В.Н. Камишев, начальник відділу технічного аудиту та безпеки виробництва Департаменту технічного аудиту та генеральної інспекції ВАТ РАО «ЄЕС Росії»
З усіх галузей господарської діяльності людини енергетика робить самий великий вплив на наше життя. Тепло і світло в будинках, транспортні потоки і робота промисловості - все це вимагає витрат енергії. Споживання енергії є обов'язковою умовою існування людства.
Електроенергетика є одним з базових галузей економіки Росії і однією з кількох природних монополій. Наявний виробничий потенціал повністю забезпечує тепловою і електричною енергією промислові підприємства і населення Росії. Технічну основу енергетики складають: 440 електростанцій загальною встановленою потужністю більше 197 тис. МВт, в тому числі АЕС - 21 тис. МВт, що виробляють 787 млрд кВт / год електричної енергії на рік; ЛЕП загальною протяжністю 3018 тис. км.
Від надійних поставок електрики залежить надійна робота і розвиток галузей промисловості, народного господарства, якість захищеності держави в цілому і кожного її громадянина окремо.
Електроенергія - товар, який ніде не акумулюється. Саме ця особливість перетворює всю складну електроенергетичну систему, окремі ланки якої можуть бути географічно віддалені на багато сотень кілометрів, в єдиний механізм і призводить до того, що всі елементи системи взаємно пов'язані і взаємодіють. При такому тісній взаємодії всіх елементів системи енергопостачання пожежа, що викликає масовий вихід з ладу обладнання, є однією з основних причин, що викликають порушення в роботі електропостачання та відповідні матеріальні втрати.
Існують різні шляхи забезпечення пожежної безпеки об'єктів енергетики. За умови забезпечення безпеки людей, остаточний вибір необхідного рівня пожежної безпеки та способи досягнення даного рівня залишається за власником підприємств.
Одним з таких шляхів є методичний підхід до забезпечення пожежної безпеки промислових об'єктів; він грунтується на трьох принципових положеннях: запобігання виникнення пожеж, швидкому виявленні і гасінні почалися пожеж, запобігання поширення пожеж. Основними напрямами реалізації зазначеного підходу є: мінімізація кількості горючих мате-ріалів і можливих джерел займання, впровадження технічних пристроїв виявлення, сигналізації та боротьби з пожежами, підготовка та навчання обслуговуючого персоналу заходам з протипожежної безпеки, організація пожежної охорони об'єктів. Теорія обгрунтування проектних рішень систем протипожежного захисту промислових об'єктів, що включає техніко-економічний аналіз рішень, дослідження критеріїв їх ефективності та аналіз способів визначення оптимальних варіантів, розроблена в роботі [1]. За міру ефективності систем протипожежного захисту приймається ступінь їх відповідності обраними критеріями, які характеризують рівень пожежної безпеки. При цьому необхідний рівень пожежної безпеки вибирається залежно від впливу небезпечних факторів пожежі на обслуговуючий персонал, технологічне обладнання та будівельні конструкції будівель і споруд.
У ході практичної реалізації даної теорії для об'єктів, окремих будівель і споруд описаний підхід зводиться до визначення граничних умов, що відповідають необхідному рівню пожежної безпеки, і вибору в цих обмеженнях системи протипожежного захисту, що має більш високі показу-ки якості. При цьому якщо ефективність систем протипожежного захисту для забезпечення безпеки обслуговуючого персоналу та запобігання руйнування будівельних конструкцій оцінюється по допустимому часу евакуації людей та межі вогнестійкості будівельних конструкцій, то в якості критерію оцінки захищеності технологічних систем пропонується використовувати узагальнений показник збитків у грошовому вираженні. Невизначеність цього показника і неадекватність одержуваних результатів фактичного впливу пожежі на технологічні елементи призвели до того, що в практиці проектування систем протипожежного захисту застосування знайшли два перші критерію.
У скасованих нормах проектування пожежної автоматики будівель і споруд [2] реалізовані ці два критерії, засновані на нормативному методі обгрунтування проектних рішень. Принцип нормативного підходу до вибору типу системи протипожежного захисту для промислових об'єктів полягає в тому, що для пожежонебезпечних приміщень в залежності від категорії виробництва призначені певні розміри будівельної площі, і якщо проектоване або існуюче приміщення має площу рівну або більшу нормативної, то застосування певного типу системи протипожежної захисту обов'язково.
Незважаючи на те, що такий підхід недостатньо враховує технологічні особливості об'єкта, він широко використовується в практиці роботи проектних організацій.
В знову виданих нормативних документах, в тому числі і в НПБ 110-03, принцип нормативного підходу до вибору типу системи протипожежного захисту для промислових об'єктів збережений і адаптований до нових умов функціонування. В даний час, згідно з п. 3 НПБ 110-03, тип автоматичної установки гасіння, спосіб гасіння, вид вогнегасних засобів, тип обладнання установок пожежної автоматики визначається організацією-проектувальником в залежності від технологічних, конструктивних і об'ємно-планувальних особливостей захищуваних будинків і приміщень з урахуванням вимог діючих нормативно-технічних документів. А в обов'язковому додатку 1 НПБ 110-03 представлений перелік будівель, споруд, приміщень та обладнання, що підлягають захистові автоматичними установками пожежегасіння й автоматичною пожежною сигналізацією. На підставі НПБ 110-03 у ВАТ РАО «ЄЕС Росії» розроблений перелік будівель, споруд, приміщень та обладнання енергетичних підприємств, які підлягають захисту установками автоматичного пожежогасіння та пожежною сигналізацією.
Другий метод - це «аналізу ризику» пожежі та її використання для обгрунтування проектних рішень систем протипожежного захисту приміщень об'єктів енергетики.
Аналіз основних напрямків забезпечення пожежної безпеки на об'єктах енергетики показує, що в основу технічного обгрунтування необхідності протипожежного захисту покладено припущення про можливість займання горючих матеріалів. Однак якщо в США в якості основного напрямку передбачається застосування активних заходів протипожежного захисту, то в Німеччині - переважне застосування знаходять пасивні протипожежні заходи [3]. Застосування активних заходів протипожежного захисту дозволяють ліквідувати пожежу на стадії виникнення, тим самим не допускається його розвиток. Другий шлях передбачає, що розвинувся пожежа обмежується вогнестійкими протипожежними бар'єрами. При такому підході активні протипожежні заходи проектуються тільки для тих місць, для яких протипожежне поділ дублюючих систем і вузлів неможливо або в тих випадках, коли існує підвищена небезпека пожежі. Діючі в нашій країні вимоги щодо забезпечення пожежної безпеки промисловий об'єктів направлені на локалізацію пожежі в тому приміщенні, де він виник, що передбачає використання як активної, так і пасивної протипожежного захисту.
Небезпека впливу пожеж на технологічні системи промислових об'єктів визначає актуальність оцінки захищеності таких систем від пожежі. За кордоном розробкою методології кількісної оцінки впливу пожежі на технологічні системи об'єктів та їх наслідків займаються з початку 80-х рр.., Широко використовуючи отримані результати як для оцінки протипожежного стану діючих станцій, так і для обгрунтування проектних рішень і заходів протипожежного захисту об'єктів, що проектуються. Розроблені методи кількісної оцінки небезпеки наслідків пожеж називаються аналізом ризику пожежі і розглядають два аспекти - оцінку ймовірності виникнення пожежі і вірогідну оцінку наслідків пожежі з урахуванням заходів, що вживаються з протипожежного захисту об'єктів [4, 5]. У роботі [6] розроблено метод оцінки небезпеки пожежі для технологічних елементів АЕС з урахуванням заходів з протипожежного захисту, який дозволяє визначити час руйнування (відмови) технологічного елемента. Суть методу полягає в розрахунку можливих температурних режимів у приміщенні і зіставлення отриманих значень температур і часів з граничними для даного технологічного елемента. Отримані в ході розрахунку значення ймовірностей реалізації температурних режимів, при яких можлива відмова елемента і представляють кількісну оцінку впливу пожежі на цей елемент.
Аналіз можливості практичної реалізації даного методу показує, що метод може бути використаний як для оцінки впливу пожежі на будівельні конструкції, обслуговуючий персонал і технологічні системи, так і при розробці заходів щодо протипожежного захисту приміщень як інструмент, що дозволяє визначити кількісні показники ефективності та обгрунтувати необхідні параметри засобів протипожежного захисту, такі як надійність, швидкодія, продуктивність і тривалість роботи.
Пожежі, що мали місце на енергопідприємствах, показують, що однією з причин важких наслідків пожеж в машзалі і кабельних приміщеннях є низька ефективність водяних дренчерних установок пожежогасіння, зумовлена їх значною інерційністю і виходом з ладу при втраті живлення власних потреб станції. Крім зазначених недоліків експлуатаційники відзначають значний збиток технологічного устаткування від зайво пролитої води, що є наслідком відсутності вибірковості при роботі дренчерних установок пожежогасіння.
У зв'язку з цим при розробці систем протипожежного захисту кабельних приміщень і приміщень з маслонаповненого обладнання актуальною є задача підвищення надійності, зниження інерційності, забезпечення вибірковості та автономності установок пожежогасіння. Крім того, розробка науково обгрунтованих вимог до автоматичних установок пожежогасіння є одним із завдань проектування станцій нового покоління, де поряд із значним зниженням пожежного навантаження (кабелі типу «НГ») передбачається використання установок, не пов'язаних з електропостачанням станції.
Таким чином, використання методу оцінки наслідків пожежі при розробці автоматичних водяних установок пожежогасіння приміщень станцій передбачає:
- Аналіз динаміки пожеж у приміщеннях, де передбачається використання автоматичних установок пожежогасіння;
- Визначення критичних значень небезпечних чинників пожеж для будівельних конструкцій, обслуговуючого персоналу або визначального (найменш пожежостійкість) технологічного елемента;
- Визначення моменту часу з початку пожежі, відповідного знайденим значенням небезпечних факторів пожежі, та обгрунтування вимог щодо інерційності і надійності системи пожежогасіння;
- Імовірнісний аналіз ефективності різних варіантів системи пожежогасіння, вибраних виходячи з її призначення та експлуатаційних вимог;
- Вибір альтернативних варіантів і визначення необхідних характеристик окремих елементів системи пожежогасіння.
Слід зазначити, що призначення та експлуатаційні вимоги до проектованої системи пожежогасіння різко обмежують кількість варіантів і дозволяють апріорі визначити вид установки пожежогасіння.
Наступний метод - це оцінки ефективності систем протипожежного захисту станцій. Протипожежний захист об'єктів представляє комплекс інженерно-технічних і організаційних заходів, спрямованих на забезпечення пожежної безпеки об'єкта. Вимоги пожежної безпеки наводяться в будівельних нормах і правилах.
У тих випадках, коли нормативні вимоги відсутні, при проектуванні використовують розрахункові методи, які розкривають зміст вимог пожежної безпеки і визначають міру ефективності систем протипожежного захисту. За міру ефективності систем протипожежного захисту приймається ступінь відповідності вибраним або розрахованим критеріями, що характеризують рівень пожежної безпеки об'єкта. Рівень пожежної безпеки вибирається залежно від впливу небезпечних факторів пожежі на обслуговуючий персонал, технологічне обладнання, будівельні конструкції будівель і споруд. Рівень пожежної безпеки визначається допустимою (критичної) температурою середовища в розрахунковій точці приміщення і тривалістю нагрівання технологічного обладнання, будівельних конструкцій до критичної температури (межа вогнестійкості будівельних конструкцій). Так, під час пожежі температура в приміщенні підвищується і через певний проміжок часу досягає критичного значення (наприклад, для обслуговуючого персоналу гранично допустима температура становить 70оС, для металоконструкцій - 700оС, при цьому критична температура самої конструкції складає 500оС). Система пожежної захисту повинна до досягнення критичних температур забезпечити подачу такої кількості вогнегасних речовин, при якій припиняється подальше зростання температури і тим самим запобігає вихід з ладу технологічного елементу або обвалення будівельних конструкцій. Тому при визначенні параметрів системи протипожежного захисту потрібна інформація про час прогріву конструкцій та обладнання до критичної температури та їх вогнестійкість.
У той же час вимогою до роботи системи протипожежного захисту енергопідприємств є виконання заданих функцій при задоволенні показників надійності і економічності. Тобто система повинна не тільки виконувати з найменшими витратами коштів задані функції - забезпечення необхідного рівня пожежної безпеки, - але й виконувати їх у процесі експлуатації без порушень і з високим рівнем надійності. Протипожежний захист, що представляє собою складну систему, складається з декількох функціональних самостійних підсистем, технічних елементів. У кожній підсистемі (технічних елементах) укладена потенційна можливість відмови, яка веде до зниження надійності системи в цілому, що обумовлює процес її експлуатації та рівень якості її функціонування.
Для оцінки якості функціонування системи застосовують змішаний метод, що полягає в поєднанні диференційного (для порівняння з аналогами і зарубіжними зразками) і комплексного (для порівняння з аналогами і базовими зразками) методів.
Диференціальний метод оцінки рівня якості проектованої системи заснований на порівнянні значень показників якості з відповідною сукупністю значень показників базового варіанту. При такому зіставленні визначають, чи досягається технічний рівень системи, що розробляється рівня показників базової системи.
Комплексний метод оцінки якості грунтується на використанні узагальненого показника якості системи. Узагальнений показник представляє функцію від групових одиничних показників якості системи і повинен відповідати необхідному рівню.
Для формулювання вимог надійності (ефективності) пожежної захисту необхідно враховувати пожежну небезпеку об'єкта, яка характеризується ймовірністю виникнення пожеж та їх розмірами.
Основою для оцінки заходів пожежного захисту є результати аналізу надійності систем. Вони показують, яке приміщення станції є критичним щодо послідовностей подій пожежі для безпеки станції, персоналу станції або для роботи реактора, які захисні протипожежні заходи реально знижують частоту послідовностей або обмежують збиткову вартість, який параметр має найбільший вплив на ефективність захисних заходів.
У пожежонебезпечних приміщеннях більш високий рівень пожежної безпеки досягається зведенням до мінімуму ймовірності реалізації наслідків подій, що призводять до руйнування технологічних елементів. При цьому необхідно уникати дорогих і ненадійних заходів протипожежного захисту. Також недоцільними є захисні заходи, які не впливають на частоту і діапазон послідовностей подій.
В даний час за кордоном розроблені методичні підходи до кількісної оцінки наслідків пожеж, засновані на ймовірнісних методах аналізу надійності систем, які, незважаючи на певні недоліки, дозволяють у першому наближенні отримати кількісні показники наслідків пожеж як з точки зору їх впливу на безпеку станції, так і з точки зору економічної доцільності протипожежних заходів.