Обеспечение устойчивости работы хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях

2.1 Задание

На территории НГДУ расположен резервуарный парк с наземными металлическими резервуарами, в которых содержится суммарный запас нефти в количестве 10000 тонн. В чрезвычайной ситуации возможны разрушения резервуаров, разлив и возгорание нефти, образование и взрыв углеводородной смеси в количестве 30 тонн (Q).

Характеристика элементов инженерно-технического комплекса нефтепромысла, расположенного вблизи резервуарного парка, известна и приведена в таблице 1. Расстояния от предлагаемого места взрыва до элементов инженерно-технического комплекса нефтепромысла указаны в таблице 2.

Оценить устойчивость работы нефтепромысла в случае взрыва углеводородной смеси на территории резервуарного парка и разработать рекомендации по повышению устойчивости работы инженерно-технического комплекса нефтепромысла при возникновении чрезвычайной ситуации.

Таблица 1

Характеристика основных элементов инженерно-технического комплекса нефтепромысла

Таблица 2

Расстояния от предлагаемого места взрыва до элементов инженерно-технического комплекса нефтепромысла

2.2 Порядок выполнения задания

Оценка устойчивости работы инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта в случае угрозы взрыва газовоздушной смеси.

Оценку устойчивости работы хозяйственного объекта в случае угрозы сильного взрыва выполняют в следующей последовательности:

1) определение ожидаемой величины избыточного давления во фронте воздушной ударной волны в районе размещения всех основных элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта;

2) определение вида возможного разрушения каждого из основных элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта;

3) оценка физической устойчивости отдельных элементов инженерно-технического комплекса и составление заключения об устойчивости работы хозяйственного объекта в случае взрыва.

Ожидаемую величину в районе размещения основных элементов инженерно-технического комплекса хозяйственного объекта рассчитывают по различным эмпирическим формулам в зависимости от вида возможного взрыва.

При взрыве газовоздушной смеси (объемный взрыв) образуется очаг поражения, который делят на три зоны:

1) зона действия детонационной волны (первая зона);

2) зона действия продуктов взрыва (вторая зона);

3) зона действия воздушной ударной волны (третья зона).

Зона действия детонационной волны находится в пределах распространения облака газовоздушной смеси. Радиус этой зоны определяется из выражения:

(1)

где - радиус окружности, ограничивающей зону действия детонационной волны, м;

Q – масса газовоздушной смеси, т.

В пределах первой зоны, располагающейся вокруг центра взрыва, ожидаемая величина принимается постоянной и равной 1700 кПа.

Зона действия продуктов взрыва (вторая зона) охватывает всю площадь разлета продуктов газовоздушной смеси при ее детонации.

Радиус второй зоны в зависимости от радиуса первой определяют из выражения:

(2)

Ожидаемую величину в пределах второй зоны определяют по формуле:

(3)

где - величина избыточного давления во фронте ударной волны, кПа;

- расстояние в метрах от центра предполагаемого взрыва до рассматриваемой точки во второй зоне.

Зона действия воздушной ударной волны (третья зона) распространяется от внешней границы второй зоны с радиусом r3 к периферии очага поражения. Для того, чтобы определить ожидаемую величину в рассматриваемой точке третьей зоны, сначала рассчитывают относительную величину из следующего выражения:

(4)

где r3 – расстояние в метрах от центра предполагаемого взрыва до рассматриваемой точки в третьей зоне.

Если , то для определения ожидаемой величины избыточного давления во фронте ударной волны используют формулу:

(5)

Если , то используют формулу: