Приложение 3. Примеры применения методов анализа опасности и оценки риска

Приложение 3

Примеры применения методов анализа опасности и оценки риска

Пример 1. Применение метода качественного анализа опасности.

В табл. 3 представлен фрагмент результатов анализа опасности и работоспособности цеха холодильно-компрессорных установок. В процессе анализа для каждой установки, производственной линии или блока определяются возможные отклонения, причины и рекомендации по обеспечению безопасности. При характеристике каждого возможного отклонения используются ключевые слова "нет", "больше", "меньше", "так же, как", "другой", "иначе, чем", "обратный" и т.п. В табл. 3 приведены также экспертные балльные оценки вероятности возникновения рассматриваемого отклонения В, тяжести последствий Т и показателя критичности К = В + Т. Показатели В и Т определялись по 4-балльной шкале (балл, равный 4, соответствует максимальной опасности).

Отклонения, имеющие повышенные значения критичности, далее рассматривались более детально, в том числе при построении сценариев аварийных ситуаций и количественной оценке риска.

Таблица 2

Рекомендации по выбору методов анализа риска

Метод	Вид деятельности
	Размеще- ние (предп- роектные работы)	Проекти- рование	Ввод или вывод из эксплуа- тации	Эксплуа- тация	Реконст- рукция
Анализ "Что будет, если...?" Метод проверочного листа Анализ опасности и работоспособности Анализ видов и последствий отказов Анализ "деревьев отказов и событий" Количественный анализ риска	0 0 0 0 0 ++	+ + ++ ++ ++ ++	++ + + + + 0	++ ++ + + + +	+ + ++ ++ ++ ++

Таблица 3

Перечень отклонений при применении метода изучения опасности и работоспособности компрессорного узла цеха холодильно-компрессорных установок (фрагмент результатов)

Ключевое слово	Отклоне- ние	Причины	Последствия	В	T	К	Рекоменда- ции
Меньше Больше Меньше	Нет потока вещества Повышение давления нагнета- ния компрес- сора Повышение темпера- туры нагнета- ния компрес- сора Понижение давления всасыва- ния	1. Разрыв трубопровода 2. Отказ в системе электропита- ния 3. Закрыт нагнетатель- ный вентиль 4. Отсутству- ет или недостаточная подача воды на конденсатор 5. Наличие большого количества воздуха в конденсаторе 6. Нет протока воды через охлаждаемую рубашку компрессора 7. Чрезмерный перегрев паров аммиака на всасывании 8. Повышенная производите- льность компрессора	Выброс аммиака Опасности нет Разрушение компрессора и выброс аммиака Как в п. 3 Образование взрывоопас- ной смеси Разрушение компрессора с выбросом аммиака Как в п. 6 Опасности нет	2 3 1 1 1 1 1 1	4 1 2 2 3 2 2 1	6 4 3 3 4 3 3 2	Установить систему аварийной сигнализа- ции Повысить надежность системы резервиро- вания Заменить реле давления, предохрани- тельный и обратные клапаны - - Установить реле температуры на компрессо- рах ВД и НД - Проверить реле давления

Пример 2. Анализ "деревьев отказов и событий".

Пример "дерева событий" для количественного анализа различных сценариев аварий на установке переработки нефти представлен на рис. 1. Цифры рядом с наименованием события показывают условную вероятность возникновения этого события. При этом вероятность возникновения инициирующего события (выброс нефти из резервуара) принята равной 1. Значение частоты возникновения отдельного события или сценария пересчитывается путем умножения частоты возникновения инициирующего события на условную вероятность развития аварии по конкретному сценарию.

Пример "дерева отказа"*, используемого для анализа причин возникновения аварийных ситуаций при автоматизированной заправке емкости, приведен на рис. 2. Структура "дерева отказа" включает одно головное событие (аварию, инцидент), которое соединяется с набором соответствующих нижестоящих событий (ошибок, отказов, неблагоприятных внешних воздействий), образующих причинные цепи (сценарии аварий). Для связи между событиями в узлах "деревьев" используются знаки "И" и "ИЛИ". Логический знак "И" означает, что вышестоящее событие возникает при одновременном наступлении нижестоящих событий (соответствует перемножению их вероятностей для оценки вероятности вышестоящего события). Знак "ИЛИ" означает, что вышестоящее событие может произойти вследствие возникновения одного из нижестоящих событий.

