RizEx_2 - rizikon.lg.ua

НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ИЗУЧЕНИЯ РИСКОВ
МОДЕЛИРОВАНИЕ АВАРИЙ И ОЦЕНКА РИСКА
СТРУКТУРНО-СЛОЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО
КОМПЛЕКСА «РИЗЭКС-2»
Грановский Э.А.
Тел. +38 (06452) 2-75-91, 2-88-01, Тел./факс 2-88-15
E-mail: [email protected]
СТРУКТУРА КОМПЛЕКСА «РИЗЭКС – 2»
БД по
свойствам
веществ
БД по
надежности
Дерево
отказов
Дерево
событий
Формирование
аварийных
ситуаций
Вероятность
аварийных
событий
Расчет параметров
аварийных
процессов
Редактор
карт
Риск
Просмотр
результатов
БАЗА ДАННЫХ ПО НАДЕЖНОСТИ
БАЗА ДАННЫХ СОДЕРЖИТ ПЯТЬ
РАЗДЕЛОВ
БАЗА ДАННЫХ ПО НАДЕЖНОСТИ
КАЖДЫЙ РАЗДЕЛ СОСТОИТ ИЗ
ПОДРАЗДЕЛОВ.
Возможна обработка информации об
отказах, возникающих в процессе
эксплуатации, и пополнение базы
данных.
БАЗА ДАННЫХ ПО НАДЕЖНОСТИ
СОДЕРЖИТ ДАННЫЕ О ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОТКАЗНОЙ
РАБОТЫ ДО 3000 ЭЛЕМЕНТОВ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
ГДЕ ВЗЯТЬ?
1. В ДОСТУПНЫХ ИСТОЧНИКАХ
ИНФОРМАЦИИ
2. ОПРЕДЕЛИТЬ В ПРОЦЕССЕ ИСЛЕДОВАНИЯ
ОБЪЕКТА (ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ
НАДЕЖНОСТЬ)
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
•Научно-техническая и справочная литература.
•ГОСТы и ТУ.
•Паспорта на оборудование и приборы.
•Интернет.
ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ
НАДЕЖНОСТИ
СИСТЕМЫ УЧЕТА РАБОТЫ И ОТКАЗОВ
ОБОРУДОВАНИЯ И СРЕДСТВ КИП И А
─ непрерывный учет состояния оборудования;
─ учет количества отказов за выбранный период
наблюдения.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
СИМВОЛЫ СОБЫТИЙ
─ Окно для описания события
─ Условное событие
─ Основное событие
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
СИМВОЛЫ СОБЫТИЙ
─ Событие анализируется в другом месте
─ Недостаточно раскрытое событие
─ Символы перехода
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЛОГИЧЕСКИЕ СИМВОЛЫ
─ Логический элемент «И»
─ Логический элемент «ИЛИ»
─ Логический элемент «исключающее ИЛИ
─ Логический элемент «ЗАПРЕТ»
МОДУЛЬ «ДЕРЕВО ОТКАЗОВ»
МОДУЛЬ «ДЕРЕВО ОТКАЗОВ» ПОЗВОЛЯЕТ:
производить построение дерева отказов как в графическом, так
и в текстовом режимах;
оценивать вероятность возникновения аварии;
осуществлять поиск минимальных аварийных и проходных
сочетаний отказов и ошибок в системе для выделенных “верхних
событий”;
выявлять лимитирующие минимальные аварийные и
проходные сочетания, имеющие наибольшую вероятность
реализации;
определять значимость исходных событий;
 вычислять неопределенность;
 рассматривать и отбирать альтернативные решения для
снижения вероятности возникновения аварий.
