Приложение N 5

к Руководству по безопасности

"Методика анализа риска аварий

на опасных производственных объектах

морского нефтегазового комплекса",

утвержденному приказом Федеральной

службы по экологическому,

технологическому и атомному надзору

от 10 февраля 2023 г. N 51

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ВЫДЕЛЕНИЮ ТИПОВЫХ СЦЕНАРИЕВ АВАРИЙ (НА ПРИМЕРЕ МОРСКИХ
ПЛАТФОРМ И ПБУ)

Под сценарием аварии понимается последовательность отдельных логически связанных событий, обусловленных конкретным инициирующим событием, приводящим к аварии с конкретными опасными последствиями.

Для построения такой последовательности проводится полное и формализованное описание следующих событий:

а) фазы инициирования аварии;

б) инициирующего события аварии;

в) аварийного процесса;

г) последствий аварии, включая специфические количественные характеристики событий аварии, их пространственно-временные параметры и причинные связи.

Составляющие рассматриваемого объекта представляют собой различную степень опасности с точки зрения возможности развития аварийных ситуаций, так как оборудование и трубопроводы содержат разные опасные вещества - горючие жидкости и воспламеняющиеся газы, химические реагенты.

Анализ возможных аварийных ситуаций сводится к оценке объемов опасных веществ, которые могут участвовать в аварии, и определению последствий этих аварий.

Исходным событием аварии, инициирующим выброс опасных веществ в ОС, является разгерметизация оборудования/трубопроводов. В зависимости от характера разгерметизации возможны два варианта выброса:

а) при небольших размерах площади отверстия образуется относительно длительное (растянутое по времени) истечение;

б) при существенном нарушении целостности аппарата или трубопровода в ОС за короткое время выбрасываются значительные объемы опасного вещества.

При внезапном разрушении оборудования и выбросе больших количеств газообразных опасных веществ (воспламеняющихся газов, паров горючих жидкостей) наличие источника зажигания в месте выброса, как правило, приводит к мгновенному воспламенению и возможному взрыву, часто с образованием огненного шара.

Если при выбросе в непосредственной близости нет источника зажигания, то газовая фаза выброса имеет возможность смешаться с воздухом с образованием облака ТВС, которое на открытом пространстве распространяется в ОС. Воспламенение в этом случае возможно на некотором удалении от места выброса при достижении источника зажигания. В реальных условиях зона возможного воспламенения ТВС ограничивается размерами ОПО МНГК или размерами помещения при выбросе в замкнутом пространстве.

Если в ходе аварии была выброшена жидкая фаза, то в месте пролива возможно возникновение пожара.

Наиболее вероятным является возникновение сравнительно небольших выбросов, так как полное разрушение оборудования или трубопроводов менее вероятно, чем образование локальных утечек. Однако незначительные утечки при отсутствии мер по их локализации и ликвидации могут привести к эскалации аварии и последующему разрушению оборудования, содержащего значительно больший объем опасных веществ. В этом случае последствия первоначального выброса аналогичны последствиям выброса большого количества опасного вещества. Поэтому рассматриваются также сценарии аварий, в которых происходит разрушение оборудования с последующим максимальным выбросом опасных веществ.

На основе анализа причин и факторов аварий, учитывая особенности технологических процессов на ОПО МНГК, свойства и распределение опасных веществ по оборудованию, на объекте могут реализовываться следующие основные опасности:

а) пожары и взрывы, обусловленные авариями с разгерметизацией системы подачи ДТ и выбросом (утечкой) ДТ;

б) пожары и взрывы, сопровождающие неконтролируемый выброс нефти или газа (открытый фонтан; приложение N 10 к Руководству);

в) пожары и взрывы, связанные с ГНВП из скважины при вскрытии продуктивного пласта и выделением газа в системе очистки БР;

г) сильное повреждение (разрушение) конструктивных элементов, сооружений, оборудования системы подачи масла, системы подачи ДТ и испытания скважины в результате воздействия экстремальных природных явлений (например, шторм, ураган и т.д.) и столкновения с судами;

д) пожары в производственных, административно-хозяйственных или жилых помещениях по причинам, не связанным с технологическими операциями;

е) токсическое воздействие на персонал продуктов сгорания при возникновении пожара на палубе и (или) в производственных помещениях.

