Разработка технических решений обеспечивающих пожарную безопасность технологического процесса резервуарного парка

 

4.6. Технико-экономическое обоснование вариантов защитных ограждений для резервуарного парка ЦППН

 

Критерием экономической  эффективности может служить  интегральный экономический эффект, учитывающий материальные потери от пожаров, капитальные вложения и  текущие затраты на те или иные мероприятия СОПБ [27]. Если экономический эффект (Э) от использования СОПБ является положительным, то принятое решение является эффективным (при данной норме дисконта) и может рассматриваться вопрос о его принятии. Если же будет получено отрицательное значение (Э), то инвестор понесет убытки, то есть проект не эффективен.

Наиболее эффективный  вариант соответствует условию, когда 
Э → max.

Интегральный экономический  эффект для постоянной нормы дисконта (0,1) определяют по выражению:

Э = ,

где t – год осуществления  затрат на СОПБ; ΔУ – сокращение годовых  потерь (ущерба) при планируемом  варианте относительно базового, руб/год; ΔС – увеличение (сокращение) эксплуатационных расходов (планируемого варианта относительно базового) в t-м году, руб/год; HD – норма дисконта (принимаем 0,1); К₁, К₂ – капитальные вложения на осуществление мероприятий СОПБ в базовом и планируемом вариантах, руб.; Т – горизонт расчета (продолжительность расчетного периода; он равен номеру шага расчета, на котором производится окончание расчета).

В качестве расчетного периода (Т) принимается либо срок службы, либо иной, более короткий обоснованный период.

Эксплуатационные расходы  на содержание СОПБ включают в себя амортизационные отчисления, расходы  на зарплату обслуживающего персонала, на электрическую и тепловую энергию, огнетушащие вещества и т.п.

При определении ущерба от пожаров в резервуарных парках необходимо учитывать показатель надежности СОПБ или их элементов.

В качестве основного  показателя надежности целесообразно принимать вероятность выполнения поставленной задачи (тушение пожара). Поэтому ожидаемый ущерб (У) от пожара при его тушении установками пожаротушения (АУПТ) можно определить по следующему выражению:

,

где – ущерб от пожара при выполнении поставленной задачи АУПТ (при тушении), руб.; – ущерб от пожара при невыполнении поставленной задачи АУПТ, руб.; – вероятность выполнения поставленной задачи АУПТ.

Как правило, при невыполнении поставленной задачи АУПТ, что имеет место в нашем случае, при условии монтажа традиционных (отечественных) стационарных установок пожаротушения, следует ожидать, что успех тушения будет определяться передвижными силами и средствами, так как за последнее десятилетие не зафиксирован не один случай успешного тушения пожара этими установками в резервуарах,. Но и в этом случае пожар может быть потушен только с определенной вероятностью. Тогда для оценки ожидаемого ущерба при тушении пожара передвижными силами и средствами (ПСС) будет использоваться следующее выражение:

где – ущерб от пожара при тушении его ПСС (при выполнении поставленной задачи), руб.; – ущерб от пожара при неуспешном тушении пожара ПСС (при невыполнении поставленной задачи), руб.

При рассмотрении общей  системы тушения (АУПТ – ПСС) выражение  для расчета ожидаемого ущерба (У_О) будет иметь вид:

Заметим, что выше изложенные модели оценки ущерба не рассматривают вариант тушения первичными средствами пожаротушения, так как при пожаре в резервуаре он является не разумным.

Исходя из экономического содержания ущерба от пожаров, его можно  рассматривать как следующие  составляющие:

- потери стоимостной части национального богатства (прямой ущерб);

- потери в результате  отвлечения ресурсов на компенсацию  последствий пожара (потеря эффективности  отвлеченных ресурсов на восстановление  объекта);

- потери от простоя  объекта;

- потери от травматизма;

- экологические потери (потери от загрязнения окружающей  среды).

Под потерями стоимости  части национального богатства  понимается их уничтожение или повреждение  в результате воздействия опасных  факторов пожара, а также в результате действий, направленных на спасение людей и материальных ценностей. Здесь необходимо отдельно рассматривать потери от уничтожения и повреждения основных фондов (резервуаров, оборудования) и потери от уничтожения оборотных средств (бензин, нефти).

Определим ущерб по основным фондам (резервуару).

При уничтожении основных фондов (резервуара) ущерб (У_ОФ) определяем из выражения:

где С_п – первоначальная стоимость резервуара, руб.; Н_А – норма амортизационных отчислений на полное восстановление (реновацию), %/год; Т – период времени от начала эксплуатации до возникновения пожара, год; С_ост – остаточная стоимость резервуара после его уничтожения, определяемая как стоимость остатков (металлолома), руб.

