2.3. Прогнозування і оцінка стійкості роботи об'єкта в умовах надзвичайної ситуації.

Енергію вибуху парогазових середовищ визначають за теплотою згорання горючих речовин в суміші з повітрям (окислювачем). Важливою характеристикою енергії вибуху є сумарне енерговиділення. В офіційній нормативно-технічній документації цей показник називається енергетичним потенціалом і входить у всі параметри, що характеризують масштаби та наслідки вибуху.Для кожного конкретного підприємства для запобігання

аварійності необхідний аналіз енергетичного потенціалу і рівня небезпеки.

У творення вибухонебезпечних сумішей газів і пари з повітрям відбувається, як правило, за порівняно короткий час і вибухи цих сумішей володіють великою руйнівною силою. Сила такого вибуху визначається умовно розрахованою енергією, приведеною до тротилового еквівалента. Сумарний енергетичний потенціал підприємства оцінюється по загальній кількості небезпечних речовин, що знаходяться в одноразовому обігу.

Загальний енергетичний потенціал вибухонебезпеки технологічного об’єкта, стадії, блоку «Е» характеризується сумою енергій адіабатичного розширення парогазової фази (ПГФ), повного згорання пари, що утворюється з рідини при аварійній розгерметизації ємностей і апаратів. В скороченому виді Е визначається:

Е=Е₁ + Е₂ , кДж

де Е₁ – сума енергій згорання ПГФ, яка знаходиться в аварійному блоці (апараті). кДж; Е₁= ΣG₁∙q_i (G₁ – маса газу чи пари рідини в апараті, q_i – питома теплота згорання речовини, кДж/кг);

Е₂ – енергія згорання ПГФ, яка надійде до місця розгерметизації від суміжних об’єктів, Е₂ = ΣG₂∙q_i (G₂ – маса газу чи пари рідини, яка поступить до місця розгерметизації від суміжних об’єктів (блоків)).

За значеннями загальних енергетичних потенціалів вибухонебезпеки визначаються величини інших показників, які характеризують рівень вибухонебезпеки технологічних блоків:

• загальна маса горючих парів (газів) вибухонебезпечної парогазової хмари (m), приведена до єдиної питомої енергії згорання, яка дорівнює 46000 кДж/кг: m=E / 4.6∙10⁴ , кг;

• відносний енергетичний потенціал вибухонебезпеки (Q_в) технологічного блоку, який знаходиться за формулою: Q_в = ³√Е / 16,534.

За значеннями відносних енергетичних потенціалів (Q_в) і приведеної маси парогазового середовища (m) здійснюється класифікація (категорування) технологічних блоків (стадій)

При аварійній розгерметизації трьох резервуарів з нафтою об’ємом V₁=50 м³ , V₂=50 м³ , V₃=50 , (ε=0,8) сумарний енергетичний потенціал визначається:

G = (V₁+V₂ ) ε∙ρ +V₃ .ε∙ρ = (50+50) ∙ 0,8∙780+ 50 ∙ 0,8∙860 = 96800 кг нафти, тоді

G₁= z∙G = 0,1∙96800=9680 кг ПГФ. (z- коефіцієнт переходу рідкої фази в пароподібну, z=0,05-0,1)

Е=G₁∙q_i = 9680 ∙43514=421215520 кДж.

m= E / 4.6∙10⁴ = 421215520 /46000=9156,86 кг.

Q _в=∙ ³√421215520 / 16,534 = 294,24

m ≥ 5000 кг; Q_в >37

Отже, категорія вибухонебезпеки І.

Оцінка стійкості роботи об'єкта в умовах надзвичайної ситуації, яка може виникнути внаслідок вибуху газоповітряної суміші

Вихідні дані:

Відстань АЗС від будівлі супермаркету 250 м. Маса газу12 т.

Вибух

Визначаються значення r_І і r_ІІ.

R₁ = 17,5 ³√12=40,07

R₂=1,7R₁=1,7.40,07=68,12

По заданій відстані від епіцентру вибуху визначається зона, в якій розташований об’єкт.

Оскільки r_II = 68,12 м < 250 м, то об’єкт розташований в ІІІ зоні

Визначається значення Р в місці розташування об’єкта

Ψ = 0,24 (L/R₁)=0,24(250/40,07)=1,5

оскільки Ψ>1, то

при Ψ < 2 кПа,

визначаєм з графіка залежності радіуса зовнішньої границі зони дії

надлишкового тиску від кількості вибухонебезпечної газоповітряної суміші, він буде дорівнювати 400 метрів.

Відстань АЗС від заводу 0,265 км. По заданій відстані від епіцентру вибуху визначається зона, в якій розташований об’єкт. Оскільки r_II = 68.12 м < 265 м, то об’єкт розташований в ІІІ зоні

Визначається значення Р в місці розташування об’єкта.

Ψ = 0,24 (L/R₁)=0,24(265/40,07)=1.59

оскільки Ψ>1, то

Відстань АЗС від автотраси 0,045 км

По заданій відстані від епіцентру вибуху визначається зона, в якій розташований об’єкт.

Оскільки 45 м < r_II = 68.12 м то об’єкт розташований в ІІ зоні. Визначається значення Р в місці розташування об’єкта.

За таблицею ступенів руйнувань елементів об’єктів при різних значеннях надлишкового тиску ударної хвилі визначається ступінь руйнування споруд.

Елементи об’єкта	Ступінь руйнування при ΔРмах, кПа 0 10 20 30 40 50 60 70									Межа сті- йкості елементів
1	2									3
Будівлі корпусів: 1. Адміністративна будова з металевим каркасом та бетонним заповненням. 2.Виробнича будівля з металевим каркасом і крановим обладнанням вантажопідйомністю 30 т.										20 30
Транспорт: 1 шосейні дороги з асфальтовим і бетонним покриттям 2. вантажні автомобілі і автоцистерни	Середні руйнування									300 30
Ступінь ураження незахищених людей	Легка загальна контузія організму, тимчасове пошкодження слуху, забої та вивихи кінцівок.

- слабкі; - середні; - сильні; - повне руйнування.