Так, "дерево", представленное на рис. 2, имеет промежуточные события (прямоугольники), тогда как в нижней части "дерева" кругами с цифрами показаны постулируемые исходные события-предпосылки, наименование и нумерация которых приведены в табл. 4.

Анализ "дерева отказа" позволяет выделить ветви прохождения сигнала к головному событию (в нашем случае на рис. 2 их три), а также указать связанные с ними минимальные пропускные сочетания, минимальные отсечные сочетания.

Минимальные пропускные сочетания - это набор исходных событий-предпосылок (на рис. 2 отмечены цифрами), обязательное (одновременное) возникновение которых достаточно для появления головного события (аварии). Для "дерева", отображенного на рис. 2, такими событиями и (или) сочетаниями являются: (12), (13), (1 х 7), (1 х 8), (1 х 9), (1 х 10), (1 х 11), (2 х 7), (2 х 8), (2 х 9), (2 х 10), (2 х 11), (3 х 7), (3 х 8), (3 х 9), (3 х 10), (3 х 11), (4 х 7), (4 х 8), (4 х 9), (4 х 10), (4 х 11), (5 х 6 х 7), (5 х 6 х 8), (5 х 6 х 9), (5 х 6 х 10), (5 х 6 х 11). Используются главным образом для выявления "слабых" мест.

Минимальные отсечные сочетания - набор исходных событий, который гарантирует отсутствие головного события при условии не возникновения ни одноro из составляющих этот набор событий: (1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 12 x 13), (1 x 2 x 3 x 4 x 6 x 12 x 13), (7 x 8 x 9 x 10 x 11 x 12 x 13). Используются главным образом для определения наиболее эффективных мер предупреждения аварии.

