Разработка вопросов безопасности в проектах. Ч.3. Практикум

ния человека тепловым излучением Рпор, %, на разных расстояниях R, м, найдем по приложению, предварительно определив величину пробит-функции Pr по формуле 3 из табл. 11.4. При расчете принимаем q равным qпад, кВт/м2, (см. табл. 11.6), а время термического воздействия τ, с, определяем по формуле (11.2), принимая х = 250 – R (расстояние 250 м является безопасным, от него и определяем расстояние до места нахождения человека). Результаты расчетов сведены в табл. 11.7.

Таблица 11.7

Результаты расчета вероятности летального поражения человека тепловым излучением

Вывод. Результаты расчетов показывают, что безопасное расстояние (0 % погибших) равно примерно 225 м, что приблизительно соответствует значению, полученному при использовании детерминированного подхода (250 м). Геометрические размеры факела следующие: радиус факела r = 45 м, высота пламени L = 43 м, угол наклона θ = 57°.

Задача 11.1. В резервуарном парке расположены резервуары с горючей жидкостью радиусом Rрез, м, и высотой Нрез, м, в обваловках, имеющих квадратную форму со стороной l, м, и высотой hоб, м. Резервуар заполнен жидкостью на 80 %. В результате разрушения резервуара и разлива жидкости возник пожар.

Массовая скорость выгорания горючей жидкости mвыг, кг/(м2 · с), скорость ветра wв, м/с.

Рассчитать геометрические параметры пламени пожара разлития и определить безопасное для персонала расстояние с использованием детерминированного и вероятностного методов. Установить, существует ли опасность воспламенения соседнего аналогичного резервуара, обваловка которого примыкает к обваловке аварийного резервуара.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 11.8.

51

Таблица 11.8

Варианты исходных данных к задаче 11.1

--------------------

* tр – расчетная температура, принимаемая равной температуре поверхности раздела фаз (для кипящих сжиженных газов – температура кипения при атмосферном давлении), °С.

52

Практическое занятие 12 ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ, СОПРОВОЖДАЮЩИХСЯ ВЫБРОСАМИ АВАРИЙНО ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ

12.1. Общие сведения

вСП 165.1325800.2014 [4], возможно осуществлять прогнозирование масштабов возможного химического заражения при авариях на технологических емкостях и хранилищах, при транспортировке железнодорожным, трубопроводным и другими видами транспорта, а также в случае разрушения химически опасных объектов.

Методика распространяется на случай выброса аварийно химически опасных веществ (АХОВ) в атмосферу в газообразном, парообразном или аэрозольном состоянии.

Масштабы возможного химического заражения АХОВ, в зависимости от их физических свойств и агрегатного состояния

вемкостях, хранилищах и технологическом оборудовании, рассчитывают по первичному и вторичному облаку, например для сжиженных газов – отдельно по первичному и вторичному облаку; для сжатых газов – только по первичному облаку; для ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды, – только по вторичному облаку.

Исходные данные для оперативного прогнозирования масштабов возможного химического заражения АХОВ:

––общее количество АХОВ на объекте и данные о размещении их запасов в емкостях и технологических трубопроводах;

––количество АХОВ, выброшенных в атмосферу, и характер их разлива на подстилающей поверхности (свободно, в поддон или в обваловку);

––высота поддона или обваловки складских емкостей; ––метеорологические условия – температура воздуха, ско-

рость ветра на высоте 10 м, степень вертикальной устойчивости атмосферы, определяемая в соответствии с табл. 12.1.

53

Таблица 12.1

Степень вертикальной устойчивости атмосферы

Примечания:

1.Ин – инверсия, из – изотермия, кон – конвекция.

2.Под термином «утро» понимается период времени в течение 2 ч после восхода солнца; под термином «вечер» – в течение 2 ч после захода солнца. Период от восхода до захода солнца за вычетом двух утренних часов – день, а период от захода до восхода солнца за вычетом двух вечерних часов – ночь.

3.Скорость ветра и степень вертикальной устойчивости воздуха принимаются в расчетах на момент аварии.

4.Краткая характеристика степени вертикальной устойчивости атмосферы: для инверсии характерен рост температуры в приземном слое атмосферы с высотой, для изотермии – неизменность температуры приземного слоя по высоте, а для конвекции – снижение температуры в приземном слое по мере удаления от поверхности земли.

