Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Анализ риска с использованием дерева событий

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Экология и безопасность жизнедеятельности»

Методические указания к практическому занятию

Оценка риска развития аварии методом «дерево событий»

по дисциплине

Надежность и устойчивость технических систем,

Управление рисками

для обучающихся по направлению

20.04.01 – Техносферная безопасность

Курган 2018

Кафедра: «Экология и безопасность жизнедеятельности»

Дисциплина: «Надежность и устойчивость технических систем,

управление рисками» (направление 20.04.01 – Техносферная безопасность

Составили: доцент, канд. техн. наук Левашов С.П.

доцент, канд. техн. наук Микуров А.И.

Утверждены на заседании кафедры « » 20__ года

Рекомендованы методическим советом университета

« » 20__ года

Содержание

Введение. 4

1 Анализ риска с использованием дерева событий. 5

2 Задание 1. 7

3 Задание 2. 8

4 Контрольные вопросы по заданию.. 9

Список использованных источников. 10

Введение

Риск присутствует в любой деятельности человека. Он может относиться к здоровью и безопасности (учитывая, например, как немедленные, так и долгосрочные последствия для здоровья от воздействия химических веществ). Риск может быть экономическим, например, приводящим к уничтожению оборудования и продукции вследствие пожаров, взрывов или других аварий. Задачей управления рисками является контроль, предотвращение или сокращение гибели людей, снижение заболеваемости, снижение ущерба, урона имуществу и логически вытекающих потерь, а также предотвращение неблагоприятного воздействия на окружающую среду.

Процесс управления риском охватывает различные аспекты – от идентификации и анализа риска до оценки его допустимости и определения потенциальных возможностей снижения риска посредством выбора, реализации и контроля соответствующих управляющих действий. Анализ техногенного риска является составной частью процесса управления промышленной безопасностью. Он заключается в использовании всей доступной информации для идентификации опасностей и оценки риска возможных нежелательных событий. Результаты анализа риска используются при декларировании промышленной безопасности опасных производственных объектов, экспертизе промышленной безопасности, обосновании технических решений по обеспечению безопасности, страховании, экономическом анализе безопасности по критериям "стоимость - безопасность - выгода", оценке воздействия хозяйственной деятельности на окружающую природную среду и при других процедурах, связанных с анализом безопасности.

Длительное время в основе функционирования промышленных предприятий лежала так называемая концепция «абсолютной безопасности» или «нулевого риска» – принцип ALAPA (As Low As Practically Achievable). Концепция «нулевого риска» предусматривала такую организацию производственного объекта, при которой полностью исключалась возможность аварии. Современное состояние безопасности техносферы наглядно демонстрирует неправомерность такого подхода из-за невозможности достижения абсолютной безопасности. Кроме того, концепция абсолютной безопасности в настоящее время признается неадекватной внутренним законам техносферы.

На смену концепции «нулевого риска» пришла так называемая концепция «приемлемого риска», в основе которой заложен принцип «предвидеть и предупредить» – принцип приемлемого риска ALARA (As Low As Reasonably Achievable). Эта концепция предусматривает возможность аварии и соответственно меры по предотвращению ее возникновения и развития. Ее основные положения лежат в основе современных методов анализа техногенного риска.

Основные задачи анализа риска заключаются в представлении лицам, принимающим решения объективной информации о состоянии промышленной безопасности объекта; сведений о наиболее опасных, "слабых" местах с точки зрения безопасности; обоснованных рекомендаций по уменьшению риска.

Целью проведения практических занятий является изучение и систематизация теоретических основ управления риском, приобретение навыков по применению количественных и качественных методов анализа опасностей и оценки риска. В процессе занятий студенты должны изучить математический аппарат анализа техногенного риска; алгоритмы исследования опасностей; методы качественного и количественного анализа надежности и риска.

Важнейшим элементом обеспечения безопасности является использование программных средств, предназначенных для обнаружения и идентификации скрытых факторов угрозы, прогнозирования угрожаемых ситуаций и построения сценариев их развития. Поэтому значительный объем практических занятий отведен изучению современных программных средств, используемых для этих целей.

