НАУКА

Костров А. Е., аспирант, ассистент кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Пермского государственного технического университета

В статье рассмотрен вопрос оценки безопасности химически опасного объекта, представлена математическая модель безопасности технологического трубопровода хлора.

Ключевые слова: безопасность, химически опасный объект, технологический трубопровод, показатель безопасности рабочего места.

В нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и других областях промышленности одними из самых ответственных конструкций на предприятии являются технологические трубопроводы. Они в значительной степени определяют эффективность и безопасность функционирования всего предприятия.

Для оценки безопасности технологических трубопроводов воспользуемся моделью Трефилова В. А. оценки безопасности рабочего места [1]:

где:

Врм – показатель безопасности рабочего места;

N – число опасных и вредных производственных факторов (источников опасности) на рабочем месте;

φi(t) – текущее значение мощности i-гo источника опасности;

φдоп – допустимое значение мощности i-гo источника опасности;

M((φi(t)) – математическое ожидание случайной величины мощности i-гo источника опасности;

σφ – среднеквадратическое отклонение случайной величины мощности i-гo источника опасности;

Сφ – коэффициент усечения усеченного нормального закона мощности i-гo источника опасности;

λφ – интенсивность проявлений случайных изменений мощности i-гo источника опасности;

ρi(t) – приведенное расстояние опасного воздействия i-гo источника опасности;

рiдоп – допустимое значение расстояния опасного воздействия i-гo источника опасности;

M(ρi(t)) – математическое ожидание случайной величины расстояния опасного воздействия i-гo источника опасности;

σр – среднеквадратическое отклонение случайной величины расстояния опасного воздействия i-гo источника опасности;

Сρ – коэффициент усечения усеченного нормального закона расстояния опасного воздействия i-гo источника опасности;

λρ – интенсивность проявлений случайных изменений расстояния опасного воздействия i-гo источника опасности;

τi(t) – текущее значение продолжительности опасного воздействия i-гo источника опасности;

τiдоп – допустимое значение продолжительности опасного воздействия i-гo источника опасности;

M(τi(t)) – математическое ожидание случайной величины продолжительности опасного воздействия i-гo источника опасности;

στ – среднеквадратическое отклонение случайной величины продолжительности опасного воздействия i-гo источника опасности;

Сτ – коэффициент усечения усеченного нормального закона продолжительности опасного воздействия i-гo источника опасности;

λτ – интенсивность проявлений случайных изменений продолжительности опасного воздействия i-гo источника опасности;

– слагаемые, характеризующие влияние техники на факторы природы и человека, природы на факторы техники и человека и человека на факторы природы и техники; индекс i относится к i-му источнику опасности. Рабочее место будет безопасным, если показатель Врм будет больше 0.

В случае с технологическим трубопроводом хлора, источником опасности является транспортируемая среда – хлор, которая обладает механической энергией (фь рабочее давление) и химической энергией (<р2, концентрация вещества). За приведенное расстояние опасного воздействия будем принимать толщину стенки трубопровода р. Время опасного воздействия – это время нахождения персонала в опасной зоне при аварийной ситуации, после достижения ПДК веществ в рабочей зоне т;

φ1доп – допустимое рабочее давление;

φ2доп – предельно допустимая концентрация (ПДК) хлора;

φдоп – допустимая толщина стенки;

τдоп – время нахождения персонала на рабочем месте, при превышении ПДК опасных веществ в рабочей зоне.

Значения φ1доп, φ2доп, ρдоп, τдоп берутся из паспорта трубопровода и СанПиН.

Величину слагаемых влияния на данном этапе

разработки автоматизированной системы учитывать не будем и примем их за нулевые значения. Расчет данных величин является задачей дальнейшего исследования.

Так как в модели предполагается усечение нормальных законов распределений [2] (φi(t), рi(t), Zj(t) по правилу 3-х сигма, то коэффициенты усечения нормальных законов распределений СЛ, Ср, С равны 1,0028.

После подстановки всех значений в формулу (1) получим:

В данной формуле самым неопределенным моментом является определение толщины стенки трубопровода. Достоверно определить толщину стенки трубопровода можно только ручным способом, с применением методов НК. Проблема в том, что разные точки трубопровода обладают различными первоначальными толщинами и разными степенями коррозионного износа.

Выводы

На примере трубопровода хлора обоснован и представлен расчет показателя безопасности технологического оборудования. Данный показатель является основой разрабатываемой автоматической системы управления безопасностью промышленных объектов.