2017-12-14
935
В результате взрыва КВВ на ОЭ с опасной технологией производства возможно образование вторичных поражающих факторов.
Первичные поражающие факторы непосредственно вызываются взрывом КВВ.
Вторичные поражающие факторы вызываются изменением объектов окружающей среды первичными поражающими факторами.
Основными источниками вторичных поражающих факторов на машиностроительном заводе могут быть:
− разгерметизация газгольдеров с сжиженным газом и взрыв газовоздушной смеси (ГВС);
− разгерметизация ёмкостей с ЛВЖ (ГЖ) с возникновением пожара разлития;
− разгерметизация хранилища АХОВ с последующим химическим заражением (загрязнением) прилегающей территории;
− разрушение (повреждение) ТО обломками ограждающих конструкций.
Для прогнозирования появления вторичных поражающих факторов, следует оценить состояние газгольдера, хранилища АХОВ и склада ЛВЖ (ГЖ) после воздействия на них поражающих факторов взрыва КВВ. Эти объекты будут повреждены при избыточных давлениях во фронте воздушной ударной волны равных:
|
|
|
− для газгольдера – 0,19 кг/см2, (19 кПа);
− для хранилища АХОВ – 0,24 кг/см2, (24 кПа);
− для склада ГСМ – 0,18 кг/см2, (18 кПа).
Расчетные значения давления во фронте ВУВ при её подходе к объектам:
− для газгольдера – 0,048 кг/см2;
− для хранилища хлора – 0,038 кг/см2;
− для склада ГСМ – 0,094 кг/см2.
В результате воздействия воздушной ударной волны, образовавшейся при взрыве КВВ, газгольдер, хранилище хлора и склад с горючим повреждены не будут.
2.2.1 В случае, если газгольдер со сжиженным газом будет повреждён, образуется газовоздушная смесь, которая при наличии источников открытого огня, и при скорости ветра менее 15 м/сек, взорвётся.
Взрыва ГВС не произойдет во время выпадения обильных осадков (дождь, снег, метель).
Не зависимо от результатов воздействия ВУВ от взрыва КВВ на газгольдер, определяем параметры взрыва ГВС.
По плану завода измеряются расстояния r1 от взорвавшихся газгольдеров (от точки соприкосновения баков № 30) до объектов на территории завода (Приложение Б).
Радиус облака взрыва ГВС r0 (м) рассчитывается по формуле (2.4):
, м (2.4)
где k – коэффициент перехода сжиженного газа в стехиометрическую (взрывную)
смесь, (показывает, какая часть вещества участвует во взрыве), принимается равным 0,6;
Q – масса хранимого сжиженного газа, Q=2,8 т.
Затем, находим соотношение r1 к r0 и после этого путем интерполяции – значения ΔРфг.
Результаты вычислений параметров взрыва газовоздушной смеси занесены в табл. 2.3.
