Апробация процедуры предварительного анализа и оценки параметров риска

Для подтверждения работоспособности предложенной выше процедуры выбран технологический процесс, осуществляемый на заводе по производству сжиженного природного газа (СПГ) и связанный с перекачкой этого аварийно опасного вещества в изотермические судовые цистерны для последующей транспортировки потребителям. Данный выбор обусловлен возможностью появления тяжелых ЧС, поэтому основное внимание уделено предварительному анализу риска крупного аварийного пролива СПГ вследствие переполнения и разрушения одной из заправляемых цистерн по причине несвоевременного отключения насосной установки отгрузочно-заправочного терминала завода.

Технологическая схема исследуемого опасного процесса, содержащая только значимые для возможного аварийного пролива СПГ элементы оборудования и организационно-технические решения, показана на рис. 8.8.

Согласно регламенту своевременное прекращение заправки СПГ судовой цистерны должно обеспечиваться автоматическим отключением электропитания насосной установки с пульта управления его перекачкой. Необходимая для этого команда могла формироваться по сигналам расходомера и датчика уровня заполняемой емкости либо в случае неисправности электродвигателя (при срабатывании его максимальной токовой защиты). Кроме того, предусматривалась возможность отключения насосной установки оператором пульта управления заправкой, который был обязан постоянно находиться в пультовом помещении отгрузочно-заправочного терминала завода по производству СПГ.

Перечисленные выше особенности рассматриваемого технологического процесса отражены на рис. 8.8 следующими линиями: пунктирной – устройства, критически важные для своевременного прекращения заправки путем выдачи команды; сплошной и проходящей по контуру помещения – цепи питания электронасоса. При этом предполагается, что совместное применение автоматического и ручного способов прекращения перекачки исключает возможность переполнения СПГ в заправляемой судовой цистерне из-за несвоевременной остановки ЭНУ, а обустройство отгрузочно-заправочного терминала средствами локализации пролива, пожаротушения и аварийной сигнализации – воспламенение возможного пролива.

Предварительный анализ риска техногенных происшествий, возможных при проведении рассматриваемого технологического процесса, осуществлен по рекомендациям обобщенной процедуры, в предположении, что аварийный пролив большого количества СПГ мог быть вызван разгерметизацией изотермической судовой цистерны вследствие утраты ее обечайками прочности или конструктивной устойчивости. При этом главной причиной подобного повреждения цистерны считалось превышение избыточного давления в ее внутренней оболочке из-за переполнения СПГ вследствие несвоевременного отключения насосной установки и неспособности закольцованной магистрали (из-за перекрытия дренажно-предохранительного клапана вследствие промерзания) вернуть избытки СПГ обратно в резервуар-хранилище завода. В свою очередь причиной подобного переполнения могла явиться либо невыдача соответствующей команды как автоматически, так и вручную, либо неисполнение уже полученной команды устройством отключения насосной установки.

Рис. 8.8. Технология перекачки сжиженного природного газа

Приведенные выше предположения сформированы после ознакомления с эксплуатационно-технической документацией на рассматриваемый процесс и участвующие в нем ОТУ заводского отгрузочно-заправочного терминала и заправляемого танкера – перевозчика СПГ. При этом также предполагалась возможность резкого изменения метеорологических условий в ходе проведения заправочных работ в ночное время, например внезапное начало грозы, сопровождающейся мощными разрядами молнии. Все это позволило обнаружить в анализируемой документации ряд дефектов, которые были расценены как признаки, необходимые и достаточные для возможного возникновения и нежелательного развития указанной выше гипотетической ЧС.

