СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ ………………………………………………..
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………
Основные определения
Краткая характеристика ООО «Васильевский стекольный завод» и оценка возможной обстановки на территории.
РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ ПРИ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ ЕМКОСТИ СО СЖИЖЕННЫМ ПРИРОДНЫМ ГАЗОМ ……...…………..………………...
1.1 Свойства смеси природного газа с воздухом ……….………………….
1.2. Последствия взрыва смеси ……………………..……………………….
1.3. Анализ известных чрезвычайных ситуаций …...…………...…….....…
РАЗДЕЛ 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПОТРЕБНЫХ СИЛ И СРЕДСТВ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ ВОЗМОЖНОГО ВЗРЫВА ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ……………….……
2.1. Основные предположения ……….……………………………………..
2.2. Опыт ликвидации чрезвычайных ситуаций последних лет ..…………
2.3. последовательность расчета потребных сил и средств .......................
РАЗДЕЛ 3. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СОСТАВУ СИЛ И СРЕДСТВ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ ВЗРЫВА В ПОС.ВАСИЛЬЕВО…………………………………………….
3.1. Исходные данные ……………………..…………………………………
3.2. Предложения по составу сил и средств ......……………………………
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ………………………...
ПРИЛОЖЕНИЯ ……………………………………………………………...

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

АСДНР- аварийно-спасательные и другие неотложные работы.

ВУВ- воздушная ударная волна.

ГВО- газовоздушное облако.

ГО- гражданская оборона.

КЧС- комиссия по чрезвычайным ситуациям.

КЭС- коммунально-энергетическая сеть.

ПГ- природный газ.

ЧС- чрезвычайная ситуация.

«ВСЗ»-Васильевский стекольный завод

ГРС-газо-распределительная станция

ЦСВС-цех стекловаренья и выработки стеклоизделий

САУ-стеклодувно-аппаратурный

ВВЕДЕНИЕ

Анализ производственных аварий, травм, несчастных случаев, профессиональных заболеваний показывает, что основной причиной их является несоблюдение требований безопасности, незнание человеком техногенных опасностей и методов защиты от них.

Полностью безопасных и безвредных производств не существует.

Работа современного стекольного завода, его основного и вспомогательного оборудования во многом зависит от правильности и своевременности действий персонала, от их профессиональных навыков и своевременного проведения превентивных мероприятий. При этом наша искусственная среда обитания - техносфера, включающая обычно объекты, составляющие единую техническую систему и сильно влияющие друг на друга, сама нередко становится источником аварий, пожаров и других опасностей.Любое производство связано с риском возникновения той или иной внештатной ситуации.Очень часто люди даже не задумываются о возможных последствиях собственных действий, пренебрегая мерами безопасности на производстве.Любое действие имеет своё противодействие, если окружающая среда действует на нас, то и мы можем воздействовать на неё.

Вывод напрашивается сам собой – требуются эффективные меры, чтобы защитить человека от созданной им же самим техносферы.Во многих ситуациях, человек не может полностью оградить себя от риска возникновения внештатных ситуаций, но он может минимизировать последствия их воздействия.

Основные определения.

Чрезвычайная ситуация (ЧС) - это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей [1] .

Предупреждение чрезвычайных ситуаций – это комплекс мероприятий, проводимых заблаговременно и направленных на максимально возможное уменьшение риска возникновения ЧС, а также на сохранение здоровья людей, снижение размеров ущерба окружающей природной среде и материальных потерь в случае их возникновения.

Ликвидация чрезвычайных ситуаций – это аварийно-спасательные и другие неотложные работы, проводимые при возникновении ЧС и направленные на спасение жизни и сохранение здоровья людей, снижение размеров ущерба окружающей природной среде и материальных потерь, а также на локализацию зон чрезвычайных ситуаций, прекращение действия характерных для них опасных факторов.

Зона чрезвычайной ситуации – это территория, на которой сложилась ЧС.

Воздушная ударная волна  представляет собой область  сильно сжатого воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Переднюю границу волны  (рис. 17.1), характеризующуюся резким скачком давления , называют  фронтом ударной волны.

Во фронте ударной волны происходит скачкообразное изменение  параметров состояния воздуха (давления, плотности, температуры,  скорости движения). Характерной особенностью  воздушной ударной волны является движущийся позади нее поток воздушной Среды, направленный в ту же сторону.

