Название реферата: Моделирование аварийных ситуаций на опасных производственных объектах
Скачано с сайта: www.refbzd.ru
Дата размещения: 12.04.2013

Моделирование аварийных ситуаций на опасных производственных объектах

Введение

Проблемы безопасности на объектах нефтегазового комплекса имеют особое значение. Они связаны с физико-химическими свойствами углеводородных веществ, приводящими к их возгоранию или взрыву в случае аварий. В этих условиях анализ и оценка опасностей возможных аварий в результате образования пожаро- и взрывоопасной смеси на потенциально опасных производственных объектах техносферы - является одной из ключевых проблем промышленной безопасности. Авариям на предприятиях нефтегазовой отрасли характерны большие объемы выброса взрывопожароопасных веществ, образующиеся облака топливно-воздушных смесей, разливы нефтепродуктов и, как следствие, крупномасштабные разрушения и повреждения инфраструктуры. Практика показывает, что полностью исключить аварии и уменьшить до нуля опасность, невозможно. Поэтому техногенные аварии необходимо предупреждать или ослаблять их вредное воздействие путем перехода на новую стратегию обеспечения безопасности, основанную на принципах их прогнозирования и предупреждения.

Негативное воздействие этих факторов становится все более масштабными и оказывает ощутимое влияние на социально-экономическое развитие и обеспечение национальной безопасности страны.

В связи с этим особую актуальность приобретает создание научно обоснованных методов мониторинга аварийных ситуаций, основанных на математическом моделировании аварийных ситуаций, для создания устройств, способных защитить объекты технологических установок от влияния поражающих факторов аварий.

Имитационное моделирование аварийных ситуаций на опасном производственном объекте

Технология и аппаратурное оформление нефтебазы. Описание технологической схемы нефтебазы

Нефтепродукты на нефтебазу поступают железнодорожным транспортом. Слив (налив) топлива из железнодорожных цистерн осуществляется на ж/д эстакаде оборудованной в соответствии с ПБ 09-560-03, п. 2.3.8 Зона слива (налива) имеет твердое бетонное покрытие, оборудованное устройствами отвода в дренажную систему. Рельсы в этой зоне проложены на железобетонных шпалах. Твердое покрытие водонепроницаемое, по периметру имеет ограждение бортиком высотой 0,2 м и имеет уклоны для стока жидкости в ж/б лоток. Эстакада рассчитана на одновременный прием 3-х 8-и осных или 6-ти 4-х осных вагон цистерн.

Для приема хранения и учета нефтепродуктов на нефтебазе имеется резервуарный парк светлых нефтепродуктов. Парк хранения светлых нефтепродуктов состоит из 17 вертикальных стальных резервуаров по 3000 м3, 2000 м3, 1000 м3, 700 м3 и 200 м3, общий объем парка 24600 м3, в т. ч. 11 бензиновых резервуаров, общей емкостью 15900 м3, 6 резервуаров с дизельным топливом, общей емкостью 8000 м3.

Отпуск светлых нефтепродуктов (бензин, дизельное топливо) потребителю в автоцистерны производится на площадке автоматической системы налива автоцистерн.

Технологическая блок-схема объекта разделена на четыре технологических блока (рисунок 1.1):

Блок №1 - Сливо-наливная железнодорожная эстакада светлых нефтепродуктов;

Блок №2 – Насосная для перекачки светлых нефтепродуктов;

Блок №3 – Резервуарный парк хранения светлых нефтепродуктов;

Блок №4 - Эстакада налива светлых нефтепродуктов.

Рисунок 1.1 – Блок - схема нефтебазы

Сливо-наливная железнодорожная эстакада светлых нефтепродуктов – Блок № 1

Сливо-наливная железнодорожная эстакада предназначена для приёма из железнодорожных цистерн бензинов и дизельного топлива для хранения, а также для отгрузки бензинов, дизельного топлива.

Железнодорожная эстакада расположена в северо-восточной части территории нефтебазы, имеет прямолинейную конструкцию, размещена с запада на восток. Эстакада открытая, односторонняя, сливо-наливная, для светлых нефтепродуктов. Длина подъездных путей - 288 метров. Имеет 1 тяговую вагонную лебедку.

На территории нефтебазы под налив светлых нефтепродуктов под эстакаду возможна установка шести 60-ти тонных ж/д цистерн общим количеством светлых нефтепродуктов 360 тонн.

Отгружаемые нефтепродукты подаются к стоякам по коллекторам, расположенным на строительных конструкциях эстакады. Подача бензинов и дизельного топлива из резервуарного парка производится центробежными и поршневыми насосами, установленными в закрытой насосной. На трубопроводах от коллекторов к наливным стоякам установлены ручные задвижки.

Сливо-наливная железнодорожная эстакада светлых нефтепродуктов включает в себя:

- железнодорожные пути;

- железнодорожные цистерны;

- сливо-наливные устройства;

- технологические трубопроводы;

- запорную арматуру.

УСН–150 предназначено для нижнего слива нефтепродуктов из железнодорожных цистерн и представляет собой шарнирный трубопровод с опорным патрубком и присоединительной головкой. Железнодорожная эстакада для отпуска светлых н/продуктовоборудована 6 стояками для отпуска светлых н/продуктов (бензин А-80 – 2 стояка, бензин А-92-95 – 1 стояк, дизельное топливо – 3 стояка). Одновременно отпускается один вид нефтепродукта.

Сливо-наливная железнодорожная эстакада оборудована средствами пожаротушения (пожарными щитами, переносными лафетными стволами).

Насосная для перекачки светлых нефтепродуктов - Блок № 2

Насосная служит для слива светлых н/п из вагон-цистерн в резервуарный парк. В состав насосной входят четыре центробежных насоса типа НДВ, один насос типа ЭНП и один насос типа П. Подача насосов - 80-360 м /час, напор 6-54 кгс/см. На входе в каждый насос установлены фильтры для очистки перекачиваемых нефтепродуктов от механических примесей. На всасывающих линиях насосов установлены задвижки с ручным управлением.

Насосная расположена в кирпичном, неотапливаемом помещении и включает в себя:

- насос типа Д320/50 (инв.№3, бензин А-80);

- насос типа 4НДВ (инв.№2, бензин А-92-95);

- насос типа 6НДВ(6) (инв.№5, дизельное топливо);

- насос типа 4НДВ (инв.№6, дизельное топливо);

- насос типа ЭНП100/63 (инв.№1, резервный);

- насос типа П85/8 (инв.№4, резервный);

- контрольно-измерительные приборы (КИП);

- технологические трубопроводы;

- запорную арматуру.

Насосная предназначена для приема и перекачки автобензина и дизельного топлива из вагон цистерн в резервуары хранения, а так же для отпуска светлых нефтепродуктов в вагон-цистерны.

Для внутреннего пожаротушения в насосной предусмотрены огнетушители, пеногенераторы ГПСС.

Резервуарный парк светлых нефтепродуктов - Блок № 3

Резервуарный парк светлых нефтепродуктов предназначен для приема, хранения, учета и выдачи светлых нефтепродуктов.

В состав сырьевого резервуарного парка входят сооружения:

- резервуар № 48 для бензина объёмом 3000 м3, предназначенный для приёма и хранения бензина, из ж/д вагон-цистерн;

- резервуары № 3, 4, 54 для бензина объёмом по 2000 м3 каждый, предназначенные для приёма и хранения бензина;

- резервуары № 1, 5, 35, 36, 40, 50 для бензина объёмом по 1000 м3 каждый, предназначенные для приёма и хранения бензина;

- резервуары № 6, 38 и 7 для бензина объёмом по 700 м3 и 200 м3, предназначенные для приёма и хранения бензина;

- резервуары № 2, 37, 39, 49 для дизельного топлива объёмом по 2000 м3 каждый, предназначенные для приёма и хранения дизельного топлива.

Склад обвалован земляным валом высотой 1,5 м согласно СНиП 2.11.03-93. Высота обвалования отдельно стоящего резервуара РВС-2000 для хранения дизельного топлива составляет 1,4 м. Резервуары оборудованы сливо-наливными технологическими трубопроводами, запорной арматурой, дыхательной арматурой, системами пожаротушения. Обвязка трубопровода позволяет производить внутрискладскую перекачку из резервуара в резервуар.

Эстакада налива светлых нефтепродуктов - Блок № 4

Автоматическая система налива предназначена для налива бензинов и дизельного топлива в автоцистерны (АСН-5 с дистанционным управлением наливом автоцистерн и учётом отпуска нефтепродуктов по заданной дозе, набранной на пульте дистанционного управления).

Эстакада оборудована 16 стояками (5 – А-80, 4 – А-92, 1 – А-95, 6 – дизельное топливо) Одновременно производится отпуск нефтепродуктов в 3 автоцистерны (2 бензины, 1 – дизельное топливо) Максимальный объем вытесняемой паровоздушной смеси в час Учmах = 30 м3 Высота – 3,5 м.

Подача нефтепродуктов на стояки налива (17 шт.) производится по трубопроводам из соответствующих резервуаров резервуарного парка хранения через узел переключения центробежными насосами.

Оборудование для налива нефтепродуктов в автоцистерны оснащено необходимой запорной и предохранительной арматурой, а также предусмотрено устройство заземления автоцистерн.

Для стоянки автоцистерн во время налива нефтепродуктов предусмотрены площадки, имеющие твёрдое покрытие. На площадках предусмотрены каналы для сбора и отвода утечек и промливневых стоков в дренажную ёмкость.

Эстакада налива светлых нефтепродуктов предназначена для налива бензинов и дизельного топлива в автоцистерны.

На рисунке 1.2, 1.3 изображены принципиальная технологическая схема нефтебазы, план расположения основного технологического оборудования.

В технологическом процессе объекта используются взрывопожароопасные вещества – бензин автомобильный и дизельное топливо. Характеристика бензина указана в таблице 1.1.

Рисунок 1.2 – Принципиальная технологическая схема нефтебазы

Рисунок 1.3 – План расположения основного технологического оборудования

Таблица 1.1 – Характеристика бензина

Наименование параметра

Параметр

Источник информации

1

2

3

Название вещества

· Химическое

· торговое

Нефтепродукт

Бензин

Химическая энциклопедия: В 5 т.: Т. 2: ДаффаМеди

/Редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др.  М.: Сов. энцикл., 1990.  671 с, ил.

Формула

Эмпирическая структурная

Смесь углеводородов С5 – С12 с неопределенной химической формулой

1. Химическая энциклопедия: В 5 т. Т. 1: А  Дарзана /Редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др.  М.: Сов. энцикл., 1988.  623 с.: ил.

2. Глинка Н.Л. Общая химия.  24-е изд., испр. Л.: Химия, 1985.  704 с.: ил.

Состав, %

Основной продукт

Примеси

99,6-99,5

Сера – не более 0,1

Кислород -0,2-0,7

Азот-0,07

ГОСТ 2084-77

Общие данные

Молекулярный вес, кг/моль

Плотность, кг/м3

Температура кипения,оС

95,3

720-760

Не ниже 35

Химическая энциклопедия: В 5 т. Т. 1: А  Дарзана /Редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др.  М.: Сов. энцикл., 1988.  623 с.: ил.

Данные о взрывопожароопасности

Пределы взрываемости , % об.

Температура вспышки, оС

Температура

1,2-7

Минус 27

1. Химическая энциклопедия: В 5 т. Т. 1: А  Дарзана /Редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др.  М.: Сов. энцикл.,

самовоспламенения, оС

Концентрационные пределы воспламенения, об %

Температурные пределы воспламенения, оС.

Пределы взрываемости

Категория взрывоопасной смеси с воздухом

Группа взрывоопасной смеси с воздухом

370

0,79 – нижний

5,16 - верхний

Минус 36 –нижний

Минус 7 - верхний

0,76÷5,16%

IIА

Т3

1988.  623 с.: ил.

2. Справочник азотчика. Кн. 2.  2-е изд. перераб. М.: Химия, 1987.  464 с.

3. Пожарная опасность веществ и материалов: Справочник. /Под ред. И.В. Рябова.  М.: Стройиздат, 1966.  243 с.

4. Пожарная безопасность. Взрывобезопасность. Справ. изд. /А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов, А.Я. Корольченко и др.  М.: Химия, 1987.  272 с.

Данные о токсической опасности:

ПДК в воздухе рабочей зоны

ПДК в атмосферном воздухе:

- с добавкой тетраэтилсвинца

летальная токсодоза LCt50

пороговая токсодоза РСt50

средняя смертельная доза LD50

класс опасности этилированного бензина

направленность воздействия

100 мг/м3

1,5 мг/м3

0,005 мг/м3

70112 мг/л

0,52,0 мг/л

12,7 мг/кг

4

Нейротропное (наркотическое),

гепатропное, раздражающее,

1. Химическая энциклопедия: В 5 т. Т. 1: А  Дарзана /Редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др.  М.: Сов. энцикл., 1988.  623 с.: ил.

2. Вредные вещества в промышленности: Справочник: В трёх т.: Т. I: Органические соединения. Под ред. Н.В. Лазарева и Э.Н. Левиной.  7-е изд., перераб. и доп.  Л.: Химия, 1976.  592 с.

