Затраты на обеспечение безопасности следуют экономическому закону
уменьшения отдачи. Этот закон для техногенного риска отображен на рис. 2.10, где показана эффективность затрат на снижение риска от эксплуатации АЭС (рассматривается французская АЭС мощностью 1300 МВт, срок службы 20 лет). Точки на кривой соответствуют различным системам безопасности на АЭС. ОтношениеΔRT /ΔDявляется мерой эффективности затрат на дальнейшее снижение техногенного риска RТ. В экономической теории отношения подобного рода относят к экономическим категориям и называют предельными затратами. В соответствии с этим данное отношение следует в дальнейшем называть предельной эффективностью затрат в технические системы безопасности (т. е. на снижение риска RT). Введем обозначение ηT = ΔRT / ΔD. Из приведенного на рис. 2.10 графика следует, что предельная эффективность __на снижение риска RТ уменьшается с увеличением достигнутого уровня безопасности.Конкретные значения предельной эффективности затрат hт на снижениеразличных видов техногенного риска представлены в табл. 2.10
и на рис. 2.11. Эти данные характеризуют реальные затраты, направляемые
на создание технических систем безопасности в различных отраслях человеческой деятельности.Как свидетельствуют статистические данные, затраты на снижение социально-экономического риска RС.Э. также следуют экономическому закону уменьшения отдачи (рис. 2.12). Этот пример иллюстрирует зависимостьсостояния здоровья от уровня дохода населения.Теперь рассмотрим зависимость общего риска от затрат на создание
и эксплуатацию технических систем безопасности. Увеличение их ведет к уменьшению величины общего риска Rs из-за снижения техногенного риска RT. Однако материальные ресурсы общества (C), независимо от того, велики они или малы, ограничены. Следовательно, затраты, направляемые на создание технических систем безопасности и, соответственно,снижение уровня загрязнения, отвлекают средства из сферы услуг и из тех областей, в которых производятся товары, повышающие материальный уровень жизни. Другими словами, рост затрат на снижение техногенного риска ведет к повышению социально-экономического риска. В результате, по мере увеличения затрат на технические системы безопасности и на продолжающееся снижение техногенного риска, темпы снижения общественного риска замедляются из-за возрастания социально-экономического риска. При достижении некоторого значения Iz = Iz опт общий риск RS проходит через минимум и далее начинается его рост. Он связан с чрезмерными затратами на создание технических систем безопасности и, вследствие этого, снижением затрат на создание социально-экономической системы безопасности. Следовательно, задача управления безопасностью сводится к определениютакого значения Iz , при котором достигается минимум целевой функции RS и, соответственно, максимум продолжительности предстоящей жизни TL.E. Таким образом, затраты на создание и эксплуатацию технических систем безопасности в задаче управления безопасностью играют роль управляющей
переменой. Очевидно, что оптимальные значения, соответствующие минимуму целевой функции, зависят от уровня развития управляемой социально-экономической системы.Из изложенных выше рассуждений следуют важные выводы:1. Невозможно достичь «нулевого общего риска» или «абсолютной безопасности», которой часто требуют. Для любого данного уровня техногенного риска невозможно его дальнейшее снижение. Стремление снизить его до нуля ведет не к снижению, а к увеличению общего риска в обществе.2. Приемлемый риск сочетает в себе технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет некоторый компромисс
между уровнем безопасности и возможностями ее достижения.3. Экономические возможности повышения безопасности технических систем не безграничны. Затрачивая чрезмерные средства на повышение безопасности,можно нанести ущерб социальной сфере, например, ухудшить
медицинскую помощь, снизить расходы на образование, культуру. При увеличении затрат на безопасность технический риск снижается, но растет социальный.4. Суммарный риск имеет минимум при определенном соотношении между инвестициями в техническую и социальную сферы. Эти обстоятельства нужно учитывать при выборе риска, с которым общество вынуждено мириться.Подводя итог рассмотрения проблемы риска, подчеркнем, что угроза безопасности людей чаще всего состоит из многих составляющих риска,например, из основного существующего риска, риска вследствие ошибок