МОДУЛЬ «ДЕРЕВО ОТКАЗОВ»
МОДУЛЬ «ДЕРЕВО ОТКАЗОВ»
МОДУЛЬ «ДЕРЕВО ОТКАЗОВ»
ПРОГРАММА ПОЗВОЛЯЕТ ИЗ
БИБЛИОТЕКИ МИНИМАЛЬНЫХ
АВАРИЙНЫХ СОЧЕТАНИЙ ВЫБИРАТЬ
ЛИМИТИРУЮЩЕЕ
МОДУЛЬ «ДЕРЕВО ОТКАЗОВ»
ЗНАЧИМОСТЬ
Вычисляется три значения вероятности верхнего
события
F(X) – вероятность верхнего события для установленных
значений исходных событий
F(1) - вероятность реализации верхнего события при
вероятности реализации исследуемого события Р= 1
F(0) - вероятность реализации верхнего события при
вероятности реализации исследуемого события Р= 0
МОДУЛЬ «ДЕРЕВО ОТКАЗОВ»
МЕТОДЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЗНАЧИМОСТИ
Значимость по Бирнбауму
Коэффициент уменьшения риска (RRR – Risk Reduction
Ratio)
Интервал уменьшения риска (RRI – Risk Reduction
Interval)
Коэффициент увеличения риска (RIR – Risk Increase
Ratio)
Значимость по Фусселу-Веселу
Критический коэффициент значимости (CIM -Criticality
Importance Measure
ПРИМЕР ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ НА
ОСНОВЕ АНАЛИЗА «ДЕРЕВА ОТКАЗОВ»
Решения принятые на основе анализа «дерева отказов» при
сжигания хлорорганических отходов аэрозольным катализом
позволили с минимальными затратами уменьшить риск взрыва
в реакторном узле до приемлемого уровня.
1. Снизить давление во встроенном теплообменнике до 1,25 МПа, что
позволяет защитить реактор от разрушения с помощью
предусмотренной проектом мембраны при выбросе воды в
псевдоожиженный слой инерта из-за потери прочностных свойств
материала коллектора;
2. Предусмотреть сигнализацию и блокировку по превышению
давления циркуляционной воды на входе в змеевик реактора R-801A и
пароводяной эмульсии на выходе из змеевика реактора выше 1,25
МПа PIRSAHH/219, 220 с открытием клапана дистанционного
управления (НICSAH/101) на перепуске циркуляционной воды с
нагнетания насоса Р-822А,В в линию пароводяной эмульсии на входе
в сепаратор V-821А.
ПРИМЕР ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ НА
ОСНОВЕ АНАЛИЗА «ДЕРЕВА ОТКАЗОВ»
3. Предусмотреть ПАЗ по превышению давления в циркуляционном
контуре после насоса Р-822А, В или пароводяной эмульсии на выходе
из змеевика реактора выше 1,27 МПа, выполняющей остановку
установки;
4. Предусмотреть контроль и сигнализацию повышения температуры
выше 6000С для обнаружения высокотемпературных режимов
горения в сепарационной зоне в реакторе R-801А над
псевдоожиженным слоем инерта и под псевдоожиженным слоем
инерта в охладителе газа Е-835А, ручную и автоматическую подачу
азота в распределительную зону на псевдоожижение для тушения
пламени с одновременным прекращением подачи реагентов.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
АВАРИЙ МЕТОДОМ «ДЕРЕВО ОТКАЗОВ»
Разгерметизация
аппарата
(1.9552E-5)
6
Коррозионный
износ
(4.6287E-6)
(1.9552E-5)
ИЛИ
(4.6287E-6)
Контролиру емая
разгерметизация
(1.7558E-5)
Внешние
в оздейств ия
(1.9760E-6)
Взрыв или
загорание
в аппарате
(1.7624E-8)
1
2
3
И
(4.6287E-4)
1
ИЛИ
(1.7558E-5)
Ошибка при
контроле
(1.0000E-2)
И
(1.7214E-4)
Необнару жение
пропу сков
при ежесменном
осмотре
(8.5000E-1)
Отказ системы
контроля
загазов анности
(1.2000E-1)
ИЛИ
Потеря герметичности
разъемных или
у плотнительных
соединений
(1.4372E-4)
Потеря герметичности
за счет снижение
прочностных характеристик
металла
(2.8397E-5)
Нару шение
параметров
процесса
(3.0100E-8)
(1.4372E-4)
(2.8397E-5)
(3.0100E-8)
И
ИЛИ
ИЛИ
Коррозия
стенок обору дов ания
и его обв язки
(4.0100E-4)
Коррозия
св арных
шв ов
(6.1898E-5)
(4.0100E-4)
(6.1898E-5)
ИЛИ
И
(6.1898E-3)
(4.0000E-4)
Ошибки при
проектиров ании,
изготов лении,
эксплу атации
(9.9958E-7)
И
ИЛИ
Ошибка при
контроле
(1.0000E-2)
4
Ошибка контроля
(1.0000E-2)
Усталость
материала
(2.3768E-5)
5
Коррозионный
износ
(4.6287E-6)
6
Ув еличение
дав ления
Рр>Ркр
(1.0000E-10)
7
Ув еличение
температу ры
Тр>Ткр
(1.0000E-8)
8
Нару шение
у ров ня
(2.0000E-8)
17
Коррозия
металла
(4.0000E-2)
ЦКП
(1.0000E-2)
Нару шение
технологии
св арки
(3.0000E-3)
Неправ ильный
в ыбор материала
для св арки
(3.0000E-3)
18
19
9
Появ ление в
технологической
среде агрессив .
