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

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

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

1. Условия задач

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.

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

2.1 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.

2.2 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

2.3 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.

2.4 Характеристики огневого шара

Радиус огневого шара R_ш определяется по формуле:

R_ш = 3,2•m^0,325 м,

где m - 0,6•М, кг.

R_ш = 3,2•(0,6•38353,75)^0,325 = 83,71 м.

Время существования огневого шара t определяется по формуле:

t = 0,85•m^0,26 = 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.

2.5 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 = р•R₁² = 3,1415•80² = 20105,6 мІ;

2) S₂ = р•R₂² ? S₁ = 3,1415•90² ? 20105,6= 5340,55 мІ;

3) S₃ = р•R₃² ? (S₁ + S₂) = 12566 мІ;

4) S₄ = р•R₄² ? (S₁ + S₂ + S₃) = 32671,6 мІ;

5) S₅ = р•R₅² ? (S₁ + S₂ + S₃ + S₄) = 20105,6 мІ.

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

чел.,

где Р_iм - процент людей, погибающих в i-й зоне: Р_6м = 0; Р_5м = 1; Р_4м = 10; Р_3м = 50; Р_2м = 90; Р_1м = 99; n_iм - количество людей, находящихся в i-й зоне, чел.:

 n_iм = k•S_i чел.,

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

Тогда:

N_М = 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:

N_З = 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.

3. 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 = N^0,8=2^0,8=1,741.

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

Q_Э1 = K₁• K₃• K₅• K₇•Q₀ = [Q₀=d•V_X] = 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 Г_п определяется по формуле:

Г_п = 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:

S_В = 8,72•10^-3•Г²•· = 8,72•10^-3•11,355²•45 = 50,59 кмІ,

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

8) Площадь зоны фактического заражения определяется по формуле:

S_Ф = К₈•Г²•N^0,2 = 0,133•11,355²•2^0,2 = 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 ц = 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 ц = 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