Обеспечение безопасности, прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации чрезвычайной ситуации на компрессорной станции

Группа сценариев С3 (максимально негативное воздействие на окружающую среду): Разгерметизация трубопровода с природным газом на открытом пространстве, вследствие дефекта сварного шва выброс газа в открытое пространство образование переобогащенной ГВС сгорание ГВС по модели «огненный шар» при наличии источника инициирования (источником инициирования послужил разряд молнии) прямое огневое воздействие на окружающую среду термическое воздействие на окружающую среду.

Взрывоопасные облака топливно-воздушной смеси, как правило, воспламеняются через некоторое время после их образования. Это позволяет оповестить персонал предприятия о необходимости включения устройств защиты (паровые или водяные завесы для его рассеивания) и принять меры по предотвращению возможных взрывов на соседних объектах. Таким образом, весьма актуальным является обнаружение загазованности воздушной среды территории предприятий на ранних стадиях аварии.

Для расчета вероятности возникновения ЧС необходимо построить дерево отказов для каждого сценария.

1.15 Расчет вероятности возникновения ЧС, вызванной разгерметизацией газопровода в здании компрессорной станции

Моделирование аварийной ситуации представлено на дереве событий.

Дерево отказов - это графическое представление связей между отказами оборудования и аварийными ситуациями. Одним из достоинств метода является систематическое логически обоснованное построение множества отказов элементов системы, которые могут привести к аварии. В соответствии с формулами 1.5 и 1.6 проведем расчет вероятности возникновения взрыва в парке высокого давления.

; (1.5)

. (1.6)

На рисунке 1.6 приведено дерево отказов для наиболее вероятного сценария, разгерметизация газопровода в здании компрессорной станции с последующим воспламенением истекающего газа.



Рисунок 1.6 - Дерево отказов для наиболее вероятного сценария развития ЧС

В таблице 1.7 приведены значения вероятности возникновения конечных событий для нежелательного события - разгерметизация нагнетательного газопровода ГПА в блоке компримирования газа в здании компрессорной станции с последующим воспламенением истекающего газа.

Таблица 1.7 - Исходные события «дерева отказов»

Событие или состояние модели	Вероятность события Pi
Отказ предохранительных клапанов	0,04
Отказ автоматических отсекающих задвижек	0,03
Дефект сварного шва	0,06
Коррозионный износ сварного шва газопровода	0,07
Механическое повреждение газопровода	0,08

Значение для события Х, по формуле 1.5

Р_x= =1-(1-0,0738)•(1-0,08)=0,1478;

Для события Y, по формуле 1.5:

Р_y==1-(1-0,0041)•(1-0,07)=0,0738;

Для события Z, по формуле 1.6:

Р_Z=Р_A•Р_В=0,06•0,0688=0,0041;

Для события В:

Р_В=1-(1-0,04)•(1-0,03)=0,0688.

В соответствии с данными таблицы 1.5 ЧС, вызванная разгерметизацией газопровода, с дальнейшим воспламенением от источника зажигания, является редкой.

В таблице 1.8 приведены значения вероятности возникновения конечных событий для нежелательного события - разгерметизация подземного газопровода в открытом пространстве с последующим воспламенением.

Таблица 1.8 - Вероятность возникновения события

№	Событие	Вероятность
1	2	3
1	Недостаточный материал изоляции	1,3•10-4
2	Механические повреждения изоляции при ремонте и строительстве МГ	2,3•10-3
3	Неудовлетворительное нанесение покрытия	3,6•10-3
4	Неудовлетворительный контроль состояния изоляции	1•10-2
5	Недостаток работы катодной защиты	3,6•10-3
6	Высокая коррозионная активность грунта	9•10-3
7	Низкое качество работы сварщика	9•10-2
8	Некачественный контроль швов	1,5•10-4
9	Дефекты при строительстве и ремонте	2,9•10-2
10	Дефекты при транспортировке труб	3,6•10-3
11	Проведение ремонтных работ в охранной зоне	1•10-3
12	Трасса МГ не обозначена	10-4
13	Неосведомленность строительных организаций о наличии МГ	10-3
14	Оползень	0,14
15	Паводок	10-4
16	Разряд молнии	1•10-2
17	Селевой поток	10-3
18	Дефекты заводского продольного шва трубы	1,3•10-4
19	Низкое качество металла трубы	1,5•10-4

Значение для события Y(по формуле 1.5):

;

Для события M:

1-(1-1,3•10^-4)•(1-2,3•10^-3)•(1-3,6•10^-3)=0,006;

Для события G:

Р_G= Р_M•Р₄•Р₅•Р₆=0,006•1•10^-2•3,6•10^-3•9•10^-3=0,02•10^-7;

Значение для события H:

Р_H=Р₇•Р₈=9•10^-2•1,5•10^-4=1,35•10^-5;

Для события I:

;

Для события B:

Для события J:

Р_J=Р₁₁•Р₁₂•Р₁₃=1•10^-3•10^-4•10^-3=1•10^-10;

Для события K:

Для события С:

1-(1-1•10^-10)•(1-0,1495)•(1-10^-3)=0,1503;

Для события D:

;

Таким образом, для события Х:

Р_х=1-(1-0,02•10^-7)•(1-0,0466)•(1-0,1503) •(1-0,003) •(1-0,001)=0,193.

В соответствии с данными таблицы 1.5 ЧС, вызванная разгерметизацией трубопровода с природным газом в открытом пространстве, с дальнейшим сгоранием ГВС по модели «огненный шар», является отдельной (несколько случаев за десятилетие эксплуатации).

В таблице 1.9 приведены значения вероятности возникновения конечных событий для нежелательного события - полная разгерметизация соединительного газопровода, всасывающего коллектора ГПА в блоке компримирования газа.

Таблица 1.9 - Вероятность возникновения события

№	Событие	Вероятность
1	2	3
L	Абразивный износ регулятора давления	1,3•10-4
M	Дефекты не ликвидируются	10-3
1	Отбор пробы до продувочной свечи через вентиль	1,7•10-4
2	Отсутствие на продувочном трубопроводе после запорного устройства крана со штуцером для отбора пробы	2,3•10-4
3	Отсутствие или неисправности систем контроля диагностики	3,6•10-3
4	Нарушение требуемой периодичности контроля диагностики МГ	1•10-2
5	Внутренняя коррозия	3,8•10-3
6	Атмосферная коррозия	2,4•10-3
7	Повышение рабочего давления	2,9•10-2
8	Возникновение локальных напряжений	1,5•10-4
9	Некачественная диагностика и выявление дефектов перед вводом в эксплуатацию	3,2•10-2
10	Дефекты производства и СМР	3,6•10-2
11	Недостаточный контроль за регулятором	1,3•10-2
12	Недостаточный контроль персонала за дат-чиками давления	1•10-2
13	Неправильная работа манометра	2,3•10-3

На рисунке 1.8 приведено дерево отказов для нежелательного события - разгерметизациия газопровода в помещении, с дальнейшим полным разрушением здания компрессорной станции. Это является наиболее опасным сценарием развития чрезвычайной ситуации.