компонентов
(1.0000E-4)
Нару шение
режима:
Рр>Рпр Т>Тдоп
Y р>Y доп
(1.0000E-4)
Экспорт графических и текстовых результатов в отчеты в *doc формате.
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ АВАРИЙ
МЕТОДОМ «ДЕРЕВО СОБЫТИЙ»
ГРУППЫ СИСТЕМ
СДЕРЖИВАНИЯ
АВАРИЙ
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ АВАРИЙ
МЕТОДОМ «ДЕРЕВО СОБЫТИЙ»
ПОДГРУППЫ
СИСТЕМ
СДЕРЖИВАНИЯ
АВАРИЙ
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ АВАРИЙ
МЕТОДОМ «ДЕРЕВО СОБЫТИЙ»
Устанавливается
надежность и
эффективность
защитных средств
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ АВАРИЙ
МЕТОДОМ «ДЕРЕВО СОБЫТИЙ»
Определяется
вероятность
принятия
правильных решений
персоналом в
зависимости от
времени после
возникновения
аварийной ситуации
Устанавливается
логическая связь
между событиями
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ АВАРИЙ
МЕТОДОМ «ДЕРЕВО СОБЫТИЙ»
По результатам
анализа
защитных мер на
каждой стадии
развития аварии
определяется
полный набор
конечных
событий (условий
для аварийных
событий)
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ АВАРИЙ
МЕТОДОМ «ДЕРЕВО СОБЫТИЙ»
Определяются и
объединяются
события с
одинаковым
исходом и
отбрасываются
редкие события
Может
определяться
как условная,
так и
безусловная
вероятность
конечных
событий
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ АВАРИЙ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТИ
АВАРИЙНЫХ СОБЫТИЙ
Время в течение которого
возможна реализация
аварийного процесса
(взрыв, огненный шар,
вспышка, пожар пролива,
токсичная волна и т.п.)
используется для
определения вероятности
реализации этого
процесса. Учитывается
вероятность появления
источника зажигания на
площади занятой
взрывоопасным облаком
в течение времени его
существования
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ АВАРИЙ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТИ
АВАРИЙНЫХ СОБЫТИЙ
Определяется
набор угроз
аварий для
сформированной
аварийной
ситуации и
вероятность их
реализации
Устанавливают
ся условия
формирования
аварийной
ситуации в
конечном
событии
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ АВАРИЙ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТИ
АВАРИЙНЫХ СОБЫТИЙ
Для каждого
конечного события
определяются
условия и
вероятность
формирования
аварийных
событий
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ АВАРИЙ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТИ
АВАРИЙНЫХ СОБЫТИЙ
ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР
Средства
графического
редактора позволяют
создавать
(импортировать и
экспортировать)
векторные и
растровые карты в 2х и 3-мерном формате,
а также присваивать
необходимые свойства
объектам и
осуществлять связь с
моделями
ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР
Главное меню и
Панель кнопок
Панель свойств
Панель инструментов
ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР
Настройки листа
Настройка
функции отмены
действий
Настройка
компаса
Настройка
масштаба
ПРОСМОТР РЕЗУЛЬТАТОВ
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ МОГУТ ПРЕДСТАВЛЯТЬСЯ В
ГРАФИЧЕСКОМ И ТЕКСТОВОМ ФОРМАТАХ И ДОСТУПНЫ
В ЛОКАЛЬНОЙ И ГЛОБАЛЬНОЙ СЕТЯХ.
