Управление рисками системный анализ и моделирование

Программа обеспечивает работу с вариантами источников выброса и выделения, которые могут учитывать нестационарность их работы. Наличие вариантов источников выбросов учитывается при формировании отчетных форм.

7.2.УПРЗА «Эколог 3.0»

7.2.1.Назначение программы

Унифицированная программа расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) «Эколог» (версия 3) реализует положения «Методики расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86)» Госкомгидромета. В зависимости от модификации программы реализуются также Приложение II К указанной «Методике...» (учет застройки и расчет на различных высотах) и «Отраслевая методика расчета приземной концентрации загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах компрессорных станций магистральных газопроводов». Программа позволяет по данным об источниках выброса веществ и условиях местности рассчитывать разовые (осредненные за 20–30-минутный интервал) концентрации веществ в приземном слое при неблагоприятных метеорологических условиях.

7.2.2. Основные функциональные возможности программы

Вредные вещества и группы суммации. Рассчитываются призем-

ные концентрации как отдельных веществ, так и групп веществ с суммирующимся вредным действием. Суммарное количество веществ и групп суммации в одном расчете не ограничено.

Типы источников выброса. В расчетах могут быть учтены нагретые и холодные выбросы точечных, линейных и площадных источников. Площадные источники могут быть трех типов:

– с выбросом со сплошной поверхности, для которых нельзя указать полного набора характеристик газовоздушной струи: скорости и объема выходящих газов, диаметра устья источника (например, пру- ды-испарители, пылящие поверхности и т.п.);

–с выбросом со сплошной поверхности, для которых выброс по каждому веществу может иметь несколько (до пяти) значений в зависимости от наблюдаемой скорости ветра;

–описывающие выбросы из многих мелких точечных источников (например, печных труб в поселке);

–описывающие выбросы от автомагистралей.

241

Общее число источников выбросов практически не ограничено.

Варианты параметров источников. Каждый источник выбросов может иметь несколько вариантов исходных параметров.

Учет влияния рельефа. Учитывается влияние рельефа на рассеивание веществ (с помощью введения поправок на рельеф для источников в соответствии с ОНД–86).

Учет фоновых концентраций. Учитывается фоновая концентрация веществ, дифференцированная по скоростям и направлениям ветра и по расположению постов наблюдений за фоном. При этом программа позволяет оценить фоновое загрязнение воздуха без учета вклада отдельных источников, что упрощает расчет загрязнения воздуха для реконструируемых предприятий.

Определение границ нормативных санитарно-защитных зон.

Имеется возможность построения нормативных санитарно-защитных зон (СЗЗ) предприятия, а также задания охранных и производственных зон.

Занесение карты-схемы предприятия. Встроенный редактор по-

зволяет занести и редактировать карту-схему предприятия и местности, на которую будут нанесены результаты расчета рассеивания. Варианты расчета. Расчет по предприятию может иметь несколько вариантов, существует возможность проведения расчета с минимальным заданием исходных данных.

Расчетные области. Расчеты ведутся на задаваемом пользователем множестве точек на местности, которое может включать в себя:

–узлы прямоугольных сеток в нескольких прямоугольных областях;

–отдельно заданные точки и точки, описывающие СЗЗ предприятия, границы зданий и особых зон. Общее количество расчетных областей практически не ограничено.

Результаты расчетов. Выдаются значения приземных концентраций в расчетных точках в мг/м или в долях ПДК. Эти значения сведены в специальные таблицы.

Карты рассеивания. Выдаются карты изолиний приземных концентраций вредных веществ на местности в любом задаваемом пользователем масштабе. Масштаб вывода карт также может выбираться автоматически с учетом удобства пользования картой (рис. 7.2).

Точки максимальных концентраций. Программой могут быть ав-

томатически определены точки с максимальной концентрацией загрязняющих веществ.

242

Рис. 7.2. Карта рассеивания по оксиду азота, выполненная в программе «Эколог»

Источники, дающие наибольшие вклады. Программа может найти источники, дающие наибольшие вклады в загрязнение атмосферы как в целом по предприятию, так и из задаваемого пользователем множества.

Печать отчетов производится как на принтер, так и в файл.

Объем отчета регулируется пользователем.

Совместимость с другими программами. УПРЗА «Эколог» по-

зволяет подключать другие программы серии «Эколог» для совместной работы.

Совместимость с предыдущими версиями УПРЗА «Эколог».

Существует возможность приема данных, подготовленных в более ранних версиях программы (начиная с версии 2.0 и выше).

243

7.2.3. Модификации программы

УПРЗА «Эколог» (версия 3) существует в следующих вариантах: Базовый. Программа предоставляет все возможности, описанные

в подразд. 7.2.2.

Стандарт. Программа предоставляет следующие дополнительные возможности:

–возможность рисования топоосновы по растровой подложке;

–расширенные возможности графического блока, позволяющие заносить и передавать для последующего расчета выбросов информацию о дорожно-транспортной сети.

–совместимость (импорт) топоосновы со следующими графиче-

скими форматами: AUTOCAD dxf, mid/mif, shp;

–передача данных об источниках и полях расчетных концентраций

впрограммы ArcInfo, AUTOCAD, MapInfo и других в виде слоя векторного формата.

Газ. Программа обладает всеми возможностями УПРЗА «Эколог» (вариант «Стандарт») и дополнительной возможностью расчета концентраций от труб компрессорных станций магистральных и других газопроводов, а также подземных хранилищ природного газа.

Любой вариант программы может быть укомплектован одним из двух расчетных модулей:

•стандартный расчетный модуль, позволяющий производить расчет рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое без учета влияния застройки;

•расчетный модуль, позволяющий учитывать влияние застройки на рассеивание загрязняющих веществ, а также производить расчет концентраций загрязняющих веществ на различных высотах.

244

Глава 8. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ РАСЧЕТА КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ РИСКА

8.1. Программа PHAST и SAFETI

Программный продукт PHAST (интерфейс представлен на рис. 8.1) и его версия для оценки риска SAFETI (PHAST RISK), разработанные международной фирмой Det Norske Veritas (DNV), широко используются для количественной оценки риска в нефтегазовой и химической промышленности более 20 лет. В настоящее время число пользователей

PHAST – свыше 450 организаций во всем мире, SAFETI (PHAST RISK) –

свыше 150. В России программные продукты DNV впервые появились в результате реализации проекта ТАСИС «Поддержка усилий МЧС России по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и повышению готовности» (2000–2001 годы, FINRUS 9806). В России программы DNV успешно применялись для разработки деклараций промышленной безопасности, паспортов безопасности опасных объектов и другой проектной документации. Также PHAST используется для количественной оценки последствий ситуаций, которые представляют потенциальный риск для жизни, имущества и окружающей среды. В число таких последствий входят выбросы из сосудов, труб, рассеивание в атмосфере, а также пожары, излучения, взрывы и токсичные воздействия. База данных программы содержит характеристики более чем 1500 химикатов. Возможно моделирование выбросов во времени.

Рис. 8.1. Интерфейс PHAST: а – окно ввода параметров расчета; б – зоны поражения на плане опасного производственного объекта

245

Основные характеристики PHAST и SAFETI

Программы позволяют рассмотреть широкий спектр исходных аварийных событий: катастрофический разрыв корпуса, течь, обрыв трубопровода, работу предохранительных клапанов и мембран.

Программы дают возможность рассмотреть широкий спектр опасных воздействий: взрывы ТВС, BLEVE, пожар-вспышка, огненная струя, пожар пролива, токсическое воздействие.

Ядром программ является универсальная модель распространения примеси в атмосфере (UDM), разработанная DNV, позволяющая учитывать большое число явлений: нестационарный характер истечения и распространения, особенности распространения тяжелого и легкого газа, теплообмен с окружающей средой, в том числе и двухфазной примеси, кинетическуюэнергию истечения и ряд другихсущественных процессов.

При моделировании конкретных явлений – взрывов ТВС, огненной струи, пожара вспышки, BLEVE, испарения проливов, истечения и т.д.

– широко используются признанные в мире модели, разработанные такими авторитетными организациями, как API, SHELL, BP, TNO. В ряде случаев имеется возможность выбора моделей, например для моделирования взрывов ТВС и огненной струи.

Программа позволяет работать с большим количеством веществ,

атакже вносить в базу данных новые вещества и смеси.

Спомощью программы PHAST можно оценить распределения интенсивности различных поражающих факторов в пространстве для набора фиксированных аварийных сценариев (рис. 8.1).

Программа SAFETI используется для определения основных количественных показателей риска для человека: поля потенциального территориального риска, кривых возможных потерь (F-N кривые), величину коллективного риска с учетом вероятности реализации различных сценариев аварии в зависимости от вида выброса и свойств вещества, распределения скорости ветра и параметров устойчивости атмосферы с учетом направления ветра, распределения населения и источников зажигания.