 

нефро-токсическое,

пневмо-токсическое

3. Малая медицинская энциклопедия: в 6-ти т. РАМН. Гл. ред. В.И. Покровский. Т. 4. Нефротомия  Почечная недостаточность.  М.: Медицина, 1996  576 с.: ил.

4. Химическая энциклопедия: В 5 т.: т. 4: Полимерные  Трипсин.М.:Большая Российская энцикл., 1995.  639 с.: ил.

Реакционная способность

Плохо растворимы в воде, являются хорошим растворителем для многих органических соединений. При нормальных условиях стабилен, не подвергается гидролизу и полимеризации.

ГОСТ 2084-77

Коррозионное воздействие

Коррозионной активностью не обладает. Коррозионное воздействие могут оказывать примеси сернистых соединений.

ГОСТ 2084-77

Меры предосторожности

Герметичное оборудование. Электрооборудование во взрывозащищенном исполнении. Искробезопасный инструмент. Защита от статического электричества.

ГОСТ 2084-77

Информация о воздействии на людей

Пары бензина оказывают на организм человека наркотическое действие, аналогично метановым углеводородам и циклопарафинам, составляющим его основную массу. Характерно развитие судорог, замедляется пульс, понижается кровяное давление, нарушается ритм дыхания. Высокая температура воздуха обычно усиливает наркотический эффект паров бензина, однако низкие температуры усиливают токсический эффект (для особо чистых бензинов). При очень высоких концентрациях бензина возможны молниеносные отравления с потерей сознания и в случае неоказания квалифицированной медицинской помощи возможна быстрая смерть. При воздействии на кожу жидкие бензины вызывают дерматиты.

ГОСТ 2084-77

Справочник "Вредные вещества в промышленности", т.1., М., Химия, 1976

Средства защиты

Изолирующий противогаз.

Респиратор РПГ-67А.

Костюм типа ТоНл.

Фильтрующий противогаз марки БКФ, А, М.

Справочник "Вредные вещества в промышленности", т.1., М., Химия, 1976

Методы перевода вещества в безвредное состояние.

Создание вододисперсионных завес, вентиляция помещений, При

Справочник "Вредные вещества в промышленности", т.1., М., Химия, 1976

 

разлитии засыпать разлитый бензин опилками или песком и сжечь в специально отведенном месте.

Для обезвреживания площадок, полов, загрязненных бензином, должны применяться хлорамин (3% водный раствор) или хлорная известь (1 часть сухой хлорной извести на 2-5 частей воды) из расчета 2 литра смеси на 1 м3 дегазируемой площади. Недопустимо обезвреживание сухой хлорной известью, т.к. при этом может произойти загорание из-за сильного тепловыделения.

 

Меры первой помощи пострадавшим от воздействия вещества.

Свежий воздух. Покой, тепло. Успокаивающие средства. Смыть вещество с кожи водой с мылом.

При поражении верхних дыхательных путей – ввести 55% раствор эфедрина 2 мл с 2,4% раствором зуфиллина 10 мл. При падении артериального давления – кордиамин, кофеин. При проглатывании – промыть желудок водой.

Правила безопасности 1984 г.

Анализ известных аварий на аналогичных производственных объектах

25 января 2002 года на ОАО "Орскнефтеоргсинтез" произошла авария на товарно-сырьевой базе – хлопок внутри резервуара объёмом 5000 м3. Повреждены стенка и крыша резервуара (разрывы по сварному шву).

При подготовке резервуара к ремонту после его освобождения от продукта была включена система пропарки. Пар с давлением 7 кг/см2 и температурой 170 –1800 С подавали в резервуар по паропроводу диаметром 50 мм. В это время на крыше резервуара был открыт замерный люк, откинуты крышки у предохранительного и дыхательного клапанов для выхода пара. При пропарке стенки резервуара были прогреты до температуры 60 – 65о С. Для поднятия углеводородного остатка со дна резервуара и слива его в промышленную канализацию начали подавать воду из пожарного гидранта по пожарному рукаву через нижний люк резервуара. Спустя некоторое время в резервуаре произошёл хлопок. В результате резервуар деформировался.

Причины аварии – нарушение порядка подготовки резервуара к ремонту, а именно, отсутствие распоряжений, определяющих:

- вывод резервуара из эксплуатации и подготовку к ремонту;

- ответственных лиц и исполнителей работ;

-разработку мероприятий по безопасной подготовке к ремонту и последовательности их выполнения.

Комиссия, расследовавшая аварию, установила, что при подаче воды в резервуар была прекращена подача пара. Это привело к образованию взрывоопасной паро-газовоздушной среды и её последующему взрыву внутри резервуара. Воспламенение произошло от искры, возникшей в результате нарушения порядка вскрытия люков на разогретом резервуаре.

25 ноября 2002 года на ООО "Строительная компания "МОСТ" (частное предприятие), Амурская область, город Белогорск на нефтебазе произошла авария.

В связи с постройкой здания насосной станции для темных нефтепродуктов возникла необходимость укоротить трубопроводы слива светлых нефтепродуктов от сливной воронки до приёмных ёмкостей резервуарного парка. За два дня до аварии резервуары были отсоединены от технологических трубопроводов и поставлены под пропаривание. В это время велись сварочные работы по соединению технологического трубопровода с резервуаром дизельного топлива.

Через два дня сварщик самостоятельно приступил к замене технологического трубопровода от сливной воронки до резервуара с бензином без оформления наряда допуска и в отсутствие лица, ответственного за производство огневых работ. На резервуаре после пропарки смотровой люк был закрыт и перед началом работ не был сделан анализ контроля воздушной среды.

Сварщик состыковал трубопровод с указанным резервуаром и около насосной стал разжигать резак, чтобы сделать отверстие в гребёнке под фланец с патрубком для монтажа запорной арматуры. При розжиге и разогреве резака пламя по технологическому трубопроводу попало в резервуар, и в результате взрывоопасная смесь в нём взорвалась. При этом резервуар подбросило выше обвалования и развернуло на 45о. Одной консолью он упал на соседний резервуар с дизельным топливом, другой – на пожарный въезд в основной резервуарный парк. Взрывом разорвало днище, оборвало приёмные трубопроводы. Резервуар с дизельным топливом, находившийся рядом, упал на бок, а на него упал взорвавшийся резервуар с бензином. В момент взрыва сварщик находился в 15 м от эпицентра и не пострадал.

Причины аварии:

- незнание персоналом свойств используемых веществ;

- неудовлетворительная подготовка к проведению работ повышенной опасности (не был оформлен наряд-допуск на проведение огневых работ, не проводился анализ воздушной среды, сварщик не имел допуска на проведение огневых работ.

29 ноября 2002 года на ОАО "НК Роснефть-Кубань нефтепродукт" Краснодарский край, г. Курганинск. Произошёл пожар в резервуарном парке нефтебазы в резервуаре объёмом 700 м3, в котором находился 1 м3 дизельного топлива.

Уровень нефтепродукта в резервуаре составлял 228 см.

С 8-00 до 12-00 из резервуара было откачано 36 348 кг нефтепродукта на эстакаду налива автоцистерн. Одновременно с отпуском дизельного топлива из резервуаров отпускали бензин АИ-92 и А76. Слив из железнодорожных цистерн не производился. Нарушений технологического процесса не было. Ремонтные и огневые работы на территории парка не проводились. Старший оператор, находившийся на эстакаде налива автоцистерн (на расстоянии 10 м от обвалования резервуарного парка) услышал хлопок, увидел дым и огонь в районе резервуаров. Высота пламени достигла 8-10 м. Один из резервуаров находился в огне. Через некоторое время он лопнул и начал деформироваться. Прибывшие пожарные приступили к его тушению. В результате действия огня разрушена крыша резервуара, его стенки по сварным швам оторваны от днища. Частично разрушились и деформировались конструкции и ограждения соседнего резервуара. В радиусе 25 м от горения разлившегося продукта выгорела трава.

При детальном осмотре резервуара было установлено, что фланцевое соединение сифонного крана разгерметизировано (отсутствуют три болта из четырёх). Рядом с сифонным краном обнаружены два рожковых ключа, а также снятые болты с гайками и шайбами. Задвижка отпускного трубопровода резервуара открыта.

По мнению комиссии, расследовавшей аварию, причинами пожара явились преднамеренная разгерметизация фланцевого соединения сифонного крана и последующий поджог разлитого дизельного топлива.

Причины аварии:

-отсутствие специального ограждения по периметру нефтебазы;

-плохая оснащённость современными средствами контроля несанкционированного проникновения на территорию;

-низкий уровень подготовки персонала.

В 1976 году произошел взрыв (хлопок) на мазутном резервуаре временной городской котельной Тобольского нефтехимического комбината в Тюменской области. Причиной взрыва было грубое нарушение правил техники безопасности сварщиком, проводившим огневые работы непосредственно на верхней крышке резервуара. Сварщик не пострадал.

18 апреля 1994 г на перевалочной базе нефтепродуктов в п. Змиевка Свердловского района Орловской обл. из-за подожжённой сухой травы возник пожар, в результате которого сгорели насосная станция и две промежуточные ёмкости с 60 т мазута каждая.

В средствах массовой информации подробно освещалась авария, которая произошла 8января 1999 г. на мазутохранилище Грозненского НПЗ. В результате пожара потеряно около 1000 т. мазута, причём 500 т. стекло в реку Сунжа. Причиной аварии явилось несоблюдение правил техники безопасности при эксплуатации, в т.ч. наличие мелких частных нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих установок. Конкретной причиной было повреждение электропроводки.

Из "Отчета о деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору в 2008 году" отмечено уменьшение (в 1,5 раза) количества аварий на нефтеперерабатывающих предприятиях и объектах нефтепродуктообеспечения, доля которых составила, как и за предыдущий период, 46 % общего количества происшествий. На объектах нефтехимической промышленности произошла 1 авария, доля которой от общего количества аварий за 2008 год составила 8 % против 18 % в 2007 году.

Общий смертельный травматизм за 2008 год составил 14 случаев против 10 за тот же период 2007 года, то есть количество смертельно травмированных увеличилось на 28,5 %.

Анализ результатов расследования аварий и несчастных случаев, произошедших в 2008 году, показал, что среди технических причин аварийности и травматизма преобладают причины, связанные с несовершенством технологии, конструктивными недостатками технических устройств и отсутствием средств противоаварийной защиты, сигнализации и связи (66% - аварии и 100% - несчастные случаи).

Среди организационных причин аварий и несчастных случаев со смертельным исходом в 2008 году преобладают причины, связанные с нарушением технологии производства работ, неправильной организацией производства работ и неэффективностью производственного контроля.

За последние два десятилетия зарегистрировано более 238 пожаров на резервуарах с нефтью и нефтепродуктами на территории СССР и России. Из них на наземных резервуарах произошло 93,3% пожаров и аварий, в том числе 32,4% пожаров на резервуарах для сырой нефти, 53,5% на резервуарах с бензином и 13,8% на резервуарах с другими видами нефтепродуктов (мазут, керосин и др.).

Основными причинами аварий на топливонасыщенных объектах являются факторы (источники), приведенные в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Распределение пожаров на резервуарах по источникам зажигания

Источник зажигания

Доля, %

Огневые работы

25,0

Механические искры

17,8

Электрические искры

14,3

Удар молнии

10,7

Огневые технологические работы

10,7

Внешний источник

7,1

Разряд статического электричества

3,6

Автомобиль

3,6

Неосторожное обращение с огнем

3,6

Не установлено

3,6

Итого:

100,0

Так при анализе данных таблицы 1.2 необходимо отметить, что наиболее часто такими причинами являются огневые (25%) и ремонтные (17,8%) работы, искры электроустановок (14,3%), проявления атмосферного электричества (10,7%), воздействие внешнего источника зажигания (7,1%) и разряды статического электричества (3,61%). Неосторожное обращение с огнем, допущенное при ремонте резервуаров и их отчистке, является одной из распространенных причин загорания на резервуарах.

Другой большой группой причин многих пожаров является разгерметизация технологического оборудования в парках с возникновением локальной утечки нефтепродуктов. Их обнаружение происходит после инициирования случайными или технологическими источниками воспламенения.

Возможными причинами, способствующими возникновению и развитию аварий, являются следующие инициирующие события, приведенные в таблице 1.3, 1.4 (Приказ МЧС России №404 Приложение 1).

Таблица 1.3 – Частоты реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий

Наименование оборудования

Инициирующее аварию событие

Диаметр отверстия истечения, мм

Частота разгерметизации, год-1

1

2

3

4

Резервуары, емкости, сосуды и аппараты под давлением

Разгерметизация с последующим истечением жидкости, газа или двухфазной среды

5

4,0×10-5

12,5

1,0×10-5

25

6,2×10-6

50

3,8×10-6

100

1,7×10-6

Полное разрушение

3,0×10-7

Насосы (центробежные)

Разгерметизация с последующим истечением жидкости или двухфазной среды

5

4,3×10-3

12,5

6,1×10-4

25

5,1×10-4

50

2,0×10-4

Диаметр подводящего / отводящего трубопровода

1,0×10-4

Компрессоры (центробежные)

Разгерметизация с последующим истечением газа

5

1,1×10-2

12,5

1,3×10-3

25

3,9×10-4

50

1,3×10-4

Полное разрушение

1,0×10-4

Резервуары для хранения ЛВЖ и горючих жидкостей (далее – ГЖ) при давлении, близком к атмосферному

Разгерметизация с последующим истечением жидкости в обвалование

25

8,8×10-5

100

1,2×10-5

Полное разрушение

5,0×10-6

Резервуары с плавающей крышей

Пожар в кольцевом зазоре по периметру резервуара

-

4,6×10-3

Пожар по всей поверхности резервуара

-

9,3×10-4

Резервуары со стационарной крышей

Пожар на дыхательной арматуре

-

9,0×10-5

Пожар по всей поверхности резервуара

-

9,0×10-5

Примечание: частота отказов оборудования с неполной его разгерметизацией принимается в 10 раз выше частоты отказа с полной разгерметизацией.

