3. Розрахунки основних небезпек виробництва

   1. Прогнозування масштабів зони можливого зараження сдор під час аварій (руйнувань) на хімічно небезпечних об‘єктах

Формальдегід зберігається на складі, об’єм якого складає: 100м³, висота обвалування ємності – 0,5 м.

Метеоумови: температура повітря 20С, швидкість вітру 1 м/с, інверсія.

7.3.1.1 Прогнозування глибин зон забруднення СДОР

Кількісні характеристики викиду знаходяться за їх еквівалентними значеннями.

Розрахунок еквівалентної кількості речовини за первинною хмарою проводиться за формулою:

, (7.1)

де, К1 - коефіцієнт, залежний від умов зберігання СДОР

;

К3 – коефіцієнт, рівний відношенню порогової токсодози хлору до порогової токсодози даної СДОР ;

К5 – коефіцієнт, що враховує вертикальну стійкість повітря, в умовах інверсії ;

К7 - коефіцієнт, що враховує вплив температури повітря, .

Q₀ – кількість розлитого при аварії СДОР, т.

Q₀ можна розрахувати наступним чином:

, (7.2)

де, d – питома вага формальдегіду, т/м³;

V – об’єм посудини, м³.

0,815*100=81,5 т.

Знаходимо еквівалентну кількість аміаку і глибину зони зараження по первинній хмарі [15]:

0,19*1*1*1*81,5=15,5 т.

км

Знаходимо еквівалентну кількість формальдегіду і глибину зони забруднення по вторинній хмарі [15]:

(7.3)

де К₂ – коефіцієнт, залежний від фізико-хімічних властивостей СДОР, ;

К₄ – коефіцієнт, що враховує швидкість вітру, ;

К₆ – коефіцієнт, що залежить від часу N, котрий минув від початку аварії,

Знаходимо тривалість вражаючого дії формальдегіду [15]:

, (7.4)

де, h – товщина шару формальдегіду

Н – висота піддону, м

d – питома вага формальдегіду

Оскільки розрахована величина Т>4 годин, то для розрахунків приймаємо .

Повна глибина зони зараження r (км), яка обумовлена дією первинної і вторинної хмари сдор обчислюється таким чином [15]:

, (7.5)

де r’ – більше, а r” – менше з двох величин

Гранично можливе значення глибини перенесення повітряних мас [15]: , (7.6)

Оцінюєм кількість населення, що потрапляє в зону забруднення:

М=S_ж*p,

де S_ж – площа заселення, км²; S_ж= 8,72*10^-3*20*180 =31,39 км²

p- густота населення , 500осіб/ км²

М= 31,39*5000=156960 осіб

Порівнюючи r з r_гр, остаточно визначаємо глибину зони можливого зараження:, отже місто потрапляє в зону забруднення, тривалість вражаючої дії СДОР – 7,19 години. Всі житлові квартали міста потрапляють в забруднену зону, отже, за умови відсутності засобів захисту, як мінімум 157 тисяч чоловік буде уражене СДОР, об’єкт відноситься до 1ступені хімічної небезпеки.[ 15]

2. Оцінка стійкості об‘єкту до вражаючих факторів вибуху

При окислювальному дегідруванні формальдегіду основною небезпекою є можливість вибуху спиртовипарювача, в якому знаходиться 8 тонн спиртоводоповітряної суміші (до складу якої входять CН₃OН, кисень повітря та вода ) під тиском 0,06 МПа і температурі 78° С. Відстань від спиртовипарювача до адміністративного корпусу 300 м.

При вибуху утворюється три кругові зони:

1. Зона детонаційної хвилі

2. Зона дії продуктів вибуху

3. Зона повітряної ударної хвилі

Зона детонаційної хвилі в межах хмари вибуху [15]:

, (7.7)

де R₁ – радіус зони детонаційної хвилі, м

Q – кількість конвертованого газу, т

В межах детонаційної зони діє надмірний тиск, що може вважатися постійним ΔΡ=60 кПа.

Зона дії продуктів вибуху охоплює всю площу розльоту продуктів газо-повітряної суміші в результаті її детонації, радіус цієї зони [15]:

(7.8)

Надмірний тиск в межах зони дії продуктів вибуху змінюється від 1650 кПа до 300 кПа і може бути обчислен за формулою [15]:

, (7.9)

де R₁ – радіус зони детонаційної хвилі, м

R – відстань від центру вибуху до розглянутої крапки на місцевості, м

Оскільки R₁ і R₂, менше відстані від ємності до цеху, то припускаємо, що цех потрапляє в зону повітряної ударної хвилі рівної 300 м.

, (7.10)

де R₁ – радіус зони детонаційної хвилі, м

R₃ – радіус зони повітряної ударної хвилі, м

Надмірний тиск зони повітряної ударної хвилі розраховується за формулою:

(7.11)

При тиску, у зоні повітряної ударної хвилі, рівному 15,66 кПа відбувається слабке руйнування будівлі: руйнуються віконні та дверні заповнення, легкі перегородки, частково дах, можливі тріщини у стінах верхніх поверхів. Будівля може експлуаттуватися після поточного ремонту.

Ступінь вогнестійкості будівель і споруд залежить від споруд, матеріалів будівель і від вогню. Величина теплового потоку від вогненної кулі характеризується його радіусом . Для будівлі з другим ступенем вогнестійкості час вогнестійкості складає близько 2 годин. Категорія пожежонебезпечності будівлі – А. Ступінь забудови – не більше 30 %. Швидкість вітру - 12 м/с.

, (7.12)

де R₀ – радіус вогненної кулі, м, [15]

М – половина маси конвертованого газу, т

де, t – час існування вогнянної кулі, сек, [15]

М – половина маси конвертованого газу, т

Визначається величина потоку теплового випромінювання [15]:

, (7.13)

де, E – потужність поверхневої емісії, E=270 кВт/м²

F– коефіцієнт, який враховує кут падіння, [15]

Т – провідність повітря, [15]

, (7.14)

де R₀ – радіус вогняної кулі, м

R – відстань від центру вибуху до розглянутої крапки на місцевості, м

, (7.15)

За формулою (7.13) знаходимо:

Визначається імпульс теплового потоку випромінювання [15]:

(7.16)

Оскільки допустима величина імпульсу теплового потоку для шкіри людини складає 42 кДж/м², визначений імпульс в межах норми.

Визначається радіус зони ураження [15]:

(7.17)

Можна зробити висновок, що адміністративна будівля розташована на достатній відстані від спиртовипарювача.