ОПО, понижает вероятность ошибочных действий персонала при регламентных работах, которые могут привести к аварии;
• высокий уровень противоаварийной подготовки обслуживающего персонала на ОПО понижает вероятность ошибочных действий персонала при эксплуатации, а также локализации и ликвидации последствий аварии.

Рассмотрим оценку риска аварии при отступлении от требований нормативного документа и учетом компенсирующих мероприятий на аммиачной холодильной установке. Частота исходного события – разгерметизация ресивера составляет – 5,0×10^-5 1/год (выбрано наиболее опасное оборудование).

Рассмотрим оценку частоты возможного аварийного события по наиболее опасному сценарию 2.1 (см. статью настоящего сборника, авторы – Попов А.И., Попов А.А., Витенко Н.Н.) с учетом компенсирующих мероприятий и других барьеров безопасности на ОПО “Аммиачно-холодильная установка”. Дерево событий для данного сценария показано на рис. 1.

На рис. 1 указаны следующие условные вероятности событий:

а) в соответствии с [2, 3] частота исходного события – разгерметизация ресивера (a) составляет – 5,0×10^-5 1/год;

б) условная вероятность отказа системы контроля загазованности (b) принимается – 0,2, в соответствии с рис. П.2.1. Приложения 2 [6];

в) условная вероятность образования АВС с концентрацией в переделах [НКПВ; ВКПВ] (c) – принимается равной 1;

г) появление источника воспламенения (d) – в соответствии с расчетами, проведенными статье настоящего сборника “Исходные данные и их источники, в том числе данные об аварийности и надёжности, использованные при обосновании безопасности аммиачно-холодильной установки” (авторы Чугунов И.С., Андриянов А.А., Сухарев Н.Н.) условная вероятность взрыва на аммиачно-холодильной установке составляет 0,07;

д) авария, связанная с выходом аммиака из помещения, не рассматривается.

Учитывая частоту негативного события и принятые значения условных вероятностей, частота взрыва АВС в помещении аппаратного отделения компрессорного цеха ОПО “Аммиачно-холодильная установка” при разгерметизации одного из тринадцати ресиверов с учетом компенсирующих мероприятий составит:

5,0×10^-5×0,2×1,0×0,07×13 = 9,1×10^-6 1/год.

На основании матрицы “частота-тяжесть последствий” [3] получаем уровень риска “В” для данного сценария аварии с учетом компенсирующих мероприятий.

Зоны поражения ограничены размерами помещения аппаратного отделения компрессорного цеха ОПО “Аммиачно-холодильная установка”, которые составляют 42,6 м × 12,6 м.

Потенциальный риск гибели персонала, связанный с отступлением от п. 6.7. нормативного документа ПБ 09-595-03 составляет – 9,1×10^-6 1/год.

Индивидуальный риск гибели персонала, связанный с отступлением от п. 6.7. нормативного документа ПБ 09-595-03 составляет – 2,3×10^-6 1/год.

Рассчитанные показатели индивидуального риска гибели персонала, связанные с отступлением от п. 6.7. нормативного документа ПБ 09-595-03 укладываются в значения допустимого индивидуального риска [11].

В табл. 1 приведена оценка значений выбранных показателей до и после отступления от требований правил в области промышленной безопасности ПБ 09-595-03. Оценка проведена по методу “Анализ вида и последствий отказов” (АВПО) для аппаратного отделения ОПО “Аммиачно-холодильная установка”.

Показатели безопасной эксплуатации аппаратного отделения ОПО “Аммиачно-холодильная установка” в целом соответствуют критериям обеспечения безопасной эксплуатации.