Механизм образования воздушной ударной волны состоит в следующем. При взрыве образуется большое количество газообразных продуктов. Они, находясь под весьма высоким давлением (порядка нескольких Мпа), подобно  сильно сжатой  и мгновенно отпущенной пружине, расширяются. Так как  давление окружающего воздуха во много раз меньше давления продуктов взрыва, то последний, расширяясь,  наносят резкий удар по прилегающим слоям. За счет этого воздух  сжимается, повышается его давление, плотность,  температура. Масса продуктов взрыва, расширяясь, вытесняет окружающий воздух и образует вокруг себя зону сжатого воздуха. Эта зона действует на окружающий, еще невозмущенный воздух и сжимает его. Таким способом сжатие быстро передается все дальше и дальше от места взрыва. Внешняя граница сжатого слоя воздуха  и представляет собой фронт воздушной ударной волны, перемещающейся со сверхзвуковой скоростью.

Рис. 17.1. Схема образования воздушной ударной волны:

а - при воздушном взрыве; б - при наземном взрыве;

1 - центр взрыва;  2 - газообразный продукт взрыва; 3 - зона сжатого воздуха;  4 - фронт ударной волны

Взрыв - быстрое химическое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Краткая характеристика ООО «Васильевский стекольный завод»

и оценка возможной обстановки на территории.

Структурные элементы «Васильевский стекольный завод», их характеристика. Перечень потенциальных опасностей на объекте и прилегающей к нему территории. Васильево поселок городского типа с населением около 18 тысяч человек со своей инфоструктурой.

ООО«Васильевский стекольный завод» расположен на территории п. Васильево Зеленодольского района на берегу р. Волга, занимаемая площадь составляет до 14 га.

имеет следующие подразделения (цеха, участки):

Основным производственным подразделение является цех стекловаренья и выработки стеклоизделий (ЦСВС);

Вспомогательные участки:

-электромеханический;

-стеклодувно-аппаратурный (САУ);

-газо-кислородный;

-приготовления шихты;

-транспортный;

-ремонтно-строительный;

-реализации готовой продукции;

-помещения жизнеобеспечения и склады; Численность работников: в мирное время - 392 человека;

в военное время - 289 человек.

В производстве стекловарения и выработки стекла используется Бор, который хранится в складских помещениях — до 8 т.

Стекловаренье производится в газовых печах, в которых используется Пропан. Газовая станция расположена на берегу р. Волга и по газопроводам по территории ООО«Васильевский стекольный завод» пропан, через компрессорный участок, подается в цеха, участки и в кательную.

Имеется кислородная станция, хранение жидкого кислорода осуществляется в сосудах емкостью 49 т. На участки кислород подается по трубопроводам.

Общая длина продуктопроводов (пропан и кислород) составляет до 2 км.

Взрыво-пожароопасными объектами являются:

-газовая и кислородная станции;

-компрессорная станция;

-кательная;

- цех стекловарения и выработки стекла.

Биологически опасным веществом является бор.

Для выполнения мероприятий по предупреждению или снижению последствий аварии, катастрофы или стихийного бедствия в ООО«Васильевский стекольный завод» создана объектовая комиссия по чрезвычайным ситуациям в составе 7 человек и гражданские организации ГО: сводная группа, санитарный пост, отделение охраны общественного порядка, противопожарное отделение. Всего 63 человека.

При крупной аварии, решением председателя чрезвычайной комиссии г. Зеленодольска для ликвидации чрезвычайной ситуации ООО«Васильевский стекольный завод» усиливается городскими силами пожарного отряда, МВД и ЦРБ.

Поэтому прогнозирование чрезвычайных ситуаций в этом поселке – в центре внимания Управления по делам ГО ЧС РТ. Введение в эксплуатацию «ВСЗ» использующего в своем производстве сжиженный природный газ (ПГ), хранение которого осуществляется в 3 сосудах емкостью 25 м³ каждый. Их разрушение в результате старения или теракта приведет к образованию газовоздушного облака (ГВО), возгорание которого может привести к взрыву [2]. Являясь идеальным топливом, природный газ, обладает значительными энергозапасом и потенциальными опасностями. Среди этих опасностей особое место занимает взрыв, уничтожающе воздействуя на окружающую среду и людей. Эта проблема приобрела особую актуальность в настоящее время по следующим причинам:

«ВСЗ» расположен на окраине пос. Васильево на берегу реки Волга, в 10 метрах от (ГРС) расположены жилые дома ;

подъездной путь к «ВСЗ» только один;

отсутствует должная для таких потенциально опасных объектов система охраны и оповещения местного населения в случае разгерметизации сосудов для хранения ПГ.

Полученные результаты позволят разработать предложения по составу сил и средств для ликвидации рассмотренной в курсовой работе ЧС, а следовательно – задуматься соответствующих должностных лиц Управления по делам ГО ЧС РТ в своих предложениях председателю КЧС над такими вопросами: где, как и какими силами ликвидировать последствия ЧС в пос.Васильево в короткие сроки.

