Пантелеев В.А., ООО «Институт Риска и безопасности»

Сумской С.И., Пчельников А.В., ГУП НТЦ «Промышленная безопасность»

Программные продукты PHAST и SAFETI разработаны фирмой Det Norske Veritas (DNV, EU), одной из ведущих  в мире фирм в области оценки риска, специализирующейся в области промышленной безопасности химических, нефтехимических, нефте- газодобывающих производств.

Методики и программное обеспечение DNV разработаны на основе передового мирового опыта в области моделирования и оценки последствий различных аварийных ситуаций.

PHAST и SAFETI широко используются в мире в течение более чем 20 лет для оценки последствий и рисков химических и взрыво- пожароопасных объектов. В настоящее время число пользователей PHAST насчитывает более 450 организаций во всем мире, SAFETI - более 120. В числе пользователей такие крупные компаниями, как British Petroleum, Shell, Exxon Mobil, Amoko, BASF, Dow Chemical, Esso, Bayer, Dupon, а также государственные надзорные органы – Объединенный исследовательский центр европейской комиссии, Голландии, Бельгии, Австралии, Венгрии, Малайзии, Филиппин др.

В России программные продукты DNV появились в результате реализации проекта ТАСИС «Содействие Министерству по чрезвычайным ситуациям в области предупреждения и ликвидации аварий» 2000-2001 гг.

Программное обеспечение DNV было выбрано в результате проведения международного тендера. Предварительный анализ рынка программного обеспечения для оценки риска промышленных аварий показал, что если для анализа последствий аварий существует очень большое разнообразие предлагаемых программных средств, то для проведения количественных оценок риска аварий предложения весьма ограничены. При проведении тендера в рамках проекта ТАСИС в Европе удалось обнаружить только три общедоступных программных продукта, позволяющих решать задачи оценка риска - SAFETI (DNV, EU), RISKCURVES (TNO, Нидерланды), PROCESS RISK TOOL (Shell, UK).

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, кинетическую энергию истечения и ряд других существенных 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, а также вносить в базу данных новые вещества и смеси.

- С помощью программы PHAST можно оценить распределения интенсивности различных поражающих факторов в пространстве для набора фиксированных аварийных сценариев.

- Программа SAFETI используется для определения основных количественных показателей риска для человека – поля потенциального территориального риска, кривые 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.

Необходимо отметить, что компьютерная реализация методик DNV представляет собой именно программный продукт. Т.е. пользователю предоставляется не только сама программа, но и методические рекомендации по ее использованию, теоретическая база, данные по верификации, а также «горячая линия» для поддержки, консультации и обучение.

Безусловно программы DNV обладают определенными недостатками, однако они непрерывно развиваются и дополняются новыми возможностями. Так, например, в 2003 г. появилась возможность моделирования линейных источников опасности, оценки риска транспортировки опасных веществ. Кроме того, появилась возможность работы с основными ГИС форматами. Постоянно увеличивается количество рассматриваемых сценариев. Так, в последней версии появилась возможность оценить риск от пожара на складе пестицидов с учетом токсичности продуктов горения.

Российские специалисты, в том числе и специалисты Института Риска и Безопасности, под руководством международных экспертов, в течении двух лет использовали программное обеспечение DNV для проведения оценок последствий аварий и риска на пилотных объектах проекта ТАСИС. Программы были использованы для оценка риска установки оксосинтеза (давление 270 атм, температура до 180 оС), установки по очистке бутадиена (давление 5 атм, температура 60 оС), хранилища хлора в танках и железнодорожной эстакады налива хлора. Полученные результаты позволили определить основные опасности рассмотренных производств, выделить наиболее опасные сценарии и наиболее опасные системы и узлы установок, определить масштабы возможных последствий и величину рисков. Из проведенной работы можно сделать выводы, что программы DNV являются мощным инструментом для оценки последствий промышленных аварий и рисков.

В дальнейшем программы DNV успешно зарекомендовали себя при проведении оценок риска и последствий аварий на объектах нефтепродуктообеспечения, первичной переработки нефти, складах хлора и фосгена.

В ряд случаев за счет использования моделей, учитывающих большее число существенных факторов, были получены существенные уточнения результатов по сравнению с более простыми моделями.

Так, например, часто в российской практике в качестве аварии с наибольшими последствиями рассматривается катастрофическое разрушение резервуара. Однако, при учете кинетической энергии истекающей струи и первичного рассеивания облака при катастрофическом разрыве, зона поражения в случае истечения через отверстие оказывается больше, чем при мгновенном разрыве резервуара, причем существует «оптимальный» диаметр дающий наибольшую зону поражения.

Другим примером может служить возможность движения облака тяжелого газа против ветра за счет расширения при мгновенном разрыве резервуаров и последующего гравитационного растекания. Данное явление, как правило, не учитывается моделями легкого газа в случае их использования при моделировании аварий с участием тяжелого газа, а это может оказать существенное влияние на результаты оценок последствий аварий и риска.

Кроме этого в ряде случаев существенное влияние на оценки последствий оказывает направление истечения, возможность дрейфа ТВС и другие факторы, которые не учитываются более простыми моделями.

Сравнение результатов моделирования последствий аварий с помощью методик DNV, отечественных и аналогичных зарубежных методик показывают, что в целом из-за общности теоретических подходов и базовых моделей результаты соизмеримы при одинаковых начальных условиях.

Для сравнения результатов оценки риска по различным методикам ГУП «НТЦ «Промышленная безопасность» и «Институтом риска и безопасности» была проведена работа по оценки риска нефтебазы «Грушовая».

В процессе работы были согласованы только перечни и вероятности начальных событий, а также характеристики окружающей среды. В остальном оценки риска проводились намеренно независимо. Т.е. не производилось согласование критериев поражения, свойств смесей углеводородов, вероятностей реализации типов аварийных сценариев и ряда других величин, являющихся изменяемыми параметрами методик и часто имеющих экспертный характер.

При оценке риска с помощью методик DNV использовались рекомендованные по умолчанию параметры для деревьев событий и критериев поражения.

Сравнение размеров зон поражения показало в целом удовлетворительное совпадение.

Сравнение результатов оценки риска, даже в таких жестких условиях с точки зрения изменяемых параметров методик, показало приемлемое совпадение результатов с точки зрения выделения объектов по уровню опасности и вкладу в риски, а также по форме полей потенциального риска и удовлетворительное совпадение в оценках коллективного риска. Очевидно, что в случае согласования ряда изменяемых параметров совпадение результатов может быть улучшено.