Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «МАТИ»
Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского
Курсовая работа
По дисциплине
«Системный анализ и моделирование процессов в техносфере»
На тему:
«Моделирование аварийной ситуации на ТЭС-20»
Выполнили: Доронина Т.И.
Шевалдина Е.Ю.
Группа: 6БЖД-4ДС-050
Научный руководитель: Белов П.Г.
Москва 2013 г.
Оглавление
Введение 3
1.1. Моделирование аварийной ситуации 4
1.2. Оценка масштабов поражения при аварии с помощью программного комплекса «ТОКСИ+Risk» 5
Глава 2 Описание объекта моделирования 8
2.1.Краткая характеристика объекта 9
2.2.Принцип действия 11
2.3.Моделирование аварийной ситуации на ТЭС 12
20
Диаграмма 3. Вероятностное поражение 20
21
Диаграмма 4. P-l диаграмма 21
3. Организационно-технические мероприятия по снижению последствий аварии 21
1) замена материала корпуса хранилища на более прочный или усовершенствование технологии хранения; 21
2) снижение количества химически опасного вещества до средних пределов; 21
3) размещение предприятия и хранилищ ОХВ в максимальной отдалённости от населенных пунктов и районов сельскохозяйственной деятельности. 21
4. Вычисления 22
Аналитическое выражение «пробит-» и «эрфик-функций» 22
Pr(DP) = a + bln[DP(r,)] 22
a = -6,7 22
b = 1 22
DP(r, ) = С n 22
n = 1 22
= 3 мин. 22
С = 10 мг/м3 22
Pr(DP) = 2,6 22
Значение «эрфик-функции» = 0,4. 22
Заключение 22
Введение
Актуальность проблем безопасности XXI века становится, наиболее высока. Это связано, прежде всего, с усложнением техники и технологий в производстве. Кажущаяся вечная надежность оборачивается авариями и значительными материальными, и что немало важно, людскими потерями. В результате аварии на производстве возможны взрывы и пожары.
Чаще всего взрывы происходят там, где в больших количествах применяются газы. Взрываются котлы на котельных, газовая аппаратура.
При взрывах ударная волна не только приводит к разрушениям, но и к человеческим жертвам. Степень и характер разрушений во многом зависит от технического состояния сооружений и характера застройки и местности.
Целесообразно заблаговременно проводить процесс моделирования возможных отклонений, в связи с этим необходимо учитывать вероятности всех промежуточных предпосылок, которыми может быть обусловлено головное событие и вырабатывать меры по их снижению.
Для этого используем метод построения «дерева событий».
Объект - моделирование аварийной ситуации.
Предмет - Тепловые электростанции (ТЭС).
Рассмотрено моделирование опасных процессов методом диаграммы типа и «дерево событий».
Для проведения расчета развития аварии используем программу «ТОКСИ +Risk». А так же с помощью этой программы мы сможем узнать глубину зоны поражения.
Глава 1. Анализ процесса развития аварийной ситуации на химически опасных объектах при помощи программного комплекса «ТОКСИ+Risk»
1.1. Моделирование аварийной ситуации
Одной из основных проблем при моделировании аварийных ситуаций на опасных производственных объектов, а так же на любых других объектах, связанных с возможностью возникновения ситуаций, которые могут привести к материальным, людским и природным потерям, является оценка последствий такого происшествия. Для наибольшего приближения последствий потенциально возможной аварии необходимо учитывать великое множество фактов и факторов, что представляет собой огромную проблему для ученых занимающихся данной тематикой. Безусловно, учесть все при моделировании аварийной ситуации не представляется возможным. Но в то же время нельзя недооценивать всю значимость того или иного фактора.
В настоящее время разработано огромное количество методик, учитывающих основные факторы аварийных ситуации и обстановки, сложившейся в данное время вокруг аварийно опасной зоны. Каждая методика включает в себя огромное количество формул, таблиц, графиков и приложений.
В век высоких компьютерных технологий вопросы систематизации и автоматизации обработки данных возложены на компьютерные комплексы. Так и для моделирования последствий аварийных ситуаций на опасных объектах был разработан специальный программный комплекс «ТОКСИ+Risk».
Для обоснования последствий аварийной ситуации на рассматриваемом объекте и был применен данный комплекс. Анализ дерева событий показывает, что аварийная ситуация может развиваться по двум основным направлениям: частичная разгерметизация емкости с изобутиленом (медленное истечение) и полное разрушение емкости с изобутиленом (быстрое истечение). Это два сценария и будут рассмотрены далее в «ТОКСИ+Risk».
1.2. Оценка масштабов поражения при аварии с помощью программного комплекса «ТОКСИ+Risk»
С развитием техногенной цивилизации непрерывно возрастает и количество техногенных аварий и катастроф. Они могут быть локальными или крупномасштабными, с возникновением пожаров или взрывов, могут отличаться видами последствий, но почти все они, к сожалению, проводят к человеческим жертвам. Для расчета масштабов поражения при аварии на ТЭС-20 —это электростанция в Москве, которая входит в Мосэнерго (расположена в Юго-Западном округе на территории Академического района) с проливом химически опасного вещества в курсовой работе используется программный комплекс «ТОКСИ+Risk».
Программа «ТОКСИ+Risk» разработана на основе методики Гостехнадзора России и предназначена для оценки масштабов поражения при промышленных авариях с выбросом опасных химических веществ (ОХВ).
Программа позволяет определить:
1) количество поступивших в атмосферу ОХВ при различных сценариях аварии;
2) пространственно-временное поле концентраций ОХВ в атмосфере;
3) размеры зон химического заражения, соответствующие различной степени поражения людей, определенной по ингаляционной токсодозе.
Программа рекомендуется для использования:
1) при разработке декларации безопасности опасных производственных объектов, на которых производится, используются, транспортируются или хранятся ОХВ;
2) при разработке мероприятий по защите персонала и населения;
3) при разработке планов локализации и ликвидации последствий аварий, сопровождаемых выбросом ОХВ.
Расчеты, производимые в программе, распределяются на случаи выброса ОХВ в атмосферу как в однофазном, так и двухфазном состоянии. Соответственно облако, рассеивающееся в атмосфере, состоит либо только из газа (воздух и ОХВ), либо из газа (воздух и ОХВ) и жидких аэрозольных включений (капли ОХВ и сконцентрировавшиеся пары воды).
ОХВ, используемые для расчетов в данной программе, при нормальных условиях находятся либо в газообразном, либо в жидком состоянии. В технологическом оборудовании ОХВ могут находиться как в газообразном, так и в жидком состоянии. В последнем случае ОХВ может быть сжижено путем повышения давления или понижения температуры.
В зависимости от агрегатного состояния ОХВ в оборудовании и характера разрушения оборудования программа позволяет провести расчеты для следующих сценариев аварий:
Для ОХВ, находящихся в технологическом оборудовании в газообразном состоянии:
Сценарий 1. Полное разрушение оборудования, содержащего ОХВ в газообразном состоянии.
Сценарий 2. Нарушение герметичности (частичное разрушение) оборудования, содержащего ОХВ в газообразном состоянии.
Для ОХВ, находящегося в технологическом оборудовании в жидком состоянии:
Сценарий 3. Полное разрушение оборудования, содержащего ОХВ в жидком состоянии.
Сценарий 4. Нарушение герметичности (частичное разрушение) оборудования, содержащего ОХВ в жидком состоянии.
По сценариям 1 и 3 ОХВ мгновенно поступает в окружающую среду; по сценариям 2 и 4 ОХВ поступает в окружающую среду через отверстия площадью S в течение продолжительного времени.
При заблаговременном прогнозировании масштабов заражения в качестве исходных данных рекомендуется принимать:
1) сценарий с полным разрушением емкости (технологической, складской, транспортной и др.), содержащей ОХВ в максимальном количестве;
2) метеорологические условия – класс устойчивости атмосферы – изотермия, скорость ветра – 8 м/с.
Основными элементами расчета являются:
1) определение количества выброшенного ОХВ или производительности источника поступления ОХВ в атмосферу для конкретного сценария аварии и времени поступления ОХВ в атмосферу;
2) определение пространственно-временного распределения концентрации ОХВ;
3) определение пространственного распределения токсодозы;
4) оценка поражающего воздействия ОХВ, включая расчет зон химического заражения.
Границы зон химического заражения ОХВ рассчитываются по смертельной и пороговой токсодозам при ингаляционном воздействии на организм человека.
В методике приняты следующие допущения:
1) газообразное ОХВ считается идеальным газом, свойства которого не зависят от температуры;
2) жидкое ОХВ считается несжимаемой жидкостью, свойства которой не зависят от температуры;
3) истечение ОХВ и его испарение происходит с постоянной скоростью, соответствующей максимальной скорости истечения (испарения);
4) в образовавшемся сразу после выброса облаке находится только ОХВ без подмешивания воздуха;
5) разлив жидкой фазы происходит на твердой, не впитывающей поверхности, для случаев отсутствия обваловки высота слоя разлившегося ОХВ принимается равной 0,05 м.
6) при расчете рассеяния ОХВ в атмосфере используется гауссова модель диффузии пассивной примеси; осаждение на подстилающую поверхность выброса ОХВ и его химические превращения при рассеянии не учитываются;
7) метеоусловия остаются неизменными в течении времени экспозиции, а характеристики атмосферы – по высоте постоянны.
Проекты задачи «ТОКСИ+Risk» включает ситуационный план, заданные слои населения и рассчитанные изолинии. Новый проект задачи создается на базе уже готового ситуационного плана. После загрузки ситуационного плана, на панели инструментов необходимо задать масштаб плана. А затем задать на нем место аварии.