Анализ основных причин аварий при эксплуатации газовых котельных

Наряду с понятиями опасных производственных объектов, риска опасности и безопасности существует еще один ключевой аспект промышленной безопасности – это авария, которую правотворец относит к основным угрозам [13].
Почте все исследователи в сфере промышленной безопасности для определении аварии пользуются законодательной дефиницией, согласно которой «это разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ» [13].
Как отмечают Кутьин Н.Г., Капинус Н.И. такое определение аварии учитывает только качественное описание возможных происшествий, но не затрагивает количественную составляющую, а именно – последствия, ущерб и т.п [23].
А если рассматривать аварию в конктексте взаимосвязи с понятиями «риск» и «опасность», тогда аварией можно считать «непосредственную опасность или риск для здоровья и жизни человека, собственности, окружающей природной среды, государственных и общественных институтов» [23].
М.С. Аверин предлагает научный подход к обеспечению промышленной безопасности основывать на оценке риска. В этой связи опасность будет выступать источником риска [22]. Таким образом, можно сформировать цепь причинно-следственных связей в процессе появления аварии (опасный производственный объект как источник опасности – опасность –риск – авария).
Еще одним важным элементом аварии является ее причины, которые могут быть как внешними (катаклизмы, теракты и др.), так и внутренними и (неисправность оборудования, ошибка человека, нарушение норм т.п.).
В этой связи нужно отметить, что аварии требуют немедленного и адекватного реагирования на них, которое подразумевает введение специального, а не нормального режима действий, который включает особенные меры, предусмотренные не для обычного использования, а только в определенных ситуациях [22].
Исходя из этого, аварии присущ причинно-следственный характер, который проявляется в наличии непосредственной причины, самого события и его негативных последствий (материальный ущерб, смерть или повреждение здоровья человека, вред, причиненный окружающей природной среде), далее масштаб распространения поражающего воздействия и адекватное реагирование на аварии.
В результате проведенного анализа определение понятия «авария» можно сформулировать следующим образом – это обусловленная риском совокупность опасных происшествий и их негативных последствий для людей, материальных ресурсов и природы, требующих адекватного реагирования, что заключается в введении специальных режимов на определенной территории.
Виды возможных аварий и характер их воздействия на окружающую среду определяются номенклатурой опасных веществ на площадке, их физическими и химическими свойствами, особенностями технологических процессов, характеристиками используемого технологического оборудования и используемых устройств, а также особенностями их компоновки [19]. Самыми опасными на производствах, являются аварии, которые привели к возникновению чрезвычайной ситуации, характеризующейся значительными разрушениями, большим количеством жертв и вредом, причиненным окружающей среде [20].
Одной из сфер, имеющих большое количество опасных производственных объектов, является область газораспределения и газопотребления. По данным Ростехнадзора на 2020 год в этой сфере функционирует 64 288 опасных производственных объектов, из которых 58969 газовых отопительных и производственных котельных [29].
Как уже было отмечено, объектом исследования является комбинированная котельная, которая работает на двух видах топлива: природном газе в качестве основного и мазуте – резервного. Основной риск аварии на указанном объекте обусловлен использованием в качестве топлива – природного газа. В связи с тем, что давление природного газа в рассматриваемой котельной свыше 0,005 МПа до 1,2 МПа включительно [13], объект исследования является ОПО III класса и зарегистрирован в госреестре ОПО.
Исходя из Доклада Ростехнадзора в сфере промышленной безопасности в 2020 году произошло 14 аварий на опасных производственных объектах газораспределения и газопотребления (для сравнения в 2019 году – 20)

. Динамика показателей аварийности и травматизма на объектах газораспределения и газопотребления за последние 9 лет представлена на рис.1 [29]
Рисунок 1 – Динамика показателей аварийности и травматизма на объектах газораспределения и газопотребления за последние 9 лет [29,30]
Два случаях (14 %) произошли в котельных и связаны с нарушением требований организации производства газоопасных работ и ошибками персонала при розжиге газоиспользующих установок, а также неисправностью оборудования котла. В результате указанных аварий погибло 3 человека. За последние три года это самый большой показатель летального исхода аварии в указанной сфере [29].
В течение 2020 года произошло 3 несчастных случая, в результате которых пострадало 9 человек, в том числе 3 погибло. За последние три года это самый большой показатель летального исхода аварии в указанной сфере.
Специалисты Ростехнадзора, исходя из проверок выделяют следующие причины аварий [29,30]:
механические, коррозионные и другие повреждения газопроводов – 10 аварий (72%);
нарушением требований организации производства газоопасных работ, ошибки персонала и неисправность оборудования котла – 2 аварии (14%);
неисправность оборудования систем, эксплуатирующих сжиженный углеводородный газ – 2 аварии (14%).
Нужно отметить, что исходя из результатов проведенных расследований несчастных случаев, которые произошли в 2020 году в сфере газораспределения и газопотребления, в результате которых пострадало 9 человек, из которых умерло 3, причинами указанных происшествий были нарушения инструкций и правил со стороны сотрудников обслуживания газоиспользующего оборудования и устранения аварий на объектах газораспределения и газопотребления, а также в меньшей степень – неисправность оборудования [29].
Таким образом, учитывая характер объекта исследования, а именно комбинированной котельной на газовом топливе, и последствий возникновения аварий на таких объектах, которые были проанализированы выше, рассмотрим более подробно возможные причины аварий на газовых котельных.
Большинство исследователей [26, 27, 30, 31, 36, 38] выделяет следующие причины аварий в котельной, использующей в качестве топлива природный газ:
взрыв топлива;
загрязненная питательная вода;
условия низкого уровня воды;
неправильные методы продувки;
некачественная система водоподготовки;
неправильное хранение котельного оборудования;
неправильный разогрев котла;
механическое повреждение труб при ударе;
опасность форсированного режима;
утечка газа;
нарушение правил монтажа, эксплуатации и ремонта котельного оборудования.
Одна из самых опасных ситуаций в работе котла – взрыв топлива в топке, который при правильной эксплуатации агрегата невозможен. Наиболее частые причины взрыва топлива:
смеси с высоким содержанием топлива – опасность смеси с высоким содержанием топлива состоит в том, что в них может накапливаться высокая концентрация несгоревшего топлива по причине поступления недостаточного количества воздуха для сжигаемого количества топлива;
неправильная продувка – многие взрывы происходят после проблем с горением, которые привели к отключению горелки. К примеру, оператор после неудачного розжига котла, не пытается выяснить причину, а повторно зажигает горелку, что приводит к возникновению взрыва [31].
Условия низкого уровня воды. Возможность серьезного и даже катастрофического повреждения котла в результате отсутствия воды легко представить, учитывая, что температура в топке превышает 1800 °С, а прочность стали резко падает при температурах выше 800 °С