Таблица 1.4 – Частоты утечек из технологических трубопроводов

Диаметр трубопровода, мм

Частота утечек, (м-1 × год-1)

Малая (диаметр отверстия 12,5 мм)

Средняя (диаметр отверстия 25 мм)

Значительная (диаметр отверстия 50 мм)

Большая (диаметр отверстия 100 мм)

Разрыв

50

5,7 × 10-6

2,4 × 10-6

-

-

1,4 × 10-6

100

2,8 × 10-6

1,2 × 10-6

4,7 × 10-7

-

2,4 × 10-7

150

1,9 × 10-6

7,9 × 10-7

3,1 × 10-7

1,3 × 10-7

2,5 × 10-8

250

1,1 × 10-6

4,7 × 10-7

1,9 × 10-7

7,8 × 10-8

1,5 × 10-8

600

4,7 × 10-7

2,0 × 10-7

7,9 × 10-8

3,4 × 10-8

6,4 × 10-9

900

3,1 × 10-7

1,3 × 10-7

5,2 × 10-8

2,2 × 10-8

4,2 × 10-9

1200

2,4 × 10-7

9,8 × 10-8

3,9 × 10-8

1,7 × 10-8

3,2 × 10-9

Применительно к условиям эксплуатации объектов нефтепереработки и нефтепотребления специфическими эксплуатационными причинами разрушения оборудования, приводящими к возникновению и развитию аварий с опасными последствиями, являются:

а) для оборудования и трубопроводов:

- дефект конструкции и дефект материала;

- образование усталостных трещин в сварных швах и основном металле в процессе старения;

- разрушение сварных и фланцевых соединений;

- несанкционированное повышение давления;

- коррозия;

- перелив аппаратов;

- отказ предохранительных клапанов;

- нарушение требований регламента (рабочих инструкции) по поддержанию норм технологического режима;

б) для компрессорного и насосного оборудования:

- дефект конструкции и дефект материала;

- повышение давления и температуры нагнетания;

- прекращение поступления масла;

- повышение температуры масла;

- разрушение подшипников;

- образование усталостных трещин в сварных швах и основном металле в процессе старения;

- коррозия;

- нарушение требований регламента (рабочих инструкций) по поддержанию норм технологического режима.

Основные факторы и причины возникновения аварийных ситуаций приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Перечень основных факторов и возможных причин, способствующих возникновению и развитию аварийных ситуаций

Наименование технологического блока

Факторы, способствующие возникновению и развитию аварийных ситуаций

Возможные причины аварийных ситуаций

Блок №1

Сливо-наливная железнодорожная эстакада светлых нефтепродуктов.

1. Наличие в блоке до 240 т нефтепродукта создает опасность выброса большого количества опасного вещества.

2. Наличием подвижного железнодорожного состава. Наличием периодического процесса (постановка и уборка вагон – цистерн, слив-налив нефтепродуктов) создает дополнительную возможность возникновения аварийной ситуации.

3. Внешнее воздействие природного или техногенного характера.

4. Наличие большого количества единиц оборудования, фланцевых и сварных соединений, разветвленной сети трубопроводов с запорной арматурой повышает вероятность аварийной

разгерметизации оборудования;

5. Наличие ручных операций отбора проб и замера уровня продукта в цистернах создает опасность травмирования производственного персонала.

1. Отказ оборудования (разгерметизация) в результате образования коррозионных, механических сквозных дефектов.

2. Нарушение герметичности арматуры, фланцевых соединений трубопроводов из-за дефектов изготовления, механических повреждений, нарушения правил эксплуатации.

3. Ошибки персонала (нарушение обслуживающим персоналом технологического процесса слива нефтепродукта и требований правил техники безопасности).

Блок №2

Насосная для перекачки светлых нефтепродуктов.

1. Наличие легковоспламеняющейся жидкости в технологическом оборудовании и трубопроводах.

2. Периодичность технологического процесса перекачки нефтепродукта в резервуарный парк.

3. Наличие сложного технологического процесса слива горючей жидкости повышает вероятность ошибочных действий обслуживающего персонала.

4.Наличие большого количества единиц оборудования, фланцевых и сварных соединений, разветвленной сети трубопроводов с запорной арматурой повышает вероятность аварийной разгерметизации оборудования.

5. Наличие электроприемников, механических приводов оборудования.

1. Отказ оборудования (разгерметизация) в результате образования коррозионных, механических сквозных дефектов.

2.Нарушение герметичности арматуры,

фланцевых соединений трубопроводов из-за дефектов изготовления, механических повреждений, нарушения правил эксплуатации.

3. Ошибки персонала (нарушение обслуживающим персоналом технологического процесса слива - налива нефтепродукта и требований правил техники безопасности).

Блок №3

Резервуарный парк хранения светлых нефтепродуктов.

1. Наличие в блоке до 24600 м3 нефтепродукта создает опасность выброса большого количества опасного вещества.

2. Наличие периодического процесса (слив–налив) создает дополнительную возможность разгерметизации резервуара и разлива опасных веществ.

3. Внешнее воздействие

природного или техногенного характера.

4. Наличие большого количества единиц оборудования, фланцевых и сварных соединений, разветвленной сети трубопроводов с запорной арматурой повышает вероятность аварийной разгерметизации оборудования резервуарных парков;

5. Наличие ручных операций отбора проб и замера уровня продукта в резервуарах создает

опасность травмирования производственного персонала.

1. Отказ оборудования (разгерметизация) в результате образования коррозионных, механических сквозных дефектов.

2.Нарушение герметичности арматуры, фланцевых соединений

трубопроводов из-за дефектов изготовления, механических повреждений, нарушения правил эксплуатации.

3. Ошибки персонала (нарушение обслуживающим персоналом технологического процесса слива - налива нефтепродуктов и требований правил техники безопасности).

Блок №4

Эстакада налива светлых нефтепродуктов.

1. Наличие легковоспламеняющейся жидкости в технологическом оборудовании и АЦ.

2. Периодичность технологического процесса отпуска нефтепродукта в специализированный автотранспорт.

3. Наличие достаточно сложного технологического процесса слива и перекачки горючей жидкости повышает вероятность ошибочных действий обслуживающего персонала.

4. Наличие большого количества единиц оборудования, фланцевых и сварных соединений, разветвленной сети трубопроводов с запорной арматурой повышает вероятность аварийной разгерметизации оборудования.

1. Отказ оборудования (разгерметизация) в результате образования коррозионных, механических сквозных дефектов.

2.Нарушение герметичности арматуры, фланцевых соединений трубопроводов из-за дефектов изготовления, механических повреждений, нарушения правил эксплуатации.

3. Ошибки персонала (нарушение обслуживающим персоналом технологического процесса слива - налива нефтепродукта и требований правил техники безопасности).

Возможные сценарии развития аварий с указанием основных причин их возникновения

Схемы построения сценариев развития аварийных ситуаций для каждого блока приведены на рисунках 1.4, 1.5, 1.6, 1.7.

А 1.0.0. – сход цистерны с железнодорожной колеи

А 2.0.0. – механический износ или усталость материала

А 3.0.0. – выход параметров за критические значения

А 4.0.0. – ошибки обслуживающего персонала

А 5.0.0. – внешнее воздействие природного или техногенного характера

А 1.1.0. – опрокидывание железнодорожной цистерны

А 1.1.1. – разгерметизация или разрушение технологического оборудования

А 1.1.2. – вытекание или залповый выброс нефтепродукта

А 1.1.3. – образование пролива нефтепродукта

А 1.1.4. – образование ТВС нефтепродукта

Б 1.0.0. – взрыв ТВС

Б 2.0.0. – пожар пролива

Рисунок 1.4 – Схема построения сценариев развития аварийных ситуаций. Блок №1

А 6.0.0. – механический износ или усталость материала

А 7.0.0. – выход параметров за критические значения

А 8.0.0. – ошибки обслуживающего персонала

А 9.0.0. – внешнее воздействие природного или техногенного характера

А 6.1.0. – разгерметизация или разрушение технологического оборудования

А 6.1.1. – вытекание или залповый выброс нефтепродукта

А 6.1.2. – образование пролива нефтепродукта

А 6.1.3. – образование ТВС нефтепродукта

Б 3.0.0. – взрыв ТВС

Б 4.0.0. – пожар пролива

Рисунок 1.5 – Схема построения сценариев развития аварийных ситуаций. Блок №2

А 10.0.0. – образование взрывоопасной концентрации снаружи резервуара

А 11.0.0. – появление источника зажигания внутри резервуара

А 12.0.0. – выход параметров за критические значения

А 13.0.0. – механический износ или усталость материала

А 14.0.0. – ошибки ремонтного или обслуживающего персонала

А 10.1.0. – пожар на дыхательных клапанах

А 10.1.1. – взрыв в резервуаре

А 10.1.2. – разгерметизация или разрушение резервуара

А 10.1.3. – образование пролива нефтепродукта

А 10.1.4. – образование ТВС нефтепродукта

Б 5.0.0. – взрыв ТВС.

Б 6.0.0. – пожар пролива

Рисунок 1.6 – Схема построения сценариев развития аварийных ситуаций. Блок№3

А 15.0.0. – механический износ или усталость материала

А 16.0.0 – выход параметров за критические значения

А 17.0.0. – ошибки обслуживающего персонала

А 18.0.0. – внешнее воздействие природного или техногенного характера

А 15.1.0. – разгерметизация или разрушение технологического оборудования

А 15.1.1. – вытекание или залповый выброс нефтепродукта

А 15.1.2. – образование пролива нефтепродукта

А 15.1.3. – образование ТВС нефтепродукта

Б 7.0.0. – взрыв ТВС

Б 8.0.0. – пожар пролива

Рисунок 1.7 – Схема построения сценариев развития аварийных ситуаций. Блок№4

Анализ аварийных ситуаций, условий их возникновения и развития

Для каждой возможной стадии развития аварийных ситуаций уровня "А" каждого блока нефтебазы, выполнен анализ условий возникновения и динамики их развития, проведена оценка возможных последствий. Определены оптимальные средства предупреждения, локализации и ликвидации аварийных ситуаций. Результаты анализа условий возникновения и динамики развития аварийных ситуаций представлены в таблице 1.6.

Таблица 1.6 – Анализ аварийных ситуаций, условий их возникновения и развития

Наименование аварийной ситуации

При каких условиях возможна аварийная ситуация

Возможное развитие аварийной ситуации

Основные принципы анализа условий возникновения аварийной ситуации

Способы и средства предупреждения, локализации и ликвидации аварийной ситуации

Разлив нефтепродукта

   

Определение площади пролива. Проверка характера разрушений при внешнем осмотре цистерны, сливных устройств, трубопроводов. В зависимости от масштаба аварии принимается решение о частичной или полной остановке процесса слива-налива нефтепродукта. Оценка

достаточности и подготовленности персонала и технических средств для локализации аварии. Оценка вероятности дальнейшего развития аварии и необходимости привлечения

1. Вывод персонала из опасной зоны.

2. Осмотр ж/д пути;

3. Соблюдение правил маневровых работ;

4. Слив поврежденной вагон - цистерны;

5. Сбор пролитого нефтепродукта с площадки;

6. При необходимости привлечение пожарных расчетов.

7. Наличие аварийного

резервуара для сбора аварийных проливов.

8. Наличие твердого бетонного покрытия, оборудованного устройствами отвода в дренажную систему.

     

дополнительных сил и средств.

 
 

Разгерметизация сливного устройства.

 

Оценка технического состояния сливного (наливного) устройства, трубопроводов, разъемных соединений и надежность их креплений. Коррозии деталей, наличие условий для механического повреждения от внешних и внутренних источников; оценка эффективности и качества ППР.

1. Совершенствование системы ППР, развитие базы дефектоскопии и диагностирования трубопроводов и оборудования.

 

Разгерметизация частичная (полная) железнодорожной цистерны в результате

схода.

 

Оценка состояния железнодорожных путей, скорости и интенсивности движения. Наличие возможности отбуксировки неисправной цистерны за

территорию узла слива.

1. Контроль состояния железнодорожных путей предприятия.

2. Усиление контроля за состоянием цистерн, подаваемых под слив.

   

Образование ТВС с площади пролива, взрыв ТВС

Оценка возможного масштаба пожара. Оценка умения персонала действовать по ликвидации очага загорания. Оценка достаточности средств пожаротушения,

1. Организация дополнительных пожарных постов.

2. Снижение численности людей в опасной зоне, обучение персонала способам спасения людей, оснащение эффективными системами

     

оперативности и оснащенности ПЧ.

оповещения и эвакуации персонала.

3. Наличие средств пожаротушения на объекте: первичные средства пожаротушения, огнетушители на территории.

4. Наличие и исправное состояние молниезащиты, средств защиты от статического электричества.

5. Наличие сигнализаторов довзрывных концентраций согласно требованиям нормативных документов.

   

Возникновение пожара пролива

Оценка возможного масштаба пожара. Оценка умения персонала действовать по ликвидации очага загорания. Оценка

достаточности средств пожаротушения, оперативности и оснащенности ПЧ.

1. Заземление оборудования слива, наличие и исправное состояние молниезащиты, средств защиты от статического электричества.

2. Наличие средств пожаротушения на объекте: первичные средства пожаротушения, огнетушители.

3. Размещение вне зоны действия возможного воздействия пожара здания административного, бытового и вспомогательного

назначения.

3. Пожарная техника ПЧ.

4. Организация оповещения об опасности и вывода персонала из опасной зоны.

5. Действия персонала по спасению людей.

Выброс нефтепродукта из насоса, трубопровода

   

Выяснение места и характера утечки. Проверка возможности перекрытия задвижек для исключения поступления к месту пролива прямых и обратных потоков продукта. Оценка надежности схемы дистанционного отключения насосов со щита. Оценка оснащенности персонала средствами первой готовности для локализации аварийной ситуации. Оценка

возможного развития аварии и привлечения дополнительных сил и средств.

1. Управление электродвигателями насосов дистанционно со щита или по месту.

2. Минимизация площади пролива отсечением задвижками аварийного участка.

 

Утечка из фланцевого соединения

 

Оценка технического состояния оборудования: качество сварных швов,

1. Дефектоскопия и паспортизация трубопроводов, совершенствование системы

 

или по сварочному шву, коррозия металла.

 

степень износа, качество сборки разъемных соединений, соответствие материала прокладок среде, качество ППР и сроки его проведения.

ППР, своевременная замена устаревших деталей.

 

Механический износ деталей и узлов насосов, повышение давления выше критически допустимого.

 

Наличие и исправность системы противоаварийной защиты для исключения повышения давления выше критических значений. Проверка наличия условий для механического повреждения, гидравлического удара.

1. Проведение диагностирования трубопроводов по истечении нормативного срока эксплуатации.

2. Исключение условий перегрева нефтепродуктов.

3. Применение устройств и оборудования повышенной надежности, эффективных средств контроля, управления и противоаварийной защиты.

   

Пожар пролива в помещении насосной.

Оценка и анализ: возможных масштабов пожара, наличия и эффективности средств пожаротушения,

оперативности прибытия пожарных частей, наличия источников зажигания и численности людей в зоне возможного поражения.

1. Применение стационарных и переносных средств пожаротушения.

2. Вывод персонала из насосной.

   

Образование ТВС с площади пролива, взрыв ТВС

Оценка возможного масштаба пожара. Оценка умения персонала действовать по ликвидации очага загорания. Оценка достаточности средств пожаротушения, оперативности и оснащенности ПЧ.

1. Организация дополнительных пожарных постов.

2. Снижение численности людей в опасной зоне, обучение персонала способам спасения людей, оснащение эффективными системами оповещения и эвакуации персонала.

3. Наличие средств пожаротушения на объекте: первичные средства пожаротушения, огнетушители на территории.

4. Заземление цистерн и оборудования, наличие и исправное состояние молниезащиты, средств защиты от статического электричества.

5. Наличие сигнализаторов довзрывных концентраций согласно требованиям нормативных документов.

Возникновение утечки нефтепродуктов.

   

Выяснение характера и места возникновения утечки нефтепродукта, состояние запорной арматуры. Прогнозирование образования ТВС с

дальнейшим взрывом и пожаром. Проверка навыков и подготовленности персонала к локализации аварии.

1. Перекачка нефтепродукта из разгерметизированного резервуара в свободный соседний резервуар или в резервуар, специально выделенный для приема аварийных проливов.

 

Взрыв внутри резервуара

 

Оценка возможностей и условий образования взрывоопасной среды и источника зажигания внутри резервуара.

1. Усиление контроля за состоянием дыхательных клапанов и люка на резервуарах.

2. Наличие исправной молниезащиты, заземления резервуаров, средств отвода и нейтрализации зарядов статического электричества.

3. Усиление контроля за проведением зачистки и ремонтных работ на резервуарах.

 

Разрушение резервуара в результате повышения давления, коррозии, усталостных

явлений, потери упругих свойств

 

Проверка пропускной способности и состояния дыхательных клапанов на резервуарах, изученность состояния сварных швов, уплотнений в разъемных соединениях люков и

задвижек.

1. Развитие базы диагностирования и дефектоскопии резервуаров, совершенствование системы ППР и профилактической работы, контроль за состоянием дыхательных клапанов, исключение их примерзания в зимнее время.

 

металла при низких температурах.

     
   

Образование ТВС на площади пролива, взрыв ТВС

Оценка рациональности планировки территории, наличие застойных зон. Оценка возможных размеров и направления дрейфа ТВС, наличия источника зажигания.

1. Обеспечение оперативной информацией о метеоусловиях, загазованности.

2. Исключение источников зажигания: эффективные системы молниезащиты, заземления, отвода и нейтрализации зарядов статического электричества.

3. Надежная система пожаротушения.

4. Действия персонала по спасению людей.

5. Наличие сигнализаторов довзрывных концентраций согласно требованиям нормативных документов.

   

Пожар пролива

Оценка и анализ: возможных масштабов пожара, наличия и эффективности средств

пожаротушения, оперативности прибытия пожарных частей, наличия источников зажигания и численности людей в зоне возможного поражения.

Исключение источников зажигания, оснащение эффективными средствами

пожаротушения, связи и оповещения; действия персонала и пожарной части по спасению людей и тушению пожара.

Разлив нефтепродукта

   

Определение площади пролива. Проверка характера разрушений при внешнем осмотре автоцистерны, сливных устройств, трубопроводов. В зависимости от масштаба аварии принимается решение о частичной или полной остановке процесса слива нефтепродукта в резервуары. Оценка достаточности и подготовленности персонала и технических средств для локализации аварии. Оценка вероятности дальнейшего развития аварии и необходимости привлечения дополнительных сил и средств.

1. Сбор пролитого нефтепродукта с площадки с последующей его утилизацией на полигон ТБО.

2. Вывод персонала из опасной зоны.

3. При необходимости привлечение пожарных расчетов.

4. Наличие аварийного резервуара для сбора аварийных проливов.

 

Разгерметизация наливного устройства.

 

Оценка технического состояния наливного устройства, трубопроводов, рукавов, разъемных соединений и надежность их креплений. Коррозии деталей, наличие условий для механического повреждения от внешних и внутренних источников; оценка эффективности и качества ППР.

1. Совершенствование системы ППР, развитие базы дефектоскопии и диагностирования трубопроводов и оборудования.

 

Разгерметизация частичная (полная) автомобильной цистерны в результате аварии.

 

Оценка состояния автомобильного полотна, скорости и интенсивности движения по территории резервуарного парка, квалификации водительского состава. Наличие возможности отбуксировки неисправной цистерны за территорию резервуарного парка.

1. Контроль состояния автодорожного покрытия на территории предприятия.

2. Усиление контроля за состоянием цистерн, подаваемых под слив.

   

Образование ТВС с площади пролива, взрыв ТВС

Оценка возможного масштаба пожара. Оценка умения персонала действовать по ликвидации очага загорания. Оценка

достаточности средств пожаротушения, оперативности и оснащенности ПЧ.

1. Организация дополнительных пожарных постов.

2. Снижение численности людей в опасной зоне, обучение персонала способам спасения

людей, оснащение эффективными системами оповещения и эвакуации персонала.

3. Наличие средств пожаротушения на объекте: первичные средства пожаротушения, огнетушители на территории.

4. Заземление цистерн и оборудования, наличие и исправное состояние молниезащиты, средств защиты от статического электричества.

5. Наличие сигнализаторов довзрывных концентраций согласно требованиям нормативных документов.

   

Возникновение пожара пролива

Оценка возможного масштаба пожара. Оценка умения персонала действовать по ликвидации очага загорания. Оценка достаточности средств пожаротушения, оперативности и оснащенности ПЧ.

1. Заземление цистерн и оборудования, наличие и исправное состояние молниезащиты, средств защиты от статического электричества.

2. Наличие средств пожаротушения на объекте: первичные средства пожаротушения, огнетушители.

3. Размещение вне зоны действия

возможного воздействия пожара здания административного, бытового и вспомогательного назначения.

3. Пожарная техника ПЧ.

4. Организация оповещения об опасности и вывода персонала из опасной зоны.

5. Действия персонала по спасению людей.

Оценка вероятности реализации аварийных ситуаций

Для определения частоты реализации инициирующих пожароопасные ситуации событий использовалась информация, приведенная в таблице 1.3.

Частоту реализации пожароопасных ситуаций с учетом наличия однотипного оборудования находили из выражения:

(1.1)

где n – количество однотипного оборудования;

Qi – частота реализации i-той аварийной ситуации;

Sti – продолжительность эксплуатации оборудования в течение года, ч.

Выполненные расчеты показали, что частота исходного события для каждого технологического блока – разгерметизация или разрушение оборудования с выходом жидкой фазы, при реализации аварийных ситуаций составляет: блок №1 – 6,85×10-6×1/год; блок №2 – 1,37×10-4×1/год; блок №3 – 8,5×10-5×1/год; блок №4 – 3,65×10-4×1/год; блок.

Для построения деревьев событий использовались условные вероятности приведенные в таблице 1.7.

"Дерево событий" анализа причины аварии и вероятности ее проявления в каждом блоке приведены на рисунках 1.8, 1.9, 1.10, 1.11

.

Таблица 1.7 – Условная вероятность мгновенного воспламенения и воспламенения с задержкой

Массовый расход истечения, кг/с

Условная вероятность мгновенного воспламенения

Условная вероятность последующего воспламенения при отсутствии мгновенного воспламенения

Условная вероятность сгорания с образованием избыточного давления при образовании горючего газопаровоздушного облака и его последующем воспламенении

Диапазон

Номинальное среднее значение

Газ

двухфазная смесь

жидкость

газ

двухфазная смесь

жидкость

газ

двухфазная смесь

жидкость

Малый (<1)

0,5

0,005

0,005

0,005

0,005

0,005

0,005

0,080

0,080

0,050

Средний (1 - 50)

10

0,035

0,035

0,015

0,036

0,036

0,015

0,240

0,240

0,050

Большой (>50)

100

0,150

0,150

0,040

0,176

0,176

0,042

0,600

0,600

0,050

Полный разрыв

Не определено

0,200

0,200

0,050

0,240

0,240

0,061

0,600

0,600

0,100

Рисунок 1.8 – "Дерево событий" анализа причины аварии и вероятности ее проявления на блоке №1

Рисунок 1.9 – "Дерево событий" анализа причины аварии и вероятности ее проявления на блоке №2

Рисунок 1.10 – "Дерево событий" анализа причины аварии и вероятности ее проявления на блоке №3

Рисунок 1.11 – "Дерево событий" анализа причины аварии и вероятности ее проявления на блоке №4

Математическая модель поражающих факторов при реализации различных сценариев развития аварийных ситуаций

При расчете значений критериев пожарной опасности при сгорании нефтепродуктов в качестве расчетного выбираем наиболее неблагоприятный вариант развития аварии (нормальной работы, аварии аппаратов или технологического процесса), при котором в открытое пространство поступает (или постоянно находится) максимальное количество наиболее опасных в отношении последствий пожара нефтепродуктов. Производим расчет для блока №3, так как в этом блоке находиться наибольшее количество вещества в одном аппарате (резервуар №48, V = 3000 м3).

Количество вещества, которое может образовать горючие паровоздушные смеси, определяем, исходя из следующих предпосылок:

а) происходит полное разрушение резервуара;

б) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости.

в) длительность испарения жидкости принимаем равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с

Масса жидкости, поступившей в окружающее пространство при разгерметизации резервуара, определяем по формуле:

, (1.2)

где - масса жидкости, кг;

ρL - плотность жидкости, кг/м3;

VR - объем жидкости в резервуаре, м3.

При проливе на неограниченную поверхность площадь пролива S (м2) жидкости определяем по формуле:

S = fР VЖ, (1.3)

где fР - коэффициент разлития, м-1 (допускаем равным 20 м-1 при проливе на грунтовое покрытие);

VЖ - объем жидкости, поступившей в окружающее пространство при разгерметизации резервуара, м3.

Интенсивность теплового излучения q, кВт/м2, рассчитываем по формуле

q = Ef Fq t, (4)

где Ef - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м2;

Fq - угловой коэффициент облученности;

t - коэффициент пропускания атмосферы.

Ef принимаем на основе имеющихся экспериментальных данных из таблицы 8.

Таблица 8 – Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени

Топливо

Еf, кВт/м2, при d,

т, кг/(м2 с)

10

20

30

40

50

 

Бензин

60

47

35

28

25

0,06

Дизельное топливо

40

32

25

21

18

0,04

Нефть

25

19

15

12

10

0,04

Рассчитываем эффективный диаметр пролива d, м, по формуле

, (5)

где S - площадь пролива, м2.