Закономерности преобразования внутренней энергии ГВО при взрывах в разрушительную энергию и внешнюю работу являются тем основанием, на базе которого разработаны предложения в данной курсовой работе.

В режиме детонационного взрыва ГВО нагрузки на окружающие объекты весьма значительны, поэтому режим детонационного взрыва принят за расчетный случай для прогнозирования инженерной обстановке при ЧС на котельной пос.Васильево.

В курсовой работе рассмотрены опасности, связанные с аварийным выбросом топлива из резервуаров (ГРС) на территории «ВСЗ» , возможным быстрым испарением разлива, образованием облака ПГ с последующим взрывом и его действие на окружающие объекты, также рассмотрены опасности связанные с вероятнным возникновением и развитием аварий на кислородно-наполнительной станции.

Раздел 1. Анализ чрезвычайной ситуации при разгерметизации емкости со сжиженным природным газом

1. Свойства смеси природного газа с воздухом

Природные газы добываются из подземных скоплений, называемых газовыми месторождениями, или из нефтяных скважин одновременно с получением нефти [3].

Состав ПГ может [4] приниматься в соотношениях:

метан (СН ) – 90%; этан (C H ) – 4%; пропан (С H) – 2%;

Н – бутан (C H ) – 2%; изопентан (C H ) – 2%.

При этих соотношениях молярная масса будет составлять

Стехиометрическая концентрация горючего (ПГ) по объему в % будет составлять

Уравнение реакции горения ПГ, принимаемая во внимание 90% СH ,с учетом того, что на каждый моль кислорода приходится 3,76 моля азота, записывается в следующем виде [5]

СH + 2O + 2 3.76N = CO + 2H O + 2 3.76N , (1.1)

Азот (N₂) в уравнении химической реакции учитывается потому, что он поглащает часть тепла и входит в состав продуктов горения.

Средняя температура горения ГВО [6] определяется по формуле (1.2) и составляет:

, (1.2)

где Т 300 К – средняя температура воздуха в летнее время;

- удельная теплота сгорания с учетом скорости звука в газах;

С = 5 - удельная объемная теплоемкость ПГ.

Первоначальный объем ГВО, который может образоваться при разгерметизации сосуда для хранения ПГ определяется по формуле (1.3).

, (1.3)

где - масса природного газа в сосуде хранения, кг;

22,4 – объем 1 кмоля газа;

Z = (0,5…0,6) – коэффициент, учитывающий долю ПГ, участвующего во взрыве.

В формуле (1.3) 22,4 , имеют постоянные значения для ПГ, поэтому первоначальный объем ГВО прижатой к земле полусферы составляет

, (1.4)

Радиус огненного шара от полусферы составляет

, (1.5)

Таким образом, зная в сосуде до разгерметизации можно прогнозировать начальные параметры ГВО ( и ).

Максимум избыточного давления, которое может возникнуть на границе ГВО с окружающей средой, определяется по формуле (1.6) [6]

, (1.6)

и составляет для ПГ

.

Избыточное давление за пределом границы ГВО с окружающей средой зависит от отношения r/r и может быть определено по табл. 1.1 [4].

Таблица 1.1. Давление во фронте ударной волны

r/r0	0 - 1	1,01	1,04	1,08	1,2	1,4	1,8	2,7
ΔРф, кПа	1700	1232	814	568	400	300	200	100
r/r0	3	4	5	6	8	12	20
ΔРф, кПа	80	50	40	30	20	10	5

1.2. Последствия взрыва смеси

Различают два принципиально разных режима горения: дефлаграционный и детонационный.

При дефлаграционном горении распространение пламени происходит в слабо воздушной среде со скоростями значительно ниже скорости звука, давление при этом возрастает незначительно.

При детонационном взрыве распространение возмущения в виде ударной волны происходит со скоростью, превышающей скорость звука.

Для оценки режима взрывного горения скорость распространения пламени  рассматривают в сравнении со скоростью звука а, т.е. рассматривают число маха М. Если M = /a < 0,5 – дефлаграционный режим, при М > 0,5 – детонационный.

В термодинамическом процессе без потерь теплоты, но с выделением теплоты при сгорании газа и возможным изменением количества молей газа в процессе дефлаграционного горения (взрыва) изменение максимального горения ГВО будет пропорционально изменению температуры, количества молей газа и объема, т.е.:

, (1.7)

Для практических расчетов можно пренебречь различием в физических свойствах СH и воздуха, поскольку содержание воздуха в 10 раз превышает содержание СH , это позволяет пренебречь изменением молекулярного состава, т.е. n =n . Следовательно можно ожидать, что максимальное давление дефлаграционного взрыва, учитывая значения (1.2).

.

