Полная версия

Главная arrow Экология arrow Компьютерная оценка воздействия на окружающую среду магистральных трубопроводов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Классификация трубопроводов

Для классификации сегмента ТрП применены статистические модели, разработанные для обучающего множества. Итоговый результат - классифицирующие метки для каждого сегмента трубопровода, для каждой модели (коррозия, внешнее вмешательство, механические отказы). Результаты отображены в ГИС (красный сегмент - риск; зеленый сегмент - нет риска).

Автоматизированные системы определения утечек в нефтепроводах

Для обеспечения безопасности трубопровод должен иметь хорошую автоматизированную систему определения, или идентификации, утечек (АСОУ). Теоретически, утечка в нефтепроводе может быть выявлена тремя способами:

  • 1) способ контроля гидродинамических параметров жидкости (давление, расход, плотность, вязкость, температура);
  • 2) способ контроля механического состояния труб;

3) способ контроля состояния окружающей природной среды (ОПС).

Современные автоматизированные системы определения утечек в ТрП основаны только на непрерывном контроле (отслеживании) гидродинамических параметров жидкости или состояния трубопроводов. Характеристики различных методов определения, или идентификации, утечек в ТрП сведены в табл. 8.3.2.

Как показано в табл. 8.3.2, современная система определения утечек в ТрП пока еще не разработана, но такая АСОУ должна удовлетворять следующим требованиям: полностью автоматическая (без ручного управления); работающая непрерывно (24-часовая экстренная служба); выявлять и определять местонахождение малых утечек (малая не выявленная утечка может привести к экологической катастрофе); применимость ко всем старым глубоко заложенным подземным трубопроводам (у старых трубопроводов больше проблем с коррозией); доступность; обеспечиваться системами быстрого отклика (выявление утечек почти в режиме реального времени означает, что можно немедленно предпринять действия для минимизации последствий утечки); потреблять мало энергии (обеспечить наличие источников энергии вдоль ТрП непросто).

Все предыдущие данные и алгоритмы реализованы в ГИС ArcView 3.1; ГИС позволяет управляющим трубопроводами рассматривать, наглядно представлять, запрашивать и анализировать данные, отображенные на географической карте. Статистические алгоритмы основаны на программном обеспечении SPSS 8.0, табличные данные хранятся в базе данных Microsoft Access 97, модель “Затраты/Прибыль” - в электронной таблице Excel.

Выявление утечек возможно путем обнаружения углеводородов или индикаторов в почве, в подземной воде или вадозной зоне. Этот тип выявления утечек в основном используется для цистерн подземных хранилищ, небольших систем труб или обкладок захоронений отходов.

Таблица 8.3.2

Характеристики методов определения утечек трубопроводов

Метод выявления утечек

Режим действия

Объемы

выявления

утечек

Применимость к неполным потокам, потокам без давления

Время

отклика

Области применения

Источник

энергии

Возможности установления местонахождения утечки

Ограничения

1

Акустичсский/Обратная волна

1.1

Акустический

(основной)

Непрерывный/

периодический

От средних до малых утечек

Нет

Несколько

минут

Химические заводы, НПЗ и водопроводы

Батареи или переменный ток

До 0,05% от длины трубопровода

Не могут выявить утечки, которые сочатся и т.п.

1.2

Акустический (волновая тревога)

Непрерывный

1-3% от расхода

Нет

Секунды

НПЗ и нефтехранилища

Батареи или переменный ток

152 м

Проблемы с утечками из-за коррозии

1.3

Акустический

(преломленная

волна)

Непрерывный

1-15 л/ч

Нет

Секунды

НПЗ,

аэропорты

Переменный

ток

12 м

Не могут выявить утечки, которые сочатся и т.п.

1.4

Акустический

(измерение

коэффициента

преломления)

Любой

Большие утечки (работа) Мелкие утечки (останов)

Портативная версия

Минуты

НПЗ, хранилища, трубопроводы для воды

Батареи или переменный ток

В пределах 1 км

Нет созданной системы

2

Баланс массы/объема

2.1

Массовый баланс(основной)

Непрерывный

До 0,2% от расхода Часто > 1 % от расхода

Нет

30 с- большие утечки 5 мин - мелкие утечки

Нефтепроводы

Низкое энергопотребление (солнечная батарея или переменный ток)

Нет

Таблица 8.3.2 (продолжение)

2.2

Модифицированный объемный баланс

Непрерывный

Зависит от проведенной коррекции

Нет

В реальном времени

Нефтяные трубопроводы

Зависит от вспомогательной системы

Нет

3

Отслеживание давлсния/расхода

3.1

Падение давления (основной)

Периодический

Большие утечки (работа) Мелкие утечки (останов

Нет

В реальном времени

Нефтяные трубопроводы

Переменный ток

Между запорными клапанами

3.2

Падение давления (останов трубопровода)

Периодический

Мелкие

утечки

Нет

24 часа

Нефтяные трубопроводы

Переменный ток

Между запорными клапанами

3.3

Падение давления (зависимость от температуры)

Периодический

Очень мелкие утечки

Нет

3-х часовой тест

Аэропорты

Переменный ток

Между запорными клапанами

4

Другие методы

4.1

Переходная модель в реальном времени

Непрерывный

API 1155- наиболее сложный метод

Нет

В реальном времени

Химические заводы и трубопроводы очищенной питьевой воды

Зависит от вспомогательной системы

Мелкие утечки

4.2

Статистический

анализ

Непрерывный

Зависит от модели Около 0,5% от расхода

Нет

В реальном времени

Химические заводы и трубопроводы очищенной питьевой воды

Зависит от вспомогательной системы

Мелкие утечки

4.3

Ультразвуковое выявление утечек

Периодический

50 л/ч

Нет

Зависит от частоты

Нефтяные трубопроводы

Неизвестно

В пределах 100 м

Целью разработки экономической модели управления рисками нефтепроводов в конечном итоге являлось нахождение критерия принятия решений, являющегося основой для направления капиталовложений на наиболее подходящие мероприятия по предотвращению утечек в ТрП. Первым шагом было создание дерева вариантов решений (ДВР), которое наглядно отображает все возможные действия для сопоставления с риском потерь из трубопровода. Во вторых, был проведен поиск всех стоимостей возможных мероприятий. Наконец, создано программное обеспечение, которое может рассчитать общую стоимость группы мероприятий. Прибыль от каждой группы мероприятий оценивается как увеличение времени между авариями или как снижение вероятности возникновения аварии.

Перед какими-либо мероприятиями для предотвращения потерь от утечек и разливов нефти из трубопровода описывается, исходя из определенного времени между двумя ближайшими авариями и из количества сегментов в ТрП, у которых уровень риска больше, чем у других. Мероприятия, проведенные с трубопроводом, уменьшают количество сегментов ТрП, подверженных риску. Эффективность упреждающих вмешательств может быть оценена как отношение числа сегментов ТрП, подверженных риску после мероприятия, к числу сегментов, изначально подверженных риску. Уменьшение риска вычисляется как отношение между эффективностью мероприятия и изначальной вероятностью аварии. Эта прибыль может быть количественно определена экономически как уменьшение количества денежных средств, откладываемых ежегодно на рекультивацию почвы и на другие расходы, вызванные утечкой нефти из ТПС. Фактически, если промежуток времени между двумя авариями становится больше, число лет, на которое должны быть распределены общие расходы из-за утечки, увеличивается и, таким образом, ежегодно будет откладываться меньше денежных средств. Наиболее подходящая группа мероприятий - та, которая ведет к наибольшей эффективности, большему уменьшению риска и, следовательно, к большей экономии.

Список литературы к части 3

  • 1. Мешалкин В.П., Стрижкова Н.В. Механизм снижения рисков в деятельности промышленного предприятия для целей антикризисного управления // Актуальные проблемы управления - 2001. - с. 271-274.
  • 2. Мешалкин В.П., Дови В., Марсанич А. Принципы промышленной логистики. - М.: РХТУ, 2002. - 722 с.
  • 3. Мешалкин В.П., Дови’ В, Марсанич А. Стратегия управления цепями поставок химической продукции и устойчивое развитие. - М.: РХТУ,
  • 2003. -542 с.
  • 4. Колесников В.А.., Налетов А.Ю., Тарасова Н.П., Ермоленко Б.В., Мешалкин В.П., Макаров С.В. Способы предотвращения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на промышленных объектах // Учебное пособие, М.: Издат Центр РХТУ", 1997. - 67 с.
  • 5. Ю.С. Карабасов, В.М. Чижикова, М.Б. Плущевский Методика оценки значительности воздействия промышленного производства на окружающую среду // Экология и промышленность России. 2000, декабрь с. 28-29.
  • 6. Мешалкин В.П. Промышленная логистика и устойчивое развитие //В сб. «Научный Альманах Высоких Гуманитарных Технологий (НАВИГУТ). - Приложение к журналу «Безопасность Евразии», Тематический выпуск «Геоэкономическое мышление, сетевые технологии и реальность», -М: № 4. - № (14), 2003. - С.-31-64.
  • 7. Балдин К.В., Воробьев С.Н. Управление рисками, - М.: ЮНИТИ, 2005, - 511с.
  • 8. Самсонов Р.О., Казак А.С., Башкин В.Н., Лесных В.В. Системный анализ геоэкологических рисков в газовой промышленности, - М.: Научный мир, 2007, - 272 с.
  • 9. Маршалл В. Основные опасности химических производств, - М.: Мир, 1989,-672 с.
  • 10. Гридэл Т.Э., Алленби Б.Р. Промышленная экология, - М.: ЮНИТИ,
  • 2004, - 527 с.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>