Потенциально опасные процессы и производства

А. Г. Ветошкин





ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ПРОИЗВОДСТВА

Учебное пособие


















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2023

УДК 614.8
ББК 68.9
      В39




Рецензент:
заведующий кафедрой защиты в чрезвычайных ситуациях Пензенского филиала ФГБОУ ВО «Московский государственный университет технологий и управления им. К. Г. Разумовского (Первый казачий университет)» кандидат технических наук, доцент Виноградов О. С.


        Ветошкин, А. Г.

В39 Потенциально опасные процессы и производства : учебное пособие / А. Г. Ветошкин. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 328 с. : ил., табл.
       ISBN 978-5-9729-1120-2

    Содержатся сведения об опасных явлениях, происходящих в природной среде, опасных процессах экологического характера, об опасных технологических процессах и оборудовании. Приводятся признаки, характеристики и сведения о потенциально опасных производственных объектах, освещаются вопросы обеспечения их безопасной работы. Освещаются вопросы обеспечения устойчивого функционирования объектов экономики в чрезвычайных условиях, обеспечения пожарной безопасности объектов защиты.
    Для студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по специальностям: 20.02.02 «Защита в чрезвычайных ситуациях», 20.02.04 «Пожарная безопасность», 20.02.05 «Организация оперативного (экстренного) реагирования в чрезвычайных ситуациях». Может использоваться в качестве учебно-справочного пособия для подготовки бакалавриатов по направлению «Техносферная безопасность», а также подготовки спасателей формирований ГО и ЧС, нештатных аварийно-спасательных формирований, общественных формирований гражданской обороны.

                                                           УДК614.8
                                                           ББК 68.9

Приложения к книге доступны для скачивания на сайте издательства «Инфра-Инженерия» www.infra-e.ru.



ISBN 978-5-9729-1120-2

     © Ветошкин А. Г., 2023
     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
                            © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

            СОДЕРЖАНИЕ



Предисловие......................................................6
Введение.........................................................9

1. Потенциально опасные явления и процессы возникновения чрезвычайных ситуаций...........................................11
1.1. Опасные явления и процессы природного характера............11
1.2. Потенциально опасные техногенные процессы и производства...20
1.3. Опасные процессы экологического характера..................29
1.4. Потенциально опасные технологические процессы..............36
1.5. Потенциально опасное производственное оборудование и аппараты......................................................39

2. Потенциально опасные производственные объекты................57
2.1. Характеристика потенциально опасных производственных объектов .... 59
2.2. Радиационно опасные объекты................................72
2.3. Химически и биологически опасные объекты...................82
2.4. Потенциально опасные промышленные и энергетические объекты.93
2.5. Пожаровзрывоопасные объекты...............................100
2.6. Потенциально опасные гидротехнические сооружения..........113
2.7. Транспортная инфраструктура Российской Федерации..........117
2.8. Потенциально опасные объекты жилищно-коммунального хозяйства......................................................128

3. Обеспечение безопасности опасных производственных объектов...131
3.1. Требования к обеспечению безопасности опасных производственных объектов......................................133
3.2. Организация деятельности по обеспечению промышленной безопасности опасных производственных объектов.......................................................143
3.3. Основные мероприятия по обеспечению безопасности производственных объектов......................................152
3.4. Обеспечение радиационной безопасности.....................159
3.5. Обеспечение безопасности химически опасных объектов.......166
3.6. Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений......172
3.7. Обеспечениетранспортной безопасности......................175


3

3.8. Обеспечение безопасности зданий и сооружений.............184
3.9. Надзор и контроль в области промышленной безопасности....196

4. Обеспечение устойчивости функционирования объектов экономики в чрезвычайных ситуациях......................................201
4.1. Оценка устойчивости функционирования объектов экономики..204
4.2. Обеспечение безопасности территорий производственных зон.208
4.3. Требования к размещению и строительству опасных промышленных объектов.................................213
4.4. Мероприятия по обеспечению устойчивости объектов экономики в чрезвычайных ситуациях......................................223
4.5. Мероприятия гражданской обороны по сохранению устойчивости объектов экономики............................................231