Рисунок 1.8 - Дерево отказов для наиболее опасного сценария развития аварии на магистральном газопроводе

Значение для события Y(по формуле 1.5):

;

Для события D:

;

Для события А:

Р_А=Р_M•Р_D=0,39•10^-3•10^-3=0,39•10^-6;

Для события К:

Р_К=Р₉•Р₁₀=3,2•10^-2•3,6•10^-2=1,15•10^-3;

Для события J:

;

Для события I:

Р_I=Р_К•Р_J=1,15•10^-3•0,029=3,33•10^-5;

Для события H:

;

Для события G:

;

Для события F:

;

Значение для события E:

Р_E=Р_F•Р_G=0,0135•0,0062=0,83•10^-4;

Значение для события B:

Р_B=Р_E•Р_M=0,83•10^-4•10^-3=0,83•10^-7;

Для события C:

1-(1-1,3•10^-2)•(1-2,3•10^-3)•(1-1•10^-2)=0,025;

Таким образом, для события Х:

Р_Х=1-(1-0,39•10^-6)•(1-1,3•10^-4)•(1-0,83•10^-7) •(1-0,025)=0,025.

В соответствии с данными таблицы 1.5 эта ЧС является единичной (один раз за время существования объекта).

1.16 Описание чрезвычайной ситуации

В здании компрессорной станции происходит полная разгерметизация соединительного газопровода, всасывающего коллектора ГПА ( 1020*16мм 38 м) в блоке компримирования газа. Причиной возникновения ЧС на компрессорной станции было резкое увеличение давления в трубопроводе. В результате происходит образование газовоздушной смеси с взрывоопасной концентрацией газа. Источником инициирования взрыва явилось соударение металлических предметов при выбросе из трубопровода газа, либо, стало результатом взаимодействия (трения) частиц вещества и металлических конструкций трубопровода.

Для проведения расчетов принимаем, что авария произошла в 12 часов дня. Время года - весна, 17 мая, скорость ветра 1,0 м/с, температура воздуха 15 ?С. Степень вертикальной устойчивости - изотермия. План компрессорной станции на рис.А2.

В результате взрыва из-за воздействия избыточного давления произошло разрушение здания компрессорной станции и близстоящих сооружений. Схема разрушений представлена в приложении А рисунок А4.

В данном разделе представлено краткое описание объекта исследования, технологическая схема «Сергиевского ЛПУМГ», приведены основные характеристики опасного вещества (природный газ). Разработаны сценарии возникновения и развития чрезвычайных ситуаций, возможных на газопроводе высокого давления. Так же рассчитаны вероятности их возникновения. Информация, полученная в данном разделе, позволяет провести расчет параметров поражающих факторов по определенным сценариям развития чрезвычайной ситуации. Цель, поставленная в разделе достигнута.

2. Прогнозирование параметров основных поражающих факторов и оценка устойчивости зданий, сооружений и технологического оборудования

В данном разделе рассчитываются показатели пожаровзрывоопасности объекта, определяется категория компрессорной станции по пожаровзрывоопасности, оцениваются социальный и индивидуальный риски, разрабатываются мероприятия по предупреждению пожаров и взрывов.

2.1 Анализ производства по пожаровзрывоопасности

В нефтегазовом комплексе используется и перерабатывается большое количество горючих и взрывоопасных материалов. Для повышения безопасности технологических процессов необходима правильная оценка взрыво- и пожароопасности этих процессов и выполнение ряда мероприятий, направленных на более рациональное проектирование и безопасную эксплуатацию.

Газоперекачивающая компрессорная станция относится к взрывопожароопасным производствам категории «А». Производства, относящиеся к данной категории, связаны с применением, транспортированием или получением горючих газов, нижний предел воспламенения которых составляет 10 % и менее по отношению к объему воздуха, жидкостей с температурой вспышки паров до 28 градусов при условии, что указанные газы могут образовывать взрывоопасные смеси.

Основными факторами, определяющими опасность участка, являются:

а) наличие и применение в больших количествах природного газа;

б) ведение процесса при высоких давлениях (до 7,5 МПа) и высоких температурах (до 300? С);

в) возможность образования зарядов статического электричества при движении газов и жидкостей по аппаратам и трубопроводам [12].

Пожаровзрывоопасность компрессорной станции обусловлена физико-химическими свойствами транспортируемых веществ. Зависимость параметров газа (давление), а также сложная пространственная конструкция трубопроводов, значительные переменные температурные и газодинамические нагрузки являются основными источниками опасностей в газопроводном транспорте.

2.2 Описание расчетного сценария чрезвычайной ситуации

В 17.05 происходит полная разгерметизация соединительного газопровода высокого давления, всасывающего коллектора газоперекачивающего агрегата от блока питания до ЭГПА ( 1020*16мм, 38 м, Р=7,5 МПа) в результате резкого повышения давления в трубопроводе. Происходит образование облака газовоздушной смеси с взрывоопасной концентрацией газа. Источником инициирования взрыва явилось соударение металлических предметов при выбросе из трубопровода газа, либо, стало результатом взаимодействия (трения) частиц вещества и металлических конструкций трубопровода.

2.3 Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов

Избыточное давление взрыва ?Р, кПа, для индивидуальных горючих веществ определяется по формуле:

?Р = (Р_max - Р₀) • ((mZ)/(V_свс_г.п.)) • (100/С_ст) • (1/К_н), (2.1)

где Р_max - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным. При отсутствии экспериментальных или справочных данных допускается принимать Р_max равным 900 кПа;

Р₀ - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101кПа);

m - масса ГГ, вышедших в результате аварии в помещение

m = V_г • с_г. (2.2)

где V_г - объем газа, поступившего в помещение в результате гипотетической аварии на газопроводе, м³;

с_г - плотность газа при расчетной температуре t_p, кг•м³, вычисляемая по формуле

с_г = = кг/м³, (2.3)

где М- молярная масса вещества, кг/кмоль;

V₀- мольный объем, равный 22,413 м³/ кмоль;

t_p - расчетная температура, ?С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации, в нашем случае 21 ?С.

