Файл: Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине б 12 Теория и методы анализа риска сложных технических систем.docx

Оценка химической обстановки включает: определение размеров зон химического заражения и очагов поражения; времени подхода зараженного воздуха к данной точке пространства; времени поражающего действия; возможных потерь людей в очаге поражения.

3.1. Зонирование территории химического заражения

В районе химического заражения выделяют зоны смертельной концентрации, тяжелых, средних и легких поражений (рис. 2).


Рисунок 2 - Зона химического заражения
3.2. Определение глубины зоны химического заражения
Глубина (Г) распространения ядовитого облака АХОВ в поражающих концентрациях определяется по формуле:

, (1)

где , – коэффициенты, зависящие от скорости ветра; К_М – коэффициент влияния местности; Г – глубина распространения ядовитого облака, км; Q_o – количество АХОВ, перешедшее в облако, т; D – токсодоза участвующего в аварии химически опасного вещества, мгмин/л.

4. Расчет и анализ безопасности технологического процесса хранения хлор на предприятии химической промышленности ОАО «Нитрон»
4.1. Определение сценариев аварий с участием опасных веществ

Рассмотрим возможные сценарии развития аварий на ОАО «Нефтехимический завод». Типовые сценарии возможных аварий определялись с точки зрения развития ситуаций, при которых возможны выбросы из оборудования токсикоопасных веществ с последующим формированием полей поражающих факторов.

Анализ возможных причин и факторов, способствующих возникновению и развитию аварий, технологического процесса и технологических схем производства с позиции определения возможных сценариев развития крупной промышленной аварии, позволяет констатировать, что данный объект №6 в большей степени представляет опасность:

---

 многотонного выброса токсичных веществ – хлор с последующим формированием поля поражающих факторов на прилегающей к объекту территории.

Основываясь на выше сказанном, можно выделить следующую группу сценариев.

Сценарий №1 - токсическая опасность. Разрушение наиболее крупного емкостного оборудования  мгновенный выброс аварийно химически опасного вещества  образование токсичного облака  рассевание облака по направлению ветра  интоксикация персонала и населения.
Расчет и анализ безопасности технологического процесса хранения хлор на предприятии химической промышленности ОАО «Нитрон».

Для выполнения расчетов определим, согласно заданию, необходимые исходные данные:

- наименования опасного вещества – хлор;

- объем наибольшего резервуара хранения – 9 м³;

- площадь обвалования – 100 м²;

- средняя скорость ветра - 2 м/с;

- средняя tС воздуха - 20С;

- погодные условия – ясно;

- время суток – ночь;

- тип подстилающей поверхности в резервуарном парке – бетон;

- плотность застройки города – высокая;

- вид рельефа местности – плоский

- число работающих – 400 чел.

- Заполняемость про­изводственных кор­пусов – 85%

Определим вертикальную устойчивость воздуха по таблице 2.
Таблица 2

Определение степени вертикальной устойчивости воздуха

Скорость ветра м/с	Ночь			Утро		День		Вечер
	ясно, переменная облачность	сплошная облачность	ясно, переменная облачность		сплошная облачность	ясно, переменная облачность	сплошная облачность	ясно, переменная облачность	сплошная облачность
< 2	ин	из	ин		из	к (ин)	из	ин	из
2-3.9	ин	из	ин		из	из	из	из (ин)	из
> 4	из	из	из		из	из	из	из	из

---

Примечание: ин – инверсия, из – изотермия, к – конвекция;

«Утро» – период времени в течение двух часов после восхода солнца;

«Вечер» – в течение двух часов после захода солнца;

Буквы в скобках – при снежном покрове.
Согласно исходным данным

Средняя скорость ветра, 2 м/с

Погодные условия ясно

Время суток ночь с 0 до 6 ч

Следовательно, степень вертикальной устойчивости воздуха - инверсия
Характер разлития: Площадь обвалования, 100 м²

Тип подстилающей поверхности – бетон
Характер местности:

Вид местности – город

Плотность городской застройки – высокая

Рельеф местности – плоский

Время года - лето
Результаты расчетов по методике: Методы детерминированной оценки степени опасности химических объектов при прогнозировании последствий аварий // Козлитин А.М., Козлитин П.А. Чрезвычайные ситуации техногенного характера.

Определение глубины зоны химического заражения

Глубина (Г) распространения ядовитого облака АХОВ в поражающих концентрациях определяется по формуле:

, (4.3)

где , – коэффициенты, зависящие от скорости ветра; К_М – коэффициент влияния местности; Г – глубина распространения ядовитого облака, км; Q_o – количество АХОВ, перешедшее в облако, т; D – токсодоза участвующего в аварии химически опасного вещества, мгмин/л (табл. 3 приложения).

