Название реферата: Определение характеристик зон чрезвычайных ситуаций при техногенных авариях на потенциально опасных объектах экономики
Скачано с сайта: www.refbzd.ru
Дата размещения: 14.04.2013
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.
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.
№ зоны |
Зона разрушений |
№ здания |
Тип здания |
Количество персонала |
Значение Рin /Piж |
1 |
Полных |
- |
- |
- |
- |
2 |
Сильных |
8 10 12 9 |
Промышлен. Промышлен. Промышлен. Жил. / Адм. |
75 54 47 11 |
0 0 0 85 |
3 |
Средних |
7 11 |
Жил. / Адм. Жил. / Адм. |
18 30 |
94 94 |
4 |
Слабых |
1 2 3 4 5 6 14 15 16 17 18 |
Промышлен. Промышлен. Промышлен. Промышлен. Жил. / Адм. Жил. / Адм. Промышлен. Жил. / Адм. Промышлен. Промышлен. Жил. / Адм. |
45 14 21 60 16 12 6 6 20 14 11 |
90 90 90 90 98 98 90 98 90 90 98 |
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.
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