Реферат: Підвищення ефективності магістральних газопроводів на пізній стадії експлуатації

У цьому розділі проведено аналіз аварійних ситуацій на вітчизняних і зарубіжних магістральних газопроводах, причин та наслідків.

Загалом відмова магістральних газопроводів під дією техногенних. Природних чи антропогенних чинників може супроводжуватися: утворенням ударної хвилі; загорянням газу і термічним впливом пожежі на довкілля; токсичним забрудненням атмосферного повітря; створенням пожежновибухової небезпеки у житлових та робочих приміщеннях через потрапляння газу; розлітанням шматків металу та фрагментів внаслідок руйнування лінійної частини трубопроводів.

Другий розділ присвячений теоретичним дослідженням аварійного ризику при експлуатації вітчизняних магістральних газопроводів.

Аналіз та керування аварійного ризику є складною комплексною процедурою, що включає низку етапів. Залежно від того, про який період життєвого циклу ГТС йде мова, ступінь глибини й деталізація аварійного ризику буде різною.

Якісний та кількісний аналіз небезпечних факторів, що призводять до відмов газотранспортних систем є невід'ємним і найважливішим етапом у створенні комплексної системи керування ними. Очевидно, що виникнення тої чи іншої позаштатної ситуації є явищем випадковим. Проте наведений у цьому розділі статистичний аналіз дозволяє оперувати показниками імовірності виникнення аварійної ситуації та цим уникнути стохастичної невизначеності. Основою математичного аналізу цих факторів є теорія імовірності та теорія надійності.

Позначимо l _ijk потенційно небезпечний фактор, що може призвести до виникнення відмов газопроводу. Класифікуватимемо їх за обставинами – i [i=1 , які можуть виникнути при просіданні лесових, болотистих та інших грунтів; і=2 – призсувах земної поверхні; і=3 - при механічному пошкодженні трубопроводу; і=4 - при вітровому навантаженні (наземна частина трубопроводу)]; за основними причинами відмов - j , та за видами подій - К .

Показник частоти l _ijk прояву Х_ijk -го фактору відмов газопроводу визначимо за запропонованою автором формулою:

(1)

де l _ijk ^Д - дійсний показник частоти прояву Х_іік -го фактору відмов газопроводу в конкретному районі або в країні;

l _ijk ^П - потенційний показник частоти;

К _ijk ^Д - кількість випадків відмов, що сталися протягом певного періоду внаслідок випадку, який стався при і-тій обставині, за і-ю причиною як наслідок К-ї події;

- загальна кількість відмов;

К _ijk ^П - потенційна кількість відмов газопроводу у межах району, країни на певний період як прояв Х_іік -го фактору;

^_ загальна потенційна кількість відмов.

Потенційна складова частоти прояву відмов газопроводу у формулі (1) розраховується як добуток дійсної складової на коефіцієнт збільшення відмов МГ (старіння трубопроводів, активізація природних процесів, тощо). Він встановлюється на основі статистичних даних відмов за певний період. Так, за останні 16 років експлуатації вітчизняних МГ частота їх відмов збільшилася з 0,35 рік^-1 до 0,42 рік^-1 на 1000 км, тобто у 1,2 рази.

Аварії на газопроводах характеризуються наявністю суттєвих розходжень у значеннях питомої частоти аварій l _сер у середньому по галузі й значеннях питомої частоти аварій l _МГ у цілому по конкретному газопроводу й локальної частоти l _п по його окремих ділянках, що розрізняються своїми конструктивно-технологічними характеристиками, особливостями проектування, будівництва й експлуатації за різних зовнішніх умов. Тому при дослідженні аварійного ризику експлуатації МГ неминуче постає питання ранжирування його окремих ділянок таким чином, щоб найнебезпечнішим з огляду технічного стану ділянкам приділялася найбільша увага - і при з'ясуванні прийнятності аварійного ризику, і при плануванні ремонтних робіт та інших превентивних заходах.

Залежно від сукупності конкретних значень різних факторів впливу (ФВ) на аварійність, що мають місце на розглянутій ділянці траси, інтенсивність аварій на ній буде в тому або іншому ступені відрізнятися від середньої по галузі l _сер. Ці розходження пропонується враховувати за допомогою інтегрального коефіцієнта впливу (k_впл ), що показує, у скільки разів локальна інтенсивність аварій відрізняється від l _сер і розраховується як добуток 3-х коефіцієнтів впливу: регіонального (k_рег .), «діаметрального» (k_D ) і локального (k_лок ), тобто локальна інтенсивність аварій на n-ій ділянці траси може бути виражена [Мазур І.І., Іванцов О.М., 2004] як:

l _n = l _сер (k_рег × k_D × k_лок ) (2)

Для розрахунку локального значення інтенсивності аварій на п-ій ділянці траси авторами запропонована формула:

(3)

де B_ij - бальна оцінка фактора впливу;

p_i – частка і-ої групи фактора впливу;

q_ij – частка j-го фактора впливу в і-ій групі;

B_сер – бальна оцінка середньостатистичної по Україні ділянки МГ.

B_сер виходить на основі визначення середніх по Україні значень f_ijсер кожногофактора впливу і відповідних їм бальної оцінки B_ijсер .

Розрахунок по ній локальних значень інтенсивності аварій для кожної ділянки траси дає можливість одержати розподіл питомої частоти аварій по довжині траси l _п (х).

На практиці, при аналізі аварійного ризику на вітчизняних МГ, визначення l _п зустрічає значні труднощі через нестачу коректних статистичних даних з аварійності МГ. Якщо ця обставина має місце в конкретній роботі, допускається використати аналогічні статистичні дані по МГ, експлуатованих у подібних умовах і з подібними технічними характеристиками. При відсутності й таких даних, рекомендується дотримуватись логіки максимально консервативного підходу, приймаючи l _сер =3 × 10^-4 1/км ×рік, а k_рег взагалі не розраховувати.

У загальному аналіз аварійного ризику є складною комплексною процедурою, що включає чотири етапи.

На першому етапі виявляються основні потенційні небезпеки, властиві МГ.

На другому етапі проводиться аналіз і кількісна оцінка можливих наслідків від прогнозованих аварій. Третій етап являє собою частотний аналіз аварійних подій; він полягає у визначенні інтенсивностей (частот) і ймовірностей аварійних подій. На четвертому етапі дані про очікуваний збиток і втрати від окремих аварій комбінуються з даними про можливу інтенсивність і ймовірність аварійних подій, та розраховується величина прогнозованого аварійного ризику.