16.5. Оценка пожарной обстановки при аварии с опасными грузами

Пример 7

Провести оценку пожарной обстановки при аварии с ЛВЖ и СУГ на сортировочной станции.

Исходные данные:

При проведении маневренных работ произошло столкновение цистерны с ЛВЖ (керосин) и цистерны, содержащей СУГ (пропан). Цистерны стандартные объемом соответственно 61,2 и54 м³, загрузка ЛВЖ 42 т, загрузка СУГ 24 т, степень заполнения 0,85. В результате столкновения цистерна с ЛВЖ получила пробоину площадью 78,5 см², из которой начал вытекать керосин. Через 41 мин. Пролитый керосин воспламенился. В результате теплового воздействия происходит взрыв цистерны с СУГ с образованием огненного шара.

Решение:

1) Производится оценка времени и площади разлива ЛВЖ.

Время истечения ЛВЖ определяется по табл. П.7.5 Приложения 7. В данном случае при площади пробоины 78,5 см² время полного истечения составляет 50 мин.

Согласно п.3.2.5 настоящего Руководства расход керосина из пробоины и средняя скорость определяются по формулам (3.20) и (3.21):

= 2,22 м · с^-1,

G = 60 · 2,22 · 800 · 0,00785 = 840 кг · мин^-1.

На 41-ой минуте согласно п.3.2.6 по формуле (b¹) площадь разлива составит:

S_p (τ ) = (0,00625 · G) · τ = (0,00625 · 840) · 41 = 215 м².

Длина и ширина фронта пожара пролива определяются исходя из условия прямоугольной формы его распространения (п.6.1.4):

S_п = а · b,

где S_п – площадь пожара, м²;

а – длина фронта пожара, м;

b – ширина фронта пожара, м.

Ширина фронта пожара при S_п = S_р = 215 м² составляет:

b = (S_п/3,5)^1/2 = 7,85 м.

Длина фронта пожара:

а = 3,5 · b = 27,5 м.

2) Производится расчет возможного количества вагонов, попавших в зону пожара, в соответствии с п.6.4.

Общее количество вагонов в очаге пожара:

N = S_п · К_р/ S_в = 215 · 0,75/40 = 4 шт.

количество N_к вагонов на крайних железнодорожных путях по длине фронта пожара:

N_к = а/(I_в + 1) = 27,5/(12 + 1) = 2 шт.;

количество N_ш вагонов на крайних железнодорожных путях по ширине фронта пожара:

N_к = b/r_жд = 7,85/4 = 2 шт.

Таким образом, в зоне пожара могут находиться 4 цистерны (вагона).

Возможная пожарная обстановка показана на рис. П.16.1.

3) Производится расчет зоны опасного воздействия теплового излучения пожара пролива, т.е. зоны возможного распространения пожара при q_кр > 12,5 кВт/м².

Плотность теплового излучения при пожаре пролива определяется по табл. П.9.2 Приложения 9. Масса пролитого керосина согласно п.3.2.6 по формуле (а) составит:

М (τ ) = G · τ = 840 · 41 = 34,4 т.

В этом случае по табл. П.9.2 плотность теплового излучения на расстоянии 30 м составит 12,5 кВт · м^-2.

Таким образом, граница опасной зоны (зоны возможного распространения пожара) расположена на расстоянии 30 м от границы пролива.

На рис. П.16.1 показана зона возможного распространения пожара, т.е. при нахождении в данной зоне горючих материалов произойдет их воспламенение.

4) Через 15-25 мин (в соответствии с п.6.1.3) после начала теплового воздействия пожара пролива на цистерну с СУГ произойдет взрыв этой цистерны с образованием огненного шара.

По формулам (3.28) – (3.30) определяются масса огненного шара, его радиус и время существования:

М_ош = 0,6 · М = 0,6 · 24 = 14,4 т;

R_ош = 29 · М_ош^1/3 = 29 · 2,4 = 70 м;

t_ош = 4,5 · М_ош^1/3 = 10,8 с.

Полагается, что в зоне радиусом 70 м (радиус огненного шара) все горючие материалы воспламеняются.

По формуле (3.27) п.3.4.4 определяется φ коэффициент облученности φ и величина плотности теплового излучения q (кВт/м²) на различных расстояниях от огненного шара. Т.к. при величине теплового излучения более 85 кВт/м² происходит воспламенение через 3-5 с (Приложение 4), полагается, что при времени облучения 10,8 с (времени существования огненного шара) воспламенение произойдет при q_кр = 60 кВт/м². Такой величине плотности соответствует расстояние от поверхности огненного шара – 50 м.

Таким образом, зона возможного распространения пожара от воздействия огненного шара (рис. П.16.1) составляет 120 м (70 м + 50 м) от цистерны с СУГ (места аварии).

Рис. П.12.1. Зоны возможного распространения пожара при аварии с проливом

ЛВЖ и образованием огненного шара (масштаб 1:1000):

1 – пожар пролива ЛВЖ;

2 – зона возможного распространения пожара пролива;

3 – фрагмент зоны возможного распространения пожара от

теплового воздействия огненного шара.