Рассчитываем высоту пламени Н, м, по формуле

, (6)

где т - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м2·с);

rв - плотность окружающего воздуха, кг/м3;

g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.

Определяем угловой коэффициент облученности Fq по формуле

, (1.7)

где , (1.8)

где , (1.9)

S1 = 2r/d, (1.10)

(r - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта)

h = 2H/d; (1.11)

, (1.12)

B = (1 + S2)/(2S). (1.13)

Определяем коэффициент пропускания атмосферы t по формуле

t = exp [-7,0·10-4 (r - 0,5d)]. (1.14)

Испарение жидкости из пролива

Интенсивность испарения W (кг/(м2×с)) для ненагретых жидкостей с поверхности определяем по формуле:

, (1.15)

При проливе жидкости вне помещения допускается принимать h = 1;

М - молярная масса жидкости, кг/кмоль;

РН - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, кПа.

Массу паров жидкости т, поступивших в открытое пространство рассчитываем по формуле

т = W Sи T, (1.16)

где W- интенсивность испарения, кг/(с·м2);

Sи - площадь испарения (пролива), м2.

Параметры волны давления при сгорании газопаровоздушных смесей в открытом пространстве

Избыточное давление Dр, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитываем по формуле

, (1.17)

где p0 - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;

mпр - приведенная масса газа или пара, кг, рассчитанная по формуле

, (1.18)

где Qсг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг;

Z - коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,1;

Q0 - константа, равная 4,52·106 Дж/кг;

mг,п - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

Импульс волны давления i, Па·с, рассчитываем по формуле

. (1.19)

Произведем моделирование вероятных зон действия поражающих факторов для сценария наиболее опасного по последствиям развития аварийной ситуации (разгерметизация резервуара №48). Определение зон действия поражающих факторов при аварии, как избыточное давление и тепловое излучение при сгорании нефтепродукта, проводился с помощью программного обеспечения. Программа разработана на основе ГОСТ Р 12.3.047-98 "Пожарная безопасность технологических процессов".

Результаты расчета количества вещества участвующего в аварийной ситуации приведены в таблице 1.9.

Таблица 1.9 – количество вещества участвующего в аварийной ситуации

Поражающий фактор

Основной поражающий фактор

Количество опасного вещества, т

участвующего в аварийной ситуации

участвующего в создании поражающих факторов

Блок №3

Пожар пролива

Тепловое излучение

1938

1938

Взрыв ТВС

Ударная волна

1938

≈38,4

Огненый шар

Термическое поражение

1938

1938

Ввод исходных данных для проведения моделирования осуществляется в соответствующей форме, которая открывается при создании нового набора исходных данных (рисунок 1.12).

В качестве исходных данных вводится:

- наименование вещества – бензин

- масса вещества, кг – 1938000

- площадь пролива, м2 – 13500

- возможные сценарии развития аварии – пожар пролива, сгорание с развитием избыточного давления.

Рисунок 1.12 – Набор данных

Расчет производится после нажатия кнопки "Расчет" на форме ввода исходных данных.

Перед запуском процесса расчета программа запрашивает максимальное расстояние, для которого будет производиться расчет (рисунок 1.13).

Рисунок 1.13 – Ввод максимального расстояния для расчета

Результаты расчета представляются на форме результатов в виде общих данных (в зависимости от выбранных сценариев) – площадь пролива, эффективный диаметр и зон поражения в табличной форме (рисунок 1.14), а также графиков зависимостей избыточного давления (рисунок 1.15), импульса (рисунок 1.16), теплового излучения (рисунок 1.17).

Радиусы зон поражения при воздействии избыточного давления и при воздействии теплового излучения пожаров пролива приведены в таблицах 1.10, 1.11.

Рисунок 1.14 – Результаты расчета

Рисунок 1.15 – График зависимости избыточного давления от расстояния

Рисунок 1.16 – График зависимости избыточного давления от расстояния

Рисунок 1.17 – График интенсивности теплового излучения при пожаре пролива

Таблица 1.10 – Радиусы зон поражения при воздействии избыточного давления

Степень поражения

Избыточное давление, кПа

Радиус зоны, м

Полное разрушение зданий

100

89

50%-ное разрушение зданий

53

125

Средние повреждения зданий

28

183

Умеренные повреждения зданий

12

327

Нижний порог повреждения человека волной давления

5

653

Малые повреждения (разбита часть остекления)

3

1000

Таблица 1.11 – Радиусы зон поражения при воздействии теплового излучения пожаров пролива

Степень поражения

Интенсивность теплового излучения, кВт/м2

Радиус зоны, м

1

2

3

Без негативных последствий в течение длительного времени

1,4

200

Безопасно для человека в брезентовой одежде

4,2

132

Непереносимая боль через 20-30 с

Ожог 1-й степени через 15-20 с

Ожог 2-й степени через 30-40 с

Воспламенение хлопка-волокна через 15 мин

7,0

106

Непереносимая боль через 3-5 с

Ожог 1-й степени через 6-8 с

Ожог 2-й степени через 12-16 с

10,5

89

Воспламенение древесины с шероховатой поверхностью (влажность 12%) при длительности облучения 15 мин

12,9

82

Воспламенение древесины, окрашенной масляной краской по строганой поверхности; воспламенение фанеры

17,0

74

Результаты работы программы показали, что разработанная имитационная модель аварийных ситуаций позволяет рассчитать радиусы зон возможных поражающих факторов таких как воздействие теплового излучение пожара пролива и избыточного давления.

Радиусы зон воздействия последствий аварийных ситуаций изображены на рисунке 1.18.

Рисунок 1.18 – Ситуационный план при аварии в резервуарном парке хранения светлых нефтепродуктов

Технология отладки программы

Разработка любой системы обработки данных представляет собой сложный и длительный процесс. Это утверждение справедливо и для систем с базами данных, особенно больших оперативных систем. Процесс проектирования приложений, взаимодействующих с базами данных, в первую очередь оперативных, связан с выбором значений множества параметров (переменных). Ошибки в выборе значений этих параметров или игнорирование проблемы выбора может быть источником серьезных просчетов, которые выявляются на этапе отладки программы.

Под отладкой понимается процесс, позволяющий получить программу, функционирующую с требуемыми характеристиками в заданной области входных данных, В результате отладки программа должна соответствовать определенной фиксированной совокупности правил и показаний качества, принимаемых за эталонные для данной программы. Процесс отладки программ приведен на рисунке 2.1 и включает в себя следующие этапы:

-создание совокупности тестовых эталонных значений и правил, которым должна соответствовать программа по выполняемым функциям, структуре, правилам описания, значениям исходных данных и соответствующих им результирующих данных;

-статическую проверку тестов разработанных программ и данных на выполнение всех заданных правил построения без использования объектного кода;

- тестирование программы с ее исполнением в объектном коде и разными уровнями детализации: детерминированное, стохастическое и тестирование в реальном времени;

- диагностику и локализацию причин отклонения результатов тестирования от заданных эталонных значений или правил;

Рисунок 2.1 – Процесс отладки программы

- изменение программы с целью исключения причин отклонения результатов от эталона.

Основным методом обнаружения ошибок при отладке программ является их тестирование. Эффективность тестирования важнейший фактор, влияющий на стоимость и длительность разработки сложных комплексов программ с заданным качеством. Основная цель тестирования для обнаружения ошибок - выявление всех отклонений результатов функционирования реальной программы от заданных эталонных значений. Затем применяется тестирование для диагностики и локализации. После локализации и устранения, обнаруженных ошибок применяется контрольное тестирование, задача которого состоит в подтверждении правильности выполняемой корректировки.

Причины возникновения ошибок

Одна из наиболее утомительных операций программирования является нахождение ошибок. Существует ряд средств тестирования или отладки, помогающий программисту проверить логику своих программ и локализовать возможные ошибки.

Выполнение программ без проверки может не дать ожидаемых результатов при отсутствии каких-либо очевидных причин, позволяющих понять, почему это произошло. Виновниками некоторых ошибок в большинстве случаев являются сами программисты. Возможными типами ошибок, за которые несет ответственность отдел обработки данных, являются так называемые ошибки операторов и программистов, а также ошибки, связанные с недоработкой системы.

Обычно используются два подхода к отладке программ: ошибки либо выявляются вручную, либо с использованием ЭВМ. Выбор альтернативы в значительной степени зависит от планирования машинного времени.

Также имеет место и еще один подход, при котором отладка частично пересекается с написанием программ. Некоторые программисты предпочитают написать несколько строк кодов и тут же проверить их работу. Этот подход позволяет отыскать ошибки кодирования непосредственно в процессе кодирования. Достоинством такого подхода является еще и то, что он позволяет выявить ошибки легко и безболезненно для последующих объектов программы.

Отладка начинается практически с момента компиляции программы, так как обнаружение компилятором синтаксических и частично семантических ошибок является одной из стадий отладки. Большинство ошибок обнаруживается и исправляется именно на этой стадии контроля.

Аппаратные ошибки в настоящее время редки. Они обычно легко выявляются или о них сигнализирует сама система. Редкими являются и ошибки системного программного обеспечения.

Ошибки оператора (неправильная установка информационных носителей или некорректные входные данные) легко выявляются с помощью хорошо разработанных систем программного обеспечения и прикладных программ.

Несколько лет назад программы "кодировались" или "писались". В настоящее время значительно чаще используются такие термины как "разработка" и "построение". Это свидетельствует о том, что инженерные идеи внедряются в область программирования аналогично разработке сложной машины.

Разработка программного обеспечения, в частности программного обеспечения больших размеров, представляет собой сложную и трудную задачу, которую можно решить различными методами.

Естественно, что большинство программных ошибок выявляются на стадии тестирования. Если программа должна быть выпущена для общего пользования, то число программных ошибок теоретически должно равняться нулю. Практически это не всегда можно осуществить для каждой программы, написанной и используемой на некоторой вычислительной установке, но при хорошем персонале программистов частота появления ошибок может быть сведена к уровню частоты появления ошибок в системном программном обеспечении.

Один из общих законов практического применения состоит в том, что ни одна программа не дает желаемых результатов при первой попытке трансляции и выполнения. Программист должен не только аккуратно писать эффективные программы, но и уметь находить в них ошибки. Большинство программистов расходуют на тестирование программ около половины своего рабочего времени, в то время как их обучение целиком ориентировано на выполнение другой половины работы. Причина заключается в том, что поиск ошибок считается чисто интуитивным процессом, которому нельзя обучить и которым программист может овладеть только на практике. Тем не менее, есть несколько правил отладки программ, которые могут быть успешно применены при создании программ.

Существуют два типа программных ошибок:

а) Синтаксические ошибки, которые являются нарушениями правил языка программирования, они обычно выявляются во время компиляции.

б) Семантические или логические ошибки, приводящие к некорректным вычислениям или ошибкам выполнения. Обнаруживаются они в основном при тестировании программы, то есть при выполнении ее тщательно подобранными проверочными данными, для которых известны результаты.

Анализ синтаксических ошибок

Синтаксические ошибки могут быть исключены сравнительно легко. Большинство из них программист может выявить, тщательно просматривая текст программы, выявляя орфографические ошибки, недопустимые форматы команд, неопределенные или неинициализированные переменные, недостающие операторы, ошибки в константах и пунктуации и так далее. Многие программисты опускают этот этап, целиком предоставляя егокомпилятору. Все компиляторы выявляют во время компиляции синтаксические ошибки, поскольку только синтаксически корректные операторы могут быть скомпилированы.

Такие синтаксические ошибки как пропущенная арифметическая операция в любом языке программирования высокого уровня, могут быть обнаружены непосредственно во время трансляции ошибочного оператора. Другие ошибки, например такие, как "метка", могут быть выявлены только после завершения компиляции. Независимо от того, когда обнаружена ошибка, все компиляторы выдают сообщение о ней, ссылаясь на ошибочный оператор.

Форма сообщения в компиляторах различны. Некоторые сообщения содержат только номер оператора и стандартный номер ошибки, по которому программист ищет ее в справочном руководстве. Другие компилятор выдают сообщения с подробным описанием ошибки с указанием ее места в операторе.

Даже при обнаружении синтаксической ошибки все компиляторы продолжают трансляцию для обнаружения дальнейших синтаксических ошибок. Некоторые компиляторы не пытаются вырабатывать объектную программу после обнаружения первого нетранслируемого оператора. Другие укорачивают или отрабатывают непонятные операторы, связывая с каждой ошибкой "вес", отражающий степень ее серьезности, и продолжают трансляцию и генерацию кода. Операционная система предоставляет возможность выполнить программу, если "вес" не превосходит уровня, заданного программистом с помощью управляющей карты. Подобные действия имеют смысл, так как часто можно извлечь полезную информацию из выполненной программы, даже если некоторые операторы ее отброшены или некорректны. Если бы ошибкой была неопределенная метка, она могла бы совсем не использоваться при выполнении программы с данным набором тестовых данных. Таким образом, программист может частично проверить даже синтаксически некорректную программу.

