курсовая. Прогнозирование и оценка последствий чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах
 Скачать 218.56 Kb.
|
|
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент научно-технологической политики и образования Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный аграрный университет» Эколого-мелиоративный факультет Кафедра «Пожарная и техносферная безопасность» КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: «Защита в чрезвычайных ситуациях» на тему «Прогнозирование и оценка последствий чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах» Выполнила: ст. уч. гр. ЗЧС-31 Аржанова Любовь Алексеевна 052 Проверил: Ежов К.В. Волгоград – 2021 Содержание Введение Определение масштабов заражения АХОВ при авариях на химически опасных объектах Определить продолжительность действия источника заражения и глубину зоны возможного заражения в случае аварии на химическом опасном объекте Оценить опасность возможного заражения на случай аварии на химическом опасном объекте расположенного в южной части города Определить глубину зоны заражения на которой будет сохраняться опасность для населения при образовании зоны химического заражения в случае разрушения хранилища с АХОВ Определить глубину зоны заражения в случае разрушения химически опасного объекта Определить площадь возможного и фактического заражения Определить время подхода зараженного облака АХОВ к границе города Определить ожидаемые общие потери населения и их структуру Взрыв топливно-воздушных смесей Определить радиусы зон разрушений при взрыве парогазовых веществ Определение опасных параметров при возникновении «огненного шара» Определить интенсивность теплового излучения и время существования «огненного шара» при тепловом воздействии очага пожара на емкость автоцистерны с топливом Заключение Библиографический список Приложение Введение Основными источниками техногенных ЧС являются потенциально опасные объекты. К потенциально опасным объектам относятся объекты, на которых используют, производят, перерабатывают, хранят или транспортируют радиоактивные, пожаро-взрывоопасные, опасные химические и биологические вещества, создающую реальную угрозу возникновения источника ЧС. В зависимости от масштаба, чрезвычайные происшествия делятся на аварии, при которых наблюдаются разрушения технических систем, сооружений, транспортных средств, но нет человеческих жертв, и катастрофы, при которых наблюдается не только разрушение материальных ценностей, но и гибель людей. Независимо от происхождения катастроф, для характеристики их последствий применяются критерии: – число погибших во время катастрофы; – число раненных (погибших от ран, ставших инвалидами); – индивидуальное и общественное потрясение; – отдаленные физические и психические последствия; – экономические последствия; – материальный ущерб. Анализ ЧС показывает, что независимо от производства, в подавляющем большинстве случаев они имеют одинаковые стадии развития. На первой из них аварии обычно предшествует возникновение или накопление дефектов в оборудовании, или отклонений от нормального ведения процесса, которые сами по себе не представляют угрозы, но создают для этого предпосылки. Поэтому еще возможно предотвращение аварии. На второй стадии происходит какое-либо инициирующее событие, обычно неожиданное. Как правило, в этот период обычно не бывает ни времени, ни средств для эффективных действий по предотвращению и ликвидации ЧС. Собственно авария происходит на третьей стадии, как следствие двух предыдущих. Основные причины аварий: – просчеты при проектировании и недостаточный уровень безопасности современных зданий; – некачественное строительство или отступление от проекта; – непродуманное размещение производства; – нарушение требований технологического процесса из-за недостаточной подготовки или недисциплинированности и халатности персонала. В зависимости от вида производства, аварии и катастрофы на потенциально опасных объектах и транспорте могут сопровождаться взрывами, выходом ОХВ, выбросом радиоактивных веществ, возникновением пожаров и т.