МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»

Кафедра техногенно – екологічної безпеки

Розрахунково – графічна робота

з “ Цивільної оборони “

Прогнозування і оцінка наслідків

аварій на хімічно-небезпечних об,єктах

та проведення захисних заходів

Варіант №4

Виконав:

Прийняв:

Качан С.І.

Львів 2011

Вступ

У відповідності з Міжнародним Регістром, у світі використовується в промисловості, сільському господарстві і побуті близько 6 млн. токсичних речовин, 60 тис. з яких виробляються у великих кількостях, в тому числі більше 500 речовин, які відносяться до групи сильнодіючих отруйних речовин (СДОР) - найбільш токсичних для людей.

Об`єкти господарювання, на яких використовуються СДОР, є потенційними джерелами техногенної небезпеки. Це так звані хімічно небезпечні об`єкти (ХНО). При аваріях або зруйнуванні цих об`єктів можуть виникати масові ураження людей, тварин і сільськогосподарських рослин сильнодіючими отруйними речовинами.

Усього в Україні функціонує 1810 об`єктів господарювання, на яких зберігається або використовується у виробничій діяльності більше 283 тис. тонн сильнодіючих отруйних речовин (СДОР), у тому числі - 9,8 тис. тонн хлору, 178,4 тис. тонн аміаку.

До хімічно небезпечних об’єктів (підприємств) відносяться:

1. Заводи і комбінати хімічних галузей промисловості, а також окремі установки і агрегати, які виробляють або використовують СДОР.

2. Заводи (або їх комплекси) по переробці нафтопродуктів.

3. Виробництва інших галузей промисловості, які використовують СДОР.

4. Підприємства, які мають на оснащенні холодильні установки, водонапірні станції і очисні споруди, які використовують хлор або аміак.

5. Залізничні станції і порти, де концентрується продукція хімічних виробництв, термінали і склади на кінцевих пунктах переміщення СДОР.

6. Транспортні засоби, контейнери і наливні поїзди, автоцистерни, річкові і морські танкери, що перевозять хімічні продукти.

7. Склади і бази, на яких знаходяться запаси речовин для дезинфекції, дератизації сховищ для зерна і продуктів його переробки.

8. Склади і бази із запасами отрутохімікатів для сільського господарства.

Основними причинами виробничих аварій на хімічно небезпечних об`єктах можуть бути:

• поломки деталей, вузлів, устаткування, ємностей, трубопроводів;

• несправності у системі контролю параметрів технологічних процесів;

• неполадки у системі контрою і забезпечення безпеки виробництва;

• порушення герметичності зварних швів і з`єднувальних фланців;

• організаційні і людські помилки;

• пошкодження в системі запуску і зупинки технологічного процесу, що може привести до виникнення вибухонебезпечної обстановки;

• акти обману, саботажу або диверсій виробничого персоналу або сторонніх осіб;

• зовнішня дія сил природи і техногенних систем на обладнання.

Існує можливість виникнення значних аварій, якщо має місце витік (викид) великої кількості хімічно небезпечних речовин. Це може бути наслідком таких обставин:

• заповнення резервуарів для зберігання вище норми при помилках в роботі персоналу і відмови систем безпеки, що контролюють рівень;

• пошкодження вагона - цистерни з хімічно небезпечними речовинами або ємностей для їх зберігання внаслідок відмови систем безпеки, що контролюють тиск;

• розрив шлангових з`єднань у системі розвантаження;

• полімеризація хімічно небезпечних речовин у резервуарах для їх зберігання;

• витік хімічно небезпечних речовин із насосів;

• витік хімічно небезпечних речовин із труб, виконаних з непридатних матеріалів;

• руйнування обладнання внаслідок екзотермічних реакцій через відмову системи безпеки;

• помилки при виготовленні деталей обладнання, втрата енергії, відмова у роботі машин та інше.

Головним фактором ураження при аваріях на хімічно небезпечних об`єктах є хімічне зараження місцевості і приземного шару повітря.

При попередньому прогнозуванні наслідків, за величину викиду речовини, приймається її вміст у найбільшій за об’ємом одиничній ємкості (технологічній, складській, транспортній чи іншій). Припускається, що при цьому ємкість руйнується повністю. Для сейсмонебезпечних районів завчасний розрахунок іде на загальний запас речовини, яка знаходиться в усіх ємкостях.

При розливі рідких або скраплених вибухо-пожежонебезпечних речовин на підстилаючу поверхню вільно, товщина шару рідини приймається за 0,05 м по усій площі розливу. При розливі у піддон чи на обваловану поверхню, товщина шару рідини приймається на 0,2 м нижче висоти стінки (обваловки).

Вихідні дані

Оцінити обстановку при аварії на хімічно небезпечному об`єкті (ХНО) і виробити пропозиції по захисту робітників і службовців об’єкту, що опинилися в зоні зараження сильнодіючими отруйними речовинами (СДОР), для наступних вихідних даних:

• кількість працюючих, що потребує захисту - 180 чол.;

• тип викинутої СДОР на ХНО – Метиламін (CH₃-NH₂);

• кількість викинутої СДОР в повітря - 35 т;

• відстань від об`єкта до ХНО - 2,5 км;

• азимут вітру - 120^○;

• швидкість вітру - 0,5 м/с;

• час після аварії - 4 год;

• ступінь вертикальної стійкості повітря - інверсія;

• температура повітря - -20 ^○С;

• Забезпечення працюючих ЗІЗ - 70%.