5. Обеспечение безопасности персонала опасных производственных объектов.....................................238
5.1. Защита производственного персонала в чрезвычайных ситуациях.239
5.2. Эвакуация персонала из зданий и сооружений...............248
5.3. Системы и средства защиты людей при пожарах в зданиях и сооружениях..................................................256
5.4. Подготовка и аттестация работников организаций, осуществляющих эксплуатацию опасных производственных объектов.................262

6. Технический контроль состояния среды обитания и техногенных объектов.........................................267
6.1. Методы и системы контроля состояния опасных природных и техногенных объектов.........................................267
6.2. Основные виды и системы контроля состояния и защиты потенциально опасных производственных объектов.................270
6.3. Технические средства контроля и мониторинга среды обитания и опасных техногенных объектов.................................284
6.4. Системы и средства обеспечения безопасности транспортной инфраструктуры................................................289
6.5. Системы обеспечения безопасности зданий и сооружений.....292
6.6. Системы и технические средства обеспечения пожарной безопасности объектов защиты..................................296

Библиография..................................................307

4

        Приложения https://infra-e.ru/products/978-5-9729-1120-2

Приложение 1. Обеспечение безопасности технологических процессов и оборудования на опасных производствах
Приложение 2. Обеспечение пожарной безопасности объектов защиты.
Приложение 3. Обеспечение защиты персонала опасных производственных объектов
Приложение 4. Методы и средства контроля и мониторинга среды обитания
Приложение 5. Системы охраны и обеспечения безопасности объектов

5

                                      Посвящается сестрам Деминым: Тамаре и Валентине, в знак памяти о счастливой молодости 60-х годов XX века, не знавшей опасности и трагедии чрезвычайных ситуаций


            ПРЕДИСЛОВИЕ


    Профессиональная подготовка работников аварийно-спасательных служб и формирований играет решающую роль для квалифицированной и высокопрофессиональной деятельности в области защиты от чрезвычайных ситуаций. Эта подготовка заключается в изучении и освоении специальных знаний спасательного дела, овладении основными навыками и компетенциями спасателя.
    В соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом (ФГОС) среднего профессионального образования (СПО) специальность 20.02.02 «Защита в чрезвычайных ситуациях» входит как одна из составных частей в направление подготовки 20.00.00 «Техносферная безопасность и природообустройство».
    В этом учебном пособии изложены основные аспекты учебного модуля МДК.02.02 «Потенциально опасные процессы и производства», входящего в раздел ПМ.02 «Организация и проведение мероприятий по прогнозированию и предупреждению чрезвычайных ситуаций» профессионального учебного цикла.
    Для более целенаправленной подготовки спасателей в условиях чрезвычайных ситуациях необходим багаж знаний о потенциально опасных объектах их профессиональной работы. В этой связи в пособии представлены достаточно подробные сведения о происходящих в природной среде опасных явлениях и потенциально опасных технологических процессах и оборудовании, используемых на производственных объектах. Естественно, в книге приведены признаки и характеристики наиболее опасных производственных объектов, инциденты и аварии на которых могут привести к наиболее тяжелым последствиям в ходе чрезвычайных ситуаций.
    Конечно, в методическом плане было целесообразно отразить в пособии учебный материал по обеспечению безопасности опасных производственных объектов. В более широком для этой цели плане необходимо было также привести сведения об обеспечении устойчивой работы объектов экономики в чрезвычайных условиях.


