Прикладная техносферная рискология
Скачать 3.31 Mb.
|
с различными характеристиками Очень важно с самого начала определиться, насколько необходимо различать виды барьеров и какие условные обозначения будут использоваться для обозначения различных барьеров. Для отличия защитных мер, которые осуществляются автоматически или вручную (требуют действий персонала предприятия), барьеры могут быть подразделены на полные и частичные барьеры. Полные барьеры – это барьеры, которые действуют эффективно при всех аварийных ситуациях, для которых они предназначены (пока эти барьеры не выйдут из строя). Аварийный сигнал и связанную с ним предписанную процедуру, требующую ручного отключения, можно считать полным барьером. Частичный барьер – это барьер, который может не всегда срабатывать. Аварийный сигнал, требующий от персонала анализа ситуации и принятия решения об остановке технологического процесса, будет считаться частичным барьером. Полные барьеры обычно более надежные, чем частичные. Для того чтобы оттенить индивидуальную надежность барьеров, их подразделяют на пассивные и активные. Пассивный барьер – это барьер, который функционирует без необходимости активации. Пассивные барьеры часто обладают большей надежностью. Подсыпка со стороны днища емкости для хранения, достаточная по своим размерам, чтобы удержать все содержимое емкости и предохранить любые утечки может считаться пассивным барьером. Пассивные барьеры – обычно полные барьеры. Активный барьер состоит из 2 компонентов: один – для определения ненормальной ситуации, а другой для выполнения действия, которое остановит дальнейшее развитие аварийной ситуации. В качестве активного барьера может служить устройство измерения давления с аварийной сигнализацией при превышении давления и связанные с этим предписанные процедуры, требующие от персонала предпринять аварийное отключение при появлении аварийной ситуации. Активные барьеры могут быть частичными или полными. Для выделения степени автоматизации систем безопасности на предприятии, барьеры можно подразделить на автоматические и управляемые персоналом. Автоматический барьер – такой, который работает без вмешательства человека. Например, распределительный клапан или аварийная система в сочетании с автоматическим отключением будут считаться автоматическими барьерами. Барьер, управляемый персоналом, требует человеческого вмешательства. Прописанная процедура, требующая дополнительной закачки воды в реактор через шланг, будет рассматриваться как барьер, управляемый персонал. Структура барьерной диаграммы Барьерные диаграммы изображаются сначала в таком виде, как показано на рис. 1.11. На схеме с левой стороны указываются возможные причины аварийной ситуации, а в правой части указываются последствия. Положение, до которого развивается авария, может быть указано в центре схемы, между причинами и последствиями.  Рис. 1.11. Структура барьерной диаграммы Зачастую, ряд различных причин могут стать причиной одного и того же аварийного последствия. Такое положение проиллюстрировано на рис. 1.12, где указаны три разные причины: «Причина 1», «Причина 2» и «Причина 3».Любая из этих трех причин (или по одиночке, или все вместе) может вызвать аварийное последствие. Эта комбинация получила название логического условия («калитки») «ИЛИ». Принятая символика для условия «ИЛИ» приведена рис. 1.12, но в барьерных диаграммах она не используется. Проще показать два или больше ответвлений и соединить их вместе. В большинстве случаев даже единичной причины или отказа достаточно для запуска аварийной последовательности событий. Однако, в ряде случаев, аварийные последствия возникают в результате комбинации причин или отказов, когда все из них должны проявиться в одно и тоже время. Такая комбинация известна как логическое условие «И».  Рис. 1.12. Обозначения логических условий «ИЛИ» и «И» в барьерных диаграммах Размещение барьеров. Барьеры, как было определено ранее, являются мерами безопасности, направленными против дальнейшего развития аварийной ситуации. Они показываются на структурной схеме барьерной диаграммы. Рис. 1.13 показывает ту же самую структурную схему барьерной диаграммы, но с показом барьеров.  