Таблица 2.3 - Результаты вычислений параметров взрыва газовоздушной смеси
| Наименование | № | L, см | r1, м | r0, м | r1/r0, м | Рф, кг/см2 |
| Кузнечный цех | 10,15 | 22,75147 | 8,922502 | 0,1569 | ||
| Мартеновский цех | 10,6 | 22,75147 | 9,318081 | 0,147 | ||
| Механический цех №1 | 13,6 | 22,75147 | 11,95527 | 0,1007 | ||
| Шлифовальный цех | 16,1 | 22,75147 | 14,15293 | 0,0842 | ||
| Сборочный цех | 22,75147 | 10,54877 | 0,1218 | |||
| Компрессорная | 11,7 | 22,75147 | 10,28505 | 0,1257 | ||
| Механический цех №2 | 8,5 | 22,75147 | 7,472046 | 0,2064 | ||
| Прессовый цех | 6,6 | 22,75147 | 5,801824 | 0,2998 | ||
| Литейный цех | 6,2 | 22,75147 | 5,450198 | 0,335 | ||
| Цех ширпотреба | 3,6 | 22,75147 | 3,164631 | 0,7574 | ||
| Котельная | 3,7 | 22,75147 | 3,252538 | 0,724 | ||
| Склад гот.продукции | 22,75147 | 4,395321 | 0,4526 | |||
| Электроцех | 22,75147 | 6,15345 | 0,2723 |
|
|
|
Продолжение таблицы 2.3
| Баки с горючим | 5,8 | 22,75147 | 5,098573 | 0,3701 | ||
| Столярный цех | 3,6 | 22,75147 | 3,164631 | 0,7574 | ||
| Инструментальный цех | 1,8 | 22,75147 | 1,582316 | 2,4339 | ||
| Диспетчерская | 4,5 | 22,75147 | 3,955789 | 0,5115 | ||
| Хранилище хлора | 3,1 | 22,75147 | 2,725099 | 0,9849 | ||
| 0,7 | 22,75147 | 0,615345 | ||||
| 0,9 | 22,75147 | 0,791158 | ||||
| 0,85 | 22,75147 | 0,747205 | ||||
| 1,2 | 22,75147 | 1,054877 | 6,7044 | |||
| 3,1 | 22,75147 | 2,725099 | 0,9849 |
По полученным величинам избыточного давления во фронте воздушной ударной волны и соответствующим им расстояниям до объектов r1, построен график их взаимозависимости, представленный на рис.2.2.
Рисунок 2.2 График взаимозависимости величин избыточного давления во фронте воздушной ударной волны, при взрыве газгольдеров с ГВС, и соответствующим им расстояниям до объектов
С полученного графика, для величин избыточного давления ΔРфг , равным 1 кг/см2, 0,5 кг/см2, 0,3 кг/см2, 0,1 кг/см2, снимаются величины радиусов удалений от эпицентра взрыва, соответствующие этим давлениям, приведенные в табл. 2.4.
Таблица 2.4 – Границы зон действия воздушной ударной волны ГВС
| DРф, кПа (кг/см2) | L, м | L, см |
| 3,45 | ||
| 0,5 | 5,05 | |
| 0,3 | 6,75 | |
| 0,1 | 12,5 |
Полученные границы зон действия воздушной ударной волны газовоздушной смеси нанесены на план машиностроительного завода, представленного в приложении Б.
2.2.2 При авариях с легковоспламеняющимися (ЛВЖ) и горючими жидкостями (ГЖ), могут возникнуть пожары следующих типов:
− факельное горение жидкостей, вытекающих из пробоев и разрывов;
− горение жидкостей в цистерне при ее вскрытии;
− растекание горючей жидкости по прилегающей территории;
− одновременное горение жидкостей при пожарах всех вышеуказанных типов, сопровождающееся иногда взрывами паровоздушных смесей и цистерн.
Площадь разлития всего объёма жидкости (м2) рассчитывается по формуле (2.5):
,м2 (2.5)
где Vемк – объём хранящегося сжиженного газа, м3, рассчитываемый по формуле (2.6):
,м3 (2.6)
где K – коэффициент перехода сжиженного газа стехиометрической смеси, принимаем равным 0,6;
Q – количество сжиженного углеводородного газа (в хранилище до взрыва), по исходным данным 150000 кг;
С – стехиометрическая концентрация газа в процентах по объёму, принимаем равным 19,72%;
mk – молярная масса газа - аммиака, кг/кмоль, принимаем равным 15 кг/кмоль.
Форма разлива жидкости - окружность. Радиус окружности разлива рассчитывается по формуле (2.7):
, м (2.7)
Зона пожара разлития наносится на план машиностроительного завода в приложении А.
2.2.3 При разгерметизации резервуара с сжиженным газом, хранящимся под давлением, происходит образование 2-х облаков заражённого воздуха:
− первичного – за счёт залпового выброса в атмосферу части АХОВ при разгерметизации хранилища;
− вторичного – за счёт того, что оставшаяся часть АХОВ прольётся на подстилающую поверхность, и будет испаряться с неё.
