Зчс. Метил хлористый. Прогнозирование и оценка последствий чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах

• Название: Прогнозирование и оценка последствий чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах
• Дата: 07.11.2022
• Размер: 0.76 Mb.
• Имя файла: Метил хлористый.docx
• Тип: Курсовая; #774428
• страница: 2 из 3

Оценить опасность возможного заражения на случай аварии на химическом опасном объекте расположенного в южной части города.

На химическом опасном объекте в емкости объемом 1300 кубических метров, хранится в газообразном состоянии хлор, давление в емкости атмосферное. Температура воздуха минимальная в данной емкости , граница объекта в северной части его проходит на удалении 130 м, от возможного места аварии, а далее на глубину 230 м, проходит СЗЗ на которой расположены жилые кварталы.

Произведем прогнозирование масштабов заражения АХОВ в случае аварии:

1. Т.к. метеоусловия неизвестны то берем наихудшие: инверсия, скорость ветра 1м/с.

2. Определим количество выброшенного при аварии вещества на хранилище сжатого газа по формуле:



где, – плотность АХОВ. По таблице 1 приложения, для хлора равна 0,0032 т/

– объем хранилища, .



3. Найдем эквивалентное количество вещества, образовавшееся в облаке АХОВ по формуле:



Для газообразного состояния вещества К₁ = 1;

По таблице 1 приложения, К₃=1;

Для инверсии К₅=1;

Для газообразного состояния вещества К7=1.

Подставим полученные значения и рассчитаем:



4.Найдем глубину зоны заражения.

Находятся эта величина по таблице в зависимости от скорости ветра и эквивалентного количества вещества.

Используя таблицу 3 приложения, интерполируем значение от 3 до 5 т.к. эквивалентное количество вещества, образовавшееся в облаке АХОВ, составляет 4,55 т.



5. Рассчитаем глубину зоны заражения для жилых кварталов:

Значит на случай аварии облако зараженного воздуха будет представлять опасность для рабочих и служащих на химическом опасном объекте, а также для населения проживающих на расстоянии 11410 метров от санитарно защитной зоны.

6.Рассчитать площадь зоны возможного заражения по формуле:

– угловые размеры зоны, определяются по таблице 5 приложения. в зависимости от скорости ветра. Для скорости ветра равное 1м/с, =



Облако зараженного воздуха будет представлять опасность для населения проживающих на расстоянии метров 11410 от СЗЗ. Площадь зоны возможного заражения после аварии будем равна 217,4 .

Определить глубину зоны заражения на которой будет сохраняться опасность для населения при образовании зоны химического заражения в случае разрушения хранилища с АХОВ.

Емкость хранилища с жидким формальдегидом 13 тонн, она обвалована на высоту 1,5 метра, температура , время от начала аварии 4 часа.

Произведем прогнозирование масштабов заражения АХОВ в случае аварии:

1. Т.к. метеоусловия и выброс АХОВ не известны, то берем наихудшие условия: инверсия, скорость ветра 1 м/с, а выброс равен общему количеству АХОВ, содержащееся в хранилище и равное 16 т.

2. Найдем эквивалентное количество вещества образовавшееся в облаке АХОВ по формуле:

По таблице 1 приложения, для формальдегади К₁ =0,19, К₃=1.

Для инверсии К5=1.

Определим по таблице 1 приложения, значение отсутствует, то будем считать для первичного облака интерполяцию от 0 до .



Подставим полученные значения и рассчитаем:



3. Найдем эквивалентное количество вещества, образовавшееся во вторичном облаке по формуле:

Значение коэффициента К₆ определяется после расчёта продолжительности испарения вещества .

Рассчитаем продолжительность испарения жидкого бромистого метила по формуле 3:

Так как емкость хранилища имеет обвалование высотой 1,5 метра, то толщина слоя разлившегося АХОВ будет рассчитываться по формуле

h=H-0,2.

Где Н - высота поддона или обволоки, м.

h= 1,5 -0,2= 1,3 м.

По таблице 1 приложения плотность жидкого формальдегида равна 0,815 т/м3.

По таблице 1 приложения, К₂ = 0,034 т/м-ч.

По таблице 2 приложения, при скорости ветра 1 м/с, К₄ = 1

По таблице 1 приложения, при значении 16 °C, К₇=1.