и риска, на который идут сознательно при известных условиях.Любой алгоритм оценки риска должен исходить из того, что твердо установлен экономический эквивалент угрозы. Этот эквивалент должен быть обоснован в том смысле, что он соответствует затратам, которые общество при данных условиях может себе позволить, чтобы предотвратить или уменьшить угрозу. Необходимо воспрепятствовать тому, чтобы, с одной стороны,ценой больших затрат был уменьшен и без того незначительный риск,а с другой — чтобы оставался большой риск, который можно было бы устранить с небольшими затратами. Установить такой эквивалент — еще не значит добиться успеха: эквивалент такого типа не удается получить без влияния субъективных факторов. Тем не менее эти эквиваленты делают более ясным риск при принятии решения об его величине.Этапы процедуры принятия приемлемого риска протекают по таким правилам: уменьшение, минимизация и оптимизация риска. Необходимо указать, что порядок перехода от одной группы решений к другой должен строго следовать указанной последовательности. В заключение следует
субъективно определить влияние не поддающихся учету факторов.Решения, связанные с нормированием (установлением) риска, всегда остаются для инженера сомнительными, т. к. нельзя заранее определить затраты для четкого разделения во всех случаях оправданного и неоправданного риска. Проконтролировать, был ли оправдан данный риск, удается всегда только после наступления нежелательного события, и возможно это только при оправданных убытках. Поэтому инженерно-техническая деятельность, работа промышленных объектов в принципе не может быть полностью свободна от всякого риска, а на необходимый и оправданный риск нужно идти сознательно. В таком выборе должны участвовать не только технические эксперты. Совместное рассмотрение проблемы представителями всех заинтересованных групп, открытое обсуждение достоинств и недостатков новых объектов,понятное неспециалисту обоснование оценок риска помогут выработать общее,согласованное решение. Только так можно достичь согласия в обществе и обеспечить безопасность его развития.
6.5 Технические системы безопасности. Показатели безопасности технических систем.
Защита применяется для предотвращения повреждения и выхода из строя системы при возникновении аварийных режимов ее работы путем автоматического отключения (защита на отключение) или подачи сигналов (защита на сигнал). Можно использовать такие системы, как ручное управление, автоматический контроль, системы автоматического выключения, предохранительные устройства, системы аварийной сигнализации.
Любая система контроля может не всегда правильно срабатывать в фазах включения и выключения производственного процесса. Поэтому этим фазам следует уделять особое внимание.
Типовые локальные технические системы и средства безопасностиОтказ любой промышленной установки, входящей в систему, можетпривести к отказу всей системы и к аварии. Ниже кратко описываются вариантытиповых локальных систем и средств безопасности для отдельныхузлов, агрегатов, установок и т. п. и их назначение.Системы предотвращения отклонений от допустимых рабочих режимов Системы сброса давления. Разрывные мембраны и клапаны безопасности обеспечивают аварийный выпуск вещества из реакционного сосуда в атмосферу.Если выброшенное вещество образует взрывоопасную смесь с воздухом,необходимо не допустить его контакта с возможными источниками огня до того, как будет достигнут нижний концентрационный предел взрывоопасности.Если произошел выброс токсичного вещества, оно должно быть отведено во вспомогательную систему, например в нагнетательные адсорберы,скрубберы или установки каталитического дожигания. Датчики температуры и давления потока предназначены для автоматического аварийного включения систем аварийного охлаждения, остановки реакции или перепускной системы.Системы, препятствующие переполнению. Устройства контроля уровня веществ предотвращают переполнение сосудов; они автоматически прекращают
