Першин А.М. Разработка системы техногенной безопасности. Диссертация

СОДЕРЖАНИЕ

В настоящее время проблемы экологии становятся все более актуальными и сложными. С каждым годом экологическая обстановка в Украине и мире в целом ухудшается. Это связано с большим количеством выбросов в окружающую среду вредных веществ промышленностью и транспортом. Увеличение количества выбросов вредных веществ связано с увеличением количества оборудования, работающего с вредными веществами и вследствие того что большинство эксплуатируемого оборудования выработало свой ресурс. Современное оборудование становится всё более экологически безопасным и надежным, и урон, наносимый им окружающей среде, уменьшается. Однако в настоящее время продолжает эксплуатироваться устаревшее оборудование, которое выработало свой ресурс и наносит большой ущерб окружающей среде. Кроме того даже новое оборудование имеет свойство ломаться, выходить из строя. При этом могут случаться аварии, вследствие которых происходят выбросы в окружающее пространство теплоты и вредных веществ. Это может повлечь за собой гибель людей, нанести урон окружающей среде и нанести значительный материальный урон.

Современное оборудование должно быть не только экологичным, но и быть надежным и безопасным. Отказы в работе оборудования не должны приводить к авариям и катастрофам. Чтобы обеспечить оборудованию высокий уровень надежности, необходимо создавать и эксплуатировать его в соответствии с современными подходами к обеспечению техногенной безопасности. При этом на должны соблюдаться высокий уровень технического обслуживания и контроля, за состоянием оборудования.

Современное оборудование должно иметь не только высокие показатели эффективности (большая производительность, низкая себестоимость выпускаемой продукции, малые энергозатраты и др.), но и низкий уровень техногенной опасности. Однако этот показатель не всегда можно сделать достаточно низким, т.к. в оборудовании происходят процессы при которых образуется или затрачивается большое количество энергии (потенциальной, химической, кинетической и тепловой), которая, высвободившись из технического объекта, может нанести ущерб жизни и здоровью рабочих, окружающей среде и соседнему оборудованию. Кроме того, повышение уровня техногенной опасности технического объекта влечет за собой значительное удорожание самого оборудования, а следовательно, и продукции, производимой в нем.

В этих условиях возникает необходимость создания оборудования, в котором оптимально сочетались как высокие производственные показатели, так и высокий уровень техногенной безопасности.

Для этого необходимо составить методику определения уровня техногенной опасности технического объекта и затем провести оптимизацию этого показателя для оборудования при заданных показателях стоимости, производительности, себестоимости выпускаемой продукции и др.

1 ОБЗОР ПОДХОДОВ К ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТЕХНОГЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ

В настоящее время, существует несколько подходов к обеспечению техногенной безопасности технического объекта. Рассмотрим основные из них.

Управленческий подход предполагает, что коренной причиной высокой производственной аварийности является низкая эффективность управления. Именно поэтому необходима реорганизация управления промышленной безопасностью, которой необходимо придать предупреждающий характер и профилактическую направленность.

Формирование систем управления промышленной безопасностью должно развиваться но следующим главным направлениям: создание правовой и нормативной базы, необходимой для формирования эффективно действующих систем управления промышленной безопасностью на предприятиях; разработка и внедрение систем экономических стимулов, обеспечивающих поддержание и повышение сознательной производственной и технологической дисциплины и личной заинтересованности руководителей и работников предприятий по предупреждению аварий, инцидентов и несчастных случаев; разработка и внедрение механизма государственного контроля эффективности систем управления промышленной безопасностью, действующих на подконтрольных предприятиях; организация обмена информацией о результатах работ по созданию систем управления, систематическое изучение и внедрение передового отечественного и зарубежного опыта в области управления промышленной безопасностью.

Достоинством управленческого подхода является то, что с его помощью можно быстро и при сравнительно небольших материальных затратах повысить уровень техногенной безопасности оборудования. Однако если оборудование в силу своей конструкции является небезопасным или выработало свой ресурс, то управленческий подход не сможет существенно повысить уровень безопасности технических объектов.

Этот подход целесообразно применять на практике везде где это возможно. Однако для обеспечения высокого уровня безопасности технических объектов необходимо отдавать предпочтение подходам, предполагающим применение технических мероприятий для повышения уровня безопасности технологического оборудования.

