авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Развитие теории и методов управления промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта углеводородов

-- [ Страница 1 ] --

УДК 622.692–027.45

На правах рукописи

ТОКАРЕВ ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА УГЛЕВОДОРОДОВ

Специальность 05.26.03 – «Пожарная и промышленная безопасность»

(нефтегазовый комплекс)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Уфа – 2011

Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов».

Научный консультант доктор технических наук, профессор Гумеров Асгат Галимьянович
Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор Бакиев Ахмет Вахитович - доктор технических наук, профессор Сущев Сергей Петрович - доктор технических наук Вахитов Азат Галянурович
Ведущая организация ОАО «Институт «Нефтегазпроект» (г. Тюмень)

Защита состоится «11» ноября 2011 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУП «ИПТЭР».

Автореферат разослан 10 октября 2011 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

д-р техн. наук, профессор Л.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Предприятия трубопроводного транспорта углеводородов относятся к категории опасных производств. Как показывает статистика аварийности, аварии на магистральных трубопроводах могут иметь как незначительные, так и катастрофические последствия. Наиболее катастрофической по своим последствиям была авария на магистральном продуктопроводе под Улу-Теляком в 1989 году. Произошедшая разгерметизация продуктопровода привела к взрыву и пожару, которые повлекли за собой гибель 573 человек, 623 человека получили ранения, полностью были разрушены два пассажирских железнодорожных состава и пути в эпицентре взрыва. Многие крупные аварии на магистральных трубопроводах приводили к серьезному экологическому ущербу. Поэтому одной из основных задач, которые приходится решать на всех стадиях жизненного цикла этих производств, является задача повышения эффективности управления промышленной безопасностью магистральных трубопроводов. При этом речь идет об особом внимании к управлению промышленной безопасностью производств на этапе их проектирования.

Разработке методов оценки риска и управления промышленной безопасностью опасных производственных объектов посвящены работы отечественных ученых: Акимова В.А., Азметова Х.А., Александрова А.А., Бородавкина П.П., Березина В.Л., Брушлинского Н.Н., Генделя Г.Л., Грищенко А.И., Гумерова Р.С., Гумерова К.М., Елохина А.Н., Идрисова Р.Х., Козлитина А.М., Котляревского В.А., Кузеева И.Р., Ларионова В.И., Легасова В.А., Лисанова М.В., Мартынюка В.Ф., Махутова Н.А., Нугаева Р.Я., Печоркина А.С., Прусенко Б.Е., Сафонова В.С., Шарафиева Р.Г., Швыряева А.А. и др.



Отметим, что актуальная задача повышения эффективности управления промышленной безопасностью магистральных трубопроводов состоит не только в разработке математических моделей их безаварийной эксплуатации, но и в необходимости совершенствования моделей анализа риска эксплуатации этих производств.

Целью работы является развитие теоретических основ управления промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта и разработка методических основ повышения эффективности управления промышленной безопасностью на магистральных газо- и нефтепроводах.

Задачи исследования:

1. Усовершенствовать существующие методики анализа промышленной безопасности на предприятиях трубопроводного транспорта как обязательного этапа процесса управления промышленной безопасностью на основе системного подхода и современных информационных технологий, а именно:

- разработать методику выбора информативных параметров и процедуру сбора данных о безопасности технологического процесса на предприятиях трубопроводного транспорта;

- разработать метод диагностики нарушений технологических процессов, которые потенциально могут явиться причиной возникновения аварии или отказа технологического оборудования на основе теории нейронных сетей;

- разработать формализованную модель анализа развития аварий на предприятиях трубопроводного транспорта на базе «деревьев событий».

2. Сформулировать теоретические основы управления промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта на основе современных положений теории систем.

3. Показать справедливость полученных системных закономерностей управления промышленной безопасностью на трубопроводном транспорте на примере анализа эксплуатации магистрального трубопровода.

4. Разработать методические подходы к повышению эффективности управления промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта на этапах их проектирования и эксплуатации.

Научная новизна:

1. Научно обосновано положение об управлении промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта на основе закономерностей изменения информационной энтропии в открытой системе. На примере впервые поставленной и решенной задачи уменьшения количества возможных состояний технической системы «газотурбинная установка» с 5 до 4, которое компенсируется увеличением степени открытости данной системы на 0,017932 бит, показана справедливость данного теоретического положения.