Особый случай представляют ситуации, когда происходит разрушение нескольких видов расположенного вблизи друг от друга оборудования (группы оборудования). Подобная ситуация возможна в результате сильного разрушения несущих конструкций и перегородок ОПО МНГК, например, при столкновении с судном, в штормовых условиях.

Последовательное разрушение группы оборудования ("эффект домино") также относится к категории редких событий, хотя и более вероятных, чем аварии с одновременным и полным разрушением группы оборудования.

На практике аварии, вызванные одним и тем же инициирующим событием, в дальнейшем могут иметь различное по своим последствиям развитие - пролив без воспламенения, пожар, взрыв и т.д. Такие отдельные сценарии развития аварии объединяются в группы сценариев аварии, обусловленные общим исходным событием.

Для оценки опасностей эксплуатации (на примере БУ) рассматриваются следующие группы сценариев развития возможных аварий.

Группа сценариев С₁: воздействие на конструкции комплекса штормовых (волновых, сейсмических) нагрузок, столкновение с судном потеря устойчивости БУ, механическое повреждение конструкции, опор корпуса полное разрушение или опрокидывание экстренная эвакуация и возможная гибель части персонала.

Группа сценариев С₂: частичное разрушение или разгерметизация емкостей или насосов системы ДТ истечение ДТ растекание и испарение пролива образование ТВС воспламенение от источника зажигания взрыв и (или) горение ТВС, воспламенение пролива (пожар) выделение токсичных продуктов сгорания барическое и (или) термическое воздействие на персонал и оборудование, на конструкции, интоксикация персонала продуктами сгорания последующее развитие аварии в случае, если затронутое оборудование содержит опасные вещества.

Группа сценариев С₃: нарушение режимов бурения, повлекшее появление нефтегазового выброса на участке ведения буровых работ (разгерметизация оборудования и (или) трубопроводов в помещении оборудования для испытания и опробования скважины) образование пролива нефти на БУ (возможно стекание нефти в море) или в помещении оборудования для испытания и опробования скважин испарение пролива и образование облака ТВС воспламенение облака ТВС от источника зажигания сгорание облака ТВС (пожар-вспышка) с последующим пожаром пролива и выделением токсичных продуктов горения термическое воздействие на персонал и оборудование на конструкции, интоксикация персонала продуктами сгорания последующее развитие аварии в случае, если затронутое соседнее оборудование содержит опасные вещества.

Группа сценариев С₄: вскрытие пласта и появление газа в БР при ведении буровых работ/разгерметизация оборудования и/или трубопроводов в помещении блока очистки/в помещении оборудования испытания и опробования скважины выход газа в ОС и образование облака ТВС воспламенение ТВС от источника зажигания сгорание облака ТВС (пожар-вспышка и/или взрыв) барическое и/или термическое воздействие на персонал и оборудование/конструкции последующее развитие аварии в случае, если затронутое соседнее оборудование содержит опасные вещества.

Группа сценариев С₅: частичное разрушение или разгерметизация единичного оборудования, содержащего ДТ (расходная цистерна ДТ) утечка и разлив ДТ в закрытом помещении испарение ДТ и образование облака ТВС воспламенение облака ТВС от источника зажигания сгорание облака ТВС (взрыв) с последующим пожаром выделение токсичных продуктов сгорания барическое и/или термическое воздействие на персонал и оборудование/конструкции, интоксикация персонала продуктами сгорания последующее развитие аварии в случае, если затронутое соседнее оборудование содержит опасные вещества.

Группа сценариев С₆: падение вертолета гибель пассажиров и экипажа образование пролива авиационного топлива воспламенение пролива авиационного топлива и возникновение пожара термическое воздействие на персонал и оборудование/конструкции последующее распространение пожара, если затронутое соседнее оборудование содержит опасные вещества.