Произведем расчет параметров взрыва при разгерметизации соединительного газопровода для наиболее опасного сценария С1 развития аварии: разгерметизация трубопровода в замкнутом пространстве (помещении) (полная разгерметизация соединительного газопровода, всасывающего коллектора ГПА от блока питания до ЭГПА, 1020*16мм 38 м в блоке компримирования газа) выброс газа образование взрывоопасной ГВС в замкнутом пространстве взрыв ГВС от источника инициирования поражение оборудования и персонала ударной волной, осколками оборудования, дальнейшее развитие аварии на территории компрессорной станции.

Исходные данные:

Трубопровод высокого давления Р_т=7,5 МПа;

Максимальный расход q=5 м³/с;

Диаметр трубопровода d=1020 мм;

Время срабатывания задвижек (автоматическое отключение) Т=30 с;

Расстояние между задвижками l=30 м.

Объем газа, вышедшего из трубопроводов определяется по следующей формуле

V_г = V_1Т + V_2Т = 150+3315= 3465 (м³); (2.4)

где V_1Т - объем газа вышедшего из трубопровода до его отключения,м³;

V_1Т =q•T = 5•30=150 (м³); (2.5)

где q - расход газа, равный 5 м³/с;

Т - время, до перекрытия трубопровода, равное 30 с;

V_2Т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения,м³;

V_2Т =0,01рp₂(r²₁l₁+r²₂l₂+,…,r²_nl_n),= 0,01• 3,14• 7,5•10 ³•0,685?·30= 3315 (м³);(2.6)

р = 3,14;

Р₂ - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, равное 7,5•10³ кПа;

r - внутренний радиус трубопроводов, равный 1 м;

L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, 30 м.

Следовательно, согласно формуле (3.2) вычислим массу ГГ, вышедших в результате аварии и в помещение:

m =3465•0,67= 2322 (кг).

Z - коэффициент участия горючего вещества во взрыве, который допускается принимать для горючих газов Z = 0,5;

V_св - свободный объем помещения, в нашем случае V_св =44200 м³;

С_ст - стехиометрическая концентрация ГГ, %(об.), вычисляемая по формуле

С_ст = 100/(1+4,84в), (2.7)

где в = n_c+((n_H-n_X)/4)-(n_o/2) - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания; (2.8)

Следовательно стехиометрическая концентрация ГГ будет равна:

С_ст =100/(1+4,84 •2) = 9,36%(об.).

К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. К_н допускается принимать равным 3.

Из всего выше вычисленного можно найти значение избыточное давление взрыва ?Р для индивидуальных горючих веществ:

?Р =(900-101) •((2322•0,5)/(44200•0,67)) • (100/9,36) • (1/3) = 112 кПа

Определим степень разрушения здания компрессорной станции по таблице 2.1

Таблица 2.1 Предельно допустимое избыточное давление взрыва в помещениях или на открытом пространстве

Степень поражения	Избыточное давление, кПа
Полное разрушение зданий	100
50 %-ное разрушение зданий	53
Средние повреждения зданий	28
Умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.)	12
Нижний порог повреждения человека волной давления	5
Малые повреждения (разбита часть остекления)	3

В соответствии с таблицей определяем, что при ?Р=112 кПа происходит полное разрушение здания компрессорной станции.

Произведем расчет параметров пожара для наиболее вероятного сценария С2: разгерметизация трубопровода с природным газом (частичная разгерметизация всасывающего газопровода ГПА 1020*16,5 мм 285 м в блоке компримирования газа в здании компрессорной станции) выброс газа в пределах помещения воспламенение от источника зажигания термическое поражение оборудования и персонала, дальнейшее развитие аварии на территории предприятия.

Исходные данные:

Трубопровод высокого давления Р_т=7,5 МПа;

Максимальный расход q=5 м³/с;

Диаметр трубопровода d=1020 мм;

Время срабатывания задвижек (автоматическое отключение) Т=20 с;

Расстояние между задвижками l=20 м;

Параметры помещения 85?65?10.

Находим массу горючего газа, вышедшего в результате расчетной аварии в помещение:

V=m•сг;

По формуле 2.3:

с_г = = кг/м³,

По формуле 2.6: V_2Т = 0,01• 3,14• 7,5•10 ³•0,5?·20= 1178 м³;

По формуле 2.5: V_1Т =q•T = 5•20=100 м³;

По формуле 2.4 рассчитаем объем газа вышедшего из трубопроводов:

V_г = 100+1178= 1278 м³;

Согласно формуле 2.2 вычислим массу ГГ, вышедших в результате аварии и в помещение:

m =1278•0,67=856 кг;

V_св = 0,8•55250= 44200 м³ - свободный объем помещения;

СН₄:в =1+((4-0)/4-(0/2) =2;

По формуле (2.7):

С_ст =100/(1+4,84 •2) = 9,36%(об.);

Z=0,5 по таблице 2.7.

По формуле (2.1) избыточное давление сгорания газовоздушной смеси ?Р, кПа, для индивидуальных горючих веществ определяется:

?Р = (900 -101) • ((2023•0,5)/(44200•0,67_.)) • (100/9,36) • (1/3)=97кПа,

В соответствии с таблицей 2.1, при ?Р=97 кПа происходит полное разрушение здания компрессорной станции.

2.4 Расчёт параметров волны давления при разрыве газопровода в открытом пространстве

Рассчитаем параметры волны давления при разрыве газопровода в открытом пространстве, для сценария С3 развития аварии с максимально негативным воздействием на окружающую среду

Параметрами волны давления являются избыточное давление в положительной фазе волны p и безразмерный импульс положительной фазы волны i.

При разрушении газопровода с природным газом на полное сечение реализуются три основных сценария:

1 - образование воздушных волн сжатия в воздухе за счет расширения в атмосфере природного газа, выброшенного под высоким давлением из объема разрушившейся части газопровода с воздействием избыточного давления и импульса, разлет фрагментов трубы и обломков грунта;

2 - образование огневого шара, возникающего на начальной стадии истечения газа из разрушенного трубопровода (не более 1 минуты после разрушения), с воздействием теплового поля;

3 - горение факела с воздействием теплового поля от пламени, образованного горением высокоскоростных струй газа, истекающих из разрушенной части трубопровода.

При моделировании опасных факторов взрыва учитывались только факторы нагружения импульсным и барическим действием воздушных волн сжатия, образующихся при расширении в атмосфере природного газа, выброшенного под высоким давлением из объема разрушившейся части газопровода. Для расчета этих характеристик были использованы широко применяемые на практике соотношения М.А.Садовского для сферической волны в свободном пространстве [13, 14]:

- избыточное давление на фронте волны сжатия:

, МПа, (2.8)

где - приведённый радиус, рассчитан по формуле 2.11;

- импульс положительной фазы сжатия:

, кПас, (2.9)

где -масса тротилового эквивалента, рассчитан по формуле 3.5;

- период положительной фазы сжатия:

, с, (2.10)

где R - расстояние от места аварии, принимается равным 60 м, расстояние до первого садового участка.

Приведённый радиус рассчитывается по формуле:

, (2.11)

Приведение энергии расширения массы газа, участвующей в формировании первичных волн сжатия к эквивалентной энергии от взрыва тротилового эквивалента в соответствии с законами подобия [15,16] позволяет выражение (2.5), в котором энергия распределения сферической волны при наземном взрыве удваивается и имеет форму полусферы:

, кг. (2.12)

где - поправочный коэффициент, равный для слабонесущих и средних грунтов (пески, супеси) примерно 0,6, а для плотных грунтов (суглинки и глины) - 0,8;

Q_ТНТ - теплота сгорания тротила, равная 4,210⁶ Дж/кг;

М_Г - масса сжатого газа, участвующая в формировании первичных волн сжатия, кг (3.11),

, кг. (2.13)

А_Г - работа расширения единицы массы газа, Дж/кг, и, полагая процесс расширения газа адиабатическим (PV^k=const), имеем [13]:

, Дж/кг. (2.14)

P₀ - атмосферное давление, 101,3 кПа;

r₀ =0,7168 - плотность природного газа при 0?С;

P₁ - рабочее давление перекачки, 5,5 МПа;

r₁ - плотность газа при перекачке, 0,71 кг/м³;

Lp - длина разрушенного участка, 65 м (рисунок 2.1).

Как показал анализ статистики аварий на газопроводах [12,15], существует определенная корреляция между протяженностью разрыва Lp и технологическими параметрами трубопроводов (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Зависимость протяженности аварийного разрыва от диаметра трубопровода

Таким образом, по формулам 2.8-2.14 для расчетной аварии подземного трубопровода, получим, что лесопосадка, расположенная в 60 метрах от места разрыва получит избыточное давление в 3,5 кПа. Зависимость значения избыточного давления от расстояния представлена на рисунке 2.2.

Результаты расчета свидетельствуют о том, что возникающая при разрушении газопровода волна сжатия не представляет серьезной угрозы для жизни человека, оказавшегося даже в непосредственной близости (не ближе 50 м) от места аварии, и не способна вызвать каких-либо повреждений зданий и сооружений, расположенных за пределами существующих охранных зон, что также подтверждается отечественным и зарубежным опытом ликвидации аналогичных аварий.

При разгерметизации и взрыве газопровода по произведенным расчетам ожидается, что избыточное давление от взрыва на расстоянии 60 м. составит 3,5 кПа (формула 2.8).

2.5 Расчет размеров зон, ограниченных НКПР газов при поступлении ГГ в помещение

Для определения размеров газопаровоздушного облака паров веществ, поступившего в открытое пространство произведем расчет размеров зон ограничивающих область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени.

Расстояние Х_НКПР, Y_НКПР, Z_НКПР рассчитывают по следующим формулам:

Х_НКПР = К₁l(K₂ln(дC₀/C_НКПР)^0.5; (2.15)

Y_НКПР = К₁b(K₂ln(дC₀/C_НКПР)^0.5; (2.16)

Z_НКПР = К₃h(K₂ln(дC₀/C_НКПР)^0.5. (2.17)

где К₁ - коэффициент, принимаемый равным 1,1314 для ГГ;

K₂ - коэффициент, равный 1 для ГГ;

К₃ - коэффициент, принимаемый равным 0,0253 для ГГ при отсутствии подвижной воздушной среды; 0,02828 для ГГ при подвижной воздушной среде;

h - высота помещения, равная 10м;

b - ширина помещения, равная 65м;

l - длина помещения, равная 85м;

д - допустимое отклонение концентраций при задаваемом уровне значимости Q(C > c), равный 1,63;

размеры помещения 65 на 85;

U - подвижность воздушной среды при работающей вентиляции;

С_НКПР - по табличным данным для метана составляет 5,28% (об.)

Вычислим С_о - предэкспоненциальный множитель, %(об.), равный:

при отсутствии подвижной среды для ГГ:

С_о = 3,77 • 10³ • (m / (с_г. • V_св); (2.18)

где m - масса ГГ, вышедших в результате аварии и в помещение;

с_г. - плотность газа, вышедшего из трубопроводов, с_г =0,67 м³

V_св - свободный объем помещения, в нашем случае V_св =44200 м³;

при подвижности воздушной среды для ГГ:

С_о = 3 • 10² • (m / (с_г. • V_св •U₎; (2.19)

Рассчитаем размеры зон, ограниченных НКПР газов при поступлении ГГ в помещение, для наиболее опасного сценария С1 развития аварии, по формулам 2.15...2.17:

Данные для расчета: масса вышедшего газа, в результате аварии 2322 кг, свободный объем помещения 44200 м³.

С_о = 3,77 • 10³ •(2322 /(0,67_. •44200) = 296 %(об.);

С_о = 3• 10² •(2322 /(0,67_. •44200_. • 0,1) = 235 % (об.);

Рассчитаем размеры зон, ограниченных НКПР газов при поступлении ГГ в помещение:

при работающей вентиляции:

Х_НКПР =1,1314 • 85 (1_. • ln ((1,63. •235) / 5,28))^0,5 = 199 м;

Y_НКПР =1,1314 • 65 ((1_. • ln (1,63. •235) / 5,28))^0,5 = 152 м;

Z_НКПР =0,02828 • 10 ((1_. • ln (1,63. • 235) / 5,28))^0,5 =0,58 м;

при неработающей вентиляции:

Х_НКПР =1,1314 • 85 ((1_. • ln (1,63. • 296) / 5,28))^0,5 = 204 м;

Y_НКПР =1,1314 • 65 ((1_. • ln (1,63. •296) / 5,28))^0,5 = 156 м;

Z_НКПР =0,0253 • 10 ((1_. • ln (1,63. •296) / 5,28))^0,5 = 0,54 м;

Цилиндр, внутри которого располагается источник возможного выделения горючих газов, будет ограничен размерами здания компрессорной станции (85?65?10). В пределах этой зоны создается взрывоопасная среда.