Лучшие компиляторы имеют возможности обхода синтаксических ошибок и пытаются скорректировать их. Естественно, сообщение об ошибке выдается и в том случае, когда оператор скорректирован компилятором. В этом случае генерируется объектный код, и программист имеет возможность решить, выполнять или не выполнять исходную программу.

Хорошие компиляторы выдают предупреждающие сообщения для синтаксически корректных, но, вероятно, логически ошибочных операторах.

Семантические (логические) ошибки

Целью тестирования модуля является обнаружение различий между логической схемой модуля и его интерфейсом и их внешними спецификациями.

Тестирование модуля может проводиться произвольным образом, когда лицо, выполняющее тестирование, пытается бессистемно выполнить работу, не имея определенного плана. Другой, научный подход, состоит в том, что специалист, тестирующий программу с осторожностью выбирает необходимую тестовую информацию, внимательно составляет набор вопросов для тестирования и тщательно проводит сам тест.

При использовании произвольного метода к тестированию модуля, практически невозможно избежать тестирования одного и того же участка по два и более раз, нельзя оценить, насколько всеобъемлющим является тестирование, а также определить момент его завершения.

Тестирование модуля включает в себя проведение определенного объема работ: проектирование набора тестовых комбинаций на основе анализа внешних спецификаций и программы модуля; написание программы тестирования и ее проверка и выполнение программы тестирования. Рассмотрим содержание этих работ.

Проектирование программы тестирования - сугубо творческий процесс, хотя и существует ряд правил, которые позволяют получить разумное множество проверочных тестов. Семантические ошибки обычно устраняются посредством выполнения программы с тщательно подобранными проверочными данными, для которых известен правильный ответ, полученный либо с помощью ручного вычисления, либо с помощью тщательно проверенных вычислений на машине.

Первым шагом семантической проверки является ручной прогон. Программист моделирует прохождение данных через его программу с помощью карандаша и листа бумаги. Если программа превышает минимальный уровень длины или сложности, (большинство программ его превышает) то такая проверка становится практически невозможной. Поэтому самое большее, что можно сделать на практике, проверить все возможности, все возможные типы или наиболее вероятные типы комбинаций данных выполняемых ветвей в программе. Если они дают правильные результаты, предполагается, что непроверенные комбинации тоже дали бы правильные результаты. Это не математическое допущение, а только предположение. Естественно, временное заключение, которое можно сделать, состоит в том, что тестирование больших программ с проверочными данными может очень эффективно использоваться для того, чтобы показать наличие ошибки, а не ее отсутствие.

Ряд программ имеет функциональные границы, порождающие большое количество тестовых комбинаций. Предположим, что необходимо проверить модуль, выполняющий контроль вводимых записей. Функциональные границы проявляются в том случае, когда введенный список пуст, содержит только одну запись, введенные записи уже рассортированы и когда введенные данные имеют равные значения. По каждому из возможных вариантов следует выполнять проверки и принимать решение.

Обязательным условием тестирования является назначение тестовых комбинаций для недействительных условий. Если проверяемый модуль не полностью определен, то его проведение следует считать недействительным.

Недействительные вводы, используемые в программах тестирования, могут лежать вне пределов действительных входных данных.

Завершающие шаги назначения тестовых комбинаций базируются на проверке логики модуля. Для выбираемого множества тестовых комбинаций в качестве критерия полноты может выступать утверждение о том, что каждая команда контролируемого модуля выполняется хотя бы один раз. Этот критерий необходим, но он не является часто выполнимым. Лучшим критерием является обеспечение достаточного количества тестовых условий, позволяющих для каждой проектируемой конструкции в модуле, которая порождает многовариантный переход, прохождение каждой ветви. Для автоматизации выполнения контроля лучшим решением будет построение графсхемы программы модуля и на ее основе получение необходимых тестовых комбинаций, которые обеспечивают пошаговый контроль за выполнением программы.

Последним шагом проектирования тестовой программы является проверка логической схемы модуля на чувствительность к различным входным характеристикам. Здесь же необходимо предусмотреть контроль границ обрабатываемых массивов.

Получение полного набора тестовых комбинаций для модуля может показаться трудоемким, но никто и никогда не утверждал, что проверка - короткое и необременительное занятие. Следуя перечисленным выше шагам тестовых комбинаций, придем к принципиальной спроектированной программе тестирования с высоким уровнем обнаружения ошибок. Этот процесс займет больше времени, чем случайный процесс подбора тестовых комбинаций, но если он ведет к возможности обнаружения одной двух дополнительных ошибок, стоит пренебречь потерей времени тщательного подбора программы тестирования.

Очевидным этапом тестирования является написание и контроль проверочных программ. Физическая форма проверочных программ в определенной мере диктуется методом проведения интеграции, рассмотренным ранее. Сам процесс написания проверочных программ прост и сводится к написанию небольших программ вызова проверяемых модулей, подключений их на пропуск тестовых комбинаций и документирование результатов пропуска. С целью уменьшения объема выдаваемых результатов лучшим вариантом признается программирование контроля выходных результатов в программе формирования обращения к модулю там, где это возможно.

В идеальном случае проверочная программа должна быть проконтролирована перед тем, как использовать ее для тестирования. Это могут выполнить только разработчики, создавшие такую программу. Однако ясно, что такие программы могут, в принципе, содержать ошибки.

Критической частью работы по тестированию модуля является пропуск проверочной программы и проверка получаемых результатов. Общей ошибкой проектирования тестовых программ являются большие затраты времени для обнаружения ошибок, а также то, что до получения действительного вывода важно получить ожидаемый вывод каким-либо возможным способом.

Существует много способов, которые не могут быть обнаружены в результате рассмотрения входных характеристик модуля. Ряд ошибок может быть классифицирован как ошибочные побочные эффекты, определение которых затруднено. Единичную проверку модуля лучше выполнять не непосредственному разработчику, а лицу, которое разрабатывало модуль, вызывающий этот проверяемый модуль.

Если программа состоит из наиболее мелких независимых модулей, то каждый модуль может быть независимо проверен для всех возможных комбинаций, поскольку их количество для небольших модулей невелико. Если программа хорошо структурирована, необходимо проверять только интерфейс между различными проверенными ранее модулями, что осуществимо и при проверке всех вариантов интерфейса. Чтобы иметь возможность строить программу, таким образом, необходимо при определении структуры включить требования "проверяемости".

Известно, что обычные методы отладки не удовлетворяют всем необходимым требованиям, за исключением небольших программ, а методы доказательства математической корректности программ находятся еще в периоде становления. Тем не менее, первые шаги к созданию таких методов уже сделаны. Однако, до тех пор, пока не станут доступными общие методы доказательства корректности, большинство программистов вынуждено будет работать с тестовыми данными. Существует несколько средств отладки, позволяющих исключить (упростить) трудоемкие отладочные методы.

Тестирование структуры программных модулей

Тестирование структуры программ или потоков управления может проводиться вручную на символическом уровне и при детерминированном исполнении программы в процессе обработки реальных тестовых данных. При планировании тестирования структуры программ возникают две задачи:

а) формирование критериев выделения маршрутов для тестирования;

б) выбор стратегий упорядочения выделенных маршрутов.

Критерии выделения маршрутов

Критерии выделения маршрутов для тестирования соответствуют критериям определения структурной сложности программных модулей.

В реальных программах часть маршрутов может быть нереализуемой вследствие противоречий в условиях, анализируемых на последовательных участках маршрута. Это обстоятельство может приводить к значительному сокращению числа маршрутов по любому критерию. Невыполнение правил структурного построения программ, наоборот, может приводить к возрастанию числа маршрутов. К значительному возрастанию числа маршрутов обычно приводят циклы в программах.

Стратегии упорядочения маршрутов

Для эффективного тестирования необходимо все множество выделенных маршрутов упорядочить по некоторому показателю и подготавливать тесты в соответствии с выбранной стратегией. Проверка основной группы маршрутов с экстремальными значениями показателя в пределах ресурсов, выделенных для тестирования, характеризует достигнутую корректность данной программы по выбранному критерию. Упорядочение маршрутов при планировании тестирования базируется на использовании в основном трех характеристик программных модулей: (рисунок 2.2) числа команд в выделенных маршрутах или расчетной длительности их реализации (стратегия 1); числа альтернатив или условных переходов, определяющих образование каждого маршрута (стратегия 2); вероятности исполнения маршрутов при реальном функционировании программы (стратегия 3).

Рисунок 2.2 - Стратегии упорядочения маршрутов

Эти стратегии тестирования позволяют сосредоточить внимание разработчиков на анализе наиболее важных компонент программ. При стратегии 1 первоочередному тестированию подлежат маршруты, наиболее длинные по числу команд и по времени исполнения. Им соответствуют обычно маршруты с наибольшим объемом вычислений и преобразований переменных. Эта стратегия целесообразна при планировании тестирования программ, имеющих вычислительный характер обработки данных при небольшом числе логических условий и маршрутов исполнения программ. При стратегии 2 приоритет отдается маршрутам, наиболее сложным по числу анализируемых условий. Такая стратегия предпочтительна при тестировании логических программ с небольшим количеством вычислений. При обеих стратегиях на завершающие этапы тестирования остаются простые по вычислениям или по логике маршруты, для которых необходимы относительно короткие тесты. Данные о вероятности (частности исполнения) маршрутов или операторов программ помогают выделить интенсивно исполняемые компоненты программы, которые целесообразно подвергать наиболее тщательной проверке при стратегии 3. Априорно на базе представлений разработчика о динамике функционирования создаваемой программы может быть составлен первоначальный профиль программы. В профиле обычно содержится следующая информация: частота и длительность выполнения каждого оператора, вероятность выполнения каждого логического условия, предельные значения некоторых переменных, количество итераций в циклах. Эти данные для каждой программы могут получаться автоматически в процессе ее исполнения или обобщаться и уточняться по мере развития отладки и испытаний программ. В результате: выделяются наиболее активные компоненты программы, прошедшие наиболее тщательную проверку, а также компоненты, требующие повышенного внимания и подлежащие дополнительному тестированию вследствие малой частоты исполнения; статистика условных переходов и число итераций циклов дает информацию для обнаружения некоторых типов ошибок; длительность исполнения маршрутов позволяет оценивать среднюю длительность исполнения всего модуля, что особенно, важно для систем реального времени.

Для упорядочения маршрутов при тестировании по стратегии 3 используется их взвешивание вероятностью исполнения. При этом основная сложность состоит в оценке вероятностей ветвления в условных переходах и переключателях, а также в оценке числа исполнения циклов. Эти значения должны указываться разработчиками программ, что достаточно трудоемко и субъективно. Тем не менее, такие стратегии позволяют эффективно планировать тестирование и оценивать уровень отлаженности программ.

Технико-экономическое обоснование разработки программного обеспечения

Затраты на разработку программных средств представляют собой стоимостную оценку использованных в процессе разработки материалов, покупных комплектующих и полуфабрикатов, расходов на приобретение специального оборудования, оплату труда разработчиков, затраты по работам, выполненным сторонними организациями и др.

Затраты на разработку программных средств (Зпс) могут быть рассчитаны по следующей формуле:

Зпс = М+Пок+Зо+Зд+Осн+Рпр+Рн (руб.), где (3.1)

М – стоимость сырья и материалов;

Пок – стоимость покупных комплектующих (руб.);

Зо – основная заработная плата разработчиков ПС (руб.);

Зд – дополнительная заработная плата разработчиков ПС (руб.);

Осн – отчисления на социальные нужды (руб.);

Рп – прочие прямые расходы (руб.);

Рн – накладные расходы (руб.).

Расчет стоимости сырья и материалов. Программные средства, как правило, не имеют материально-вещественной формы выражения и сырье и основные материалы при их разработке не используются. В незначительных количествах могут использоваться лишь вспомогательные материалы в виде бумаги и других канцелярских изделий.

Стоимость используемых для разработки программного средства материалов (М) в общем виде может быть рассчитана по формуле:

М = SQi*Цi*КТ,i (руб.), где (3.2)

n – количество видов используемых материалов;

i – наименование соответствующего вида используемых материалов;

Qi – расход на разработку материалов i-го наименования в соответствующих единицах измерения;

Цi – цена приобретения единицы материала i-го наименования (руб.);

КТ,i – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы при приобретении материалов i-го наименования (оплата услуг транспорта, комиссионных посредникам и др.).

Примем КТ,i = 1,12

Расчет стоимости используемых материалов представлен в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Расчет стоимости используемых материалов

Наименование

Материала

Ед.

изм.

Цена за

единицу (руб.)

Расход на разработку

Коэффициент, КТ

Сумма,

руб.

Бумага для принтера А4

Папка для бумаг

пачка

шт.

100,00

30,00

2

2

1,12

1,12

224,00

67,20

ИТОГО:

       

291,20

Расчет стоимости покупных комплектующих. В расходы по этой статье следует включать стоимость необходимых для разработки, отладки и сдачи заказчику покупных изделий, таких как, магнитные носители (дискеты), сервисных программ, систем и языков программирования и т.д.

Стоимость покупных комплектующих может в общем виде быть рассчитана по формуле:

Пок = S Ni*Цi*КТ,i (руб.), где (3.3)

i – наименование покупных изделий;

n – количество видов покупных комплектующих;

Ni – расход на разработку покупных комплектующих i-го наименования (шт.);

Цi – цена приобретения единицы покупных комплектующих i-го наименования (руб.).

