Південно-Уральський державний університет
Кафедра "Безпека життєдіяльності"
Розрахунково-пояснювальна записка
до курсового проекту
Визначення стійкості функціонування промислового об'єкта в надзвичайних ситуаціях
Виконав:
Група: МТ -547
Варіант: 9
Перевірив: Горбунов С.Є.
Проект захищений
з оцінкою .
" " 2004
Челябінськ 2004р.
Зміст
Введення Завдання на курсове проектування Основи стійкості функціонування об'єктів економіки у надзвичайних ситуаціях . I. Визначення параметрів вражаючих чинників прогнозованих надзвичайних ситуацій . II. Визначення стійкості виробничого комплексу об'єкта до вражаючих факторів: 1. Визначення стійкості виробничого комплексу об'єкта до впливу повітряної ударної хвилі 2. Визначення стійкості виробничого комплексу до впливу светотеплового випромінювання 3. Визначення стійкості виробничого комплексу до впливу вторинних вражаючих факторів . III. Методика визначення стійкості виробничої діяльності об'єктів . IV. Заходи щодо підвищення стійкості функціонування об'єктів економіки у надзвичайних ситуаціях Висновок Список літератури Додаток |
Введення
Одним з найважливіших умов забезпечення безпеки життєдіяльності виробничого персоналу об'єктів економіки (підприємств, установ, організацій) є їх стійка робота при надзвичайних ситуаціях невійськового і військового характеру: природних, екологічних та інших катастроф, техногенних аваріях, застосуванні ймовірним противником зброї звичайного, масового або глобального поразки .
Завдання на курсове проектування
1. За вихідними даними відповідного варіанта (табл. п.18 ... п.25 [1]) дослідити й оцінити стійкість механічного цеху машинобудівного заводу до вражаючих впливів (факторів) НС.
2.При дослідженні та оцінці стійкості механічного цеху:
А) Накреслити:
на аркуші ватману А1 розташування заводу щодо точки прицілювання ядерного удару і розрахункових центрів вибуху (ЦВ В і ЦВ Д); зони руйнувань і район можливого радіоактивного зараження місцевості (ВРЗМ);
на аркуші ватману А1 план цеху і розташування устаткування в ньому.
Б) Визначити (розрахувати):
кДж/м 2 , дозу излучений проникающей радиации Д р (бэр), эталонный уровень радиации (мощность дозы) Р 1 р/ч, на территории завода (цеха), определить время формирования зон ВРЗМ и время подхода облака с радиоактивными веществами к объекту экономики;
Стійкість елементів виробничого комплексу цеху: будівлі, устаткування, комунально-енергетичних мереж (КЕС), транспорту та зв'язку до дії вищеперелічених вражаючих факторів.
При цьому, розрахунок можливих руйнувань обладнання зі значною площею виробляти за дією надлишкового тиску D Р Ф кПа, з використанням таблиць, а елементів з незначною площею - по дії тиску швидкісного напору D Р СК з використанням формул.
Результати дослідження стійкості виробничого комплексу цеху до прогнозованих параметрах НС оформити у вигляді таблиці (табл.2 [1]), зробити відповідні висновки та розробити заходи щодо підвищення стійкості ПК цеху.
За даними дослідження скласти схему можливих руйнувань будівлі та обладнання виробничого комплексу цеху при D Р Ф = 10, 20, 30, 40 і 50 кПа. На аркуші ватману А1 накреслити таблицю дослідження стійкості виробничого комплексу цеху до дії повітряної ударної хвилі і схему дії Р СК на обладнання незначній площі.
3. Дослідити та оцінити стійкість ПК механічного цеху машинобудівного заводу до дії внутрішніх і зовнішніх вторинних вражаючих факторів: вибуху газоповітряної суміші та руйнування ємності з аварійно хімічно небезпечними речовинами (АХОВ).
4. За результатами оцінки стійкості виробничого комплексу цеху до дії повітряної ударної хвилі вибуху газоповітряної суміші зробити висновки і розробити заходи щодо підвищення стійкості виробничого комплексу цеху.
5. Накреслити (на аркуші ватману А1) розташування заводу (цеху) щодо центру міста та хімкомбінату, і район можливого хімічного зараження місцевості при інверсії і швидкості вітру 1 м / с; α 2 - аналогічно ядерного вибуху.
