Файл: Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине б 12 Теория и методы анализа риска сложных технических систем.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 437
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
2. Методические рекомендации по выполнению контрольной работы
2. Характеристика аварийно химически опасного вещества
1.1. Характеристика аварийно химически опасных веществ
1.2. Методы детерминированной оценки степени опасности химических
объектов при прогнозировании последствий аварий
Характеристики АХОВ и вспомогательные коэффициенты
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 зараженияВ районе химического заражения выделяют зоны смертельной концентрации, тяжелых, средних и легких поражений (рис. 2).Рисунок 2 - Зона химического заражения3.2. Определение глубины зоны химического зараженияГлубина (Г) распространения ядовитого облака АХОВ в поражающих концентрациях определяется по формуле: , (1)где , – коэффициенты, зависящие от скорости ветра; КМ –коэффициент влияния местности; Г – глубина распространения ядовитого облака, км; Qo – количество АХОВ, перешедшее в облако, т; D – токсодоза участвующего в аварии химически опасного вещества, мгмин/л.4. Расчет и анализ безопасности технологического процесса хранения хлор на предприятии химической промышленности ОАО «Нитрон»4.1. Определение сценариев аварий с участием опасных веществРассмотрим 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 tС воздуха - 20С;- 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 2Определение степени вертикальной устойчивости воздуха
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 даннымСредняя скорость ветра, 2 м/сПогодные условия ясноВремя суток ночь с 0 до 6 чСледовательно, степень вертикальной устойчивости воздуха - инверсияХарактер разлития: Площадь обвалования, 100 м2Тип подстилающей поверхности – бетонХарактер местности:Вид местности – городПлотность городской застройки – высокаяРельеф местности – плоскийВремя года - летоРезультаты расчетов по методике: Методы детерминированной оценки степени опасности химических объектов при прогнозировании последствий аварий // Козлитин А.М., Козлитин П.А. Чрезвычайные ситуации техногенного характера.
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/(м2ч); KT –коэффициент, учитывающий время испарения жидкости; – плотность АХОВ, т/м3; h – толщина слоя разлившейся жидкости, м; KB – безразмерныйкоэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы; Kt – безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха; KV – коэффициент, учитывающий скорость ветра.Значения перечисленных выше параметров АХОВ и коэффициентов даны в табл. 2, 3, 5, 7, 10 приложения. Коэффициент KV, 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; Vs– объем резервуара или емкостного оборудования, м3.Масса выброса хлора составляет G = fVs = 11.2 т
. (4.11)Затем определяется значение коэффициента КТ: . (4.12)При прогнозировании очагов химического заражения время, прошедшее после аварии, принимается не менее 1 часа (Тmin = 1 ч) и не более 4 часов (ТА = 4 ч). ТА – это предельное время пребывания людей в зоне заражения и сохранения неизменных метеоусловий.Результаты расчетов:Глубина заражения, мПостроение зоны химического заражения на топографической картеПо 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 ТА= 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 ГPCt. 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 зараженияВозможные 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;
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 tС воздуха - 20С;- 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 2Определение 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 даннымСредняя скорость ветра, 2 м/сПогодные условия ясноВремя суток ночь с 0 до 6 чСледовательно, степень вертикальной устойчивости воздуха - инверсияХарактер разлития: Площадь обвалования, 100 м2Тип подстилающей поверхности – бетонХарактер местности:Вид местности – городПлотность городской застройки – высокаяРельеф местности – плоскийВремя года - летоРезультаты 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; КМ –коэффициент влияния местности; Г – глубина распространения ядовитого облака, км; Qo – количество АХОВ, перешедшее в облако, т; D – токсодоза участвующего в аварии химически опасного вещества, мгмин/л (табл. 3 приложения).При аварийном разрушении оборудования, содержащего G тонн химически опасного вещества, образуется облако токсичных паров массой Qo. 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 Qo 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/(м2ч); KT –коэффициент, учитывающий время испарения жидкости; – плотность АХОВ, т/м3; h – толщина слоя разлившейся жидкости, м; KB – безразмерныйкоэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы; Kt – безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха; KV – коэффициент, учитывающий скорость ветра.Значения перечисленных выше параметров АХОВ и коэффициентов даны в табл. 2, 3, 5, 7, 10 приложения. Коэффициент KV, 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; Vs– объем резервуара или емкостного оборудования, м3.Масса выброса хлора составляет G = fVs = 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 КТ
Предварительно рассчитывается время полного испарения выброшенного в результате аварии АХОВ:. (4.11)Затем определяется значение коэффициента КТ: . (4.12)При прогнозировании очагов химического заражения время, прошедшее после аварии, принимается не менее 1 часа (Тmin = 1 ч) и не более 4 часов (ТА = 4 ч). ТА – это предельное время пребывания людей в зоне заражения и сохранения неизменных метеоусловий.Результаты расчетов:Глубина заражения, мПостроение зоны химического заражения на топографической картеПо 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 ТА= 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 ГPCt. 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 зараженияВозможные 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;