2. Определение устойчивости производственного комплекса к взрыву паровоздушной смеси взрывоопасного газа

Вторичные поражающие факторы от взрыва: пожары, затопления, заражение местности радиоактивными, химическими и другими веществами могут быть внутренними (от внутренних источников) и/или внешними (от внешних источников). При определении устойчивости производственных комплексов объектов и их структурных подразделении к действию вторичных поражающих факторов учитывают характер и степень опасности, удаление объекта от источника опасности, особенности метеорологических и топографических условий и т.п. Так, при возможном взрыве газовоздушной смеси определяют максимальное избыточное давление Р_Ф, кПа, взрывной волны и его воздействие на производственный персонал и элементы производственного комплекса объекта. А при возможной аварии с выбросом (выливом) аварийно химически опасных веществ (АХОВ) определяют степень воздействия химического заражения местности на производственную деятельность объектов.

1. Формулы для определения Р_Ф, кПа, при взрыве газовоздушной смеси:

(9)

(10)

где  =0,24 (R_ / R₁)

R₁ – радиус зоны  (детонационной волны);

R_ – расстояние от центра взрыва до объекта в пределах зоны  (действия взрывной ударной волны).

2. Формулы для определения радиусов зон  (детонационной волны) и  (действия продуктов взрыва):

(11)

(12)

где Q – масса газовоздушной смеси, т.

3. Параметры аварии с выбросом (выливом) АХОВ.

Определить прогнозируемое максимальное избыточное давление воздушной ударной волны Р_Ф, кПа, воздействующее на механический цех машиностроительного завода при взрыве емкости с 70 т. пожаро-взрывоопасной (ПВО) смеси, расположенной на расстоянии 210 м от цеха.

По формулам (11) и (12) определяем радиусы  и  зоны.

Т.к. цех расположен в 210 м от емкости, т.е. в зоне  взрывной ударной волны, то определяем значение коэффициента :

 = 0,24  (210 / 72,12) = 0,70 < 2.

Следовательно, значение избыточного давления взрывной волны, воздействующей на цех, определяем по формуле (9):

По полученным данным и табличным данным можно сделать вывод: при взрыве емкости с 70 т. ПВО смеси цех понесет полные разрушения. Станочное оборудование получит сильные разрушения. На коммунально-энергетических сетях разрушены опоры воздушных линий. Восстановлению объект, получивший полные разрушения, не подлежит. Среди персонала – летальный исход.

3. Определение устойчивости производственного комплекса к вероятной аварии с выбросом (разливом) ахов.

Механический цех расположен в 1,6 км от вероятной аварии с выбросом 50 т метилмеркаптан. Производственный персонал в цехе в 1-ой смене работают 92 чел., (в цехе –80 чел., вне цеха – 12 чел.); во 2-ой смене – 56 чел. (в цехе-48 чел и 8 чел вне цеха). Обеспеченность производственного персонала противогазами – 75%. Характер разлива – в поддон (0,4 м). Время аварии 14ч 30мин. Погодные условия: температура воздуха +20 , ясно, снежного покрова нет. Скорость ветра 4 м/с. Время от начала аварии 2 часа.

Производственный персонал в цехе:

1 смена: – в цехе 80

– вне цеха 12

2 смена: – в цехе 48

– вне цеха 8

Обеспеченность персонала противогазами 75%

Определить:

• глубину и площадь химического заражения местности АХОВ;

• время подхода зараженного АХОВ облака к заводу;

• время поражающего действия АХОВ и возможные химические (от АХОВ)

Эквивалентное количество ОХВ по первичному облаку, кг, определяется по формуле

где — коэффициент, зависящий от условий хранения ОХВ;

коэффициент, равный отношению пороговой токсидозы хлора к пороговой токсидозе рассматриваемого ОХВ;

- коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы (1 —для инверсии, 0,23 -для изотермии и 0,08 — для конвекции);

- коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха;

Qo — количество разлившегося (выброшенного) ОХВ, кг.

Степень вертикальной устойчивости воздуха – изотермия.

Эквивалентное количество ОХВ по вторичному облаку, кг, определяется по формуле

где коэффициент, зависящий от физико-химических свойств ОХВ

- коэффициент, учитывающий скорость ветра;

— коэффициент, зависящий от времени N, прошедшего после начала аварии; определяется после расчета продолжительности поражающего действия АОХВ, которая определяется временем его испарения с площади разлива. Время полного испарения Т (ч) АОХВ с площади разлива определяется по формуле:

- плотность жидкой фазы ОХВ, кг/м;

h — толщина слоя разлившегося жидкого ОХВ, м; h=0,05 при свободно разливающемся АОХВ; h=H-0,2 при разливе в поддон, где Н – высота поддона.

В нашем случае

h=H-0,2=0,4-0,2=0,2м

С учетом формулы будет равен

Следовательно

Глубины зон заражения первичным , км, и вторичным , км, облаками определяется в зависимости от скорости ветра w, м/с, и эквивалентного количества ОХВ , т.

Полная глубина зоны заражения, км, определяется как

В нашем случае Следовательно

Полученное значение сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс

Где – скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч (

За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений ( и )

Площадь зоны заражения ОХВ

где — коэффициент, учитывающий влияние степени вертикальной устойчивости воздуха на ширину зоны заражения (для инверсии он равен 0,081, изотермии — 0,133, конвекции — 0,235)

- время с момента начала аварии, ч.

Время подхода облака ОХВ к заданному объекту, ч, зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле

где х - расстояние от источника заражения до заданного объекта, км;

u - скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/ч

По полученным данным можно сделать выводы: при аварии с выбросом АОХВ в количестве 50 т метилмеркаптана глубина зоны заражения составит 0,88 км. Следовательно, территорию завода эта авария не затронет. Эвакуацию персонала проводить не нужно.