Подход к обеспечению техногенной безопасности технического объекта основанный на методах теории надежности предполагает, что для успешного решения вопросов надежности оборудования необходимо организовать непрерывно действующую систему сбора и обработки данных об отказах в процессе эксплуатации. Обработка таких данных позволяет установить виды функций плотности вероятности отказов, обосновать математические модели, отражающие изменение надежности во времени, выявить элементы, лимитирующие надежность металлургических машин, и наметить мероприятия, направленные на устранение недостатков действующего и проектируемого оборудования. Кроме того, данные об отказах используют для разработки обоснованных методик расчета количественных показателей надежности, режимов профилактического обслуживания и ремонтов, норм запасных частей и ряда других мероприятии по совершенствованию технического обслуживания.

Показатели надежности, полученные в реальных условиях эксплуатации оборудования, позволяют определить сроки службы или наработку с заданной вероятностью выхода деталей из строя, потребность в запасных частях, оптимальные сроки профилактического обслуживания и ремонтов, намечать необходимые конструкторско-технологические мероприятия для повышения надежности машин, прогнозировать работу оборудования.

Метод предельных состояний явился первым шагом на пути перехода к научно обоснованным методам обеспечения надежности строительных сооружений. Обеспечение безопасности и надежности сооружений с окружающей средой от природных и техногенных процессов является одной из важнейших научись технических проблем. Ее актуальность объясняется в первую очередь существенным усложнением конструктивной формы сооружений, разнообразием характера взаимодействия многочисленных конструктивных элементов, активным воздействием окружающей природной среды. особенно в нештатных ситуациях. В этих условиях малые и локальные дефекты способны стать причиной нарушения и даже прекращения функционирования крупных и ответственных сооружений. Сюда относятся крупные тепловые, гидроэнергетические и атомные станции, доменные печи, ракетно-космические комплексы, оборонные сооружения и другие уникальные сооружения. Коэффициенты надежности и запасы по надежности несущей способности сооружений должны устанавливаться из решения задач по разумному сбалансированию затрат на возведение сооружения, увеличивающихся с повышением надежности и последствий отказов, опасность которых уменьшается с повышением надежности.

Требования по обеспечению необходимой надежности являются определяющими при рассмотрении мер защиты уникальных сооружений от ЧС природного и техногенного характера. Опенка надежности сооружений в методе предельных состояний имеет вероятностный характер, но этот подход не доведен до логическою завершения в части обеспечения безопасности. Не наступление предельных состояний пока истолковывается как показатель абсолютной надежности системы с вероятностью достоверного состояния, равною единице, независимо от того, насколько исчерпаны резервы сооружения. Правильным и последовательным является учет вероятности различных сочетаний свойств материалов и нагрузок.

Важна оценка вероятности различных состояний сооружений при поэтапном развитии аварийных ситуаций. На основе расчетной оценки надежности сооружений осуществляется выбор оптимального варианта конструкций. Оптимизация осуществляется на экономической основе, с учетом социальных последствий. Исходными данными являются сведения о сроке эксплуатации. Надежность и безопасность сооружения формируются в процессе строительства и эксплуатации; при этом должны быть известны также особенности технологии строительства, характеристики изменчивости свойств материалов. Оценка надежности, безопасности и риска сводится к определению вероятности выхода из количественных характеристик состояния сооружения за пределы допустимых значений в течение расчетного срока эксплуатации, а также ущербов от аварий и катастроф. В отличие от многих машин и аппаратов, для которых проводятся испытания на надежность, элементы сооружений обычно не могут быть подвержены таким испытаниям.

Недостатком метода придельных состояний является то, что не наступление предельных состояний пока истолковывается как показатель абсолютной надежности системы с вероятностью достоверного состояния, равною единице, независимо от того, насколько исчерпаны резервы технического объекта. На практике необходимо знать какой уровень опасности имеет данный технический объект в данный момент времени и какой уровень опасности он будет иметь в следующий момент времени. Это можно выяснить если постоянно проводить технический осмотр объекта и делать заключения о его состоянии.

