10.3. Предупреждение техногенных чрезвычайных ситуаций

Вопрос Какие виды деятельности государства в области промышленной безопасности направлены на предупреждение техногенных чрезвычайных ситуаций?

Ответ Основными видами деятельности государства в области промышленной безопасности, направленными на предупреждение техногенных чрезвычайных ситуаций, являются:

• нормотворчество в области промышленной безопасности;

• лицензирование видов деятельности в области промышленной безопасности;

• сертификация технических устройств, применяемых на опасных производственных объектах

• экспертиза промышленной безопасности;

• обязательное страхование ответственности за причинение вреда при эксплуатации опасного производственного объекта;

• декларирование промышленной безопасности опасных производственных объектов;

• федеральный надзор в области промышленной безопасности на всех этапах проектирования, строительства, эксплуатации и выведения из эксплуатации опасного производственного объекта.

Вопрос Какие объекты промышленности относят к опасным производственным объектам?

Ответ Опасными производственными объектами [10.9] являются предприятия или их цехи, участки, площадки, а также иные производственные объекты, на которых:

1) получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются следующие опасные вещества:

а) воспламеняющиеся вещества – газы, которые при нормальном давлении и в смеси с воздухом становятся воспламеняющимися и температура кипения которых при нормальном давлении составляет 20  С или ниже;

б) окисляющие вещества – вещества, поддерживающие горение, вызывающие воспламенение и (или) способствующие воспламенению других веществ в результате окислительно-восстановительной экзотермической реакции;

в) горючие вещества – жидкости, газы, пыли, способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления;

г) взрывчатые вещества – вещества, которые при определённых видах внешнего воздействия способны на очень быстрое самораспространяющееся химическое превращение с выделением тепла и образованием газов;

д) токсичные вещества – вещества, способные при воздействии на живые организмы приводить к их гибели и имеющие следующие характеристики:

• средняя смертельная доза при введении в желудок от 15 мг/кг до 200 мг/кг включительно;

• средняя смертельная доза при нанесении на кожу от 50 мг/кг до 400 мг/кг включительно;

• средняя смертельная концентрация в воздухе от 0,5 мг/л до 2 мг/л включительно;

е) высокотоксичные вещества – вещества, способные при воздействии на живые организмы приводить к их гибели и имеющие следующие характеристики:

• средняя смертельная доза при введении в желудок не более 15 мг/кг;

• средняя смертельная доза при нанесении на кожу не более 50 мг/кг;

• средняя смертельная концентрация в воздухе не более 0,5 мг/л;

ж) вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды – вещества, характеризующиеся в водной среде следующими показателями острой токсичности:

• средняя смертельная доза при ингаляционном воздействии на рыбу в течение 96 часов не более 10 мг/л;

• средняя концентрация яда, вызывающая определённый эффект при воздействии на дафнии в течение 48 часов, не более 10 мг/л;

• средняя ингибирующая концентрация при воздействии на водоросли в течение 72 часов не более 10 мг/л;

2) используется оборудование, работающее под давлением более 0,07 МПа или при температуре нагрева воды более 115 С;

3) используются стационарно установленные грузоподъёмные механизмы, эскалаторы, канатные дороги, фуникулёры;

4) получаются расплавы чёрных и цветных металлов и сплавы на основе этих расплавов;

5) ведутся горные работы, работы по обогащению полезных ископаемых, а также работы в подземных условиях.

Вопрос В каких случаях и с какой целью разрабатывается декларация промышленной безопасности?

Ответ Декларация промышленной безопасности разрабатывается в обязательном порядке для опасных производственных объектов, на которых обращаются опасные техногенные вещества в количествах, превышающих установленные законом [10.9] значения. В табл. 10.7 и 10.8 приведены предельные количества опасных веществ, наличие которых на опасном производственном объекте является основанием для обязательной разработки декларации промышленной безопасности.

Таблица 10.7

Предельные количества опасных веществ

№ п/п	Наименование опасного вещества	Предельное количество опасного вещества, т
1	Аммиак	500
2	Нитрат аммония (нитрат аммония и смеси аммония, в которых содержание азота из нитрата аммония составляет более 28 % массы, а также водные растворы нитрата аммония, в которых концентрация нитрата аммония превышает 90 % массы)	2500
3	Нитрат аммония в форме удобрений (простые удобрения на основе нитрата аммония, а также сложные удобрения, в которых содержание азота из нитрата аммония составляет более 28 % массы; сложные удобрения содержат нитрат аммония вместе с фосфатом и (или) калием)	10000
4	Акрилонитрил	200
5	Хлор	25
6	Оксид этилена	50
7	Цианистый водород	20
8	Фтористый водород	50
9	Сернистый водород	50
10	Диоксид серы	250
11	Триоксид серы	75
12	Алкилы	50
13	Фосген	0,75
14	Метилизоцианат	0,15

Для опасных веществ, не указанных в табл. 10.7, применяют данные табл. 10.8. В случае если расстояние между опасными производственными объектами менее 500 м, учитывается суммарное количество опасного вещества. Если применяется несколько видов опасных веществ одной и той же категории, то их суммарное пороговое количество определяется условием:

,

где n – количество видов опасных веществ; m_i – количество применяемого вещества; M_i – пороговое количество того же вещества.