Подставим полученные значения и рассчитаем время испарения метиламина:



Рассчитав время испарения, получим коэффициент

Подставим полученные значения и рассчитаем:



4.Найдем глубины зон заражения для первичного и вторичного облака.

Находятся эти величины по таблице в зависимости от скорости ветра и эквивалентного количества вещества.

Используя таблицу 3 приложения, интерполируем значения от да, т.к. эквивалентное количество вещества, образовавшееся в первичном облаке 2,22 т.



Для нахождения глубины зоны заражения вторичным облаком, эквивалентное количество которого составляет 1,02 т, по таблице 3 приложения интерполируем значения от 1 до 3.



5.Найдем общую глубину зон заражения.

Максимально возможная глубина зоны заражения, обусловленная первичным и вторичным облаками, определяется формулой:



6. Определим предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс по формуле:

Определяется по таблице 4 приложения в зависимости от скорости и устойчивости ветра, при инверсии и скорости ветра 1 м/с, то =5

ремя прошедшее после начала аварии. =4



7. За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимаем минимальную(наименьшую) из величин и .

Глубина зоны заражения будет равна 9,8 км.

Значит через 4 часа после аварии облако зараженного воздуха будет представлять опасность для населения на расстоянии 9,8 км.

Определить глубину зоны заражения в случае аварии на химическом опасном объекте.

На химическом опасном объекте сосредоточены запасы АХОВ таких как нитрил акриловая кислота количеством 13 т; соляная кислота количеством 135 т. и фосфор трёххлористый количеством 146 т. Время прошедшее после аварии 4 часа, температура воздуха .

Произведем прогнозирование масштабов заражения АХОВ с случае аварии:

1.В случае разрушения химически опасного объекта при прогнозировании глубины зоны заражения рекомендуется брать данные на одновременный выброс суммарного запаса АХОВ на объекте и такие метеорологические условия как: инверсия и скорость ветра 1м/с.

2.Определим время испарения АХОВ по формуле.

По таблице 1 плотность нитрил акриловая кислота равна 0,806 т/ Соляной кислоты– 1,198 т/ Фосфора трёххлористого – 1,57 т/

По таблице 1 плотность нитрил акриловая кислота равна 0,007 т/ *ч Соляной кислоты - 0,042 т/ *ч Фосфора трёххлористого - 0,01 т/ *ч

Определим по таблице 2 приложения, при скорости ветра 1м/с, =1.

Определим по таблице 1 приложения, значение отсутствует, то будем считать интерполяцию от до .

Для нитрил акриловая кислота:



Для соляной кислоты:



Для фосфора трёххлористого:



Подставим полученные значения и рассчитаем:

Время испарения нитрил акриловая кислота:



Время испарения соляной кислоты:



Время испарения фосфора трёххлористого:



3.При прогнозировании глубины зоны заражения рекомендуется брать данные на одновременный выброс суммарного запаса АХОВ.

При разрушении емкостей принимаем только один вариант расчетных формул прогноза обстановки, справедливый для случая, когда все вещества находятся в жидком агрегатном состоянии и не вступают между собой в химические реакции.

В этом случае расчет многих первичных и вторичных облаков используется одна приближенная формула для расчета общего эквивалентного количества:

По таблице 1 приложения, для нитрил акриловая кислота – 0,8; для соляной кислоты – 0,3; для фосфора трёххлористого – 0,2;

ля инверсии =1.

Значение коэффициента К₆ определяется после расчёта продолжительности испарения вещества .

Для нитрил акриловая кислота Для соляной кислоты Для фосфора трёххлористого

Так как количество разлившегося вещества неизвестно, то принимаем равным максимальному которое содержалось в емкостях, нитрил акриловая кислота 13 т, соляной кислоты 135 т, и фосфора трёххлористого 146 т.

Подставим полученные значения и рассчитаем:



4.Найдем глубину зоны заражения.

Находится эта величина 3 приложения, интерполируем значения от до т.к. эквивалентное количество вещества, образовавшееся в облаке АХОВ составляет 16,4 т.



5.Определим предельно возможное значение глубина переноса воздушных масс по формуле:

Определяется по таблице 4 приложения в зависимости от скорости и устойчивости ветра, при инверсии и скорости ветра 1 м/с, то =5

ремя прошедшее после начала аварии. = 4 ч.



6. За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимаем минимальную(наименьшую) из величин и .

Глубина зоны заражения будет равна 20 км.

Глубина зоны заражения в результате аварии через 4 часа может составить 20 км.

Определить площадь возможного фактического заражения

В результате аварии на химическом опасном объекте через 2 часа после аварии образовалась зона заражения глубиной 3 км, метеоусловия на момент аварии: инверсия, скорость ветра 7 м/с.

Произведем прогнозирование масштабов заражения АХОВ в случае аварии:

1.Рассчитаем площадь зоны возможного заражения по формуле:

гловые размеры зоны, определяются по таблице 5 приложения, в зависимости от скорости ветра. Для скорости ветра равное 7 м/с, =45

= 3,5

2.Рассчитаем площадь зоны фактического заражения по формуле

Для инверсии =0,081

Т-время, на которое осуществляется прогноз.



Площадь зоны возможного заражения равна 3,5 ,а площадь зоны фактического заражения 0,84 .


Определить время подхода зараженного облака к границе города

На объекте, расположенном на расстоянии 3 км. от города, произошло разрушение емкости, метеоусловия на момент аварии: изотермия, скорость ветра 8 м/с.

Произведем прогнозирование масштабов заражения АХОВ в случае аварии:

Время подхода зараженного облака АХОВ к границе города зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле:

, ч

Определяется по таблице 4 приложения в зависимости от скорости и устойчивости ветра, при изотермии и скорость ветра 8 м/с, то = 47 км/ч.

= 0,06 ч.

Время подхода зараженного облака к границе города составило 0,06 часа.

Определить ожидаемые общие потери населения и их структуру

На химически опасном объекте произошел выброс АХОВ. Глубина распространения облака зараженного воздуха, Г= 18 км, в том числе в городе, = 13 км. Площадь зоны фактического заражения, = 28,5 . Средняя плотность населения: в городе Δ=2800 чел/ ; в загородной зоне 145 чел/ . Обеспеченность населения противогазами: в городе, =51 %; в загородной зоне, =35 %. Обеспеченность населения убежищами: в городе, =15%; загородной зоне, =14%.

Произведем прогнозирование масштабов заражения АХОВ в случае аварии:

1.Вычислим долю незащищенного населения:

В городе: К=1- -

К=1-0,51-0,15=0,34

В загородной зоне: =1- -

=1-0,35-0,14=0,51

2.Вычислим величину возможных общих потерь населения в очаге поражения АХОВ:





3.Структура потерь может составить:

20181*0,35 = 7063 чел,-безвозвратные потери;

20181*0,4 = 8073 чел,-санитарные потери тяжелой и средней форм тяжести;

20181*0,25 = 5045 чел,-санитарные потери легкой формы тяжести.

Взрыв топливно-воздушных смесей

Горючей топливовоздушной смесью, называют смесь паров и капель топлива с воздухом, способную к воспламенению и распространению по пей пламени.

Взрыв топливно-воздушных смесей (ТВС) относится к классу химических взрывов и представляет серьёзную опасность для населения и персонала опасного объекта.



Причиной взрывов и пожаров часто является образование ТВС. Такие взрывы возникают как следствие разрушение ёмкостей с газом, коммуникаций, агрегатов, трубопроводов или технологических линий.

При количественной оценке параметров воздушной ударной волны при взрывах ТВС предполагается частичная разгерметизация или полное разрушение оборудования, содержащего горючее вещество в газообразной или жидкой фазе, выброс этого вещества в окружающую среду, образование облака ТВС, инициирование ТВС, взрывное превращение (горение или детонация) в облаке ТВС

Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно- воздушных смесей позволяет определять вероятные степени поражения людей и степени повреждений зданий от взрывной нагрузки при авариях со взрывами ТВС.

Расчеты размеров зон поражения следует проводить по методике оценки зон поражения, основанная на "тротиловом эквиваленте" взрыва ТВС.

Методика расчета "тротилового эквивалента" дает ориентировочные значения участвующей во взрыве массы вещества без учета дрейфа облака ТВС. В данной методике приняты следующие условия и допущения.

Масса парогазовых веществ, участвующих во взрыве, определяется произведением

, кг

где, z-доля приведенной массы парогазовых веществ, участвующих во взрыве.

В общем случае для неорганизованных парогазовых облаков в незамкнутом пространстве с большой массой горючих веществ доля участия во взрыве может приниматься равной 0,1.

