64
распределения времени безотказной работы всех элементов проектируемой
системы.
В настоящее время разработано большое количество методов
преобразования логических ФРС в ВФ. Все они характеризуются высокой
громоздкостью и трудоемкостью процедур перехода, и их практическое
применение возможно только при полной автоматизации [8].
3.Описание этапа выполнения расчетов Обобщенная схема
завершающего четвертого этапа проектного расчета надежности приведена
на рисунке 13.
В правой части схемы приведены типовые показатели надежности,
вычисление которых предусмотрено требованиями государственных
стандартов и руководящих документов по надежности автоматизированных
систем управления. В технологии АСМ расчет указанных показателей
выполняется на основе многочленов вероятностных функций, параметров
надежности элементов и инверсированных логических функций
работоспособности, представляющих все минимальные сечения отказов по
каждой функции по проектируемой системе в целом [8].
Рисунок 13 - Схема задачи вычисления показателей надежности
Программный комплекс «АРБИТР» предназначен для [8]:
автоматизированного моделирования и расчета показателей
надежности структурно-сложных систем, включая объекты использования
65
атомной энергии (ОИАЭ) и другие опасные производственные объекты
(ОПО);
автоматизированного моделирования и расчета вероятностей
возникновения (невозникновения) аварийных ситуаций и аварий опасных
производственных объектов, включая ОИАЭ.
Практическое применение комплекса «АРБИТР» основано на новой
информационной технологии автоматизированного структурно-логического
моделирования (АСМ), которая включает в себя следующие этапы [8].
1. Формализованной постановки задачи анализа надежности,
живучести, безопасности (технического риска) исследуемой структурно-
сложной системы осуществляется на основе ее исходной функциональной
схемы и описания процесса функционирования. На этом этапе
подготавливается структурная модель исследуемого свойства системы в
виде, например, блоксхемы, графа связности, дерева отказов, дерева
событий. Подготовленная структурная модель представляется в форме схемы
функциональной целостности (СФЦ). Определяются параметры надежности
элементов и исследуемые режимы.
2. Автоматизированного моделирования и расчетов вероятностных
показателей, исследуемых свойств системы, которые выполняются
комплексом «АРБИТР» автоматически, на основе подготовленных на первом
этапе исходных данных (СФЦ, параметров элементов и исследуемых
режимов). На этом этапе комплекс обеспечивает:
представление в исходной структурной схеме до 400 элементов
(вершин) основного графа и до 100 элементов в каждой декомпозированной
вершине основного графа исследуемой системы;
автоматическое построение логических функций, представляющих
кратчайшие пути успешного функционирования, минимальные сечения
отказов системы или их комбинации (размеры ограничиваются техническими
характеристиками компьютера);
66
автоматическое построение вероятностных функций (размеры
ограничиваются техническими характеристиками компьютера),
обеспечивающих точный расчет показателей надежности, безопасности и
технического риска исследуемых систем;
расчет вероятности реализации заданных критериев безотказности,
отказа и технического риска функционирования системы;
расчет вероятности безотказной работы или отказа и средние
наработки до отказа невосстанавливаемых систем;
расчет коэффициента готовности/неготовности, средней наработки на
отказ, среднего времени восстановления и вероятности безотказной
работы/отказа восстанавливаемой системы;
расчет вероятности готовности смешанной системы, состоящей из
восстанавливаемых и невосстанавливаемых элементов;
расчет значимостей, положительных и отрицательных вкладов всех
элементов системы;
приближенный расчет вероятностных показателей (без построения
вероятностной функции) без отсечки и с отсечкой малозначимых путей и
сечений;
расчет вероятности реализации отдельных путей функционирования
и минимальных сечений отказов системы;
учет различных видов зависимостей элементов, представляемых
группами несовместных событий;
учет двухуровневой декомпозиции структурной схемы,
дизъюнктивных и конъюнктивных кратностей сложных элементов
(подсистем);
учет неограниченного числа циклических (мостиковых) связей между
элементами системы;
3. Использования результатов автоматизированного моделирования и
расчетов для подготовки отчетной документации, выработки и обоснования
67
управленческих решений в области надежности, живучести, безопасности и
технического риска.
3.2. Совершенствование технологии управления риском с помощью
создания программы целевых мероприятий по управлению рисками
На площадке нефтебазы могут возникать следующие аварийные
ситуации согласно третий части второй главы:
1. Разгерметизация (разрушение) резервуара хранения.
2. Разгерметизация ж/д цистерны.
3. Разгерметизация автоцистерны.
Определим возможные причины возникновения аварии с помощью
дерева отказов для каждой аварийной ситуации (рисунок 14-15), которые
заносим в ПК «Арбитр»:
Рисунок 14 - СФЦ Дерево отказов при разгерметизации
резервуара
68
Рисунок 15 - СФЦ Дерево отказов при разгерметизации ж/д
цистерны
Рисунок 16 - СФЦ Дерево отказов при разгерметизации
автоцистерны
Вероятности возникновения инициирующих аварийную ситуацию
событий представлены в таблице 9 по результатам расчета в ПК «Арбитр».
Таблица9
Вероятность возникновения инициирующих событий
№ п/п
Инициирующее событие
Вероятность, 1/год
1
Разгерметизация
резервуара хранения
5,602Е-07
2
Разгерметизация ж/д
цистерны
1,939Е-07
3
Разгерметизация
автоцистерны
2,114Е-06
Результаты расчета вероятностей возникновения инициирующих
событий (таблица 9) заносим в ПК «Арбитр» (рисунок 17- 19).
