Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

 

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска


Наименование:


контрольная работа Оценка риска аварии на нефтепроводе

Информация:

Тип работы: контрольная работа. Добавлен: 27.04.2013. Год: 2012. Страниц: 15. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерство образования и науки Российской Федерации
ГОУ ВПО Кубанский государственный технологический университет
(КубГТУ)
НОВОРОССИЙСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Факультет Экологии и технологии энергоносителей
Кафедра техносферной безопасности и промышленной экологии

.
РАСЧЕТНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Надежность технических систем и техногенный риск при эксплуатации объектов защиты окружающей среды»
на тему «Оценка риска аварии на нефтепроводе»


Выполнил(а) студент(ка) группы 08-ФН-ИЗ

___Чередниченко В.А.___
(фамилия, имя, отчество)




Руководитель работы ______ Чура Н.Н.


Защищена ___ Оценка ___

2012г.
1 Оценка частоты возникновения аварий
В соответствии с рекомендациями национального стандарта ГОСТ Р 51901-2002 [1] и нормативного документа РД 03-418-01 [2] частота возникновения аварий нефтепроводов (вероятностная составляющая риска) определена на основе ретроспективного анализа аварийности объектов-аналогов – магистральных нефтепроводов (МН). По статистическим данным Ростехнадзора за период времени эксплуатации Т = 10 лет (1999 – 2008 г.г.) на МН произошло N = 124 крупных аварии. Общая протяженность МН составляла L = 50 тыс. км. Исходя из этих данных, среднее значение частоты аварий трубопроводной системы МН за 1 год составит:
? =
= 12,4 1/год.
Удельная частота возникновения аварий (на 1 км трассы) будет равна:
? уд = = 0,25 1/(тыс. км · год) = 0,25 . 10-3 1/(км · год).
Для нефтепровода (или его участка) протяженностью L1 = 13,5 км расчетная частота аварий составит:
?L =
= 0,25 · 10-3 · 52 = 0,013 1/год, (1)
т.е. в среднем 1 раз за время Т1 = 1/ ?L = 1/0,013 = 77 лет.
    Оценка объемов разливов нефти
Основным дефектом трубопроводов, приводящим к крупным аварийным разливам, как правило, является образование трещин. При моделировании истечения предполагается, что дефектное отверстие (разрыв) имеет характерный линейный размер LР = f(Dу), т.е. зависящий от условного диаметра нефтепровода, величиной 10 мм; 0,3Dу; 1,5Dу и вероятностями возникновения рi = 0,7; 0,23; 0,07, соответственно. Вероятностное распределение размеров трещин получено на основе статистического анализа аварий и рекомендуется Руководством [3]. При этом наибольший из приведенных разрывов (LР = 1,5Dу) трактуется как разрыв на полное сечение трубопровода (или “гильотинный”), что обычно инициирует максимальные по объему утечки.
Считая форму отверстия близкой к круговой, можно определить его площадь. Таким образом, аварийный расход, м3/с, через отверстие эквивалентным диаметром dэк = LР составит:
(2)
где ? – коэффициент истечения, в первом приближении ? = 0,6; g – константа, g = 9,81 м/c2; Н1 – напор, обусловленный рабочим давлением Р в аварийном сечении нефтепровода, м, (1 кг/см2 = 10 м). При этом следует отметить, что расчетная величина Q1 для каждого из дефектных отверстий не должна превышать заданного значения расхода нефтепровода Q



Так как аварийный расход Q1(3)=12,75 м3/с больше величины Q в задании, принимаем значение Q1(3) равным Q=3200/3600=0,88 м3/с.