Группа сценариев С₇: разрушение (частичное или полное) технологического трубопровода/трубопроводной арматуры поступление в окружающую среду взрывопожароопасной жидкости (в том числе жидкости в перегретом состоянии) при наличии источника зажигания немедленное воспламенение, горение факела и/или пролива (при выбросе невскипающих (стабильных) жидкостей горящий факел образуется только на малых отверстиях разгерметизации, свищах) в случае отсутствия источника зажигания истечение жидкости, при наличии перегрева жидкости происходит ее вскипание, образование парокапельной смеси в атмосфере образование и распространение пролива взрывопожароопасной жидкости, его частичное испарение, в случае, если температура проливающейся жидкой фракции меньше температуры подстилающей поверхности, кипение пролива образование взрывоопасной концентрации паров взрывопожароопасной жидкости в воздухе от испарения, кипения пролива, а при истечении перегретой жидкости и от вскипания выброса дрейф облака ТВС воспламенение паров ТВС при наличии источника зажигания сгорание, взрыв облака ТВС пожар разлития и в случае свища либо в случае выброса перегретой жидкости горение факела попадание в зону возможных поражающих факторов (тепловое излучение, открытое пламя, токсичные продукты исходного выброса либо продукты горения, барическое воздействие) людей, оборудования, сооружений последующее развитие (эскалация) аварии в случае, если затронутое оборудование содержит опасные вещества локализация и ликвидация разлития (пожара).

Типовое дерево событий при разгерметизации участка трубопровода с взрывопожароопасной жидкостью приведено на рисунке 1 настоящего приложения.

При анализе сценариев аварий необходимо учитывать условия прокладки и размещения трубопроводов (в замкнутом, полузамкнутом, незамкнутом пространстве, "труба в трубе").

На рисунке 1 настоящего приложения принимаются следующие условные вероятности событий:

а) возможность образования напорной струи в окружающей среде (c): для подземных участков - 0,35 в обычном исполнении при выбросе из отверстия типа "свищ" и 3,15·10^-5 для прокладки "труба в трубе" при выбросе из отверстия типа "свищ", в остальных случаях - 0; для надземных участков - 0,7 в одиночном исполнении при выбросе из отверстия типа "свищ" и 6,3·10^-5 для прокладки "труба в трубе" при выбросе из отверстия типа "свищ", в остальных случаях - 0; для подводных переходов - 0;

б) возможность образования взрывоопасной смеси в ограниченном пространстве тоннеля (d) (для прокладки трубопровода в тоннеле): при давлении насыщенных паров жидкости выше НКПР - 1; в остальных случаях - 0;

в) возможность образования капельной смеси в атмосфере (e): для надземных участков - 1; для подземного участка - 1 в случае напорной струи, в случае ее отсутствия - 0; для подводных переходов - 0;

г) мгновенное воспламенение (f): для подводных ОПО МН и МНПП - 0; для иных вариантов выброса: для истечения стабильной жидкой фазы - 0,05, для истечения нестабильной жидкой фазы - 0,2;

д) возможность образования разлития для подводных участков при свище и скорости течения более 1 м/с - 0, в остальных случаях - 1;

е) образование взрывоопасного облака паров нефти, нефтепродукта при испарении с пролива (g) для всех нефтей и нефтепродуктов с давлением насыщенных паров менее 10 кПа - 0, в остальных случаях - 1;

ж) отсроченное воспламенение (воспламенение с задержкой) (h): при выбросе в тоннеле - 0,1; в остальных случаях: для истечения стабильной жидкой фазы - 0,061, для истечения нестабильной жидкой фазы - 0,24;

и) возможность образования взрывоопасной смеси в межтрубном пространстве для прокладки "труба в трубе" с последующим ее взрывом и разрушением внешней трубы (a) - не равна нулю только для свищей во внутренней трубе при транспортировании нефти, нефтепродуктов с давлением насыщенных паров выше НКПР и принимается равной 7·10^-5;

к) возможность увеличения отверстия разрушения (во внутренней трубе) после взрыва взрывоопасной смеси в межтрубном пространстве с последующим ее разрушением (b) - 0,1.

Рис. 1. Дерево событий при разгерметизации технологического трубопровода

Приведенные условные вероятности могут быть скорректированы с учетом дополнительных решений, направленных на снижение риска аварий.

На рисунке 1 настоящего приложения не представлены ветвления, связанные с действиями по тушению, ликвидации пожара. Такое ветвление происходит по двум путям:

а) прекращение пожара в случае успешных действий;

б) продолжение пожара в случае неудачи.

Данное ветвление учитывается при расчете условных вероятностей конечных событий, что достигается путем умножения соответствующей условной вероятности на условную вероятность успешности тушения пожара. Процедура выполняется для каждой ветви "дерева событий", на которой предпринимается соответствующее действие.