В последнее время в зарубежных исследованиях все более широкое распространение получают модели, в которых описываются связи между элементами системы, получившие название "деревья отказов" или "деревья происшествий". Это связано с целым рядом достоинств, которые проявляются в следующем: сравнительная простота построения, дедуктивный характер выявления причинно-следственных связей исследуемых явлений, направленность на их существенные факторы, легкость преобразования полученных моделей, наглядность реакции изучаемой системы на изменение структуры, декомпозируемость "дерева" и процесса его изучения, возможность качественного анализа исследуемых процессов, легкость дальнейшей формализации и алгоритмизации, приспособленность к обработке на средствах ЭВТ, доступность для статистического моделирования и количественной оценки изучаемых явлений, процессов и их свойств.

Цель моделирования аварийности и травматизма с помощью дерева заключается, как правило, в выявлении наиболее вероятных и тяжелых по последствиям инцидентов, количественной или качественной оценке - частоты их появления, размеров ущерба и затрат на предупреждение. Особенность же исследования безопасности данным методом проявляется в моделировании условий возникновения таких инцидентов, а цель - в уточнении содержания комплекса организационно-технических мероприятий по их недопущению. В целом, при реализации рассматриваемого этапа руководствуются обычно и другими соображениями, в том числе доступностью необходимых исходных данных, а также имеющимися в распоряжении ресурсами.

Метод "деревьев происшествий" в настоящее время является очень распространенным. Однако построение "деревьев происшествий" для сложных технических систем может быть очень трудоемким, т.к. вместо "дерева происшествий" получаются целые "леса происшествий" и система становится трудной для понимания.

Подход к обеспечению техногенной безопасности технического объекта основанный на методике определения риска вредного загрязнения окружающей среды. Методика заключается в следующем:

-Каждому воздействию на окружающую среду приписывается порядок ранга (скажем, 1-5) в отношении частоты возникновения воздействия (F), вероятности потери управления (L), тяжести последствий (S).

-Данные величины перемножаются для получения критического коэффициента (Cf): Cf=F*L*S.

-Воздействия ранжируются по своим значениям величины Cf и, соответственно решается вопрос об их значимости.

Применение метода оценки риска не устраняет необходимости принятия решения о том, какое пороговое значение Cf принять за критическое. Кроме того, в данном подходе возникает необходимость оперирования статистическими данными для определения частоты возникновения воздействий, что является невыполнимым при обеспечении безопасности нового оборудования.

Метод оценки страхования рисков позволяет ранжировать технические объекты по величине ущерба, наносимого жизни, здоровью или имуществу третьих лиц и окружающей природной среде в случае аварии на опасном производственном объекте. Для ранжирования используют величину комплексного риска Rкомп., представляющего собой сумму произведений вероятности появления негативного воздействия на человека, здания и сооружения, и окружающую среду и величины ущерба наносимые на эти объекты соответственно.

Rкомп= Ri= Wi*Yi, y.e/год.

где:

Ri- риск негативного воздействия поражающих факторов техногенной аварии на людей, объекты и окружающую природную среду, у.е./год;

i- индекс объекта негативного воздействия;

Wi- частота появления негативного воздействия определенного уровня, год-1;

Y- величина ущерба, наносимого данным негативным воздействием, у.е.

Кроме вышеперечисленных подходов к обеспечению техногенной безопасности технического объекта существуют также подходы, основанные на уравнении почвы, показателях экологической диструктивности производства, определении показателей риска и др. однако все подходы носят узконаправленный характер не позволяют всесторонне охарактеризовать уровень техногенной опасности технического объекта.

Перспективным является подход к определению уровня техногенной опасности технического объекта, который можно представить в виде формулы:

U=P*Q

где:

U - уровень техногенной опасности объекта;

P - критерий потенциала опасности;

Q - критерий состояния объекта (вероятность реализации потенциала опасности). Однако в данном подходе нет методики определения показателей P и Q.

Целью магистерской работы является создание методики определения показателей P и Q.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ТЕХНОГЕННОЙ ОПАСНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВАНИИ ИХ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

В настоящее время, большая часть промышленного оборудования выработало свой ресурс. Вследствие этого возросло количество отказов и аварий /4/. Технологические схемы компоновки оборудования для различных процессов также усложняются. Появляются новые конструкции уже существующего оборудования, а также создается принципиально новое оборудование.

