Задание № 3

На территории НПЗ расположена технологическая установка, в кото­рой содержится углеводородная смесь массой 0,1 тонны. В чрезвычай­ной ситуации возможно разрушение установки, образование газовоздушной смеси и взрыв.

Характеристика элементов инженерно-технического комплекса (ИТК) НПЗ, расположенных вблизи врывоопасной установки, известна и приведена в таблице 3.4. Расстояние от предполагаемого места взрыва до элементов инженерно-технического комплекса НПЗ указано в таблице 3.5 для различных вариантов задания.

Оценить устойчивость работы НПЗ в случае взрыва технологической установки и разработать рекомендации по повышению устойчивости работы НПЗ в данной чрезвычайной ситуации.

Таблица 3.4 - Характеристика основных элементов инженерно-технического комплекса НПЗ

Наименование элемента	Характеристика элемента инженерно-технического комплекса
1	2
1 Заводоуправление	Трехэтажное кирпичное административное здание
2 Компрессор	Средний компрессор стальной на железо­бетонном фундаменте
3 Теплообменник	Металлический трубчатый на железо­бетонном фундаменте
Продолжение таблицы 3.4
1	2
Ректификационная колонна	Вертикальная цилиндрическая емкость высотой 25 метров
5 Резервуар для хранения ГСМ	Наземный вертикальный, заполненный наполовину
6 Трубопровод	Расположен на эстакаде

Таблица 3.5 - Варианты задания № 3

Наименование элемента ИТК НПЗ	Расстояние от предполагаемого места взрыва до элемента ИТК в метрах для вариантов задания
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1 Заводоуправление	45	60	65	70	30	40	60	65	70	70
2 Компрессор	30	20	35	40	15	35	20	15	40	20
3 Теплообменник	32	40	20	50	40	45	50	35	20	40
4 Ректификационная колонна	70	60	45	50	55	65	70	40	70	60
5 Резервуар	40	55	60	45	60	55	40	80	90	45
6 Трубопровод	90	45	40	30	80	25	60	70	30	50

ЗАДАНИЕ № 4

Нефтеперерабатывающий завод (НПЗ) расположен в непосредствен­ной близости от железной дороги, по которой регулярно осуществля­ется перевозка твердых взрывчатых веществ. В чрезвычайной ситуации возможна железнодорожная авария и взрыв тротила массой 120 тонн.

Характеристика элементов инженерно-технического комплекса (ИТК) НП3, расположенного вблизи железнодорожного полотна, известна (см. таблицу 3.4) Расстояние от предполагаемого места взрыва до элементов инженерно-технического комплекса НПЗ указано в таблице 3.6 для раз­личных вариантов задания.

Оценить устойчивость работы НПЗ в случае взрыва на железной до­роге и разработать рекомендации по повышению устойчивости работы НПЗ в данной чрезвычайной ситуации.

Таблица 3.6 - Варианты задания № 4

Наименование элемента ИТК НПЗ	Расстояние от предполагаемого места взрыва до элемента ИТК в метрах для вариантов задания
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1 Заводоуправление	515	510	490	300	800	1200	350	900	1200	900
2 Компрессор	360	350	340	500	600	700	800	350	400	450
3 Теплообменник	270	300	150	400	300	800	300	800	300	1100
4 Ректификационная колонна	300	310	380	700	400	600	400	300	450	600
5 Резервуар	800	500	300	600	1200	400	600	500	1000	350
6 Трубопровод	400	1200	440	450	400	300	900	600	900	750

4 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЙ

4.1 Оценка устойчивости работы хозяйственного объекта в случае угрозы сильного взрыва

Оценку устойчивости работы хозяйственного объекта в случае угрозы сильного взрыва выполняют в следующей последовательности:

l) определение ожидаемой величины избыточного давления во фронте воздушной ударной волны Р_ф в районе размещения всех ос­новных элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта;

2) определение вида возможного разрушения каждого из основных элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объек­та;

3) оценка физической устойчивости отдельных элементов инженер­но-технического комплекса и составление заключения об устойчи­вости работы хозяйственного объекта в случае взрыва.

4.1.1 Определение ожидаемой величины Р_ф

Ожидаемую величину Р_ф в районе размещения основных элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта рассчи­тывают по различным эмпирическим формулам в зависимости от вида возможного взрыва (взрыв газовоздушной смеси или взрыв конденсированного вещества).

При взрыве газовоздушной смеси (объемный взрыв) образуется очаг поражения, который принято делить на три зоны:

1) зона действия детонационной волны (первая зона);

2) зона действия продуктов взрыва (вторая зона);

3) зона действия воздушной ударной волны (третья зона).

Зона действия детонационной волны находится в пределах распро­странения облака газовоздушной смеси. Радиус этой зоны определяют из выражения

Q, (4.1)

где r₁ - радиус окружности, ограничивающей зону действия дето­национной волны, м;

Q - масса взрывного вещества в газовоздушной смеси, т.

В пределах первой зоны располагающейся вокруг центра взрыва, ожидаемая величина Р_ф принимается постоянной и равной 1700 кПа.

Зона действия продуктов взрыва (вторая зона) охватывает всю площадь разлёта продуктов газовоздушной смеси при её детонации. Радиус второй зоны в зависимости от радиуса первой определяют из выражения

r_II = 1,7 * r_I (4.2)

Ожидаемую величину Р_ф в пределах второй зоны определяют по

формуле

Р_ф =1300, (4.3)

где Р_ф - величина избыточного давления во фронте ударной вол­ны, кПа; r_{2 -} расстояние в метрах от центра предполагаемого взрыва до рассматриваемой точки во второй зоне.

Зона действия воздушной ударной волны (третья зона) распрос­траняется от внешней границы второй зоны с радиусом r₂ к пери­ферии очага поражения. Для того, чтобы определить ожидаемую величину Р_ф в рассматриваемой точке третьей зоны, сначала рассчи­тывают относительную величину из следующего выражения:

, (4.4)

где r₃ - расстояние в метрах от центра предполагаемого взрыва до рассматриваемой точки в третьей зоне.

Если , ,то для определения ожидаемой величины избыточного давления во дронте ударной волны используют формулу

Р_ф = кПа (4.5)

Если то используют формулу

Р_ф =, кПа (4.6)

Таким образом, исходными данными для определения ожидаемой величины Р_ф являются количество взрывоопасного вещества Q в газовоздушной смеси и расстояние от центра предполагаемого взры­ва до элемента инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта r. Если рассматриваемый элемент находится в пределах первой зоны, то ожидаемую величину Р_ф - принимают равной I700 кПа. Когда рассматриваемый элемент инженерно-технического комплекса расположен во второй зоне, ожидаемую величину Р_ф определяют по формуле (4.3). Если же элемент инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта расположен в третьей зоне, то ожидаемую величину Р_ф определяют по формулам (4.5) или (4.6) в зависимости от величины .

В случае угрозы взрыва твёрдого или жидкого взрывчатого вещества для расчёта ожидаемой величины Р_ф сначала необходимо установить характер возможного взрыва. Если ожидается взрыв в воздухе, когда высота центра взрыва над уровнем земли Н больше расстояния от центра предполагаемого взрыва до рассматриваемой точки r, то для расчета ожидаемой величины Р_ф используют формулу

Р_ф = 86 , кПа (4.7)

Если ожидается наземный взрыв или взрыв в воздухе гри r >Н ,

то используют формулу

Р_ф = 108 , кПа (4.8)

При выполнении расчёта с использованием формул (4.7) и (4.8) массу взрывчатого вещества Q необходимо представлять в килограм­мах, а расстояние r в метрах.