image
energas.ru

Газовая промышленность № 03 2018

Охрана труда и промышленная безопасность

01.03.2018 11:00 Формирование облика системы обеспечения безопасности эксплуатации объектов по производству, хранению и отгрузке сжиженного природного газа
Объекты по производству, хранению и отгрузке сжиженного природного газа являются высокотехнологичными, дорогостоящими, характеризуются большим числом источников опасных и вредных эксплуатационных факторов и требуют привлечения самых современных и высокоэффективных технических решений. Проблема обеспечения безопасности эксплуатации сложных производственных комплексов существовала всегда, но на современном этапе она существенно обострилась вследствие возрастания сложности объектов, усиления требований нормативно-правовой базы.
Открыть PDF


Анализ научно-технической литературы, посвященной вопросам безопасности эксплуатации сложных технических систем, показывает, что известные на сегодняшний день подходы к исследованию безопасности учитывают далеко не все факторы, характеризующие и определяющие это свойство. Таким образом, актуальным направлением остается формирование облика системы обеспечения безопасности эксплуатации (СОБЭ) объектов на базе концепции приемлемого риска с учетом современных особенностей системы эксплуатации. Это, в свою очередь, требует разработки соответствующего научно-методического обеспечения.

1.png

Ввиду сложности и многоаспектности сформулированной выше общей задачи она декомпозирована на ряд следующих частных задач:

1) разработка системы показателей безопасности эксплуатации объектов и принципов ее нормирования;

2) разработка метода оценивания системы показателей безопасности эксплуатации объектов;

3) разработка алгоритма экспертного синтеза структуры системы обеспечения безопасности эксплуатации объектов;

4) проведение экспериментальных исследований по апробации разработанного научно-методического обеспечения.

1_1.png

В связи с этим специалистами ООО «Газпром СПГ Санкт-Петербург» проведен анализ современного состояния проблемы совершенствования безопасности эксплуатации производственных комплексов газопереработки, дана обобщенная характеристика текущего состояния и поддержания безопасности в процессе эксплуатации объектов, выявлены перспективные направления совершенствования системы обеспечения безопасности эксплуатации. Выявленные недостатки позволили сформулировать задачу разработки научно-методического обеспечения для обоснования рационального облика СОБЭ объектов в целях поддержания их надежного и безопасного функционирования при экономии материальных и финансовых средств. Также были сформулированы предложения по системе показателей безопасности эксплуатации объектов, обоснованию требований к значениям этих показателей, исследованию и разработке методов их оценивания.

Обоснованная таким образом иерархическая система показателей безопасности эксплуатации состоит:

а) из обобщенного показателя безопасности объекта;

б) частных показателей безопасности эксплуатации (1-й уровень);

в) частных показателей безопасности эксплуатации (2-й уровень).

В ходе инициативной работы было обосновано использование концепции «приемлемого риска». Кроме того, проведенный анализ рисков позволил провести их ранжирование в зависимости от тяжести повреждения и на основе ранжирования обосновать требования к предельным значениям обобщенного показателя безопасности эксплуатации.

1_1_1.png

Для получения числовых оценок значений иерархической системы показателей безопасности эксплуатации предложена система методов оценивания показателей безопасности. В частности, для расчета обобщенного показателя безопасности объекта был предложен модифицированный метод, основанный на динамическом моделировании взаимодействия элементов системы.

Предложенный метод оценивания обобщенного показателя безопасности объекта позволяет в динамике учесть различные виды взаимодействий элементов производственного комплекса между собой при возникновении отказа в одном из них, т. е. учесть горизонтальные связи элементов. Такой метод анализа горизонтальных связей позволяет оценивать показатели безопасности, эффективно находить слабые звенья в системе и своевременно их усиливать.

Кроме этого, для учета вертикальных связей при оценивании ущербов эксплуатации объектов были использованы традиционные структурные методы оценивания показателей надежности и безопасности на основе «деревьев событий» и «деревьев отказов», которые учитывают передачу происшествий «снизу вверх».

1_1_2.png

Также разработаны структурные и функциональные составляющие рационального облика перспективной СОБЭ. В качестве основной цели данной системы можно указать достижение приемлемого уровня безопасности эксплуатации комплекса, обеспечивающего минимизацию вероятности возникновения происшествий и минимизацию последствий указанных происшествий.

Проблема обеспечения приемлемого уровня безопасности потенциально опасных процессов и явлений является комплексной и включает решение последовательного ряда самостоятельных задач: сбор исходных данных – анализ и обобщение многокомпонентной информации в виде некоторых заключений и выводов – создание адекватных моделей показателей безопасности и анализ рисков – эффективная оценка риска – эколого-экономическая и социальная оценка – управление безопасностью путем принятия решений и разработки мероприятий по инженерной или иной защите населения и окружающей среды – реализация решений при рациональных затратах и обеспечении допустимого риска.

В данной последовательности анализ рисков является ключевым для решения проблемы в целом. С одной стороны, анализ и обобщение многокомпонентной информации в виде некоторых заключений и выводов возможны только на основании сбора и квалифицированной обработки исходных данных. С другой стороны, данные, как правило, несут в себе информационную ошибку в широком диапазоне действия негативных факторов человеческой деятельности.