ПРОСМОТР РЕЗУЛЬТАТОВ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
логотип программы;
название файла результатов расчета;
регулировка прозрачности;
выбор отображаемых параметров;
максимум диапазона отображения;
минимум диапазона отображения;
максимум диапазона значений;
минимум диапазона отображения;
единицы измерения отображаемого
параметра;
10. шкала соответствия значений параметра и цвета;
11. численное значение параметра в точке;
12. кнопки восстановления начального значения;
13. координаты в точке;
14. карта с результатами расчета;
15. панель инструментов;
16. строка меню.
ПРОСМОТР РЕЗУЛЬТАТОВ
Отображение
границ зон
поражения.
Получение
графических
зависимостей
ФОРМИРОВАНИЕ АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ
Выбор модели
расчета
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫБРОСА ГАЗА
Определение
интенсивности
истечения газа из
аварийного отверстия с
учетом условий
поступления потоков от
смежных объектов и
времени их перекрытия
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫБРОСА ЖИДКОСТИ
Программа
позволяет
определить
интенсивность
истечения жидкости
из аварийного
отверстия с учетом
геометрии аппарата
и высоты слоя
жидкости
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСПАРЕНИЯ
Возможен расчет количества мгновенно испарившегося
сжиженного газа или перегретой жидкости для
многокомпонентных смесей
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСПАРЕНИЯ
Определяются условия испарения жидкости с поверхности пролива
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСПАРЕНИЯ
Определяется изменение интенсивности
испарения пролива во времени.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСПАРЕНИЯ
Могут быть
получены
графики всех
необходимых
зависимостей
ФОРМИРОВАНИЕ ВЗРЫВООПАСНОГО
ОБЛАКА
Определяется
масса газа топлива
между верхним и
нижним пределами
распространения
пламени и режимы
сгорания
РАЗЛЕТ ОСКОЛКОВ
Определяется
траектория полета
осколков,
вероятность
попадания осколка
в объекты и
вероятность
пробития.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗРЫВОВ
Расчет параметров ударных
волн с учетом вида и
условий взрыва
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗРЫВОВ
Последствия взрыва
отображаются на
карте и
представляются в
текстовом отчете
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЖАРОВ
Расчет последствий пожара с
использованием
эмпирических зависимостей
Определяются
тепловые нагрузки и
условия воспламенения
различных материалов
под их воздействием
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЖАРОВ
Модели трехмерного
пожара позволяют
получить значение полей
тепловых нагрузок с
учетом высоты пламени
и величины среднего по
поверхностности
теплового потока для
пожаров пролива
произвольной формы.
При этом учитываются
«тени» от зданий и
рассчитываются
вероятные степени
поражений по путям
эвакуации.
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАССЕЯНИЯ
ТОКСИЧНЫХ И ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
Расчетный модуль
позволяет вычислить
изменение концентрации
опасных веществ
в пространстве и
времени с учетом
условий выброса,
а также степень
устойчивости
атмосферы, влияние
ветра, вида застройки,
типа местности,
определить степень
поражения людей при их
эвакуации, начиная с
момента оповещения.
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАССЕЯНИЯ
ТОКСИЧНЫХ И ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
Полученные
графические данные
позволяют определить
географические
параметры зон
заражений, а
текстовые отчеты
содержат сведения о
динамике рассеяния,
количестве людей,
подвергнутых
опасности отравления.
РАСЧЕТ ПОЛЕЙ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО
РИСКА
Данные о территориальном риске позволяют определить
индивидуальный и социальный риск для выделенных регионов.
