
proekt9
.pdfИтак, наиболее вероятным фактором воздействия на резервуар является действие факторов техногенного характера.
Построена блок-схема сценария развития возможной ЧС при разгерметизации линейного ресивера 3,5 РВ на основной производственной площадке объектаN представлена в ПРИЛОЖЕНИИ Г.
На основе рассмотренных сценариев возникновения ЧС можно постро «дерево событий» и оценить риск возникновения аварии на холодильной установке.
2.4 Оценка риска аварий на холодильной установке
Аварийные ситуации, связанные с разгерметизацией холодильного оборудования на предприятиях пищевой промышленности влекут за собой значительные потер среди людей и значительный материальный . ущербКрупные аварии обычно характеризуются комбинацией случайных событий, которые возникают с различной частотой и на разных стадиях развития аварии.
Значение частоты возникновения отдельного события или пересчитывается путем умножения частоты возникновения инициирующего события на условную вероятность развития аварии по конкретному сценарию.
Наиболее |
вероятным |
сценарием |
развития |
аварии |
является |
образо |
токсического облака. |
|
|
|
|
|
|
При анализе «деревьев |
отказа» выявляется комбинация отказов(неполадок) |
оборудования, инцидентов, ошибок персонала и нерасчетных внешних(техногенных природных) воздействий, приводящих к головному событию(аварийной ситуации). Данный метод позволяет провести анализ возможных причин возникновения аварийной
ситуации и расчет ее частоты. |
|
|
|
|
|
|
||
|
Критерием аварии является разгерметизация емкости линейного ресивера3,5 РВ, |
|||||||
при |
которой |
создается |
токсическое |
. облЗаданныйко |
уровень |
вероятности |
||
безаварийного состояния емкости: Р³0,95 в течение года. |
|
|
|
|||||
|
Исходные данные для вычисления вероятности |
разгерметизации линейно |
||||||
ресивера на холодильной установке объекта N представлена в таблице 2.1. |
|
|
||||||
|
Таблица 2.1 – Исходные события «дерева отказов» |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
Событие или состояние модели |
|
Вероятность события Pi |
|||||
Отказ предохранительных (регулирующих) клапанов |
|
0,03 |
|
|
||||
Отказ СК, СР или СС |
|
|
|
0,5 |
|
|
||
Неисправность клапана на подачу сырья |
|
|
0,05 |
|
|
|||
Повреждение уплотнений фланцевого соединения |
|
0,06 |
|
|
||||
Повреждение креплений фланцевого соединения |
|
|
0,04 |
|
|
|||
Пропуски из-за коррозии |
|
|
|
0,08 |
|
|
||
Конструкционные неисправности |
|
|
|
0,01 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Заданный уровень вероятности безаварийного состояния не обеспечивается(т.к. Рба=0,91<0,95), поэтому необходимо разработка дополнительных мероприят, повышающих надежность эксплуатации линейного ресивера.
Анализ «дерева отказа» позволяет выделить ветви прохождения сигнала к головному событию, а также указать связанные с ними минимально пропускны сочетания, минимально отсечные сочетания.
23

Рисунок 2.2 – «Дерево отказов» развития аварии на холодильной установке объекта N
2.5 Прогноз обстановки, которая может сложиться на территории, подвергшейся воздействию факторов ЧС
При эксплуатации аммиачной холодильной установки наибольшее количество выброшенного аммиака (1630 кг) возможно при разрушении линейного ресивера3,5 РВ.