Рис. 1.13. Барьерная диаграмма с указанием барьеров Некоторые барьеры ограничивают последствия аварийной ситуации без устранения всех нежелательных последствий. Такого рода барьеры могут быть изображены так, как на рис. 1.14. Если барьер срабатывает, то возникает последствие под номером 2, если нет, то последствия – под номером 1.  Рис. 1.14. Барьеры, которые ограничивают последствия аварии, но не устраняют все нежелательные эффекты. Аварийная сигнализация и подобное простое оборудование, которое лишь подает сигнал о том, что что-то случилось, только тогда полезно, если сопровождается соответствующим действием, позволяющим вернуть ситуацию в нормальное рабочее состояние. Определяющим фактором надежности аварийной сигнализации является сочетание действующей аварийной сигнализации и последующего успешного действия. На барьерной диаграмме это показывается следующим образом: барьеры, которые описывают обнаружение опасных условий (Барьер 1а) и действия, позволяющие вернуть ситуацию в рабочий режим (Барьер 1б).  Рис. 1.15. Барьер, описывающий обнаружение (1а) и действие (1б) Барьер 1а отражает обнаружение опасной ситуации (например, отключатель при превышении давления плюс аварийная сигнализация). В случае отказа этого барьера, опасная ситуация не будет обнаружена и оператор не предпримет необходимых действий для обеспечения безопасности. Поэтому могут иметь место аварийные последствия. Если защитное устройство работает, то опасные условия будут определены. Барьер 1б свидетельствует о действии, предпринятом оператором. Если действие было неудачным, то наступят последствия. Линия, идущая вниз из центра «днища» барьера (см. рис. 1.15) указывает на то, что произойдет, если барьер функционирует нормально. Линия, идущая направо от центра правой части барьера указывает на то, что произойдет при неправильном функционировании барьера. Построение барьерных диаграмм. Можно воспользоваться следующей процедурой: выбираем те последствия, которые могут оказаться настолько серьезными, что требуется описание возможных последовательностей развития событий, в нашем случае, в виде барьерных диаграмм. На каждой барьерной диаграмме возможно отразить от 5 от 8 причин и последствий аварийной ситуации. Если насчитывается большее число причин, то потребуется построение более чем одной барьерной диаграммы. Если требуется построение более чем одной барьерной диаграммы, сделайте так, чтобы содержание каждой схемы являлось логическим продолжением каждой из них, так чтобы последовательности, имеющие общие барьеры были отражены на той же диаграмме. Графические схемы должны строиться так, чтобы обстоятельства, которые приводят к аварийной однотипной ситуации, были сгруппированы вместе. Искусственные барьеры. Условия, присутствие которых необходимо для наступления аварии, также могут быть изображены в виде барьерных диаграмм. Анализ может, например, показать, что авария возможна лишь в том случае, когда температура становится «экстремально высокой», но это невозможно при использовании неочищенных сырьевых материалов в технологическом процессе. Эта ситуация может быть отражена на барьерной диаграмме добавлением барьера с легендой: «Неочищенные сырьевые материалы обычно исключают возможность экстремальных температур». Это фактически означает, что экстремально высокая температура может возникнуть, только если неочищенные сырьевые материалы были не нормального качества (т. е. имелись загрязнения или были использованы не те материалы). Возможность для “ненормальных сырьевых материалов» необходимо принимать во внимание с использованием логического условия «ИЛИ» с расположением «причин» с левой стороны графической барьерной диаграммы. Включение условий, требуемых для аварии, необходимо производить осторожно, так как это может привести к ошибкам при простановке баллов на барьерных диаграммах. Время. На барьерной диаграмме, течение времени принимается идущим слева направо в направлении развития аварии. Иногда выясняется, что на барьерной диаграмме удобно показать барьеры, покрывающие несколько причин на том же общем направлении, даже несмотря на то, что барьер не будет функционировать при наступлении одновременно всех обозначенных причинах аварийных ситуаций. Подкрашивание барьеров. Если для условного обозначения барьеров используется различная тонировка, то легенда этих условных обозначений должна быть приведена в нижней части барьерной диаграммы. Барьерные оценочные баллы. Барьерные диаграммы могут быть использованы для получения общего представления о том, какая последовательность событий может ожидаться наиболее часто, или какие из них, могут привести к наиболее серьезным последствиям. Этот обзорный анализ, в свою очередь, может быть использован для выявления тех цепочек событий, в которых требуются дополнительные меры безопасности. Инициирующим событиям и барьерам могут быть приписаны баллы, в соответствии с ожидаемой частотой (для инициирующих событий) или вероятности отказов (для барьеров). В дальнейшем можно выявить последовательность событий с наименьшим числом оценочных баллов. Для того, чтобы определить баллы, должны быть оценены следующие моменты: – Как часто ожидается проявление инициирующих событий. – Надежность и «пригодность» каждого барьера. Вероятность отказа функционирования барьера, или вероятность того, что барьер окажется непригодным для прерывания цепочки развития аварии. Величины частот и вероятностей часто очень малы. Обычный порядок величины этих показателей 0,001 или 10-3. Это часто приводит к увеличению размера ошибок или даже путанице. Поэтому была разработана специальная балльная система для иного представления частоты событий. • – 5 баллов для ежедневных событий; • – 2 балла для ежемесячных событий; • 0 баллов для ежегодных событий; • 1 балл для событий, происходящих примерно раз в три года; • 2 балла, для событий, происходящих примерно раз в десять лет; • 3 балла, для событий, происходящих примерно раз в тридцать лет; • и т. д. Важно отметить, что частота инициирующих событий представлена количеством событий в расчете на год Барьер, у которого 2 балла, будет способен снизить вероятность дальнейшего развития аварийной ситуации в 10 раз. Частоты и вероятности комбинируются путем умножения, а барьерные баллы – путем сложения. Умножая частоту инициирующих событий на вероятности отказа барьеров, получим новую величину частоты – частоты достижения аварийной последовательности своего конца. Надежность барьеров или их пригодность • 0 баллов для вероятности отказа 1 (т. е. 100 %); • 1 балл, для вероятности отказа 0,3; • 2 балла, для вероятности отказа 0,1 или 10-1; • 3 балла, для вероятности отказа 0,01 или 10-2; • и т. д. Барьер, у которого 2 балла, будет способен снизить вероятность дальнейшего развития аварийной ситуации в 10 раз. Частоты и вероятности комбинируются путем умножения, а барьерные баллы – путем сложения. Умножая частоту инициирующих событий на вероятности отказа барьеров, получим новую величину частоты – частоты достижения аварийной последовательности своего конца. Количество баллов в аварийной цепочке является, тем самым, грубой оценкой частоты того, что аварийная цепочка будет пройдена до последней стадии (аварии). Количество баллов может быть преобразовано обратно в годовую частоту, используя формулу: h = 10-p/2 (1.28) Поэтому, если аварийная ситуация имеет 12 баллов, то ожидаемая частота аварий будет равной (10-(12/2) или 10-6) в год или 1 раз каждый миллион лет. Формулу можно преобразовать для того, чтобы получить требуемое число баллов для достижения заданной частоты аварий: p = –2 lgh (1.29) Барьер, когда это требуется, оценивается количеством баллов, в зависимости от вероятности отказа его функционирования. Некоторые типичные примеры представлены в таблице: Таблица 1.14 Меры безопасности барьера с максимальным количеством баллов