Определить уровень техногенной безопасности и надежности нового оборудования на основе методов теории надежности не представляется возможным, т.к. это оборудование еще не эксплуатируется, нет статистической информации об отказах и поломках. Кроме того промышленное оборудование обычно выпускается не серийно, а единичными партиями или в одном экземпляре, поэтому не проводятся предсерийные испытания, не производится сбор информации об отказах.

В данных условиях возникает необходимость в определении уровня техногенной опасности оборудования на основании параметров, характеризующих объект. Эти параметры можно разбить на три группы:

-физические, отражающие физические свойства объекта;

-химические, отражающие химические свойства среды в объекте;

-геометрические, отражающие геометрические размеры объекта.

Рассмотрим, как влияют эти параметры на уровень техногенной опасности объекта. Начнем с физических параметров, характеризующих объект. Это перепад давлений внутри и снаружи объекта Р, разность температур внутри и снаружи объекта Т, величина общей кинетической энергии движущихся частей в объекте Е.

Среда в объекте и вне объекта имеет свои параметры, такие как давление, температура. Вследствие этого возникает разность потенциалов, стремящаяся разрушить оболочку.

Разность давлений это показатель, характеризующий уровень техногенной опасности объекта. Чем больше разность давлений тем выше уровень разрушений при аварии объекта. Поэтому можно записать, что с увеличением разности давлений возрастает уровень техногенной опасности технического объекта.

Разность температур, а также перепад температур в объекте за определенный промежуток времени. По этим показателям, также легко судить об уровне техногенной опасности технического объекта. Хотя разность температура оказывает намного меньшее влияние на уровень техногенной безопасности технического

Величина кинетической энергии, накопленной в объекте является менее четким показателем для оценки уровня техногенной безопасности техничесого объекта по сравнению с предыдущими показателями, т.к. при увеличении размеров объекта обычно увеличивается его кинетическая энергия. Однако без этого параметра нельзя представить величину энергии, накопленной в объекте, которая при определенных условиях, может преобразоваться в энергию разрушения.

Химическими параметрами, характеризующими уровень техногенной опасности технического объекта, являются, в первую очередь, объем химически активного вещества в объекте V и предельно допустимые концентрации (ПДК) этого вещества в воздухе, воде и грунте. Если вещества в объекте являются пожаро- и взрывоопасными, то вместо ПДК используется минимальная взрывоопасная концентрация вещества в воздухе В.

Показателем, влияющим на уровень техногенной опасности технического объекта, является величина утечек среды из объекта М

Рисунок 2.2 - Зависимость коэффициента изменения уровня техногенной опасности технического объекта от времени

К геометрическим параметрам, характеризующим уровень техногенной опасности технического объекта можно отнести объем объекта Vo, гидравлический радиус стыковочных узлов R, периметр стыковочных узлов П, величина удельной поверхности объекта А. Однако по этим показателям нельзя судить об уровне техногенной опасности технического объекта, т.к. негативное действие оказываемое ими на объект компенсируется при проектировании заданием дополнительных запасов прочности в стыковочных узлах, местах крепления опор и др.

Со временем уровень техногенной опасности технического объекта возрастает. Это возрастание можно охарактеризовать коэффициентом изменения уровня техногенной опасности технического объекта во времени Kt, величина которого определяется по графику Kt=f(t).

В общем случае зависимость выглядит следующим образом

Kt=a*tn,

где:

a- коэффициент пропорциональности, определяемый для каждого объекта отдельно;

n- величина, характеризующая интенсивность изменения уровня техногенной опасности технического объекта.

Также показателем, влияющим на уровень техногенной опасности технического объекта, является коэффициент запаса прочности объекта Кб.

Для различных типов оборудования Кб можно определить как:

Кб=Рмакс/Рдейств или Кб=[б]*n/б

где:

Рмакс- максимальное давление, которое выдерживает аппарат не разрушаясь;

Рдейст- действительное давление в аппарате;

[б]-допускаемые напряжения оболочки объекта;

б-действительные напряжения в оболочке;

n-коэффициент запаса прочности материала оболочки. Увеличение разности температур приводит к уменьшению Кб, поэтому для оборудования, работающего с нагретой средой, моно записать:

Кб=([б]*n)/(б*Т)

где

к- коэффициент изменения прочности при изменении температуры в зависимости от природы материала.