Вследствие разрушения линейного ресивера 3,5РВ в технологическом блоке №1
на основной |
производственной площадке |
объектаN произошел |
разлив 1,63 |
т |
|
сжиженного аммиака. |
|
|
|
|
|
Исходные |
данные, необходимые |
для |
осуществления |
прогноза |
развит |
гипотетической ЧС на объекте N представлены в таблице 2.1 |
|
|
24

Таблица 2.1- Исходные данные, необходимые для осуществления прогноза развития ЧС
1. |
Аварийно химически опасное вещество |
|
Аммиак |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2. |
Количество |
АХОВ |
|
|
1,63 т. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
3. |
Высота обвалования линейного ресивера |
0,5 м |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
4. |
Площадь поддона(обвалования) емкостей |
|
100м2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
5. |
СВУВ (Степень |
вертикальной |
устойчивостиИнверсия |
|
|
|
||||
|
воздуха) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Скорость |
ветра |
|
|
5 м/с |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7. |
Направление |
ветра |
|
|
1650 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
8. |
Температура |
воздуха |
|
|
200С |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
9. |
Обеспеченность НРС |
СИЗ |
|
100% |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
10. |
Плотность |
населения |
|
200 чел/км2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11. |
Время |
года |
|
|
|
весна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
12. |
Время |
суток |
|
|
12.00 |
часов |
местного |
|||
|
|
|
|
|
|
|
времени (рабочее время) |
Расчетная температура 100С, время истечения аммиака при ручном перекрытии арматуры (в соответствии с НПБ-105-03) – 300с, время испарения аммиака из розлива – до ликвидации розлива – 900с), максимальное количество вещества, участвующего в аварии, определяется количеством аммиака в блоке (до 1621,2 кг жидкого аммиака и до 8,7 кг газообразного аммиака). При этом из пролива жидкого аммиака практически мгновенно перейдет в газовую фазу до 743 кг аммиака (первичное облако), а остальная часть охлаждается до температуры минус 330 С и испаряется вследствие теплопритока
от температуры поверхности |
пролива. Дополнительно из смежного оборудования |
(линейных ресиверов) может |
поступить по уравнительным линиям 26 докг |
газообразного аммиака. Всего в окружающую среду может быть выброшено до1655,9 кг аммиака.
Образовавшееся токсическое облако распространяется по направлению ветра на северо-восток.
2.6 Расчет масштабов заражения и численности пострадавшего персонала в результате ЧС
Прогноз и оценка химической обстановки в зоне ЧС являются одной из важных задач РСЧС. Чем точнее будет прогноз— тем больше будет готовность предприятия к снижению последствий, локализации и в конечном итоге ликвидации ЧС.
25

2.7.1 Расчет масштабов заражения территории
Расчет масштабов заражения территории производился с помощью"Методики прогнозирования масштабов заражения АХОВ при авариях(разрушениях) на ХОО" [27].
Глубина заражения – 0,87 км (ПРИЛОЖЕНИЕ Д). Площадь зоны возможного заражения - 0,594 км2
Площадь зоны фактического заражения - 0,07 км2 (ПРИЛОЖЕНИЕ А1).
Используя |
программные |
пакеты |
геоинформационных |
технологий |
мо |
составить модуль |
для прогнозирования и расчета основных параметров |
||||
планировании аварийно-спасательных и других неотложный работ при ликвидации ЧС |
|
||||
на конкретном объекте. Использование такого модуля позволит |
реальнее решать |
||||
практические вопросы при ликвидации ЧС на объекте N. |
|
|
2.7.2 Расчет масштабов заражения с использованием программного пакета ArcViev 3,2
В данном проекте разрабатывается программный модуль в пакетеArcViev, в
котором |
с помощью |
составленного |
алгоритма и языка программированияDelphi |
|||||
можно ввести формулы для расчета прогнозирования токсического заражения. |
|
|||||||
С |
помощью |
программного |
модуля можно |
наглядно увидеть |
парам |
|||
заражения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример |
отображения |
окна |
программы |
при |
постановке |
задач |
||
прогнозирования представлен на рисунке 2.6. |
|
|
|