Таблица 1. Оценка значений выбранных показателей по методу АВПО приложения 8 [3] (расширен до АВПКО) для аппаратного отделения ОПО “Аммиачно-холодильная установка”

№ п./п.	“Анализ вида, последствий и критичности отказа (АВПКО)”
1.	Содержание отступления	Отступление от требований (пункты 6.7) “Правила безопасности аммиачных холодильных установок“ ПБ 09-595-03.
2.	Норма ФНП (кратко)	Не допускается размещение машинного (аппаратного) отделения в подвальных и цокольных этажах.
Варианты реализации		Базовый вариант (соблюдение требований ФНП)	Вариант при отступлении от ФНП в аппаратном отделении ОПО “Аммиачно-холодильная установка” с учетом компенсирующих мероприятий
3.	Событие	Новое помещение аппаратного отделения, не расположенное в цокольном (подвальном) помещении. Разгерметизация оборудования или трубопровода в аппаратном отделении с выбросом аммиака. Образование аммиачно-воздушной смеси. Взрыв АВС в помещении.	Текущее помещение аппаратного отделения, расположенное в подвальном помещении. Разгерметизация оборудования или трубопровода в аппаратном отделении с выбросом аммиака. Образование аммиачно-воздушной смеси. Отказ системы блокировки взрыва (автоматическая система пожаротушения, сблокированная системой контроля загазованности, системой обесточивания АХУ и системой нейтрализации проливов аммиака). Взрыв АВС в помещении.
4.	Опасность	Возможность воспламенения АВС, возможность взрыва, частичное разрушение здания.	Возможность воспламенения АВС, возможность взрыва, частичное разрушение здания.
5.	Частота возникновения события, 1/год	Редкое событие. Частота события 4,55×10-5 1/год. На основе исходных статистических данных по аварийности	Редкое событие. Частота события 9,1×10-6 1/год. На основе результатов проведенного анализа риска с учетом компенсирующих мероприятий
6.	Тяжесть последствия события	Критическое событие. Угрожает жизни людей, приводит к существенному ущербу имуществу и окружающей среде.	Критическое событие. Угрожает жизни людей, приводит к существенному ущербу имуществу и окружающей среде.
7.	Критичность Уровень риска	Уровень риска В табл. 8-2 [3]. Риск ниже допустимого при принятии дополнительных мер безопасности.	Уровень риска В. Табл. 8-2 приложения [3]. Риск ниже допустимого при принятии дополнительных мер безопасности. (см. компенсирующие мероприятия).
Варианты реализации		Базовый вариант (соблюдение требований ФНП)	Вариант при отступлении от ФНП в аппаратном отделении ОПО “Аммиачно-холодильная установка” с учетом компенсирующих мероприятий
8.	Меры безопасности (компенсирующие мероприятия) в аппаратном отделении ОПО “Аммиачно-холодильная установка” ОАО “ТД “Преображенский” при отступлении от требований ФНП	Не требуются.	1. Установка дополнительного оборудования для нейтрализации и утилизации аммиака при разгерметизации технологического оборудования и трубопроводов в помещении аппаратного отделения, методом поглощения водного раствора аммиака водным раствором уксусной кислоты. Данный метод наиболее эффективен и безопасен, т.к. при нейтрализации водного раствора уксусной кислотой получается безвредное вещество – ацетат аммония (пищевой консервант Е264), который можно утилизировать в канализацию. 2. Наращивание трубопровода водяной завесы вдоль всех оконных и дверных проемов здания АХУ, с целью исключения распространения аммиачного облака и выход его за пределы установки. 3. Установка противопожарной двери в электрощитовой, расположенной в аппаратном отделении. Данное мероприятие направлено на исключение возможных источников зажигания при разгерметизации оборудования. 4. Установка в аппаратном отделении дистанционного поста отключения технологического оборудования при аварийной ситуации, сблокированного с включением аварийной сигнализации и вентиляции.

Сравнение значений выбранных показателей безопасной эксплуатации опасного производственного объекта с критериями обеспечения безопасной эксплуатации при отступлении от требований федеральных норм и правил в области промышленной безопасности приведено в табл. 2.