Общий алгоритм оценки количества разлившейся нефти представлен на рисунке 1. Количество нефти, которое может вытечь при аварии, является вероятностной функцией, зависящей от следующих параметров:
- площади дефектного отверстия с характерным размером LР = dэк;
- продолжительности утечки нефти в напорном режиме, т.е. с момента возникновения аварии до остановки перекачки и закрытия задвижек. Принято, что время t1 и t2 составляет 5 и 10 мин., причем вероятности этих событий равны р = 0,7 и р = 0,3 соответственно. За это время при интенсивности (расходе) утечки Q1 образуется объем утечки нефти VН. Для его расчета используется уравнение расхода, которое имеет общий вид:
V = Q t, м3; (3)

VН1= 0,00089·300=0,267 м3;
VН2=0,00089·600= 0,534 м3;
VН3=0,51·300 =153 м3;
VН4=0,51·600 = 306 м3;
VН5=0,88 ·300 =264 м3;
VН6=0,88 ·600 = 528 м3.























Рис. 1 Алгоритм расчёта аварийных утечек нефти

Определяем расход и объем утечки нефти в безнапорном (самотёчном) режиме. Напор Н2, под действием которого происходит истечение в этот период, обусловлен лишь разностью отметок нефтепровода, т.е. наличием повышающихся участков по его длине. В расчете величина Н2 является заданной. Принятое время безнапорного истечения t1 и t2 составляет 20 мин. и 2 ч. (в зависимости от быстроты ликвидации истечения) с соответствующей вероятностью р (см. рис.1).
Таким образом, аварийный расход утечки в безнапорном состоянии составит:



Так как аварийный расход Q2(3)=5,026 м3/с больше величины Q в задании, принимаем значение Q2(3) =0,88 м3/с.
Объем аварийной утечки в безнапорном режиме составит:
VО1= VО3= 0,00035·1200=0,42 м3;
VО2= VО4= 0,00035·7200=2,52 м3;
VО5= VО7= 0,2 ·1200=240 м3;
VО6= VО8= 0,2 ·7200=1440 м3;
VО9= VО11= 0,88·1200=1056 м3;
VО10= VО12= 0,88·7200=6336 м3.

Объем трубы по заданию составляет 26 100 м3, VО3(2ч) не превышает это значение.
Определяем полный объем аварийной утечки и её массу в соответствии с принятыми сценариями аварии. Для каждого из сценариев определяется полный объем утечки:
V = VН + VО, м3, (4)
а также масса утечки:
М = ?Н V, т. (5)

При этом общий сценарий развития аварии имеет вид: «разгерметизация нефтепровода > утечка дизтоплива на поверхность земли > растекание по поверхности земли > поступление в акваторию реки (10% объема утечки) > растекание по поверхности водного объекта». Такое последовательное перечисление расчетных или планируемых событий часто носит название легенды аварии (легенды учений).

V1 = VН1(5) + VО1(20)= 0,267 + 0,42 = 0,687 м3,
V2 = VН1(5) + VО1(2ч)= 0,267 + 2,52 = 2,787 м3,
V3 = VН1(10) + VО1(20)= 0,534 + 0,42 = 0,954 м3,
V4 = VН1(10) + VО1(2ч)= 0,534 + 2,52 = 3,054 м3,
V5 = VН2(5) + VО2(20)= 153 + 240 = 393 м3,
V6 = VН2(5) + VО2(2ч)= 153+ 1440 = 1593 м3,
V7 = VН2(10) + VО2(20)= 306 + 240= 546 м3,
V8 = VН2(10) + VО2(2ч)= 306+ 1440 = 1746 м3,
V9 = VН3(5) + VО3(20)= 264 + 1056 = 1320 м3,
V10 = VН3(5) + VО3(2ч)= 264 + 6336 = 6600 м3,
V11 = VН3(10) + VО3(20)= 528+ 1056 = 1584 м3,
V12 = VН3(10) + VО3(20)= 528 + 6336 = 6864 м3.

Масса утечки для рассмотренных сценариев составит:
М1 = 0,86·0,687 =0,591 т
М2 = 0,86·2,787 =2,397 т
М3 = 0,86·0,954 =0,820 т
М4 = 0,86·3,054 =2,626 т
М5 = 0,86·393=338 т
М6 = 0,86·1593=1370 т
М7 = 0,86·546 =470 т
М8 = 0,86·1746 =1502 т
М9 = 0,86·1320 =1135 т
М10 = 0,86·6600 =5676т
М11 = 0,86·1584 =1362 т
М12 = 0,86·5864 =5903 т

Дерево событий аварии на нефтепроводе приведено на рисунке 2.