п. Определение масштабов заражения АХОВ при авариях на химически опасных объектах Коэффициенты, используемые при расчете эквивалентного количества вещества К1 − коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (определяет относительное количество АХОВ, переходящее при аварии в газ). Для сжатых газов К1 = 1, в других случаях коэффициент К1 зависит от АХОВ и определяется по таблице 1 приложения; К2 − коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (удельная скорость испарения − количество испарившегося вещества в тоннах с площади 1 м2 за 1 час,  ), определяется по таблице 1 приложения; К3 − коэффициент, учитывающий отношение пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе данного АХОВ, определяется по таблице 1 приложения; К4 − коэффициент, учитывающий скорость ветра, определяется по таблице 2 приложения; К5 − коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха: принимается равным для инверсии К5 = 1, для изотермии К5 = 0,23 и для конвекции К5 = 0,08 ; К6 − коэффициент, зависящий от времени , на которое осуществляется прогноз (зависит от времени прошедшего после начала аварии Тпор). при Тпор < Tисп то К6 = Тпор0,8 при Тпор > Tисп, то К6 = Tисп0,8 при Tисп < 1 часа, то К6 = 1 где Тпор − время прошедшее после начала аварии; Tисп − время испарения АХОВ. К7 − коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, определяется по таблице 1 приложения (для сжатых газов К7 = 1); К8 − коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха и принимается равным: для инверсии К8 = 0,081, для изотермии К8 = 0,133, для конвекции К8 = 0,235. Определение масштабов заражения АХОВ включает: 1. Определение эквивалентного количества вещества по первичному (вторичному) облаку (Qэ1 и Qэ2); 2. Определение времени действия источника заражения (Тисп); 3. Расчет глубины и площади зоны заражения при аварии (разрушении) на ХОО; 4. Определение возможных потерь персонала ХОО и населения при аварии на ХОО и его разрушении. Для этой цели используются формулы (1) - (8) и таблицы 1 - 4 приложения по прогнозированию масштабов заражения АХОВ. Эквивалентное количество вещества по первичному облаку (в тоннах) определяется по формуле (1):  (1)где Q0 − количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т. Эквивалентное количество вещества по вторичному облаку (в тоннах) рассчитывается по формуле (2):  (2)Время испарения (время действия источника заражения), Т, ч., определяется по формуле (3):  (3)где h - толщина слоя разлившегося АХОВ, м.; р- плотность АХОВ, т/м, (определяется по таблице 1 приложения). При свободном разливе АХОВ на подстилающую поверхность (земля, бетон, асфальт и т.п.) толщина слоя разлившегося АХОВ принимается равной h = 0,05 м. В случае если разлив емкости произошел в поддон или обвалование, то толщина слоя разлива принимается равной h = H − 0,2, где Н − высота поддона или обваловки, м. Расчет глубины зоны заражения при аварии на ХОО Расчет глубины зоны заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ при авариях на технологических емкостях, хранилищах и транспорте ведется с помощью таблиц 1 и 3 приложения. В таблице 3 приложения приведены максимальные значения глубин зон заражения первичным Г1 (по 𝑄Э1) или вторичным облаком АХОВ Г2 (по 𝑄Э2), определяемые в зависимости от эквивалентного количества вещества и скорости ветра. Максимально возможная глубина зоны заражения Г, км., обусловленная первичным и вторичным облаками, определяется формулой (4):  (4)где Гmax − наибольший, а Гmin− наименьший из полученных размеров Г1 и Г2. Полученное значение Гоб сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса зараженных воздушных масс Гп, определяемым по формуле (5):  (5)где  − скорость (км/ч) переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, определяется по таблице 4 приложения. − время прошедшее после начала аварии, ч. За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается минимальная (наименьшая) из величин Г и Гп. Определение