69
Рисунок 17 - СФЦ ДС при разгерметизации резервуара
Рисунок 18 - СФЦ ДС при разгерметизации ж/д цистерны
Рисунок 19 - СФЦ ДС при разгерметизации автоцистерны
Результаты расчета заносим в таблицу 10.
Таблица10
70
Результаты расчета вероятностей реализации выбранных
сценариев
№
п/п
I (анменование оборудования
Частота (1/год)
I.
Разгерметизация резервуара
1,120Е-07
6,453 Е-08
4,302Е-08
3.406Е-07
2.
Разгерметизация насосного
оборудования и трубопровода
1,401Е-03
8,066Е-04
5.377Е-04
4,257Е-03
3.
Разгерметизация ж/д цистерны
3.877Е-08
2,233 Е-08
1,489Е-08
1,179Е-07
4.
Разгерметизация авюцнстерны
4,228Е-07
2,436Е-07
I.624E-07
I.285E-06
5.
Разлив нефтепродукта в результате
переполнения резервуара
4,941Е-04
2,846Е-04
1,897Е-04
I.502E-03
Индивидуальный риск для персонала Красносельской нефтебазы
рассчитывается для открытой площадки нефтебазы. Потенциальный риск
находим по формуле:
, (3.1)
где P
i
− вероятность реализации выбранного сценария (табл. 11);
Q
i
− вероятности поражения человека в операторной или на территории
склада. Индивидуальный риск определяется по формуле:
71
(3.2)
где Fл_i_m – вероятность пребывания человека в рассматриваемой
точке пространства (i);
n – число рассматриваемых точек пространства;
Rп.т. – потенциальный территориальный риск в зоне i. Все значения
заносим в ПК «Арбитр» (рисунок 11).
В качестве характерных мест пребывания человека на базе, для
которых рассчитывается индивидуальный риск в ПК «Арбитр», выбираем
здание АБК и площадки слива железнодорожных цистерн и налива
автоцистерн.
Расчёты в ПК «Арбитр» дали следующие результаты:
Величина индивидуального риска для АБК Красносельской нефтебазы
равняется 1,34 · 10
-10
1/год.
Величина индивидуального риска для площадки налива АЦ
Красносельской нефтебазы равняется 5,12 · 10
-9
1/год.
Величина индивидуального риска для площадки слива ЖЦ
Красносельской нефтебазы равняется 1,34 · 10
-11
1/год.
Величина суммарного индивидуального риска для площадки
Красносельской нефтебазы равняется 5,27 · 10
-9
1/год.
3.3. Экономическое обоснование предложенных мероприятий
Приведем экономическое обоснование предложенных мероприятий.
Начнем с разработки плана мероприятий по улучшению условий,
охраны труда и промышленной безопасности
Источником информации для разработки плана мероприятий по охране
труда могут быть:
72
1) Результаты специальной оценки условий труда на рабочих
местах;
2) Результаты производственного контроля;
3) Предписания органов надзора и контроля в области охраны труда
и санитарно-эпидемиологического контроля.
Таблица11
План мероприятий по улучшению условий и охраны труда и
снижению уровней профессиональных рисков
Наименование
структурного
подразделения,
рабочего места
Наименование
мероприятия
Цель
мероприяти
я
Срок
выполнен
ия
Структурные
подразделени
я,
привлекаемы
е для
выполнения
мероприятия
Отметка
О
выполнен
ии
Бригада по
ремонту
нефтяных
скважин
внедрение и
применение
газоанализатор
ов
уменьшение
травматизма
и
проф.заболе
ваемости
май 2020
года
отдел по
охране труда,
бухгалтерия,
администрац
ия
выполнен
о
Исходные данные и расчет хозрасчетного экономического эффекта
представлены в таблицах 12, 13.
В расчете были использованы реально действующие на 31 декабря
2018 года средние цены реализации нефти за тонну, а также средняя
тарифная ставка стоимости 1 кВт·ч электроэнергии для промышленных
предприятий.
73
Таблица12
Исходные данные
№№
п/п
Показатели
Единицы
До
внедрения
После
внедрения
1
2
3
4
5
1.
Объем очистки сточной воды на
1 очистных сооружениях
м
3
/г
912500
912500
Содержание в очищенной
сточной воде:
мг/л
2.
нефти
110
40
3.
мехпримесей
55
19
4.
Количество нагнетательных
скважин, подключенных к
объекту очистки сточных вод
шт.
57
57
5.
Стоимость ремонта
нагнетательной скважины,
связанная с восстановлением
приемистости
руб.
152000
152000
6.
Средняя продолжительность
ремонта нагнетательной
скважины
сут.
21
21
7.
МРП скважин
сут.
400
564
8.
Увеличение МРП
сут.
164
9.
Число ремонтов скважины
шт.
0,867
0,624
10.
Внутренняя цена реализации
нефти (без НДС и акциза)
руб./т
12760
12760
Смешанная цена реализации
нефти (без НДС и акциза)
руб./т
14251
14251
1
2
3
4
5
Экспортная цена реализации
нефти (без НДС и акциза)
руб./т
20687
20687
11.
Условно-переменная часть
себестоимости нефти
руб./т
594
594
12.
Стоимость 1 кВтчаса
электроэнергии по двойному
тарифу
руб/кВтч
0,16
13.
Стоимость 1 кВт установленной
мощности
руб/кВт-
мес
80
14.
Стоимость 1 машино-часа
бензовоза
руб.
170,4
15.
Продолжительность 1 рейса
час.
4