Рассчитаем размеры зон, ограниченных НКПР газов при поступлении ГГ в помещение, для наиболее вероятного сценария С2 развития аварии, по формулам 2.15...2.17:

Данные для расчета: масса вышедшего газа, в результате аварии 856 кг, свободный объем помещения 44200 м³.

Вычислим С_о - предэкспоненциальный множитель, %(об.):

при отсутствии подвижной среды для ГГ, по формуле 2.18:

С_о = 3,77 • 10³ •(856 /(0,67_. •44200) = 109 %(об.);

при подвижности воздушной среды для ГГ, по формуле 2.19:

С_о = 3• 10² •(856 /(0,67_. •44200_. • 0,1) = 87 % (об.);

при работающей вентиляции:

Х_НКПР =1,1314 • 85 ((1_. • ln (1,63. •87) / 5,28))^0,5 = 175 м;

Y_НКПР =1,1314 • 65 ((1_. • ln (1,63. •87) / 5,28))^0,5 = 134 м;

Z_НКПР =0,02828 • 10 ((1_. • ln (1,63. • 87) / 5,28))^0,5 =0,5 м;

при неработающей вентиляции:

Х_НКПР =1,1314 • 85 ((1_. • ln (1,63. • 109) / 5,28))^0,5 = 180 м;

Y_НКПР =1,1314 • 65 ((1_. • ln (1,63. •109) / 5,28))^0,5 = 138 м;

Z_НКПР =0,0253 • 10 ((1_. • ln (1,63. •109) / 5,28))^0,5 = 0,5 м;

Цилиндр, внутри которого располагается источник возможного выделения горючих газов, будет ограничен размерами здания компрессорной станции (85?65?10). В пределах этой зоны создается взрывоопасная среда.

2.6 Расчет размеров зон, ограниченных НКПР газов при поступлении ГГ в открытое пространство

Произведем расчет зон, ограниченных НКПР газов для сценария С3 с максимально негативным воздействием на окружающую среду.

Критериями размеров зон, ограниченных НКПР газов, при аварийном поступлении горючих газов в открытое пространство при неподвижной воздушной среде являются расстояния Х_НКПР, Y_НКПР, Z_НКПР, м.

Эти расстояния для горючих газов рассчитываются по формулам:

, (2.20)

, (2.21)

где m_г - масса поступившего в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;

с_г - плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг/м³;

С_НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ % (об.).

Для определения плотности ГГ применяется формула:

, (2.22)

где М - молярная масса, равна 16,1 кг/моль - для природного газа;

V₀ - мольный объем, равный 22,413 м³/кмоль;

t_p - расчетная температура, равная 12 ⁰С;

Отсюда, с_г = 16,1/(22,413·(1+0,00367·12)) = 0,71 кг/м³.

Произведем расчёт зон НКПР пламени для сценария С3 с максимально негативным воздействием на окружающую среду, при беспламенном истечении газа из образовавшегося свища в газопроводе в 5 м³/с и длительностью 15 минут.

Для определения массы поступившего в открытое пространство ГГ при разгерметизации трубопровода применяется формула 2.2:

m_г=V_т•с_г,

Объем газа, вышедшего из трубопровода, по формуле 2.4:

V_т = 5•900=4500 м³;

m_г=4500 0,71 =3195 кг.

Т.о. по формулам (2.20) и (2.21) рассчитаем расстояния X_НКПР, Y_НКПР и Z_НКПР для природного газа, ограничивающие область концентраций, превышающих НКПР:

м;

 м.

Для ГГ геометрически зона, ограниченная НКПР, будет представлять цилиндр с основанием радиусом R_б и высотой h_б = 2R_б при R_б h и h_б = h + R_б при R_б > h, внутри которого расположен источник возможного выделения ГГ [17].

Таким образом, для расчетной аварии подземного трубопровода, геометрически зона, ограниченная НКПР газов, будет представлять цилиндр с основанием радиусом R_б = X_НКПР = Y_НКПР = 142,6 м и высотой h_б = Z _НКПР=3,2 м.

2.7 Расчетное определение значения коэффициента участия ГГ во взрыве

Приведенные расчеты применяются для случая

100т/(с_г.п • V_св)<0.5 • C_НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени газа, % (об.), и для помещений в форме прямоугольного параллелепипеда с отношением длины к ширине не более 5.

Коэффициент Z участия ГГ во взрыве при заданном уровне значимости рассчитывается:

Z = ((5•10^-3•р)/m) • с_г •(C₀+ C_НКПР /д) • Х_НКПР • Y_НКПР • Z_НКПР; (2.23)

Рассчитаем коэффициент Z участия ГГ во взрыве при заданном уровне значимости для наиболее опасного сценария С1.

Данные для расчета:

m =2322 кг, согласно формуле (2.2);

с_г = 0,67 кг/м^-3, согласно формуле (2.3);

С₀ = 296 %(об.), согласно (2.11) - при отсутствии воздушной среды;

С₀ = 235 %(об.), согласно (2.12) - при подвижной воздушной среде;

д = 1,63

при отсутствии воздушной среды

Z = ((5•10^-3 •3,14)/2322) •0,67 •(296+(5,28/1,63)) •204 •156 •0,54 = 23;

при подвижной воздушной среде:

Z = ((5•10^-3 •3,14)/2322) •0,67 •(235+(5,28/1,63)) •199 •152 •0,58 = 19.

Таким образом коэффициент участия горючих газов во взрыве при отсутствии воздушной среды равно 23, при подвижной воздушной среде - 19.

2.8 Расчет параметров взрыва газовоздушных смесей

При взрыве газовоздушных смесей (ГВС) зону детонационной волны, ограниченную радиусом r₀, можно определить по формуле

r₀ = , м, (2.24)

где 1/ 24 - коэффициент, м/кДж^1/3;

Э - энергия взрыва смеси, определяемая из выражения

Э = , кДж, (2.25)

где С - стехиометрическая концентрация горючего по объему в %, для метана 9,45 об.%;

_стх - плотность смеси стехиометрического состава, кг/м³, для метана составит 1,232 кг/м³;

Q_стх - энергия взрывчатого превращения единицы массы смеси стехиометрического состава, кДж/кг;

V₀ - свободный объем помещения, м³.

Произведем расчет параметров взрыва газовоздушных смесей для наиболее опасного сценария С1:

Данные для расчета: Q_стх - для метана 2,763•10³ кДж/кг,

V₀ =0,8•V_п=0,8•55250=44200 м³.

Э = =1592,1•10⁶, кДж,

r₀ = =48,7, м,

Зона действия воздушной ударной волны (ВУВ) начинается сразу за внешней границей облака ГВС. Давление во фронте ударной волны Р_ф зависит от расстояния до центра взрыва и определяется таблице 2.2, исходя из соотношения

Р_ф = f (r / r₀), (2.26)

где r - расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки.

Таблица 2.2- Зависимость Р_ф от расстояния до центра взрыва

r/r0	0 - 1	1,01	1,04	1,08	1,2	1,4	1,8	2,7
Рф,кПа	1700	1232	814	568	400	300	200	100
r/r0	3	4	5	6	8	12	20
Рф,кПа	80	50	40	30	20	10	5

Данные определенные по формуле 2.10 в соответствии с таблицей 2.2 занесем в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Зависимость избыточного давления на фронте ударной волны и расстояния до центра взрыва

Расстояние до центра взрыва, м	r/r0	Pф, кПа
20	1,4	300
40	1,8	200
60	2,2	100
100	3	80
150	4	50
200	5	40
250	6	30
350	8,2	20
500	12	10

Рассмотрим воздействие избыточного давления ударной волны на человека.

Таблица 2.4 - Воздействие избыточного давления ударной волны на человека

Уровень поражения	Величина избыточного давления, кПа	Расстояние до центра взрыва, м
Летальный исход	300	27
Перелом ребер	130	40
Состояние контузии	70	54.5
Общее сотрясение организма, кровоизлияние в легкие, мышечное кровоизлияние	50	65.5
Разрыв барабанных перепонок	20	114

Избыточным давлением ударной волны будет поражен персонал компрессорной станции.

Рассчитаем уровни разрушений при взрыве в здании компрессорной станции.

2.9 Расчет уровней разрушений при взрыве

Произведем расчет уровней разрушений при взрыве для наиболее опасного сценария С1 развития аварии.

Расстояние от предполагаемого центра взрыва до объекта, т.е. радиус разрушений, который определяют по формуле:

, (2.27)

где W - тротиловый эквивалент взрыва, кг;

К - константа соответствующих разрушений;

Выделяют шесть основных зон опасности для следующих значений константы:

1) К=1 - условный радиус полного разрушения.

2) К=3,8 - зона полного разрушения зданий.

3) К=5,6 - зона 50%-го разрушения зданий.

4) К=9,6 - зона разрушений зданий без обрушения.

5) К=28 - зона умеренного разрушения зданий с разрушением дверей, оконных переплетов, внутренних перегородок.

6) К=56 - зона малого повреждения с разрушением около 10% остекления.

Тротиловый эквивалент взрыва рассчитывается по формуле:

W=, (2.28)

где Z - доля приведенной массы паров, участвующих во взрыве (принимается Z=0,1),

q - низшая теплота сгорания, кДж/кг (для прир. газа q = 53082,492 кДж/кг)

q_t - удельная энергия взрыва тротила, кДж/кг (q_t = 4520 кДж/кг),

m - общая масса газа, кг.

W = = 1212 кг.

Отсюда, согласно формуле 3.13 находим радиус разрушений:

R = K· = K·7,55.

Результаты расчетов по всем зонам опасности сведены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 - Зоны разрушений при взрыве природного газа

№ п/п	Зоны разрушений	Радиус разрушений, м
1	Зона полного разрушения, К=1	7,6
2	Зона полного разрушения зданий, К=3,8	28,7
3	Зона 50%-го разрушения зданий, К=5,6	42,3
4	Зона разрушения зданий без обрушений, К=9,6	72,5
5	Зона умеренного разрушения зданий, К=28	211,4
6	Зона повреждения около 10 % остекления, К=56	423

Ситуационный план рассматриваемого сценария развития аварии представлен в приложении А.

Все полученные данные сведем в таблицу.

Таблица 2.6 - Сводная таблица

Наименование показателя	Разгерметизация газопровода в помещении
Масса горючих газов, вышедших в атмосферу, кг	2322
Удельная теплота сгорания газа, кДж/кг	35996,03
Расстояние от эпицентра взрыва, м, соответствующее избыточному давлению: Pф = 100 кПа Pф = 50 кПа Pф = 30 кПа Pф = 12 кПа	60 150 250 500
Среднее число людей в соответствующей зоне действия ударной волны, чел.	0
	0
	2
	3
Число пораженных от действия ударной волны, чел.	5
Радиус зоны, ограниченной НКПР, м	85
Число пораженных от действия открытого пламени в результате взрыва, чел.	0

В связи с тем, что наличие очагов возгорания возможно, применение средств пожаротушения необходимо. Но на территории компрессорной станции располагается сеть пожарных гидрантов.

2.10 Расчет параметров завала, образовавшегося в результате взрыва

Рассчитаем параметры завала, образовавшегося в результате взрыва, для наиболее опасного сценария С1.

Высота завала (h) - расстояние от уровня земли до максимального уровня обломков в пределах контура здания.

Основными факторами, определяющими высоту завала, являются этажность здания и величина действующего давления во фронте воздушной ударной волны. Чем больше давление, тем дальше разлетаются обломки, что приводит к уменьшению высоты завала (рисунок 2.2). Максимальной по величине высота завала будет в том случае, если на здание подействует минимальное давление, вызывающее разрушение стен здания. За минимальное давление обычно принимают P_ф=0,05МПа.

Высоту завала можно определить из условия равенства объема образовавшегося завала

, (2.29)

и объема обелиска

, (2.30)

где А, В, Н - длина, ширина и высота здания, м;

- объем завала на 100 м³ строительного объема здания, принимаемый: для промышленных зданий - = 20 м³; для жилых зданий - = 40 м³;

h - высота завала;

L - дальность разлета обломков (при авариях со взрывом L=0,5H);

А_зав, В_зав - длина и ширина завала.