площади зоны заражения Различают зоны возможного и фактического заражения АХОВ. Площадь зоны возможного заражения АХОВ − это площадь территории, в пределах которой под воздействием изменения направления ветра (заданных метеоусловиях) может перемещаться облако АХОВ. Рассчитывается по формуле (6):  (6)Площадь зоны фактического заражения АХОВ − это площадь территории, воздушное пространство которой заражено АХОВ в опасных для жизни пределах. Конфигурация зоны фактического заражения близка к эллипсу, который не выходит за пределы зоны возможного заражения и может перемещаться в ее пределах под воздействием ветра. Ее размеры используют для определения возможной численности пораженного населения и необходимого количества сил и средств, необходимых для проведения спасательных работ. Площадь зоны фактического заражения облаком АХОВ рассчитывается по формуле (7):  (7)где Г − глубина зоны заражения, км; Т − время, на которое осуществляется прогноз, ч; 𝜑 – угловые размеры зоны, определяются по таблице 5 приложения, в зависимости от скорости ветра. Определение времени подхода зараженного воздуха к заданной границе (объекту) Время подхода зараженного облака АХОВ к заданному рубежу (объекту) зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле (8):  (8)Где x − расстояние от источника заражения до выбранного рубежа (объекта), км; ϑп − скорость (км/ч) переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, определяется по таблице 4 приложения. Определение масштабов заражения АХОВ при разрушении химически опасного объекта При разрушении ХОО рассмотрим 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 при следующих метеоусловиях: инверсия, скорость ветра 1 м/с. Принимается следующий порядок расчета. 1) Расчет времени испарения для каждого АХОВ для i от 1 до n, где n − число различных АХОВ в ЧС. Расчет наборов коэффициентов (К1 – К8) для каждого АХОВ. 2) Определение обобщенного эквивалентного количества АХОВ по формуле (9):  (9)3) Расчет глубины зон − аналогично расчету при авариях на ХОО. 4) Расчет площадей − аналогично расчету при авариях на ХОО для всех АХОВ от i =1 до n. Общая площадь поражения выбирается по  . 5) Когда в зоне разлива находятся несколько различных АХОВ с различным временем испарения, то продолжительность действия источника заражения определяется наибольшим временем испарения данных АХОВ. Определение возможных общих потерь населения в очаге поражения АХОВ  (10)Где Р0 – общие потери населения в очаге поражения АХОВ, чел; Гг – глубина распространения облака зараженного АХОВ воздуха в городе, км ; ∆, ∆ʹ – средняя плотность населения в городе и загородной зоне (чел/км2) К, Кʹ– доля незащищенного населения в городе и загородной зоне:  (11) (12)Где n1, n1ʹ – доли населения, обеспеченного убежищами, соответственно в городе и в загородной зоне; n2, n2ʹ – доли населения, обеспеченного противогазами, соответственно, в городе и загородной зоне. Для оперативных расчетов принимается, что структура потерь в очаге поражения АХОВ составит: 35 % – безвозвратные потери; 40 % – санитарные потери тяжелой и средней форм тяжести (выход людей из строя на срок не менее чем на 2–3 недели с обязательной госпитализацией); 25 % – санитарные потери легкой формы тяжести. Определить продолжительность действия источника заражения и глубину зоны возможного заражения в случае аварии на химическом опасном объекте В технологическом трубопроводе химического опасного предприятия находился под давлением аммиак. Произошла авария, в результате которой возник источник заражения, количество вытекшей жидкости не установлено, но известно, что разлив произошел на подстилающую поверхность. На момент аварии в технологической системе содержалось 21 т. опасного вещества. Время от начала аварии 110 минут, метеоусловия на момент аварии: инверсия, скорость ветра 4 м/с, температура воздуха 10°С. Произведем прогнозирование масштабов зон заражения АХОВ в случае аварии: 1. Найдём эквивалентное количество вещества образовавшееся в первичном облаке по формуле 1: По таблице 1 приложения, для аммиака 𝐾1=0,18, 𝐾3=0,04. Для инверсии 𝐾5=1; Определим коэффициент 𝐾7 по таблице 1 приложения, значение 10°С отсутствует, то будем считать для первичного облака интерполяцию от 0 до 20 °С. 0 °С =0,6; 20 °С =1; 10 °С = х.  