По состоянию на 2006 год стоимость резервуара РВС-10000 м³ со стационарной крышей с учетом монтажных работ, стоимости оборудования (арматуры), накладных расходов, плановых накоплений (сметной прибыли строительно-монтажных организаций) и проектных работ составляет порядка 30 млн. руб. Норма амортизационных отчислений для металлических резервуаров составляет 2,8-5 %/год.

Стоимость остатков, годных для дальнейшего использования (металлолома), составит примерно 125 тыс. руб. А это  означает, что срок службы РВС-10000 должен быть от 20 до 35 лет. Согласно статистическим данным частота возникновения пожара на РВС-10000 со стационарной крышей λ = 1,09·10^-4 1/год. Следовательно, если пожар возникнет в начальный период эксплуатации резервуара, то ущерб при его уничтожении будет определяться величиной: 30·10⁶ - 0,125·10⁶ = 29,875·10⁶ руб. А если пожар возникнет в конце срока его службы, то потери будут минимальными (близки к нулю, смотри рис. 10). При этом предполагается, что поток пожаров является стационарным.

Рис. 10 График зависимости ущерба резервуара от его срока службы

 

При такой неопределенности, возникающей из-за очень больших  интервалов между пожарами (обратная величина частоты пожаров), принято  принимать величину износа основных фондов до периода математического  ожидания пожара, соответствующего половине срока службы, то есть величина ущерба по резервуару принимается равной:

= 15 млн. руб.

Определим ущерб по оборотным  средствам (нефти)

При аварийном разрушении РВС-10000 м³ уничтожается все содержимое резервуара (нефть).

В этом случае, с учетом 80 % степени заполнения резервуара, ущерб определяется из выражения:

,

где ρ – плотность  нефти, равная 0,903 т/м³;

Ц – цена нефтепродукта, ориентировочно 5 тыс. руб./т.

Расчетное значение ущерба составит:

У_ос = 10000·0,8·0,903·5 = 36120 тыс. руб.

Общий ущерб от разрушения одного резервуара объемом 10000 м³, с учетом ущерба нанесенного природной среде (см. раздел 4.5 настоящей работы) составит:

У_об = 15000000 + 36120000 + 7915800 = 59035800 руб.

Статистикой установлено, что частота мгновенного разрушения резервуара составляет 1·10^-5 1/год в расчете на один резервуар. Хотя эта величина и незначительна, но по масштабам последствий такие случаи являются катастрофическими. Средняя площадь разлива для рассматриваемого случая составляет 56298 м². Это означает, что при наступлении такого случая на территории ЦППН в огне окажутся 3 соседних РВС-10000 м³, 2 – РВС-5000 м³, насосная, сепараторы концевой ступени сепарации, газосепараторы, блоки реагентного хозяйства, насосная пенного тушения, емкости с пенообразователем РГС-100 м³ № 1 и № 2, пожарные резервуары РВС-700 м³ № 1 и № 2.

Следовательно, при средней  степени износа резервуаров и  доле их заполнения нефтью на 80% имеем  следующие ожидаемые значения ущерба от разрушения резервуара (без внедрения защитной стенки):

- по резервуарам:

а) резервуары нефтяные со стационарной крышей РВС-10000 м³ и РВС-5000 м³ : (15,0 + 36,12)·3 + (15,0 + 36,12)·2/2 = 200 млн. руб;

б) резервуары пожарные РВС-700 м³: 1,75·2 + 0,25·2 = 4 млн. руб;

- по зданию нефтяной  насосной (ориентировочно): 5 млн. руб;

- по зданию пожарной  насосной (ориентировочно): 6 млн. руб;

- по сепараторам –  6 шт. (ориентировочно): 6·3 = 18 млн. руб.

- другие сооружения, попавшие  в зону пожара (ориентировочно): 5 млн. руб.

Таким образом, общие  ожидаемые значения ущерба без внедрения защитной стены с отбойным козырьком составят около 300 млн. руб.

При внедрении такой  защитной преграды в зону возможного пожара попадут только 3 соседних резервуара этой группы. С учетом эффективной  работоспособности системы пенной АУПТ в течение 10 минут с момента возникновения пожара, возможно предположить, что эти резервуары с нефтепродуктом подвергнутся незначительному воздействию ОФП, то есть сохранят свою надежность. Необходимо отметить, что территория группы резервуаров выполняется из негорючих материалов (бетона), что исключает проникновение в почву нефти при аварии, следовательно, экологический ущерб от этого явления будет выражаться малой величиной. Кроме этого, большая часть нефти (ориентировочно до 80%) будет сохранена в каре обвалования и в дальнейшем может быть использована в технологическом процессе.

В этом случае, общий ущерб  от аварийного разрушения РВС-10000 м³ и пожара составит: 15000000 + 36120000·0,2 = 22,2 млн. руб.

Произведем расчет экономической  эффективности.

Используя методологию  оценки экономической эффективности  СОПБ и исходные данные полученные в настоящей работе, а также  стоимостные показатели тех или  иных мероприятий по возможному обеспечению  пожарной безопасности ЦППН определим  интегральный экономический эффект от реализации возможных вариантов противопожарной защиты.

В качестве базового варианта принимается вариант защиты резервуарного  парка с земляным обвалованием без  внедрения пенной АУПТ.

В качестве проектируемого варианта принимается вариант защиты резервуарного парка с железобетонным обвалованием с отбойным козырьком с внедрением пенной АУПТ.

Произведем расчет капитальных  затрат по вариантам защиты

1) Земляное обвалование:

- периметр – 468 м²;

- высота – 1,5 м;

- количество грунта  на 1 м/п – 3 м³;

- цена за 1 м³ – 200 руб.;

- общая стоимость обвалования  – 468·600 = 280800 руб.;

- общая стоимость с  учетом строительно-монтажных работ:

К₁ = 280000·1,8 = 505440 руб. (здесь, 1,8 – коэффициент, учитывающий стоимость строительно-монтажных работ, накладных расходов, плановых накоплений и транспортно-заготовительных расходов).

2) Железобетонная стена  с отбойным козырьком:

- периметр – 468 м²;

- высота – 3,34 м;

- количество бетона  на 1 м/п – 4 м³;

- цена за 1 м³ (М:400) – 1000 руб.;

- цена за арматуру на 1 м/п – 1000 руб.;

- общая стоимость обвалования  – 468·5000 = 2340000 руб.;

- общая стоимость с  учетом строительно-монтажных работ:

К₂ = 2340000·1,8 = 4212000 руб. (здесь, 1,8 – коэффициент, учитывающий стоимость строительно-монтажных работ, накладных расходов, плановых накоплений и транспортно-заготовительных расходов).

Определим эксплуатационные расходы.

С_i = С_ам + С_тр,

где С_ам – амортизационные отчисления: С_ам = К_i·H_aмi/100 (здесь: Н_амi – норма амортизационных отчислений для соответствующего варианта защитной преграды: H_aм1 = 10%; Н_ам2 = 1%);

С_тр – затраты на текущий ремонт и обслуживание: С_тр = K_i·H_тpi/100 (здесь: H_трi – норма отчислений на текущий ремонт и техобслуживание для соответствующего варианта защитной преграды: Н_тр1 = 3%; Н_тр2 = 1,1%);

Тогда:

С_ам1 = 505440·10/100 = 50544 руб/год;

С_ам2 = 4212000·1/100 = 42120 руб/год.

С_тр1 = 505440·3/100 =15163 руб/год;

С_тр2 = 4212000·1,1/100 = 46332 руб/год.

Эксплуатационные расходы  на содержание и ремонт защитных ограждений составят:

С₁ = 50544 + 15163 = 65707 руб/год;

С₂ = 42120 + 46332 = 88452 руб/год.

Таким образом, основные величины, входящие в формулу определения  интегрального экономического эффекта  составят:

С учетом того, что пожары в резервуарных парках происходят в  среднем 1 раз в 20 лет.

У₁ = У₁/20 = 300/20=15 млн. руб./год

У₂ = У₂/20 = 22,2/2 = 1,11 млн. руб./год

ΔУ = У₁ – У₂ = 15 – 1,11 = 13, 89 млн. руб./год;

Находим приведенные  затраты базового (П₁) и нового предлагаемого варианта (П₂), по их наименьшей величине определяем лучший вариант обвалования (ограждения) резервуарного парка, а по их разности годовой экономический эффект.

П₁ = Б*К₁+С₁+У₁ = 0,12*0,5+0,65+15= 15,015 млн. руб./год

П₂ = Б*К₂+С₂+У₂ = 0,12*4,2+0,88+1,11= 2,494 млн. руб./год

Так как П₁>П₂

Приведенные затраты  по новому варианту меньше, чем по базовому значит он лучший.

Отсюда следует, что  применение защитной бетонной стенки с отбойным козырьком экономически выгодно и целесообразно.

Годовой экономический  эффект от внедрения защитной бетонной стенки с отбойным козырьком составит:

Э = П₁-П₂ = 15,015-2,494 = 12,521 млн. руб./год