Рисунок 2.2 - Расчетная схема образования завала при различных давлениях

Размеры завалов при взрыве в здании определяются по формулам

А_зав= А+2L; В_зав=В+2L (2.31)

Вне здания: А_зав= А+L; В_зав=В+L (2.32)

Приравняв правые части формул (2.22) и (2.23), найдем высоту завала

, (2.33)

Из приложения Б видно, что полному разрушению подвергнутся здание компрессорной станции (А=85 м, В=65 м, Н=10 м, А_зав=95 м, В_зав=75 м) и установка подготовки газа (А=4 м, В=5 м, Н=4 м, по формулам 3.17: А_зав=6 м, В_зав=7 м). Таким образом, подставив значения получим высоту и объем завала, образовавшегося при полном разрушении строения

;

;

;

;

;

.

Объем завала зданий, получивших сильную степень разрушения, принимают равным половине от объема завала полностью разрушенного здания. В зоне сильных разрушений находятся установка охлаждения газа (А=45м, В=20 м, Н=4 м, А_зав=47 м, В_зав=22 м), здание ремонтного управления (А=30 м, В=10 м, Н=3 м, А_зав=33 м, В_зав=13 м) и установка очистки газа (А=38 м, В=15 м, Н=4 м, А_зав=40 м, В_зав=17 м).

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Общие потери людей на объекте будут суммироваться из чисел пострадавших в зданиях и вне зданий

N_об = N_об.зд + N_{об.откр.}, (2.34)

где N_об.зд - пострадавшие, находившиеся в зданиях (17 человек);

N_{об.откр} - пострадавшие, находившиеся вблизи здания (0 человек).

Следовательно,

N_об = 17+0=17 чел.

Безвозвратные потери людей под завалами составят

N_б = 0,6•N_об (2.35)

N_б = 0,617=10 чел.,

а санитарные потери в завалах

N_с = N_об - N_б (2.36)

N_с = 17 - 10=7 чел.

Таким образом, общее число пострадавших при ЧС на компрессорной станции будет определяться как сумма пострадавших от избыточного давления ударной волны взрыва и пострадавших, находящихся под завалами:

N_сан=7+5=12; N_{безвозвр}=10+0=10.

Общее число пострадавших при ЧС на компрессорной станции составит- 22 человека.

2.11 Расчет интенсивности теплового излучения и времени существования «огненного шара»

Облако газовоздушной смеси, переобогащенное топливом, и не способное поэтому объемно детонировать, начинает гореть вокруг своей внешней оболочки, образуя огневой шар. Такие шары, вызванные горением углеводородов, светятся и излучают тепло, что может причинить смертельные ожоги и вызвать возгорание горючих веществ. Огневой шар как поражающий фактор оценивается следующими параметрами:

- максимальный размер;

- время существования;

- плотность теплового потока.

Данные для расчета.

По сценарию С3 с максимально негативным воздействием на окружающую среду, перед образованием «огненного шара», 902,5 кг. газа участвует в образовании избыточного давления, т.о. масса газа в «огненном шаре» составит 2292,5 кг. Плотность газа 0,71 кг/м³. Расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара» 60м.

Расчет интенсивности теплового излучения «огненного шара» q, кВт/м², проводят по формуле:

q = E_f F_q , (2.37)

где E_f -- cреднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт/м²;

F_q -- угловой коэффициент облученности;

- коэффициент пропускания атмосферы.

E_f определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать E_f равным 450 кВт/м² [17].

F_q рассчитывают по формуле:

, (2.38)

где Н-- высота центра «огненного шара», м;

D_s -- эффективный диаметр «огненного шара», м;

r -- расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром «огненного шара», м.

Эффективный диаметр «огненного шара» D_s рассчитывают по формуле:

Ds =5,33• m ^0,327, (2.39)

где т -- масса горючего вещества, кг.

H определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать H равной D_s/2.

Время существования «огненного шара» t_s, с, рассчитывают по формуле:

t_s = 0,92 m ^0,303 (2.40)

Коэффициент пропускания атмосферы рассчитывают по формуле:

= ехр [-7,0 10^-4 (- D_s / 2)], (2.41)

Доза теплового излучения Q, Дж/м²,рассчитывается по формуле:

Q = q ts, (2.42)

Расчет.

По формуле (2.39) определяем эффективный диаметр «огненного шара» D_s:

Ds = 5,33 2292,50,327 = 66,9 м.

По формуле (2.38), принимая H = D_s /2 = 33,5 м, находим угловой коэффициент облученности F_q:

По формуле (2.41) находим коэффициент пропускания атмосферы :

= ехр [-7,0 10-4 ()] = 0,97.

По формуле (2.37), принимая E_f = 200 кВт/м², находим интенсивность теплового излучения q:

q = 450 0,1 0,97 = 45,3 кВт/м².

По формуле (2.40) определяем время существования «огненного шара» t_s:

t_s = 0,92 2292,5^0,303 = 9,5 с.

Доза теплового излучения Q определяем по формуле (2.42):

Q = 453009,5 = 0,43 МДж/м².

Зависимость величины теплового излучения огневого шара от расстояния до его центра представлена в таблице 2.7 и на рисунке 2.3.

Таблица 2.7 - Зависимость величины теплового потока от расстояния до его центра

Расстояние до центра огневого шара	Тепловой поток, q, кВт/м2	Доза теплового излучения, 105 Дж/м2
1	2	3
40	70,2	6,7
60	45,3	4,4
80	28,6	2,8
100	18,4	1,8
120	12,2	1,2
140	8,4	0,8
160	5,9	0,6
180	4,3	0,4
200	3,2	0,3
220	2,4	0,2
240	1,9	0,2
260	1,5	0,1
280	1,2	0,1

Площадь пожара на промплощдке КС составила 2352 м².

За время существования огневого шара (9,5 сек.), допустим, что 3 человека получат ожоги различной степени тяжести. На таблице 2.8 представлена численность и степень ожогов пострадавшего населения.

Таблица 2.8 - Предельно допустимая доза теплового излучения при воздействии «огненного шара» на человека

Расстояние до центра огневого шара, м	Доза теплового излучения, Дж/м2	Степень ожога	Численность пострадавшего населения
до 75	3,2105	III	1
От 75 до 90	2,2105	II	1
От 90 до 115	1,2105	I	1

Т.о. 1 человек, находящийся в радиусе до 75 метров от газопровода получит ожоги III степени,1 человек в радиусе от 75 до 90 метров II степень и 1 человек в радиусе от 90 до 115 метров I степень. Всего пострадает 3 человека.

Учитывая масштаб и расстояние, на котором расположен газопровод, необходимо произвести оценку риска для населения находящиеся на промплощадке компрессорной станции.

2.12 Метод оценки индивидуального риска для аварии в помещении

Уровень обеспечения безопасности людей при пожарах отвечает требуемому, если:

, (2.43)

где -- нормируемый индивидуальный риск, = 10^-6 год^-1;

Q_в -- расчетный индивидуальный риск.

Расчетный индивидуальный риск Q_в в каждом здании (помещении) рассчитывают по формуле

Q_в ⁼ Q_п P_пp (1 - Р_э) (1 - P_п.з), (2.44)

где Q_п -- вероятность пожара в здании в год (Q_п=10^-4 - по статистическим данным);

Р_пр -- вероятность присутствия людей в здании;

Р_э -- вероятность эвакуации людей;

Р_п.з -- вероятность эффективной работы технических решений противопожарной защиты.

Вероятность эвакуации Р_э рассчитывают по формуле

Р_э = 1 - (1 - Р_э.п)(1 - Р_д.в), (2.45)

где Р_э.п -- вероятность эвакуации по эвакуационным путям;

Р_д.в -- вероятность эвакуации по наружным эвакуационным лестницам (Р_д.в=0, поскольку в здании не предусмотрены наружные лестницы).

Вероятность Р_э.п рассчитывают по формуле

, (2.46)

где -- время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них ОФП, имеющих предельно допустимые для людей значения, мин (=18 мин);

t_р -- расчетное время эвакуации людей, мин;

-- интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей, мин (=3 мин).

Произведем расчет индивидуального риска для наиболее вероятного сценария С2 развития аварии.

В помещении компрессорного цеха на этот момент находилось N=30 чел. (персонал), здание одноэтажное Р_пр = 1. Помещение имеет 2 выхода (1 - центральный и 1 - эвакуационный). Ширина путей эвакуации -2 м; ширина дверей - не менее 0,8 м; двери по путям эвакуации предусмотрены открывающимися по направлению выхода из здания или помещения; высота проходов по путям эвакуации - не менее 2,5 м.



- место пожара; I, II - эвакуационные выходы; 1, 2 - участки эвакуационного пути.

Рисунок 2.4 - Расчетная схема эвакуации

Примем, что эвакуация осуществляется одновременно по двум направлениям с приблизительно равной плотностью.

Плотность людского потока на участке пути D рассчитывают по формуле

. (2.47)

где N -- число людей на участке, чел (примем N=30 чел.);

f -- средняя площадь горизонтальной проекции человека, м², принимаемая равной 0,100 -- взрослого в домашней одежде; 0,125 -- взрослого в зимней одежде; 0,070-- подростка;

l -- средняя длина участка пути, м (примем l=50 м);

-- ширина участка пути, м (=2 м).

Таки образом, плотность людского потока на участках эвакуационных путей:

м^-2.

Время движения людского потока по участку пути t_i, мин, рассчитывают по формуле

, (2.48)

где l -- средняя длина участка пути, м;

-- скорость движения людского потока по горизонтальному пути на участке, м/мин (определяют по таблице 2.9 в зависимости от плотности D).

Таблица 2.9 -- Интенсивность и скорость движения людского потока при различной на разных участках путей эвакуации в зависимости от плотности

Плотность потока D, м2/м2	Горизонтальный путь	Дверной проем, интенсивность q, м/мин	Лестница вниз	Лестница вверх
	Скорость v, м/мин	Интенсивность q, м/мин		Скорость v, м/мин	Интенсивность q, м/мин	Скорость v, м/мин	Интенсивность q, м/мин
0,01	100	1,0	1,0	100	1,0	60	0,6
0,05	100	5,0	5,0	100	5,0	60	3,0
0,10	80	8,0	8,7	95	9,5	53	5,3
0,20	60	12,0	13,4	68	13,6	40	8,0
0,30	47	14,1	16,5	52	16,6	32	9,6
0,40	40	16,0	18,4	40	16,0	26	10,4
0,50	33	16,5	19,6	31	15,6	22	11,0
0,70	23	16,1	18,5	18	12,6	15	10,5
0,80	19	15,2	17,3	13	10,4	13	10,4
0,90 и более	15	13,5	8,5	8	7,2	11	9,9
Примечание -- Интенсивность движения в дверном проеме при плотности потока 0,9 и более, равная 8,5 м/мин, установлена для дверного проема шириной 1,6 м и более, а при дверном проеме меньшей ширины интенсивность движения следует определять по формуле q = 2,5 + 3,75

Следовательно, время движения людского потока по участку:

мин.

Расчетное время эвакуации людей t_р следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути t_i по формуле:

t_p = t₁ + t₂, (2.49)

где t₁, t₂,-- время движения людского потока на каждом участке пути, мин.

Расчетное время эвакуации:

t_р = 2t = 20,5 = 1 мин.

Таким образом, вероятность Р_э.п:

Подставив полученные значения, вероятность эвакуации Р_э

Р_э = 1 - (1 -0,999)(1 - 0)=0,999.

Вероятность эффективного срабатывания противопожарной защиты Р_п.з рассчитывают по формуле:

, (2.50)

где п -- число технических решений противопожарной защиты в здании (n=1)-автоматическая установка водяного пожаротушения;

R -- вероятность эффективного срабатывания i-го технического решения (R=0,67- автоматическая установка водяного пожаротушения разрушена воздушной ударной волной при взрыве ТВС разрушена частично;).

Следовательно, вероятность эффективного срабатывания противопожарной защиты

.

Подставив полученные значения в выражение (5.2) получим:

Q_в ⁼ 10^-41(1 - 0,999) (1 - 0,67)=3310^-9 год^-1.

Их расчетов видно, что условие безопасности людей выполнено, значение индивидуального риска меньше допустимого. Для еще более меньшего риска для персонала необходимо внедрение систем пожаропредупреждения и пожарозащиты, разработка мер по снижению вероятности возникновения рассматриваемой чрезвычайной ситуации, проведение пожарно-тактических учений с участием работающего персонала.

2.13 Метод оценки социального риска для аварии в помещении

Социальный риск оценивается как вероятность гибели в результате пожара 10 и более человек в течение года.

Вероятность Q₁₀ гибели 10 и более человек в результате пожара рассчитывается по формуле

, (2.51)

Таким образом, вероятность гибели 10 и более человек в результате пожара т.к. 1+3 < 18

А значит, и вероятность гибели от пожара 10 и более человек в течение года R₁₀ = 0.

R₁₀ = Q_пP_пр(1 - Р_э)(1 - Р_пз)Q₁₀. (2.52)