подачу потока вещества и обеспечивают его отвод. Системы аварийного выключения оборудования. Это системы, отключающие производственное оборудование (например, насосы и компрессоры),открывающие или закрывающие быстродействующие клапаны с тем, чтобы обеспечить безопасность и целостность систем и всего предприятия. Эти системы могут приводиться в действие как вручную, так и автоматически.Системы, предотвращающие разрушение деталей и узлов систем безопасностиЭлементы и узлы систем безопасности должны быть оборудованыустройствами, обеспечивающими надежность их работы в зависимостиот важности их функций. В промышленных установках могут действоватьразличные системы, дублирующие функции этих узлов, или могут использоватьсяаналогичные дополнительные системы, например второй охлаждающийнасос.Системы энергоснабженияСистемам снабжения, таким как электроснабжения систем контроля,подачи сжатого воздуха в аппаратуру или подачи азота в качества инертного газа, может потребоваться второй источник питания, например аккумуляторные батареи, буферная емкость или дополнительный комплект баллонов для сжатого воздуха в случае неисправности основных источников.Системы аварийной сигнализацииЭти системы (в которых используются сенсорные датчики) позволяют оператору определить причину неисправности при ее обнаружении.Такие системы используются для:а) управления параметрами процесса (например, температурой, давлением,скоростью потока, его количеством, уровнем, соотношением веществ в смеси, содержанием кислорода);б) обнаружения неисправностей в узлах системы (насосах, смесителях,компрессорах, вентиляторах и др.);в) обнаружения утечек (газовые детекторы, эксплозиметры);г) обнаружения открытого огня или дыма;д) обнаружения повреждения защитных устройств.Защитная автоматикаВ зависимости от типа и назначения систем используются механические,термические, электромагнитные средства (защита, основанная на непосредственном контроле) и различные реле (защита, основанная на косвенном контроле). Распространенным видом защиты является релейная,которая в основном предназначена для защиты электрооборудования. При срабатывании защиты поврежденный элемент или система автоматически отключается (защита на отключение) или появляется световой (звуковой) сигнал (защита на сигнал). Применяется также защита в виде прекращения подачи электроэнергии или сжатого воздуха к объекту. Разработка систем защитной автоматики основана на использовании ряда разделов теории управления и регулирования: теории информации и массового обслуживания (в системах автоматического контроля и сигнализации); теоретических основ электротехники (в системах защиты энергосистем и электрических цепей); синтеза релейно-контактных схем (в системах релейной защиты и блокировки). Развитие этих систем связано в настоящее время с использованием микропроцессорной техники.Технические средства защитыРаботу систем безопасности на предприятии должны обеспечивать технические средства, за счет которых можно ослабить последствия несчастных случаев. К ним относятся:а) газовые детекторы;б) системы распыления воды (для охлаждения цистерн или для тушения пожара);
в) струйно-водяные установки;г) системы для распыления пара;д) коллекторные сборники.Способы предотвращения человеческих и организационных ошибокЧеловеческие ошибки могут стать причиной крупных аварий. Поэтому их предотвращение должно расцениваться как один из важнейших аспектов обеспечения безопасности. В этой связи можно, например, на химическом предприятии предпринимать следующие меры;
а) применять загрузочные шланги с разными соединительными штуцерами на установках по загрузке автомобилей-цистерн для предотвращения смешивания реактивных веществ (например, серной и азотной кислот);б) исключить возможность путаницы при определении места соединения монтажных проводов путем надлежащей маркировки и соответствующих разъемов;в) обеспечить блокировку предохранительных клапанов и выключателей,которые не должны работать одновременно; г) вести четкую маркировку переключателей, кнопок и панелей управления;д) организовать надежную систему коммуникаций для работающего персонала;в) использовать предохранительные устройства, исключающие случайные переключения;ж) проводить обучение работающего персонала.
6.6 Обеспечение надежности и безопасности на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации технических систем.
Существуют типовые мероприятия, методы и средства предупредительного, контролирующего и защитного характера, обеспечивающие надежность и безопасность технических систем.