Расчет стоимости покупных комплектующих для разработки программного средства представлен в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Расчет стоимости покупных комплектующих

Наименование покупных комплектующих

Цена за ед-цу, руб.

Расход на разработку, шт.

Коэффициент, Кн

Сумма,

руб.

USB-накопитель 1Гб

CD MS Office 2000

C++Builder 6 Professional

Windows XP Home Edition

250,00

2990,00

29300,00

2150,00

1

1

1

1

1,15

1,15

1,15

1,15

287,50

3438,50

33695,00

2472,50

ИТОГО:

     

39893,50

Расчет основной заработной платы разработчиков программных средств.В состав основной заработной платы включаются выплаты за фактически выполненную работу в соответствии с окладами, тарифными ставками и расценками всему персоналу, принимающему участие в разработке данного программного средства: научных работников, инженерно-технических работников, лаборантов и служащих исследовательских и проектных подразделений и др.

В общем виде основная заработная плата разработчиков программных изделии может быть рассчитана по формуле:

, где (3.4)

i - наименование категории разработчиков;

n - кол-во категорий разработчиков;

Тi -трудоемкость проектных работ, выполненных разработчиком i -ой категории;

- часовая тарифная ставка разработчика i-ой категории.

В разработке программного изделия в условиях дипломного проектирования принимают участие разработчики двух категорий:

- консультант (руководитель дипломного проекта);

- инженер-программист (дипломник).

Определим сначала удельный вес трудоемкости проектных работ, выполняемых разработчиками различных категорий по каждому из этапов разработки ПИ и в целом по разработке исходя из существующих нормативов и опыта проектирования (таблица 3.3).

Для определения абсолютных значений трудоемкости каждого этапа примем суммарную трудоемкость работ инженера-программиста, равной 600 часам, а аналогичный показатель для консультанта, равный 25 часам.

Часовая тарифная ставка разработчиков может быть определена следующим образом:

,руб./час, где (3.5)

- месячный оклад разработчика i-ой категории, руб.;

- месячный фонд времени работы разработчика в часах.

Для данных расчетов примем:

=168 час;

Месячный оклад консультанта 12500 руб.

Месячный оклад инженера-программиста 6100 руб.

Тогда часовые ставки программиста и консультанта составляют, соответственно,

lк = 12500/168 = 74,40 руб.

lпр= 6100/168 = 36,30 руб.

Таблица 3.3 - Перечень этапов разработки и удельные веса в % их трудоемкости

Наименование этапов

Удельный вес трудоемкости этапа в % по категориям разработчиков

Инженер-программист

Консультант

%

Час.

%

Час.

Предпроектный анализ задач и формирование требований пользователя: постановка производственных задач.

7%

41,2

37%

8,88

Разработка концепции создания программного изделия, системы.

6%

35,3

12%

2,88

Разработка и согласование технического задания на создание программного средства

14%

82,3

11%

2,64

Разработка математического обеспечения (моделей, методов, алгоритмов)

1%

5,8

8%

1,92

Разработка структур данных

6%

35,3

5%

1,2

Разработка и отладка программного средства

33%

194,1

9%

4,86

Тестирование программы

5%

29,4

8%

1,92

Оформление проектной и эксплуатационной документации

28%

164,6

10%

2,4

Итого

100%

588

100%

24

Расчет основной заработной платы приведен в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Расчет основной заработной платы разработчиков информационной системы

Наименование этапов

Инженер-программист

Консультант

Всего по этапу

Т, час

L

руб./час

сумма, руб.

Т,

час

l

руб./час

сумма, руб.

Предпроектный анализ задач и формирование требований пользователя: постановка производственных задач.

41,2

36,3

1495,56

8,88

74,4

660,67

2156,23

Разработка концепции создания программного изделия, системы.

35,3

36,3

1281,39

2,88

74,4

214,27

1495,66

Разработка и согласование технического задания на создание программного средства

82,3

36,3

2987,49

2,64

74,4

196,41

3183,9

Разработка математического обеспечения (моделей, методов, алгоритмов)

5,8

36,3

210,54

1,92

74,4

142,85

353,39

Разработка структур данных

35,3

36,3

1281,39

1,2

74,4

89,28

1370,67

Разработка и отладка программного средства

194,1

36,3

7045,83

4,86

74,4

361,58

7407,41

Тестирование программы

29,4

36,3

1067,22

1,92

74,4

142,85

1210,07

Оформление проектной и эксплуатационной документации

164,6

36,3

5974,98

2,4

74,4

178,56

6153,54

Итого

588,00

Х

21344,4

24

Х

1986,47

23330,87

Расчет дополнительной заработной платы разработчиков программных средств.В состав дополнительной заработной платы разработчиков включаются все виды выплат, надбавок и доплат из фонда заработной платы за проработанное и не проработанное время (надбавки за профессиональное мастерство, доплаты за условия труда, работу в ночные смены, выплаты отпускных, вознаграждения за выслугу лет и др.).

Дополнительная заработная плата рассчитывается по формуле:

ЗД = Зо* КД% /100% (руб.), где (3.6)

Зо – основная заработная плата разработчиков (руб.);

КД% - коэффициент дополнительной заработной платы.

Приняв коэффициент дополнительной заработной платы, равным 20%, получим следующее значение дополнительной заработной платы:

ЗД =23330,87* 20%/100%=4666,17 руб.

Расчет отчислений на социальные нужды.Отчисления на социальные нужды рассчитывается по формуле:

Осн = (Зо+ЗД)*Ксн% /100% (руб.),где (3.7)

Ксн % - коэффициент отчислений на социальные нужды.

Ксн в настоящее время составляет 34%

Отчисления на социальные нужды составят:

Осн = ( 23330,87 + 4666,17) * 34 % / 100%=8090,99 руб.

Расчет прочих прямых расходов.В расходы по этой статье включаются затраты, непосредственно связанные с разработкой данного программного средства (аренда или прокат оборудования, вычислительной техники, транспорта, приобретение научно-технической литературы, участие в семинарах и т.д.) по их фактической стоимости.

К прочим прямым расходам, понесенным разработчиком, следует отнести:

- затраты на приобретение специальной литературы, а именно книги "C++ Builder 6 справочное пособие" стоимостью 450 руб.;

- затраты на оплату времени работы в Интернет, равные 180 рублям за месяц безлимитного подключения.

Всего прочие прямые расходы составили 630 руб.

Расчет накладных расходов.

В состав накладных расходов включаются затраты, которые не вошли в состав предыдущих расходов и не могут быть рассчитаны прямым путем. К ним относятся амортизация, ремонт и содержание (отопление, освещение, силовая энергия, водоснабжение и т.д.) зданий и других основных производственных фондов общего назначения, содержание аппарата управления проектной организации, почтово-телеграфные расходы и канцелярские расходы, налоги, сборы, включаемые в себестоимость и другие общехозяйственные расходы.

Они рассчитываются по формуле:

Рн= Зо* Кн% /100% (руб.), где (3.8)

Кн% – коэффициент накладных расходов.

При Кн=65 % сумма накладных расходов составит :

Рн= 23330,87 * 65% /100% = 15165,07 руб.

Все расчеты затрат на разработку сведены в таблицу (таблица 3.5)

Таблица 3.5 – Общие расчеты затрат

Наименование статьи расходов

Сумма, руб.

Материалы

291,20

Покупные комплектующие

39893,50

Основная заработная плата разработчиков данного программного средства

23330,87

Дополнительная заработная плата разработчиков данного программного средства

4666,17

Отчисления на социальные нужды

8090,99

Прочие прямые расходы

630,00

Накладные расходы

15165,07

ИТОГО: 7279,23

92067,80

По обобщенным технико-экономическим показателям разработка программного обеспечения является экономически целесообразной.

Разработка мероприятий по снижению зрительного утомления оператора персонального компьютера

Персональные электронно-вычислительные машины (ПЭВМ) стали неотъемлемой частью нашей жизни. Широкое использование ПЭВМ в производственной деятельности позволило упростить решение многих задач, минимизировать время выполнения операций. Но помимо облегчения труда человека и ускорения процессов обработки информации длительная и систематическая работа за ПЭВМ может стать причиной появления и развития различных заболеваний у пользователей. Все большее число работников различных специальностей, возрастов обращают внимание на негативные изменения в состоянии здоровья и часто связывают это с необходимостью выполнять напряженную работу с использованием ПЭВМ.

Анализ исследований жалоб пользователей ПЭВМ проводимых в различных странах (России, Германии, США, Японии, Болгарии, Дании, Франции) начиная с 2000 г, позволил разделить их на следующие группы:

а) зрительный дискомфорт;

б) дискомфорт в области опорно-двигательного аппарата: шее, спине;

в) дискомфорт в области кисти и/или кистей рук;

г) нервно-эмоциональный дискомфорт.

Зрительный дискомфорт

Работа за дисплеями негативно влияет на глаза пользователя. С 80-х годов у пользователей компьютеров отмечается специфическое зрительное утомление, получившее общее название "компьютерный зрительный синдром" (КЗС) (CVS-Computer Vision Syndrome). Причин его возникновения несколько, и, прежде всего – сформировавшаяся за миллионы лет эволюции зрительная система человека, которая приспособлена для восприятия объектов в отраженном свете (картин природы, рисунков, печатных текстов), а не для работы с дисплеем. Изображение на дисплее принципиально отличается от привычных глазу объектов наблюдения и не соответствует естественным цветам.

Но не только особенности изображения на экране вызывают зрительное утомление. Большую нагрузку орган зрения испытывает при вводе информации, так как пользователь вынужден часто переводить взгляд с экрана на текст и клавиатуру, находящиеся на разном расстоянии и по-разному освещенные. При длительной работе на компьютере у глаз не бывает необходимых фаз расслабления, глаза напрягаются и находятся в постоянном напряжении, что приводит к утомлению.

Компьютерный зрительный синдром может привести к более тяжелым последствиям: снижению остроты зрения, замедленной перефокусировке, двоению предметов. Эти явления объединяются одним термином "астенопия" – отсутствием силы зрения. Астенопия – это любые субъективные зрительные и глазные симптомы, являющиеся результатом зрительной деятельности. Симптомы астенопии можно классифицировать следующим образом:

а) зрительные (пелена перед глазами, двоение и расплывчатость изображения, искажение формы и величины наблюдаемых объектов);

б) глазные (воспаление глаз, слезотечение, ощущение усталости глаз, повышение их температуры, ощущение дискомфорта или боли).

Практически все пользователи при непрерывной, в течение шести часов, работе за компьютером жалуются на появление признаков КЗС. У некоторых пользователей признаки астенопии наступают гораздо раньше – через 4 или 2 часа непрерывной работы за ПЭВМ. Для снижения риска появления КЗС и зрительного утомления необходимо выполнять требования к видеодисплейным терминалам (ВДТ), выполнение общих требований к организации рабочего места оператора ПЭВМ.

Требования к устройствам отображения информации (мониторам)

Значительный вклад в создание благоприятных условий труда вносят и характеристики мониторов: яркость белого поля; неравномерность яркости рабочего поля; контрастность; пространственная и временная нестабильность изображения.

Нормативные документы требуют от монитора предусматривать регулирование яркости и контрастности, которые позволяют уменьшить зрительное утомление у оператора ПЭВМ (СанПин 2.2.2/2.4.1340-03).

Обеспечение яркости должно быть не менее 35 кд/м2, и практически все современные устройства это требование легко выполняют. Максимальная яркость ЭЛТ-мониторов составляет 100–120 кд/м2, у ЖК-мониторов в этой области нет конкурентов, так как ограничений для повышения яркости нет. Максимальная величина яркости ЖК-мониторов определяется характеристиками люминесцентных ламп, которые используются для подсветки экрана. Не является проблемой получение яркости в диапазоне 200–250 кд/м2. Хотя технически вполне возможно её увеличение до значительно более высоких значений, этого не делают, чтобы не ослепить пользователя. Не стоит забывать, что яркость светящихся поверхностей, находящихся в поле зрения не должна превышать 200 кд/м2.

Под равномерностью яркости рабочего поля понимается постоянство уровня яркости по всей поверхности экрана монитора, которое обеспечивает комфортные условия для работы пользователя. Большинство мониторов имеет различную яркость в разных участках экрана. Отношение яркости в наиболее светлой части к яркости в наиболее тёмной (при выводе изображения белого цвета) называется неравномерностью яркости рабочего поля, которая должна составлять не более 20%. Временная неравномерность яркости рабочего поля ЭЛТ мониторов может быть устранена размагничиванием экрана.

Чтобы рассчитать неравномерность яркости рабочего поля необходимо, согласно рисунок 4.1 измерить яркость белого поля экрана в нескольких точках.

Рисунок 4.1 – Точки измерения яркости белого поля экрана

Определяем среднее значение яркости рабочего поля:

Находим точку с максимально отличающейся от средней яркостью и определяем эту разницу: ΔL=42−39,6=2,4 кд/м2

Далее рассчитываем неравномерность яркости рабочего поля по формуле

(4.1)

В данном случае, δLэ = 2,4 / 39,6 *100% = 6 %, это значение является допустимым, значит, дополнительные мероприятия не требуются.