Рисунок 2 – Дерево событий аварии нефтепровода
Расчетная частота реализации каждого сценария аварии А1, А2, и т.д. (см. рис. 2) определяется умножением частоты возникновения аварии (исходного события) на вероятность развития событий именно по этому сценарию. Так, рассмотренные сценарии аварий будут иметь расчетную частоту возникновения:

?А 1 = ?А р1 р4 р10 = 0,013 · 0,7 . 0,7 . 0,7 = 4,5· 10-3 1/год,
?А 2 = ?А р1 р4 р11 = 0,013 · 0,7 . 0,7 . 0,3 = 1,9· 10-3 1/год,
?А 3 = ?А р1 р5 р12 = 0,013 · 0,7 . 0,3 . 0,7 = 1,9· 10-3 1/год,
?А 4 = ?А р1 р5 р13 = 0,013· 0,7 . 0,3 . 0,3 = 8,2· 10-4 1/год,
?А 5 = ?А р2 р6 р14 = 0,013 · 0,23 . 0,7 . 0,7 = 14,7· 10-4 1/год,
?А 6 = ?А р2 р6 р15 = 0,013 · 0,23 . 0,7 . 0,3 = 62,8· 10-5 1/год,
?А 7 = ?А р2 р7 р16 = 0,013 · 0,23 . 0,3 . 0,7 = 62,8· 10-5 1/год,
?А 8 = ?А р2 р7 р17 = 0,013 · 0,23 . 0,3 . 0,3 = 27· 10-5 1/год,
?А 9 = ?А р3 р8 р18 = 0,013 · 0,07. 0,7 . 0,7 = 44,6· 10-5 1/год,
?А 10 = ?А р3 р8 р19 = 0,013· 0,07 . 0,7 . 0,3 = 19,1· 10-5 1/год,
?А 11 = ?А р3 р9 р20 = 0,013· 0,07 . 0,3 . 0,7 = 19,1· 10-5 1/год,
?А 12 = ?А р3 р9 р21 = 0,013· 0,07 . 0,3 . 0,3 = 8,2· 10-5 1/год.

3 Оценка последствий аварии

Величина (размер) последствий, произошедших в результате аварии, является второй обязательной составляющей оценки риска. Последствия аварии могут быть выражены в различной форме (не всегда в денежной) и часто имеют обобщенное обозначение Y.
Ущерб от аварий (финансовый) на опасных производственных объектах, в т.ч. нефтепроводах, рекомендуется выражать в общем виде формулой:
УПОЛН = ППП + ЗЛА + ПСЭ + УК + УЭКОЛ + ПВ ТР,

где ППП – прямые потери организации, эксплуатирующей опасный производственный объект, руб.; ЗЛА – затраты на локализацию (ликвидацию) и расследование аварии, руб.; ПСЭ – социально-экономиче кие потери (затраты, понесенные вследствие гибели и травматизма людей), руб.; УК – косвенный ущерб, руб.; УЭКОЛ – экологический ущерб, руб.; ПВ ТР – потери от выбытия трудовых ресурсов в результате гибели людей или потери ими трудоспособности.
Существующие методические документы позволяют представить оценку эколого-экономическо о ущерба в обобщенном виде как целевую функцию:
У = УА + УВ + УЗ + УБ,


составляющие которой УА, УВ, УЗ, УБ определяют эколого-экономическ й ущерб компонентам природной среды, соответственно: атмосферному воздуху; поверхностным и подземным водам; землям, недрам и почвам; биоресурсам (растительный и животный мир и иные организмы).
Площадь загрязнения земель нефтью и нефтепродуктами может быть определена расчетно-аналитически методом по формуле:

,


где FЗ – площадь земли, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, м2; МЗ – количество нефти и нефтепродуктов, разлившихся на поверхности земли, т, по условию задания МЗ составляет 90% от всей массы утечки; КЗ – эмпирический коэффициент (для горизонтальной поверхности):
КЗ = 0,17 – 0,19 м2 /кг – для нефтепродуктов.