Так как количество разлившегося вещества неизвестно, то принимаем равным максимальному – 21 т. Подставим полученные значения и рассчитаем:  2. Найдём эквивалентное количество вещества образовавшееся во вторичном облаке по формуле 2: Значение коэффициента 𝐾6 определяется после расчёта времени испарения, по формуле 3: Т.к. разлив вещества произошел на подстилающую поверхность, h=0,05 м. По таблице 1 приложения плотность аммиака равна 0,681 т/м3 . По таблице 1 приложения, 𝐾2 = 0,025 т/м2 ·ч. По таблице 2 приложения, так как скорость ветра по условию составляет 4 м/с, то 𝐾4 = 2,0 Определим коэффициент 𝐾7 по таблице 1 приложения, значение 10°С отсутствует, то будем считать для вторичного облака интерполяцию от 0 до 20 °С. 0 °С =1; 20 °С =1; 10°С= х  Подставим полученные значения и рассчитаем время испарения аммиака:  Т.к время прошедшее после начала аварии 110 минут=1,8 ч. и рассчитав время испарения аммиака, получим Тисп < 1 ч, то 𝐾6= 1 Подставим полученные значения и рассчитаем эквивалентное количество вещества образовавшееся во вторичном облаке:  3. Найдём глубины зон заражения для первичного и вторичного облака. Находятся эти величины по таблице 3 приложения в зависимости от скорости ветра и эквивалентного количества вещества. Для нахождения глубины зоны заражения первичным облаком, эквивалентное количество которого составляет 0,12 т, по таблице 3 приложения интерполируем значения от 0,1 до 0,5.  Для нахождения глубины зоны заражения вторичным облаком, эквивалентное количество которого составляет 1,15 т, по таблице 3 приложения интерполируем значения от 1 до 3.  4. Определим общую глубину зон заражения. Максимально возможная глубина зоны заражения, обусловленная первичным и вторичным облаком, определяется формулой 4:  5.Определим предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс по формуле 5: Время прошедшее после начала аварии. Тпор = 1,8 ч. По таблице 4 приложения в зависимости от скорости и устойчивости ветра, при инверсии и скорости ветра по условию 4 м/с, то 𝜗п = 21 км/ч. Подставим полученные значения и рассчитаем:  6. За окончательную расчётную глубину зоны заражения принимаем минимальную (наименьшую) из величин Гоб и Гп. Глубина зоны заражения будет равна 2,3 км. Вывод: глубина зоны заражения аммиаком в результате аварии составила 2,3 км. , а продолжительность действия источника заражения равна 0,7 часа. Оценить опасность возможного заражения на случай аварии на химическом опасном объекте расположенного в южной части города На химическом опасном объекте в ёмкости объёмом 1100 кубических метров, хранится в газообразном состоянии водород мышьяковистый, давление в ёмкости атмосферное. Температура воздуха максимальная в данной местности. Граница объекта в северной его части проходит на удалении 110 м. от возможного места аварии, а далее на глубину 210 м. проходит СЗЗ за которой расположены жилые кварталы. Произведем прогнозирование масштабов зон заражения АХОВ в случае аварии: 1. Т.к. метеоусловия неизвестны то берём наихудшие: инверсия, скорость ветра 1 м/с. 2. Определим количество выброшенного при аварии вещества на хранилище сжатого газа по формуле:  где, 𝜌 – плотность АХОВ. По таблице 1 приложения, для водорода мышьяковистого равна 0,0035 т/м3 . 𝑉𝑥 - объём хранилища, м3 . 𝑄0 = 0,0035 × 1100 = 3,85 т. 3. Найдём эквивалентное количество вещества образовавшееся в облаке АХОВ по формуле 1: Для газообразного состояния вещества 𝐾1=1; По таблице 1 приложения, 𝐾3=3,0; Для инверсии 𝐾5=1; Для газообразного состояния вещества 𝐾7=1. Подставим полученные значения и рассчитаем: 𝑄Э = 1 × 3 × 1 × 1 × 3,85 = 11,55 т. 4. Найдём глубину зоны заражения. Находятся эта величина по таблице 3 приложения в зависимости от скорости ветра и эквивалентного количества вещества. Используя таблицу 3 приложения, интерполируем значение от 10 до 20 т.к. эквивалентное количество вещества образовавшееся в облаке АХОВ составляет 11,55 т.  5. Рассчитаем глубину зоны заражения для жилых кварталов 20800 – 110 – 210 = 20480 м. Значит на случай аварии облако заражённого воздуха будет представлять опасность для рабочих и служащих на химическом опасном объекте, а также для населения проживающих на расстоянии 20480 метров от санитарно защитной зоны. 6. Рассчитаем площадь зоны возможного заражения по формуле 6: Угловые размеры зоны, определяются по таблице 5 приложения, в зависимости от скорости ветра. Для скорости ветра равное 1 м/с, 𝜑 = 180°. Подставим полученные значения и рассчитаем: 𝑆в = 8,72 × 10-3 × 20,82 × 180 = 679,1 км2 Вывод: облако заражённого воздуха будет представлять опасность для населения проживающих на расстоянии 20480 метров от СЗЗ. Площадь зоны возможного заражения после аварии будет равна 679,1 км2. Определить глубину зоны заражения на которой будет сохраняться опасность для населения при образовании зоны химического заражения в случае разрушения хранилища с АХОВ Ёмкость хранилища с жидким ацетонитрилом составляет 11 тонн. Ёмкость имеет обвалование высотой 1,1 метра. Температура воздуха на момент аварии 21°С. Время прошедшее от начала аварии 2 часа. Произведем прогнозирование масштабов зон заражения АХОВ в случае аварии: 1. Т.к. метеоусловия и выброс АХОВ не известны, то берём наихудшие условия: инверсия, скорость ветра 1 м/с, а выброс равен общему количеству АХОВ, содержащееся в хранилище и равное 11 т. 2. Найдём эквивалентное количество вещества образовавшееся в первичном облаке по формуле 1: По таблице 1 приложения, для жидкого ацетонитрила 𝐾1=0, 𝐾3=0,028. Для инверсии 𝐾5=1. Определим коэффициент 𝐾7 по таблице 1 приложения, значение 21 °С отсутствует, то будем считать для первичного облака интерполяцию от 20 до 40 °С. 20 °С =1; 40 °С =2,6; 21 °С = х.  Подставим полученные значения и рассчитаем:  3. Найдём эквивалентное количество вещества образовавшееся во вторичном облаке по формуле 2 Значение коэффициента 𝐾6 определяется после расчёта времени испарения, по формуле 3: Так как емкость хранилища имеет обвалование высотой 1,1 метра, то толщина слоя разлившегося АХОВ будет рассчитываться по формуле h=H-0,2. Где H – высота поддона или обваловки, м. h=1,1-0,2=0,9 м. По таблице 1 приложения плотность жидкого ацетонитрила равна 0,786 т/м3 . По таблице 1 приложения, 𝐾2 = 0,004 т/м2 ·ч. По таблице 2 приложения, при скорости ветра 1 м/с, 𝐾4 = 1 По таблице 1 приложения, при значении 21°С, 𝐾7=1,08. Подставим полученные значения и рассчитаем время испарения ацетонитрила:  Рассчитав время испарения, получим коэффициент 𝐾6 = 20,8 Подставим полученные значения и рассчитаем эквивалентное количество вещества образовавшееся во вторичном облаке:  4. Найдём глубины зон заражения для первичного и вторичного облака. Находятся эти величины по таблице 3 приложения в зависимости от скорости ветра и эквивалентного количества вещества. Т.к эквивалентное количество вещества образовавшееся в первичном облаке составляет 0 т., то по таблице 3 приложения, глубина первичного облака не рассчитывается. Для нахождения глубины зоны заражения вторичным облаком, эквивалентное количество которого составляет 0,003 т, по таблице 3 приложения интерполируем значения от 0,01 до 0,05.  5. Найдём общую глубину зон заражения. Максимально возможная глубина зоны заражения, обусловленная первичным и вторичным облаком, определяется формулой 4:  6. Определим предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс по формуле 5: Время прошедшее после начала аварии. Тпор = 2 ч. По таблице 4 приложения в зависимости от скорости и устойчивости ветра, при инверсии и скорости ветра 1 м/с, 𝜗п = 5. Подставим полученные значения и рассчитаем: Гп = 2 × 5 = 10 км. 7. За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимаем минимальную (наименьшую) из величин Гоб и Гп. Глубина зоны заражения будет равна 0,9 км. Вывод: В случае