Таблица 10.8

Предельные количества опасных веществ

№ п/п	Виды опасных веществ	Предельное количество опасного вещества, т
1	Воспламеняющиеся газы	200
2	Горючие жидкости, находящиеся на товарно-сырьевых складах и базах	50000
3	Горючие жидкости, используемые в технологическом процессе или транспортируемые по магистральному трубопроводу	200
4	Токсичные вещества	200
5	Высокотоксичные вещества	20
6	Окисляющие вещества	200
7	Взрывчатые вещества	50
8	Вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды	200

Декларация [10.11] представляет собой документ, в котором приводятся сведения, отражающие вопросы техногенной безопасности особо опасного производственного объекта. Декларирование промышленной безопасности сопровождается:

• определением готовности организации к эксплуатации опасного производственного объекта в соответствии с требованиями промышленной безопасности;

• всесторонней оценкой риска аварий и связанных с ними угроз;

• анализом достаточности принятых мер по предупреждению аварий;

• определением готовности организации к локализации и ликвидации последствий аварии на опасном производственном объекте;

• разработкой мероприятий, направленных на снижение масштаба последствий аварии и размера ущерба, нанесённого в случае аварии на опасном производственном объекте.

Декларация промышленной безопасности разрабатывается в составе проектной документации на строительство, расширение, реконструкцию, техническое перевооружение, консервацию и ликвидацию опасного производственного объекта. Декларация уточняется или разрабатывается вновь в случае:

• обращения за лицензией на эксплуатацию опасного производственного объекта;

• изменения сведений, содержащихся в декларации промышленной безопасности;

• изменения требований промышленной безопасности.

Определение количества опасного вещества, обращающегося на опасном объекте

Массу опасного вещества, обращающегося на опасном производственном объекте, определяют по формуле

где  (P,T) – плотность вещества при давлении Р и температуре Т, определяемых условиями его хранения или перемещения, кг/м³; V_г – объём, который занимает вещество, м³.

Методика расчёта плотности зависит от агрегатного состояния вещества. При температуре больше критической вещество находится в газообразном состоянии при любом давлении. При температуре, меньше критической, состояние вещества зависит от величины давления. При давлении, большем давления насыщения, вещество существует в виде жидкости, а при давлении, меньшем давления насыщения – в виде газа. Каждому значению температуры вещества соответствует свое значение давления насыщения. Это значение с ростом температуры увеличивается. Значение давления насыщения можно определить по следующей формуле [10.12]:

где f₁⁽⁰⁾, f₁⁽¹⁾ – коэффициенты полинома;  -фактор ацентричности, характеризующий строение молекулы и её полярность. Коэффициенты полинома определяются по следующим выражениям:

где Т_пр – приведённая температура вещества.

Для веществ с параметрами, близкими или равными параметрам насыщения, используют понятие коэффициента сжимаемости

где R – газовая постоянная;  – удельный объём.

При известном значении коэффициента сжимаемости плотность выражается следующей формулой:

Коэффициент сжимаемости можно определить, используя вириальное уравнение состояния.

Воспользуемся усечённым вариантом вириального уравнения состояния [10.12]:

для приближённого определения плотности газа при Р Р_н.

В указанном случае вириальный коэффициент определяется по формуле

Коэффициенты полинома определяются по следующим выражениям:

Применимость вириального уравнения в усечённом виде ограничена диапазоном значений плотности менее половины критической. Погрешность расчёта плотности газовой фазы составляет, как правило, не более 5 %.

Плотность насыщенной жидкости при Т_пр и Р_н может быть определена из уравнения

Функции f₃ⁱ выражаются следующим образом:

Значения коэффициентов полинома приведены в табл. 10.9.

Таблица 10.9

Значения коэффициентов полинома

i
0	0,11917	0,009513	0,21091	-0,06922	0,07480	-0,084476
1	0,98465	-1,60378	1,82484	-0,61432	-0,34546	0,087037
2	-0,55314	-0,15793	-1,01601	0,34095	0,46795	-0,239938

При давлении, большем давления насыщения,

где Z_кр – критический коэффициент сжимаемости.

Функция f₄ определяется из уравнения:

Погрешность определения плотности жидкости по данной методике не превышает 3 %.

При расчёте плотностей необходимы значения критических параметров. Для некоторых веществ они приведены в табл. 10.10.

Таблица 10.10

Критические параметры некоторых веществ

Вещество	Давление, Ркр, МПа	Температура, Ткр, К	Плотность,  кр, кг/м3
Аммиак	11,3	405,55	234,7
Бутан	3,83	425,2	227,9
Пропан	4,27	369,99	227,3
Хлор	7,76	417	571,8

Задача На опасном производственном объекте используется хлор. Одним из технических устройств хлорного хозяйства является хлоропровод длиной 250 м с внутренним диаметром трубы 0,08 м. Опасное техногенное вещество транспортируется при температуре 18  С и среднем давлении 0,07 МПа. Определить количество опасного вещества, находящегося в данном техническом устройстве опасного производственного объекта.

Решение Приведённая температура кипения

Числитель выражения для фактора ацентричности

Знаменатель выражения для фактора ацентричности

Фактор ацентричности

Приведённая температура вещества

Значение первого коэффициента первого полинома

Значение второго коэффициента первого полинома

Давление насыщения

Давление в трубопроводе меньше давления насыщения, поэтому хлор находится в газообразном состоянии.

Значение первого коэффициента второго полинома

Значение второго коэффициента второго полинома

Вириальный коэффициент

Коэффициент сжимаемости

Плотность хлора

Геометрический объём хлоропровода

Масса опасного вещества, обращающегося в техническом устройстве опасного производственного объекта