Глава 6. Автоматизированное принятие организационно-управленческих решений при выбросах аварийно химически опасных веществ в атмосферу

6.1. Системный анализ и информационные модели промышленных объектов как источников химических аварий

6.1.1. Понятия химически опасных объектов и химических аварий

Многие страны, и Россия в том числе, сталкиваются с необходимостью ликвидации в кратчайшие сроки последствий крупномасштабных аварийных ситуаций на промышленных предприятиях. Ежегодно в мире случается множе­ство подобных аварий. Если крупномасштабная промышленная авария возни­кает в индустриальном районе или крупном городе, она неизбежно ведет к зна­чительным разрушениям и потерям и может унести сотни и тысячи человече­ских жизней. i

Результаты анализа данных по химическим авариям показали, что, не­смотря на общее снижение числа объектов химической промышленности в по­следние годы, число аварий не уменьшается, а наоборот, возрастает. В настоя­щее время синтезировано более 12 миллионов веществ, ежегодно создается 500 тысяч новых соединений, около 80 тысяч из них поступает на рынок, но лишь 1000 веществ подвергается тщательному тестированию.

В коммерческом обороте применяется 100 тыс. токсичных синтетических веществ, около 300 видов опасных веществ транспортируется по железным до­рогам. Более 80% опасных грузов на железных дорогах составляют легковос­пламеняющиеся жидкости, химические энергоносители, едкие, и ядовитые ве­щества. Количество потенциально опасных веществ растет безостановочно, транспортировка опасных грузов и аварийно химически опасных веществ (АХОВ) увеличивает вероятность аварий, пожаров, загрязнения атмосферы, гидросферы, литосферы.

Аварийно химически опасное вещество - опасное химическое вещест­во, производимое, хранящееся, транспортируемое, применяемое на объектах экономики, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти зара­жение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах).

Термин «аварийно химически опасное вещество» используется для того, чтобы выделить наиболее опасные химические соединения, которые в случае аварий на производственных и транспортных объектах легко переходят в атмо­сферу, вызывая загрязнение (заражение) окружающей среды и массовые пора­жения людей. Имеется в виду то, что АХОВ в аварийных ситуациях способны «самостоятельно» или при помощи других энергоносителей переходить в атмо­сферу в виде пара (газа) или тонкодисперсного аэрозоля.

В промышленности наиболее часто применяются такие АХОВ как хлор, аммиак, нитрил акриловой кислоты, цианистый водород (синильная кислота), фосген, сероводород, фтористый водород, метилизоцианат, окись углерода, се­роуглерод и другие вещества. Газообразные АХОВ, как правило, хранятся в герметичных стальных емкостях в сжиженном состоянии под давлением собст­венных паров (600-1200кПа), а в технологические цеха подаются по трубопро­водам.

Некоторые химические соединения, относящиеся к АХОВ (хлор, фосген, синильная кислота, метилизоцианат, хлорпикрин и др.), в прошлом применя­лись или планировались к применению в качестве боевых отравляющих ве­ществ (ОВ). А это значит, что подразделение многих из рассматриваемых хи­мических соединений на ОВ и АХОВ, в определенной мере, является условным и целый ряд показателей, используемых для оценки поражающих свойств ОВ, может быть применен и для характеристики АХОВ.

Ряд аварий, произошедших за последние годы на предприятиях нефтега- зохимического комплекса в разных странах, резко обострил проблему безопас­ности химических производств и привел к принятию в некоторых странах более жестких мер по контролю безопасности и надежности производства, хранения и транспортировки токсичных химических веществ. Наряду с этим на многих химических предприятиях контроль за соблюдением правил безопасности явля­ется недостаточным, отсутствуют планы действий в аварийных условиях, нет подготовленных для такого случая формирований и т.д.

Далее рассмотрим основные используемые при анализе химически опас­ных объектов термины и понятия.

Химически опасный объект (ХОО) - объект, на котором хранят, пере­рабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества, при аварии на котором или при разрушении которого может произойти гибель или химическое поражение людей, сельскохозяйственных животных и расте­ний, а также химическое заражение окружающей природной среды (ОПС).

Химическая авария, или химически опасная авария - авария на хи­мически опасном объекте, сопровождающаяся проливом или выбросом опас­ных химических веществ, способная привести к гибели или химическому зара­жению людей, продовольствия, пищевого сырья и кормов, сельскохозяйствен­ных животных и растений, или к химическому заражению окружающей при­родной среды.

В общем виде под химически опасной аварией понимается опасное собы­тие, состоящее в нарушении технологических процессов, на производстве, по­вреждении (разрушении) трубопроводов, емкостей, хранилищ, транспортных средств, которое приводит к выбросу АХОВ.

К АХОВ относят 34 сильнодействующих ядовитых вещества (согласно перечню сильнодействующих ядовитых веществ, утвержденному в 1988 г.), среди которых: аммиак, сероводород, синильная кислота, фосген, хлор и др., а также 17 опасных химических веществ, среди которых: все боевые отравляю­щие вещества, диоксин, метиловый спирт, фенол, бензол, ртуть и др. Крите­риями отнесения вещества к виду АХОВ являются:

• принадлежность опасного химического вещества к 1-му и 2-му классам опасности по значению коэффициента возможности ингаляционного от­равления - КВИО (1-й класс: КВИО > 300, 2-й класс: КВИО = 30-300);

• наличие опасного химического вещества на объекте народного хозяйст­ва в количестве, которое превышает пороговое значение, установленное норма­тивными документами.

Опасное химическое вещество - химическое вещество, прямое или опо­средованное воздействие которого на человека может вызвать острые и хрони­ческие заболевания людей или их гибель.

Выброс опасного химического вещества - истечение при разгерметиза­ции за короткий промежуток времени из технологических установок, емкостей для хранения или транспортирования опасного химического вещества или про­дукта в количестве, способном вызвать химическую аварию.

Пролив опасных химических вёществ - вытекание при разгерметиза­ции из технологических установок емкостей для хранения или транспортиро­вания опасного химического вещества или продукта в количестве, способным вызвать химическую аварию.

Зона химического заражения - территория или акватория, в пределах которой распространены или куда привнесены опасные химические вещества в концентрациях или количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, для сельскохозяйственных животных и растений в течение определен­ного времени.

Несмотря на предпринимаемые меры для обеспечения промышленной безопасности (многие потенциально опасные производства спроектированы так, что вероятность крупной аварии на них оценивается величиной порядка 10^-4), полностью исключить вероятность возникновения химических аварий прак­тически невозможно.

На рис. 6.1. представлена классификация химических аварий по источни­кам возникновения.

Рис. 6.1. Классификация химических аварий по источникам возникновения

Для любой аварийной ситуации характерны три стадии существования опасностей: возникновение, развитие и спад опасности. На химически опасном объекте в разгар аварии могут действовать, как правило, несколько поражаю­щих факторов - пожар, взрывы, химическое заражение местности и воздуха и др. Действие АХОВ через органы дыхания чаще, чем через другие пути воздей­ствия, приводит к поражению людей.

В химически опасных авариях выделяют 4 фазы динамического сущест­вования (см. рис. 6.2 и табл. 6.1).

Рис. 6.2. Стадии динамического существования химической аварии

Первая фаза «Инициирование аварии» обусловлена накоплением откло­нений параметров процессов от их нормальных (требуемых) значений или не­контролируемыми случайностями.

Вторая фаза оказывает определяющее воздействие на масштабы послед­ствия аварии, так как от особенностей попадания АХОВ в атмосферу зависят дальность распространения газовой волны и время поражающего действия.

В свою очередь, особенности попадания АХОВ в атмосферу определяют­ся условиями его содержания в возможном источнике заражения и характером повреждения последнего. Возникающие при выбросах АХОВ в атмосферу ти­повые аварийные ситуации представлены в табл. 6.1.

Несмотря на то, что в настоящее время размеры единичных мощностей ХТС (технологических установок) и, следовательно, объёмов складов и храни­лищ АХОВ, объёмов таких веществ в технологической аппаратуре и транс­портных средствах постоянно снижается, количество аварий с выбросом АХОВ увеличивается, что обусловливает увеличение масштабов возможного ущерба, усложнение складывающейся обстановки.

Таблица 6.1. Характеристика фаз существования химически опасных аварий

Фаза	Общее содержание фазы	Особенности содержания фазы
		Аварии на хранилищах и при ведении технологических процессов	Транспортные аварии
1	2	3	4
I	Инициирование аварии вследствие накопления отклонений параметров от нормальных параметров процесса или неконтроли­руемой случайности, в результате чего технологиче­ская система (ёмкость, реак­тор, цистерна и т.д.) прихо­дит в неустойчивое состоя­ние	Накопление дефектов в обору­довании; ошибки при проек­тировании, строительстве и монтаже оборудования; ошиб­ки в эксплуатации оборудова­ния; нарушение параметров технологичеса^рго процесса и т.д.	Ухудшение состояния железнодорожного пути; некачественное ведение ремонтных работ, воз­никновение неполадок в подвижном составе; на­рушение правил перево­зок; столкновение с дру­гими транспортными объектами; коррозия трубопроводов и т.д.
II	Развитие аварии, когда происходит нарушение гер­метичности технологиче­ской системы (ёмкости, ре­актора, цистерны и т.д.) и попадание АХОВ в атмо­сферу	Возникновение пожаров, взры­вов, разливы, выбросы АХОВ в окружающую среду	Сход с рельсов цистерн; пожары, взрывы, разли­вы, выбросы АХОВ в окружающую среду
III	Выход последствий аварии за пределы объекта	Распространение газовой волны и её выброс за пределы объекта, поражающее воздействие АХОВ на население и производственный персонал
IV	Локализация и ликвидация аварии	Проведение мероприятий химической защиты, в т.ч. по локализации и ликвидации источника заражения