Тема 1 Общий метод определения возможности возникновения
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
ИТОГОВОЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ (расчетная работа) ТЕМА 1: Общий метод определения возможности возникновения аварийного состояния Авария технологического оборудования — это процесс, который сопровождается разрушением зданий, сооружений, технических устройств, выбросом газов, паров, жидкостей, возможным взрывом и пожаром, резким изменением технических параметров опасных производственных объектов. Технологическое оборудование, размещенное в опасных производственных помещениях, можно разбить на три основных группы: 1) реакционные аппараты, печи, газгольдеры, промежуточные емкости, машины; 2) коммуникации и трубопроводы; 3) арматура: задвижки, краны, фланцевые и резьбовые уплотнения и т. п. Жидкости, газы или пары жидкостей, находящиеся в технологическом оборудовании под давлением выше атмосферного или при температуре выше температуры кипения, могут попасть в помещение при нарушении целостности оборудования. В этом случае возможны различные варианты развития аварийной ситуации: через запорную арматуру будет происходить медленная утечка вещества, при разрыве трубопровода — истечение струей, при разрыве корпуса аппарата или срыве крышки — мгновенный выброс. В каждом случае количество вещества, попавшего в помещение, может быть определено с некоторым допущением, если, например, известен диаметр трубопровода или емкость аппарата. При медленной утечке вещества взрывоопасная или остротоксичная смесь образуется в течение времени, которого вполне достаточно для приведения в действие вытяжной вентиляции и осуществления других противоаварийных мероприятий. При разрыве трубопроводов диаметром в несколько сантиметров опасная концентрация может образоваться в течение 2–3 мин; при разрушении аппаратов или емкостей это происходит за несколько секунд. Таким образом, всегда необходимо знать, в какой группе элементов наиболее вероятно и возможно возникновение аварийного состояния. Для этой цели применимы вероятностные методы математической статистики. Нормативные режимы и условия работы каждой группы оборудования можно определить по техническим паспортам и другой технической документации на данное оборудование. Но в то же время эти параметры до некоторой степени являются случайной величиной. Поэтому для определения вероятности развития аварийного состояния необходимо знать плотности вероятного распределения продолжительности службы для каждой группы оборудования. Если все оборудование цеха может стать источником выхода опасных веществ, то, следовательно, имеется К групп оборудования по n элементов. В этом случае справедлива теорема: при большом числе независимых элементов с малой интенсивностью отказов суммарный поток отказов будет близок к простейшему по истечении некоторого времени, независимо от законов распределения сроков службы этих элементов. Простейшим стационарным пуассоновским потоком называется поток, обладающий следующими тремя свойствами: ◊ стационарностью, если попадание того или иного числа отказов на участок времени τ зависит только от длины участка и не зависит от того, где именно на оси 0τ расположен этот участок; если оборудование эксплуатируется на стационарном участке кривой: Λ = f (τ), где Λ — интенсивность отказов, то это условие выполняется; ◊отсутствием последействия, если для любых неперекрывающихся участков времени число событий (в данном случае — отказов), попадающих на один из них, не зависит от числа событий (отказов), попадающих на другие участки; ◊ординарностью, если вероятность попадания на элементарный участок Δτ двух или более событий пренебрежимо мала по сравнению с вероятностью попадания одного события (отказа). В случае простейшего потока событий вероятность р появления m событий в интервале времени от t до t + τ находится по закону Пуассона: где Λτ — среднее число событий (отказов) в интервале τ; Λ — параметр потока отказов. В частности, вероятность того, что за интервал времени, принятый за единицу, не произойдет ни одного отказа (m = 0), будет равна: Для экспоненциального закона плотности вероятной длительности службы одного элемента параметр Λ можно выразить через tср: где tср — средний срок службы элемента. Для К групп из n1, n2, …, пk элементов, имеющих интенсивности отказов Λ1 (t), Λ2 (t), …, Λn (t), параметр Λ (t) составит: В соответствии с этой теоремой при средних сроках службы элементов T1, T2, …, Тk параметр потока отказов в целом по цеху будет иметь справедливый для любых законов распределения длительности службы элементов предел: По Λ или T можно определить вероятность Р (τ) безотказной работы в течение промежутка времени τ: Таким образом, устанавливается связь между вероятностью безаварийной работы оборудования в течение времени τ, степенью наполненности помещения оборудованием и режимом работы со сроками службы. Вероятность B того, что отказ элемента m-й группы из К групп произойдет, можно оценить из выражения: Необходимо отметить, что такой качественный метод определения места возможной аварии не исключает другие методы. Для эффективного использования описанного метода требуется количественное уточнение режима работы оборудования, сроков его службы, а также коэффициентов запаса. Пример. Рассчитать вероятность отказа сложного технологического оборудования в цехе промышленного предприятия: 1) емкости I — 10 шт., средний срок службы — 50 лет; 2) емкости II — 20 шт., средний срок службы — 100 лет; 3) трубопроводы — 100 пог. м, условный средний срок службы 200 лет. Параметр потока отказов в целом цехе определится по уравнению: Для времени τ = 0,5 года вероятность ро (τ) безаварийной работы Вероятность того, что выход газа произойдет из m-й группы оборудования, можно определить из уравнения: Вывод: наиболее вероятным источником образования взрывоопасной смеси в данном цехе при аварии оборудования следует считать трубопроводы. Выберите любой вариант задания и выполните его. Задача. В цехе, отнесенном по пожарной опасности к категории А, взрывоопасные газообразные продукты находятся в следующем технологическом оборудовании: 1) емкости I объемом 50 м3 в количестве n1 шт.; средний срок службы Т1 лет; 2) емкости II объемом 25 м3 в количестве n2 шт.; средний срок службы Т2 лет; 3) трубопроводы диаметром 250 мм, общая длина n3 пог. м; условный средний срок службы 1 пог. м — Т3 лет. Оценить вероятный аварийный выход газа в атмосферу помещения цеха за время между ревизиями оборудования (т. е. в течение 6 мес.). Варианты заданий приведены в табл. 1. Таблица 1 - Варианты заданий к задаче. Вариант Емкости I Емкости II Трубопроводы Количест во Средний срок службы, лет Количест во Средний срок службы, лет Длина, пог.м Средний срок службы лет/пог.м 1 20 60 10 100 50 200 2 12 80 25 75 100 150 3 15 75 18 80 100 200 4 8 60 22 100 160 250 5 16 90 19 75 190 220 6 24 90 14 70 120 220 7 16 55 15 85 120 200 8 18 85 21 100 140 190 9 20 75 18 70 80 150 10 11 100 24 55 60 250 11 13 70 20 50 125 180 12 15 65 22 50 90 270 13 23 70 19 90 75 160 14 16 50 17 55 60 150 15 17 60 15 60 140 250 16 14 65 10 80 80 210 17 20 75 18 80 130 240 18 12 65 17 60 110 200 19 15 55 21 70 120 250 20 18 100 20 75 75 200 21 12 95 16 65 95 260 22 23 80 15 80 60 180 23 18 70 16 90 50 240 24 10 95 13 50 80 230 ТЕМА 2: Составление паспорта опасности Составить паспорт опасности (в табличной форме) в соответствии с выданным заданием. 1. Внимательно изучите классификации опасностей. 2. Дайте характеристику опасности 3. По предложенным заданиям идентифицируйте опасности и составьте паспорт опасности. 4. Подготовьте отчет. 5. Шаблон для составления паспорт опасностей представлен после вариантов заданий. Варианты заданий представлены в таблице 2. Выберите любой вариант задания и выполните его. Таблица 2 - Варианты заданий для составления паспорта опасности. Номер варианта Ситуационная задача 1 Паспорт опасности при возникновении взрыва у метро террориста- смертника с жертвами (7 человек). 2 Железнодорожная катастрофа из-за ошибки диспетчера (12 погибших). 3 Паспорт опасности на постоянное пользование сотового телефона. 4 Паспорт опасности на проживания около телевышки. 5 Паспорт опасности возникновения пожара в лесу из-за окурка (травмы (ожоги) у 5 человек). 6 Паспорт аварии на АЭС с выбросом радиации. Причина – цунами (Фукусима). 7 Паспорт автоаварии по вине неисправности тормозной системы (2 чел. травмированы.) 8 Паспорт опасности на возникновения шума в металлургическом цехе. 9 Паспорт опасности при возникновении взрыва бытового газа в жилом доме по вине жильца (7 чел. травмированы). 10 Паспорт опасности работы рентгенологом в больнице 11 Паспорт опасности на торнадо над деревней с повреждением зданий 12 Паспорт опасности на камнепад на горной дороге с повреждением автомобиля 13 Паспорт авиакатастрофа по вине пилота (50 чел. погибших) 14 Паспорт опасности грозового разряда в атмосфере. 15 Паспорт опасности сброса жидких отходов гальванического цеха (участка). 16 Паспорт опасности линии электропередач 17 Паспорт опасности кухни. 18 Паспорт опасности квартиры. 19 Паспорт аварии, произошедшей в Иркутской области 25 апреля 2021. Неизвестными лицами была произведена врезка в нефтепровод Омск- Ангара в р-не г. Усолье-Сибирское. Через отверстие в р. Ангару поступило 44 т. нефти. Население трех городов (Черемхово, Свирск, п. Михайловка) оставались в течение недели без водоснабжения. 20 Паспорт аварии на ТЭС. 21 Паспорт опасности в виде удара током. 22 Паспорт опасности при работе на высоте. 23 Паспорт опасности животноводческого комплекса. 24 Паспорт опасности красильного цеха текстильной фабрики. 25 Паспорт опасности при нахождении в толпе. 26 Паспорт опасности медицинской лаборатории в больнице. 27 Паспорт опасности заражения ковидом в торговом центре. 28 Паспорт опасности проживания рядом с мусоросжигательным заводом. (20 человек обратились с жалобами на раздражающий кашель) 29 Паспорт опасности строительства здания (травмированы 10 человек) 30 Паспорт опасности на магистраль с интенсивным движением транспорта. Рядом расположены дома, Жалобы 45 жильцов. Шаблон для составления паспорт опасностей представлен в табл.3. Таблица 3- Паспорт опасностей Признак Вид (класс) Первая группа. Свойства опасностей Происхождение Естественные Антропогенные Техногенные Физическая природа потока Массовые Энергетические Информационные Интенсивность потока Опасные Чрезвычайно опасные Длительность воздействия Постоянные Переменные, периодические Импульсные, Кратковременные Зона воздействия Производственные Бытовые Городские (селитебные) Природные Зоны ЧС Размеры зоны воздействия Локальные (местные) Региональные Межрегиональные Глобальные Степень завершенности воздействия Потенциальные Реальные Реализованные Вторая группа. Свойства объекта защиты Способность различать (идентифицировать) опасности человеком Различаемые Неразличаемые Вид негативного воздействия опасности Вредные Травмоопасные Масштаб воздействия (по численности лиц, подверженных воздействию опасности) Индивидуальные Групповые Массовые При подготовке итоговой практической работы следует придерживаться следующей структуры: 1.Титульный лист 2.Оглавление 3.Определение возможности возникновения аварийного состояния (с указанием выбранного варианта) 4.Составление паспорта опасности (с указанием варианта) 4.1. Дать характеристику опасности, источники возникновения опасности, воздействия опасности на здоровье человека и среду обитания. Меры и методы защиты. (объем 1–2 с). 4.2. Идентифицируйте опасности и составьте паспорт опасности. 4.3. Сделать общие выводы по проблеме, заявленной в задании 5.Список реферируемой литературы. Привести исходные данные реферируемых произведений (автор(ы), название, где опубликован, в каком году). |