В частности, основными из этих дефектов-признаков оказались следующие недоработки, минимально необходимые и достаточные соответственно для:

1) появления предполагаемого аварийного пролива большого количества СПГ:

а) отсутствие в составе отгрузочно-заправочного терминала завода резервного расходомера, используемого системой автоматического отключения ЭНУ в качестве дублера одного из двух ее чувствительных элементов;

б) недостаточно надежная защита от мощных электромагнитных излучений тракта передачи сигнала от датчика уровня СПГ заполняемой судовой цистерны, который исполнял роль второго чувствительного элемента упомянутой выше автоматической системы;

в) отсутствие в инструкции по управлению пультом заправки требования о необходимости заблаговременного отключения насосной установки вручную по истечении заранее установленного (расчетного) времени ее работы;

г) эксплуатационной документацией этого пульта не предусмотрен обязательный контроль действий оператора при ночном проведении заправочных работ, введение которого понизило бы возможность совершения им ошибочных действий, связанных с неадекватным реагированием на изменение погодных условий и возможными отказами технологического оборудования;

2) нежелательного развития данной техногенной ЧС по наиболее опасному сценарию, чреватому разрушительным каскадным эффектом:

а) внутренняя емкость изотермической судовой цистерны обустроена перегородками, предназначенными лишь для гашения колебаний зеркала СПГ, но не обеспечивающими ее деления на несколько герметичных секций малого объема;

б) конструкционный материал палубы в местах ее сочленения с изотермическими цистернами не рассчитан на криогенное воздействие пролитого СПГ, что чревато возможным трещинообразованием с последующими его утечками во внутренние помещения танкера и образованием там взрывоопасных ТВС;

в) недостаточная взаимная удаленность соседних изотермических цистерн танкера и отсутствие устройств физической защиты их внешней оболочки от разрушительного воздействия длительных интенсивных тепловых потоков возможного там пожара и крупных осколков взрыва;

г) отсутствие в эксплуатационной документации отгрузочно-заправочного терминала требования на обеспечение заправочных работ специальными аварийно-спасательными группами, предназначенными для снижения ущерба от возможных аварийных проливов СПГ.

Результаты только что проведенного предварительного анализа риска техногенного происшествия, возможного при практической реализации выбранного для примера технологического процесса, позволяют приступить к заполнению верхней части всех рекомендованных выше таблиц. В частности, сведения о наиболее вероятном источнике и способе проявления рассматриваемой здесь гипотетической аварии (название ОТУ и энергозапаса, критичных элементов и отказов), а также о наиболее вероятных причинах и признаках возникновения данного нежелательного события представлены в прилагаемых ниже табл. 8.7 и 8.8, которые получены заполнением лишь одной строки уже известных соответствующих табл. 8.3 и 8.4.

Таблица 8.7. Источники и способы проявления риска в виде происшествия

Код ОТУ	Наименование подсистемы и (или) ОТУ	Доминирующий в ОТУ энергозапас	Критически важный элемент ОТУ	Критический значимый отказ
1.	Система транспортировки СПГ; цистерна изотермическая судовая	СПГ – криогенное аварийно опасное вещество	Обечайки изотермической цистерны – внутренняя и внешняя	Полное разрушение или значительное повреждение с разгерметизацией

Таблица 8.8. Признаки и обстоятельства формирования ПЦП к происшествию

Код ЧС	Наименование происшествия (аварийного выброса энергозапаса) и главной причины его возникновения	Перечень других причин и признаков-дефектов, указывающих на возможность их появления в виде
		отказа или неисправности высокозначимого элемента	ошибочного либо несанкционированного действия людей	нерасчетного или неблагоприятного воздействия извне
1.	Пролив большого количества СПГ из-за разрушения судовой изотермической цистерны вследствие ее переполнения по причине несвоевременного прекращения работы насосной установки отгрузочнозаправочного терминала завода по производству СПГ	Неотключение насосной установки автоматической системой управления заправкой из-за появления отказа нерезервированного расходомера и ослабления сигнала от датчика уровня цистерны в незащищенном от помех тракте передачи такого сигнала	Невыдача команды вручную на заблаговременное прекращение заправки СПГ путем оперативного отключения насосной установки оператором по причине его профессиональной непригодности и отсутствия контроля со стороны других лиц завода	Внезапное и резкое ухудшение погоды при ночной перекачке СПГ из заводского резервуара-хранилища в изотермические судовые цистерны, сопровождающееся интенсивным дождем и сильными грозовыми разрядами

Подобным образом получена и табл . 8.9, содержащая результаты поэтапного прогноза последствий возможного развития исследуемой аварии.