В аналитическом виде уровень техногенной опасности технического объекта можно определить как:

Для объектов, содержащих вредные и токсичные вещества

Для объектов, содержащих взрывчатые вещества

;

Если объект, содержит несколько опасных сред (веществ), то можно записать что:

Свой уровень техногенной опасности технического объекта имеет не только объект но и пространство, окружающее объект. Уровень техногенной опасности в каждой точке пространства можно определить по формуле:

где:

ф- коэффициент, зависящий от среды распространения опасного техногенного воздействия;

L- расстояние от объекта до рассматриваемой точки пространства.

Если на пространство влияют несколько технических объектов то уровень техногенной опасности в каждой точке пространства можно определить как:

Описанный метод определения уровня техногенной опасности технического объекта хорошо стыкуется с представленным в обзоре подходе при котором уровень техногенной опасности технического объекта определяется как:

U=P*Q.

Следовательно описанный подход является продолжением подхода, представленного в обзоре и представляет собой её расширенную версию. В общем случае все ранее перечисленные параметры можно объединить в два показателя:

Р - показатель потенциала опасности;

Q - показатель состояния объекта (вероятность реализации потенциала опасности). Тогда:

Разработанный подход является универсальным, т.к. позволяет оценивать уровень техногенной опасности технического объекта, как для нового оборудования, так и для работающего оборудования.

3 ОПТИМИЗАЦИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ УРОВНЯ ТЕХНОГЕННОЙ ОПАСНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

При создании технических объектов обычно рассматриваются несколько вариантов их конструкции. Каждый вариант имеет свои достоинства. В этих условиях возникает необходимость определения наилучшего варианта, т.е. оптимального. Для этого необходимо решить задачу оптимизации. Особенности задач на оптимизацию:

1 Для решения необходимо составление математической модели, отражающей физический смысл работы системы;

2 Оптимальное решение может быть только в одном, строго определенном смысле (целевая функция);

3 При оптимизационном расчете задают не конкретные значения некоторых искомых величин, а граничные условия, т.е. предельно допустимые значения всех искомых величин;

4 Должна быть реальная возможность иметь более одного решения, т.е. должны быть допустимые варианты решений (ограничения).

Технические объекты необходимо создавать таким образом, чтобы они, по возможности, отвечали следующим требованиям:

1 Соответствие заданным функциям;

2 Высокая надежность работы.

Этот показатель является комплексным и включает в себя следующие требования:

2.1 Безотказность в работе;

2.2 Долговечность;

2.3 Ремонтопригодность;

2.4 Сохраняемость.

3 Экономичность;

4 Экологичность;

5 Эргономичность;

6 Безопасность работы;

7 Транспортабельность;

8 Технологичность в изготовлении;

9 Унификация узлов и деталей, применение стандартных деталей;

10 Привлекательный дизайн;

11 Патентная защищенность конструкции оборудования.

Создаваемые технические объекты должны удовлетворять данным требованиям. Запишем модель оптимизации в аналитическом виде:

где:

1- целевая функция, показывающая в каком смысли решение должно быть наилучшим;

2- ограничения, показывают зависимость между значениями исходных переменных;

3- граничные условия, показывают допустимые значения исходных переменных.

В нашем случае, основным требованием является низкий уровень техногенной опасности технического объекта. Проведем оптимизацию технического объекта по этому показателю, т.е. он является целевой функцией.

Ограничением служит показатель производительности оборудования. В качестве ограничения в задаче оптимизации технического объекта также могут выступать такие показатели как:

-капитальные затраты на создание объекта;

-себестоимость продукта, получаемого в объекте;

-энергозатраты на производство продукта и др.

Проведя оптимизацию технического объекта по показателю уровень техногенной опасности технического объекта (Т), можно определить наиболее оптимальный вариант технического объекта, при заданных ограничениях.

4 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ПРИ РАЗВИТИИ АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ (ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД)

При энергетическом подходе рассматривается превращение энергии накопленной в техническом объекте, при неблагоприятном развитии ситуации. В случае аварии, энергия проходит последовательно по стадиям. При этом, энергия изменяется и преобразуется: из потенциальной в тепловую, из потенциальной в кинетическую, из кинетической в тепловую и др. При каждом переходе часть энергии теряется.