Баллы выражаются в целых числах, поэтому степень точности в оценке частоты или вероятности определяться с коэффициентом 3 (больше/меньше в три раза). Оценка частот или вероятностей, таким образом, основана не более, чем на порядках величин. Барьерные баллы обычно показываются на диаграмме ниже барьера и немного правее. Баллы, характеризующие частоту инициирующего события, располагаются в правой части от инициирующего события. Рис. 1.16 является воспроизведением диаграммы рисунка 1.13 с нанесенными на него баллами.  Рис. 1.16. Барьерная диаграмма с указанием баллов Упрощенные барьерные диаграммы. Если все логические условия на диаграмме – «ИЛИ», то правила просты. Каждую ветвь диаграммы можно рассматривать отдельно. Если на диаграмме присутствует логическое условие «И», то баллы входных ветвей в логическую «калитку» «И» складываются. В том случае, когда одновременное присутствие двух причин необходимо для дальнейшего развития аварийной ситуации, то одна из присутствующих причин должна быть функцией той доли времени, когда эта причина присутствует. Этот случай проиллюстрирован на рисунке 1.17.  Рис. 1.17. Суммирование при логическом условии «И» Детальные барьерные диаграммы. При построении детальных барьерных диаграмм применяются специальные правила для определения эффективности или надежности барьеров. Если барьер ограничивает последствия аварии, но не предотвращает все нежелаемые последствия, то барьерная диаграмма будет выглядеть, как это изображено на ниже приводимом рис. 1.18.  Рис. 1.18. Суммирование баллов для различных возможных последствий Сумма баллов в верхней ветви дает представление о частоте последствия 1. Эта величина рассчитана путем сложения частоты инициирующих событий (2 балла) с вероятностью отказа барьера 1, когда это необходимо (4 балла), что в сумме дает 6 баллов. Сумма баллов в нижней ветви дает представление о частоте последствия 2. Эта величина рассчитана путем сложения частоты инициирующих событий (2 балла) с вероятностью отказа барьера 2 (2 балла), что в сумме дает 4 балла. Барьер 1 не представляет никакой ценности в предотвращении последствия 2, даже если функционирует нормально, последствие 2 все равно может проявиться. Проставленные баллы барьерам на барьерной диаграмме могут быть использованы для определения, насколько велика степень риска для аварийных последовательностей. Для этого необходимы: – оценка последствий каждой последовательности; – критерий приемлемости, который определяет частоту, при которой данное последствие приемлемо. Оценка последствий. Возможно, необходимо выполнить целый ряд расчетов последствий, чтобы оценить последствия аварийной последовательности в результате трещины в испарителе. Расчеты могут, например, давать оценку расстояния, на котором концентрация аммиака в облаке становится ниже установленного лимита. В других случаях последствия могут быть установлены из опыта, без проведения расчетов. Анализ безопасности крупной системы включает в себя большое число барьерных диаграмм с разнообразными последствиями. Некоторые последствия могут быть очень серьезными, с возможностью фатальных исходов, другие – незначительными, вызывающими только небольшие неполадки при эксплуатации. Очевидно, что гораздо более серьезные меры безопасности должны быть предприняты в первом случае, чем в последнем. Поэтому, обычно классификация последствий производится в соответствии с их тяжестью. Система классификации, используемая для оценки последствий, приписывает так называемое «К» значение каждому последствию, которые приведены в таблице 1.15. Таблица 1.15 |
Похожие:
 | Тимофеева С. С. Прикладная техносферная рискология. Биоиндикация и биотестирование : учеб пособие. – Иркутск : Изд–во Иргту, 2014.... |  | ... |
| Настоящие «Задания» к контрольным работам являются приложением к части 1 Методических указаний к курсу «Прикладная геодезия» и составлены... | | Предметной (Цикловой) комиссией специальностей Информационные системы (по отраслям) и Прикладная информатика (по отраслям) |
| Методические указания предназначены для студентов направления «Прикладная информатика» профиля «Прикладная информатика в экономике»,... | | Содержание отчета о преддипломной практике для специальности 351400 «Прикладная информатика (по областям)» 15 |
| Государственная итоговая аттестация выпускника по направлению подготовки бакалавров 01. 03. 02 Прикладная математика и информатика... | | Специальность 080801. 65 «Прикладная информатика (по областям)» Форма подготовки (очная) |
| Ефремов С. В., Струйков г в. Оформление учебных документов для направления подготовки высшего образования «Техносферная безопасность».... | | П. П. Рабочая программа производственной практики для студентов, обучающихся по направлению подготовки 230700. 62 «Прикладная информатика»,... |