Рис. 1. "Дерево событий" аварий на установке первичной переработки нефти

                                                    Прекращение   горения

                                                    или ликвидация аварии

                                                   /---------------------

                                                   |0,02

                            Факельное горение струи|

                           /-----------------------|Разрушение  соседнего

                           |0,04                   |оборудования

                           |                       \---------------------

             С мгновенным  |                        0,02

             воспламенением|

            /--------------|                        Эффекта "домино" нет

            |0,05          |                       /---------------------

            |              |                       |0,001

            |              |"Огненный шар"         |

            |              \-----------------------|Разрушение  соседнего

            |               0,01                   |оборудования

            |                                      \---------------------

Выброс нефти|                                       0,009

------------|

    1,0     |                                       Ликвидация аварии

            |                                      /---------------------

            |               Нет воспламенения      |0,35

            |              /-----------------------|

            |              |0,45                   |Отсутствие источника

            |              |                       \---------------------

            |Без мгновенно-|                        0,10

            |го воспламене-|

            |ния           |                        Пожар пролива

            \--------------|                       /---------------------

             0,95          |Воспламенение нефти    |0,10

                           \-----------------------|

                            0,50                   |Горение   или   взрыв

                                                   |облака

                                                   \---------------------

                                                    0,40

Рис. 2. "Дерево отказа" заправочной операции

                     /-----------------------------\

                     |Пролив горючего (переполнение|

                     |емкости)  по  причине излишне|

                     |продолжительной        работы|

                     |насосов из-за их неотключения|

                     |вовремя                      |

                     \-----------------------------/

                                 /---\

                   /-------------|или|---------------\

                   |             \---/               |

        /---------------------\          /---------------------\

        |Команда на отключение|          |Команда на отключение|

        |    не поступила     |          |   не осуществлена   |-----\

        \---------------------/          \---------------------/     |

                 /---\                                               |

       /---------| и |----------\                                    |

       |         \---/          |                                    |

/--------------\     /-----------------\                             |

|САВД не выдала|     |Оператор не выдал|       /-------------------\ |

|  команды     |     |    команды      |       |Оператор не пытался| |

\--------------/     \-----------------//---\  |отключить насосы   | |

     /---\                      \-------|или|----------------------/ |

/----|или|----------------\             \---/        /---\           |

|    \---/                |               |        /-|или|-\         |

|  /---------------\      |               |        | \---/ |         |

|/----------------\|/--------------\/-------------\|/---------------\|

||Отказ    средств|||Отказ  средств||Оператор   не|||Оператор     не||

||передачи сигнала|||выдачи сигнала||среагировал  |||смог  отключить||

|\----------------/|\--------------/|на отказ САВД|||насосы вовремя ||

|         |        |      |         \-------------/|\---------------/|

|       /---\      |    /---\        /---\         | /---\         /---\

|     /-|или|-\    |   /| и |-\    /-|или|\        |/|или|\        |или|

|     | \---/ |    |   |\---/ |    | \---/|        ||\---/|        \---/

|     |       |    |   |      |    |      |        ||     |    /-----|

\-\   |       |    |   |      |    |      |    /---/|     |    |     |

/---\/---\  /---\/---\/---\ /---\/---\  /---\/---\/---\ /---\/---\ /---\

| 1 || 2 |  | 3 || 4 || 5 | | 6 || 7 |  | 8 || 9 || 10| | 11|| 12| | 13|

\---/\---/  \---/\---/\---/ \---/\---/  \---/\---/\---/ \---/\---/ \---/

Пример 3. Распределение потенциального территориального риска.

Распределение потенциального территориального риска, характеризующего максимальное значение частоты поражения человека от возможных аварий для каждой точки площадки объекта и прилегающей территории, показано на рис. 3 (цифрами у изолиний указана частота смертельного поражения человека за один год, при условии его постоянного местонахождения в данной точке).

Таблица 4

Исходные события "дерева отказа" (согласно рис. 2)

N п/п	Событие или состояние модели	Вероятность события Р_i
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13	Система автоматической выдачи дозы (САВД) оказалась отключенной (ошибка контроля исходного положения) Обрыв цепей передачи сигнала от датчиков объема дозы Ослабление сигнала выдачи дозы помехами (нерасчетное внешнее воздействие) Отказ усилителя-преобразователя сигнала выдачи дозы Отказ расходомера Отказ датчика уровня Оператор не заметил световой индикации о неисправности САВД (ошибка оператора) Оператор не услышал звуковой сигнализации об отказе САВД (ошибка оператора) Оператор не знал о необходимости отключения насоса по истечении заданного времени Оператор не заметил индикации хронометра об истечении установленного времени заправки Отказ хронометра Отказ автоматического выключателя электропривода насоса Обрыв цепей управления приводом насоса	0,0005 0,00001 0,0001 0,0002 0,0003 0,0002 0,005 0,001 0,001 0,004 0,00001 0,00001 0,00001

Пример 4. Количественные показатели риска аварий на магистральных нефтепроводах.

В соответствии с Методическим руководством по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах основными показателями риска являются интегральные (по всей длине трассы нефтепровода) и удельные (на единицу длины нефтепровода) значения:

частоты утечки нефти в год;

ожидаемых среднегодовых площадей разливов и потерь нефти от аварий;

ожидаемого ущерба (как суммы ежегодных компенсационных выплат за загрязнение окружающей среды и стоимости потерянной нефти).

На рис. 4 представлено распределение ожидаемого ущерба вдоль трассы нефтепровода.

Оценки риска могут быть использованы при обосновании страховых тарифов при страховании ответственности за ущерб окружающей среде от аварий и выработке мер безопасности. В частности, линейные участки нефтепроводов с наиболее высокими показателями риска должны быть приоритетными при проведении внутритрубной диагностики или ремонта трубопроводов.

------------------------------

* В отечественной литературе встречаются и иные наименования этого "дерева": "дерево отказов", "дерево неполадок", "дерево происшествий" и т.п.