Эквивалентное количество АХОВ по первичному облаку Qэ1 (т) определяется по формуле (2.8):
|
|
|
, т (2.8)
где К1 – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ, К1=0,18;
К3 – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе АХОВ, К3=1;
К5 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха, К5=1 – при инверсии;
К7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха на скорость образования первичного облака, К7=0,8;
Q0 – количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ,Q0=40т.
Подставив все значения в формулу (2.8), получим:
Эквивалентное количество АХОВ по вторичному облаку (т) определяется по формуле (2.9):
, т (2.9)
где К2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ, К2=0,052;
К4– коэффициент, учитывающий скорость ветра, К4=1;
К7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха на скорость образования вторичного облака, К7=0,8;
К6– коэффициент, зависящий от времени N (час), прошедшего после начала аварии, и определяемый из следующего условия:
К6=N0,8при N<T;
К6 = T0,8при N>T;
где Т – время испарения АХОВ с площади разлива (час), рассчитываемое по формуле (2.10):
(2.10)
часа
Таким образом, подставив значения в формулу (2.9), получим 
Площадь разлива аварийно-химического опасного вещества определяется по формуле (2.11):
(2.11)
где 
– высота слоя разлившегося аварийно-химического опасного вещества, 
.
V – объем разлившегося аварийно-химического опасного вещества:
;
Подставив значения в формулу (2.11), получим 
Максимальные значения глубины зон заражения по первичному 
и вторичному 
облакам аварийно-химического опасного вещества определяются в зависимости от 
, 
и скорости ветра 
.
→ 
→ 
Полная глубина зоны заражения 
определяется по формуле (2.12):
(2.12)
Полученное значение ГΣ сравнивается с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс Гп (км), которое определяется по формуле (2.13):
(2.13)
где N- время от начала аварии, 
;
|
|
|
- скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при даннойскорости ветра, 
,и степени вертикальной устойчивости воздуха, 
.
Подставив значения в формулу получим:
За окончательную расчетную глубину зоны возможного заражения 
принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений 
и 
, определяемое по формуле (2.14):
, 
(2.14)
Окончательная расчетная глубина зоны возможного заражения 
.
Площадь возможного заражения первичным (вторичным) облаком аварийно-химического опасного вещества определяется по формуле (2.15):
(2.15)
где 
- площадь возможного заражения первичным (вторичным) облаком аварийно-химического опасного вещества (хлора), 
;
- глубина зоны заражения 
;
- угловой размер зоны заражения 
.
Площадь зоны фактического заражения АХОВ – это площадь территории, зараженной АХОВ в опасных для жизни пределах. Площадь зоны фактического заражения АХОВ определяется по формуле (2.16):
(2.16)
где 
- время, прошедшее после начала аварии, час.
Время подхода зараженного облака к объекту, расположенному на пути его движения, определяется по формуле (2.17):
(2.18)
где 
– расстояние от источника заражения до объекта, км;
– скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха 
– время подхода зараженного воздуха к объекту, час.
Рассчитанные значения времени подхода облака приведены в табл. 2.5.
Таблица 2.5 - Расчет времени подхода облака зараженного воздуха к объектам
| Наименование | № | Х, км | V,км/ч | t, час |
| Кузнечный цех | 0,196 | 0,0392 | ||
| Мартеновский цех | 0,229 | 0,0458 | ||
| Механический цех №1 | 0,316 | 0,0632 | ||
| Шлифовальный цех | 0,382 | 0,0764 | ||
| Сборочный цех | 0,296 | 0,0592 | ||
| Компрессорная | 0,285 | 0,057 | ||
| Механический цех №2 | 0,217 | 0,0434 |
Продолжение таблицы 2.5
| Прессовый цех | 0,162 | 0,0324 | ||
| Цех ширпотреба | 0,065 | 0,013 | ||
| Котельная | 0,11 | 0,022 | ||
| Склад гот.продукции | 0,162 | 0,0324 | ||
| Электроцех | 0,215 | 0,043 | ||
| Баки с горючим | 0,18 | 0,036 | ||
| Столярный цех | 0,128 | 0,0256 | ||
| Инструментальный цех | 0,092 | 0,0184 | ||
| Диспетчерская | 0,04 | 0,008 | ||
| 0,042 | 0,084 | |||
| 0,084 | 0,0168 | |||
| 0,084 | 0,0168 | |||
| 0,084 | 0,0168 | |||
| 0,126 | 0,0252 |
По степени защищённости работников объекта экономики средствами индивидуальной защиты (противогазы) и укрытиями, определяется общее количество пострадавших в каждом подвергшемся химическому заражению здании.
Далее, общее количество пострадавших в каждом подвергшемся химическому заражению здании, приводится к следующей структуре потерь в очаге поражения АХОВ:
− 35% от общего количества потерпевших относятся к безвозвратным потерям;
− 40% – к санитарным потерям средней и тяжелой степени (с выходом из строя не менее, чем на 2-3 недели с обязательной госпитализацией);
− 25% – к санитарным потерям легкой степени.
Возможные общие потери в очагах поражения хлором представлены в табл. 2.6.
Таблица 2.6 Определение возможных потерь в очагах поражения АХОВ
| Наименование | № | 1 смена, чел | 35% | 40% | 25% |
| Кузнечный цех | |||||
| Мартеновский цех | |||||
| Механический цех №1 | |||||
| Шлифовальный цех | |||||
| Сборочный цех | |||||
| Механический цех №2 | |||||
| Прессовый цех | |||||
| Литейный цех | |||||
| Котельная | |||||
| Склад гот.продукции | |||||
| Электроцех | |||||
| Баки с горючим | |||||
| Столярный цех | |||||
| Инструментальный цех | |||||
| Диспетчерская | |||||
| ИТОГО |
На машиностроительном заводе в 8:30, вследствие повреждения хранилища АХОВ, произошла утечка хлора массой 40 тонн. На момент прогнозирования аварии – 11-30, на заводе находилось 2270 человек. Потери будут следующими: 796 человек - безвозвратные потери, 908 человек - санитарные потери средней и тяжелой степени, 566 человек - санитарные потери легкой степени.
Количество пострадавших составит 1740 человек, что даёт право классифицировать данную возможную ЧС как ЧС федерального характера (Постановление Правительства РФ от 21.05.2007 г. №304– количество пострадавших свыше 500 человек).
В соответствии с Приказом МЧС России от 28.02.2003 г. № 105 «Об утверждении требований по предупреждению чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах и объектах жизнеобеспечения», на потенциально опасных объектах, на которых используются, производятся, перерабатываются, хранятся и транспортируются пожаровзрывоопасные, опасные химические и биологические вещества для населения и территорий может возникнуть опасность чрезвычайных ситуаций в случае аварии на данном объекте [14].
По результатам прогнозирования чрезвычайных ситуаций техногенного характера потенциально опасные объекты подразделяются по степени опасности в зависимости от масштабов возникающих чрезвычайных ситуаций на пять классов [14]:
- 1 класс - потенциально опасные объекты, аварии на которых могут являться источниками возникновения федеральных и/или трансграничных чрезвычайных ситуаций;
- 2 класс - потенциально опасные объекты, аварии на которых могут являться источниками возникновения региональных чрезвычайных ситуаций;
- 3 класс - потенциально опасные объекты, аварии на которых могут являться источниками возникновения территориальных чрезвычайных ситуаций;
- 4 класс - потенциально опасные объекты, аварии на которых могут являться источниками возникновения местных чрезвычайных ситуаций;
- 5 класс - потенциально опасные объекты, аварии на которых могут являться источниками возникновения локальных чрезвычайных ситуаций.
Согласно данной классификации, машиностроительный завод относится к потенциально опасным объектам 1 класса опасности (возможно возникновение ЧС федерального характера, вследствие аварии на хранилище АХОВ).