Степень загрязнения водных объектов характеризуется количеством растворенной и (или) эмульгированной в воде нефти и определяется по формуле:
,

где МВ – количество нефти растворенной и (или) эмульгированной в воде, т, по условию задания МВ составляет 10% от массы утечки; a – коэффициент пропорциональности, м3/г, определяется по данным таблицы 1; СН – концентрация насыщения воды нефтью, г/м3, определяется по данным таблицы 1; СФ – фоновая концентрация нефти в воде принято СФ=0,05·10-3, г/м3.

Таблица 1 – Концентрация насыщения воды нефтью в зависимости от типа водного объекта
Тип водного объекта
a, м3
СН, г/м3
Водоем

26
Водоток

122














МПЛ - количество пленочной нефти, т, оставшейся на поверхности водных объектов после проведения мероприятий по ликвидации разливов нефти, в работе принимаем МПЛ=0(пленочная нефть полностью удалена).
Загрязнение атмосферы при аварийных разливах нефти характеризуется количеством испарившихся низкомолекулярных углеводородов и определяется по формуле:
,

где МИ – суммарное количество низкомолекулярных углеводородов, испарившихся при разливе нефти, т;
МИЗ – количество низкомолекулярных углеводородов, испарившихся с поверхности нефти, разлившейся по поверхности земли, т;
МИВ – количество низкомолекулярных углеводородов, испарившихся с поверхности нефти, разлившейся по поверхности водных объектов, т.
Количество низкомолекулярных углеводородов, МИЗ, испарившихся с поверхности нефти, т, разлившейся по поверхности земли, определяется по формуле:
,

где qЗ – удельная величина выбросов углеводородов в атмосферу с поверхности нефти, разлившейся по земле, кг/м2, определяется по данным табл. 2 [7] в зависимости от величин:
?З – толщины слоя свободной нефти на поверхности земли, м, определяется по формуле (12);
?З – продолжительности процесса испарения свободной нефти с поверхности земли, ч, принято ?З =240ч (10 суток – время сбора нефти);
tЗ – средней температуры поверхности испарения при испарении свободной нефти с поверхности земли, оС, в расчете значения температур земли, нефти, воды принято равным 20 оС.
Для определения удельной величины выбросов углеводородов при промежуточных значениях параметров, не указанных в табл. 2, [7], производится линейная интерполяция между смежными значениями.
Толщина слоя свободной нефти на поверхности земли ?З рассчитывается по формуле:




;

Тогда, при толщине слоя свободной нефти на поверхности земли ?З =0,006м, методом линейной интерполяции определили, что величина qЗ=1,11 кг/м2. Следовательно МИЗ составит:














Количество низкомолекулярных углеводородов МИВ, испарившихся с поверхности нефти, разлившейся по поверхности водных объектов, определяется по формуле:
,

где qВ – удельная величина выбросов углеводородов в атмосферу с поверхности нефти, разлившейся по поверхности водных объектов, кг/м2, определяется по данным табл. 2, [7], в зависимости от величин:
?B – толщины слоя свободной нефти на поверхности водных объектов, м, обычно рассчитывается по формуле (14) в расчете принято ?В=0,003 м[3];
?В – продолжительности процесса испарения свободной нефти с поверхности водных объектов, ч, принято ?В =24 ч.

Толщина слоя свободной нефти на поверхности водных объектов ?B обычно рассчитывается по формуле:
.

FВ – площадь водной поверхности, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, определяется из формулы (14):
Толщина слоя свободной нефти на поверхности водных объектов ?B принимается равной 0,003 м, следовательно qВ=0,625 кг/м2. Из формулы 16 находим FВ.

