Тепловые и осколочные поля. Энергоносители (в первую очередь, углеводородные топлива) способны гореть и взрываться, т.е. создавать воздушно-ударную волну и тепловые поражающие поля. Технологическое оборудование при действии на него тепловых и ударных нагрузок разрушается с образованием осколочных полей. Дальность разлета осколков зависит от массы, размеров, начальной скорости. Радиус разлета фрагментов и осколков технологических установок подчиняется нормальному закону распределения вероятности, причем 45% всех фрагментов и осколков находится в пределах окружности радиуса 700 м.

Пожары и взрывы на промышленных предприятиях могут приводить к образованию поражающих факторов, как на территории предприятия, так и в на прилегающих территориях населенных пунктов. Эффект «домино». Эффектом «домино» называется комплексный поражающий фактор, под которым понимается механизм вовлечения новых опасностей (ядовитые вещества, возникновение воздушной ударной волны (ВУВ), взрывы облаков топливно-воздушных смесей (ТВС), тепловое излучение огневых шаров и горящих разлитий, осколочные поля при полном разрушении сосудов под давлением и т.п.). Эффект «домино» наблюдается не только в ЧС техногенного характера, к инициированию этого эффекта могут приводить землетрясения, наводнения, ураганы, лавины и т.п. При эффекте «домино» наблюдаются массовые пожары, уничтожающие 80-90% основных производственных фондов.

8.2.1 Определение массы и объёма вещества участвующего в аварии

Образовании ТВС при выбросе «холодных» ЛВЖ, проводится в соответствии с действующими нормативами (ГОСТ Р 12.3.047-98 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля») при заданной интенсивности непрерывного источника выделения паров q.

Интенсивность испарения паров q (кг/с) определялась по формуле

(8.1)

где:

- коэффициент, соответствующий скорости воздуха 1 м/с и расчетной температуре;

m - молекулярная масса паров над проливом нефтепродукта, кг/кмоль;

Рнас - давление насыщенных паров над проливом нефтепродукта при расчетной температуре, кПа;

S - площадь пролива, м2.

При ограниченном проливе S принималась равной площади обвалования за вычетом площади сосудов, находящихся в обваловании, при свободном проливе S рассчитывается по формуле:

S p =f·e·Vж (8.2)

где f - коэффициент разлива, м-1;

е - степень заполнения цистерны (допускается до 0,85);

Vж - вместимость цистерны, м3.

Коэффициент разлива определяют исходя из расположения цистерны или резервуара на местности:

f = 5 при расположении в низине или на ровной поверхности с уклоном до 1%;

f = 12 при расположении на возвышенности;

Расчет Рнас для нефтепродуктов проводился в соответствии по формуле:

, (8.3)

где:

- расчетная температура, равная максимальной температуре наиболее жаркого месяца в данной местности, °С;

- температура вспышки нефтепродукта, °С.

Молекулярная масса рассчитывалась по известной концентрации паров нефтепродукта на нижнем пределе распространения пламени с использованием формулы (8.1), при этом расчетная температура принималась равной температуре вспышки. При определении поражающего фактора пожара пролива принималось, что в аварии принимает участие вся жидкая фаза, выброшенная из аппарата.

Расчет параметров волны давления при сгорании газопаровоздушных смесей в открытом пространстве.

8.2.2 Ударная волна

Избыточное давление р, кПа, развиваемое при сгорании газопаровоздушных смесей, рассчитывают по формуле:

, (8.4)

где:

p0 - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;

mпр - приведенная масса газа или пара, кг, рассчитанная по формуле:

,

где:

Qсг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж/кг;

Z - коэффициент участия, который допускается принимать равным 0,1;

Q0 - константа, равная 4,52·106 Дж/кг;

m г,n - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.

Импульс волны давления i, Па·с, рассчитывают по формуле:

. (8.5)

Таблица 7.2 - предельно допустимое избыточное давление при сгорании газо, паро- или пылевоздушных смесей в помещениях или в открытом пространстве

Степень поражения людей ударными волнами определялась исходя из величины давления во фронте ударной волны. Предельные параметры поражения людей, предусмотренные действующими в РФ нормативами, указаны в таблице 8.3.

Таблица 8.3 - предельные параметры поражения людей ударной волной

8.2.3 Тепловое излучение

При горении пролива горючих жидкостей основными поражающими факторами является температурное воздействие пламени на людей, объекты и материалы в течение эффективного времени экспозиции.

Интенсивность теплового излучения q, кВт/м2 определяется по формуле:

q = Ef Fq , (8.5)

где Ef - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м2;

Fq - угловой коэффициент облученности;

- коэффициент пропускания атмосферы.

Ef принимают на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в таблице 8.4.

Таблица 8.4 - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив.

При отсутствии данных допускается Ef принимать равной 100 кВт/м2 для СУГ, 40 кВт/м2 - для нефтепродуктов.

Эффективный диаметр пролива d, (м) рассчитывается по формуле:

, (8.6)

где S - площадь пролива, м2.

Высота пламени Н, (м) определяется по формуле:

, (8.7)

где т - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг/(м2·с);

в - плотность окружающего воздуха, кг/м3;

g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.

Угловой коэффициент облученности Fq определяется по формуле:

, (8.8)

, (8.9)

где

, (8.10)

S1 = 2r/d, (8.11)

h = 2H/d; (8.12)

, (8.13)

где

B = (1 + S2)/(2S). (8.14)

Коэффициент пропускания атмосферы определяется по формуле:

= exp [-7,0·10-4 (r - 0,5d)]. (8.15)

Значения предельно допустимой интенсивности теплового излучения пожаров проливов ЛВЖ приведены таблице 8.5

Таблица 8.5

9. Расчёт возможных зон поражения при аварии

Для оценивания последствий необходимо рассчитать параметры поражающих факторов в соотвествии с методикой, приведённой в п.7.2

Таблица 9.1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной дипломной работе поставлена и решена задача описания объекта и его технических и структурных характеристик.

В результате проведённых исследований было построено дерево исходов аварии в резервуарном парке и рассмотрены три различных сценария. На основании которых, согласно методике, были рассчитаны радиусы зоны поражения людей и сооружений.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

2. Постановление Правительства Российской Федерации от 31 марта 2009 г. № 272 "О порядке проведения расчетов по оценке пожарного риска".

3. Приказ МЧС России от 10 июля 2009 г. № 404 «Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» (Зарегистрировано в Минюсте РФ 17 августа 2009 г. Регистрационный N 14541).

4. ГОСТ 12.1.004-91*. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

5. ГОСТ Р 12.3.047-98. ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

6. Пожаровзрывоопасность объектов хранения мазута. / И.А. Болодьян, В.П. Молчанов, Ю.И. Дешевых и др. // Пожарная безопасность. - 2000. - № 4. - С.108-121.

Размещено на Allbest.ru