Прогнозирование последствий аварии с аммиачными веществами на холодильной установке молочного завода (стр. 9 из 13)

Основные и типичные для большинства предприятий, эксплуатирующих АХУ, факторы, влияющие на промышленную безопасность:

– техническое состояние оборудования, трубопроводов, запорной и предохранительной арматуры;

– наличие, техническое состояние и организация грамотной эксплуатации приборов автоматической защиты и управления технологическим процессом;

– квалификация персонала и соблюдение технологической и трудовой дисциплины;

– готовность обслуживающего персонала к локализации и ликвидации аварийных ситуаций и аварий;

– оснащенность АХУ средствами противопожарной, а персонала – индивидуальной защиты;

– должный контроль со стороны руководства за состоянием промышленной безопасности и соблюдением нормативных требований при эксплуатации АХУ.

Пренебрежение любым из перечисленных факторов непременно увеличивает опасность эксплуатации ОПО, ставит персонал предприятия в зависимость от воли случая [13]. Одним из важнейших направлений повышения профессионального уровня рабочих и служащих является обучение их действиям в экстремальных условиях. Затраты на подобные мероприятия, как правило, не превышают 1% от величины материального ущерба от возможной аварии [2].

Пример «дерева отказов», используемого для анализа причин возникновения аварийных ситуаций при работе компрессоров АХУ представлен на рисунке 5.1. Условные обозначения элементов «дерева отказов» представлены в таблице 5.1, исходные данные для построения «дерева отказов» компрессора представлены в таблице 5.2 [16]. В данном случае рассматривалась возможная аварийная ситуация, сложившаяся в результате гидравлического удара в цилиндрах компрессора. Как следствие, выброс аммиака из технологического блока.

Таблица 5.1 – Условные обозначения элементов «дерева отказов»

Название (логический знак), значение	Графическое изображение
«ИЛИ»означает, что вышестоящее событие может произойти вслествие возникновения одного из нижестоящих
«И»означает, что вышестоящее событие возникает при одновременном наступлении нижестоящих событий (соответствует перемножению их вероятностей для оценки вероятности вышестоящего события)
Промежуточные события
Постулируемые исходные события-предпосылки

Таблица 5.2 – Исходные данные для построения «дерева отказов» компрессора

№п/п	Событие или состояние модели	Вероятность события, P_i
1	Система автоматической защиты оказалась отключенной	0,0005
2	Обрыв цепей передачи сигнала от датчиков уровня жидкого аммиака в циркуляционном ресивере	0,00001
3	Ослабление сигнала о превышении допустимого уровня жидкого аммиака в циркуляционном ресивере	0,0001
4	Отказ усилителя-преобразователя сигнала о превышении допустимого уровня жидкого аммиака в циркуляционном ресивере	0,0002
5	Отказ уровнемера	0,00005
6	Отказ датчика уровня	0,0002
7	Оператор не заметил световой индикации о неисправности системы автоматической защиты (ошибка оператора)
8	Оператор не услышал звуковой сигнализации об отказе системы автоматической защиты (ошибка оператора)	0,001
9	Оператор не знал о необходимости перекрытия задвижкой трубопровода при превышении допустимого уровня жидкого аммиака в циркуляционном ресивере	0,001
10	Оператор не заметил индикации уровнемера о превышении допустимого уровня жидкого аммиака в циркуляционном ресивере	0,004
11	Отказ уровнемера	0,00005
12	Отказ автоматического перекрытия трубопровода задвижкой	0,00001
13	Обрыв цепей управления электроприводом задвижки	0,00001

Рисунок 5.1 – «Дерево отказа» компрессора

Самыми опасными по своим последствиям считаются аварии:

– связанные с разрушением компрессоров при гидравлических ударах в цилиндре;

– разгерметизацией емкостного оборудования (ресиверы, конденсаторы, испарители)

– разгерметизация трубопроводов на стороне высокого давления, особенно жидкостных.

Если же это происходит в совокупности с грубыми отклонениями от нормативных требований, нарушением технологической и трудовой дисциплины, отсутствием у персонала ОПО должных навыков и умения быстро и правильно ликвидировать аварию, то последствия могут быть самыми трагичными [13].

5.3 Основные возможные причины возникновения и развития аварий

Принимая во внимание количества образующегося в процессах аммиака, размеры оборудования, трубопроводов и арматуры, даже небольшие в процентном отношении к общему потоку утечки аммиака могут привести к образованию токсичного облака, действие которого может распространиться за пределы ограждения предприятия.

Основные негативные факторы, которые могли бы инициировать и способствовать развитию аварийных ситуаций на резервуарах:

1) длительные отключения энерго- и водоснабжения;

2) отказ конструкции резервуаров, цистерн;

3) отказы компрессорного оборудования;

4) срабатывание предохранительных клапанов на резервуарах, цистернах;

5) отказы трубопроводов системы АХУ;

6) отказы приборов контроля и автоматики (КИП и А);

7) ошибки персонала ОПО [14].

5.3.1 Длительные отключения электроэнергии, пара и водоснабжения

Отключения электроэнергии, пара и водоснабжения даже на длительное время не могут непосредственно привести к разрушению технологических блоков АХУ. Однако отключения электроэнергии от всех имеющихся источников могут вызвать недопустимое повышение давления в резервуаре, привести к необходимости сброса аммиака в дренажные ресиверы или даже в атмосферу с образованием облака. Однако одновременное длительное отключение всех имеющихся источников электроснабжения является крайне маловероятным.

5.3.2 Отказ конструкции технологических блоков АХУ

Отказ конструкции технологических блоков АХУ может быть вызван дефектами конструкции, коррозией или неправильным выбором металла.

Опасности, связанные с коррозией, незначительны, так как для изготовления резервуара использована низколегированная сталь с мелкозернистой структурой, обладающая хорошей свариваемостью и устойчивостью к коррозионному растрескиванию в среде аммиака.

Отечественный и зарубежный опыт эксплуатации резервуаров для хранения жидкого аммиака, а также научно-исследовательские работы в этой области показывают, что при условиях хранения коррозионное растрескивание в них практически отсутствует. Понижение температуры хранения в изотермических резервуарах до минус 20 °С и ниже практически полностью подавляет этот процесс.

Вероятность отказа корпуса резервуара в соответствии со статистическими данными, приведенными для подобных хранилищ оцениваются не более чем 5·10^-8 в год [5].

5.3.3 Срабатывание предохранительных клапанов резервуара

Срабатывание предохранительных клапанов, предусмотренных на отдельных участках АХУ возможно из-за недопустимого повышения давления в технологических блоках:

– при отказе цилиндров компрессора и продолжении приема аммиака в циркуляционный ресивер;

– при приеме аммиака с повышенной температурой, когда компрессор не справляется с повышенной нагрузкой по газообразному аммиаку.

Срабатывание предохранительных клапанов также возможно и из-за отказа их конструкции [21].

5.3.4 Отказы трубопроводов

По данным, опубликованным в зарубежной печати, иданным анализа аварий на предприятиях азотной промышленности, примерно половина аварийных выбросов происходит из-за разрушения трубопроводов. К основным типам отказов трубопроводов, приводящим к значительным утечкам, следует отнести образование протяженных трещин с эквивалентным диаметром более 20 мм.

5.3.5 Отказы приборов контроля и автоматики (КИП и А)

Следствием отказов КИП и А может явиться:

– недопустимое повышение давления в резервуаре и, как следствие, срабатывание предохранительных клапанов и выброс газообразного аммиака в атмосферу, а при отказе предохранительных клапанов и дальнейшее повышение давления;

– нарушение целостности корпуса резервуара и выброс жидкого аммиака в обвалование;

– недопустимое повышение уровня жидкого аммиака в резервуаре (перелив), которое при тепловом расширении жидкого аммиака и отказе предохранительных клапанов может привести к нарушению целостности и даже разрушению резервуара.

Повышение давления до давления срабатывания предохранительных клапанов возможно как при заполнении резервуара, так и при хранении. Переполнение резервуара может произойти вследствие отказа системы контроля над уровнем жидкого аммиака [21].

5.3.6 Ошибки (неправильные действия)персонала, которые могут стать причинами аварийных ситуаций

К основным ошибкам (неправильным действиям) персонала, которые могут привести к аварийным ситуациям на АХУ, относятся:

– неудовлетворительный технический надзор за состоянием оборудования;

– ошибки при ведении ремонтных работ;

– непрофессионализм или недостаточный опыт персонала ОПО.

Неудовлетворительный технический надзор за состоянием оборудования и ошибки при проведении ремонтных работ (некачественное их исполнение) могут привести к: