1005

Порядок выполнения практической работы

1.Ознакомиться с руководством по выполнению данной практической работы.

2.Получить у преподавателя вариант задания (табл. 7.1).

3.Запустить на выполнение программу.

4.Оформить отчет по практической работе.

Содержание отчета

1.Цель работы.

2.Краткие теоретические сведения.

3.Исходные данные.

4.Результаты расчета.

5.Выводы по работе.

121

Список литературы

1.Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ «Волна» ОФАП № 6478 от 28 июня 2006 г.

2.Разработка методов оценки рисков возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера / С.И. Абрахин, Д.П. Троицкий, П.Ю. Шамин, А.В. Пухов // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 6. –

С. 57.

122

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 8 Оценка риска

Цель работы – рассчитать величины индивидуального и социального риска на наружных установках при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газо-, пароили пылевоздушных смесей, и тепловое излучение при сгорании веществ и материалов.

Исходными данными для расчета значения величин поражающих факторов при указанных выше процессах являются:

–характеристики и масса горючего газа (вещества), участвующего в процессе;

–вероятность возникновения аварийной ситуации;

–информация об объекте, содержащем технологические установки.

Основными структурными элементами алгоритма расчетов являются:

–определение возможных сценариев развития аварийной ситуации;

–расчет значений поражающих факторов для каждого из возможных сценариев;

–оценка значений индивидуального риска для персонала объекта.

Для запуска системы выберите:

Пуск >> Программы >> Оценка риска >> Оценка риска.

Теоретические сведения

Метод расчета интенсивности теплового излучения

Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара (или для того из них, который может быть реализован в данной технологической установке):

123

–пожар проливов ЛВЖ, ГЖ или горение твердых горючих материалов (включая горение пыли);

–«огненный шар» – крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара.

Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.

Интенсивность теплового излучения q, кВт м–2, для пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют по формуле

где Еf – среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт м–2; Fq – угловой коэффициент облученности; τ – коэффициент пропускания атмосферы.

Значение Еf принимается на основе имеющихся экспериментальных данных.

Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле

где М – удельная массовая скорость выгорания топлива, кг м–2/с; ρВ – плотность окружающего воздуха, кг/м3; g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/ с2.

124

Определяют угловой коэффициент облученности Fq по формуле

где Fv, Fн – факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно.

Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле

Интенсивность теплового излучения q, кВт м–2, для «огненного шара» вычисляют по формуле (8.1).

Величину Еf определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать Еf равным

450 кВт м–2.

Значение Fq вычисляют по формуле

где Н – высота центра «огненного шара», м; Ds – эффективный диаметр «огненного шара», м; r – расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м.

Эффективный диаметр «огненного шара» Ds определяют по формуле

где m – масса горючего вещества, кг.

Метод оценки индивидуального риска

Настоящий метод применим для расчета величины индивидуального риска (далее – риска) на наружных установках при возникновении таких поражающих факторов, как избы-

125

точное давление, развиваемое при сгорании газо-, пароили пылевоздушных смесей, и тепловое излучение при сгорании веществ и материалов.

Величину индивидуального риска RB при сгорании газо-, пароили пылевоздушных смесей рассчитывают по формуле

n

RB = ∑QBi QВПi , (8.8)

i=1

где QBi – годовая частота возникновения i-й аварии с горением газо-, пароили пылевоздушной смеси на рассматриваемой наружной установке, 1/год; QBПi – условная вероятность поражения человека, находящегося на заданном расстоянии от наружной установки, избыточным давлением при реализации указанной аварии i-го типа; п – количество типов рассматриваемых аварий.

Значения QBi определяют из статистических данных или на основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в установленном порядке. В формуле (8.8) допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина QB для которой принимается равной годовой частоте возникновения пожара с горением газо-, пароили пылевоздушных смесей на наружной установке по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а значение QBП вычислять исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу.