разрушения ёмкости с АХОВ на расстоянии 0,9 км. будет сохраняться опасность для населения. Определить глубину зоны заражения в случае разрушения химически опасного объекта На химическом опасном объекте сосредоточены запасы АХОВ таких как аммиак количеством 11 т., метиламин количеством 121 т. и сероводород количеством 156 т. Известно, что разлив всех АХОВ произошел на подстилающую поверхность. Время прошедшее после аварии 4 часа. Температура воздуха минус 5 °С. Произведем прогнозирование масштабов зон заражения АХОВ в 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 1 м/с. 2. Определим время испарения каждого АХОВ по формуле 3: Т.к. разлив всех АХОВ произошел на подстилающую поверхность, h=0,05 м. По таблице 1 приложения плотность аммиака равна 0,681 т/м3 ; метиламина – 0,699 т/м3 ; сероводорода – 0,964 т/м3 По таблице 1 приложения, для аммиака 𝐾2 = 0,025 т/м2 ·ч; метиламина 𝐾2 = 0,034 т/м2 ·ч; сероводорода 𝐾2 = 0,042 т/м2 ·ч. По таблице 2 приложения, при. скорости ветра 1 м/с, 𝐾4 = 1. Определим коэффициент 𝐾7 по таблице 1 приложения, значение -5 °С отсутствует, то будем считать интерполяцию от -20 до 0°С. Для аммиака: -20°С =0,3; 0°С =0,6; -5°С = х.  Для метиламина: -20°С =0; 0°С =0,3; -5°С = х.  Для сероводорода: -20°С =0,5; 0°С =0,8; -5°С = х.  Подставим полученные значения и рассчитаем: Время испарения аммиака:  Время испарения метиламина:  Время испарения сероводорода:  3. 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 рассчитываемая по формуле 9: По таблице 1 приложения, для аммиака 𝐾3 =0,04; метиламина 𝐾3= 0,5; сероводорода 𝐾3= 0,036. Для инверсии 𝐾5=1. Для аммиака 𝐾6 = 2,60,8; метиламина 𝐾6 = 40,8; сероводорода 𝐾6 = 40,8. Так как количество разлившегося вещества неизвестно, то принимаем равным максимальному которое содержалось в емкостях, аммиака 11 т, метиламина 121 т. и сероводорода 156 т. Подставим полученные значения и рассчитаем:  4. Найдём глубину зоны заражения. Находится эта величина по таблице 3 приложения в зависимости от скорости ветра и эквивалентного количества вещества. Используя таблицу 3 приложения, интерполируем значения от 50 до 70, т.к. эквивалентное количество вещества образовавшееся в облаке АХОВ составляет 54,4 т.  5.Определим предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс по формуле 5. Время прошедшее после начала аварии. Тпор= 4 ч. По таблице 4 приложения в зависимости от скорости и устойчивости ветра, при инверсии и скорости ветра 1 м/с, 𝜗п = 5. Подставим полученные значения и рассчитаем: Гп = 4 × 5 = 20 км. 6. За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимаем минимальную (наименьшую) из величин Г и Гп. Глубина зоны заражения будет равна 20 км. Вывод: глубина зоны заражения в результате аварии через 4 часа может составить 20 км. Определить площадь возможного и фактического заражения В результате аварии на химическом опасном объекте через 3 часа после аварии образовалась зона заражения глубиной 5 км. Метеоусловия на момент аварии: изотермия, скорость ветра 4 м/с. Произведем прогнозирование масштабов зон заражения АХОВ в случае аварии: 1.Рассчитаем площадь зоны возможного заражения по формуле 6: Глубина зоны заражения по условию 5 км. Угловые размеры зоны, определяются по таблице 5 приложения, в зависимости от скорости ветра. Для скорости ветра равное 4 м/с, 𝜑 = 45° Подставим полученные значения и рассчитаем:  2.Рассчитаем площадь зоны фактического заражения по формуле 7: Для изотермии 𝐾8 = 0,133. Время, на которое осуществляется прогноз 3 ч. Подставим полученные значения и рассчитаем:  Вывод: площадь зоны возможного заражения равна 9,8 км2 , а площадь зоны фактического заражения 4,14 км2. Определить время подхода зараженного облака АХОВ к границе города На объекте расположенном на расстоянии 4 км. от города, произошло разрушение ёмкости с АХОВ. Метеоусловия на момент аварии: изотермия, скорость ветра 5 м/с. Произведем прогнозирование масштабов зон заражения АХОВ в случае аварии: Время подхода зараженного облака АХОВ к границе города зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле 8: Расстояние от источника заражения до выбранного рубежа или объекта 4 км. По таблице 4 приложения в зависимости от скорости и устойчивости ветра, при изотермии и скорость ветра 5 м/с, то 𝜗п = 24 км/ч.  