В некоторый момент времени ВУВ достигает поверхности земли и возникает избыточное давление за счет отражения

, (1.8)

что хорошо совпадает с результатом по формуле (1.6),

где к = 1,4 – показатель адиабаты воздуха.

Зона действия ВУВ начинается сразу за внешней границей ГВО. Давление во фронте ударной волны ΔР_ф зависит от расстояния до центра взрыва и определяется по табл. 1.1 [4]. Необходимые для данной курсовой работы значения ΔР_ф представлены в табл. 1.2.

Таблица1.2 – Значения ΔР_ф в зависимости от радиуса

r/r0	4	6	8	12
ΔРф, кПа	50	30	20	10

При воздействии ударной волны здания, сооружения, оборудование и коммунально-энергетические сети (КЭС) могут быть разрушены в различной степени. Степень разрушения конкретного типа здания, сооружения или оборудования при воздействии ударной волны определяется главным образом избыточным давлением (ΔР_ф).

Разрушения принято делить на полные, сильные, средние и слабые.

Значения ΔР_ф выбраны с учетом степени застройки и строительных материалов пос.Васильево, а именно:

ΔР_ф 50 кПа – полные разрушения, в зданиях и сооружениях разрушены все основные несущие конструкции и обрушены перекрытия. Восстановление невозможно. Оборудование, средства механизации и техника восстановлению не подлежат. На КЭС и технологических трубопроводах – разрывы кабелей, разрушение значительных участков трубопроводов, опор воздушных линий электропередач и т.п.

50 кПа> ΔР_ф 30 кПа - сильные разрушения. В зданиях и сооружениях – значительные деформации несущих конструкций, разрушена большая часть перекрытий и стен. Восстановление зданий и сооружений возможно, но нецелесообразно, так как практически сводится к новому строительству с использованием некоторых сохранившихся конструкций. Оборудование и механизмы большей частью разрушены и значительно деформированы. Отдельные детали и узлы оборудования могут быть использованы как запасные части. На КЭС и трубопроводах – разрывы и деформации на отдельных участках подземных сетей, деформации опор воздушных линий электропередач и связи, а также разрывы технологических трубопроводов.

30 кПа> ΔР_ф 20 кПа – средние разрушения. В зданиях и сооружениях разрушены главным образом не несущие, второстепенные конструкции (легкие стены, перегородки, крыши, окна, двери). Возможны трещины в наружных стенах и вывалы в отдельных местах. Перекрытия и подвалы не разрушены, часть помещений пригодна к эксплуатации. Деформированы отдельные узлы оборудования и техники. Техника вышла из строя и требует капитального ремонта. На КЭС деформированы и разрушены отдельные опоры воздушных линий электропередач, имеются разрывы и повреждения технологических трубопроводов. Для восстановления объекта (элемента), получившего средние разрушения, требуется капитальный ремонт, выполнение которого возможно собственными силами производственного объекта.

20 кПа> ΔР_ф 10 кПа - в зданиях и сооружениях разрушены часть внутренних перегородок, заполнения дверных и оконных проемов. Оборудование имеет незначительные деформации второстепенных элементов. На КЭС имеются незначительные разрушения и поломки конструктивных элементов. Для восстановления объекта (элемента), получившего слабые разрушения, как правило, требуется мелкий ремонт.

Анализ характера разрушений зданий при ЧС показывает, что при ΔР_ф 50 кПа здания полностью превращаются в обломки, образуя завалы. Поражение людей зависит от степени разрушения здания. Так, например, при полных разрушениях зданий находящиеся в них люди погибнут. При сильных и средних разрушениях может выжить примерно половина людей, из которых значительная часть будет поражена в различной степени, многие могут оказаться под обломками конструкций, а также в помещениях с заваленными или разрушенными путями эвакуации. При слабых разрушениях зданий гибель людей маловероятна. Однако часть из них может получить различные травмы и ранения.

Максимальное число людей, вышедших из строя в жилых зданиях, составит [4]

, (1.9)

где N N N - число людей, находившихся в зданиях, получивших полные, сильные и слабые разрушения.

Для людей, находившихся в момент взрыва на открытой местности, число пострадавших определяется по формуле (1.10)

, (1.10)

где 0,05 – доля людей, которые в момент взрыва могут оказаться вне зданий;

- плотность людей , чел/км ;

Р - вероятность выхода из строя людей, находящихся в i-ой зоне поражения (табл. 1.3);

S - площадь на которую воздействует ВУВ с давлением ΔР_ф.

Таблица 1.3 – Вероятность выхода из строя людей в функции давления

ΔРф, кПа	<13	13…35	35…65	>65
Р	0	0,75	0,35	0,13

Примечание: При ΔР_ф > 35 кПа Р рассчитывается от оставшихся непострадавшими.