При аварийном разрушении оборудования, содержащего G тонн химически опасного вещества, образуется облако токсичных паров массой Q_o. Процесс образования токсичного облака зависит от агрегатного состояния вещества (сжиженный газ или жидкость) и характера выброса вещества (на неограниченную поверхность или в обвалование).

Так как по исходным данным в оборудовании содержался сжиженный газ под давлением (хлор), с температурой кипения ниже температуры окружающей среды, то в этом случае вследствие сброса давления мгновенно испаряется доля  жидкости и образуется первичное облако. Оставшаяся часть жидкости растекается по подстилающей поверхности и за счет диффузионного тепломассообмена с воздухом испаряется с зеркала разлития с интенсивностью , формируя вторичное облако.

Рассмотрим последовательность расчета массы Q

---

_o токсичного облака в зависимости от агрегатного состояния вещества в оборудовании.

Для сжиженных газов (табл. 3 приложения), кипящих при температуре ниже температуры окружающей среды, предварительно рассчитывается характеристический параметр :

, (4.5)

а) если  1

, (4.6)

б) если  > 1

, (4.7)

где G – масса АХОВ, содержащегося в оборудовании, т;  – доля мгновенно испарившегося сжиженного газа вследствие сброса давления при аварийной разгерметизации оборудования;  – интенсивность испарения жидкости с зеркала разлития, т/(м²ч); K_T – коэффициент, учитывающий время испарения жидкости;  – плотность АХОВ, т/м³; h – толщина слоя разлившейся жидкости, м; K_B – безразмерный коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы; K_t – безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха; K_V – коэффициент, учитывающий скорость ветра.

Значения перечисленных выше параметров АХОВ и коэффициентов даны в табл. 2, 3, 5, 7, 10 приложения.

Коэффициент K_V, учитывающий скорость ветра, определяется из выражения:

, (4.8)

где v – скорость приземного ветра, м/с.

Если задан объем резервуара или емкостного оборудования, то масса АХОВ, содержащегося в данном оборудовании, определяется из уравнения:

, (4.9)

где G – масса АХОВ, содержащегося в емкостном оборудовании, т; f – коэффициент заполнения оборудования, принимается равным 0,8; ρ – плотность АХОВ, т/м³; V_s– объем резервуара или емкостного оборудования, м³.

Масса выброса хлора составляет G = fV_s = 11.2 т

Определение толщины слоя разлившихся АХОВ

Толщина слоя жидкости АХОВ, вылившейся в обвалование по исходным данным с площадью 50 м³, равна м.

Определение коэффициента К_Т

Предварительно рассчитывается время полного испарения выброшенного в результате аварии АХОВ:

---

. (4.11)

Затем определяется значение коэффициента К_Т:

. (4.12)

При прогнозировании очагов химического заражения время, прошедшее после аварии, принимается не менее 1 часа (Т_min = 1 ч) и не более 4 часов (Т_А = 4 ч). Т_А – это предельное время пребывания людей в зоне заражения и сохранения неизменных метеоусловий.
Результаты расчетов:

Глубина заражения, м




Построение зоны химического заражения

на топографической карте

По результатам расчета строятся на топографической карте зоны химического заражения.

Определяется центральный угол сектора, в качестве которого рассматривается зона химического заражения (ЗХЗ), принимая время, прошедшее после аварии Т_А= 4 часа.

Тогда, исходя из наихудших условий развития аварии, угол  принимаем равным  = 36.

На карту промышленного региона с соблюдением масштаба наносится зона химического заражения (сектор радиусом Г_PCt. с центральным углом ).

При прогнозировании степени опасности объекта зона химического заражения размещается на карте так, чтобы в пределах сектора оказалось максимальное количество населенных пунктов и жилых массивов крупных городов с наиболее высокой плотностью населения.



В зоне химического заражения выделяют четыре зоны поражения. Для этого в уравнении (4.3) значение токсодозы D соответственно принимается равным: LCt; 0,4LCt; 0,2LCt; PCt.
Прогнозирование и оценка числа пораженных

в зонах химического заражения

Возможные потери населения и производственного персонала в очаге поражения зависят:

от плотности населения (чел./км²) на территории очага;

от токсичности АХОВ и глубины его распространения с учетом влияния топографических особенностей местности;

---