Источники воспламенения могут быть постоянные (печи, факелы, не взрывозащищённая электроаппаратура) или случайные (временные огневые работы, транспортные средства), которые могут привести к взрыву парогазового облака при его распространении.

Для оценки уровня воздействия взрыва может применяться тротиловый эквивалент. Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды РГТ, определяемый по условиям адекватности характера и степени разрушения при взрывах парогазовых облаков.

Для парогазовых сред:

, кг

где, 0,4 – доля энергии парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;

0,9 – доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны;

- удельная теплота сгорания парогазовой среды, 50100 кДж/кг;

– удельная энергия взрыва ТНТ, 4520 кДж/кг.

Зоной разрушения считается площадь с границами, определенными радиусами R, центром которой является рассматриваемый технологический блок или наиболее вероятнее место разгерметизации технологической системы. Границы каждой зоны характеризуются значениями избыточных давления по фронту ударной волны p и соответственно безразмерным коэффициентом К. Классификация зон разрушения приводятся в таблице 6 приложения.

Радиус зоны разрушения в общем виде определяется выражением:



где, К – безразмерный коэффициент, характеризующий воздействие взрыва на объект.

Определить радиусы зон разрушений при взрыве парогазовых веществ

На потенциально опасном объекте произошло разрушение газопровода с последующим истечением газа и образования облака ТВС. Известно, что количество опасного вещества, участвующего в аварии, составило 88 кг.

Произведем расчёты радиусов зон разрушения при взрыве парогазовых веществ:

Масса парогазовых веществ, участвующих во взрыве, определяется произведением

, кг

Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды , определяемый по условиям адекватности характера и степени разрушения при взрывах парогазовых облаков рассчитывается по формуле:



Радиус зоны разрушения в общем виде определяется выражением. Полное разрушение зданий с массивными стенами на расстоянии



Разрушение стен кирпичных зданий толщиной в 1,5 кирпича; перемещение цилиндрических резервуаров; разрушение трубопроводных эстакад на расстоянии



Разрушение перекрытий промышленных зданий; разрушение промышленных стальных несущих конструкций; деформации трубопроводных эстакад на расстоянии



Разрушение перегородок и кровли зданий; разрушений конструкций каркасов, ферм на расстоянии



Границы зоны повреждений зданий; частичное повреждений остекления на расстоянии

Рисунок 1. Зоны действия поражающих факторов при взрыве парогазовых веществ

Масштаб 1:10

Полное разрушение зданий с массивными стенами на расстоянии 3,2 м, (Р>100 кПа)

Разрушение стен кирпичных зданий толщиной в 1,5 кирпича; перемещение цилиндрических резервуаров; разрушение трубопроводных эстакад на расстоянии 4,7 м, (Р=70 кПа)

Разрушение перекрытий промышленных зданий; разрушение промышленных стальных несущих конструкций; деформации трубопроводных эстакад на расстоянии 8,1 м, (Р=28 кПа)

Разрушение перегородок и кровли зданий; повреждение стальных конструкций каркасов, ферм на расстоянии 23,6 м, (Р=14 кПа)

Граница зоны повреждений зданий; частичное повреждение остекления на расстоянии 47,2 м, (Р<2 кПа)

Определение опасных параметрон при возникновении «огненного шара»

Тепловое воздействие при взрыве оказывает сильное поражающее действие. При разрушении резервуара с легковоспламеняющийся жидкостью, горючими газами, сжиженными углеводородными газами выброс горючего вещества в атмосферу приводит к образованию облака. Облако смеси паров или газов с воздухом, переобогащенное горючими веществами, не способно гореть в детонационном режиме. Оно начинает горсть с внешней оболочки, горит по дефлаграционному механизму и образует огненный шар.

Огненный шар - крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара. Высокотемпературные продукты горения светятся и излучают тепловую энергию, что может стать причиной ожогов кожных покровов людей, находящихся на опасных расстояниях. Огненный шар зарождается в момент контакта облака с источником зажигания. Поднимаясь, шар образует грибовидное облако, ножка которого - восходящие конвективные потоки воздуха. Вовлекаемый воздух разбавляет и охлаждает газы. Радиационные потери также вносят свой вклад в процесс быстрого охлаждения. Горение газов и вовлеченного воздуха продолжается до тех пор, пока температура не становиться меньше темпера туры воспламенения.

