Т а б л и ц а 2 Подготовка исходных данных

Параметр, обозначение, размерность	Численное значение	Примечания
Длина расчетного участка, L, км	20
Средняя глубина участка, Н, м	1,1
Средняя ширина участка, В, м	40
Коэффициент шероховатости для открытого русла, nш	0,025	Определяется по прило­жению 1
Коэффициент шероховатости нижней поверхности льда, nл	-	Определяется по прило­жению 3
Коэффициент продольной дисперсии (приведенный), Dп, м	2,63	Определяется по прило­жению 2 (для лета) или приложению 4 (для зимы)
Температура воды, Тв, оС	20	Не нужна для неконсер­вативных веществ
Средняя скорость течения реки на расчетном участке, V, м/с	0,5	Если не задана, то V=Q/BH
Расход воды на расчетном участке, Q, м3/с	22,0	Если не задан, то Q=VBH
Коэффициент смешения, j	0,5	Определяется по табл.
Название загрязняющего вещества	Неорганич. соединение свинца
Обьем аварийного сброса, W, м3	60,0
Время аварийного сброса, to, час	1,0
Концентрация АХОВ в аварийном сбросе, Са, мг/л	500	Если не задана, то Са = 1000r
Плотность АХОВ, r, кг/м3	-	Не нужна, если задана Са
Коэффициент скорости самоочище­ния АХОВ, К, 1/сут	1,0	Определяется по прило­жению 6 или равен 1
ПДКв АХОВ, мг/л	0,03	Определяется по прило­жению 7
Коэффициент, учитывающий испа­рение АХОВ в начальный период смешивания с водой, Y	1,0	Определяется по прило­жению 5 или равен 1

Т а б л и ц а 3

Расчет по методике (для водотоков)

Параметр, обозначение, размерность	Расчетная формула				Численное значение
Время добегания, tд, час	tд			L/3,6V	11,1
Время наступления макс. концентрации, tmах, час	tmах=tд+to/2				11,4
Расход АХОВ, q, м3/с	q		WY/3600to		0,017
Параметр J	J		q/(jQq)		0,0015
Коэф. продольной дис­персии (факт.), D, м2/с	D=DпV				1,315
Параметр Z	Z	Dtmax /6Vto			1,29
Параметр Q	Q=3,1415/(1+Z) - при Z>3 и tmax>to				1,0
	Q			1 при Z,3 или tmax,to
Параметр e	e			exp(Ktд/24)	1,0
Максимальная концент­рация АХОВ, Сmах, мг/л	Сmах=СаJQe				0,75
Значение высокой или экстремально высокой кон­центрации АХОВ, Свз, мг/л	Свз=10ПДКв или Свз=100ПДКв				0,3 3,0
Продолжительность про­хождения опасных концент­раций АХОВ в заданном створе, Dtз, час	Dtз=to(1+Z)(1-Свз/Cmax)				1,4
Время прохождения фронта зоны загрязнения, tф, час	tф=tmax-Dtз/2				~ 10,7
Время прохождения хвоста загрязнения, tх, час	tх=tmax+Dtз/2				~ 12,1

Вариант №3

Задача №1 Расчет вероятности головного события методом логического дерева событий.

Нарисуйте дерево отказов для пожара на нефтеперерабатывающей станции, когда заданы следующие условия.

Для возникновения пожара необходимо наличие пролива горючей жидкости и очага воспламенения вблизи неё.

Очаг воспламенения может иметь естественные причины или курения вблизи пролива.

Естественные причины воспламенения включают: а) ремонт с нарушениями ТБ Р₁=0,043 или б) искра то статического электричества Р₂=0,0006 или в) неисправность электропроводки Р₃=0,0001.

Причины воспламенения от курения включают: а) рабочий не знал правил ТБ Р₄=0,00002 или б) курил по халатности Р₅=0,05 или в) имел умысел Р₆=0,0003.

Причины пролива происходят: а) от неисправности резервуара или б) неисправности насоса или в) неисправности трубопровода.

В свою очередь неисправность резервуара случается: а) от неисправности крышки Р₇=0,003 или от б) коррозии стенки Р₈=0,00001 или от в) теракта Р₉=0,0006.

Неисправность насоса случается от неисправности прокладки с вероятностью Р₁₀=0,005.

Неисправность трубопровода случается от коррозии его стенки с вероятностью Р₁₁=0,00007.