Вывод: время подхода заражённого облака к границе города составило 0,16 часа. Определить ожидаемые общие потери населения и их структуру На химически опасном объекте произошел выброс АХОВ. Глубина распространения облака зараженного воздуха, Г=13 км, в том числе в городе, Гг=6 км. Площадь зоны фактического заражения, Sф=26,3 км2 . Средняя плотность населения: в городе, ∆=2900 чел/км2 ; в загородной зоне, ∆ʹ=150 чел/км2 . Обеспеченность населения противогазами: в городе, n2=60%; в загородной зоне, nʹ2==50%. Обеспеченность населения убежищами: в городе, n1=15%; в загородной зоне, nʹ1=5% . Произведем прогнозирование масштабов зон заражения АХОВ в случае аварии: 1. Вычислим долю незащищенного населения в городе и загородной зоне по формулам 11 и 12: В городе К=1-0,15-0,5=0,35 В загородной зоне: Кʹ=1-0,05-0,5=0,45 2. Вычислим величину возможных общих потерь населения в очаге поражения АХОВ по формуле 10:  3 Структура потерь может составить: 14915×0,35=5220 чел, – безвозвратные потери; 14915×0,4=5966 чел, – санитарные потери тяжелой и средней форм тяжести; 14915×0,25=3729 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 ней 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 топливновоздушных 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:  (13)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, невзрывозащищенная 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 , определяемый по условиям адекватности характера и степени разрушения при взрывах парогазовых облаков: Для парогазовых сред  (14)где 0,4 – доля энергии взрыва парогазовой среды, затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны; 0,9 – доля энергии взрыва тринитротолуола (ТНТ), затрачиваемая непосредственно на формирование ударной волны; q′ – удельная теплота сгорания парогазовой среды, 50100 кДж/кг; qт – удельная энергия взрыва ТНТ, 4520 кДж/кг. Зоной разрушения считается площадь с границами, определяемыми радиусами R, центром которой является рассматриваемый технологический блок или наиболее вероятное место разгерметизации технологической системы. Границы каждой зоны характеризуются значениями избыточных давлений по фронту ударной волны ∆Р и соответственно безразмерным коэффициентом K. Классификация зон разрушения приведена в таблице 6 приложения. Радиус зоны разрушения в общем виде определяется по формуле (15):  (15)где K – 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 82 кг. Произведем расчеты радиусов зон разрушения при взрыве парогазовых веществ: Масса парогазовых веществ, участвующих во взрыве, рассчитывается по формуле 13, получим:  Тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды Wт , определяемый по условиям адекватности характера и степени разрушения при взрывах парогазовых облаков рассчитывается по формуле 14:  Радиус зоны разрушения в общем виде рассчитывается по формуле 15, далее получим Полное разрушение зданий с массивными стенами на расстоянии:  м. 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; повреждение стальных конструкций каркасов, ферм на расстоянии:  Граница зоны повреждений зданий; частичное повреждение остекления на расстоянии:  Определение опасных параметров 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 гореть 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 температуры 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. Расчёт интенсивности теплового излучения производят по формуле (16):  кВт/м2 (16)где  – среднеповерхностная интенсивность теплового излучения пламени, кВт/м2 . Величину определяется на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается для «огненного шара» принимать равным 350 кВт/м2 ;  – угловой коэффициент облученности; 𝜏 – коэффициент пропускания атмосферы. Угловой коэффициент облученности рассчитывается по формуле (17):  (17)где 𝐻 – высота центра «огненного шара»,м; 𝐷𝑠– эффективный диаметр «огненного шара», м; 𝑟 – расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м. Эффективный диаметр «огненного шара» 𝐷s рассчитывается по формуле (18):  (18)где 𝑚 – масса продукта, поступившего в окружающее пространство, кг. Масса горючего вещества в резервуаре рассчитывается по формуле (19):  (19)где  – плотность смеси, кг/м3 ; – объем резервуара, м3 ;𝛼 – коэффициент заполнения резервуара. Высота «огненного шара» допускается принимать равной 𝐷𝑠. Время существования «огненного шара» рассчитывается по формуле (20):  (20) Коэффициент пропускания атмосферы рассчитывается по формуле (21):  (21)Доза действия теплового излучения при воздействии «огненного шара» на человека, Дж/м2 рассчитывается по формуле (22):  , Дж/м2(22)Предельно допустимая доза теплового излучения при воздействии «огненного шара» на человека представлены в таблице 7 приложения. Определить интенсивность теплового излучения и время существования «огненного шара» при тепловом воздействии очага пожара на емкость автоцистерны с топливом Объем емкости автоцистерны с топливом 11 м3. Степень заполнения 60 % (α=0,6) Плотность топлива равна 740 кг/м3 . Произведем расчет размеров зон теплового излучения «огненного шара»: Массу горючего находим по формуле 19, получим:  Рассчитаем эффективный диаметр «огненного шара» по формуле 18:  м.Высота «огненного шара» допускается принимать равной 𝐷𝑠 соответственно будет равна 102,43 м. Рассчитаем время существования «огненного шара» по формуле 20:  На расстоянии 50 м: Угловой коэффициент облученности по формуле 17 будет равен:  Коэффициент пропускания атмосферы по формуле 21 составит:  Подставим полученные значения и рассчитаем интенсивность теплового излучения по формуле 16:  кВт/м2Доза действия теплового излучения на человека по формуле 22 будет равна:  Дж/м2На расстоянии 100 м: Угловой коэффициент облученности по формуле 17 будет равен:  Коэффициент пропускания атмосферы по формуле 21 составит:  Подставим полученные значения и рассчитаем интенсивность теплового излучения по формуле 16:  кВт/м2Доза действия теплового излучения на человека по формуле 22 будет равна:  Дж/м2На расстоянии 150 м: Угловой коэффициент облученности по формуле 17 будет равен:  Коэффициент пропускания атмосферы по формуле 21 составит:  Подставим полученные значения и рассчитаем интенсивность теплового излучения по формуле 16:  кВт/м2Доза действия теплового излучения на человека по формуле 22 будет равна:  Дж/м2Заключение Каждая чрезвычайная ситуация характеризуется своеобразием последствий, причиняемых здоровью людей и народному хозяйству. Анализ совокупности негативных факторов, действующих в настоящее время в техносфере, показывает, что приоритетное влияние имеют антропогенные негативные воздействия, среди которых преобладают техногенные. Они сформировались в результате преобразующей деятельности человека и изменений в биосферных процессах, обусловленных этой деятельностью. Предупреждение последствий чрезвычайных ситуаций - это комплекс мероприятий, направленных на максимально возможное уменьшение риска возникновения ЧС, на сохранение здоровья людей, снижение размеров ущерба окружающей природной среде и материальных потерь в случае их возникновения. Мероприятия по предупреждению и локализации возможных аварий на потенциально опасных объектах носят как организационный, так и инженерно-технический характер и направлены на выявление и устранение причин аварий, максимальное снижение возможных разрушений и потерь, на создание условий для своевременного проведения локализации и ликвидации возможных последствий аварии. Библиографический список 1. РД 52.04.253-90. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. Л.: Гидрометеоиздат. 1991. 2. Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15.12.2020 № 533 "Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств". 3. ГОСТ Р 12.3.047 – 2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. |