В расчетах величина FВ составит:












Масса испарившихся нефтепродуктов с поверхности водного объекта составит:












Общая масса загрязнения атмосферы низкомолекулярными углеводородами, составит:












В качестве показателя эколого-экономическ й значимости нефтезагрязненных земель в данном расчете принимается стоимость освоения для хозяйственных нужд новых земель с учетом экологических факторов и экономической значимости территории. Нормативы средней стоимости освоения новых земель (тыс. руб./га) для территориальных зон РФ приведены в табл. 3[7] .
Экономический ущерб в результате загрязнения земель (эколого-экономическ й ущерб) может быть определен по формуле:

,


где УЗ – экономический ущерб в результате загрязнения земель нефтью и нефтепродуктами, тыс. руб.;
НЗ – норматив стоимости освоения новых земель, тыс. руб./га, определяется по табл. 3[7];
FЗ – площадь загрязнения, га;
КЭЗ – коэффициент, учитывающий экологические факторы территории, равный 1,9 (табл.4 [7]);
Кt – коэффициент пересчета, учитывающий продолжительность периода времени по восстановлению нефтезагрязненных земель, принимаем равным 1;
К? – коэффициент пересчета, учитывающий степень загрязнения земель нефтью и нефтепродуктами, принимаем 1;
Кh – коэффициент пересчета, учитывающий глубину загрязнения земель нефтью и нефтепродуктами, принимаем 1.













Экономический ущерб в результате загрязнения нефтью и нефтепродуктами водных объектов определяется по формуле:
,

где УВ – экономический ущерб в результате загрязнения нефтью и нефтепродуктами водных объектов, тыс. руб.;
КШ – коэффициент штрафных санкций за сверхлимитный сброс вредных веществ, принимается равным 5;
НВ – норматив платы за сброс вредных веществ (нефть и нефтепродукты) в водные объекты в пределах установленных лимитов, равен 27,55 тыс. руб./т [7];
МВН– определяется по формуле (9);
МПЛ - количество пленочной нефти, т, оставшейся на поверхности водных объектов после проведения мероприятий по ликвидации разливов нефти, в работе принимаем МПЛ=0(пленочная нефть полностью удалена);
КИ – коэффициент индексации за период времени ввода норматива платы по настоящее время, устанавливается федеральным законом о государственном бюджете на соответствующий год. Примечание: норматив платы за сброс вредных веществ (нефть и нефтепродукты), установленный Правительством РФ в 2003 г. (27,55 тыс. руб./т), применяется в 2012 г. c коэффициентом индексации КИ = 2,05 – см. № 371-ФЗ от 30.11.2011 г.; КЭВ – коэффициент, учитывающий экологические факторы (состояние водных объектов), принимаем равным 1,53 (табл. 7 [7]).













Экономический ущерб в результате загрязнения нефтью и нефтепродуктами атмосферы определяется по формуле:

,
(17)


где УА – экономический ущерб в результате загрязнения нефтью и нефтепродуктами атмосферы, тыс. руб.;
КШ – коэффициент штрафных санкций за сверхлимитный выброс вредных веществ, принимается равным 5;
НА – норматив платы за выброс в атмосферу летучих низкомолекулярных углеводородов в пределах установленных лимитов, 25 руб./т [5];
МИ - определяется по формуле (10);
КИ – коэффициент индексации. (Примечание: норматив платы за выброс вредных веществ (летучие низкомолекулярные углеводороды), установленный Правительством РФ в 2005 г. (25 руб./т), применяется в 2012 г. c коэффициентом индексации КИ = 1,67 – см. № 371-ФЗ от 30.11.2011 г.; КЭА – коэффициент, учитывающий экологические факторы (состояние атмосферы),принимаем равным1,6 (табл. 4 [7]).














Экономическая оценка ущерба в результате загрязнения нефтью и нефтепродуктами земель, водных объектов и атмосферы, тыс. руб., определяется по формуле:
.


У1 = 4,92 + 2,722 + 0,0415 = 7,68 тыс.руб.
У2 = 20 + 10,801 + 0,162 = 30,96 тыс.руб.
У3 = 6,8 + 3,759 + 0,057 = 10,62 тыс.руб.
У4 = 21,8 + 12,097 + 0,185 = 34,082 тыс.руб.
У5 = 2821,5 + 1551.07 + 23,013 = 4395,58 тыс.руб.
У6 = 11388.6 + 6277,7 + 83,4 = 17749,7 тыс.руб.
У7 = 3898,6 + 2155,9 + 32,064 = 6086,56 тыс.руб.
У8 = 12465,9 + 6886.9 + 102,204 = 19455 тыс.руб.
У9 = 9439,2 + 5201,9 + 77,154 = 14718,25 тыс.руб.
У10 = 47196 + 26018,2 + 386,438=73600,64 тыс.руб.
У11 = 11286 + 6243,2 + 92,852 = 17622.05 тыс.руб.
У12 =49042,8 + 27059,5 + 401,802 = 76504,102 тыс.руб.













4 Оценка и анализ риска

Степень риска аварий магистральных нефтепроводов, согласно Руководству [3], рекомендуется выполнять с помощью критериев, которые приведены в табл. 2. Показатели степени риска здесь имеют качественный характер (низкая, средняя, высокая) и могут быть использованы для сравнительных оценок.
Таблица 2 – Критерии степени риска аварий на магистральных нефтепроводах [3]
Степень риска
Ожидаемый объем потерь нефти,RM, т/год, на 1000 км длины МН
Ожидаемый экологический ущерб, RЭ, руб./год на 1000 км длины МН
Низкая
Менее 0,1
Менее 100 тыс.
Средняя
0,1 – 100
100 – 1000 тыс.
Высокая
Более 100
Более 10 млн.


В качестве критериев приняты количественные значения величин ожидаемых потерь нефти при аварийной разгерметизации МН, представленные в натуральном выражении (т/год).
Для сценария А1:
RM=?1· M1·1000/L1=0,0045·0,591·1000/52=0,051 т/год;
RЭ= ?1· У1·1000/L1=0,0045·7680·1000/52=664,62 руб/год.
Для сценария А12:
RM=?12· M12·1000/L1=82·10-6·5903·1000/52=9,31 т/год;
RЭ= ?12· У12·1000/L1=82·10-6·76504102·1000/52=120 641 руб/год.
Согласно таблице 2 авария А1 относится по данным RM и RЭ к низкой степени риска, а авария А12 относится по показателю RМ и RЭ к средней степени риска.
По значению экологического ущерба на 1000 км длины МН, по таблице 11 [7] определяем границы областей уровня рисков для критически важных объектов федерального значения. Величина ожидаемого экологического ущерба равные 664,62 и 120 641 руб./год больше 100 тыс. руб/год, поэтому относится к существенным (ЧС муниципального и/или межмуниципального характера). Зная частоту аварий ?1 =1,3·10-2, определяем, что данная авария находится в области повышенного риска.
Список использованных источников

    ГОСТ Р 51901-2002. Управление надежностью. Анализ риска технологических систем.
    РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов. Утв. Госгортехнадзором РФ 10.07.2001.
    Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах. Согл. Госгортехнадзором РФ, № 10-03/418 от 07.07.1999.
    РД-03-14–2005. Порядок оформления декларации промышленной безопасности опасных производственных объектов и перечень включаемых в нее сведений.
    Методики оценки риска чрезвычайных ситуаций и нормативы приемлемого риска чрезвычайных ситуаций (Руководство по оценке рисков чрезвычайных ситуаций техногенного характера, в том числе при эксплуатации критически важных объектов Российской Федерации). Утв. перв. зам. министра МЧС Р.Х. Цаликовым 9. 01. 2008 г. / Проблемы анализа риска. – Том 4 – 2007. – № 4.
    Указания по определению нижнего уровня разлива нефти и нефтепродуктов для отнесения аварийного уровня к ЧС. Утв. приказом МПР России от 3.03.2003 г. № 156.
7. Методические указания по выполнению расчетной (практической) работы «Оценка риска аварии на нефтепроводе» для студентов всех форм обучения специальности 280202 Инженерная защита окружающей среды




и т.д.................


Скачать работу


Скачать работу с онлайн повышением оригинальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.