Решение

Задачу решаем по РД 03-418-01 «Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов»

Построим дерево отказов нефтеперерабатывающей станции

Расчет

1. Сначала рассчитаем вероятность утечки горючей жидкости:

1. {7∙8∙9}: Вероятность неисправности резервуара

(1-Р) = (1-Р₇)* (1-Р₈)* (1-Р₉)

(1-Р)=(1-0,003) *(1-0,00001) *(1-0,0006) = 0,99639

Вероятность неисправности резервуара = 1-Р = 1-0,99639= 0,00361

2. {(7∙8∙9)∙10∙11}: Вероятность утечки горючей жидкости

(1-Р) = (1-Р_1.1)* (1-Р₁₀) *(1-Р₁₀)

(1-Р)= (1-0,00361) *(1-0,005) *(1-0,00007)= 0,9913

Вероятность утечки горючей жидкости = 1-Р = 1-0,9913= 0,0087

2. Произведем расчет вероятности появления очага вблизи жидкости:

1. {1∙2∙3}: Вероятность наличия искры

(1-Р) = (1-Р₁)* (1-Р₂)* (1-Р₃)

(1-Р)=(1-0,043) *(1-0,0006) *(1-0,0001) = 0,955565

Вероятность наличия искры = 1-Р = 1-0,955565= 0,044435

2. {4∙5∙6}: Вероятность появления курящего рабочего

(1-Р) = (1-Р₄)* (1-Р₅)* (1-Р₆)

(1-Р)=(1-0,00002) *(1-0,05) *(1-0,0003) = 0,949696

Вероятность появления курящего рабочего = 1-Р = 1-0,= 0,050304

3. {(1∙2∙3)∙(4∙5∙6)}: Вероятность появления очага воспламенения вблизи жидкости

(1-Р) = (1-Р_2.1)* (1-Р_2.2)

(1-Р)=(1-0,044435) *(1-0,050304) = 0,907496

Вероятность появления очага воспламенения вблизи жидкости 1-Р = 1-0,907496= 0,092504

3. Рассчитаем вероятность возникновения пожара

3.1 {1∙11}: Вероятность переполнения цистерны по причине излишне продолжительной работы насосов из-за их неотключения вовремя

Р = Р_1.2*Р_2.3

Р=0,0087 *0,092504 = 0,0008

Вероятность переполнения цистерны по причине излишне продолжительной работы насосов из-за их неотключения вовремя = Р = 0,0008

Ответ

Вероятность возникновения пожара 0,0008

Вариант №3

Задача 2. Расчет последствий взрыва ёмкости или склада с взрывчатым веществом.

В результате внезапного раскрытия обратного клапана в пространство, загроможденное подводящими трубопроводами, выброшено 100 кг этилена. Рядом с загазованным объектом на расстоянии 150 м находится помещение цеха. Расчетный объем воздуха составил 93,4 м3. Концентрация этилена в облаке 80 г/м . Требуется определить степень поражения здания цеха и расположенного в нем персонала при взрыве облака ТВС.

Решение

Задачу решаем по РД 03-409-01 «Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей»

В результате внезапного раскрытия обратного клапана в пространство, загроможденное подводящими трубопроводами, выброшено 100 кг этилена. Рядом с загазованным объектом на расстоянии 150 м находится помещение цеха. Концентрация этилена в облаке 80 г/м . Требуется определить степень поражения здания цеха и расположенного в нем персонала при взрыве облака ТВС.

Решение:

Сформируем исходные данные для дальнейших расчетов:

горючий газ - этилен;

агрегатное состояние смеси - газовая;

концентрация горючего в смеси С = 0,08 кг/м ;

стехиометрическая концентрация этилена с воздухом С = 0,09;

масса топлива, содержащегося в облаке, М = 100 кг;

удельная теплота сгорания горючего газа q = 4,6·10 Дж/кг;

окружающее пространство - загроможденное.

Определяем эффективный энергозапас горючей смеси Е. Так как С < С , следовательно,

Е = М q ·2 = 100х4,6·10 ·2 = 9,2·10 Дж.

Исходя из классификации веществ, определяем, что этилен относится к классу 2 опасности (чувствительные вещества). Геометрические характеристики окружающего пространства относятся к виду 1 (загроможденное пространство). По экспертной табл. 2 определяем диапазон ожидаемого режима взрывного превращения облака топливно-воздушной смеси - первый, что соответствует детонации.

Для заданного расстояния 150 м определяем безразмерное параметрическое расстояние :

= R/E = 100·150/(9,2·10 ) = 7,16.

По соотношениям для падающей волны (14)-(19) находим:

амплитуда фазы давления

P /P = 0,064 или P = 6,5·10 Па при P = 101 325 Па;

амплитуда фазы разрежения

P_/P = 0,02 или P_ = 2·10 Па при P = 101 325 Па;

длительность фазы сжатия

= 0,0509 с;

длительность фазы разрежения

_ = 0,127 с;

импульсы фаз сжатия и разрежения

I I_ = 126,4 Па·с.

Форма падающей волны с описанием фаз сжатия и разрежения в наиболее опасном случае детонации газовой смеси может быть описана соотношением

P(t) = 6,5·10 (sin( (t - 0,0509)/0,1273)/sin(- p 50,9/0,1273))exp(-0,6t/0,0509).

Используя полученные значения P и I , по формулам п.4 имеем:

Pr = 2,69; Pr = 1,69; Pr = -11,67; Pr = 0,76; Pr = -13,21

(при расчете Pr предполагается, что масса человека 80 кг).

Это согласно табл. 3 означает 1 % вероятность разрушений производственных зданий. Вероятности остальных критериев поражения близки к нулю.

По соотношениям для отраженной волны (21)-(26) находим:

амплитуда отраженной волны давления

Pr /P = 0,14 или Pr = 1,4·10 Па при P = 101325 Па;

амплитуда отраженной волны разрежения

Pr_/P = 0,174 или Pr_ = 1,74·10 Па при P = 101325 Па;

длительность отраженной волны давления

= 0,0534 с;

длительность отраженной волны разрежения

t _ = 0,1906 с;

импульсы отраженных волн давления и разрежения:

I = 308 Па·с;

I _ = 284,7 Па·с.

Форма отраженной волны при взаимодействии со стенкой

P (t) = 1,4·10 (sin( (t - 0,0534)/0,1906)/sin(- 0,0534/0,1906))exp(-0,8906t/0,0534).

Используя полученные значения P и I , по формулам п. 4 имеем:

Pr = 4,49; Pr = 3,28; Pr = -7,96; Pr = 1,95; Pr = -9,35.

Это согласно табл. 3 означает вероятности: 30 % повреждений и 4 % разрушений производственных зданий. Вероятности остальных критериев поражения близки к нулю.

Вариант №3

Задача 3. Расчет времени эвакуации.

Р ассчитать время эвакуации из помещения. План и исходные данные приведены на рисунке. Ширину дверных проёмов принять равной 1,00 м.

1. Раздевалка – 10

2. Кабинет начальника участка – 2

3. Кабинет мастеров – 4

4. Коридор – 0

5. Тамбур – 0

6. Сушилка – 2

7. Мастерская – 10

8.9. Санузел – 0

10. Душевая кабина – 0

Решение

Задачу решаем по ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования»

Расчетное время эвакуации людей из помещений и зданий устанавливается по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей. Для оценки наиболее продолжительного времени эвакуации при расчете принимается, что на протяжении всего пути происходит слияние людских потоков с предыдущего и последующего этажей.

Плотность людского потока составляет

По рассчитанной плотности людского потока из табл. 2 получаем значение интенсивности =5м/мин и скорости движения =100 м/мин людского потока и вычисляем время движения по помещению.

где f=0,1 м - площадь горизонтальной проекции взрослого человека в зимней одежде.

Интенсивность движения через проем вычисляется по формуле:

Интенсивность движения в дверном проеме

= 2,5 + 3,75= 6,25 м/мин

=100 м/мин

q_cл1= = м/мин

l₁= 2,5 м

=100 м/мин

t₂=

=2,5 м

=80 м/мин

q_cл2=

=3,3 м

=60 м/мин

q₅= q_cл1=7,9 м/мин

q_cл2=

=3,7 м

=47 м/мин

q₆= q₂=6,25

=1,13 м

=100 м/мин

Расчетное время эвакуации выполнено для обученного персонала.

Вариант №4

Задача №1

Нарисуйте дерево отказов для пожара на нефтеперерабатывающей станции, когда заданы следующие условия.

Для возникновения пожара необходимо наличие пролива горючей жидкости и очага воспламенения вблизи неё.

Очаг воспламенения может иметь естественные причины или курения вблизи пролива.

Естественные причины воспламенения включают: а) ремонт с нарушениями ТБ Р₁=0,027 или б) искра то статического электричества Р₂=0,0007 или в) неисправность электропроводки Р₃=0,0003.

Причины воспламенения от курения включают: а) рабочий не знал правил ТБ Р₄=0,00001 или б) курил по халатности Р₅=0,035 или в) имел умысел Р₆=0,0002.

