Определение характеристик зон чрезвычайных ситуаций при техногенных авариях на потенциально опасных объектах экономики

Задача 1. В результате аварии произошло повреждение резервуара со сжиженным этаном емкостью 100 т. Длительное истечение вещества произошло через отверстие площадью 1,5 мІ, высота слоя вещества над отверстием 3 м. Давление в резервуаре 2. 105 Па. Температура воздуха в момент аварии (-150С), ветер юго-восточный. Резервуар окружен технологическим оборудованием, размещенным с высокой плотностью. Плотность персонала на открытой местности 0,001 чел./мІ. Количество персонала в зданиях: 1–45, 2–14, 3–21, 4–60, 5–16, 6–12, 7–18, 8–75, 9–11, 10–54, 11–30, 12–47, 13–9, 14–6, 15–6, 16–20, 17–14, 18–11, 19–5, 20–15, 21–9, 22–30. В черте города среднее количество людей в зданиях 70 чел., в поселке – 24 чел.

Определить:

· массу вещества в облаке ТВС;

· степень разрушения здания АЗС;

· количество пострадавших от действия взрывной ударной волны на открытой местности;

· процент пораженных тепловым потоком в пределах промплощадки;

· количество пострадавших в зданиях;

· время воспламенения автомобильной резины на АЗС.

Задача 2. Оценить обстановку в зоне химического поражения при аварии на химически опасном объекте – складское хозяйство. Произошел свободный разлив цистерны с сернистым ангидридом, объем цистерны – 320 мі. Метеоусловия: температура воздуха 00С, переменная облачность, скорость ветра – 5 м/с, ветер юго-западный. Авария произошла утром, время, прошедшее после аварии – 2 ч.

Оценка последствий аварии на объектах по хранению, переработке и транспортировке сжатых (сжиженных) углеводородных газов

Определение плотности газа

авария сжиженный углеводородный транспортировка

Плотность газа при заданных условиях определяется по формуле:

,

где М0 – молекулярный вес газа, кг/моль; Р – давление газа в резервуаре, Па; R – молярная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль∙К); Т – температура наружного воздуха, К.

Тогда:

М0 (С2Н6) = 12∙2+1∙6 = 30 г./моль,

кг/мі.

Определение массы вещества в облаке ТВС

При длительном истечении СУГ (сжиженный газ) из резервуара масса М вещества в облаке определяется по формуле:

, кг

где S – площадь сечения отверстия, мІ; Р0 – нормальное атмосферное давление, равное 1,1.105 Па.; g – ускорение свободного падения, м/с2; Н – высота слоя вещества над отверстием, м.

Следовательно:

т

Определение режима взрывного превращения и величины дрейфа облака ТВС

По табл. 1.1 определяем класс пространства, окружающего место воспламенения: 2.

По табл. 1.2 определяем класс вещества: 2.

По табл. 1.3 определяем режим взрывного превращения облака ТВС: 2.

Величина дрейфа облака (расстояние от центра облака ТВС в момент воспламенения до разгерметизированного элемента) составляет 150 м при длительном истечении вещества из резервуара.

Характеристики огневого шара

Радиус огневого шара Rш определяется по формуле:

Rш = 3,2∙m0,325 м,

где m – 0,6∙М, кг.

Rш = 3,2∙(0,6∙38353,75)0,325 = 83,71 м.

Время существования огневого шара t определяется по формуле:

t = 0,85∙m0,26 = 0,85∙(0,6∙38353,75) 0,26 = 11,58 с.

Индекс дозы теплового излучения I на заданном расстоянии Х определяется по формуле:

,

где Q0 – тепловой поток на поверхности огневого шара, кВт/мІ (по табл. 1.4 определяем, что для этана тепловой поток составляет 190 кВт/мІ); Х – расстояние от центра огневого шара до объекта (Х > R), м.

По графику на рис. 14 прил. 1 определяем, что при данном значении теплового излучения доля пораженных составит 0%.

Величина теплового потока на заданном расстоянии Х определяется по формуле:

кВт/мІ.

По табл. 1.5 определяем, что воспламенение автомобильной резины на АЗС произойдет более, чем через 15 мин.

Оценка последствий аварии

В соответствии с определенным режимом взрывного превращения облака ТВС, а также в зависимости от массы топлива, содержащегося в облаке, по графикам на рис. 1–6 прил. 1 определяем границы зон полных (1), сильных (2), средних (3) и слабых (4) разрушений зданий и сооружений.

По графику на рис. 2 прил. 1 определяем радиусы зон разрушений.

a) для промышленных зданий: радиус зоны полных разрушений – 150 м, сильных – 300 м, средних – 580 м, слабых – 1200 м.

b) для жилых и административных зданий: радиус зоны полных разрушений – 240 м, сильных – 400 м, средних – 700 м, слабых – 1800 м.

По графику на рис. 7 прил. 1 определяем радиус зоны расстекления для 2 режима взрывного превращения облака ТВС – 1900 м.

По графику на рис. 9 прил. 1 определяем границы зон поражения людей (2 режим):

– до 99% пораженных – 80 м;

– до 90% пораженных – 90 м;

– до 50% пораженных – 110 м;

– до 10% пораженных – 150 м;

– до 1% пораженных – 170 м;

– порог поражения – 200 м.

Определяем площади зон:

1) S1 = π∙R12 = 3,1415∙802 = 20105,6 мІ;

2) S2 = π∙R22 − S1 = 3,1415∙902 − 20105,6= 5340,55 мІ;

3) S3 = π∙R32 − (S1 + S2) = 12566 мІ;

4) S4 = π∙R42 − (S1 + S2 + S3) = 32671,6 мІ;

5) S5 = π∙R52 − (S1 + S2 + S3 + S4) = 20105,6 мІ.