Оцінка хімічної обстановки

1. Визначаємо глибину зони можливого зараження Г. Для цього:

1. Визначаємо еквівалентну кількість СДОР у первинній хмарі:

, (т) (1.1)

де К₁ - коефіцієнт, який залежить від умов зберігання СДОР (таблиця Д1) ;

К₃ - коефіцієнт, рівний відношенню порогової токсодози хлору до порогової дози інших СДОР (таблиця Д1);

К₅ - коефіцієнт, який враховує ступінь вертикальної стійкості повітря:

• при інверсії К₅=1,

• при ізотермії К₅=0,23,

• при конвекції К₅=0,08;

K₇ - коефіцієнт, який враховує вплив температури (таблиця Д1);

Q₀ - кількість викинутої СДОР, (т).

К₁=0,13; К₃=0,5; К₅=1; К₇=0; Q₀=35 (т).

(т).

2. За таблицею Д3 визначаємо глибину зони первинної хмари Г₁:

(км) (1.2)

де Г₁ - значення глибини зони первинної хмари при еквівалентній кількості речовини Q_E1;

3. Визначаємо еквівалентну кількість речовини у вторинній хмарі.

, (т) (1.3)

де K₂ - коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей СДОР (таблиця Д1);

K₄ - коефіцієнт, який враховує швидкість вітру (таблиця Д2);

K₆ - коефіцієнт, який залежить від часу, що минув після початку аварії і тривалості випаровування речовини;

d - густина СДОР, т/м³ (таблиця Д1);

h - товщина шару СДОР, м (при вільному розливі h=0.05 м, при виливі у обваловку або піддон h = H - 0,2, де Н – висота обваловки або піддону в м [8]);

K₆=N ^0.8 при N<Т і K₆=Т^0.8 при N>Т, (1.4)

де N - час після аварії, год.;

Т - тривалість випаровування речовини, год.

, (год) (1.5)

при Т<1, K₆ приймається для Т=1 год.

К₂=0,044; К₄=2,34; К₇=1; d=0,983 (т/м³); h=0,05 (м);

(год);

N=4 (год) > Т=1,468 (год); K₆=1,486^0.8=1,36.

(т).

4. Для знайденої величини Q_E2 визначаємо глибину зони вторинної хмари Г₂ (таблиця Д3), аналогічно як для Г₁.

(т), (т), Г₂₁ =19,2 (км); Г₂₂=29,56 (км).

(км).

Отримані значення Г₁=0 (км) і Г₂=23,45 (км) - це максимальні значення зон зараження пер­винною або вторинною хмарою, що визначаються в залежності від еквівалентної кількості речовини і швидкості вітру.

5. Повну глибину зони зараження Г_п, що залежить від сумісної дії первинної і вторинної хмари СДОР, визначаємо за формулою:

Г = Г^’ +0,5 Г^”, (км) (1.6)

де Г^’=max {Г₁ , Г₂ };

Г^” =min {Г₁ , Г₂ }.

Г^’=23,45 (км); Г^”=0 (км).

Г = 23,45+0=23,45 (км).

6. Отримане значення повної глибини зараження Г порівнюємо з максимально можливим значенням глибини переносу повітряних мас Г_п , що ви­значається за формулою:

, (км) (1.7)

де N - час від початку аварії, год;

U - швидкість переносу переднього фронту зараженого повітря при даній швидкості і ступеню вертикальної стійкості повітря, км/год (таблиця Д4).

За істинну розрахункову глибину зони зараження (Г_і) приймаємо менше значення з глибин Г і Г_п (Г_і = min{ Г, Г_п }).

U=5 (км/год); (км).

Г_і =20(км).

2. Визначаємо площу зони можливого зараження первинною (вторинною) хмарою СДОР:

, (км²) (1.8)

де  - кутові розміри зони можливого зараження, град. (таблиця Д5).

=360^○, (км²).

3. Площу зони фактичного зараження Sф розраховуємо за формулою:

, (км²) (1.9)

де K₈- коефіцієнт, що залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря (при інверсії - K₈=0,081, при ізотермії – K₈=0,133, при конвекції - K₈=0,235, таблиця Д4).

(км²).

4. Час підходу хмари СДОР до заданого об'єкту залежить від швидкості пере­носу хмари повітряним потоком:

, (год) (1.10)

де l - відстань від джерела зараження до заданого об'єкту (км).

l=2,5 (км); (год).

5. Можливі втрати робітників і службовців на хімічно небезпечному об'єкті визначаємо з використанням таблиці Д11.

Забезпечення працюючих засобами індивідуального захисту 70%, отже, можливі втрати робітників і службовців на ХНО на відкритій місцевості – 35 % (180∙0,35=63 чол.), у простих сховищах і будовах – 18 % (180∙0,18=33 чол.).

6. Час перебу­вання людей у засобах індивідуального захисту (3І3) шкіри визначаємо за допомогою таблиці Д14.

Температура повітря становить -20 °С , отже, допустимий час перебування людей у засобах захисту шкіри становить 3 год.

Результати оцінки хімічної обстановки зведемо у таблицю 1.

Табл.1. Результати оцінки хімічної обстановки

Тип СДОР	Кількість СДОР, т	Глибина зони зараження, км	Площа зони можливого хімічного зараження, км2	Площа зони фактичного хімічного зараження, км2	Час підходу зараженого повітря до заданного об’єкту, год	Тривалість уражаючої дії СДОР, год	Можливі втрати від дії СДОР, чол.
CH3-NH2	35	20	1255,68	42,752	0,5	1,468	33