Рисунок 2.6 - Пример решения прогнозирования наиболее опасного сценария ЧС на объекте N, при разгерметизации линейного
ресивера 3,5 РВ Зона заражения, спроектированная в программе «Моделирование+», при ЧС на
объекте N представлена на рисунке 2.8
26

Рисунок 2.8 - Зона заражения, спроектированная в программе «Моделирование |
|
||||||||||||||
|
|
ЧС», при гипотетической ЧС |
на объекте N |
|
|
|
|
|
|||||||
2.7.3 Численность пострадавшего персонала и населения в результате ЧС |
|
||||||||||||||
Для |
расчета |
масштабов |
токсического |
|
поражения |
при |
ЧС |
на |
ам |
||||||
холодильной |
установке на |
объектеN выбрана |
|
методика, |
учитывающая |
влияние |
|
||||||||
конкретных топографических условий объекта и позволяющая |
выделить, |
з |
|||||||||||||
пребывание в которых вызывает реальную угрозу жизни и здоровью людей. |
|
|
|
||||||||||||
По значению смертельной токсодозы для аммиака150 мгмин/л определяется |
|
||||||||||||||
протяженность зоны смертельного поражения при разрушении линейного ресивера- |
|
||||||||||||||
0,110 км, по значению пороговой токсодозы для аммиака150 мгмин/л, определяет |
|
||||||||||||||
протяженность зоны порогового поражения - 0,474 км. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Количество людей, попавших в зону действия летальных токсодоз (110 м в радиусе |
|
||||||||||||||
от помещения линейных ресиверов), составит - |
персонал |
предприятия |
в |
дневную |
|||||||||||
смену - |
402 человека. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В зону действия порогового заражения(474 м) попадают жилые дома по .ул |
|
||||||||||||||
Бессонова, Комсомольская, проспект |
Октября, а |
также |
места |
массового |
скопления |
||||||||||
людей, всего - до 4000 человек. Смертельные |
поражения |
в |
зоне |
пороговы |
|||||||||||
концентраций |
невозможны, возможны |
отравления |
легкой |
и |
средней |
тяжести[27] |
|
||||||||
(ПРИЛОЖЕНИЕ Д). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Итак в результате выброса(вылива) 1,63 |
т |
аммиака, |
вследствие |
обрушения |
|
||||||||||
поддона из-за усталостных разрушений фундамента, образуется |
зона |
заражения, |
|
||||||||||||
которая представляет собой сектор углом 1800, радиусом (глубиной заражения) 870 м и |
|
||||||||||||||
площадью 700 м2. Количество людей попавших в зону заражения4000 человек, из них |
|
||||||||||||||
возможные потери 1100 (безвозвратные потери 20 человек, санитарные 1080 человек) |
|
||||||||||||||
[27]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аммиак, |
кроме |
того, |
как |
является токсичным |
веществом, также |
является |
|
||||||||
пожаровзрывоопасным, поэтому |
необходимо |
оценить |
вероятность |
возникновения |
27
взрыва (пожара) на холодильной установке, а также определить категорию установки по пожаровзрывоопасности.
28
3 ПОЖАРОВЗРЫВОЗАЩИТА АММИАЧНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ
|
|
УСТАНОВКИ |
|
|
|
|
Аммиак |
не только |
токсичен, о и является пожаро- и |
взрывоопасным |
|
||
веществом. |
Поэтому |
холодильная |
установка |
категорирует |
||
пожаровзрывобезопасности |
согласно ГОСТ12.3.047-98 «Пожарная |
безопасность |
|
|||
технологических |
процессов». |
А |
результаты |
анализа |
п |
пожаровзрывобезопасности и мероприятий по снижению последствий взрыва и пожара
учитываются |
при разработке |
планов |
локализации |
и |
ликвидации пожароопас |
|||
ситуаций и аварии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Перед |
оценкой |
пожарной |
опасности |
объекта |
необходимо |
опр |
||
вероятность возникновения взрыва или пожара на данном объекте по ГОСТ12.1.004-91 |
|
|||||||
«Пожарная |
безопасность. |
Общие |
требования». Вероятность |
возникновения взрыва |
(пожара) в технологической установке обусловлено совместным образованием горючей среды (событие ГС) на рассматриваемом объекте и появлением в этой среде источника зажигания (событие ИЗ) [26]
Расчет показал, что вероятность возникновения взрыва(пожара) на объекте приближенно равен нулю, это значит, что взрыв или пожар на холодильной установке практически не возможен. Однако для оценки пожаровзрывоопасности установки допустим, что в результате разрушения линейного ресивера3,5 РВ с аммиаком его первичное облако взорвалось.
При оценке пожаровзрывоопасности холодильной установки оценивают следующие параметры:
- избыточное давление, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей аммиака. При расчете значений критериев пожарной опасности в качестве расчетного выбирается наиболее неблагоприятный вариант развития аварии(полное разрушение
емкости), при котором выливается максимальное |
количество аммиака. В качестве |
|||
массы участвующего во взрыве принимают массу первичного облака аммиака, который |
||||
составляет ~ 4% от всей массы выброшенного в результате аварии вещества [12]; |
|
|||
- размер |
зон, ограниченных |
нижним |
концентрационным |
предел |
распространения пламени (НКПР) газов и паров.
На территории предприятия N холодильная установка размещена на открытом пространстве (см Приложение А). Максимальное количество аммиака, содержащееся в наибольшей емкости 1,63 т.
3.1Расчет параметров пожаровзрывоопасности аммиачной
холодильной установки
Расчет критериев пожарной опасности при сгорании аммиака производится для определения категории данного объекта по пожарной опасности [29].
При расчете значений критериев выбирается наиболее неблагоприятный вариант развития аварии – разрушение резервуара, при котором все содержимое резервуара поступает в открытое пространство.
29

3.1.1 Расчет избыточного давления, развиваемого при сгорании аммиака
Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определим избыточное давление при сгорании аммиака, вышедшего в атмосферу из резервуаров.
Расчетное избыточное давление при сгорании паровоздушной смеси аммиака на наружной установке равно45,98 кПа, что превышает 5 кПа, то данная холодильная установка относится к категории Ан по пожарной опасности. [16]
Зависимость избыточного давления на фронте ударной волны и импульс волны давления от расстояния до центра взрыва представлена в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Зависимость избыточного давления и импульса волны давления от расстояния до центра взрыва
Расстояние |
до |
i, Па·с |
центра взрыва |
D Pф, кПа |
|
|
|
|
10 |
45,98 |
116,1 |
20 |
22,92 |
58,1 |
30 |
15,26 |
38,7 |
40 |
11,44 |
29,3 |
50 |
9,15 |
23,2 |
При оперативном прогнозировании выделяются 4 зоны разрушений:
1.зона полных разрушений (∆Рф≥50 кПа);
2.зона сильных разрушений (30≤∆Рф<50 кПа);
3.зона средних разрушений (20≤∆Рф<30 кПа);
4.зона слабых разрушений (10≤∆Рф<20 кПа)
Границы |
действия |
ударной |
, волнырассчитанные |
с |
помощь |
геоинформационных технологий, представлены |
на рисунке 3.1. |
|
|
Рисунок 3.1 – Зоны разрушений при |
взрыве аммиака |
на объекте N |
|
30
Из рисунка видно, что в зону полных и сильных разрушений попадает сам линейный ресивер и компрессор, а в зону средних разрушений здание контрольнопропускного пункта расположенное на расстоянии40 м от центра взрыва промышленное сооружение на расстоянии 35 м. Слабые разрушения получат здания и сооружения, находящиеся на расстоянии 65 м, в них будут выбиты стекла.
3.1.3 Расчет размеров зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКПР) при разгерметизации резервуара с аммиаком
Для первичного облака поступившегося в результате разрушения резервуаров необходимо определить концентрационные пределы распространения пламени [29].
Расчет показал, что значения для разгерметизации резервуара с аммиаком геометрически зона, ограниченная НКПР газов, будет представлять цилиндр с основанием радиусом Rб = 2,9 м и высотой hб = 3,9 при h=1м. За начало зоны, ограниченной НКПР газов, принимают внешние габаритные размеры емкости.
Одной из причин пожара и взрыва на установках является воздействие прямых ударов молнии, поэтому для защиты помещения линейных ресиверов необходимо предусмотреть молниеотвод и рассчитать зону его защиты.