При нахождении вблизи людей возможны ожоги различной степени. В решении проблемы прогнозирования опасности воздействия излучения огненного шара на человека наиболее важным аспектом является обоснование критериев теплового поражения.

Общепринятыми медицинскими критериями эффекта по глубине поражения являются ожоги I, II, III, IV степени. Во многих экспериментальных исследованиях термических ожогов в качестве критерия возникновения ожога принимается математическое ожидание порогового значения дозы, вызывающая ожоги II степени.

Ожог 1-й степени характеризуется покраснением и небольшим отеком кожных покровов. Обычно выздоровление в этих случаях наступает на четвертые или пятые сутки.

Ожог 2-й степени появление на покрасневшей коже пузырей, которые могут образоваться не сразу. Ожоговые пузыри наполнены прозрачной желтоватой жидкостью, при их разрыве обнажается ярко-красная болезненная поверхность росткового слоя кожи. Ожог 3-й степени - омертвение кожи с образованием струпа серого или черного цвета.

Ожог 4-й степени - омертвление и даже обугливание не только кожи, но и глубже лежащих тканей - мышц, сухожилий и даже костей. Основную опасность при образовании «огненного шара» несёт тепловое излучение. Расчет интенсивности теплового излучения производят по формуле (16):


где, – среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени, . Величину определяется на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается для «огненного шара» принимать равным 350 .

-угловой коэффициент облученности;

-коэффициент пропускания атмосферы;

Угловой коэффициент облученности рассчитывается по формуле 17:



где, Н -высота центра «огненного шара», м;

-эффективный диаметр «огненного шара», м;

- расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м;

Эффективный диаметр «огненного шара» D_s рассчитывается по формуле (18):



где m - масса продукта, поступившего в окружающее пространство, кг.

Масса горючего вещества в резервуаре рассчитывается по формуле (19):



где, -плотность смеси, кг/ ;

-объем емкости, ;

a-коэффициент заполнения емкости.

Высота «огненного шара» допускается, принимать равной Ds

Рассчитываем время существования «огненного шара» по формуле 20:



Коэффициент пропускания атмосферы рассчитывается по формуле 21:



Доза действия теплового излучения при воздействии «огненного шара» на человека, Дж/ рассчитывается по формуле:


Определить интенсивность теплового излучения и время существования «огненного шара» при тепловом воздействии очага пожара на емкость автоцистерны с топливом

Объем емкости автоцистерны с топливом 12 . Степень заполнения 80%(a=0,8). Плотность топлива равна 830 кг/ .

Произведем расчет размеров зон теплового излучения «огненного шара»:

Рассчитаем массу горючего по формуле:



Рассчитаем эффективный диаметр «огненного шара» по формуле:



Высота «огненного шара» допускается, принимать равной соответственно будет равна м.

Рассчитываем время существования «огненного шара» по формуле:



На расстоянии 100 м.

Угловой коэффициент облученности будет равен:



Коэффициент пропускания атмосферы составит:



Подставим полученные значения и рассчитаем интенсивность теплового излучения:



Доза действия теплового излучения на человека будет равна:



На расстоянии 170 м:

Угловой коэффициент облученности равен:



Коэффициент пропускания атмосферы составит:



Подставим полученные значения и рассчитаем интенсивность теплового излучения:



Доза действия теплового излучения на человека будет равна:



На расстоянии 240 м:

Угловой коэффициент облученности равен:



Коэффициент пропускания атмосферы составит:



Подставим полученные значения и рассчитаем интенсивность теплового излучения:



Доза действия теплового излучения на человека будет равна:

Рисунок 2. Зоны поражения тепловым излучением «огненного шара»

Масштаб 1:10

В случае взрыва емкости автоцистерны с топливом объемом 12 м³

• 
  на расстоянии 100 м интенсивность теплового излучения составила 48,8 кВт/м², а доза теплового излучения 4,3·10⁵ Дж/м², что приводит к ожогам четвертой степени;
  
• 
  на расстоянии 170 м интенсивность теплового излучения составила 25,2 кВт/м², а доза теплового излучения 2,2·10⁵ Дж/м², что приводит к ожогам третьей степени;
  
• 
  на расстоянии 240 м интенсивность теплового излучения составила 15 кВт/м², а доза теплового излучения 1,3 ·10⁵ Дж/м², что приводит к ожогам второй степени.