Визначити (розрахувати):
глибину району зараження місцевості АХОВ з вражаючою і смертельною концентрацією;
час підходу хмари з АХОВ до заводу (цеху) і час його вражаючої дії;
можливі хімічні втрати виробничого персоналу цеху;
за результатами оцінки стійкості цеху до дії АХОВ зробити висновки і розробити заходи щодо підвищення стійкості цеху.
6. Дослідити та оцінити стійкість виробничої діяльності цеху до дії радіоактивного забруднення місцевості з еталонними рівнями радіації:
за основним варіанту - за прогнозованою величиною Р 1, р / год;
з резервного варіанту - за величиною Р1 = 100 і 200 р / год
Визначити (розрахувати):
час початку змін на 1 і 2 доби після вибуху;
дози радіації, які можуть отримати виробничий персонал цеху в 1 і 2 доби роботи в цеху після вибуху.
Результати розрахунку оформити у вигляді таблиці і графіка, накреслити на аркуш ватману А1; зробити висновки і розробити заходи щодо підвищення стійкості цеху до дії радіації.
7. За результатами дослідження оцінки стійкості виробничого комплексу та виробничої діяльності цеху до впливу первинних і вторинних вражаючих факторів НС скласти план і план-графік заходів з підвищення стійкості цеху в умовах НС.
Вихідні д анние 9 варіанту представлені в Таблиці 1.
Таблиця 1. Вихідні дані варіанти 9
Розташування машинобудівного заводу (МОЗ) щодо центру міста | |
Прямий азимут a 1, град | 55 |
, км Відстань R, км | 4,5 |
, Мт Потужність боєприпасу q, Мт | 0,3 |
, км Табличне значення КВК r, км | 0,5 |
Прогнозовані метеоумови в районі заводу: - Напрямок вітру a 2, град , км/ч - Середня швидкість вітру V, км / год - Видимість, км - Коефіцієнт прозорості повітря До ПВ | 250 |
50 10 0,8 | |
Характеристика виробничого комплексу хутро. цеху МОЗ | |
Промислові будівлі | З важким металевим каркасом |
Верстатне обладнання | - Токарно-револьверний, прутковий; - Копіювально-фрезерний з програмним управлінням; - Довбальний; - Фрезерно-центровальний напівавтомат. |
Перекриття будівель | б плиты полегшені з / б плити |
Покрівля | руберойд |
Заповнення вікон і дверей | дерев'яне |
Транспорт | підлогові крани, електрокари, моторолери |
Зв'язок | телефонна, диспетчерська |
Електро-, водо-, теплопостачання | по наземних комунікацій |
Вихідні дані для розрахунку стійкості обладнання на зміщення та перекидання під дією швидкісного напору повітря | |
Обладнання | шафа з контрольно-вимірювальними приладами |
- Маса, кг , мм - Довжина l, мм , мм - Ширина b, мм , мм - Висота h, мм | 0 6 8 0 880 750 0 17 5 0 |
форма | паралелепіпед |
вид тертя при зміщенні обладнання | метал по бетону |
1 | 2 |
1 | 2 |
Розташування ємності з ПВЗ сумішшю на ОЕ | |
Маса суміші, т | 0,0 4 0,0 |
Видалення від хутро. цеху, м | 0 3 3 0 |
Вихідні дані вірогідною аварії на хімкомбінаті з викидом (виливши) АХОВ з обвалованной (заглибленою) ємності | |
Розташування щодо центру міста хімкомбінату: - Прямий азимут a 1, град , км - Відстань R, км | 210 7,8 |
Виробничий персонал в механічному цеху МОЗ: 1 зміна: - у цеху - Поза цеху 2 зміна: - у цеху - Поза цеху 3 зміна: - у цеху - Поза цеху | Січень 1920 2 0 45 1 0 20 10 |
Забезпеченість протигазами персоналу,% | 80 |
Запас АХОВ: - Тип - Кількість, т | хлор 110 |
Вихідні дані для розрахунку режиму роботи виробничого персоналу цеху на радіоактивно зараженій місцевості | |
Режим роботи цеху при НС: - Кількість змін, До см - Тривалість зміни, год | 3 8 |
Встановлені дози опромінення Д, бер - 1 доба - 2 доби | 30 10 |
Коефіцієнт ослаблення радіації будівлею цеху, До ОСЛ | 5 |
Основи стійкості функціонування об'єктів економіки у надзвичайних ситуаціях
Під стійкістю функціонування об'єкта економіки (ОЕ) у надзвичайних ситуаціях (НС) розуміють забезпечення їм випуску запланованої (за обсягом, номенклатурою і якістю) продукції у разі виходу з ладу цехів, лабораторій та інших структурних підрозділів об'єкта або здатність об'єктів при НС відновлювати свою виробничу діяльність у встановлені терміни.
Стійкість об'єкта економіки в НС визначається:
а) видами НС і параметрами їх вражаючих чинників, видаленням об'єкта економіки від центрів НС, топографічними і метеорологічними умовами в районах розташування об'єктів;
б) надійністю виробничих комплексів об'єктів: будівель, споруд, обладнання, транспорту, зв'язку та комунально-енергетичних мереж (КЕС);
в) надійністю виробничої діяльності об'єктів: управління, захисту виробничого персоналу, технологічного процесу, матеріально-технічного постачання і ремонтно-відновлювальної служби.
Дослідження стійкості функціонування об'єкта економіки в НС проводиться поетапно (рис.1), за певними методиками.
Оцінка стійкості функціонування об'єкта економіки в НС полягає у визначенні (розрахунку) параметрів прогнозованих вражаючих факторів, що впливають на об'єкт економіки і порівняння їх з фактичною (фізичної, організаційної та ін) стійкістю елементів виробничих комплексів і виробничої діяльності об'єкта економіки.
При цьому, в першу чергу, оцінюється стійкість об'єкта економіки до найбільш небезпечним вражаючих факторів, наприклад, до вражаючих факторів вибухів ядерних або звичайних боєприпасів.
Стійкість об'єкта економіки до вражаючих факторів вибухів боєприпасів гарантує стійкість об'єкта економіки до вражаючих факторів інших (техногенних, природних) НС: землетрусів, пожеж, зараження радіоактивними і хімічними речовинами тощо
.
Вихідні дані для визначення параметрів вражаючих чинників прогнозованих НС, які впливають на об'єкти економіки, задаються місцевими Управліннями у справах ГО і НС чи визначаються розрахунковим шляхом.
, проникающей радиации Д и других поражающих факторов взрывов.
При наявності даних про вид та потужності боєприпасу, місці (координатах) прогнозованого центру вибуху (точки прицілювання) і розташуванні відносно нього об'єкта, досліджуваного на стійкість, можуть бути визначені чисельні значення максимального надлишкового тиску D Р Ф, светотеплового випромінювання U, проникаючої радіації Д і інших вражаючих факторів вибухів. Для цього використовуються формули або таблиці П.2 ... П.6, подані у додатку [1].При цьому, відстань від об'єкта економіки до центрів вибухів (ближнього - ЦВ Б і далекого - ЦВ Д) визначаються з урахуванням закону ймовірного кругового розсіювання (ВКР) боєприпасів:
ВКР( max ) = 3,2 r ВКР(табл.) (1)
R ВКР (max) = 3,2 r ВКР (табл.) (1)( max ) – радиус окружности вероятного максимального кругового рассеивания (с центром в точке прицеливания), в пределы которого с 90%-ной вероятностью попадет боеприпас;
де: R BKP (max) - радіус кола ймовірного максимального кругового розсіювання (з центром в точці прицілювання), в межі якого з 90%-ною вірогідністю потрапить боєприпас;ВКР(табл.) – радиус окружности вероятного табличного кругового рассеивания боеприпаса (из его технической характеристики).
r ВКР (табл.) - радіус кола ймовірного табличного кругового розсіювання боєприпасу (з його технічної характеристики).Рішення:
За даними варіанту будується схема розташування машинобудівного заводу щодо центру міста - точки прицілювання боєприпасу (рис.2)
Визначаються ближній (ЦВ Б) і дальній (ЦВ Д) центри вибуху (щодо машинобудівного заводу). Вони розраховуються з урахуванням закону ймовірного кругового розсіювання боєприпасів:
ВКР( max ) = 3,2 × 0,5 = 1,6 км (по формуле 1); R ВКР (max) = 3,2 × 0,5 = 1,6 км (за формулою 1);
Б = R – R ВКР( max ) = 4,5 – 1,6 = 2,9 км; R Б = R - R ВКР (max) = 4,5 - 1,6 = 2,9 км;
Д = R + R ВКР( max ) = 4,5 + 1,6 = 6,1 км. R Д = R + R ВКР (max) = 4,5 + 1,6 = 6,1 км.
Рис. 2. Розташування машинобудівного заводу (МОЗ) щодо точки прицілювання і прогнозованих центрів вибуху.
Б – наиболее неблагоприятного (опасного) для устойчивости МЗ.
За табл. =0,3Мт:
П.1 [1] для q = 0,3 Мт:1 =2,7 км – D Р' Ф =50 кПа,
R 1 = 2,7 км - D Р 'Ф = 50 кПа,2 =3,1 км – D Р'' Ф =40 кПа.
R 2 = 3,1 км - D Р''Ф = 40 кПа.Б =2,9 км D Р Ф (по правилу интерполяции) составит:
Тоді при R Б = 2,9 км D Р Ф (за правилом інтерполяції) складе:кПа.
кДж/м 2 :
а) За табл. =0,3 Мт:
П.1 [1] для q = 0,3 Мт:1 =2,7 км – U ' max =1440 кДж/м 2 ,
R 1 = 2,7 км - U 'max = 1440 кДж / м 2,2 =3,1 км – U '' max =1120 кДж/м 2 .
R 2 = 3,1 км - U''max = 1120 кДж / м 2.Б =2,9 км U max (по правилу интерполяции) составит:
Тоді при R Б = 2,9 км U max (за правилом інтерполяції) складе:кДж / м 2.
расч (с учетом прозрачности воздуха) составит:
б) U розр (з урахуванням прозорості повітря) складе:кДж / м 2.
Величину дози проникаючої радіації Д, Р (бер) визначимо графічно, п про табл. ( R ) для q =0,3Мт (рис. 3): П.2 [1] будуємо графік Д = f (R) для q = 0,3 Мт (рис. 3):
Рис. до точки взрыва. 3. Залежність дози проникаючої радіації Д від відстані R до точки вибуху.
Б =2,9 км, Д = 15 Р(бэр). З графіка видно, що при R Б = 2,9 км, Д = 15 Р (бер).
Визначаємо величину еталонного (на 1 годину після вибуху) рівня радіації (від радіоактивного зараження місцевості) на території машинобудівного заводу Р 1, р / ч.
За даними табл. П.3 ... П.5 визначаємо параметри, за якими буде вироблено побудова кола, з центром в точці ЦВ Б, і сектора з кутом 40 0 за напрямком вітру, що показують рівень радіоактивного зараження місцевості:
0 висота підйому хмари вибуху h 0 | 16 км; |
З радіус зони зараження в районі вибуху R З | 3,0 км; |
Довжини зон зараження на сліді хмари визначимо графічно, п про табл. = f ( L ) для скорости ветра V =50км/ч (рис. 4): П.2 [1] будуємо графік q = f (L) для швидкості вітру V = 50км / ч (рис. 4):
Рис. 4. Залежність розміру зон зараження від потужності заряду
=300 тыс.т.: З графіка визначаємо що для заряду q = 300 тис.т.:
А =240 км; L В =60 км; L А = 240 км, L В = 60 км;
Б =95 км; L Г =30 км. L Б = 95 км; L Г = 30 км.
( L ) (рис. 5):
Для визначення величини еталонного рівня радіації на території машинобудівного заводу Р 1, р / год, побудуємо графік залежності Р 1 = f (L) (рис. 5):Рис. 5. Залежність величини еталонного рівня радіації від відстані до центру вибуху
Б =2,9 км
, величина эталонного (на 1 час после взрыва) уровня радиации на территории машиностроительного завода составит Р 1 =1700, р/ч. За графіком визначаємо, що на відстані R Б = 2,9 км, величина еталонного (на 1 годину після вибуху) рівня радіації на території машинобудівного заводу складе Р 1 = 1700, р / ч.У результаті побудови району ВРЗМ машинобудівний завод опиниться біля внутрішньої межі зони Г (рис.6).
Рис. 6. Розташування машинобудівного заводу щодо району можливого радіоактивного зараження місцевості
Зони можливого зараження на сліді хмари наземного ядерного вибуху представлені на рис. П.1. і рис. П.2. в Додатку.
Час формування зон можна визначити як відношення довжини зони до середньої швидкості вітру.
А / V =240 / 50 = 4,8 ч; t А = L А / V = 240 / 50 = 4,8 год;
Б / V = 95 / 50 = 1,9 ч; t Б = L Б / V = 95 / 50 = 1,9 год;
В/ V = 60 / 50 = 1,2 ч; t В = L В / V = 60 / 50 = 1,2 год;
Г / V = 30 / 50 = 0,6 ч. t Г = L Г / V = 30 / 50 = 0,6 год
Час підходу хмари з радіоактивними речовинами до об'єкта економіки:
Б / V = 2,9 / 50 = 0,058 ч. = 3 мин. t = R Б / V = 2,9 / 50 = 0,058 ч. = 3 хв. 29 с.
За результатами розрахунків складаємо зведену таблицю величин вражаючих факторів вибуху, що впливають на машинобудівний завод і його структурні підрозділи (табл.2.):
Таблиця 2. Вражаючі фактори прогнозованого вибуху, що впливають на машинобудівний завод і його структурні підрозділи
Параметри | Δ Р Ф, кПа | , кДж/м 2 U P, кДж / м 2 | Д ПР, Р (бер) | Р 1, р / год |
Величини | 45 | 1024 | 15 | 1700 |
Определение устойчивости производственного комплекса объекта к поражающим факторам
II Визначення стійкості виробничого комплексу об'єкта до вражаючих факторівСтійкість елементів виробничих комплексів об'єктів економіки (будівель і споруд, обладнання, транспорту, зв'язку, КЕС) в НС визначається по впливу на них повітряної ударної хвилі, светотеплового випромінювання і вторинних (внутрішніх і зовнішніх) вражаючих факторів вибуху.
1. Визначення стійкості виробничого комплексу об'єкта до впливу повітряної ударної хвилі
Стійкість елементів виробничих комплексів об'єктів економіки та їх структурних підрозділів до впливу повітряної ударної хвилі полягає:
у виявленні основних елементів виробничого комплексу, від яких залежить функціонування об'єктів та їх структурних підрозділів;
у визначенні (за формулами, таблицями) розрахункової стійкості кожного елемента виробничого комплексу цеху - по нижній межі діапазону тисків, що викликають середні руйнування;
у визначенні розрахункової стійкості групи елементів (будівель, обладнання і т. п.) і виробничого комплексу цехів у цілому - за мінімальної розрахункової стійкості елемента (групи елементів), вихід з ладу якого (яких) призведе до зупинки виробництва;
в порівнянні розрахункової стійкості виробничого комплексу цехів (об'єктів в цілому) з величиною прогнозованого надлишкового тиску повітряної ударної хвилі вибуху;
у розробці заходів з підвищення стійкості найбільш вразливих елементів виробничого комплексу цехів і об'єктів.
Завдання: визначити стійкість механічного цеху машинобудівного заводу до впливу повітряної ударної хвилі з максимальним надмірним тиском D Р Ф = 45 кПа.
Вихідні дані цеху:
будівля цеху з важким металевим каркасом.
Обладнання цеху включає в себе верстати: токарно-револьверний прутковий, копіювально-фрезерний з програмним управлінням; зубообробних; фрезерно-центровальний напівавтомат.
КЕС цеху: електричні мережі кабельні, наземні і трубопроводи наземні.
Зони руйнування показані на рис. П.3 в Додатку.
1. За табл. П.6 [1] для кожного елемента виробничого комплексу механічного цеху знаходимо величини D Р Ф, викликають повне, сильне, середнє і слабке руйнування. Ці дані заносяться в Таблицю 3. Таблиця 3. Ступінь руйнування елементів виробничого комплексу цеху
№ п / п | Досліджуваний елемент | Коротка характеристика досліджуваного елемента | Ступінь руйнування при D Р ф, кПа | Розрахункова стійкість елементів виробничих ного комплексу цеху, кПа | Розрахункова стійкість групи елементів виробничого комплексу цеху, кПа | Розрахункова стійкість виробничих ного комплексу цеху, кПа |
10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | |||||||||||
1 | Будівля | з важким металевим каркасом | 30 | 20 | |||||||||||||
30 | |||||||||||||||||
2 | Обладнан-ня (верстати) | -Токарно-револьверний, прутковий; -Копіювально-фрезерний; -Зубообрабати-вающий; -Фрезерно-центровальний. |