3.2Молниезащита помещения линейных ресиверов
Молния представляет |
собой |
электрический разряд длиной в неск |
||
километров, |
развивающийся |
между |
грозовым облаком и землей или каким-ли |
|
наземным |
сооружением, способная |
вызвать |
воспламенение, взрыв, поражение |
электрическим током. Тяжесть последствий удара молнии зависит прежде всего от взрывоили пожароопасности здания или сооружения при термических воздействиях молнии.
От прямых ударов молнии могут происходить механические разруше объектов, через которые происходит грозовой разряд. Ток молнии выделяет очень большое количество тепла, что может служить причиной возникновения пожара, если
вблизи |
канала |
молнии |
находятся |
легковоспламеняющиеся |
предметы. Помимо |
||||
возгорания тепловое воздействие молнии может вызывать взрывы. |
|
|
|||||||
Молниезащита включает комплекс мероприятий и устройств, предназначенных |
|||||||||
для обеспечения |
безопасности людей и предохранения резервуаров от , взры |
||||||||
возгораний и разрушений, возможных при воздействии молнии [35]. |
|
|
|||||||
Помещение линейных ресиверов холодильной установки представляет собой |
|||||||||
отдельно |
стоящее здание длиной |
24 |
м, |
шириной |
14 м. Рядом |
находится |
|||
вспомогательное |
помещение |
размером12×14 |
м, где |
расположены |
контрольно- |
||||
измерительные |
приборы |
и |
вентиляционные |
, кампрерыдназначенные |
для |
обслуживания установки. Вспомогательное помещение имеет с установкой общую крышу высотой 6,5 м.
Ожидаемое количество поражений склада аммиака молнией в год 0,0146 [39]. Согласно СО 153-34.21.122-2003 «Инструкции по устройству молниезащиты
зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» помещение линейных ресиверов относится к специальным опасным для экологии объектам.
31
Молниезащита выполняется от прямых ударов молнии(внешняя молниезащита системы – МЗС) с помощью тросового молниеотвода с надежностью защиты 0,999.
Для |
соединения |
молниеприемника с |
заземлителем |
использованы круг |
|
токоотводы диаметром 6 |
мм. |
|
|
|
|
Для |
молниеотвода |
используется |
искусственный |
заземли, которыйель |
представляет собой три вертикальных электрода с размерами: с = 5 м, l = 3 м и t ≥ 0,5, объединенные между собой горизонтальным электродом (рисунок 3.3).
Параметры конструкции одиночного тросового молниеотвода, обеспечивающего молниезащиту резервуара составляют: высота молниеотвода – 11м, высота зоны защиты
– 10 м, радиус защиты на уровне земли – 19 м.
3.3 Оценка индивидуального и социального риска
Настоящий метод применим для расчета индивидуального и социального риска на наружных технологических установках при возникновении таких поражающи факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей.
3.3.1Метод оценки индивидуального риска
Вероятность сгорания паровоздушной смеси в открытом |
пространств |
|||||
образованием волны избыточного давления Qи.д = 0,04·10-5 год -1 [29]. |
|
|
||||
Индивидуальный риск R = 0,01·10-5 год –1 |
|
|
|
|
||
Анализируя |
результаты |
можно |
сделать |
заключение, что |
на |
аммиачной |
холодильной установке объекта N индивидуальный риск равен 0,1·10-6 |
год-1 < 10-6 год-1. |
Это говорит о том, что склад аммиака соответствует требуемому уровню безопасности. Социальный риск не рассчитывается, т.к. социальный риск рассчитывается если
ожидаемое количество погибших больше или равно 10 человек [9].
Итак, в заключении можно сделать вывод, что холодильная установка, согласно
расчетам произведенным выше, относится к категории нА по |
пожарной |
опасности. |
|
Помещение соответствует требуемому уровню безопасности согласно ГОСТР |
|||
12.3.047-98. |
|
|
|
Для ликвидации ЧС в кратчайшие сроки, |
привлечением минимальных и |
||
достаточных сил и средств, людских и материальных |
ресурсов |
организуетс |
|
планирование аварийно-спасательных и других неотложных работ. |
|
|
32