Однако на сегодняшний день методы анализа рисков не в полной мере отвечают всем требованиям, предъявляемым для оценки безопасности сложных систем со значительным количеством опасностей и высокими энергиями, сосредоточенными на небольшой территории, а также с высокой ценой отказа. Техническая концепция существующих методов анализа рисков основана на анализе относительных частот возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) как способе оценки их вероятности. Статистические данные затем усредняются по отраслям, территориям, времени и т. д. Реализуется, таким образом, байесовский подход к оценке вероятности ЧС определенного типа. Вместе с тем достоверная комплексная оценка безопасности сложной системы является наиболее слабым звеном проблемы, что обусловливается отсутствием достаточного количества методов и методик построения эффективных моделей по широкому пространству их необходимости.

Таким образом, назрела настоятельная необходимость совершенствования методик, способных объединять, идентифицировать и численно оценивать разнородные качественные компоненты информации и вместе с тем обладающих высокой прогностической способностью.

Анализ целей и задач, для выполнения которых служит СОБЭ, позволил сформулировать направления совершенствования облика данной системы. При этом были выделены следующие задачи, которые в наибольшей степени влияют на эффективность функционирования СОБЭ: оптимизация количества и размещения сил и средств, предупреждающих происшествия; оптимизация размещения сил и средств, связанных с ликвидацией последствий происшествий; оптимизация организационных структур.

Задачи оптимизации количества и размещения сил и средств, предупреждающих происшествия, и оптимизация размещения сил и средств, связанных с ликвидацией последствий происшествий, решаются на основе данных моделирования и полученных оценок обобщенного показателя безопасности объекта.

Исследование системы эксплуатации позволило обосновать целевую функцию для оптимизации структуры СОБЭ. Оптимальное значение целевой функции достигается за счет изменения набора сил и средств, использующихся для предотвращения происшествий на объекте и ликвидации их последствий. То есть при увеличении количества сил и средств, с одной стороны, увеличивается безопасность системы, что ведет к снижению рисков, но с другой стороны – увеличиваются затраты на содержание этих сил и средств.

Для поиска экстремума целевой функции используется метод динамического программирования. Кроме того, рассматриваются общие вопросы формирования рационального облика перспективной системы обеспечения безопасности эксплуатации объектов и получены результаты разработки функциональной структуры СОБЭ.

В частности, показано, что процесс построения функциональной структуры СОБЭ носит иерархический итерационный характер, т. е. базируется на последовательном привлечении информации от вышележащего (концептуального) и нижележащего (детального) уровней исследования («вертикальная» декомпозиция) с детализацией ее на рассматриваемом (операциональном) уровне. «Вертикальная» декомпозиция задает своеобразную иерархию трех соподчиненных уровней обоснования решений по управлению функционированием СОБЭ: концептуального, операционального и детального (рисунок).

Разработан поэтапный алгоритм эвристического синтеза функциональной структуры СОБЭ, который осуществляется в несколько последовательно выполняемых этапов.

Этап 1. На операциональном уровне формируется начальная структура системы заказов и поставок, исходя из первоначальных представлений лица, принимающего решение (ЛПР) о предназначении СОБЭ и ее функциях.

Этап 2. Осуществляется переход на вышестоящий концептуальный уровень обоснования решений, на котором решаются следующие задачи:

– уточняются понятия и границы метасистемы для системы заказов и поставок;

– устанавливается комплекс условий функционирования СОБЭ;

– формируются цели функционирования СОБЭ и определяется перечень частных задач, выполнение которых позволяет достичь сформированных целей функцио-
нирования СОБЭ.

Этап 3. С использованием полученных на этапах 1 и 2 результатов на операциональном уровне формируется базовая структура СОБЭ. Базовая структура включает основные подсистемы СОБЭ, связи между ними и содержательное описание требований к подсистемам с точки зрения перечня решаемых ими задач и качества решения.

Этап 4. На детальном уровне проводится анализ составных элементов СОБЭ, существующих на момент синтеза структуры СОБЭ, возможностей их доработки и вариантов ее реализации в текущих условиях, а также целесообразности создания новых элементов в структуре подсистем СОБЭ.

Этап 5. На операциональном уровне осуществляется формирование уточненной (конечной) структуры СОБЭ с учетом результатов проведенного на 4-м этапе анализа.

Основные процедуры перечисленных этапов являются по своему существу эвристическими, т. е. качественными, и выполняются при активном участии специалистов – экспертов (ЛПР).

Облик СОБЭ – это система взглядов на способ построения системы обеспечения безопасной эксплуатации комплекса, обеспечивающая решение задач по предназначению с требуемым качеством.

Облик СОБЭ должен включать:

– описание структуры СОБЭ (основных компонентов и связей между ними);

– описание основных происходящих в СОБЭ процессов (модели и алгоритмы функционирования).

В настоящее время ООО «Газпром СПГ Санкт-Петербург» вовлечено в процесс создания Комплекса по производству, хранению и отгрузке сжиженного природного газа в районе КС «Портовая» на всех этапах жизненного цикла – от обоснования технических требований до эксплуатации. Учитывая высокую потенциальную опасность комплекса, специалисты Общества разрабатывают системные организационно-технические предложения, направленные на формирование облика СОБЭ данного объекта. В последующем планируется использование результатов экспериментальных исследований по апробации разработанного научно-методического и программного обеспечения при внедрении системы обеспечения безопасности эксплуатации перспективных объектов по производству, хранению и отгрузке сжиженного природного газа.

 



← Назад к списку