Очень важной фотометрической особенностью для чёткости и читаемости изображения является высокая контрастность (отношение яркости данного объекта к яркости окружающих объектов). В то время как большинство стандартов требуют минимального соотношения 3:1, оптимальная контрастность составляет фактически 10:1. Подавляющее число современных мониторов достигают более высоких величин даже при яркой окружающей обстановке.

Изображение на ЭЛТ-мониторах неустойчиво, оно только кажется постоянным вследствие низкой частотной восприимчивости глаза. Временная нестабильность изображения (мерцание) – это восприятие изменяющейся яркости с течением времени. Мерцание зависит от различных факторов, таких как свойства свечения, степень яркости мерцающего изображения и т. д. Для дисплеев с ЭЛТ частота обновления изображения должна быть не менее 75 Гц при всех режимах разрешения экрана, и не менее 60 Гц для ЖК.

Причиной мерцания ЖК-мониторов является широтно-импульсная модуляция за счёт которой осуществляется регулировка яркости ЖК-монитора: позади экрана смонтирована люминесцентная лампа, которая придаёт дополнительную яркость, когда регулировка этого параметра установлена на максимум, лампа горит постоянно и монитор не мерцает, когда яркость минимальна, лампа не горит и монитор не мерцает, но когда используется промежуточный уровень яркости (наиболее часто применяемый режим), лампа начинает пульсировать с определённой частотой, что приводит к мерцанию изображения. Заметим, что чем больше экран монитора, тем более заметно мерцание, особенно периферийным (боковым) зрением, так как угол обзора изображения увеличивается.

Независимо от мерцания изображения, может присутствовать дрожание – результат пространственной нестабильности изображения (элементы изображения меняют своё положение после каждого процесса обновления). Дрожание может иметь свою причину в самом мониторе, или может вызываться взаимодействием с другим оборудованием на рабочем месте, таким как принтеры или другие мониторы, которые являются источником магнитного поля. В случае если источник магнитного поля на рабочем месте устранить невозможно, единственным решением является перенос рабочего места в другое помещение.

Имеются требования и к конструкции мониторов (СанПин 2.2.2/2.4.1340-03). Так, конструкция ПЭВМ должна обеспечивать возможность поворота корпуса в горизонтальной и вертикальной плоскости с фиксацией в заданном положении для обеспечения фронтального наблюдения экрана ВДТ. Дизайн ПЭВМ должен предусматривать окраску корпуса в спокойные мягкие тона с диффузным рассеиванием света. Корпус ПЭВМ, должен иметь матовую поверхность с коэффициентом отражения 0,4-0,6 и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики.

Предельно допустимые значения визуальных параметров ВДТ, контролируемые на рабочих местах, представлены в таблице 4.1.

Характеристики и качество используемого монитора могут значительно влиять на возникновение и развитие компьютерного зрительно синдрома.

Таблица 4.1 – Визуальные параметры ВДТ, контролируемые на рабочих местах

Параметры

Допустимые значения

Яркость белого поля

Не менее 35 кд/кв. м

Неравномерность яркости рабочего поля

Не более +/- 20%

Контрастность (для монохромного режима)

Не менее 3:1

Временная нестабильность изображения (мелькания)

Не должна фиксироваться

Пространственная нестабильность изображения (дрожание)

Не более 2 x 1E(-4L), где L - проектное расстояние наблюдения, мм

Общие требования к организации рабочих мест пользователей персональной электронной вычислительной машины

Выполнение требований к организации рабочих мест снижает зрительное утомление у оператора ПЭВМ. В соответствии с СанПин2.2.2/2.4.1340-03, расстояние между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора) должно быть не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2 м.

Рабочие места с ПЭВМ в помещениях с источниками вредных производственных факторов должны размещаться в изолированных кабинах с организованным воздухообменом.

Рабочие места с ПЭВМ при выполнении творческой работы, требующей значительного умственного напряжения или высокой концентрации внимания, рекомендуется изолировать друг от друга перегородками высотой 1,5 - 2,0 м.

Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на расстоянии 600 - 700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.

Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей, характера выполняемой работы. При этом допускается использование рабочих столов различных конструкций, отвечающих современным требованиям эргономики. Поверхность рабочего стола должна иметь коэффициент отражения 0,5 - 0,7.

Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ПЭВМ, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления. Тип рабочего стула (кресла) следует выбирать с учетом роста пользователя, характера и продолжительности работы с ПЭВМ.

Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным, регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстоянию спинки от переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную фиксацию.

Поверхность сиденья, спинки и других элементов стула (кресла) должна быть полумягкой, с нескользящим, слабо электризующимся и воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений.

Мероприятия по улучшению условий зрительной работы

Снизить воздействие излучений и полей, уменьшить нагрузку на зрение человека возможно путем подбора оптимального расстояния наблюдения информации. При работе с видеотерминалом это расстояние равно 450-700 мм согласно рекомендациям центра электромагнитной безопасности.

Экран дисплея по высоте должен быть расположен так, чтобы угол между нормалью к центру экрана и горизонтальной линией взгляда составлял 20 градусов. В горизонтальной плоскости угол наблюдения экрана не должен превышать 60 градусов. Пульт дисплея следует располагать на столе или подставке так, чтобы высота клавиатуры пульта по отношению к полу составляла 650-720 мм. При размещении пульта на стандартном столе высотой 750 мм необходимо использовать кресло с регулируемой высотой сидения и подставку для ног.

Документ для ввода оператором данных рекомендуется располагать на расстоянии 450-500 мм от глаз оператора, преимущественно слева, при этом угол между экраном дисплея и документом в горизонтальной плоскости должен составлять 30-40 градусов. Угол наклона клавиатуры должен быть равен 15 градусов.

Экран дисплея, документы и клавиатура пульта располагают так, чтобы перепад яркостей поверхностей, зависящий от их расположения относительно источника света, не превышал 1:10 (рекомендуемое значение 1:3). Устройства документирования и другие, нечасто используемые технические средства, рекомендуется располагать справа от оператора в зоне максимальной досягаемости, а средства связи слева, чтобы освободить правую руку для записей.

Рисунок 4.2 – Организация рабочего места

Для снижения зрительной нагрузки так же необходимо правильно организовать режим работы персонала и освещенность рабочего места (рисунок 4.2).

Важно принять меры по уменьшению отражений от монитора. Яркое и неровное освещение в комнате может вызвать неприятные отражения на экране. Возможные способы решения этой проблемы: выключение верхнего освещения, задергивание штор на окнах, которые пропускают слишком яркий свет, повороте монитора таким образом, чтобы не прямо перед ним, ни сзади не было ярких источников света. В цветовой композиции интерьера должны использоваться гармоничный сочетания (потолки белые, стена перед глазами работающего должна быть ярче остального фона). Применяется только общее освещение, возможно совмещенное (естественно-искусственное). Величина искусственной освещенности в горизонтальной плоскости не ниже 300 Лк.

Рекомендации для профилактики и снятия зрительного утомления

Наиболее распространенным недомоганием у пользователей ПК является зрительное утомление, которое при отсутствии надлежащих мер и при продолжении работы может проявиться в виде частого моргания, зуда и жжения в глазах, рези, слезотечения и других реакций.

Интересное замечание по этому поводу приводится ученой М. Корбетт: "Цивилизация лишила наши глаза даже того минимума внимания, которое мы еще оказываем своим ногам: чувствуя физическую усталость, мы норовим присесть или прилечь. Ощущая зрительное утомление, мы продолжаем напрягать глаза чтением, кинофильмами и телевизором или компьютером. Но следует помнить, что наши ладони представляют собой превосходный инструмент для защиты глаз".

Речь идет об упражнении, называемом "пальминг", которое состоит в следующем. Пальцы рук, сложенные вместе, следует перекрестить в центре лба. При этом ладони накроют глазные впадины, полностью исключая доступ света, и в то же время не будут сжимать глазные яблоки, оставляя возможность свободно двигать веками. В процессе такого отдыха органов зрения, т. е. в период прекращения к ним доступа света, происходят химическое восстановление рецепторов глаз и расслабление мышечных волокон, перенесших напряжение после интенсивных потоков образов. Подобное искусственное затмение зрения является одним из лучших упражнений для глаз, значительно ускоряя процесс расслабления глазных мышц и улучшая кровообращение. Двухминутный пальминг восстанавливает функциональные свойства сетчатки глаза.

Разумеется, перед возможной систематической работой с дисплеями для гигиены зрения и его профилактического контроля необходимо предварительно пройти всестороннее обследование у окулиста и в дальнейшем регулярно, не менее одного раза в год, повторять это обследование.

При возникновении заметного зрительного дискомфорта в процессе работы, несмотря на хорошее качество монитора, правильную эргономическую организацию труда и соблюдение режимных требований, следует ограничить время работы с дисплеем. В этом случае должна быть либо увеличена длительность перерыва для отдыха, либо произведена смена деятельности на другую, не связанную с использованием вычислительной техники.

В качестве профилактических мер для снижения утомления глаз, улучшения кровоснабжения глазного яблока, релаксации глазодвигательных мышц Санитарные правила рекомендуют взрослым пользователям проводить упражнения для глаз во время регламентированных перерывов вместе с другими комплексами физических упражнений. При появлении зрительного дискомфорта эти упражнения следует проводить индивидуально, самостоятельно и раньше указанного времени.

Далее приводится вариант упражнений для глаз. Упражнения выполняются сидя или стоя, отвернувшись от экрана. Дыхание ритмичное.

Первое упражнение: закрыть глаза, сильно напрягая глазные мышцы, на счет 1-4, затем раскрыть глаза, расслабив мышцы глаз, посмотреть вдаль на счет 1-6. Повторить 4-5 раз.

Второе упражнение: посмотреть на переносицу и задержать взор на счет 1-4 До усталости глаза не доводить. Затем открыть глаза, посмотреть вдаль на счет 1-6. Повторить 4-5 раз.

Третье упражнение: не поворачивая головы, посмотреть направо и зафиксировать взгляд на счет 1-4, затем посмотреть вдаль прямо на счет 1-6. Аналогичным образом проводятся упражнения с фиксацией взгляда влево, вверх и вниз. Повторить 3-4 раза.

Предлагаемые упражнения укрепляют мышцы глаз, тонизируют мышцы радужной оболочки и хрусталика, активизируют весь нервно-мышечный аппарат зрительного анализатора, а также повышают способность к сосредоточению внимания.

Заключение

Эффективность ликвидаций последствий аварийных ситуаций зависит от правильности и оперативности принятия решений. Многочисленные исследования свидетельствуют о том, что при ограничении времени анализа какой- либо ситуации, резко возрастает вероятность ошибки. А любая аварийная ситуация характеризуется дефицитом времени доступного для анализа и принятия решений.

Для снижения вероятности возникновения ошибки в прогнозировании масштабов последствий аварийной ситуации и для повышения оперативности принятия решений при управлении подразделениями, занимающихся локализацией аварии и ликвидацией ее последствий, необходимо использовать современные программные обеспечения для создания имитационных моделей аварийных ситуаций и их последствий.

Всесторонняя оценка риска, принятых мер на нефтебазе по предупреждению аварий и готовности к действиям по локализации и ликвидации последствий аварий показали, что уровень эксплуатации опасного объекта в основном соответствует требованиям промышленной безопасности и эксплуатации опасного производственного объекта.

Результаты расчетов показали, что для обеспечения надежной работы и уменьшения вероятности возникновения аварий, связанных с разливом и возникновением очагов возгорания нефтепродуктов на нефтебазе, необходимо предусмотреть следующие мероприятия:

- соблюдение требований ППБ 01-03.3, ВНЭ 5-79, р.12.2;

- оборудовать площадку узла слива в соответствии с требованиями ПБ 09-560-03 п.2.3.8., 2.3.27;

- создать дополнительное обвалование в резервуарном парке, чтоб уменьшить площадь пролива;

- соблюдение технологических норм и параметров безопасности, заложенных в проекте, содержащихся в технологическом регламенте и инструкциях по эксплуатации производства;

- проверка герметичности оборудования и трубопроводов;

- запрещение работ при неисправном оборудовании и неисправной запорной арматуре, приборах КИПиА;

- поддержание в рабочем состоянии средств, обеспечивающих пожарную безопасность;

- наличие исправного и в достаточном количестве пожарного инвентаря и оборудования, согласно нормам пожарной безопасности;

- обеспечение персонала предприятия спецодеждой и средствами индивидуальной защиты;

- организация и проведение газоопасных, ремонтных и огневых работ с соблюдением требований правил;

- создание, подготовка и поддержание в готовности к применению сил и средств по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, обучение персонала способам зашиты и действия в аварийных ситуациях;

- периодическая проверка заземления оборудования и коммуникаций.

По обобщенным технико-экономическим показателям разработка программного обеспечения является экономически целесообразной.

В результате проведенного анализа влияния на человека опасных и вредных факторов при работе за компьютером был составлен ряд требований, выполнение которых снизит вредное воздействие. Задача обеспечения безопасных и комфортных условий для людей, работающих с компьютерами, стоит уже давно. И такие документы как СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 являются результатом решения этой задачи. Выполнение всех требований этого документа обеспечит минимальное влияние на оператора опасных и вредных факторов при работе за компьютером.