Разработанная математическая модель получения уточненных газодинамических характеристик газотурбинной установки позволяет уменьшить количество возможных состояний данной технической системы. При этом впервые получены уточненные газодинамические характеристики нагнетателей газотурбинных установок в условиях их эксплуатации.

2. Разработан новый метод диагностики нарушений технологического процесса хранения нефтепродуктов в резервуаре, которые потенциально могут явиться причиной возникновения аварии или отказа технологического оборудования, на основе применения искусственной нейронной сети Хопфилда.

3. Разработан новый классификатор веществ, обращающихся на предприятиях трубопроводного транспорта, на основе видов их огневого превращения; вещества подразделены на 4 класса, для каждого класса веществ построено характерное «дерево событий», описывающее набор возможных сценариев развития аварии.

4. Предложена и программно реализована усовершенствованная модель выбора трассы трубопровода по критериям социального, экологического ущербов и величины стоимости прокладки.

5. Разработана и программно реализована усовершенствованная модель расчета страхового тарифа для страхования гражданской ответственности риска эксплуатации объектов трубопроводного транспорта на основе обработки экспертных оценок уровня промышленной безопасности с помощью алгоритмов нечеткой логики. Модель позволяет подбирать страховой тариф индивидуально для каждого производства в зависимости от уровня его промышленной безопасности в условиях отсутствия апостериорных данных об отказах и авариях.

Практическая ценность:

1. Предлагаемые подходы к построению «деревьев событий» применяются в учебном процессе в ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет».

2. Разработанная модель выбора трассы магистрального трубопровода на основе оптимизации по критериям социального, экологического ущербов и величины стоимости прокладки применяется в Департаменте проектирования ГУП ИНХП РБ.

3. Разработанная модель выбора страхового тарифа при страховании риска эксплуатации магистрального трубопровода и программа для ЭВМ на ее основе применяется в страховой компании ЗАО СК «Русские страховые традиции».

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

Первая всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы прогнозирования, предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» (Уфа, 2000 год);

Третья всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы прогнозирования, предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» (Уфа, 2002 год);

II Всероссийская учебно-научно-методическая конференция «Реализация государственных образовательных стандартов при подготовке инженеров-механиков: проблемы и перспективы» (Уфа, 2003 год);

II Международная научно-техническая конференция «Новоселовские чтения» (Уфа, 2004 год);

Международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех –2004» (Ухта, 2004);

I Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт – 2005» (Уфа, 2005 год);

II Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт – 2006» (Уфа, 2006 год);

Международная научно-практическая конференция «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» (Уфа, 2006 год);

VI Международная научно-техническая конференция «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (Полоцк, 2006 год);

Научно-практическая конференция «Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе» (Уфа, 2007 год);

Научно-техническая конференция «Современные технологии в нефтегазовом деле» (Октябрьский, 2007 год);

Международная научно-практическая конференция «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (Уфа, 2008 год);

Научно-практическая конференция «Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе – 2008» (Уфа, 2008 год);

IV Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт – 2008» (Уфа, 2008 год);

Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы экономики топливно-энергетического комплекса» (Уфа, 2008);

Международная научно-практическая конференция «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (Уфа, 2009 год);

Научно-практическая конференция «Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе – 2009» (Уфа, 2009 год);

II Всероссийская научно-практическая конференция «Инновационные и наукоемкие технологии в обеспечении промышленной, пожарной и экологической безопасности производственных объектов» (Уфа, 2009 год);

V Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт – 2009» (Уфа, 2009 год);

Международная научно-практическая конференция «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (Уфа, 2010 год);

Международная научно-практическая конференция «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» (Уфа, 2010 год);

Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы управления и автоматизации технологических процессов и производств» (Уфа, 2010);

VI Международная учебно-научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт – 2010» (Уфа, 2010 год).

Публикации

По результатам работы опубликовано более 45 научных трудов, в том числе 10 статей в журналах из списка ВАК, 2 учебных пособия, получено 1 свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, основных выводов, списка использованных источников из 227 наименований, приложений и содержит 307 страниц машинописного текста, 54 рисунка, 22 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы.

В первом разделе рассматривается статистика аварийности на предприятиях трубопроводного транспорта нефти и газа за последние 10 лет, дается анализ основных причин аварий. Здесь же рассматриваются основные подходы к управлению промышленной безопасностью на предприятиях трубопроводного транспорта. Делается вывод, что в условиях дефицита информации о состоянии производственных объектов трубопроводного транспорта и апостериорных данных об аварийности на них целесообразно ставить задачу дуального управления промышленной безопасностью. В конце раздела приведена постановка цели работы и вытекающие из нее задачи исследования.





Во втором разделе решается задача совершенствования методов анализа промышленной безопасности производств трубопроводного транспорта (на примере резервуарного парка).

В первом подразделе решается задача разработки методики выбора информативных параметров и процедуры сбора данных о безопасности технологических процессов на производствах трубопроводного транспорта, которые позволят получить качественные исходные данные для ведения анализа промышленной безопасности.

Для анализа промышленной безопасности производств трубопроводного транспорта посредством «деревьев отказов» необходимо составить:

- набор технологических параметров анализируемого процесса;

- набор возможных нарушений технологического процесса;

- набор возможных отказов и видов повреждений технических устройств;

- набор возможных ошибок персонала, которые могут привести к отказу технического устройства или нарушению технологического процесса с последующим развитием аварии.

Процедура сбора данных о безопасности технологических процессов на производствах трубопроводного транспорта предусматривает, что запись данных об отказах технологического оборудования и нарушениях технологического процесса ведется двумя способами:

- в автоматическом режиме для технологических параметров, по которым осуществляется управление технологическим процессом;

- «вручную» для описания отказов технологического оборудования и ошибок персонала, которые не могут быть в общем случае зафиксированы в автоматическом режиме.

Запись нарушений технологического процесса осуществляется посредством «типовых карточек» в автоматическом режиме. Для принятого к анализу резервуарного парка при составлении «типовых карточек» был проведен анализ штатного режима эксплуатации резервуара и возможных нарушений технологического процесса «хранение бензина в резервуаре». К анализу была принята функциональная схема автоматизации вертикального резервуара и насоса товарного парка бензина (рисунок 1).

  Функциональная схема-0

Рисунок 1 – Функциональная схема автоматизации вертикального резервуара и насоса

Переменная xij, характеризующая технологические параметры, принимает два значения: «-1» и «+1». Если значение технологического параметра в текущий момент времени находится в интервале, соответствующем норме по технологическому регламенту, то xij=+1, в противном случае xij=-1. Например, полностью открытой задвижке соответствует xij=+1, полностью закрытой xij=-1. Включенному состоянию насоса соответствует xij=+1, отключенному состоянию xij=-1. Каждый новый срез параметров сравнивается с имеющимися «типовыми карточками», и, если он соответствует одной из них, фиксируются его порядковый номер и время регистрации.

Типовые ситуации, характерные для технологического процесса «хранение бензина в резервуаре», описываются в таблице 1. Значениям параметров xi, которые ставятся в соответствие сочетаниям переменных xij, соответствуют штатные и аварийные типовые ситуации, описанные в правом столбце.

Таблица 1 – Описание основных типовых ситуаций для технологического процесса «хранение бензина в резервуаре»

Параметр xi Описание типовой ситуации
x1 Наполнение резервуара Р-1 (штатный режим)
x2 Опорожнение резервуара Р-1 (штатный режим)
x3 Перемешивание бензина в резервуаре Р-1 (штатный режим)
x4 Переполнение резервуара Р-1 с одновременным отказом контура регулирования уровня жидкости в резервуаре (приборы поз. LSA 21 и LV 21). Возможен перелив резервуара
x5 Снижение уровня бензина в резервуаре Р-1 с одновременным отказом контура регулирования уровня (приборы поз. LSA 22 и LV 22). Возможна разгерметизация резервуара
x6-x10 Повышение температуры подшипников насоса Н-1
x11-x15 Понижение давления на выкиде насоса Н-1. Возможна разгерметизация насоса (трубопровода)


Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.