Методика расчета пожарного риска на переходах нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги: на примере кольцевой автомобильной дороги Санкт-Петербурга тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.03, кандидат технических наук Лаврухин, Сергей Алексеевич

• Лаврухин, Сергей Алексеевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лаврухин, Сергей Алексеевич

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Анализ современного состояния техногенной безопасности трубопроводной системы региона.

1.1.1 Общая характеристика К АД.

1.1.2 Характеристика потенциальных опасностей, связанных с газопроводами и нефтепроводами.

1.2 Анализ нормативно - правового обеспечения оценки техногенной безопасности трубопроводов.

1.2.1 Анализ нормативно-правового обеспечения оценки пожарного риска на производственных объектах.

1.2.2 Анализ нормативно - правового обеспечения оценки технологического риска на опасных производственных объектах.

1.3 Силы и средства, привлекаемые для ликвидации чрезвычайных ситуаций.

1.4 Обоснование цели и постановка задач исследования.

Глава 2. Теоретическое обоснование методики оценки пожарного риска на переходах НПП через автомобильные дороги.

2.1 Требования к методике.

2.2 Адаптация положений нормативных документов и методик-аналогов.

2.2.1 Характеристики автомобильных дорог.

2.2.2 Характеристики переходов НПП через автомобильные дороги.48 •

2.3 Характеристики поражающих факторов пожара.

2.4 Модели безопасности переходов НПП через автомобильные дороги.

2.4.1 Модель условно безопасного перехода НПП.

2.4.2 Модели пожароопасного перехода НПП.

2.4.3 Комплексная оценка техногенного состояния перехода НПП через автодорогу.

2.5 Верификация моделей оценки пожарного риска.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Методика расчета и оценки пожарного риска на переходах нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги.

3.1 Обоснование структуры разрабатываемой методики.

3.2 Обоснование выбора метода расчета и оценки пожарного риска.

3.3 Алгоритм расчета и оценки пожарного риска.

3.4 Методика расчета пожарного риска на переходах нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги.

Выводы по главе 3.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика расчета пожарного риска на переходах нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги: на примере кольцевой автомобильной дороги Санкт-Петербурга»

В современной России развитию транспортной инфраструктуры придается большое значение. От года к году высокими темпами растут количество и протяженность дорог, скоростных магистралей и трубопроводов нефтегазового комплекса. В результате этого роста возникают проблемы, связанные с их взаимным пересечением, места которых являются источниками потенциальной опасности.

Например, первая очередь кольцевой автомобильной дороги (КАД-1) вокруг Санкт-Петербурга насчитывает около 15 пересечений с газопроводами и нефтепродуктопроводами.

Во исполнение поручения Президента Российской Федерации от 13 апреля 2004 года № ПР-610, распоряжений Правительства Российской Федерации от 29.12.2004 года № 1724-р и Федерального дорожного агентства от 30.12.2004 года № ОБ-432-р ведется разработка проектной документации «Строительство скоростной платной автомобильной дороги Москва - Санкт-Петербург на участке 58 - 684 км» (условное название дороги - СПАД).

Проектной документацией на строительство СПАД предусмотрено порядка 20 участков, где необходимо выполнить переустройство магистральных газопроводов и нефтепродуктопроводов на 664 - 684 км скоростной автомобильной дороги Москва - Санкт-Петербург, которые были введены в эксплуатацию более 30 лет назад и находились за пределами городской черты.

Проектируемый участок дороги будет проходить вблизи селитебной зоны, по незастроенной территории Пушкинского и Московского районов города Санкт-Петербурга, пересекать действующие магистральные трубопроводы (с условным диаметром до 1000 мм, давлением - 5,5 МПа), что не предусмотрено действующим законодательством.

Перспективными планами развития Санкт-Петербурга и Ленинградской области предусмотрено строительство следующих очередей: КАД-2, КАД-3 и КАД-4. Следовательно, количество новых опасных пересечений будет возрастать в прямой пропорции, поскольку все магистральные газопроводы и нефтепродуктопроводы подходят к Санкт-Петербургу с юга и востока, и непременно будут пересекать КАД.

Прогнозирование чрезвычайных ситуаций на КАД является сложной научной задачей, заключающейся в незначительной по объему статистической информации о ЧС на отдельных эксплуатационных участках, и в отсутствии законодательно закрепленной методики расчета и оценки пожарного риска на линейной части магистральных трубопроводов.

Научное и практическое решение этой задачи будет способствовать выполнению Федеральной целевой программы «Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 годах», направленной на снижение уровня погибших и пострадавших в ДТП.

Необходимость разработки методики расчета и оценки пожарного риска на линейной части магистральных трубопроводов вытекает также из требований нормативных документов: федерального закона от 22 июля 2008 года №123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», согласно которому расчеты по оценке пожарного риска являются составной частью деклараций пожарной или промышленной безопасности и проводятся по нормативным правовым актам Российской Федерации; постановления правительства Российской Федерации «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» от 16 февраля 2008 года № 87, которым (раздел III, п.41м) для линейных объектов капитального строительства предусмотрено определение пожарных рисков угрозы жизни и здоровью людей, уничтожения имущества, если не выполнены обязательные требования пожарной безопасности; приказа МЧС России № 404-2009г. с объявлением «Методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах», согласно которой ее положения не распространяются на линейную часть магистральных трубопроводов.

Из состава магистральных трубопроводов в диссертации рассмотрены только переходы нефтепродуктопроводов (НЛП) через автомобильные дороги, как наиболее опасной их части. Приоритет исследованию техногенной (совокупно пожарной и промышленной) безопасности переходов НПП через автомобильные дороги отдан по следующим причинам: во-первых, для газопроводов и нефтепроводов имеются ведомственные нормативные документы (Методические указания по проведению анализа риска при проектировании и эксплуатации опасных производственных объектов газотранспортных предприятий ОАО «ГАЗПРОМ»; Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах ОАО «Транснефть»); во-вторых, для нефтепродуктопроводов отсутствуют ведомственные нормативные документы АК «Транснефтепродуктопровод», аналогичные документам ОАО «ГАЗПРОМ» и ОАО «Транснефть»; в-третьих, необходимо оценить известные технические решения в этой части на предмет их возможного применения в связи с дальнейшим расширением строительства КАД.

Перечисленные выше обстоятельства предопределили выбор темы диссертации, ее объекта и предмета исследования, цели и научной задачи.

Объект исследования — система техногенной безопасности магистральных трубопроводов для нефти, нефтепродуктов и газа.

Предмет исследования - методы и критерии оценки пожарного риска на переходах нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги.

Цель исследования — разработка методики расчета пожарного риска на переходах нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги.

Научная задача исследования — обоснование состава показателей опасности и аналитических зависимостей, включаемых в методику расчета пожарного риска на переходах нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги.

Методы исследования. Поставленные в работе научные задачи решены с использованием системного анализа, методов аналогии и анализа размерностей, надежности технических устройств и процессов, теории вероятностей и математической статистики.

На защиту выносятся следующие научные результаты:

1. Математические модели и аналитические зависимости для расчета пожарной опасности переходов нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги.

2. Методика расчета пожарного риска на переходах нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги.

Научная новизна результатов заключается: в многофакторных аналитических моделях и расчетных зависимостях, описывающих состояние пожарной опасности переходов нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги; в разработке методики расчета пожарного риска, синтезированной на основе опыта применения действующих методик, фактического материала по проектированию переходов нефтепродуктопроводов через КАД вокруг Санкт -Петербурга.

Практическая значимость результатов заключена в повышении уровня пожарной безопасности переходов нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги на основе применения разработанной методики расчета пожарного риска как при проведении экспертизы проектов нового строительства, так и при мониторинге в области пожарной безопасности функционирующих переходов нефтепродуктопроводов.

Достоверность научных результатов базируется на применении устоявшихся физических законов и методов исследования, современного апробированного математического аппарата и обеспечена значительным объемом аналитического материала по трубопроводной транспортировки нефтепродуктов.

Результаты диссертационного исследования использованы: в учебном процессе кафедры пожарной безопасности технологических процессов и производств Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России; в независимой экспертной организации - ООО «НТЦ Экспертсервис».

Апробация результатов исследования.

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на следующих научно-практических конференциях:

VIII Научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций». 8-10 октября 2008 года, Москва; Всероссийский центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера МЧС России, центр «Антистихия»;

IV Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму». 21-22 апреля 2009 года, Санкт-Петербург;

V Международной научно-практической конференции «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам». 20-22 октября 2009 года, Санкт-Петербург;

II Международной научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы». 29-31 октября 2009 года, Санкт-Петербург.

Личный вклад соискателя состоит в проведении комплексной оценки техногенной безопасности переходов нефтепродуктопроводов через автодороги, формулировке основных положений научной новизны и практической значимости, внедрении полученных результатов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работы, из них две - в изданиях по перечню ВАК РФ.

Структура выполненного исследования представлена на рисунке В.1. Диссертационное исследование выполнено с учетом действующих законов [17] и постановлений правительства [8-12] Российской Федерации в области, относящейся к рассматриваемым вопросам.

Методика расчета пожарного риска на переходах нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги

Заключение диссертации по теме «Пожарная и промышленная безопасность (по отраслям)», Лаврухин, Сергей Алексеевич

Общие выводы и предложения

1. Оценка уровня техногенной (пожарной и промышленной) безопасности переходов нефтепродуктопроводов через автомобильные дороги, как наиболее опасной части магистральных трубопроводов, является актуальной научной и практической задачей, от решения которой зависит качество экспертизы проектной документации при дальнейшем строительстве КАД и скоростной автодороги «Москва-Санкт-Петербург» и в перспективе - безаварийная их эксплуатация.

2. Рассмотренные модели техногенной опасности перехода НИИ не устанавливают связи между величиной аварийных утечек нефтепродуктов и частотой их возникновения в процессе эксплуатации, поэтому разрабатываемая методика оценки должна учитывать оба этих фактора.

3. Разработанная методика обеспечивает достоверность оценок пожарного риска, поскольку она базируется на фактических статистических данных об аварийности нефтепродуктопроводов и давно апробированных аналитических зависимостях в области техногенной безопасности опасных промышленных объектов.

4. Резервирование надежности продуктопровода (путем заключения его в защитные кожухи и футляры) снижает только частоту возникновения аварийных ситуаций, но не приводит к уменьшению величины аварийных утечек нефтепродуктов.

5. Величина индивидуального пожарного риска на переходе НИИ может находиться в пределах 0,1-0,16 стомиллионных в год и полностью определяется минимальным значением достигнутого современного уровня технологического риска на основе применения передовых промышленных технологий производства труб и строительства нефтепродуктопроводов, автоматизации процессов перекачки нефтепродуктов и контроля несанкционированной их утечки.

6. Разработанные проектными организациями превентивные инженерные мероприятия по повышению техногенной безопасности проектируемых переходов НПП могут обеспечить нормированное Федеральным законом № 123-ФЭ от 22.07.09г. (ст.93,п.п.1,4) значение индивидуального пожарного риска (в пределах до одной стомиллионной в год) для людей, находящихся в селитебной зоне вблизи перехода.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Лаврухин, Сергей Алексеевич, 2011 год

1. Закон РФ «О безопасности» от 5 марта 1992 года № 2446-1 (в редакции Закона РФ от 25.12.92 № 4235-1, Указа Президента РФ от 24.12.93 № 2288).

2. Закон РФ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» от 21.12.1994 № 68-ФЗ.

3. Закон РФ «О пожарной безопасности» от 21.12.1994г. № 69-ФЗ (с изменениями на 29 июня 2004 года).

4. Закон РФ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.06.1997г. №116-ФЗ.

5. Закон РФ «О техническом регулировании» от 15 декабря 2002 года № 184 -ФЗ.

6. Закон РФ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22 июля 2008 года № 123-Ф3.

7. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» от 26 июня 2008 года № 102-ФЗ.

8. Постановление Правительства РФ от 30.12.2003 года № 794 «О единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций».

9. Постановление Правительства РФ от 10.11.1996 года № 1340 «О порядке создания и использования резервов материальных ресурсов для ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

10. Распоряжение Правительства РФ № 1532-р от 31.10.2007 года «Концепция развития федеральной целевой программы «Пожарная безопасность в Российской Федерации на период до 2012 года».