Практика показывает, что возникновение и развитие крупных аварий проявляются с различной частотой на разных стадиях аварии (отказы оборудования, человеческие ошибки, внешние воздействия, выброс, пролив вещества, рассеяние веществ, воспламенение, взрыв, интоксикация и т.д.). Для выявления причинно-следственных связей между этими событиями используют логико-графические методы анализа «деревьев отказов и событий».

Анализ риска с использованием дерева событий

Анализ дерева событий (АДС) – алгоритм построения последовательности событий, исходящих из основного события (аварийной ситуации). Дерево событий используется для определения и анализа последовательности (вариантов) развития аварии, включающей сложные взаимодействия между техническими системами обеспечения безопасности. Вероятность каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения вероятности основного события на вероятность конечного события. При его построении используется прямая логика.

ПРИМЕР. Допустим, путем выполнения предварительного анализа опасностей было выявлено, что критической частью реактора, т.е. подсистемой, с которой начинается риск, является система охлаждения реактора. Анализ начинается с просмотра последовательности возможных событий с момента разрушения трубопровода холодильной установки, называемого инициирующим событием, вероятность которого равна Р_А, т. е. авария начинается с разрушения (поломки) трубопровода — событие А. Далее анализируются возможные варианты развития событий (В, С, D и Е), которые могут последовать за разрушением трубопровода. На рисунке 1 изображено дерево исходных событий, отображающее все возможные альтернативы. На первой ветви рассматривается состояние электрического питания. Если питание есть, следующей подвергается анализу аварийная система охлаждения активной зоны реактора (АСОР). Отказ АСОР приводит к расплавлению топлива и к различным, в зависимости от целостности конструкции, утечкам радиоактивных продуктов.

А Трубопровод

B Электропитание

C Аварийная система охлаждения реактора

D Система удаления продуктов деления

E Целостность замкнутого контура

Е₁

Очень малая утечка

D₁

Малая утечка

продукты не удалены

Е₂

Малая утечка

Средняя утечка

D₂

Большая утечка

Поломка трубопровода А

Отказ АСОР

продукты не

Удалены

Большая утечка

электропитания нет

Очень большая утечка

Рисунок 1 – Дерево исходных событий

На практике исходное дерево можно упростить с помощью инженерной логики и свести к более простому дереву, изображенному в нижней части рисунка. В первую очередь представляет интерес вопрос о наличии электрического питания. Вопрос заключается в том, какова вероятность Р_Вотказа электропитания и какое действие этот отказ оказывает на другие системы защиты. Если нет электрического питания, фактически никакие действия, предусмотренные на случай аварии с использованием для охлаждения активной зоны реактора распылителей, не могут производиться. В результате упрощенное дерево событий не содержит выбора в случае отсутствия электрического питания, и может произойти большая утечка, вероятность которой равна Р_А* Р_В. Если электрическое питание имеется, следующие варианты при анализе зависят от состояния АСОР. Она может работать или не работать, и ее отказ с вероятностью P_C ведет к последовательности событий, изображенной на рисунке 8. Следует обратить внимание на то, что по-прежнему имеются различные варианты развития аварии. Если система удаления радиоактивных материалов работоспособна, радиоактивные утечки меньше, чем в случае ее отказа. Рассмотрев все варианты дерева, можно получить спектр возможных утечек и соответствующие вероятности для различных последовательностей развития аварии. Верхняя линия дерева является основным вариантом аварии реактора. При данной последовательности предполагается, что трубопровод разрушается, а все системы обеспечения безопасности сохраняют работоспособность.

Задание 1

Провести анализ возможных сценариев развития аварии на установке по первичной переработке нефти (рисунок 2).

Рисунок 2 – Дерево событий аварии на установке первичной переработки нефти

Тяжесть последствий аварии определяется возможными путями ее развития. Таких путей можно выделить 8:

1. Выброс нефти — исключение ее мгновенного воспламенения - исключение последующего (через какое-то время) возгорания - ликвидация аварии (очевидно, сбор пролившейся нефти). Ущерб от аварии минимален.