6

    Поскольку в своей деятельности спасатели часто сталкиваются с проведением аварийно-спасательных работ в условиях пожаров и участвуют в работе по надзору за безопасностью объектов, в книгу включены сведения об обеспечении пожарной безопасности на объектах защиты и защиты персонала этих объектов при чрезвычайных ситуациях.
    В современных условиях эффективную защиту среды обитания и потенциально опасных объектов невозможно обеспечить без создания систем контроля и мониторинга за их состоянием и автоматизированных систем обеспечения их безопасности, что также нашло свое отражение в настоящей книге.
    В результате освоения профессионального учебного модуля МДК.02.02 обучающийся должен знать:
    -  потенциально опасные процессы возникновения чрезвычайных ситуаций;
    -  характеристики потенциально опасных промышленных объектов и основные виды и системы контроля их состояния;
    -  основные технологические процессы и аппараты;
    -  основные подходы и методы обеспечения безопасности промышленных объектов;
    -  основы обеспечения безопасности технологических процессов, использования аппаратов на опасных производствах;
    -  конструктивные особенности промышленных зданий, объектов с массовым пребыванием людей;
    -  способы защиты конструктивных элементов зданий и сооружений;
    -  требования к устойчивости зданий и сооружений в чрезвычайных ситуациях;
    -  содержание и порядок составления планов ликвидации аварийных ситуаций на промышленных объектах;
    -  способы и возможности, виды эвакуации персонала промышленных объектов;
    -  основные подходы и методы обеспечения безопасности и технические возможности систем контроля состояния природных объектов;
    -  современные приборы разведки и контроля среды обитания;
    -  нормативные требования по обеспеченности зданий и сооружений средствами защиты и системами безопасности;
    -  основные виды и технические возможности автоматизированных систем защиты промышленных объектов, характеристики автоматических приборов и систем, обеспечивающих пожарную и промышленную безопасность технологических процессов.

7

    При составлении и написании книги автор стремился донести до читателя основной смысл, профессиональную направленность и информативное содержание излагаемого учебного материала профессионального модуля. Такой подход должен способствовать более рациональному и эффективному учебному процессу в области обеспечения защиты в чрезвычайных ситуациях.
    Автор свыше 30 лет был связан с преподаванием ряда дисциплин по направлениям подготовки «Техносферная безопасность» и «Инженерная защита окружающей среды» в вузах и системе повышения квалификации руководителей и специалистов отраслей экономики. Автором опубликовано более 45 книг и учебных пособий по промышленной и экологической безопасности.
    Автор приносит глубокую признательность рецензентам книги и будет благодарен за высказанное мнение и отзывы о содержании и качестве учебного материала книги, что будет способствовать ее дальнейшему совершенствованию.

8

            ВВЕДЕНИЕ



    В жизненном процессе человек неразрывно связан с окружающей его средой обитания, при этом во все времена он был и остается зависимым от окружающей его среды. Именно за счет неё он удовлетворяет свои потребности в пище, воздухе, воде, материальных ресурсах в отдыхе и т. д. Человек живет, непрерывно обмениваясь энергией с окружающей средой, участвуя в круговороте вещества в биосфере.
    С развитием человеческой цивилизации нарастающими темпами происходит замещение природной окружающей среды элементами техносферы в виде промышленных комплексов, транспортной инфраструктуры, зданий и сооружений с внутренне присущей техносфере потенциальной угрозой и опасностью.
    Повседневная деятельность человека потенциально опасна, так как сопряжена с различными процессами, связанными с использованием химической, электрической и других видов энергии. Опасность появляется в результате неконтролируемого выхода энергии, накопленной в оборудовании и материалах, непосредственно в человеке и окружающей среде. Индустриализация современного общества, усложнение технологических процессов производства неизбежно ведут к появлению негативных явлений, связанных с возникновением чрезвычайных ситуаций.
    В результате чрезмерной концентрации промышленности в отдельных регионах, усложнения технологических процессов, использования значительного числа взрыво-, пожаро-, радиационно- и химически опасных веществ, износа оборудования наблюдается рост количества аварий и катастроф, увеличивается число человеческих жертв, возрастает материальный ущерб от чрезвычайных ситуаций техногенного характера.
    В этой связи необходимо выявить присущие техносфере опасные явления и процессы, ее взаимодействие с природной окружающей средой, показать их взаимное влияние друг на друга и выработать приемлемые концепции, подходы, методы и способы контроля и защиты от возможных чрезвычайных ситуаций.
    Техногенные аварии и природные катастрофы становятся серьезными факторами дестабилизации среды жизни человека. За последние годы значительно увеличилось число аварий и других чрезвычайных ситуаций, а также их воздействие на окружающую среду и людей. Причины этих явлений обусловлены техногенным, природным и экологическим характером.

9

    Многие машины и конструкции следует рассматривать как источники повышенной опасности для людей и окружающей среды. Это неизбежный побочный результат научно-технического прогресса. Наблюдаются неуклонное увеличение скоростей на транспорте, повышение добычи энерговооруженности в промышленности, создаются уникальные по размерам и мощности комплексы для производства электрической энергии, для добычи и транспортирования нефти и газа. Все это приводит к постановке проблемы обеспечения безопасности.
    Как и во всем мире, в России развитие промышленности характеризуется ростом используемых пожаро-, взрыво-, химически опасных технологий, которые являются потенциальными источниками крупных производственных аварий. Наиболее опасными по экологическим последствиям являются аварии в нефте- и газодобывающей отраслях промышленности, металлургии, химической, нефтехимической, горнодобывающей и микробиологической отраслях промышленности и на транспорте.
    Возможность крупных техногенных катастроф в промышленных центрах России в настоящее время реальна как никогда. Возрастающая концентрация запасов горючих, радиоактивных, токсичных и взрывчатых веществ в непосредственной близости от жилой зоны поселков и городов, возрастающие масштабы социальной напряженности, отсутствие достаточных сил и эффективных систем реагирования на ЧС - все это таит в себе опасность катастроф регионального и федерального масштабов.
    По данным МЧС России, в 2020 г. произошло 167 ЧС техногенного характера, в которых погибло 322 чел., пострадало 1727 чел., спасено 859 чел.
    В 2020 г. преобладали следующие виды ЧС техногенного характера:
    -  ДТП с тяжкими последствиями -82(в2019г.-119);
    -  авиационные катастрофы -28(в2019 г.- 28);
    -  аварии на коммунальных системах жизнеобеспечения -12(в2019г.-6);
    -  взрывы в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового и культурного назначения -11(в 2019 г.-11);
    -  аварии грузовых и пассажирских поездов -8(в2019г.- 10).
    Среди техногенных ЧС снизилось количество аварий пассажирских поездов (на 20 %), аварий грузовых и пассажирских судов (на 33,33 %), дорожнотранспортных происшествий с тяжкими последствиями (на 31,09 %) и гидродинамических аварий (на 100%). Увеличилось количество аварий на магистральных нефтепроводах, внутрипромысловых нефтепроводах и магистральных газопроводах (на 25 %), аварий с выбросом (угрозой выброса) АХОВ (на 150 %), а также аварий на коммунальных системах жизнеобеспечения (на 100%).

10

            1. ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И ПРОЦЕССЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ


    В основе возникновения и течения чрезвычайных ситуаций любого происхождения лежат потенциально опасные явления и процессы различного характера и различной сложности. Само определение чрезвычайной ситуации, приведенное в Федеральном законе № 68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» как сложившейся обстановки на определенной территории в результате различных причин природного, техногенного или социального происхождения, говорит о ее сложном характере и причиненных ее негативных последствиях.
    Как следует из стандарта ГОСТ Р 22.0.02-2016, источником чрезвычайной ситуации является опасное природное явление, стихийное бедствие, опасное техногенное происшествие, авария, катастрофа, широко распространенная инфекционная болезнь людей, сельскохозяйственных животных и растений, в результате чего произошла или может возникнуть чрезвычайная ситуация.

        1.1. Опасные явления и процессы природного характера

    Мир окружающей нас природы постоянно меняется, в нём происходят процессы обмена веществ и энергии, и всё это, вместе взятое, порождает различные природные явления, в том числе угрожающие жизнедеятельности человека и создающие обстановку чрезвычайной ситуации природного характера.
    Несмотря на научно-технический прогресс и рост экономики, защищенность людей и материальной сферы от опасных природных явлений не возрастает, а систематически снижается. Исходя из мировых статистических данных, ежегодный прирост погибших от природных катастроф на Земле составляет 4,3 %, пострадавших - 8,6 %, а величины ущерба - 10,4 %.
    Геодинамические и гелиофизические преобразования являются источником различных геологических и атмосферных процессов и явлений на Земле и в прилегающих к ее поверхности слоях атмосферы, создающих природную опасность для человека и окружающей среды (рис. 1).
    К опасным природным процессам относятся опасные природные явления, стихийные бедствия, природные катастрофы, в том числе и взаимосвязанные природно-техногенные катастрофы.


11

Рис. 1. Основные природные опасности

    Опасное природное явление - событие природного происхождения или результат деятельности природных процессов, которые по своей интенсивности, масштабу распространения и продолжительности могут вызвать поражающее воздействие на население и территорию.
    Стихийное бедствие - разрушительное природное или природноантропогенное явление, а также процесс значительного масштаба, в результате которого может возникнуть или возникла угроза жизни и здоровью людей, произойти разрушение или уничтожение материальных ценностей и компонентов окружающей природной среды. Это бедствие, вызываемое действием сил природы, не подчиняющихся воле, влиянию человека.
    Природная катастрофа - стихийное бедствие особо крупных масштабов с наиболее тяжелыми последствиями, сопровождающееся необратимыми изменениями ландшафта и других компонентов окружающей природной среды.
    Природно-техногенная катастрофа - разрушительный процесс, развивающийся в результате нарушения нормального взаимодействия технологических объектов с компонентами окружающей природной среды, приводящий к гибели людей, разрушению и повреждению объектов экономики и компонентов окружающей природной среды.
    Территория Российской Федерации отличается большим разнообразием геологических, климатических, ландшафтных условий, что, в конечном итоге, и определяет многообразие природных источников чрезвычайных ситуаций (ЧС).
    К природным опасным процессам и явлениям относятся:
    -  геофизические (землетрясения, извержения вулканов);
    -  геологические (оползни, сели, обвалы, просадки лессовых пород, провалы земной поверхности, карстовые, суффозионные процессы и др.);
    -  метеорологические и гидрометеорологические процессы (бури, ураганы, смерчи, обильные метели, обильные снегопады идр.);

12

    -  гидрологические (морские: тропические циклоны, цунами, штормы выше 5 баллов, интенсивный дрейф льдин, отрыв льдов, обледенение судов и др.; наводнения, ветровые нагоны, низкие уровни воды и др.);
    -  гидрогеологические (низкие или высокие уровни грунтовых вод, резкие колебания грунтовых вод);
    -  природные пожары (лесные пожары, пожары в степях и др.).
    Наибольшее распространение имеют явления, связанные с эндогенными, гидрометеорологическими, экзогенными и геокриологическими процессами. К числу эндогенных процессов относятся различные тектонические явления, землетрясения и горные удары.
    Экзогенные явления связаны с гравитационными процессами (оползни, сели, обвалы, снежные лавины), действием поверхностных (эрозионные, абразионные) и подземных (карстовые, набухания, просадки) вод.
    Среди гидрометеорологических явлений наиболее широкое распространение имеют наводнения, ураганы, смерчи, тайфуны, сильные ливни, снегопады, морозы.
    Материальные потери от воздействия природной стихии многократно превосходят потери от техногенных аварий.
    Зачастую возникновение природных катаклизмов влечет за собой череду техногенных аварий и катастроф и наоборот: в результате техногенной катастрофы происходят разрушение окружающей среды, экологические и биологические ЧС. На территориях интенсивного хозяйственного освоения и крупных городов широкое распространение имеют виды опасностей, получивших название природно-техногенных. Появление таких процессов связано с антропогенным воздействием на окружающую среду, под влиянием которых появляются новые или интенсифицируются медленно развивающиеся природные процессы.
    Среди природно-техногенных процессов наибольшую опасность представляют наведенная сейсмичность, опускание территорий, подтопление, карстово-суффозионные провалы, техногенные геофизические поля. Установлено, что наведенная сейсмическая активность связана с изменением гидростатического давления в породах при заполнении водохранилищ. Аналогичный эффект может вызвать закачка флюидов в глубокие горизонты земной коры при захоронении загрязненных вод, создании подземных хранилищ жидкостей и газов, законтурном обводнении месторождений углеводородов с целью поддержания пластового давления и в ряде других случаев.
    На многих территориях промышленных и городских агломераций, на фоне природных движений поверхности Земли, наблюдаются процессы опускания

13