Величину индивидуального риска Rп при возможном сгорании веществ и материалов рассчитывают по формуле

n

Rп = ∑Q fi Q fпi , (8.9)

i=1

где Qfi – годовая частота возникновения пожара на рассматриваемой наружной установке в случае аварии i-го типа, 1/год; Qfпi – условная вероятность поражения человека, находящегося

126

на заданном расстоянии от наружной установки, тепловым излучением при реализации аварии i-го типа; n – количество типов рассматриваемых аварий.

Значение Qfi определяют из статистических данных или на основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в установленном порядке.

В формуле (8.9) допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина Qf для которой принимается равной годовой частоте возникновения пожара на наружной установке по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а значение Qfп вычислять исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу.

Условную вероятность QBПi поражения человека избыточным давлением при сгорании газо-, пароили пылевоздушных смесей на расстоянии r от эпицентра определяют следующим образом:

–вычисляют избыточное давление ∆Р и импульс i;

–исходя из значений ∆Р и i вычисляют величину «пробит» – функции Рr по формуле

где ∆Р – избыточное давление, Па; i – импульс волны давления, Па с;

– определяют условную вероятность поражения человека

(табл. 8.1).

Например, при значении Рr = 2,95 значение Qвп = 2 % = = 0,02, а при Рr = 8,09 значение Qвп = 99,9 % = 0,999.

Условную вероятность поражения человека тепловым излучением Qfпi определяют следующим образом:

1. Рассчитывают величину Рr по формуле

127

где t – эффективное время экспозиции, с; q – интенсивность теплового излучения, кВт м–2, определяемая в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения.

Таблица 8.1

Значения условной вероятности поражения человека в зависимости от величины Pr

Величину t находят:

1) для пожаров проливов ЛВЖ, ГЖ и твердых материалов

где t0 – характерное время обнаружения пожара, с (допускается принимать t = 5 с); х – расстояние от места расположения человека до зоны, где интенсивность теплового излучения не превышает 4 кВт м–2, м; u – скорость движения человека, м/с (допускается принимать u = 5 м/с);

128

2)для воздействия «огненного шара» – в соответствии

сметодом расчета интенсивности теплового излучения.

2. С помощью табл. 8.1 определяют условную вероятность Qпi поражения человека тепловым излучением.

Если для рассматриваемой технологической установки возможен как пожар пролива, так и «огненный шар», то в формуле (8.9) должны быть учтены оба указанных выше типа аварии.

Метод оценки социального риска для наружных технологических установок

Настоящий метод применим для расчета социального риска (далее – риска) на наружных технологических установках при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, и интенсивность теплового излучения.

Оценку риска проводят на основе рассмотрения различных вариантов развития аварии. Для каждого варианта проводят расчеты значений поражающих факторов (интенсивность теплового излучения, длительность его воздействия, избыточное давление и импульс волны давления) с помощью рассмотренных выше методов. Вычисления проводят для заданных расстояний от места инициирования аварии. Количество вещества, принимающего участие в создании поражающих факторов, оценивают в соответствии с расчетным вариантом аварии.

Определяют условные вероятности Qпi поражения чело-

века на различных расстояниях ri от наружной установки при реализации i-й ветви логической схемы. Строят графические зависимости Qпi = f(r).

На генеральном плане предприятия вокруг наружной установки строят зоны поражения, и для каждой из этих зон определяют:

129

– средние (по зоне) условные вероятности Qпi, j поражения

где k – число рассматриваемых зон поражения, выбираемое исходя из того, что вне k-й зоны все значения Qпi,k ≤ 1 · 10–2 год–1,

i=1

где l – число ветвей логической схемы, для которых Ni ≥ N0 (N0 – ожидаемое число погибших людей, для которого оценивается социальный риск. Допускается принимать N0 = 10).

Если для всех ветвей логической схемы выполняется условие Ni < N0, то рассматривают попарные сочетания ветвей логической схемы (реализация в течение года двух ветвей логической схемы), для которых выполняется условие

При этом Sr рассчитывают по формуле

где Q(Ai1 ), Q(Ai2 ) – вероятности реализации ветвей i1 и i2 дерева событий соответственно.

130