Количество погибших среди персонала, находящегося на открытой местности, определяем по формулам:

чел.,

где Рiм – процент людей, погибающих в i-й зоне: Р6м = 0; Р5м = 1; Р4м = 10; Р3м = 50; Р2м = 90; Р1м = 99; niм – количество людей, находящихся в i-й зоне, чел.:

niм = k∙Si чел.,

где k – плотность персонала на открытой местности, чел./мІ; Si – площадь i-й зоны, мІ.

Тогда:

NМ = 0,001∙20105,6∙0,99 + 0,001∙5340,55∙0,9 + 0,001∙12566∙0,5 + 0,001∙32671,6∙0,1 + 0,001∙20105,6∙0,01 ≈ 34,5

Т.о. количество погибших среди персонала, находящегося на открытой местности может составить 35 человек.

На карту наносим границы следующих зон:

– границы зон полных, сильных, средних и слабых разрушений промышленных зданий (черным цветом сплошной линией);

– границы зон полных, сильных, средних и слабых разрушений жилых и административных зданий (черным цветом пунктирной линией);

– граница зоны расстекления (зеленым цветом).

По карте замечаем, что АЗС не входит не в одну из нанесенных зон. Таким образом, АЗС не подвергнется ни одному из видов разрушений и расстеклению.

По нанесенным зонам определяем степень разрушения зданий и заполняем картограмму распределения.

Определяем количество погибших среди людей, находящихся в зданиях:

NЗ = 176+11∙(1−0,85)+48∙(1−0,94)+45∙(1−0,98)+180∙(1−0,9) ≈ 200 чел.

Всего в зданиях может погибнуть 200 человек.

Определение характеристик зоны заражения при аварии на химически опасном объекте

1) По табл. 1 прил. 3 определяем степень вертикальной устойчивости атмосферы: утро, переменная облачность при скорости ветра 5 м/с – изотермия.

2) Пользуясь табл. 4,5,6 прил. 3, находим необходимые коэффициенты:

К1 = 0,11; К2 = 0,049; К3 = 0,333;

К4 = 2,34; К5 = 0,23; К7 = 0,3 (для первичного облака); К7 = 1 (для вторичного облака); К8 = 0,133.

3) Определяем продолжительность поражающего действия АХОВ, принимая h = 0,05 м, т.к. разлив свободный:

ч (первичное облако)

ч (вторичное облако)

Таким образом, продолжительность поражающего действия составляет 2,125 часа.

4) Определяем значение коэффициента К6. Время, прошедшее после аварии N = 2 ч, продолжительность поражающего действия АХОВ Т = 2,125 ч. Так как N < Т, значит К6 = N0,8=20,8=1,741.

5) Эквивалентное количество вещества в первичном облаке определяем по формуле:

QЭ1 = K1∙ K3∙ K5∙ K7∙Q0 = [Q0=d∙VX] = 0,11∙0,333∙0,23∙0,3∙[1,462∙320] = 1,1825 т

Эквивалентное количество вещества во вторичном облаке определяем по формуле:

6) Глубина зоны заражения первичным облаком АХОВ Г1 и вторичным облаком АХОВ Г2 определяется по табл. 3 прил. 3 при помощи интерполяции в зависимости от эквивалентного количестве вещества в первичном и вторичном облаке и скорости ветра.

Глубина зоны заражения первичным облаком:

Г1 = км

Глубина зоны заражения вторичным облаком:

Г2 = км

Полная глубина заражения определяется по формуле:

Г = Г2 + 0,5∙Г1 = 1,79 + 0,5∙19,13 = 11,355 км

Предельно возможное значение глубины переноса загрязненного воздуха Гп определяется по формуле:

Гп = N∙V = 2∙29 = 58 км

За окончательную расчетную глубину Г принимаем значение 11,355 км.

7) Площадь зоны возможного заражения АХОВ определяется по формуле:

SВ = 8,72∙10-3∙Г2∙ = 8,72∙10-3∙11,3552∙45 = 50,59 кмІ,

где φ = 450 (угловые размеры зоны заражения при скорости ветра 5 м/с).

8) Площадь зоны фактического заражения определяется по формуле:

SФ = К8∙Г2∙N0,2 = 0,133∙11,3552∙20,2 = 19,7 кмІ

9) Время подхода загрязненного воздуха к объекту. Данный показатель рассчитывается только для тех объектов, которые попадают в зону заражения. Расстояние до объекта R определяется по карте с учетом масштаба.

На карте показываем зону химического заражения: ветер юго-западный, следовательно, зона ориентирована на северо-восток, радиус сектора Г = 11,355 км, угловые размеры φ = 450. В зону заражения попадают АЗС (расстояние R1) и г. Октябрьск (расстояние R2).

Время подхода загрязненного воздуха к АЗС:

ч

Время подхода загрязненного воздуха к г. Октябрьску:

ч

Вывод: В результате разрушения емкости в складском хозяйстве и розлива 320 мі сернистого ангидрида образуется зона возможного химического заражения радиусом 11,355 км и площадью 50,59 кмІ. Зона фактического заражения составляет 19,7 кмІ и располагается в пределах сектора φ = 450 в зависимости от отклонений направления ветра от заданного. Время поражающего действия составляет 2,125 часа. При заданных метеоусловиях в зону заражения попадают АЗС (время подхода облака опасного вещества около 8 мин) и г. Октябрьск (время подхода облака опасного вещества около 14 мин).

Размещено на Allbest.ru