Таблица 8.9. Сценарии и последствия развития возможного происшествия

Код ЧС	Последствия возможного сценария и признаки-дефекты, указывающие на возможность его проявления на следующих этапах вероятного развития
	аварийное истечение энергозапаса ОТУ	его неконтролируемое распространение	физико-химическое превращение утечки	разрушительное воздействие продуктов утечки
1.	Объем аварийно высвободившегося СПГ может оказаться значительным вследствие длительности и интенсивности его истечения, так как внутреннее обустройство судовой изотермической цистерны предназначено для гашения колебаний СПГ, а не герметизации ее отсеков	Вследствие интенсивности аварийного истечения СПГ неиспарившаяся часть пролитой криогенной жидкости будет растекаться по палубным поверхностям, что приведет к их возможному растрескиванию и попаданию СПГ во внутренние отсеки судна	Интенсивное испарение пролитого СПГ приведет к образованию облака ТВС взрывопожарной концентрации, надпалубная часть которого может воспламениться, а подпалубная – взорваться под воздействием внешних источников типа грозового разряда или электроискры	Поражающие факторы возможного пожара/взрыва способны привести к разгерметизации и воспламенению СПГ соседних цистерн вследствие их близкого нахождения и низкой стойкости к длительному воздействию теплового потока и интенсивному – осколков

Значения экспертных (количественных на шкале [0; 1]) оценок риска – мер возможности, ущерба и длительности времени до проявления в виде рассматриваемой здесь гипотетической ЧС с выбросом большого количества СПГ, а также интегральные значения соответствующего показателя, полученные на основе как только лишь анализируемой документации, так и с учетом дополнительно рекомендованных барьеров-препятствий на пути данного аварийного выброса, систематизированы в табл. 8.10.

Таблица 8.10. Оценки частных и интегральных показателей техногенного риска

Код ОТУ	Код ЧС	Мера возможности	Мера результата		Интегральная оценка риска гипотетической ЧС
			мера ущерба	мера длительности
		Мв	Му	МА	Rи = Mв • Му/Ма
Значения показателей проектного риска
1	1.1	0,60	0,60	0,50	0,72
Показатели риска после обработки с целью снижения возможности появления ЧС
		0,45	0,60	0,50
Показатели риска после обработки с целью уменьшения результата появления ЧС
		0,45	0,40	0,35
Значения показателей остаточного риска
1	1.1	0,45	0,40	0,35	Rо = 0,4

В верхней половине этой таблицы помещены полуколичественные оценки проектного риска данной техногенной ЧС, а в нижней – после предполагаемого внедрения дополнительных мероприятий-барьеров на пути ее возникновения и развития по каскадному сценарию.

При оценке показателей проектного риска ЧС с проливом большого объема СПГ учитывались следующие основные предположения и факторы:

а) значение меры возможности М_в = 0,6 возникновения данной техногенной ЧС было определено на основе блок-схемы рис. 8.5, а при оценке вероятности возможных предпосылок (отказов, ошибок и неблагоприятных внешних воздействий) учитывались документы, подтверждающие как выполнение требований ИСО-9000, минимизирующих их появление, так и квалификацию соответствующего персонала;

б) величины М_y = 0,6 и М_д = 0,5, в совокупности определяющие меру результата этой ЧС, оценивались с помощью блок-схемы рис. 8.6 и эксплуатационно-технической документации танкера и отгрузочнозаправочного терминала СПГ, а также результатов расследования известных техногенных катастроф, вызванных разрушением судовых изотермических цистерн в процессе их заправки этим аварийно опасным веществом;

в) интегральное значение проектного риска рассматриваемой гипотетической ЧС с выбросом большого объема СПГ оказалось в данном случае равным и в соответствии с принятыми выше критериями (см. рйс. 8.7) было признано неприемлемым.

Разработка дополнительных организационно-технических мероприятий по повышению безопасности проведения анализируемого заправочного процесса и определение оценок остаточного риска, полученных после их возможного внедрения, осуществлялась с использованием следующей логики и последовательности экспертных рассуждений.