При заблаговременном прогнозировании масштабов возможного химического заражения на случай возможных производственных аварий в качестве исходных данных рекомендуется принимать следующие параметры:

––за величину выброса АХОВ Q0, т, – количество АХОВ в максимальной по объему единичной емкости (технологической, складской, транспортной и др.); для химически опасных объектов, расположенных в сейсмических районах, определяемых в соответствии с [5], а также для объектов, отнесенных к категориям по гражданской обороне, в том числе атомных станций, при прогнозировании масштабов возможного химического заражения в целях планирования мероприятий по защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций в мир-

54

ное время за величину выброса АХОВ следует принимать запас АХОВ в наибольшей единичной емкости на объекте; при военных конфликтах для планирования мероприятий гражданской обороны за величину выброса АХОВ следует принимать общий запас АХОВ на объекте;

––метеорологические условия – изотермия, скорость ветра – 3 м/с; температура воздуха – 20 °С.

Для оперативного прогнозирования масштабов возможного химического заражения при угрозе или непосредственно после аварии необходимо принимать конкретные данные о количестве выброшенного (разлившегося) АХОВ, реальные метеорологические условия, а также иные исходные данные, которые доступны на момент прогнозирования.

Допущения, принимаемые при прогнозировании последствий химических аварий:

––емкости, содержащие АХОВ, при авариях разрушаются полностью;

––толщину слоя жидкости h, м, для АХОВ, разлившихся свободно на подстилающей поверхности, принимают равной 0,05 м по всей площади разлива;

––для АХОВ, разлившихся в поддон или обваловку высотой H, м, толщину слоя жидкости h, м, определяют следующим образом:

1) при разливах из емкостей с самостоятельным поддоном (обваловкой)

2) при разливах из емкостей, расположенных группой с общим поддоном (обваловкой),

где Q0 – количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т;

F – реальная площадь разлива в поддон (обваловку), м2; rж – плотность АХОВ, т/м3, определяемая по табл. 12.2;

––предельное время пребывания людей в зоне химического заражения и продолжительность сохранения неизменными метеорологических условий (степени вертикальной устойчивости

55

атмосферы, направления и скорости ветра) составляет 4 ч; по истечении указанного времени прогноз обстановки должен быть уточнен;

––при авариях на газо- и продуктопроводах значение выброса АХОВ следует принимать равным максимальному количеству АХОВ, содержащемуся в трубопроводе между автоматическими запорными устройствами, например для аммиакопроводов – 275…500 т;

––глубина зоны возможного химического заражения не превышает 20 км.

56

Таблица 12.2

Характеристика АХОВ и вспомогательные коэффициенты для определения глубины зоны заражения

57

Окончание табл. 12.2

Примечания:

1.Значения плотности газообразных АХОВ приведены для атмосферного давления; при давлении в емкости, отличном от атмосферного, значения плотности определяются путем умножения значений, приведенных в таблице, на значение давления в атмосферах (1 атм = 760 мм рт. ст.).

2.tкип – температура кипения АХОВ;

3.Dпор – ингаляционная пороговая токсодоза. Численные значения токсодоз, помеченных звездочками, определены по соотношению Dпор =240 k ПДКр.з , где ПДКр.з – предельно допустимая концентрация рабочей зоны, мг/л; k – коэффициент, принимаемый k = 5 для раздражающих АХОВ (помечены двумя звездочками) и k = 9 для прочих АХОВ (помечены одной звездочкой).

4.k1 – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ. Значения k1 для изотермического хранения аммиака приведены для случая разлива в поддон.

5.k2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ.

6.k3 – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе рассматриваемого АХОВ.

7.k7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (значения k7 в числителе приведены для первичного облака, в знаменателе – для вторичного), для сжатых газов k7 =1.

59

12.2. Расчет параметров зоны заражения при химической аварии

Количественные характеристики выброса АХОВ для расчетов параметров зоны заражения определяются по его эквивалентному значению, под которым понимается такое количество хлора, масштаб заражения которым при инверсии равен масштабу заражения при тех же условиях заданным количеством данного АХОВ, перешедшим в первичное (вторичное) облако.

Эквивалентное количество АХОВ в первичном облаке Qэ1, т, определяется по формуле

где k1 – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (см. табл. 12.2); для сжатых газов k1 = 1;

k3 – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе рассматриваемого АХОВ (см. табл. 12.2);

k5 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы, для инверсии k5 = 1, для изотермии k5 = 0,23, для конвекции k5 = 0,8; степень вертикальной устойчивости атмосферы можно определить по табл. 12.1;

k7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (см. табл. 12.2), для сжатых газов k7 = 1;

Q0 – количество разлившегося (выброшенного) при аварии АХОВ, т.

Эквивалентное количество АХОВ во вторичном облаке Qэ2, т, определяется по формуле

где k2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (см. табл. 12.2);

k4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл. 12.3); k6 – коэффициент, учитывающий время, прошедшее с начала

аварии, τ, ч;

h – толщина слоя разлившегося жидкого АХОВ, м;

rж – плотность жидкой фазы АХОВ, т/м3 (см. табл. 12.2);

60