Схему развития аварийной ситуации можно разбить на несколько стадий:

1 энергия в объекте;

2 носители опасного воздействия при аварии объекта;

3 воздействия на соседний объект;

4 изменения, происходящие в соседнем объекте.

Энергию в объекте можно разделить на такие виды:

-потенциальная, энергия сжатой рабочей среды;

-химическая энергия;

-кинетическая энергия;

-тепловая энергия.

Потенциальная энергия представляет собой разность давлений внутри снаружи объекта Р. Кинетическую энергию, накопленную в объекте можно представить как суммарную кинетическую энергию всех движущихся частей в объекте, в том числе движущейся рабочей среды Е Показателями тепловой энергии являются: удельная теплоемкость среды в объекте С, разность температур внутри и снаружи объекта Т. Показателями, характеризующими химическую энергию, являются: объем опасного вещества в объекте V и ПДК этого вещества для токсичных веществ или его минимальная взрывоопасная концентрация В для взрывоопасных веществ.

В случае аварии энергия, накопленная в объекте, переходит носителям опасного воздействия, которыми являются:

1 ударная волна, возникшая при взрыве объекта;

2 токсичная, взрывоопасная и коррозионно-активная среда, высвободившаяся из объекта;

3 осколки оболочки объекта;

4 тепловое излучение, нагретые вещества, горючие вещества.

Эту стадию развития аварийной ситуацию можно описать следующими показателями

-ударная волна: перепад давлений на фронте ударной волны Р, осколки оболочки объекта

-тепловое излучение:

Показателями, характеризующими химическую среду, являются: ПДК, В, тротиловый эквивалент и химический эквивалент. Носители опасного воздействия оказывают влияние на поверхность соседних объектов. Это воздействие выражается в следующем:

1 давление на поверхность соседнего объекта от ударной волны;

2 вступление оболочки соседнего объекта в реакцию с высвободившейся средой, при этом происходит разрушение оболочки объекта;

3 давление на элементы оболочки соседнего объекта отлетевшими осколками;

4 нагрев оболочки соседнего объекта.

Эту стадию развития аварийной ситуации можно описать следующими показателями

-давление на оболочку,

-вступление материала оболочки в реакцию с высвободившейся средой. Каждую пару (вещество материал оболочки) необходимо рассматривать отдельно, т.к. реакция может не произойти или протекать незначительно. Параметра, характеризующего эту составляющую нет.

-давление на элементы объекта,

-нагрев поверхности объекта,

Следующей стадией развития аварийной ситуации являются изменения в соседнем объекте. Воздействия на соседний объект сводятся к деформированию его поверхности, её нагреву, разрушению оболочки объекта, опрокидыванию объекта.

Чтобы не возникла цепная реакция необходимо, по возможности, увеличивать потери при переходах энергии по стадиям. Это достигается путем увеличения расстояния между объектами, сооружением вокруг объектов защитных сооружений (экранов, валов, кожухов, помещений и др.)

5 РАВНЕНИЕ ОБЪЕКТОВ МЕТОДОМ ПАУК-ЦИС

Метод ПАУК-ЦИС позволяет провести сравнение нескольких аналогичных объектов по нескольким показателям, которые характеризуют объекты. Параметры, по которым производится сравнение объектов, располагаются с виде координатных осей на которых откладываются значение параметров.

Произведем сравнение коксовой батареи и термолизной печи методом ПАУК-ЦИС по следующим параметрам:

1 Период коксования, ч;

2 Суммарная мощность электродвигателей, КВт;

3 Время контакта раскаленного кокса с воздухом, мин;

4 Капитальные затраты на возведение коксовой и термолизной батареи, млн. грн;

5 Удельная поверхность батареи, м2/мЗ;

6 Гидравлический радиус стыковочных узлов, м;

7 Удельная поверхность стыковочных узлов, м2/м2;

8 Трудозатраты на обслуживание одной батареи, чел.

Таблица 5.1 Величина параметров по которым производим сравнение печей

Номер параметра Тип печи

Коксовая печь
Термолизная печь

1 20 часов 15 часов

2 1000 КВт 400 КВт

3 2 мин 0

4 150 млн.грн. 150 млн.грн.

5 0,795 м 0,545 м

6 0,58 м2/м3 0,58 м2/м3

7 0,02 м2/м2 0,018 м2/м2

8 120 чел 30 чел

Красный многоугольник характеризует термолизную печь

Синий многоугольник характеризует коксовую печь

Рисунок 5.1- Диаграмма сравнения коксовой и термолизной печей методом ПАУК-ЦИС

На диаграмме сравнения видно, что термолизная печь, по сравнению с коксовой, обладает более лучшими свойствами, т. к. площадь красного многоугольника меньше площади синего многоугольника

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В магистерской работе заложена основа нового подхода к обеспечению техногенной безопасности технических объектов. Подход является перспективным, т.к. учитывает влияние на уровень опасности, величин, имеющих физический, механический и геометрический смысл. Эти величины можно изменять в зависимости от того какой уровень техногенной безопасности нам необходимо получить.

Таким образом, определив уровень опасности каждой единицы оборудования можно просчитать и составить карту опасностей для отделения, цеха или всего завода. Это позволит значительно уменьшить количество травм на производстве, безопасно располагать оборудование в цехе. В случае выхода из строя или аварии одной единицы оборудования не должны терять работоспособности другие единицы оборудования, расположенные вблизи.

Данная методика расчёта техногенной безопасности будет реализована в виде расчётной программы на ЭВМ. Программа будет составлена для всех видов оборудования, в неё необходимо будет ввести лишь исходные данные – параметры технического объекта. Программа будет определять уровень опасности самого технического объекта, а также определять уровень опасности на различных расстояниях и с различных сторон от технического объекта.

После детального изучения конструкции термолизной печи и процессов происходящих в ней будет составлено «дерево отказов», на основании которого будет написана программа. С помощью программы можно будет просчитать как поломка или несколько поломок сразу повлияют на работу оборудования, не вызовет ли данная поломка аварии или катастрофы, как она скажется на производительности оборудования, как повлияет на параметры работы оборудования (давление, температура и др.).

Применение расчётных программ на ЭВМ позволит значительно упростить расчёт уровня опасности технических объектов. Это позитивно скажется на работоспособности заводского оборудования, здоровье работающего персонала и экономических показателях предприятия. Кроме того, зная уровень опасности каждой единицы оборудования можно разработать организационно-технические мероприятия по повышению техногенной безопасности производства.

Проведя оптимизацию технического объекта по показателю уровень техногенной опасности технического объекта (P), можно определить наиболее оптимальный вариант технического объекта, при заданных ограничениях.

Разработанный подход является универсальным, т.к. позволяет оценивать уровень техногенной опасности технического объекта как для проектируемого нового оборудования, так и для существующего

ЛИТЕРАТУРА

1. Махутов Н.А., Грацианский Е.В., Осипов В.И. и др. Фундаментальные и прикладные разработки по проблемам безопасности природно- техногенной сферы. // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 2001г №1.

2. Седуш В.Я. Надежность ремонт и монтаж металлургических машин. М.:ВШ,1976,228с.

3. Белов П.Г. Теоритические основы системной инженерии безопасности. М.:МИБ СТС. 1996,424с.

4. Промышленная безопасность коксохимического производства: материалы междунар. Семинара. 3-5 февраля 2003г./РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.,2003.,148с.

5. Джелали В.В., Рубчевский В.Н., Шакун Г.В. и др. Механизмы разрушения шамотной футеровки. Способы их подавления. //Кокс и химия. 1999г. №3. С. 18-22.

6. Ткачев В. С., Остапенко М. А. Оборудование химических заводов. М.: Металлургия, 1983, 360с.

7. Демиденко Г.П., Кузьменко Е.П., Орлов П.П. и др. Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения: Справочник. К.: ВШ, 1983, 287с.

на начало страницы

Номер параметра	Тип печи
Номер параметра	Коксовая печь	Термолизная печь
1	20 часов	15 часов
2	1000 КВт	400 КВт
3	2 мин	0
4	150 млн.грн.	150 млн.грн.
5	0,795 м	0,545 м
6	0,58 м2/м3	0,58 м2/м3
7	0,02 м2/м2	0,018 м2/м2
8	120 чел	30 чел