1. Предложения по снижению меры возможности разгерметизации заполняемой СПГ судовой изотермической цистерны с его последующим аварийным выбросом готовились с учетом рис. 8.5. При этом предлагалось усовершенствовать технологию управления заправкой путем введения дополнительных требований: а) отключение вручную насосной установки после заранее заданного (расчетного) времени ее работы; б) введение обязательного контроля действий оператора соответствующего пульта еще одним специалистом отгрузочно-заправочного терминала. Считалось также, что внедрение этих мероприятий-барьеров на пути возникновения данной ЧС способно понизить прежнее (проектное) значение соответствующей меры возможности до величины М_в = 0,45.

2. При обосновании рекомендаций по снижению меры результата, ожидаемого от возможного нежелательного развития выбранной для примера гипотетической ЧС, использовался рис. 8.6. В частности, предлагалось уменьшить тяжесть разрушительных последствий каскадного проявления этой аварии и увеличить время до их наступления с помощью следующих двух мер: а) дополнительная термоизоляция части палубы танкера СПГ вблизи судовых изотермических цистерн с целью исключения ее растрескивания, чреватого образованием взрывоопасной ТВС из-за попадания пролитого СПГ во внутренние замкнутые объемы танкера; б) запрет на начало проведения заправки этого аварийно опасного вещества в отсутствие специально созданной аварийно-спасательной группы и без проверки ее готовности к локализации последствий аварийного пролива СПГ, что исключало бы возможность нежелательной эскалации данной ЧС. Предполагалось, что безусловное выполнение этих двух предложений могло уменьшить прежние значения соответствующих частных мер до величин, соответственно равных М_у = 0,40 и М_д = 0,35.

3. С учетом результативности, ожидаемой от реализации всех только что перечисленных рекомендаций по повышению безопасности проведения рассматриваемого технологического процесса, интегральное значение остаточного риска оказалось равным , что позволило оценить результат, полученный в ходе его предварительной обработки, как удовлетворяющий принятому ранее критерию социально-экономической приемлемости.

Полученные изложенным выше способом оценки частных и интегральных показателей риска гипотетической аварии с высвобождением большого количества СПГ представлены на рис. 8.9: а) интегральные значения – в виде векторов R и R_o соответствующих его первоначальному и остаточному значениям; б) частные параметры, в отдельности характеризующие меры возможности и результата ее наступления, – проекциями этого вектора на каждую ось соответствующего фазового пространства.

Как это следует из сопоставления полученного выше результата с областями допустимых и приемлемых значений техногенного риска, его проектные значения для рассматриваемой техногенной ЧС потребовали предварительной обработки. Тогда как величина остаточного (после реализации дополнительных мероприятий) риска, сопутствующего проведению выбранных для примера заправочных работ на терминале завода по производству СПГ, может расцениваться как удовлетворяющая требованиям приемлемой безопасности.

В завершение данного параграфа и главы в целом отметим предварительный характер только что сделанных оценок и выводов. Однако, несмотря на качественный характер сведений, полученных при подобном анализе техногенного риска, они представляются достаточно ценными – в смысле выявления узких мест в деятельности по обеспечению безопасности в техносфере. Вот почему можно утверждать, что внедрение в практику предложенной здесь процедуры открывает широкие возможности совершенствования менеджмента техногенного риска и его интеграции в общий менеджмент администрации ОПО.

Рис. 8.9. Векторная интерпретация результатов предварительной оценки риска

Естественно, что следующий шаг в данном направлении должен быть связан уже с проведением уточненного (количественного) анализа техногенного риска. Нетрудно догадаться, что решение данной задачи предполагает необходимость в дополнительных моделях и методах системного исследования безопасности в техносфере. Именно этой проблематике, а если точнее – современным подходам к прогнозированию вероятности, а затем и ущерба от техногенных происшествий с помощью диаграмм причинно-следственных связей, а также основанных на них и других математических моделях, посвящены остальные главы этого раздела настоящей книги.