Таблица 2. Сравнение значений выбранных показателей безопасной эксплуатации опасного производственного объекта с критериями обеспечения безопасной эксплуатации при отступлении от требований федеральных норм и правил в области промышленной безопасности

	Базовый вариант (соблюдение требований ФНП)	Отступление от ФНП – нахождение аппаратного отделения в подвальном этаже здания
Частота возникновения события, 1/год	Редкое событие. Частота события 4,55×10-5 1/год. На основе исходных статистических данных по аварийности	Редкое событие. Частота события 9,1×10-6 1/год. На основе результатов проведенного анализа риска с учетом компенсирующих мероприятий
Тяжесть последствий события	Критическое событие. Угрожает жизни людей, приводит к существенному ущербу имуществу и окружающей среде.	Критическое событие. Угрожает жизни людей, приводит к существенному ущербу имуществу и окружающей среде.
Критичность. Уровень риска	Уровень риска В табл. 8-2 [3]. Риск ниже допустимого при принятии дополнительных мер безопасности.	Уровень риска В. Табл. 8-2 приложения [3]. Риск ниже допустимого при принятии дополнительных мер безопасности. (см. компенсирующие мероприятия).
Вывод об изменении уровня риска	Уровень риска не изменяется, и находится на уровне допустимого при наличии компенсирующих мероприятий

Вывод

Результаты проведенного анализа риска аварий, связанные с отступлением от требований п. 6.7 правил ПБ 09-595-03, показали, что:

• уровень риска аварии, связанной с отступлением, в аппаратном отделении ОПО “Аммиачно-холодильная установка” – В, что является допустимым;
• компенсирующие мероприятия значительно снижают частоту возникновения аварийного события, вызванного отступлением до уровня 9,1×10^-6 1/год;
• перенос ОПО “Аммиачно-холодильная установка” из подвального этажа здания в другое помещение, отвечающее требованиям п. 6.7 “Правила безопасности аммиачных холодильных установок” ПБ 09-595-03 невозможно из-за плотной застройки территории.

С учетом этого можно сделать резюме об обоснованности решений о безопасной эксплуатации ОПО “Аммиачно-холодильная установка” при выполнении компенсирующих мероприятий.

Список используемых источников

1. Приказ Ростехнадзора № 306 от 15.07.2013 г. (ред. от 12.07.2018 г.) “Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности “Общие требования к обоснованию безопасности опасного производственного объекта”.
2. Приказ Ростехнадзора № 96 от 11.03.2013 г. (ред. от 26.11.2015 г.) “Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности “Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств”.
3. Приказ Ростехнадзора № 144 от 11.04.2016 г. “Об утверждении Руководства по безопасности “Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах”.
4. Приказ Ростехнадзора № 272 от 29.06.2016 г. “Об утверждении Руководства по безопасности “Методика оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности”.
5. Приказ Ростехнадзора № 387 от 30.09.2015 г. “Об утверждении Руководства по безопасности “Методические рекомендации по разработке обоснования безопасности опасных производственных объектов нефтегазового комплекса”.
6. Справочник в 10 т. /ред. совет В.С. Авдуевский (пред.) и др. М.: Машиностроение. Т10: Справочные данные по эксплуатации и характеристикам надежности // под ред. Кузнецова А.А. (1990 г.).
7. Тимофеева С.С., Хамидуллина Е.А., Дроздова Т.И. Оценка аварий аммиачных холодильных установок на предприятиях пищевой промышленности г. Ангарска // Вестник ИрГТУ № 1 (48), 2011 г.
   С. 64-71.
8. Приказ МЧС РФ от 10.07.2009 г. № 404 “Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах” (ред. от 14.12.2010 г.).
9. ГОСТ Р 12.3.047-2012 ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.
10. Перелыгин И.А. Кочетов Н.М. Пожаро- и взрывоопасность аммиачных объектов / Безопасность Труда в Промышленности
    № 11-2012. – С. 67-72.
11. Федеральный закон от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ “Технический регламент о требованиях пожарной безопасности” (с изменениями).