Причины пролива происходят: а) от неисправности резервуара или б) неисправности насоса или в) неисправности трубопровода.

В свою очередь неисправность резервуара случается: а) от неисправности крышки Р₇=0,006 или от б) коррозии стенки Р₈=0,00003 или от в) теракта Р₉=0,0004.

Неисправность насоса случается от неисправности прокладки с вероятностью Р₁₀=0,0035.

Неисправность трубопровода случается от коррозии его стенки с вероятностью Р₁₁=0,000075.

Решение

Задачу решаем по РД 03-418-01 «Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов»

Построим дерево отказов нефтеперерабатывающей станции

Расчет

1. Рассчитаем вероятность утечки горючей жидкости:

1. {7∙8∙9}: Вероятность неисправности резервуара

(1-Р) = (1-Р₇)* (1-Р₈)* (1-Р₉)

(1-Р)=(1-0,006) *(1-0,00003) *(1-0,0004) = 0,99357

Вероятность неисправности резервуара = 1-Р = 1-0,99357= 0,00643

2. {(7∙8∙9)∙10∙11}: Вероятность утечки горючей жидкости

(1-Р) = (1-Р_1.1)* (1-Р₁₀) *(1-Р₁₀)

(1-Р)= (1-0,00643) *(1-0,0035) *(1-0,000075)= 0,99

Вероятность утечки горючей жидкости = 1-Р = 1-0,9913= 0,01

2. Произведем расчет вероятности появления очага вблизи жидкости:

1. {1∙2∙3}: Вероятность наличия искры

(1-Р) = (1-Р₁)* (1-Р₂)* (1-Р₃)

(1-Р)=(1-0,027) *(1-0,0007) *(1-0,0003) = 0,972

Вероятность наличия искры = 1-Р = 1-0,972= 0,028

2. {4∙5∙6}: Вероятность появления курящего рабочего

(1-Р) = (1-Р₄)* (1-Р₅)* (1-Р₆)

(1-Р)=(1-0,00001) *(1-0,035) *(1-0,0002) = 0,9648

Вероятность появления курящего рабочего = 1-Р = 1-0,9648= 0,0352

3. {(1∙2∙3)∙(4∙5∙6)}: Вероятность появления очага воспламенения вблизи жидкости

(1-Р) = (1-Р_2.1)* (1-Р_2.2)

(1-Р)=(1-0,028) *(1-0,0352) = 0,9378

Вероятность появления очага воспламенения вблизи жидкости 1-Р = 1-0,9378 = 0,00622

3. Рассчитаем вероятность возникновения пожара

3.1 {1∙11}: Вероятность переполнения цистерны по причине излишне продолжительной работы насосов из-за их неотключения вовремя

Р = Р_1.2*Р_2.3

Р=0,01 *0,00622 = 0,000622

Вероятность переполнения цистерны по причине излишне продолжительной работы насосов из-за их неотключения вовремя = Р = 0,000622

Ответ

Вероятность возникновения пожара 0,000622

Вариант №4

Задача 2. Расчет вероятности /(времени распространения) пожара.

Рассчитать вероятность возникновения пожара в резервуаре РВС-20000 НПС “торголи”.

Данные для расчета

В качестве пожароопасного объекта взят резервуар с нефтью объемом 20000 м³. Расчет ведется для нормальной эксплуатации технически исправного резервуара.

Средняя рабочая температура нефти Т=311 К. Нижний и верхний температурные пределы воспламенения нефти равны: Т_н.п.в=249 К, Т_в.п.в=265 К. Количество оборотов резервуара в год П_об=24 год^-1. Время существования горючей среды в резервуаре при откачке за один оборот резервуара _отк=10 ч (исключая длительный простой). Радиус резервуара РВС=2000 R=22,81 м. Высота резервуара H_р=11,9 м. Число ударов молний п = 6 км^-2год^-1. На резервуаре имеется молниезащита типа Б, поэтому _б=0,95.

Число искроопасных операций при ручном измерении уровня N_з.у = 1100 год^-1. Вероятность штиля (скорость ветра и1 мс^-1), Q_ш (u1) = 0,12. Число включений электрозадвижек N_э.з=40год^-1. Число искроопасных операций при проведении техобслуживания резервуара N_Т.О=24 год^-1. Нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения нефтяных паров С_и.к.п.в=0,02% (по объему), С_и.к.п.в=0,1% (по объему). Производительность, операции наполнения g=0,56 м³c^-1. Рабочая концентрация паров в резервуаре С=0,4% (по объему). Продолжительность выброса богатой смеси _бог=5 ч.