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РИСКА
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ РИСК ДЛЯ ВЫДЕЛЕННЫХ РЕГИОНОВ
КОЛЛЕКТИВНЫЙ РИСК (ОЖИДАЕМОЕ ЧИСЛО ПОГИБШИХ)
F-N КРИВЫЕ И СОЦИАЛЬНЫЙ РИСК
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РИСКА
РАСЧЕТ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РИСКА
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РИСКА.
РАСЧЕТ СОЦИАЛЬНОГО РИСКА.
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РИСКА
РАСЧЕТ СОЦИАЛЬНОГО РИСКА
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РИСКА
РАСЧЕТ СОЦИАЛЬНОГО РИСКА
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММЫ
Для выполнения работ, регламентированных законодательством
(декларации промышленной безопасности, ПЛАС, ПЛАРН, паспорт
безопасности объекта и др.)
Специальные работы:
1. Поиск решений, предотвращающих загорания и взрывы и
обеспечивающих приемлемый уровень риска эксплуатации реактора
сжигания хлорорганических отходов, ОАО «Саянскхимпласт»
(техническое перевооружение).
2. Обоснование размещения операторной для производства ПВХ, г.
Калуш (строительство нового производства)
3. Замена агрегатов синтеза винилацетата с псевдоожиженным слоем
катализатора на более экономичные агрегаты синтеза со стационарным
слоем катализатора и увеличением мощности производства с 22000 т/год
до 30000 т/год. Поиск решений по предотвращению взрывного
разложения ацетилена. г. Невинномысск (реконструкция).
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММЫ
4. Разработка руководства по анализу опасности аварийных взрывов и
определению параметров их механического воздействия на здания с
постоянным нахождением людей на опасных производственных
объектах ОАО «ТНК-ВР (Разработка корпоративного стандарта).
5. Поиск оптимальных решений, обеспечивающих приемлемый уровень
риска эксплуатации изотермического хранилища аммиака на СГПП
«Азот», г. Северодонецк (безопасность эксплуатации).
6. Разработка технических решений по обеспечению безопасности
персонала в здании с помещением управления (операторной),
административно-бытового корпуса и непроизводственных зданий ООО
«Тобольск-Полимер» в случае аварийных взрывов (обоснование для
Госэкспертизы при проектировании нового завода).
7. Анализ достаточности технических решений по предотвращению
аварий на установке крекинга ДХЭ мощностью 200 тыс.т. ВХМ в год
внедряемой в действующем производстве ВХ ОАО «Саянскхимпласт»
(техническое перевооружение).
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММЫ
8. Принятие решений о градостроительном развитии г. Одесса в
районе Пересыпи и расширении расположенного в этом Районе
нефтегазоперевалочного комплекса на основе анализа рисков
(конфликт с общественностью).
9. Переход на 2-х годичный ремонтный интервал на ЗАО «СибурХимпром», г. Пермь на основе анализа риска (оптимизация ремонтных
программ на).
10. Обоснование предельных сроков эксплуатации установки ЭП-60 на
основе анализа риска (ЗАО «Сибур-Химпром», г. Пермь).
11. Анализ опасности и работоспособности и определение
функциональной безопасности систем, связанных с безопасностью
установки получения ацетилена термоокислительным пиролизом
природного газа на стадии разработки базового проекта (SIL-анализ в
соответствии со стандартом МЭК 61508 для China Chengda Engineering
Co., Ltd).
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММЫ
ИКЦ «ПРОМБЕЗОПАСНОСТЬ» (г. С-Петербург)
«АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ» (г. С-Петербург)
ООО «УРАЛПРОМБЕЗОПАСНОСТЬ» (г. ПЕРМЬ)
ЗАО «Гипронг – Эком» (г. Тюмень)
ОАО «Волгоградпроект» (г. Волгоград)
ЦКБ «КОРАЛЛ» (г. Севастополь)
Высшая пожарная школа (г. Варшава)
ООО «АВАТ» (г. Варшава)
ОАО «Черкассы АЗОТ» (г. Черкассы)
ОАО «Саянскхимпласт» (г. Саянск)
ЗАО «КПО ТИТАН» (Крым)