751
.pdfизбыточной или ошибочной информации, определяемой в бит/с.
Классификация по интенсивности воздействия опасности включает в себя:
1.Опасные. Опасные потоки обычно не сильно превышают предельно допустимые значения.
2.Чрезвычайно опасные. Возникают в тех случаях, когда уровни потоков воздействия выше границ толерантности. Обычно они характерны для аварийных ситуаций или зон стихийного бедствия. В этих случаях концентрация вредных веществ или уровни излучений на несколько порядков превышают ПДК или ПДУ и угрожают человеку летальным исходом.
При классификации по длительности воздействия опасности рассматривают:
1.Постоянные. Действуют опасности в течение рабочего дня, суток. Как правило, связаны с условиями пребывания человека в производственных или бытовых помещениях,
сего нахождением в городской среде или в промышленной зоне.
2.Переменные (в том числе периодические). Переменные опасности характерны для условий реализации циклических процессов: шум в зоне аэропорта или около транспортной магистрали, вибрация от средств транспорта и т.п.
3.Импульсные. Импульсное или кратковременное воздействие опасности характерно для аварийных ситуаций, а также при залповых выбросах, например при запуске ракет. Многие стихийные явления, например гроза, сход лавины и т.п., также относятся к этой категории опасностей.
По виду зоны воздействия (по месту воздействия) опасности делят на:
1)производственные;
2)бытовые;
51
3)городские;
4)зоны ЧС.
По размерам зоны воздействия опасности также классифицируют на:
1)локальные - опасности, как правило, ограниченны размерами помещения (бытовые и производственные опасности), жилого дома, объекта экономики;
2)местные - факторы опасности распространяются в пределах населённого пункта;
3)территориальные - опасности распространяются в пределах субъекта Российской Федерации;
4)региональные - опасности распространяются в пределах двух субъектов Российской Федерации;
5)федеральные - опасности распространяются за пределы двух субъектов Российской Федерации;
6)трансграничные - опасности, выходящие за пределы Российской Федерации.
По степени завершенности процесса воздействия на объекты защиты опасности разделяют на:
1)потенциальные - представляют угрозу общего характера, не связанную с пространством и временем воздействия. Например, наличие углеводородного топлива представляет потенциальную опасность возникновения пожара и взрыва;
2)реальные - опасности этого вида всегда связаны с конкретной угрозой негативного воздействия на объект защиты, всегда координированы в пространстве и во времени. Например, движущаяся по шоссе автоцистерна с надписью «огнеопасно» представляет собой реальную опасность для человека, находящегося около автодороги. Как только автоцистерна ушла из зоны пребывания человека, она превратилась
висточник потенциальной опасности по отношению к этому человеку;
52
3) Реализованные опасности – факт воздействия реаль-
ных опасностей на человека (или) окружающую среду, приведшие к потере здоровья или летальному исходу человека, к материальным потерям, разрушению природы. Если взрыв автоцистерны привел к ее разрушению, гибели людей и (или) возгоранию строений, то это реализованная опасность.
2.2 Идентификация опасных воздействий на ОПО
Основной подход к оценке техногенного риска ОПО опирается на статистику аварий или на вероятностный анализ: построение и расчет «деревьев событий» и «деревьев отказов». По анализу вероятности рассчитывают риск реализации каждого отказа, а в итоге — общую вероятность (риск) аварии на ОПО.
При оценке опасности проживания населения в конкретной зоне необходимо учитывать факты взаимного влияния ОПО. Даже если риск одновременного негативного воздействия отдельных объектов является маловероятным, необходимо учитывать их возможное совместное негативное влияние, особенно для условий расположения объектов в плотной жилой застройке. При этом следует учитывать, что радиусы зон поражения при авариях (по РД 52.04.253-90) весьма значительны.
Практическая работа 2.1 Оценка риска естественнотехногенных опасностей
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.
53
Изучаемые вопросы:
1.Естественные опасности.
2.Естественно-техногенные опасности.
3. Опасные зоны и их воздействие на окружающую среду.
4.Понятие лимитирующего фактора и толерантности.
5.Воздействие потоков вещества, энергии и информации на человека и природную среду.
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):
-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
q=Еf Fq , (2.1)
где Еf – среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м2;
Fq – угловой коэффициент облученности; - коэффициент пропускания атмосферы.
Значение Еf принимается на основе имеющихся экспериментальных данных.
54
Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле
d |
|
4 F |
, |
|
(2.2) |
|
|||||
|
|
|
|
||
где F – площадь пролива, м2. |
|
||||
Вычисляют высоту пламени Н, м, по формуле |
|
|
|
|
М |
H 42 d |
|
|
|
|
B |
|
g d |
|
|
|
0,61 |
|
|
|
|
|
|
|
|
,
(2.3)
где М – удельная массовая скорость выгорания топлива, кг м 2/с;
рВ – плотность окружающего воздуха, кг/м3; g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения.
Определяют угловой коэффициент облученности Fq по формулам:
|
|
|
|
Fq |
Fv2 Fн2 , |
(2.4) |
где Fv, Fн - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно.
Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле
=ехр [-7,0 10-4 (r-0,5d)]. |
|
|
|
(2.5) |
||||
Величину Еf определяют на основе имеющихся экспери- |
||||||||
ментальных данных. Допускается принимать Еf |
равным |
|||||||
450 кВт м-2. |
|
|
|
|
|
|
||
Значение Fq вычисляют по формуле |
|
|
||||||
Fq |
|
|
H / Ds 0,5 |
|
|
, |
|
|
4 (H / D |
s |
0,5)2 (r / D |
s |
)2 1,5 |
(2.6) |
|||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
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.
55
Эффективный диаметр “огненного шара” Ds определяют по формуле
Ds=5,33m0,327, (2.7)
где m - масса горючего вещества, кг.
Методика оценки индивидуального риска
Настоящий метод применим для расчета величины индивидуального риска (далее по тексту - 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.
Величину индивидуального риска RB при сгорании газо-, пароили пылевоздушных смесей рассчитывают по формуле
|
|
n |
|
|
|
|
R |
B |
Q |
Q |
ВПi |
, |
|
|
i 1 |
Bi |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
(2.8)
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. 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
56
вычислять, исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу.
Величину индивидуального риска Rп при возможном сгорании веществ и материалов рассчитывают по формуле
|
n |
|
|
R |
Q |
fi |
Q |
п |
i 1 |
fПi |
|
|
|
,
(2.9)
где Qfi – годовая частота возникновения пожара на рассматриваемой наружной установке в случае аварии i-го типа, 1/год;
Qfпi - условная вероятность поражения человека, находящегося 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 (2.9) 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
|
|
|
Рr= 5 - 0,26ln(V), |
(2.10) |
|||||
|
|
17500 |
8,4 |
|
290 |
9,3 |
|
||
где |
V |
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
P |
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
57 |
где Р - избыточное давление, Па;
i - импульс волны давления, Па с;
- определяют условную вероятность поражения человека (таблица 2.1).
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:
а) рассчитывают величину Рr по формуле
Рr =-14,9+2,56ln(t q1,33), (2.11)
где t – эффективное время экспозиции, с;
q - интенсивность теплового излучения, кВт м-2, определяемая в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения.
Величину t находят:
1) для пожаров проливов ЛВЖ, ГЖ и твердых материа-
лов
t=t0+ х/u, |
(2.12) |
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);
2) для воздействия “огненного шара” - в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения;
б) с помощью таблицы 2.1 определяют условную вероятность Qпi поражения человека тепловым излучением.
58
Таблица 2.1
Значения условной вероятности поражения человека в зависимости от величины Pr
Условная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вероят- |
|
|
|
|
Величина Pr |
|
|
|
|
|
ность по- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ражения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
- |
2,67 |
2,95 |
3,12 |
3,25 |
3,36 |
3,45 |
3,52 |
3,59 |
3,66 |
10 |
3,72 |
3,77 |
3,82 |
3,90 |
3,92 |
3,96 |
4,01 |
4,05 |
4,08 |
4,12 |
20 |
4,16 |
4,19 |
4,23 |
4,26 |
4,29 |
4,33 |
4,36 |
4,39 |
4,42 |
4,45 |
30 |
4,48 |
4,50 |
4,53 |
4,56 |
4,59 |
4,61 |
4,64 |
4,67 |
4,69 |
4,72 |
40 |
4,75 |
4,77 |
4,80 |
4,82 |
4,85 |
4,87 |
4,90 |
4,92 |
4,95 |
4,97 |
50 |
5,00 |
5,03 |
5,05 |
5,08 |
5,10 |
5,13 |
5,15 |
5,18 |
5,20 |
5,23 |
60 |
5,25 |
5,28 |
5,31 |
5,33 |
5,36 |
5,39 |
5,41 |
5,44 |
5,47 |
5,50 |
70 |
5,52 |
5,55 |
5,58 |
5,61 |
5,64 |
5,67 |
5,71 |
5,74 |
5,77 |
5,81 |
80 |
5,84 |
5,88 |
5,92 |
5,95 |
5,99 |
6,04 |
6,08 |
6,13 |
6,18 |
6,23 |
90 |
6,28 |
6,34 |
6,41 |
6,48 |
6,55 |
6,64 |
6,75 |
6,88 |
7,05 |
7,33 |
99 |
7,33 |
7,37 |
7,41 |
7,46 |
7,51 |
7,58 |
7,65 |
7,75 |
7,88 |
8,09 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Методические указания Порядок работы с программой. Ввод исходных данных
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.
59
Запуск системы
Для запуска системы выберите “Пуск >> Программы
>> Оценка риска>>Оценка риска”.
Ввод исходных данных про проведения расчета осуществляется в соответствующей форме, которая открывается при создании нового набора исходных данных или открытия существующего (рисунок 2.1), что производится из пункта «Файл» главного меню программы.
Рисунок 2.1. Создание и открытие наборов данных
В качестве исходных данных вводится:
-наименование опасного вещества;
-масса вещества, хранящаяся или участвующая в технологическом процессе;
-площадь пролива (задается в случае наличия обваловки, рассчитывается при свободном разлитии);
-вероятность данного рода аварии на данном объекте;
-данные о зонах поражения (объектах, которые могут
60