В программных продуктах PHAST для оценки масштабов последствий аварий использованы широко известные в мире методики для отдельных явлений: взрывов топливно-воздушной смеси, огненных шаров и струй (в основном разработанных фирмами Shell и TNO). Для этих методик накоплено большое количество материалов по теоретической базе и верификации с экспериментальными данными.

246

Результаты, полученные при использовании PHAST и SAFETI, могут быть использованы для различных целей:

–при составлении программ сокращения расходов, обусловленных убытками и страхованием;

–при планировании деятельности по обеспечению промышленной безопасности и охране окружающей среды;

–при составлении планов ликвидации и реагирования при аварии;

–при планировании использования земельных участков (размещение технологического и аварийного спасательного оборудования, то- варно-сырьевой базы);

–при управлении жизненным циклом предприятия.

8.2. ТОКСИ+

Программный комплекс ТОКСИ+ (и его версия ТОКСИ+ Risk для оценки риска), разработанный специалистами ЗАО «НТЦ ПБ» успешно используют более 250 крупных российских и зарубежных организаций нефтегазового профиля и организаций, специализирующихся в области анализа риска. Интерфейс программного комплекса ТОКСИ+ Risk представлен на рис. 8.2. В ТОКСИ+ запрограммированы действующие российские методики Ростехнадзора и МЧС России для расчета последствий аварий и оценки показателей риска, в том числе и пожарного, с возможностью расчета времени эвакуации.

Список модулей, реализованных в программном комплексе ТОКСИ:

1. РД-03-26–2007. Методические указания по оценке последствий аварийных выбросов опасных веществ (утв. Приказом Ростехнадзора № 859 от 14.12.07 г.). Алгоритм оценки последствий аварий, приведенный в методических указаниях, основан на модели «тяжелого газа» и позволяет рассчитывать:

–количество поступивших в атмосферу ОВ при различных сценариях аварии;

–пространственно-временное поле концентраций ОВ в атмосфере;

–размеры зон химического заражения, соответствующие различной степени поражения людей, определяемой по ингаляционной токсодозе, в том числе с учетом времени накопления токсодозы (с учетом пробит-функции);

–размеры зон дрейфа пожаровзрывоопасных облаков, в пределах которых сохраняется способность к воспламенению, и размеры зон

247

распространения пламени (пожара-вспышки) или детонации, появления горячих продуктов;

– количество ОВ в облаке, ограниченном концентрационными пределами воспламенения.

2.Методика оценки последствий химических аварий (ТОКСИ. Редакция 2.2, 2001 год). Данная методика предназначена для расчета последствий выброса «легких газов» и позволяет определить количество ОВ, поступившего в атмосферу в результате аварии, пространственновременное распределение ОВ в атмосфере и зоны поражения людей при аварийных выбросах опасных химических веществ.

3.РД 03-409–01. Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей (с изменениями и дополнениями). Утверждена постановлением Госгортехнадзора России № 25 от 26.06.2001 г. Данная методика позволяет провести оценку различных параметров воздушных ударных волн и определить степени поражения людей и повреждения зданий при авариях со взрывами топливновоздушных смесей (ТВС).

4.ГОСТ Р 12.3.047–98. Пожарная безопасность технологических процессов. Утвержден Госстандартом России от 01.01.1998 г. Данная методика позволяет провести оценку зон действия опасных факторов

сиспользованием методик, входящих в состав ГОСТ Р-12.3.047–98.

5.ПБ 03-591–03. Правила устройства и безопасной эксплуатации факельных систем.

6.ОНД–86. Методику расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий.

7.Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах (утв. приказом МЧС 10.07.09 г. №404).

8. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различного класса функциональной пожарной опасности (утв. Приказом МЧС 30.06.09 г. № 382).

Программа позволяет определить:

–количество поступивших в атмосферу ОХВ при различных сценариях аварии;

–пространственно-временное полеконцентраций ОХВ в атмосфере;

–размеры зон химического заражения, соответствующие различной степени поражения людей, определяемой по ингаляционной токсодозе.

248

Рис. 8.2. Интерфейс ТОКСИ+ Risk:

а– работа с массивами метеостатистики;

б– управляющая оболочка в режиме построения поля риска

Таблица 8 . 1 Основные возможности программных продуктов ТOКCИ и PHAST

Продолжение табл. 8 . 1