11. Положение о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию, утвержденное Постановлением Правительства Российской Федерации от 16 февраля 2008 г. № 87.

12. Порядок разработки и согласования специальных технических условий для разработки проектной документации на объект капитальногостроительства, утвержденный Приказом Министерства регионального развития Российской Федерации от 1 апреля 2008 г. № 36.

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

14. ГОСТ 12.1.004-91. Пожаробезопасность. Общие требования.

15. ГОСТ Р 22.0.05-94. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения.

16. ГОСТ Р 51901-2002. Управление надежностью. Анализ риска технологических систем.

17. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

18. СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги.

19. СНиП 2.05.06-85*. Магистральные трубопроводы.

20. СНиП 2.05.07-91*. Промышленный транспорт.

21. СНиП 32-01- 95. Железные дороги колеи 1520 мм.

22. СНиП 2.05.13-90. Нефтепродуктопроводы, прокладываемые на территории городов и других населенных пунктов.

23. Ведомственные правила охраны магистральных трубопроводов (Минтопэнерго, 1992г.).

24. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах (утверждена приказом МЧС России от 10.07.09 № 404).

25. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов.

26. СТО РД Газпром 39-1.10.-084-2003. Методические указания по проведению анализа риска для опасных производственных объектов газотранспортных предприятий ОАО «Газпром».

27. СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

28. Безопасность России. Функционирование сложных технических систем /рук. авторского коллектива Фролов К.В./, М.: МГФ «Знание», 1998, 444 с.

29. РД «Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах». ГУЛ «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России». М.: 2002.

30. Безопасность России. Защита населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера /под редакцией С.К.Шойгу/, М.: МГФ «Знание», 1999, 592с.

31. Воробьев Ю.Л. Основы формирования и реализации государственной политики в области рисков чрезвычайных ситуаций, М., Деловой экспресс, 2000, 248с.

32. B.C. Артамонов и др. Системный анализ и принятие решений: Под общей редакцией B.C. Артамонова. СПб.: Изд-во СПб УГПС МЧС РФ, 2009.

33. Измалков В.И., Измалков A.B. Техногенная и экологическая безопасность и управление риском. М-СПб, НИЦЭБ РАН, 1998, 482 с.

34. Официальный сайт ООО «ПМК-2»: www.pmk2-chp.ru (дата посещения 01.10.2009 г.).

35. Власов Д.А., Бушнев Г.В. Поражающее действие огненного шара в случае аварийных ситуаций с сжиженными газами и горючими жидкостями при их перевозке или хранении. Вестник СПб И ГПС МЧС России, № 1, 2005.

36. Бондарь В.А., Попов Ю.П. Риск, надежность и безопасность. Система понятий и обозначений.// Безопасность труда в промышленности. 1997. № 10.

37. Онищенко В.Я. Управление технологическим риском.// Безопасность труда в промышленности. 1996. № 12.

38. Белкин А.П., Кишик В.В. Управление безопасностью промышленных объектов. ИКЦ «Промтехбезопасность» 2004.

39. Гражданкин А.И. и др. Анализ риска аварий на нефтепроводных системах КТК-Р и БТС//Безопасность жизнедеятельности. 2002. - N6. - С. 17-22.

40. Дадонов Ю.А. и др. Оценка риска аварий на магистральных нефтепроводах КТК-Р и БТС//Безопасность труда в промышленности. 2002. -№6. - С.2-6.

41. Иванцов О.М. Надежность и безопасность магистральных трубопроводов России. М.: Транснефть, 1997, № 10/97.Трубопроводный транспорт нефти.

42. Бриджмен П. Анализ размерностей.- Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001.

43. Яворский Б.М., Детлаф A.A. Справочник по физике для инженеров и студентов ВУЗОВ. М.: Наука, 1968.

44. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1967.

45. Хазов Б.Ф., Дидусев Б.А. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования. М.: машиностроение, 1986.

46. РМГ 29-99*. Метрология. Основные термины и определения.

47. Декларирование промышленной безопасности опасных производственных объектов. Сборник документов, выпуск 3, серия 27 «Декларирование промышленной безопасности и риска», М.: НТЦ «Промышленная безопасность».

48. Абчук В.А. и др. Справочник по исследованию операций. М.: Воениздат, 1979.

49. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969.

50. Колмогоров А.Н., Журбенко И.Г., Прохоров A.B. Введение в теорию вероятностей. М.: Наука, 1995.

51. ПБ 03-246-98. Правила проведения экспертизы промышленной безопасности.

52. ПБ 03-517-02. Общие правила промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов.

53. РД 03-298-99. Положение о порядке утверждения экспертизы промышленной безопасности. Утверждено постановлением Госгортехнадзора России от 14.07.1999 №51 (с изменениями на 09.04.2003).

54. Машиностроение. Энциклопедия / ред. К.В.Фролов. Тома 1-5, III-7. Машиностроение. М: 2000.

55. Иванов А.Н., Олейник A.A., Поляков A.C. О совместимости детерминированных и вероятностных методов оценки критических ситуаций в области пожарной безопасности. Вестник № 3(6) СПб И ГПС МЧС РФ: СПб,2004.

56. Дмитрук В.И. Научно-практические вопросы анализа и управления рисками на нефтегазодобывающих предприятиях.// Вопросы анализа риска. 2000, №3 4).

57. Звонов B.C., Трубилко А.И., Снегирев А.Ю. Оптика. Квантовая и ядерная физика. СПб, ВПТШ, 1997.

58. Острейковский В.А., Силин Я.В. Статистический анализ надежности нефтепромысловых трубопроводов. Нефтегазовое дело, 2008. http://www.ogbus.ru.

59. МИ 2083-90. Измерения косвенные. Определение результатов измерения и оценка их погрешности.

60. Пояркова Е. В. Долговечность разнородных сварных соединений трубопроводных систем. Автореф. канд. дисс. Уфа, УГНТУ, 2008.

61. Решетников A.A. Оценка степени воздействия взрывной волны на трубопроводные системы. Автореф. канд. дисс. Уфа, УГНТУ, 2009.

62. Шайбаков Р. А. Разработка метода оценки влияния пожара пролива на технологические трубопроводы. Автореф. канд. дисс. Уфа, УГНТУ, 2009.

63. Полегонько В.И. Разработка методических принципов сертификации услуг (работ) в области пожарной безопасности на объектах нефтегазовой области. Автореф. канд. дисс. Уфа, УГНТУ, 2009.

64. Ерофеев C.B. Разработка методов повышения безопасности эксплуатации сварных трубопроводов и отводов. Автореф. канд. дисс. Уфа, УГНТУ, 2008.

65. Коротких В.Ф. Разработка средств и методов пассивного пожаротушения нефтепродуктов при аварийных проливах. Автореф. канд. дисс. Уфа, УГНТУ, 2008.

66. Литвак Б.Г. Разработка управленческого решения. М.: Дело, 2000.

67. Москалец А.П. Становление и развитие законодательства в области регулирования отношений, связанных с чрезвычайными ситуациями, М., ВНИИ ГОЧС, Информиздатцентр, 2000, 123 с.

68. РД 153-39.4-073-01. Типовой план ликвидации возможных аварий на магистральных нефтепродуктопроводах.

69. ВППБ 01-03-96. Правила пожарной безопасности для предприятий ОАО «АК «Транснефтепродукт».

70. Башкирцев М.П. и др. Основы пожарной теплофизики. М.: Стройиздат, 1984.

71. Лопатников Л. И.Экономико-математический словарь: Словарь современной экономической науки. 5-е изд., перераб. и доп. -М.: Дело, 2003. -520 с.

72. Волошин Г.Я. Методы распознавания образов. Сайт abc.vvsu.ru.

73. ГОСТ Р 51105-97. Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия.

74. Повзик Я.С. Справочник руководителя тушения пожара. М.: ЗАО «Спецтехника», 2001.

75. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях /под общей редакцией Фалеева М.И./, Калуга, ГУЛ «Облиздат», 2001, 480 с.

76. Шебеко Ю.Н. и др. Оценка пожарного риска линейной части магистральных трубопроводов. Пожарная безопасность № 4-2010.

77. Звонов B.C., Иванов А.Н., Поляков A.C., Скребов В.Н., Трубилко А.И. Физика. Физические измерения. СПб.: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС РФ, 2004.