2. Выброс нефти — исключение ее мгновенного воспламенения — исключение последующего (через какое-то время) возгорания — наличие какого-то количества нефти на территории установки. При этом предполагается, что в связи с отсутствием источника через некоторое время нефть уйдет в почву. Ущерб от аварии также можно считать минимальным.

3. Выброс нефти — исключение ее мгновенного воспламенения — возникновение последующего (через какое-то время) возгорания — горение разлитой нефти (пожар пролива), сопровождающееся сравнительно слабым негативным воздействием на окружающую среду (средний уровень ущерба).

4. Выброс нефти — исключение ее мгновенного воспламенения — возникновение последующего (через какое-то время) возгорания — горение или взрыв возникшего при разливе нефти облака взрывоопасных компонентов, сопровождающееся сравнительно более сильным негативным воздействием на окружающую среду (высокий уровень ущерба).

5. Выброс нефти — мгновенное ее воспламенение — факельное горение пролитой нефти - прекращение горения (вследствие выгорания всего количества нефти) или ликвидация аварии, сопровождающееся минимальным негативным воздействием на окружающую среду.

6. Выброс нефти - мгновенное ее воспламенение — факельное горение пролитой нефти - разрушение соседнего оборудования вследствие невозможности (по каким-то причинам) ликвидации аварии, сопровождающееся высоким уровнем ущерба.

7. Выброс нефти - мгновенное ее воспламенение - возникновение не факела, а огненного шара из горящей нефти — выгорание пролитой нефти без воздействия на соседнее оборудование. Средний уровень ущерба.

8. Выброс нефти — мгновенное ее воспламенение — возникновение не факела, а огненного шара из горящей нефти - выгорание пролитой нефти с воздействием на соседнее оборудование (эффект «домино»). Высокий уровень ущерба.

Необходимо рассчитать вероятность перехода установки в каждое состояние и величину риска (произведения вероятности перехода в конкретное конечное состояние установки на величину ущерба, характерного для данного состояния) для каждого состояния.

Задание 2

Разрушение насоса, перекачивающего топливо, привело к разливу огнеопасной жидкости (инициирующее событие А). С помощью дерева событий проанализировать и рассчитать вероятности возможных сценариев развития аварии, учитывая следующие условия:

· отказ системы обнаружения утечек (событие В);

· возможность возникновение источника воспламенения (событие С);

· отказ системы обнаружения пожара (событие Д);

· отказ автоматической системы пожаротушения (событие Е);

· несвоевременность прибытия пожарных расчетов (событие F);

В системе координат «вероятность пожара – величина последствий» построить гистограмму вероятностей для различных сценариев аварии и изобразить кривую Фармера.

Вероятности событий (P_A _- _F) для различных вариантов приведены в таблице 7.

Таблица 7 – Варианты заданий

Вариант задания Событие	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Вероятности событий P_i
A	0,002	0,001	0,002	0,003	0,002	0,008	0,002	0,006	0,002	0,007
B	0,04	0,045	0,03	0,04	0,03	0,04	0,05	0,04	0,04	0,02
C	0,005	0,003	0,005	0,002	0,005	0,004	0,005	0,003	0,005	0,004
D	0,01	0,02	0,03	0,06	0,01	0,07	0,01	0,05	0,01	0,06
E	0,09	0,04	0,09	0,09	0,07	0,09	0,07	0,09	0,06	0,09
F	0,1	0,3	0,2	0,1	0,2	0,1	0,4	0,1	0,1	0,8

4 Контрольные вопросы по заданию

1 Пояснить содержание и порядок анализа риска с использованием дерева событий.

2 Пояснить содержание, достоинства и недостатки анализа риска с использованием дерева отказов.

3 Пояснить смысл и цели действий при построении дерева событий.

4 Пояснить принципы и методику построения дерева событий.

5 Пояснить сущность качественного и количественного определения риска.

Воспользуйтесь поиском по сайту: